綠色建筑材料在土木工程施工中的應(yīng)用研究

【摘要】文中概述了綠色建筑材料的內(nèi)涵、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益等，從建筑結(jié)構(gòu)、工程使用功能、內(nèi)部裝修等三個(gè)方面探討了土木工程施工中綠色建筑材料的具體應(yīng)用，就如何提升土木工程施工中綠色建筑材料的應(yīng)用水平提出建議，包括加強(qiáng)綠色建筑材料應(yīng)用推廣、加大綠色建筑材料研發(fā)力度、完善綠色建筑材料應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。

【關(guān)鍵詞】土木工程；綠色建筑；綠色施工；綠色建筑材料

【中圖分類號】TU50 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）10-0030-03

0 引言

綠色建筑是指在全壽命期內(nèi)、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的高質(zhì)量建筑。綠色建筑材料在土木工程施工中的有效應(yīng)用，有利于兼顧土木工程施工的環(huán)境責(zé)任和經(jīng)濟(jì)可行性。然而現(xiàn)階段，部分土木工程施工在選擇建筑材料時(shí)，仍以傳統(tǒng)建材為主。與綠色建筑材料相比較而言，傳統(tǒng)建材的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益相對較低，如何深化綠色建筑材料在土木工程中的應(yīng)用，提升綠色建材在土木工程施工中的運(yùn)用水平已成為現(xiàn)階段業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的話題。

1 綠色建筑材料概述

1.1 綠色建筑材料的內(nèi)涵

綠色建筑材料簡稱綠色建材，在生產(chǎn)過程中使用可再生資源作為原料，不用或少用天然資源和能源，對于提高資源能源整體利用率有著積極的促進(jìn)作用，同時(shí)有助于降低土木工程的施工成本和環(huán)境污染。綠色建材主要包括三種類型：一是新型墻體材料、綠色混凝土等資源節(jié)約型材料；二是保溫隔熱材料、節(jié)能門窗等能源節(jié)約型材料；三是防水密閉材料、空氣凈化材料、抗菌材料等環(huán)境友好型材料[1]。綠色建材標(biāo)準(zhǔn)主要包括五個(gè)方面。

1）資源利用率。綠色建材應(yīng)減少浪費(fèi)、降低能耗、減少溫室氣體排放。使用工程施工所在區(qū)域容易獲得的材料，可降低運(yùn)輸成本和能源消耗。包括可重復(fù)使用或可回收的材料，可回收或可再循環(huán)的產(chǎn)品包裝，壽命長的耐用材料，天然、豐富或可再生的資源、資源節(jié)約型制造工藝，當(dāng)?shù)乜色@得的綠色建材、殘次品、翻新或再制造產(chǎn)品等。

2）能源效率。綠色建材需最大限度地提高能源效率。使用能夠減少建筑物和設(shè)施能耗的材料和系統(tǒng)；使用符合可負(fù)擔(dān)性標(biāo)準(zhǔn)的材料和系統(tǒng)。綠色建材成本應(yīng)與傳統(tǒng)材料相當(dāng)或在項(xiàng)目預(yù)算范圍內(nèi)。

3）室內(nèi)空氣質(zhì)量。室內(nèi)空氣質(zhì)量可通過使用符合低毒或無毒標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)排放物極少、低揮發(fā)性有機(jī)化合物、防潮和健康維護(hù)的材料來改善，防潮產(chǎn)品和系統(tǒng)可抑制建筑物內(nèi)生物污染物的生長。這些材料能識別污染物、提高空氣質(zhì)量，促進(jìn)室內(nèi)空氣質(zhì)量的健康。

4）有毒物質(zhì)含量。通過采取預(yù)防措施、采用更安全的替代品、確保充分通風(fēng)、進(jìn)行室內(nèi)空氣質(zhì)量測試、使用綠色化學(xué)原料，消除建筑材料、產(chǎn)品和工藝中的有害化學(xué)物質(zhì)。

5）材料維護(hù)。與傳統(tǒng)建材相比，綠色建材在維護(hù)方面所需的能源和水通常較少，因此更易于維護(hù)和維修[2]。此外，由于可持續(xù)材料的使用壽命通常更長，因此可以減少使用頻率。

1.2 綠色建材的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益

綠色建材通常采用可再生或回收材料制成，在土木工程施工中的有效應(yīng)用具有較強(qiáng)的社會(huì)效益。綠色建材在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中所消耗的能源相對較少，有助于減少碳排放，降低土木工程的碳足跡。與此同時(shí)，傳統(tǒng)建材中通常含有甲醛、苯等有害物質(zhì)，而由于綠色建材一般采用無毒、環(huán)保的材料制成，在土木工程中的應(yīng)用有助于提升室內(nèi)空氣質(zhì)量，對于改善室內(nèi)環(huán)境具有重要意義。并且多數(shù)綠色建材在保溫和隔音等方面表現(xiàn)出良好性能，有助于減少能耗并提高居住的舒適程度[3]。

從經(jīng)濟(jì)效益層面來看，由于綠色建材擁有較高的耐用性，在土木工程施工中合理應(yīng)用綠色建材有助于提高建筑物的使用壽命，并且可以在后期維護(hù)過程中實(shí)現(xiàn)更低的成本費(fèi)用。與此同時(shí)，有助于降低土木工程的能耗。例如在土木工程施工中通過選用具有優(yōu)異隔熱性能的綠色建材，可減少空調(diào)或暖氣等能耗設(shè)施的使用頻率；選用能夠優(yōu)化室內(nèi)采光和通風(fēng)的綠色建材，可降低建筑對于照明和通風(fēng)系統(tǒng)的使用需求，對于進(jìn)一步減少能源消耗具有重要意義[4]。此外，各地主管部門對土木工程采購綠色建材可給予一定獎(jiǎng)勵(lì)和補(bǔ)貼，通過稅收減免、金融支持等方式，使用綠色建材可以進(jìn)一步降低土木工程建設(shè)成本。

2 綠色建材的具體應(yīng)用

2.1 建筑結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用

土木工程的建設(shè)結(jié)構(gòu)需要選用具有較高穩(wěn)固性、優(yōu)越環(huán)保性的綠色建材。例如，竹鋼作為一種高性能竹基纖維復(fù)合材料，不僅具有高強(qiáng)度、高密度的特性，同時(shí)由于其屬于有機(jī)材料B1級（難燃），在燃燒碳化后一定時(shí)間內(nèi)保有一定強(qiáng)度，且無煙無毒氣，具有較強(qiáng)的阻燃性。這種材料的強(qiáng)度要高于普通鋼材，特別是其拉伸強(qiáng)度，是同等重量鋼材的3倍，而其批量生產(chǎn)的成本則基本相當(dāng)。并且竹鋼主要原材料慈竹，因徑小、壁薄，工業(yè)利用價(jià)值偏低，除竹編、造紙外，再無其他工業(yè)利用，造成大量資源閑置，且利用后可降解，對環(huán)境的污染較小，因其自身獨(dú)特的物理性能，可實(shí)現(xiàn)大跨度梁、柱、樓板結(jié)構(gòu)而成為很好的土木工程結(jié)構(gòu)用材。

與此同時(shí)，墻體建材一般多選擇粉煤灰、礦渣灰和空心混凝土等環(huán)保材料。粉煤灰主要是一些企業(yè)的排放煤渣，經(jīng)過簡單的處理加工從而進(jìn)行利用。目前在我國每年產(chǎn)生的粉煤灰排放量巨大，將粉煤灰應(yīng)用于建材利用能實(shí)現(xiàn)多贏效果。另外，利用粉煤灰（硅酸鹽水泥）、石粉及水泥等廢棄材料，可以制作出空心砌塊混凝土、隔聲砂漿等，在土木工程施工應(yīng)用中具有極大可利用潛力，在滿足節(jié)能要求的同時(shí)符合綠色建材應(yīng)用的市場需求。

2.2 工程使用功能方面的應(yīng)用

通過發(fā)揮綠色建材的自我特性，能夠很大程度上優(yōu)化土木工程的使用功能。例如，聚乙烯丙綸復(fù)合防水卷材作為一種無毒、無污染的綠色產(chǎn)品，適合多種材料黏合，尤其與水泥材料在凝固過程中直接黏合，只要無明水便可施工，適用于土木工程的防水功能。這種綠色建材以原生聚乙烯合成高分子材料加入抗老化劑、穩(wěn)定劑、助黏劑等與高強(qiáng)度新型丙綸滌綸長絲無紡布，經(jīng)過自動(dòng)化生產(chǎn)線一次復(fù)合而成的新型防水卷材，上下表面粗糙，無紡布纖維呈無規(guī)則交叉結(jié)構(gòu)，形成立體網(wǎng)孔，可以在環(huán)境溫度-40～60 ℃范圍內(nèi)長期穩(wěn)定使用，不僅綜合性能良好，抗拉強(qiáng)度高，同時(shí)具有較強(qiáng)的抗?jié)B能力和較小的膨脹系數(shù)，在土木工程施工中可以表現(xiàn)出穩(wěn)定可靠的性能。

另外，在土木工程的隔熱施工中如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新環(huán)保、優(yōu)化隔熱性能成為現(xiàn)階段業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的話題。例如，真空隔熱板由玻璃纖維或泡沫等核心材料組成，并封裝在真空密封面板中，可減少穿過隔熱層的熱量，使其成為節(jié)能建筑的絕佳選擇。

2.3 內(nèi)部裝修方面的應(yīng)用

房屋作為土木工程的重要類別之一，在內(nèi)部裝飾裝修過程中通過使用綠色建材，可以在降低室內(nèi)污染的同時(shí)減少資源浪費(fèi)。例如，菌絲體是由真菌和蘑菇的根部構(gòu)成的單細(xì)胞生物，具有出色的可塑性和環(huán)保特性。菌絲體可以在由各種天然材料（包括磨碎的稻草）混合制成的模具或形狀中生長。這樣制成的磚塊或其他形狀的產(chǎn)品不僅輕便，而且堅(jiān)固耐用。通過將菌絲體與經(jīng)過巴氏殺菌的鋸末混合，幾乎可以制成任何形狀。通過生產(chǎn)既堅(jiān)固又輕便的磚塊和形狀獨(dú)特的建筑構(gòu)件，將其應(yīng)用到土木工程的內(nèi)部裝修中，可以發(fā)揮其優(yōu)異的物理性能和環(huán)保特性，這是因?yàn)樵谂蛎涍^程中，菌絲體能夠吸收空氣中的CO2。

再如，超薄柔性石材作為一種非高溫?zé)Y(jié)的新一代節(jié)能、低碳、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保型飾面裝飾材料，性價(jià)比較高。這種材料具有極高的柔性，土木工程的室內(nèi)裝修提供了更多選擇，不再受到傳統(tǒng)石材只能做直角或斜角的限制，同時(shí)也能夠更好地展現(xiàn)出建筑的個(gè)性和創(chuàng)意，同時(shí)該綠色建材沒有任何化學(xué)成分和污染物，對環(huán)境和人體健康非常友好，并且可回收再利用，符合當(dāng)前國家提倡的低碳環(huán)保理念。

3 在土木工程施工中應(yīng)用的建議

3.1 加強(qiáng)綠色建材應(yīng)用推廣

在土木工程中使用綠色建材，可有效降低對自然資源的消耗，同時(shí)降低對生態(tài)環(huán)境的影響，并且具有節(jié)能環(huán)保、回收再生、循環(huán)利用等特點(diǎn)。土木工程施工過程中對建材消耗較高，隨著近幾年土木工程數(shù)量的不斷增加，施工過程中污染物排放量也逐漸增加，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的影響。為此，應(yīng)該加大使用綠色建材的范圍，充分利用綠色建材來降低土木工程建設(shè)過程中對環(huán)境的污染，推動(dòng)土木工程向著綠色化的方向發(fā)展。綠色建材應(yīng)用推廣過程中，主管部門要充分發(fā)揮引領(lǐng)作用，在其投入的土木工程建設(shè)中，優(yōu)先選用綠色建材，而且要盡可能提升使用比重。同時(shí)，也要引導(dǎo)施工單位積極使用，以此不斷擴(kuò)大綠色建材的使用范圍。根據(jù)土木工程實(shí)際發(fā)展需要，推廣合適的綠色建材，如高強(qiáng)鋼筋、高性能混凝土、可再生能源等，對于高污染、高毒害的建材可進(jìn)行禁用，從而加大綠色建材的應(yīng)用力度。主管部門可出臺綠色建材推廣應(yīng)用優(yōu)惠政策，給予土木工程施工應(yīng)用綠色建材補(bǔ)貼等，也可提供相關(guān)金融產(chǎn)品和服務(wù)，為土木工程施工應(yīng)用綠色建材提供支持。

3.2 加大綠色建材研發(fā)力度

為了保證綠色建材能夠在土木工程施工中被廣泛應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)土木工程施工需求加大對綠色建材的研發(fā)力度，根據(jù)實(shí)際施工需要研發(fā)環(huán)保性能更高的綠色建材，并且不斷提高綠色建材的質(zhì)量和穩(wěn)定性，通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，提升綠色建材的效能，在促進(jìn)土木工程向著綠色環(huán)保方向發(fā)展的基礎(chǔ)上，保證土木工程使用時(shí)的安全穩(wěn)定性，延長土木工程使用壽命[5]。與此同時(shí)，技術(shù)人員可以加大研發(fā)可循環(huán)再生建材、綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)保溫隔熱材料、節(jié)能材料的力度，并推動(dòng)建立和完善綠色建材的標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范綠色建材生產(chǎn)與使用，最終為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)作出貢獻(xiàn)。除此之外，降低綠色建材的生產(chǎn)成本是一個(gè)重要的發(fā)展方向。因此，要通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高原材料的可再生性，以及規(guī)模化生產(chǎn)等手段，降低綠色建材的成本，使其更具競爭力。促進(jìn)綠色建材在土木工程施工中得到更加廣泛應(yīng)用，使綠色建筑更為普及。

3.3 完善綠色建材應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

土木工程施工方要圍繞GB/T 50378—2019《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》積極拓展綠色建材評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，形成規(guī)范化的技術(shù)規(guī)范以及綠色建材的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。土木工程施工開始前，施工單位需要根據(jù)土木工程施工要求選擇合適的綠色建材，避免出現(xiàn)盲目使用建材的情況。同時(shí)，選擇綠色建材的過程中應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)性原則，如果綠色建材性能、質(zhì)量相同，應(yīng)選擇價(jià)格較低的建筑材料，這樣可以幫助企業(yè)節(jié)約施工投入成本，避免因?yàn)閮r(jià)格不合理，導(dǎo)致工程施工中產(chǎn)生不必要的資金投入。綠色建材應(yīng)用過程中要綜合考慮綠色建材的特點(diǎn)，從而選擇適合的工藝，并完善優(yōu)化施工方案，保證土木工程施工質(zhì)量。除此之外，要對土木工程施工中綠色建材的應(yīng)用情況開展“事中”和“事后”的跟蹤評估，及時(shí)化解土木工程施工過程中的短板和問題，確保綠色建材使用種類、數(shù)量、應(yīng)用比例、項(xiàng)目質(zhì)量和實(shí)際效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)要求。在土木工程施工過程中要結(jié)合T/CECS 494—2023《綠色建筑工程竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》對土木工程施工開展竣工驗(yàn)收工作，重點(diǎn)關(guān)注土木工程施工過程中是否嚴(yán)格執(zhí)行綠色建材應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)措施要求，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的驗(yàn)收程序組織綠色建材專項(xiàng)驗(yàn)收活動(dòng)，驗(yàn)收未通過的要督促責(zé)任單位進(jìn)行整改，切實(shí)發(fā)揮綠色建材的應(yīng)用優(yōu)勢。

4 結(jié)語

綜上所述，基于可持續(xù)戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，土木工程施工中應(yīng)落實(shí)綠色環(huán)保理念，不斷優(yōu)化土木工程施工各個(gè)環(huán)節(jié)，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供支持。土木工程施工方要充分認(rèn)識到綠色建材應(yīng)用的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益，在實(shí)際工作中加強(qiáng)綠色建材推廣應(yīng)用，同時(shí)加大綠色建材研發(fā)力度，完善綠色建材應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)發(fā)揮綠色建材在土木工程中的應(yīng)用優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 張玉潔.土木工程施工中綠色建筑材料質(zhì)量檢測分析[J].磚瓦，2024（6）：44-47.

[2] 王小穎.新型綠色建筑材料在土木工程施工中的應(yīng)用分析[J].廣州建筑，2024，52（2）：80-83.

[3] 王維奇，孫元明.綠色環(huán)保建筑材料在土木工程施工中的應(yīng)用[J].居舍，2024（10）：52-55.

[4] 張志勇.綠色建筑材料在土木工程施工中應(yīng)用的意義及措施[J].陶瓷，2024（3）：208-210.

[5] 王云鵬.綠色建筑材料在土木工程施工中的應(yīng)用分析[J].居舍，2024（5）：47-49.

[作者簡介]張?jiān)趧伲?988—），男，福建三明人，專科，工程師，研究方向：化工園區(qū)的土建工程范圍。