土木建筑工程施工中綠色建筑材料的應(yīng)用分析*

杜 華

(山西興宇工程咨詢有限公司 山西 陽泉 045000)

土木工程建設(shè)中,綠色建筑材料具有十分重要的意義。由于綠色建筑技術(shù)正處于初步發(fā)展階段,在應(yīng)用過程中尚缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。為了更好地促進(jìn)綠色材料在工程領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用,必須加強(qiáng)對(duì)相關(guān)問題的研究,制定完善的評(píng)價(jià)體系與方法。另外,應(yīng)將環(huán)保理念融入整個(gè)工程建設(shè)之中,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,確保資源得到有效利用。

1 綠色技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用目標(biāo)

在建筑工程生產(chǎn)階段,其碳排放量達(dá)到全工程的90%,其中建筑材料、機(jī)械設(shè)備等所產(chǎn)生的二氧化碳占總排放量的80%以上。為此,綠色施工技術(shù)的出現(xiàn)成了建筑行業(yè)未來發(fā)展的必然方向,主要通過采用新型環(huán)保材料和工藝來實(shí)現(xiàn)建筑工程施工過程中的節(jié)能減排目標(biāo),從而有效減少工程建設(shè)對(duì)環(huán)境造成的破壞,為我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)提供可靠保障。具體如下:

(1)明確建筑節(jié)能目標(biāo)的出發(fā)點(diǎn)與落腳點(diǎn),建筑節(jié)能目標(biāo)包括節(jié)約用地指標(biāo)、降低能源消耗指標(biāo)以及提高資源利用率三方面。既要合理規(guī)劃城市土地使用面積,優(yōu)化建筑用地結(jié)構(gòu)布局,使之符合生態(tài)要求,加強(qiáng)建筑施工管理,保證施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全,推廣清潔能源應(yīng)用技術(shù),促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施[1]。

(2)從建筑設(shè)計(jì)角度出發(fā),將綠色建筑理念貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過程,以“以人為本”的原則作為指導(dǎo)依據(jù),建立科學(xué)合理的建筑方案評(píng)價(jià)體系。并結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格審查,確保設(shè)計(jì)方案滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況制定完善的節(jié)能措施及制度。

(3)以開發(fā)、創(chuàng)新、優(yōu)化技術(shù)為方向,加快推進(jìn)低碳技術(shù)應(yīng)用進(jìn)程。一方面要積極研發(fā)低能耗環(huán)保型新型建材產(chǎn)品,另一方面要大力研究先進(jìn)適用的節(jié)能新工藝、新設(shè)備和新方法,不斷提升建筑工程技術(shù)水平。此外,還應(yīng)全面評(píng)估建筑的應(yīng)用、拆除與處理等環(huán)節(jié),做到事前控制,事中監(jiān)督,事后驗(yàn)收。針對(duì)不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同氣候條件下的各種影響因素采取針對(duì)性對(duì)策,避免不必要損失,最大限度減少建筑生命周期內(nèi)溫室氣體排放,進(jìn)而推動(dòng)建筑業(yè)向低碳化轉(zhuǎn)型升級(jí)。綠色施工技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展是人類經(jīng)濟(jì)水平、科學(xué)技術(shù)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)共同作用的結(jié)果。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展,人們逐漸認(rèn)識(shí)到節(jié)能環(huán)保對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境、保護(hù)自然資源有著重要意義。因此,只有將綠色施工技術(shù)充分融入到建筑工程施工當(dāng)中去,才能真正發(fā)揮其價(jià)值。

2 綠色建筑材料概述

對(duì)于綠色建材而言,從不同角度出發(fā),其應(yīng)用范圍也不盡相同。實(shí)際生產(chǎn)中,將清潔污染技術(shù)應(yīng)用至綠色建材的制備能提升其綠色性能和環(huán)保效果。另外,還可以通過對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì),使之具有良好的節(jié)能性、可回收性以及可再利用等特點(diǎn)。綠色環(huán)保型建筑材料其原理為:在建筑建造時(shí),使用無污染材料作為基礎(chǔ)原料,并結(jié)合先進(jìn)制造工藝與設(shè)備,實(shí)現(xiàn)原材料及能源的高效循環(huán)利用,從而有效降低資源消耗及環(huán)境污染程度。綠色建材具有諸多優(yōu)點(diǎn),如節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好型等。住宅建筑施工中,能起到節(jié)約能源作用,同時(shí)減少二氧化碳排放,改善空氣質(zhì)量,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

此外,綠色建材還具有一定的保溫隔熱功能,避免了因溫度過高導(dǎo)致室內(nèi)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,進(jìn)而影響人們正常生活。

3 土木建筑工程施工中綠色建筑材料應(yīng)用策略

3.1 頂端設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

綠色建材具有質(zhì)量高、性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),在頂端設(shè)計(jì)中,采用新型環(huán)保材料替代傳統(tǒng)建筑材料,可以有效提高其使用性能[2]。土木工程頂端設(shè)計(jì)是指根據(jù)建筑物高度和結(jié)構(gòu)形式,對(duì)建筑頂部進(jìn)行合理規(guī)劃布置。在現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展過程中,為了提升整體施工效果,應(yīng)積極引入綠色技術(shù)。使用前,先通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試出各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù),利用科學(xué)方法計(jì)算出該方案是否滿足實(shí)際需求,并以此為依據(jù)制定最佳設(shè)計(jì)方案。例如:SBS改性瀝青混凝土路面應(yīng)用于高層建筑頂端時(shí),可選擇復(fù)合土工膜作為防滲層。鋼結(jié)構(gòu)屋頂則需要考慮設(shè)置鋼梁與鋼立柱等相關(guān)構(gòu)件以實(shí)現(xiàn)承重功能。而預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓板則需結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境情況確定具體尺寸大小以及施工工藝。施工過程中也要做好細(xì)節(jié)工作,保證整個(gè)建筑工程建設(shè)進(jìn)度符合預(yù)期目標(biāo)。由于頂端設(shè)計(jì)要求較為復(fù)雜,因此在具體施工中還必須注意一系列問題。比如:加大施工現(xiàn)場(chǎng)管理力度。優(yōu)化模板加工工藝,確保澆筑成形后表面平整光滑。嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展安裝工作,防止?jié)B漏現(xiàn)象發(fā)生,強(qiáng)化基礎(chǔ)處理及防水措施等。除此之外,還要突出建筑物的特點(diǎn)與美觀性,注重綠化美化工程,避免造成環(huán)境污染。選擇材料時(shí),除了重視原材料本身特性之外,還應(yīng)綜合考量不同材料之間的差異,最終達(dá)到降低造價(jià)成本目的。

另外,對(duì)于一些特殊部位如地下室頂板,外墻外保溫系統(tǒng),屋面防水涂料等都應(yīng)該優(yōu)先選用節(jié)能環(huán)保型材料,例如:FRP 復(fù)合材料、碳纖維布、?；⒅楸夭牧系取？傊?土木工程頂端設(shè)計(jì)應(yīng)遵循因地制宜原則,堅(jiān)持生態(tài)理念,同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性,不斷探索新技術(shù)新工藝,從而促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)更好更快地發(fā)展[3]。

3.2 外部建筑中的應(yīng)用

3.2.1 新型混凝土

與傳統(tǒng)混凝土相比,新型混凝土有許多優(yōu)點(diǎn):一是可以在較低溫度下施工,二是能滿足不同的使用要求。如智能混凝土,它既具有普通混凝土的抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度等性能,又具備了一些特殊功能,如自密實(shí)性,防水性及耐久性。

與此同時(shí),彩色混凝土能根據(jù)空氣濕度實(shí)現(xiàn)變化,從而改善其外觀效果。而纖維混凝土則是利用聚合物對(duì)材料進(jìn)行增強(qiáng)或改性的一種新技術(shù),其原理為通過摻入一定數(shù)量的高性能纖維,使之形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并將該纖維網(wǎng)置于水泥基體中,以達(dá)到提高水泥漿體穩(wěn)定性,減少收縮裂縫的目的。在實(shí)際應(yīng)用中,必須結(jié)合工程實(shí)際情況來確定相應(yīng)的摻合料用量,同時(shí)還應(yīng)考慮到環(huán)境條件(如環(huán)境溫度),施工工藝(例如泵送時(shí)間),澆筑方法(比如振搗次數(shù))以及養(yǎng)護(hù)制度等因素?？傊?要想獲得理想的綜合性能指標(biāo),就需要研究出合理可行的設(shè)計(jì)理論與計(jì)算方法,并據(jù)此指導(dǎo)具體的設(shè)計(jì)工作。

3.2.2 生態(tài)建筑玻璃

生態(tài)建筑玻璃包括生態(tài)采光頂、節(jié)能日光溫室和太陽能光伏發(fā)電等,其主要功能是在不影響正常光照的條件下有效利用自然光能。從結(jié)構(gòu)形式來看,生態(tài)玻璃分為2大類:

(1)有機(jī)聚合物為基體,由無機(jī)填料填充而成。

(2)采用有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料為基質(zhì)。其中有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料又可分兩類:

(1)用有機(jī)高分子樹脂為基材,添加一定量的無機(jī)粒子制成的復(fù)合型生態(tài)玻璃。

(2)將無機(jī)粒子加入有機(jī)高分子樹脂中以增強(qiáng)復(fù)合膜的力學(xué)性能,如玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP),聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)及其他特種纖維增強(qiáng)復(fù)合膜等[4]。生態(tài)建筑玻璃的應(yīng)用可改善室內(nèi)空氣質(zhì)量、減少建筑物能耗及增加景觀效果,具有良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和廣闊的發(fā)展空間。

一般而言,變色玻璃能在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度與濕度的控制,而普通玻璃只能通過調(diào)節(jié)透過率或光通量來改變室內(nèi)環(huán)境。故而,在保證較高透光率的前提下,要加強(qiáng)材料對(duì)環(huán)境適應(yīng)性,提高建筑節(jié)能性能。自清潔玻璃能有效去除室外空氣中污染物,且具備良好的自潔能力。同時(shí)還能吸收陽光照射后產(chǎn)生的熱量,使室內(nèi)外溫差保持在10℃左右,因此可以達(dá)到“綠色”環(huán)保要求,符合當(dāng)前低碳生活理念。未來的發(fā)展中,必須立足于實(shí)際,充分研究分析目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的各種生態(tài)玻璃,并將其進(jìn)行合理分類,根據(jù)不同類型特點(diǎn)開發(fā)出適合于特定領(lǐng)域使用的生態(tài)玻璃產(chǎn)品。

3.2.3 門窗施工中的應(yīng)用

門窗是整個(gè)建筑施工工程當(dāng)中非常重要的組成部分,其本身也是一種特殊建筑物形式,需要嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行建造和維護(hù)工作。在實(shí)際施工過程中,應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀坏乩憝h(huán)境以及氣候特征,科學(xué)合理地開展各類施工活動(dòng),以確保建筑安全穩(wěn)定運(yùn)行,延長(zhǎng)使用壽命,提升建筑美觀程度。建筑門窗施工一般采用陽光直射方式,在裝修時(shí)通過對(duì)綠色建筑材料的正確應(yīng)用達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的[5]。

當(dāng)前,鋁木復(fù)合保溫材料與鋁合金隔熱材料等新型建筑材料已經(jīng)得到廣泛地使用,這兩種新型建材具有保溫隔熱效果好,防水防潮性能強(qiáng),防火隔聲性能高等優(yōu)點(diǎn)。在各項(xiàng)條件滿足的情況下,部分施工單位還應(yīng)用了Low-E玻璃材料,該材料原理為在一定溫度范圍內(nèi)可以將熱量反射到室外,從而降低室內(nèi)溫度,提高室內(nèi)環(huán)境舒適度,同時(shí)起到遮陽防雨作用。門窗施工過程中,施工人員要根據(jù)不同地區(qū)氣候環(huán)境特點(diǎn)選擇合適的門窗類型和安裝方法,并加大現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制力度,保證建筑工程整體建設(shè)品質(zhì)。在滿足室內(nèi)能量外泄及散熱需求之外,還應(yīng)具備良好的隔音降噪功能。要想實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),不僅要合理選擇門窗規(guī)格,還要注重其內(nèi)部構(gòu)造設(shè)計(jì)合理性[6]。另外,門窗安裝完畢之后,必須做好相應(yīng)的密封防護(hù)處理,避免外界灰塵或雨水進(jìn)入室內(nèi)。

4 結(jié)語

土木建筑工程施工中綠色建筑材料的應(yīng)用已成為建筑業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),而在施工過程中,需要從設(shè)計(jì)到材料使用等多個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行全面考慮。施工人員應(yīng)注重對(duì)環(huán)保理念和可持續(xù)發(fā)展思想的貫徹與落實(shí),并將綠色建筑材料運(yùn)用于實(shí)際工程當(dāng)中,從而為我國(guó)建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供動(dòng)力。