文／段智清、邢聰穎 濟(jì)南高新智慧谷投資置業(yè)有限公司 山東濟(jì)南 250101

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇

1.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的節(jié)能降耗考慮

在建筑工程施工中，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少能源的消耗，并提高建筑的能耗效率。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要合理選擇材料。選擇具有良好隔熱性能和保溫性能的材料可以減少建筑的熱傳導(dǎo)損失，降低能源消耗。例如，使用具有較低熱傳導(dǎo)系數(shù)的保溫材料，如聚苯板、巖棉板等，可以有效減少建筑內(nèi)外熱量的傳輸。此外，選擇具有較高光反射率的外墻材料可以減少太陽輻射對(duì)建筑的熱負(fù)荷。并且合理布局建筑結(jié)構(gòu)可以最大限度地利用自然光和自然通風(fēng)，減少人工照明和通風(fēng)設(shè)備的使用，從而降低能源消耗。例如，在布局時(shí)可以將常用的工作區(qū)域設(shè)置在靠近窗戶的位置，以減少照明設(shè)備的使用時(shí)間，并通過設(shè)置通風(fēng)口和通風(fēng)窗等來增強(qiáng)自然通風(fēng)效果。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還需要考慮建筑的隔熱性能，通過合理設(shè)計(jì)墻體和屋頂?shù)谋貙雍穸?、使用?jié)能型窗戶等措施，可以減少室內(nèi)外溫度差異，降低熱量傳輸，進(jìn)而降低室內(nèi)空調(diào)和供暖設(shè)備的使用頻率和耗能量。還需要利用現(xiàn)代科技手段，如利用太陽能發(fā)電、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉?，或采用智能控制系統(tǒng)對(duì)建筑設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)控，都是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中節(jié)能降耗的創(chuàng)新方向。不同材料的傳導(dǎo)性能分析見表1。

表1 不同材料的傳導(dǎo)性能分析

1.2 節(jié)能建筑材料的選擇與應(yīng)用

在建筑工程施工中，選擇具有良好的保溫性能的材料是降低建筑能耗的關(guān)鍵因素之一。例如，聚苯板、巖棉板等具有較低熱傳導(dǎo)系數(shù)的保溫材料可以有效隔離室內(nèi)和室外的熱量傳輸，減少能量流失。合理使用這些保溫材料來包覆墻體、屋頂和地板等部位，可以顯著降低室內(nèi)空調(diào)和供暖設(shè)備的能源消耗。還需選擇具有較高光反射率的外墻材料可以減少太陽輻射對(duì)建筑的熱負(fù)荷，從而降低室內(nèi)空調(diào)設(shè)備的使用次數(shù)和冷卻負(fù)荷[1]。例如，使用具有高光反射率的白色或淺色油漆涂料來涂覆外墻表面，可以顯著降低建筑的熱吸收量。

合理選擇隔音效果高的材料可以減少室內(nèi)外噪聲的傳輸，提供更加舒適的生活和工作環(huán)境，進(jìn)而降低室內(nèi)消耗的能量。例如，在選擇玻璃窗時(shí)，可以選用具有較高隔音性能的雙層或三層中空玻璃，有效阻隔外界噪聲。除此之外，利用可再生能源材料也是節(jié)能建筑材料選擇與應(yīng)用的一個(gè)重要方向。例如，使用太陽能電池板來收集太陽能并轉(zhuǎn)化為電能，供給建筑內(nèi)部的照明和電力設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)建筑自給自足的能源消耗。

1.3 建筑隔熱材料的優(yōu)化利用

常見的隔熱材料包括聚苯板、巖棉板、聚氨酯泡沫等。在選擇隔熱材料時(shí)，需要考慮材料的熱導(dǎo)率、穩(wěn)定性、密度等因素。比如，對(duì)于需要在高溫環(huán)境下使用的建筑，應(yīng)選擇具有良好耐熱性的隔熱材料；對(duì)于輕型建筑而言，選擇密度較低但保溫效果較好的材料會(huì)更加合適。通過合理確定隔熱材料的厚度，可以有效減少室內(nèi)外溫度差異，減少熱能的傳輸。此外，對(duì)于不同部位的建筑結(jié)構(gòu)，也需靈活設(shè)置隔熱材料的布局，以最大限度地減少熱量的傳遞。比如，在屋頂、墻體、地板等不同部位合理安裝隔熱材料，有助于提升整體的隔熱效果。

在建筑施工過程中，需要做好各種縫隙的密封工作，以避免熱量透過縫隙的泄漏。例如，在窗框、門框、管道穿透口等處要進(jìn)行有效的密封，阻止熱能的泄漏，并確保隔熱效果的穩(wěn)定性。對(duì)于節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用而言，可持續(xù)性是重要因素之一。在選擇隔熱材料時(shí)，需要關(guān)注其環(huán)境友好性、可再生性等特點(diǎn)。例如，使用可循環(huán)利用的隔熱材料，如回收利用的廢棄材料或可生物降解材料，可以減少資源消耗和環(huán)境污染。

2.節(jié)能施工技術(shù)

2.1 建筑施工過程中的能源管理與控制

在建筑工程施工中，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的能源使用，需要進(jìn)行全面的規(guī)劃與管理。通過制定合理的施工計(jì)劃，并合理分配和安排施工車輛、機(jī)械設(shè)備、照明等能源消耗設(shè)備的使用時(shí)間和用量，以避免能源的不必要浪費(fèi)。在施工現(xiàn)場(chǎng)上要建立有效的監(jiān)控機(jī)制，對(duì)能源使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正能源浪費(fèi)的行為。并且合理使用節(jié)能施工設(shè)備是降低能源消耗的重要措施之一。選擇和采用具有較高能效性能的施工設(shè)備，如節(jié)能型起重機(jī)、節(jié)能型混凝土攪拌設(shè)備等，可以減少能源消耗。此外，在使用這些設(shè)備時(shí)，要注意定期檢查和維護(hù)設(shè)備狀態(tài)，確保設(shè)備運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

此外，根據(jù)施工進(jìn)度和工人活動(dòng)情況，合理設(shè)置照明時(shí)間和照明強(qiáng)度，避免過度使用照明設(shè)備。除了以上措施，還可以通過優(yōu)化施工工藝和方法來減少能源的消耗。例如，合理規(guī)劃物料搬運(yùn)路徑、優(yōu)化施工流程，減少物料和設(shè)備的來回移動(dòng)，降低能源消耗。另外，在施工中應(yīng)采用電子化信息管理系統(tǒng)，確保施工進(jìn)度的高效管理，避免人力、時(shí)間和能源的浪費(fèi)。

2.2 現(xiàn)代施工設(shè)備的節(jié)能應(yīng)用

現(xiàn)代施工設(shè)備的節(jié)能應(yīng)用在降低能源消耗、減少環(huán)境污染方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過應(yīng)用先進(jìn)的傳感器、控制器和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精確控制[2]。例如，基于模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等算法，可以對(duì)混凝土攪拌站、起重機(jī)械、塔吊等設(shè)備進(jìn)行智能化控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的最佳性能調(diào)整，減少不必要的能耗。并且在現(xiàn)代施工設(shè)備中，采用高效能源轉(zhuǎn)換設(shè)備可以顯著提高能源利用率。例如，利用變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況自動(dòng)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行的電壓和頻率，達(dá)到節(jié)能的效果。同時(shí)，利用余熱回收裝置對(duì)廢氣、廢水進(jìn)行回收利用，可以有效減少二次能源消耗。施工設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控分析見表2。

表2 施工設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控分析

在建筑工程施工中，通過采用高強(qiáng)度材料、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等方法，降低設(shè)備自重，達(dá)到減小動(dòng)力需求的目的。例如，在塔吊、起重機(jī)械等設(shè)備中采用高強(qiáng)度鋁合金材料替代傳統(tǒng)材料，不僅大幅度減輕設(shè)備重量，降低能耗，還能提高設(shè)備的安全性和運(yùn)行效率。還可以采用優(yōu)質(zhì)材料、精密制造工藝和可靠性評(píng)估方法，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少?gòu)U舊設(shè)備的報(bào)廢量。這樣不僅能夠降低資源消耗，減少環(huán)境污染，還能夠節(jié)省維修和更換設(shè)備的成本。

2.3 施工工藝及方法的優(yōu)化與改進(jìn)

在建筑工程施工中，分析施工過程中的能量消耗情況，合理安排施工順序和工藝流程，可以減少不必要的能源消耗[3]。例如，合理規(guī)劃材料送達(dá)路線，減少材料運(yùn)輸距離和次數(shù)，降低燃料消耗。同時(shí)，精確控制混凝土攪拌時(shí)間、溫度和濕度等參數(shù)，避免因操作不當(dāng)而導(dǎo)致的能源浪費(fèi)。還可以采用先進(jìn)的施工設(shè)備和技術(shù)也是節(jié)能降耗的重要手段。例如，采用高效、低噪音、低能耗的施工機(jī)械設(shè)備可以顯著減少能源消耗和環(huán)境污染。同時(shí)，結(jié)合信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，提高施工效率，降低能源消耗。還可以采用模塊化建筑和預(yù)制構(gòu)件等先進(jìn)技術(shù)，減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間和能源消耗。還需要優(yōu)化施工人員操作技能，提高施工質(zhì)量，也是節(jié)能降耗的重要措施。合理培訓(xùn)和指導(dǎo)施工人員，提高其技能水平和工作效率，減少能源浪費(fèi)和誤操作帶來的能量損失。同時(shí)，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理，減少材料和設(shè)備的損耗和浪費(fèi)，提高資源利用率，降低成本。

3.智能化控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.1 建筑節(jié)能降耗智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在建筑工程施工中，可以根據(jù)建筑的功能和使用需求，合理選擇傳感器、控制器、執(zhí)行器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)外環(huán)境的感知和控制。例如，通過溫濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，根據(jù)溫濕度變化自動(dòng)調(diào)整空調(diào)制冷與供暖設(shè)備的工作狀態(tài)，以達(dá)到節(jié)能目的。還可以通過安裝智能電表和能量數(shù)據(jù)采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)各個(gè)區(qū)域和設(shè)備的能耗監(jiān)測(cè)。借助數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)，對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，為建筑節(jié)能提供決策參考。同時(shí)，建立完善的權(quán)限管理和數(shù)據(jù)安全機(jī)制，保護(hù)用戶的隱私和信息安全。

3.2 建筑能源消耗監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)

在建筑工程施工中，建筑能源消耗監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要組成部分。該系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理建筑能源消耗情況，提供數(shù)據(jù)支持和決策參考，從而促進(jìn)能源效率的提高。通過安裝智能電表和傳感器設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取建筑內(nèi)各個(gè)區(qū)域和設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以包括電力、燃?xì)狻⑺饶茉吹南那闆r[4]。利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)和分析，得出能源消耗的模式和趨勢(shì)，并發(fā)現(xiàn)能源浪費(fèi)的問題點(diǎn)。還可以根據(jù)建筑的特點(diǎn)和需求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)和報(bào)警閾值。當(dāng)能耗數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并將警報(bào)信息發(fā)送給相關(guān)人員，以便及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

通過分析能耗數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以評(píng)估建筑的能源利用效率，并提供相應(yīng)的改進(jìn)建議。這包括調(diào)整設(shè)備工作參數(shù)、改善建筑隔熱性能、優(yōu)化照明方案等方面的建議，以降低能源消耗和提高能源利用效率。為確保建筑能源消耗監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，必須加強(qiáng)系統(tǒng)的安全防護(hù)。采取身份驗(yàn)證和權(quán)限管理措施，保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息安全。同時(shí)，進(jìn)行定期的系統(tǒng)巡檢和維護(hù)，及時(shí)處理設(shè)備故障和問題，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4.綠色建筑環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展

4.1 建筑環(huán)境友好設(shè)計(jì)與布局

在建筑工程施工中，通過合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)建筑，可以最大限度地減少環(huán)境對(duì)能源消耗和自然資源的影響，并創(chuàng)造一個(gè)舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境。合理的朝向和形狀可以最大程度地利用自然光和采暖能源。例如，通過合理的朝向安排，建筑能夠獲得更多的自然光照，減少對(duì)人工照明的依賴。同時(shí)，采用窗戶和采光天窗等設(shè)計(jì)，使得室內(nèi)能夠獲得良好的采光效果，提高室內(nèi)舒適度[5]。并且合理選擇建筑材料和墻體結(jié)構(gòu)，增加建筑的隔熱性能，減少能量的傳輸損失。例如，在外墻保溫層中使用具有較低導(dǎo)熱系數(shù)的材料，有效提高墻體的保溫性能。同時(shí)，注意減少墻體的冷、熱橋效應(yīng)，避免能量的泄漏。

此外，建筑環(huán)境友好設(shè)計(jì)還要考慮室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量的提高。通過合理布置通風(fēng)系統(tǒng)和空氣處理設(shè)備，保證室內(nèi)新風(fēng)的供應(yīng)和有害氣體的排除。考慮到室內(nèi)環(huán)境污染源的減少，選擇環(huán)保的裝修材料和家具。通過空氣凈化設(shè)備和植物設(shè)置等手段，凈化室內(nèi)空氣，提供健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。

另外，建筑環(huán)境友好設(shè)計(jì)與布局需要關(guān)注水資源的合理利用。合理設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，減少對(duì)自來水的依賴，并實(shí)施雨水收集利用系統(tǒng)。采用節(jié)水設(shè)備和技術(shù)，如低流量水龍頭、節(jié)水器和水循環(huán)系統(tǒng)等，降低建筑對(duì)水資源的消耗。

4.2 建筑廢棄物的資源化利用與循環(huán)利用

第一，有效利用建筑廢棄物，可以減少對(duì)自然資源的消耗，并降低環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。過將建筑廢棄物按類別進(jìn)行分類，如混凝土、磚瓦、木材、金屬等，便于后續(xù)的處理和回收利用。同時(shí)，采用機(jī)械設(shè)備和人工分揀的方式，將廢棄物進(jìn)一步細(xì)分，去除其中的異物和污染物，為后續(xù)的資源化利用提供良好的原料。

第二，建筑廢棄物可以進(jìn)行再生利用。例如，將廢舊混凝土經(jīng)過破碎、篩分等處理，可以獲得再生骨料，用于制備新的混凝土材料。同時(shí)，廢舊磚瓦和木材可以進(jìn)行破碎、磨碎等處理，用于制備輕質(zhì)骨料或制造新的板材和木質(zhì)制品。通過再生利用，不僅可以減少對(duì)原材料的需求，還可以減少?gòu)U棄物對(duì)環(huán)境的影響。

第三，建筑廢棄物還可以進(jìn)行能源回收利用。例如，將廢棄木材經(jīng)過干餾或焚燒等處理，可以獲得木質(zhì)燃料和生物質(zhì)能源。這些能源可以用于熱能供應(yīng)、電力生產(chǎn)等方面，替代傳統(tǒng)的化石燃料，減少能源消耗和溫室氣體的排放。

第四，建筑廢棄物的循環(huán)利用還包括廢水和廢氣的處理。通過采用適當(dāng)?shù)奶幚砉に嚕瑢U水中的有害物質(zhì)去除或降解，從而實(shí)現(xiàn)廢水的再利用或安全排放。同時(shí)，對(duì)廢氣進(jìn)行凈化和處理，去除其中的有害氣體和顆粒物，保護(hù)環(huán)境和人類健康。

4.3 可再生能源在建筑工程中的應(yīng)用

在建筑工程施工中，可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿取Ｍㄟ^充分利用可再生能源，可以減少對(duì)化石燃料的依賴，降低能源消耗和溫室氣體的排放?？梢酝ㄟ^安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供應(yīng)建筑內(nèi)部的電力需求。光伏發(fā)電系統(tǒng)利用太陽能光照發(fā)生光伏效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化為直流電能。隨后，經(jīng)過逆變器的處理，將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能供給建筑用電[6]。通過合理設(shè)計(jì)建筑的通風(fēng)系統(tǒng)，利用風(fēng)力進(jìn)行室內(nèi)空氣流通，降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)系統(tǒng)的使用。除此之外，可利用自然水源或人工水流，通過水輪機(jī)等裝置，將水能轉(zhuǎn)化為電能供應(yīng)建筑用電。此外，還可以利用水能進(jìn)行空調(diào)和熱水供應(yīng)。通過水源熱泵、直接蒸發(fā)式冷卻等設(shè)備，將水能轉(zhuǎn)化為熱量或制冷效果，滿足建筑內(nèi)部的熱能需求。

結(jié)語：

本文探討了建筑工程施工中節(jié)能降耗技術(shù)的多個(gè)方面。通過合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇，采用節(jié)能施工技術(shù)，應(yīng)用智能化控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并注重綠色建筑環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展，可以有效降低建筑工程的能源消耗和環(huán)境影響。積極推廣這些節(jié)能技術(shù)和方法，將對(duì)未來的可持續(xù)建筑發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。我們呼吁建筑工程實(shí)踐者進(jìn)一步加強(qiáng)創(chuàng)新研究和實(shí)踐應(yīng)用，在建筑施工中積極采納和推廣節(jié)能降耗技術(shù)，為節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。