楚延天 陳崢昊
作者簡介:楚延天(1996-),男,漢族,河南民權縣人,碩士研究生,助教,研究方向:建筑施工。
陳崢昊(1994-),男,漢族,河南商丘市人,碩士研究生,助教,研究方向:巖土工程。
摘 要:隨著全球環(huán)境保護意識的提高,綠色發(fā)展理念已逐漸成為各國共同追求的目標。建筑施工是資源消耗和對環(huán)境影響較大的行業(yè)之一,傳統(tǒng)的建筑施工方法常常伴隨著巨大的能源消耗和污染物的排放,這不僅提升了建筑成本,更對生態(tài)環(huán)境造成了深重的損害。綠色建造技術通過運用前沿的建筑材料、節(jié)能設備和技術手段,可以大幅削減建筑過程中的能源消耗和污染排放,有效達成節(jié)能減排的目標,此舉不僅有助于降低環(huán)境污染,提升資源利用效率,更是推動建筑業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。本文從綠色建造技術在建筑施工中的重要性和在建筑施工中的應用兩部分進行論述,以期為綠色建筑工程發(fā)展提供參考。
關鍵詞:綠色建造技術;建筑施工;可持續(xù)發(fā)展;節(jié)能減排
1 前言
隨著全球氣候變化和資源日益緊缺,環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展已成為全球共同關注的重大問題。建筑業(yè)作為資源消耗大、環(huán)境影響顯著的行業(yè)之一,其綠色轉型與發(fā)展對于推動全球可持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的意義。實現(xiàn)這一轉型,不僅有助于減少資源消耗,降低環(huán)境負擔,更能推動建筑行業(yè)向更加環(huán)保、高效的方向發(fā)展。綠色建造技術作為實現(xiàn)建筑業(yè)綠色轉型的關鍵手段,正受到越來越多的關注和重視。綠色建造技術是指在建筑施工過程中,積極采用環(huán)保型、節(jié)能高效的建筑材料,運用先進可持續(xù)的工藝與設備,通過科學規(guī)劃和管理,實現(xiàn)建筑施工的環(huán)保、節(jié)能、減排和高效。
近年來,隨著科技的不斷進步和人們對環(huán)境保護意識的提高,綠色建造技術在建筑施工中的應用得到了廣泛的研究和實踐。許多國家和地區(qū)紛紛出臺相關政策和標準,推動綠色建造技術的發(fā)展和應用。同時,越來越多的建筑企業(yè)也開始積極探索和實踐綠色建造技術,以實現(xiàn)企業(yè)的綠色轉型和可持續(xù)發(fā)展。然而,綠色建造技術在建筑施工中的應用仍面臨諸多挑戰(zhàn)和問題。如何選擇和應用合適的綠色建筑材料和技術、如何優(yōu)化建筑設計以實現(xiàn)節(jié)能減排、如何提高施工人員的綠色建造意識和技能水平等,都是需要深入研究和實踐的課題[1]。
因此,本文旨在探討綠色建造技術在建筑施工中的應用研究,以期為建筑業(yè)的綠色轉型和可持續(xù)發(fā)展提供參考和借鑒。同時,也希望通過本文的研究,能夠推動更多學者和從業(yè)者關注綠色建造技術的發(fā)展和應用,共同為實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。
2發(fā)展綠色建造技術的重要性
2.1發(fā)展綠色建造符合我國建筑產(chǎn)業(yè)轉型升級的客觀需要
近年來,由于中國城市化進度的加快和我國建筑業(yè)的發(fā)展,資源的極速消耗和自然環(huán)境的破壞問題日益顯著。伴隨中國城鎮(zhèn)化進度的加快,建設數(shù)量將持續(xù)上升,自2013年以來,每年已經(jīng)建造超過40億平方米的建筑,目前,我國宏觀經(jīng)濟形勢總體上保持著穩(wěn)中向好態(tài)勢,建筑業(yè)雖由于經(jīng)濟大環(huán)境影響,遇到一些挫折和調整,但從其長期看,肯定具有比較大的發(fā)展空間,建筑建設的強勁步伐將持續(xù)幾十年甚至更長時間,預計到2060年,國內各類建筑物建造面積將再增加500億平方米。
傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)和建造方式面臨著生產(chǎn)成本增加、效率不高、環(huán)保問題突出以及社會資源的利用水平相對較少等諸多問題。鑒于建筑能耗占據(jù)全球總能耗的顯著比例,二氧化碳排放量亦占全球碳排放總量的相當份額,因此,傳統(tǒng)建造模式所帶來的高能耗問題亟待解決。
2.2發(fā)展綠色建造契合我國“雙碳”目標戰(zhàn)略
2021年11月13日,英國《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十六次締約方大會的帷幕圓滿落下了。在此之前,我國已先行發(fā)布了《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展
理念做好碳達峰碳中和工作的意見》及《2030年前碳達峰行動方案》,明確提出了針對能源、工業(yè)、建筑、交通等重點領域及行業(yè)的具體實施方案,并配套制定了科技、碳匯、財稅等保障措施,逐步構建起了完整的雙碳目標政策體系。在2021年的全國兩會期間,政府工作報告中首次提及了“碳達峰”與“碳中和”這一雙碳目標,這標志著中國以積極負責的態(tài)度,正面應對全球氣候變化的挑戰(zhàn),并向世界莊嚴承諾將堅定不移地推進綠色低碳發(fā)展[2]。
為推動社會邁向綠色、環(huán)保且可持續(xù)發(fā)展的軌道,我國政府近年來積極推廣并鼓勵裝配式建筑的發(fā)展,旨在解決傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨的勞動密集型、信息技術應用不足以及資源利用效率低下等問題。通過發(fā)展裝配式建筑,期望實現(xiàn)建筑業(yè)的轉型升級,提高生產(chǎn)效率,減少環(huán)境污染,為社會的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。裝配式建筑擁有建筑施工的周期間隔較傳統(tǒng)工藝短、投入或產(chǎn)出時間效率要求較高、對自然環(huán)境污染比較小等多種優(yōu)點。
2.3有助于推動綠色建造技術研發(fā)的進步
由于裝配式建筑技術有著比傳統(tǒng)建筑技術突出的優(yōu)勢,推行裝配式建筑已成為建筑業(yè)公認的碳減排有效方式,然而,鑒于建筑建造過程具有體量龐大、工序繁瑣、材料多樣的特點,目前裝配式建筑在設計和建造環(huán)節(jié)中對綠色建造技術的研究仍顯不足,缺乏科學的綠色建造體系和更加有效便捷的方法途徑,各種技術創(chuàng)新性不強,圍繞綠色建造的新技術、新工藝太少,使得裝配式建筑技術在全生命周期內不能完全發(fā)揮其在環(huán)保方面的優(yōu)勢。
對于當前面臨的相當嚴重的環(huán)境資源問題,在客觀上需要加大對裝配式建筑綠色建造相關技術的研究,將裝配式建筑技術與綠色建造技術相結合,將綠色發(fā)展理念貫穿于工程策劃、設計、施工實施及交付使用的全過程之中,研究開發(fā)一系列的新技術、新產(chǎn)品、新工藝,產(chǎn)生一系列新的科研成果,充分發(fā)揮裝配式建筑綠色化、工業(yè)化、信息化、集約化和產(chǎn)業(yè)化的大優(yōu)勢,保證我國建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的良好環(huán)境,助力我國達成雙碳目標[3]。
3綠色建造技術在建筑施工中的應用
目前,在推廣綠色建造技術、推行環(huán)保節(jié)能的綠色裝配領域,已建立起一套相對完善的綠色建造及其產(chǎn)品技術體系,這一體系不僅涵蓋了綠色建造的核心技術,還涉及綠色產(chǎn)品的研發(fā)與應用。
3.1BIM技術體系
BIM技術體系是指利用BIM技術進行綠色建筑的設計、施工和管理的一種體系。BIM技術通過數(shù)字化手段,將建筑的全生命周期信息集成在一個三維模型中,從而提高設計效率、優(yōu)化施工流程、降低運營成本,并實現(xiàn)綠色建筑的目標。
在綠色建筑的BIM技術體系中,設計階段是關鍵。利用BIM技術進行建筑設計,可以實現(xiàn)建筑信息的數(shù)字化和可視化,幫助設計師更好地理解和分析建筑的空間關系、結構性能、材料使用等因素。同時,通過BIM模型進行建筑能耗分析、光照模擬、環(huán)境評估等,可以為設計師提供科學的決策依據(jù),優(yōu)化設計方案,提高建筑的綠色性能。
在施工階段,BIM技術可以實現(xiàn)施工流程的精細化和高效化。利用BIM模型,能夠準確計算材料用量、預測施工進度、優(yōu)化施工順序等,從而降低施工成本、減少材料浪費和環(huán)境污染。同時,BIM技術還可以與施工現(xiàn)場的智能化設備集成,實現(xiàn)施工過程的實時監(jiān)控和調整,提高施工質量和安全。
在管理階段,BIM技術可以實現(xiàn)建筑信息的集成和共享。通過BIM模型,可以對建筑的全生命周期信息進行管理和維護,包括設備維護、能耗監(jiān)測、資產(chǎn)管理等。
3.2AB技術體系
AB技術體系,即裝配式建筑技術體系,它包括預制技術、結構技術和施工方法等多個方面。
(1)板材結構技術。主要采用預制的薄型板材作為基本構件,通過一定的連接方式和構造措施,將這些板材組合成整體結構。這種技術具備簡便施工、高效率運作、質量可靠穩(wěn)固等諸多優(yōu)勢,在建筑板材結構技術中,板材的種類和性能對整體結構的安全性和穩(wěn)定性具有重要影響。常見的板材包括水泥纖維板、石膏板、金屬面夾芯板等。這些板材具有良好的強度、剛度和耐久性,能夠滿足不同建筑的需求。
(2)砌塊結構技術。采用預制的綠色建筑材料,如環(huán)保型砌塊,來構建建筑結構體系。這些環(huán)保型砌塊通常是由可再生資源、工業(yè)廢棄物或低環(huán)境影響材料制成,具有較低的能耗和環(huán)境負荷。
(3)盒式結構技術。盒式結構是一種將建筑空間劃分為多個獨立盒子的組合結構,每個盒子都具有獨立的承重和圍護功能。這種結構形式能夠提供更大的靈活性和可擴展性,使得建筑能夠根據(jù)需要進行調整和優(yōu)化。
在盒式結構技術中,盒子的制造過程注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。采用可再生資源、工業(yè)廢棄物或低環(huán)境影響材料來制造盒子,以減少對自然資源的消耗和環(huán)境的影響。同時,盒子的設計和制造過程也考慮到節(jié)能和能效
的要求,采用高效的保溫、隔熱材料和構造措施,提高建筑的能效和減少能源消耗。
此外,綠色建筑盒式結構技術還注重盒子的組合和連接方式。通過合理的組合和連接方式,可以實現(xiàn)盒子之間的緊密連接和穩(wěn)定性,提高整體結構的安全性和穩(wěn)定性。同時,這種技術還可以提供更大的靈活性和可擴展性,使得建筑能夠根據(jù)需要進行調整和優(yōu)化,滿足不同的使用需求。
3.3DIN設計體系
DIN設計體系,即德國的“DIN裝配式建筑技術體系”,是一個在裝配式建筑領域中廣泛應用的技術體系。DIN是“Deutsches Institut für Normung”的縮寫,意為德國標準化協(xié)會。DIN裝配式建筑技術體系的核心是在模數(shù)協(xié)調的基礎上實現(xiàn)建筑部品的尺寸、連接等方面的標準化和系列化。這種標準化的設計使得德國的住宅裝配部件的標準發(fā)展成熟且通用,市場份額達到80%。這種技術體系有助于提高建筑構件的互換性和通用性,降低生產(chǎn)和施工成本,提高建筑質量和效率。
DIN設計體系還強調建筑設計和施工的協(xié)同工作。通過BIM等先進技術,可以實現(xiàn)建筑設計和施工信息的數(shù)字化共享和協(xié)同,提高建筑工程的效率和質量。這種協(xié)同工作方式有助于減少設計變更和信息誤傳的可能性,降低施工風險,提高建筑工程的可持續(xù)性。
建筑DIN設計體系的原則主要包括兩個方面:模數(shù)協(xié)調和從局部到整體的模塊組合。
模數(shù)協(xié)調是DIN設計體系的核心原則。這意味著在建筑設計中,各個部件和元素的尺寸、連接等都應遵循一定的模數(shù)標準,以實現(xiàn)部件之間的互換性和通用性。模數(shù)協(xié)調不僅有助于降低生產(chǎn)成本和施工難度,還可以提高建筑的質量和效率。通過模數(shù)協(xié)調,可以確保建筑部件的尺寸精確、連接牢固,從而提高整體建筑的穩(wěn)定性和耐用性。
DIN設計體系強調從局部到整體的模塊組合。這意味著建筑設計應從單個部件或元素出發(fā),先制定一系列功能性模塊,如臥室、客廳、廚房等。再根據(jù)設計需求和相關模數(shù)尺寸將這些功能性模塊進行組裝,形成戶型模塊。接著,把不同的戶型模塊進行自由拼裝,形成單元模塊,最終多個單元模塊組合到一起,形成各種建筑單體。這種從局部到整體的模塊組合方式有助于提高建筑設計的靈活性和可變性,同時也有助于實現(xiàn)建筑的工業(yè)化和標準化生產(chǎn)[4]。
3.4RAP技術體系
RAP技術體系,即“機器人自動化生產(chǎn)技術體系”,在裝配式建筑的復雜構件與部品預制生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。近年來,德國建筑界在機器人生產(chǎn)技術方面取得了顯著進展,其中RAP技術體系尤為突出。該體系廣泛應用于三明治墻、保溫夾心或雙面墻、間隔實心墻及異形樓板等構件的自動化生產(chǎn)中,不僅大幅提升了生產(chǎn)效率,還顯著提高了建筑質量。
RAP技術體系通過引入機器人和自動化技術,實現(xiàn)了建筑構件的高效、精準生產(chǎn),同時也降低了對人工的依賴,提高了生產(chǎn)的安全性和可靠性。這種技術的應用,有助于推動建筑業(yè)的轉型升級,實現(xiàn)綠色、智能、高效的建筑生產(chǎn)方式[5]。
4結論
綠色建造技術的應用在建筑行業(yè)中已經(jīng)取得了顯著的進展,并逐漸成為推動行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要力量。這些技術不僅有助于減少能源消耗、降低環(huán)境污染,還能提高建筑質量和效率。隨著科技的不斷進步和創(chuàng)新,綠色建造技術的應用是建筑行業(yè)未來的必然趨勢,未來,綠色建造技術將繼續(xù)得到優(yōu)化和完善,研發(fā)更多的綠色建筑材料、節(jié)能技術和智能化管理系統(tǒng),將建筑行業(yè)打造成更加綠色、高效和可持續(xù)的領域,實現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
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