摘 要:綠色建筑是建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,而綠色施工技術(shù)貫穿于綠色建筑的全生命周期,對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減排、提高資源利用效率、改善建筑環(huán)境品質(zhì)具有重要作用。本文以綠色建筑中綠色施工技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐與探索為主題,重點(diǎn)分析了新技術(shù)、新材料在綠色建筑各環(huán)節(jié)的應(yīng)用現(xiàn)狀及創(chuàng)新成果。通過(guò)總結(jié)綠色施工技術(shù)在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等階段的應(yīng)用效果,探討了推動(dòng)綠色施工技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的策略。文章指出,推動(dòng)綠色施工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用需要政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、科研支撐、社會(huì)參與,應(yīng)加快構(gòu)建綠色建筑全生命周期管理體系,完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,加大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)力度,提高從業(yè)人員素質(zhì),推動(dòng)形成綠色建筑產(chǎn)業(yè)鏈,為建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。
關(guān)鍵詞:綠色建筑;綠色施工技術(shù);全生命周期;新技術(shù)應(yīng)用;創(chuàng)新發(fā)展
1 前言
當(dāng)前,全球環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻,發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)已成為世界各國(guó)的共識(shí)。建筑業(yè)作為傳統(tǒng)高耗能、高排放、高污染行業(yè),實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。綠色建筑以節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)為目標(biāo),涵蓋建筑全生命周期。而綠色施工技術(shù)是實(shí)現(xiàn)綠色建筑目標(biāo)的關(guān)鍵舉措,其創(chuàng)新發(fā)展對(duì)推動(dòng)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文將聚焦綠色建筑中綠色施工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,剖析存在的問(wèn)題,探討推動(dòng)策略,以期為建筑業(yè)綠色轉(zhuǎn)型提供有益參考。
2綠色建筑全生命周期中的綠色施工技術(shù)應(yīng)用
2.1設(shè)計(jì)階段的綠色施工技術(shù)應(yīng)用
2.1.1 BIM技術(shù)的應(yīng)用
BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮著日益重要的作用。(1)通過(guò)構(gòu)建建筑信息模型,設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑的能耗、采光、通風(fēng)等性能進(jìn)行模擬分析,優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案。(2)BIM技術(shù)還可以與綠色建筑評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合,在設(shè)計(jì)階段對(duì)建筑的綠色性能進(jìn)行評(píng)估,指導(dǎo)設(shè)計(jì)優(yōu)化。(3)BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等階段的信息共享和協(xié)同,減少設(shè)計(jì)變更和返工,提高建筑質(zhì)量和效率[1]。
2.1.2參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用
參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)是通過(guò)參數(shù)控制建筑形態(tài)和性能的一種設(shè)計(jì)方法。在綠色建筑設(shè)計(jì)中,可以通過(guò)參數(shù)化技術(shù)快速生成和優(yōu)化建筑方案,如根據(jù)建筑朝向、窗墻比、遮陽(yáng)等參數(shù)優(yōu)化建筑能耗性能,根據(jù)風(fēng)環(huán)境參數(shù)優(yōu)化建筑自然通風(fēng)效果等。參數(shù)化設(shè)計(jì)可以大大提高設(shè)計(jì)效率和優(yōu)化性能,實(shí)現(xiàn)建筑形態(tài)與性能的協(xié)同優(yōu)化。
2.2施工階段的綠色施工技術(shù)應(yīng)用
2.2.1裝配式建筑施工技術(shù)
裝配式建筑是將建筑構(gòu)件在工廠預(yù)制,在施工現(xiàn)場(chǎng)裝配而成的建造方式。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比,其具有施工速度快、質(zhì)量好、節(jié)材節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。在綠色建筑中,裝配式施工可減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè),降低材料損耗和建筑垃圾產(chǎn)生,減少施工揚(yáng)塵、噪音等環(huán)境影響。同時(shí),高質(zhì)量的預(yù)制構(gòu)件可提高建筑的節(jié)能性能和耐久性[2]。
2.2.2新型節(jié)能建材的應(yīng)用
綠色建筑施工中應(yīng)用了大量新型節(jié)能建材,如高性能保溫材料、低輻射玻璃、PCM蓄能材料等。這些材料可顯著提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能,降低建筑能耗。在某被動(dòng)式建筑項(xiàng)目中,采用了U值低至0.15W/(㎡·K)的真空絕熱板,較常規(guī)保溫材料節(jié)能60%。另外,施工中還廣泛采用高強(qiáng)高性能混凝土、預(yù)拌砂漿等,提高材料利用效率,減少現(xiàn)場(chǎng)攪拌和人工用量,如表1。
2.2.3智能化施工設(shè)備的應(yīng)用
綠色施工越來(lái)越多地應(yīng)用智能化設(shè)備,如無(wú)人機(jī)、激光掃描儀、智能吊裝機(jī)器人等。其可實(shí)現(xiàn)工地環(huán)境、施工過(guò)程的數(shù)字化監(jiān)測(cè)和指揮,提高施工精度和效率,減少材料浪費(fèi)和能源消耗。在某綠色施工示范項(xiàng)目中,采用激光掃描儀進(jìn)行精確放線定位,智能塔吊進(jìn)行構(gòu)件吊裝,機(jī)器人進(jìn)行智能噴涂,平均施工效率提高30%。
2.2.4建筑垃圾資源化利用技術(shù)
減量化、資源化是綠色施工的重要原則。針對(duì)建筑垃圾,一方面要通過(guò)合理設(shè)計(jì)、精細(xì)施工來(lái)減少產(chǎn)生,另一方面要最大限度地就地利用。如將廢棄混凝土、砌塊等加工成再生骨料,用于道路、停車場(chǎng)等鋪裝;將鋼筋等廢料回收再利用;將木材廢料制成人造板材等。在某綠色施工項(xiàng)目中,通過(guò)分類收集和資源化處理,建筑垃圾資源化利用率達(dá)到85%。
2.3運(yùn)維階段的綠色施工技術(shù)應(yīng)用
2.3.1智慧建筑管理系統(tǒng)的應(yīng)用
智慧建筑管理系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù),對(duì)建筑運(yùn)行能耗、設(shè)備、環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析和優(yōu)化控制的系統(tǒng)。在綠色建筑運(yùn)維中,智慧系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的優(yōu)化控制、設(shè)備設(shè)施的預(yù)測(cè)性維護(hù)、室內(nèi)環(huán)境的智能調(diào)節(jié)等,提高建筑運(yùn)行效率和舒適度,實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效。以某綠色建筑為例,采用智慧能源管理系統(tǒng)后,暖通系統(tǒng)能耗下降30%,電梯能耗下降20%,整體運(yùn)行能耗較普通建筑降低1/3。
2.3.2綠色改造技術(shù)的應(yīng)用
我國(guó)既有建筑存量巨大,進(jìn)行綠色化改造可大幅降低建筑能耗,改善居住環(huán)境。針對(duì)既有建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通、給排水等系統(tǒng),采用外墻外保溫、屋面綠化、門(mén)窗更換、冷熱源更換等一系列綠色改造技術(shù),可使其節(jié)能水平大幅提升。如在某老舊小區(qū)改造中,采取了保溫、遮陽(yáng)、門(mén)窗、電梯等綜合改造措施,夏季空調(diào)能耗下降40%,采暖能耗下降30%,節(jié)能改造后房?jī)r(jià)上漲10%。
3綠色施工技術(shù)的創(chuàng)新成果及應(yīng)用效果
3.1節(jié)能減排效果顯著
綠色施工技術(shù)的應(yīng)用對(duì)建筑能耗和碳排放的控制效果顯著。通過(guò)采用高性能圍護(hù)結(jié)構(gòu)、高效節(jié)能設(shè)備、可再生能源利用等技術(shù),建筑運(yùn)行能耗可大幅降低。以某三星級(jí)綠色建筑為例,采用了高保溫隔熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)、熱回收新風(fēng)系統(tǒng)、地源熱泵、光伏發(fā)電等一系列節(jié)能技術(shù),建筑能耗較常規(guī)建筑降低65%,每年可節(jié)約電力18萬(wàn)度,減排二氧化碳140噸。在施工階段,綠色施工技術(shù)也能有效控制能耗和污染排放。
3.2資源利用效率大幅提升
綠色施工技術(shù)可最大限度提高建筑材料和資源的利用效率。在設(shè)計(jì)階段,采用BIM技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)和碰撞檢查,可減少施工中的材料浪費(fèi)和返工;在施工中,采用定型化模板、預(yù)拌砂漿等,可提高材料利用率5%—10%。同時(shí),積極推行材料循環(huán)利用,如將建筑垃圾制成再生骨料、將廢舊模板制成木制品等,可減少新材料開(kāi)采,節(jié)約自然資源。在運(yùn)維階段,綠色建筑注重水資源的節(jié)約與循環(huán)利用。普遍采用節(jié)水器具,可較普通建筑節(jié)水30%;采用中水回用、雨水收集系統(tǒng),可減少自來(lái)水消耗50%以上。
3.3建筑品質(zhì)明顯改善
綠色施工技術(shù)的應(yīng)用有效改善了建筑性能和室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)。通過(guò)科學(xué)的建筑設(shè)計(jì)和材料選擇,提高了建筑的保溫隔熱性能,改善了室內(nèi)光環(huán)境和聲環(huán)境,營(yíng)造了舒適、健康的建筑空間[3]。以某綠色學(xué)校為例,教室采光系數(shù)達(dá)到3%,室內(nèi)噪聲低于45分貝,優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,大大改善了學(xué)習(xí)環(huán)境,受到師生歡迎。在施工中,采用環(huán)保型建材,降低了室內(nèi)空氣中的甲醛、苯等有害物質(zhì)含量,保障了人體健康。
3.4綜合效益凸顯
綠色施工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,不僅帶來(lái)了節(jié)能環(huán)保、提質(zhì)增效的直接效益,也帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。據(jù)測(cè)算,我國(guó)綠色建筑的增量成本較常規(guī)建筑高10%—15%,但由于節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材,其全生命周期成本反而更低。在發(fā)達(dá)國(guó)家,綠色建筑無(wú)論是租金還是售價(jià)均明顯高于常規(guī)建筑,體現(xiàn)了消費(fèi)者對(duì)綠色、健康、舒適建筑品質(zhì)的認(rèn)可。
4推動(dòng)綠色施工技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的思路和舉措
4.1加快構(gòu)建綠色建筑全生命周期管理體系
推動(dòng)綠色施工技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,需要構(gòu)建覆蓋建筑全生命周期的綠色管理體系。要將綠色理念和要求貫穿于建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、改造、拆除的全過(guò)程,系統(tǒng)優(yōu)化建筑的能耗、資源、環(huán)境、健康等性能。如表2,要建立覆蓋全生命周期的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)與認(rèn)證制度,對(duì)各階段的綠色技術(shù)應(yīng)用提出明確要求,引導(dǎo)和規(guī)范行業(yè)健康發(fā)展[4]。要建立全過(guò)程的信息管理平臺(tái),運(yùn)用BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)各階段的信息共享、集成應(yīng)用與優(yōu)化管理,提高管理效率和水平。
4.2完善綠色建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是推動(dòng)綠色施工技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和依據(jù)。當(dāng)前亟須加快綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),提高標(biāo)準(zhǔn)的針對(duì)性、系統(tǒng)性、可操作性。要加快制定綠色建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范綠色技術(shù)選用、系統(tǒng)構(gòu)成、性能評(píng)估等內(nèi)容。要因地制宜制定綠色建筑地方標(biāo)準(zhǔn),突出地域特色,提高標(biāo)準(zhǔn)的適用性。要及時(shí)修訂現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn),提高節(jié)能減排、資源利用等要求的定量化水平,嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行與監(jiān)管。
4.3加大綠色施工關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)力度
綠色施工關(guān)鍵技術(shù)是其創(chuàng)新發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。(1)要以綠色建筑的重大需求為導(dǎo)向,以前沿技術(shù)為支撐,加大科技攻關(guān)力度。(2)加強(qiáng)綠色建筑材料的研發(fā),開(kāi)發(fā)高性能保溫隔熱材料、相變儲(chǔ)能材料、環(huán)保型裝飾材料等,突破降碳、固碳等新型建材技術(shù)。(3)加快綠色施工工藝裝備創(chuàng)新,研發(fā)智能化裝配式施工技術(shù),開(kāi)發(fā)高效建筑垃圾資源化利用技術(shù),提升建筑垃圾就地消納能力。(4)加強(qiáng)綠色運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),突破智慧能源系統(tǒng)優(yōu)化控制、暖通系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)、太陽(yáng)能光熱光電一體化利用等技術(shù),提高建筑運(yùn)行效率。(5)促進(jìn)信息技術(shù)與綠色建造技術(shù)融合創(chuàng)新,發(fā)展基于BIM的綠色設(shè)計(jì)、施工管理技術(shù),研發(fā)在線監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程調(diào)控、智能優(yōu)化等智慧建筑運(yùn)維技術(shù)。
4.4加強(qiáng)綠色施工從業(yè)人員培養(yǎng)
人才是推動(dòng)綠色施工技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵,因此,要?jiǎng)?chuàng)新人才培養(yǎng)模式,提高從業(yè)人員的綠色素養(yǎng)和能力。(1)要將綠色發(fā)展理念、知識(shí)和技能納入建筑類專業(yè)教育,培養(yǎng)具備綠色意識(shí)和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。(2)要完善綠色建造專業(yè)人員的職業(yè)培訓(xùn)和資格認(rèn)證制度,定期開(kāi)展綠色施工、評(píng)價(jià)、管理等專項(xiàng)培訓(xùn),提高從業(yè)人員專業(yè)化水平。(3)鼓勵(lì)企業(yè)加大綠色人才引進(jìn)和培養(yǎng)力度,重視工程技術(shù)和管理人員的綠色教育,提高其研發(fā)、應(yīng)用綠色技術(shù)的能力。(4)營(yíng)造尊重人才、激勵(lì)創(chuàng)新的良好環(huán)境,完善科技人員的薪酬分配、職稱評(píng)定等制度,調(diào)動(dòng)其創(chuàng)新積極性。
4.5發(fā)展綠色建筑產(chǎn)業(yè)鏈
綠色建筑的發(fā)展需要完整的綠色產(chǎn)業(yè)鏈支撐。(1)要著眼建筑全生命周期,統(tǒng)籌各環(huán)節(jié),培育骨干企業(yè),促進(jìn)上下游協(xié)同發(fā)展。(2)研究制定綠色建材、節(jié)能設(shè)備等綠色產(chǎn)品和服務(wù)的認(rèn)證目錄,加大綠色采購(gòu)力度,促進(jìn)綠色供應(yīng)鏈發(fā)展。(3)引導(dǎo)和支持設(shè)計(jì)、施工、咨詢等企業(yè)向綠色方向轉(zhuǎn)型,發(fā)展一批全過(guò)程工程咨詢、合同能源管理等綠色服務(wù)企業(yè)。(4)鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)新綠色金融產(chǎn)品,為綠色建筑項(xiàng)目提供優(yōu)惠利率貸款,開(kāi)發(fā)綠色建筑保險(xiǎn),加大對(duì)綠色技術(shù)研發(fā)的投入。
5結(jié)論
綠色建筑的發(fā)展離不開(kāi)綠色施工技術(shù)的支撐,而綠色施工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用貫穿于建筑全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)。從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維,新技術(shù)、新材料的應(yīng)用有效解決了傳統(tǒng)建筑業(yè)存在的資源浪費(fèi)、能耗高、污染大等問(wèn)題,取得了節(jié)能減排、提質(zhì)增效的顯著成果。但當(dāng)前綠色施工技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展仍面臨體制機(jī)制、關(guān)鍵技術(shù)、人才培養(yǎng)等諸多挑戰(zhàn),亟需政府、企業(yè)、高校、社會(huì)各界協(xié)同發(fā)力,完善政策制度環(huán)境,加大科技創(chuàng)新投入,加快人才培養(yǎng)步伐,促進(jìn)綠色施工技術(shù)加速迭代升級(jí),助推建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳循環(huán)發(fā)展,為建設(shè)美麗中國(guó)貢獻(xiàn)力量。
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