棚户区改造项目中绿色施工技术研究*

刘旭川

(甘肃建投土木工程建设集团有限责任公司 兰州 730060)

棚户区是指城市中由简易结构房屋与棚厦房屋构成的建筑区域,出现棚户区的主要原因是城市发展缺少规范性方案,导致城市在建设中缺乏规范,从而造成宅院与房屋呈现凌乱不齐、破旧不堪的现象[1]。相比城市民居建筑结构,棚户区建筑大多具有结构简单、功能少、防护性能差(包括防火、防震、防水等)、环境污染程度高、无公共活动场地、采暖设施与通风条件差的特点。为了改善棚户区居民居住环境,全面保障城市建设工作的规范化,有关单位提出了针对棚户区的规划改造工作方案,尽管相关工作的实施已初步取得了成果,但随着城市发展水平地进一步提升,居民开始将关注重点置于建筑环保性能方面[2]。因此,在开发商提供资金固定的前提下,使用绿色施工技术代替现有的施工技术,加大对清洁能源、低污染材料的使用,提高我国建筑行业的持续化发展能力。为了实现此项工作,并推进棚户区改造建设,应将节能性原则与可持续发展原则作为施工原则,在施工中尽量应用可再生、低污染的材料[3]。同时,在施工中做好对废弃材料的合理、循环使用,保证资源使用的循环性。因此,笔者以兰州新区棚户区项目为例,对绿色施工技术在其中的应用展开详细设计研究。

1 工程项目概况

笔者此次研究的工程项目为火家湾棚户区改造项目,该项目位于兰州新区,通过与工程项目负责人的交涉,获得此工程项目相关概况信息[4],如表1所示。

表1 兰州火家湾棚户区改造项目概况信息

在掌握项目建设相关信息的基础上,对此工程项目的建设施工内容进行分析。房屋建筑B 地块B 标段施工内容包括:14 236.20 m2的13#住宅楼、16 783.82 m2的13#住宅楼地下一层与地上30层剪力墙建设施工;16 783.76 m2的16#住宅楼地下一层与地上11层剪力墙建设施工。建筑项目中与消防工程相关的建设施工不纳入本次基础招标范围。

根据施工方与建设方签订的合同,分析此建筑工程项目在施工中的承包范围。明确该项目中的电梯采购、安装等项目不属于施工方作业范围。要求施工方在施工中,按照设计的施工方案进行建筑工程项目的标准化施工,保证建筑综合性能提升的同时,使建筑竣工后验收质量达标。

2 棚户区改造项目中绿色施工技术的研究

2.1 高强度混凝土配合比设计与施工钢筋选型

为实现对棚户区建筑的改造优化建设,笔者提出在使用中,采用高强度混凝土与钢筋作为主体结构施工材料,通过此种方式,保证设计的建筑结构达到预期的强度等级要求[5]。为满足混凝土施工材料的质量需求,在施工前应控制混凝土材料各成分的使用量,通过多次试验,确定混凝土材料的最终配合比例。具体操作可分为:

(1)通过对粗骨料与细骨料用量的测量,设计材料配合过程中的用水比例。

(2)根据砂石的细度、模数、石块配料等级,进行用砂量的调整。

(3)根据混凝土强度等级要求,调整配合材料中的水灰比值,保证材料使用合理[6]。

根据上述内容,对高强度混凝土原材料的质量要求进行设定,如表2所示。

表2 设定高强度混凝土原材料质量要求

完成对高强度混凝土制备原材料的选用后,根据工程施工实际需求,选择三级钢作为绿色施工中的钢筋材料。相比HRB-14000等级的二级钢,此次选用的HRB-35000三级钢,不仅具有更高的强度与荷载能力,还具有更加良好的经济性能,可节约施工成本。对三级钢筋的施工现场进行描述,如图1所示。

图1 棚户区改造项目中的钢筋施工

按照图1所示的方式,进行棚户区改造项目中的钢筋施工,既保证施工成果符合规范,又实现施工现场更多材料的节约。

2.2 棚户区改造项目中装饰装修施工工艺

为进一步实现对棚户区的绿色改造,还应在上述研究内容的基础上,设计棚户区改造项目中装饰装修施工工艺。在施工中,选用陶土外墙砖代替传统装饰施工材料,减少切割外墙砖导致的材料浪费现象[7]。同时,利用建筑房屋、走廊等区域的边角料进行其他部位的加工。按照放线、裁板、打孔→聚苯板绿色环保材料与拆模板的粘结处理→钢筋结构网的绑扎处理→安装免拆模板与复合结构的剪力墙体→浇筑建筑装饰外立面→外墙装饰涂料施工→外墙细部施工→养护与拆模的顺序,进行棚户区墙体的装饰施工。对棚户区改造项目中装饰装修施工过程进行描述,如图2所示。

图2 棚户区改造项目中装饰装修施工

为提高墙体装饰施工中的保温性能,需要在施工中根据工程实际需求,对比烧砖、空心墙砖、混凝土加气砖等环保材料在建筑墙体中应用的综合性能,根据不同材料的热绝缘系数与传热系数,选择与改造工程项目更为适配的施工材料。

2.3 绿色施工中的LED 照明节能技术应用

为实现建筑建成后的节能性能,在施工中使用LED 节能技术代替传统的照明用电技术。在建筑屋顶安装太阳能电池板或新能源环保光能电池板,将太阳能电池板与建筑中的DC 直流供电系统进行连接,作为建筑整体的照明系统。

在施工现场的临时照明装置可采用声光控制技术设计,在工程施工前,预埋地下管线,作为施工现场临时照明的主要应用。所有管线在建筑中采用暗埋的方式进行铺设,通过此种方式,不仅可以实现对建筑用电成本的节约,同时也可以避免由于传统照明管线明装导致的触电风险。

3 施工技术应用效果

为检验笔者提出的施工技术在实际建筑工程项目中的应用效果,以兰州火家湾棚户区改造项目为例,按照本文设计的方案,对棚户区绿色施工改造技术的应用效果进行分析。

在进行此项目改造建设中,先设计高强度混凝土配合比,选取高强度钢筋,再根据业主方的标准进行建筑装饰装修施工,最后在建筑中集成LED 照明技术,实现建筑在建成投入使用后的节能性能。将建筑内所有房屋的电能表进行连接,记录不同时段建筑中用户正常用电耗能。将记录的结果与棚户区改造建设前全天耗能数据进行比对,使用后者记录数值减去前者统计数值,得到棚户区改造后节约耗能量,并将此结果作为实验结果。实验中,记录此建筑在0∶00～24∶00的节能情况,根据不同时段获取的数据,对其进行整理,将整理后的数据使用平滑的曲线进行连接,通过此种方式得到不同时段下棚户区建筑改造节能结果,如图3所示。

图3 不同时段下棚户区建筑改造节能分析

根据常规建筑耗能统计数据可知,每天的6∶00～9∶00、16∶00～11∶00是建筑高耗能时间段。从图3可看出,在6∶00～9∶00、16∶00～11∶00时间段内,建筑节约能耗量最高,同时,在其他不同时段,棚户区建筑耗能也有一定降低。

出现上述现象的主要原因是:按照本文设计的施工技术进行建筑改造建设施工,大量的LED 照明代替了传统照明,减少了传统不可再生能源供电的消耗,实现了基于太阳能等清洁能源的供电,从而为建筑节能提供了良好基础。

因此,在完成实验后,可以得出如下结论:

本文所设计的绿色施工技术,在棚户区改造项目中的实际应用,可以起到节约建筑耗能的效果,实现在提供居民用户正常供电服务的同时,减少不可再生能源供电消耗。

4 结语

对传统改造建设方案的研究发现,传统建设方案会增加建筑民居环境建设与建筑后续投入使用中的能耗。为解决棚户区建筑存在的高耗能问题,笔者从高强度混凝土配合比设计与施工钢筋选型、棚户区改造项目中装饰装修施工工艺、绿色施工中的LED 照明节能技术应用,对棚户区改造项目中绿色施工技术展开研究。完成对施工技术的研究后,以兰州火家湾棚户区改造项目为例,设计实例应用实验,按照本文设计的方法,对此项目进行改造施工,分析不同时段棚户区建筑改造节能情况,本文设计的施工技术在实际应用中可解决建筑在投入使用后的高耗能问题,保证建筑具有绿色、节能等优势。但在深入研究时发现,此次设计的方法也存在着一些不足,如没有从雨水循环利用角度进行建筑屋顶的设计,如果建筑所在区域出现短期高强度降雨,会出现居民住宅区水泥沥青路面积水的问题。因此,在进行绿色施工技术的深化研究时,将从节水角度进行绿色施工方案的进一步完善。