“双碳战略”下的绿色施工技术应用研究

2022-12-30韩孟君汪济汉张文康王小庆赵东东颜怀宇

安徽建筑 2022年12期

韩孟君，汪济汉，张文康，王小庆，赵东东，颜怀宇

（1.安徽建工集团股份有限公司，安徽合肥 230031；2.安徽建筑大学土木工程学院，安徽合肥 230601）

0 前言

2020年9月22日，中国在第75届联合国大会上首次提出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的“双碳”目标。近年来，过量的碳排放引起的全球变暖问题已经被各个国家认真对待。建筑作为人类赖以生存的工具，承载着有效使用功能的同时也对社会资源、经济和周边环境有着重大的影响。随着“城镇化”“工业化”的深入发展，能源消耗、资源浪费和环境破坏等问题大量出现。据统计，全国房屋面积已达501.86亿㎡。目前，中国建筑领域碳排放量约占社会总量的40%。所以，在十四五时期，我们要以提升城镇化发展质量为核心，不能再墨守成规地建设浪费资源的、对周边环境不利的传统建筑。贯彻绿色发展理念，打造绿色建筑，实施绿色施工，开发绿色施工技术成为了现代建筑发展的必然趋势，是推动可持续发展的必要手段。

1 工程概况

本文以阜阳中医院项目为案例进行绿色施工技术分析。该工程位于古河东路与田集路交口。项目占地85689.6㎡(合128亩)，总规划建筑面积196500㎡，急诊门诊21000m2，医技楼29500m2，病房楼 29500m2，感染楼 9000m2，培训基地 19500m2，护理楼 24500m2，食堂学术报告厅5000m2，中药制剂室5500m2，地下建筑面积 53000m2，规划中医文化园、健身、康复、多功能训练场；道路管网、景观绿化、水电等配套设施。

2 建筑施工节能技术及应用

2.1 建筑节能概述

自改革开放以来，我国成为全球发展最快的国家之一。但同时也面临着紧张的能源问题，尤其是一些不可再生的传统能源的使用。建筑节能不仅仅是简单的减少建筑能源的使用，更重要的意义在于提高能源效率。近些年来，在我国相关法律法规的指导下以及绿色建筑体系的形成，建筑能源大幅度降低，取得了显著的经济效益，提高了环境质量。因此建筑节能工作对我国的经济可持续发展具有重要意义。本节主要以太阳能技术的节能方法分析研究。

2.2 光导照明技术使用

地下结构因位置特殊，难免出现光线不足、视线不好的问题。所以在地下车库必须设置大量照明设备以确保使用体验及人身安全。目前常用的照明设备多数为LED灯具或高压钠灯，但地下车库所用灯具需要夜以继日的使用，不能间断。因此，产生了大量的电能消耗。本工程引入了光导照明技术，这是近几年发展的新型的、零污染的绿色自然采光照明技术。施工时提前在地库上方草坪或无遮挡的空地处预留孔洞，用以布置采光罩，收集阳光，收集到的阳光通过连接的光导管增幅后再传输至地下车库内的漫反射器上实现照明。光线自然舒适且发散均匀，可以代替部分LED灯具，起到辅助照明的功能。光导照明系统的能源完全来自于太阳光，是当下较为新颖和先进的节能方法，也是真正意义上的绿色施工技术。

图1 采光罩

图2 光导管

图3 晶格漫射器

施工要点：预留孔洞处墩台的混凝土浇筑应注意防水处理。在墩台与地下车库顶板连接处的上方应设置橡胶止水带，防止雨雪天气时的渗水出现，施工缝处应选用合适的防水卷材通过热熔法进行粘结，该系统整体都要使用密封膏密封严实。

此外，本工程现场施工工地临时路面还布置有太阳能路灯，该路灯通过太阳能电池板——光伏组件吸收阳光，白天蓄电，晚上放电，保证夜间搅拌车及施工人员的工作安全。施工现场危险区域内布置有太阳能实时监测仪，当工作人员经过时起到安全警示的作用。施工现场做到了太阳能的充分利用。

3 建筑施工用地保护及应用

土地是城市最重要的资源之一，我们要合理地安排使用，让每一寸土地都发挥出它应有的价值。建筑工程中的用地要从合理减少临时用地、提高土地利用效率、保护绿色植被和临用土地的复耕等各个方面综合考虑，学会因地制宜、面面俱到。本节主要介绍了两种施工用地保护技术。

①永久围挡

本项目采用永久性围墙，围墙共计约680m，经与设计院沟通，先设计永久性围墙施工图纸，项目开工前便完成永久性围墙建设。节省了临时围墙建设成本，临时围墙建设费用约260元/米，共计节省约17.68万元。同时，该围墙避免了传统临用围墙拆除时对土地的扰动以及环境污染。

②绿化移植

图4 永久围墙

前期业主单位在项目施工场地内种植了部分绿植及树木，因项目建设需要移除，项目部与业主单位沟通，将其移至项目办公区及施工现场临时道路周边，既解决了业主单位绿植及树木无处存放的问题，也给项目部及施工现场营造了优美的环境。项目部及施工现场可减少绿化投入30万元，预计完工后，绿植及树木可升值20万元，减去移栽养护费用15万元，预计节省成本35万元。

图5 现场绿化

4 建筑施工节水技术

4.1 全封闭基坑降水

地下水是岩土中最难处理和最难控制的因素之一。因此，基坑降水决定着施工的成败。本项目为深基坑工程，在设计基坑支护的同时配合设计了全封闭的基坑降水方法。传统的基坑降水方法就是采用抽水装置边施工边抽水，不仅浪费了大量的地下水资源，而且地下水的大量流失也会造成周边地表的不均匀沉降，危及周围建筑。本工程施工现场临近主干道，道路交通繁忙且居民众多，所以采用全封闭基坑降水非常必要。全封闭基坑降水是通过四周渗透较小的结构将基坑内部的地下水与外界的地下水隔离，没有了外界地下水的渗入，降水便容易操控，如图所示。本工程基坑四周采用的是旋喷桩和护坡桩组合的侧壁止水帷幕，施工进行中只需根据要求抽取基坑内部一定深度的地下水即可。抽取的基坑地下水引流至沉淀池，经沉淀池处理后存放至蓄水池内。

图6 全封闭基坑降水

4.2 雨水收集利用

雨水作为自然界水循环的阶段性产物，水质优良，是城市中十分宝贵的水资源，通过合理的规划和设计，采取相应的工程措施可将城市雨水加以充分利用。这样不仅能在一定程度上缓解施工现场水资源的需求，还能减轻排水设施的压力。

阜阳地区属于温带季风气候，夏季雨水充沛。施工场地内的雨水收集主要是路面雨水收集。现场路面两边设置有尺寸为400mm×400mm的排水沟，排水沟底部设计有2‰的坡度。路面地表水汇集至排水沟，再由排水沟引流至三级沉淀池内。

施工现场雨水及基坑降水经排水沟引流至三级沉淀池，分别通过格栅除渣的物理处理、除油的生化处理以及针对水质中氮磷含量的深度处理后，再引流至项目的蓄水池中。蓄水池内壁设置有溢流孔，当池内水位超过溢流孔时，便可将多余的水排放至市政排水管网中。蓄水池内的水资源可以代替自来水用作施工现场消防、降尘、冲洗、养护等，节约水资源，达到降本增效的目的。

图7 蓄水池

经计算每月节约水资源3000m³，工期3年，预计节约10.8万m³，施工用水按3.8元/立方计算，水池建设费用3万元，预计节省费用38.04万元。

5 建筑施工节材技术及应用

建筑在建造和运营过程中消耗了大量的能源和资源，据有关部门统计，建设工程所使用的资源和材料占全国资源利用量的40%～50%。从全生命周期来看，建筑材料生产、运输和建筑的施工占建筑全生命周期能耗的比例达23%左右[4]。建筑材料是所有房建工程的基础，用量极大且价格昂贵。同时材料本身的质量、规格又与建筑的安全性、实用性和耐久性密不分割，但在施工现场难免产生废料。所以，要通过各种方法将这种浪费降到最低，从而降低工程造价。因此，建筑节材一直都是建筑工程师及施工人员探索研究的问题。本节介绍了在该项目施工现场的两种节材办法。

5.1 钢筋控制

5.1.1 高强钢筋的使用

与普通钢筋不同的是高强钢筋在加工时能减少煤炭、矿石和水这些传统资源的消耗，高强钢筋的屈服强度、抗拉强度及延性等性能都领先于普通钢筋。在施工时，同样的结构可以降低配筋率，提高结构强度。使用高强钢筋不仅能保证结构耐久性，同时能降低工程造价。本项目通过某钢铁公司批量定制了HRB635高强钢筋替换原先设计使用的HRB400普通钢筋，主要用于地库顶板梁。钢筋力学性质如表1所示。

钢筋力学性质

5.1.2 废料处理

对钢筋下料方案进行优化，在钢筋工长审查复核料单样品确认后，再批量下料，保证钢筋的进场计划。

对于施工中产生的钢筋废料应按照钢筋长度分类，堆放时应注意采用防水雨布进行遮挡，避免出现钢筋锈蚀等现象。在钢筋废料中选取长度质量合格（一般选用直径为16mm以上）的钢筋送入钢筋加工棚，进行直螺纹机械连接，然后再次投入现场使用。直径为Φ8、Φ 16的钢筋可用于二次结构，其余的短钢筋废料可以加工成马凳等。

5.2 模板控制

本项目自行研究了《高支模梁柱节点分阶段安装浇筑施工工法》。梁柱浇筑的传统工法是在梁柱钢筋绑扎及模板安装完毕后进行一次性整体浇筑混凝土。本工艺浇筑框架柱的混凝土时只绑扎柱的钢筋，不绑扎上方梁的钢筋。保证振动棒方便使用以及混凝土强度等级的同时，也避免了混凝土中孔洞、蜂窝麻面以及混凝土不密实等不良现象的产生。框架柱浇筑完毕后再布置上方梁的钢筋进行下一步梁柱节点以及梁的整体浇筑。下部的混凝土在达到规范强度以及保证混凝土棱角不会损坏的条件下，即可拆除模板投入其它结构的支模使用，极大地提高了模板的周转次数。