绿色建筑材料在土木工程施工中的应用

张 泉

(山东钜旺建筑工程有限公司 山东 潍坊 262200)

绿色建筑材料以绿色为核心,主要在于节约建筑材料、使用可再生资源或循环使用资源、减少产生有害环境的废弃物等,以起到环境保护的作用,促进人与自然和谐相处。绿色建筑材料同时也着重于使用者的安全健康,努力打造一个让使用者更为舒适、健康的环境。

1 绿色建筑材料的特征与类型

根据国际学界,目前认为绿色建筑材料应具有以下特征:尽可能高效利用各项资源,减少材料的损耗和浪费;在材料的生产过程中体现对自然生态的保护,维持生态和谐;可降低建筑能耗;可以改善室内生态环境;循环利用废弃物等。[1]绿色建筑材料种类颇多,根据当下一般使用的标准,大致可以分为以下四种类型。

1.1 基本型

基本型建筑材料即满足最基本绿色建材要求的材料,即在材料生产和使用过程中不超标使用或产生对人体有害的物质,保证材料具有使用性能,同时对人体基本无害。

1.2 健康型

健康型建筑材料以提高居住者生活环境水平为目的,如具有杀菌、防火、除臭、防霉等功能的绿色材料,达到对人体健康有利、创造更为舒适的居住水平的要求。

1.3 节能型

节能型建筑材料主要指制造过程耗能较少的绿色建材。这些材料制造过程往往采用较为新型的制造工艺,极大降低了能源损耗。

1.4 可回收利用型

可回收利用型材料是指在制造和使用过程中使用废弃物,如工业废渣、尾矿等,或是产品可循环,不会产生污染环境的废弃物。

2 绿色建筑材料在工程施工中的应用

高层建筑能够明显带来的经济效益有:大幅度缩小大面积的建筑用地,使建筑工程工期缩短以及市政设施建设的投资可以减少等。但同时由于这类建筑需要更加安全可靠的设计技术和施工条件,由此带来的一些经济效益和环境效益等问题也开始备受人们关注,特别是近年来可持续利用、人与自然和谐相处等绿色理念深入人心,将绿色施工技术运用于高层建筑施工能够在很大程度上节约资源以及减少很多对环境有不良影响的施工活动,同时还有助于实现人与环境共生存、同发展的绿色发展理念。

由于“绿色建筑”的要求和绿色建筑材料本身的优良属性,绿色建筑材料可以在土木工程施工中起到重要作用。本文主要总结了以下绿色建筑材料地在施工中的应用。

2.1 轻型钢材在工程施工中的应用

在施工过程中,顶端设计需要采用重量相对较轻的建筑材料,以减少主体结构承重,此时可采用一种绿色建筑材料——轻型钢材。其重量较轻,通风效果较好,可以减轻房屋承重墙的承重。[2]作为建筑材料,轻型钢材坚固性较强,稳定性较好,具有多种优势,也往往用于建筑物的幕墙建设,可以提高建筑的稳定性和安全性。轻型钢材可被回收利用,可以减少资源损耗。

2.2 绿色水泥在工程施工中的应用

对于工程施工过程来说,混凝土施工的重要性不言而喻,几乎在每个环节都需要使用水泥。绿色水泥的材料主要来自固体废弃物与火山岩,生产过程中控制了有害废弃物的排放,在满足工程需要的同时减少在大量生产过程中对环境的污染。同时还可利用建筑垃圾进行再生混凝土的生产,这种材料能够有效地利用建筑垃圾,使之变废为宝,是符合环保目标的绿色施工材料之一。

2.3 绿色混凝土在工程施工中的应用

和普通混凝土相比,绿色混凝土使用了许多工业废弃物,降低了水泥和其他材料的消耗;部分混凝土在制造过程中省略了部分装饰工序,降低了成本和后期维修费用,也减少了废弃物的产生,如清水混凝土省略了抹灰、镶钻等工序和装饰层,同时也不乏美观;更和环境协调,如净化水质生态混凝土可以对水质起到间接净化的作用;同时,一些混凝土强度更高、耐用性更好,使用期也更长,既节约了成本,也保障了安全。[3]

2.4 绿色外部建筑材料在工程施工中的应用

在建筑过程中,建筑外部的施工往往也需要绿色建材以起到相应的作用。通过因地制宜的选材,绿色建材将带给室内更好地体验,如选择绿色玻璃中的泡沫玻璃具有良好的耐腐蚀性和阻燃性,同时具有保温和吸音的功效,可应用于噪音较大或需要保持温度的建筑,既保障了居住的需求,也节约了资源消耗,为建筑增加了美观程度。绿色保温材料品种众多,各有性能,需要施工单位结合实际进行选择。而在另一些地区,如南方较为湿润,可以使用绿色防水涂料,在让室内更为干燥的同时减少对环境的污染与破坏。

3 绿色建筑材料在工程施工中应注意的问题

在建筑施工过程中可能会产生很多的环境污染以及原材料浪费的问题,这些问题危害了人们生存的环境。在当今要求可持续发展的社会中,绿色施工技术和绿色材料的使用正逐渐成为重要趋势。因此,该技术在建设中的应用落实及对其问题研究的加强,能够使自然环境受到的污染和破坏得到有效预防、在施工过程中节能环保的发展得到保障,并有望在建筑过程中提升经济效益,在各方面达到共赢的效果。目前对于绿色建筑材料的应用已越来越多,但同时不可忽视在工程施工过程中应用绿色材料的问题。

3.1 需要严格考察与管理所选材料的性能

如上所述,绿色材料具有诸多优点,但学界对于一些材料的研究尚未完善,甚至会对建筑安全、生命健康造成威胁。

如作为各国热门的纳米材料,具有良好的隔热保温、杀菌除臭等性能,但若在建筑中大量使用则会将大量纳米颗粒释放至空气中,对居住者的健康和周围环境带来危害;已有证明,碳纳米管将导致实验动物出现疾病,对植物也有毒害作用。[4]故在建筑材料的选择方面,一味追求技术先进可能并不一定可取,选择已确定质量较好、对人体无损害的建筑材料才更为稳妥,这也是绿色建筑材料最基本的需求。

即使在已对所选材料的相关性能有所研究的情况下,仍需仔细考察该材料生产方的生产工艺水平。如作为绿色建筑材料,清水混凝土抗压强度高、变形小,节约应用成本,具有良好的装饰效果,然而这些导致了它的生产工艺要求较高,而不到位的生产工艺将造成质量问题,如表层出现麻面、气泡,更严重则会造成混凝土开裂、内在钢筋腐蚀等,为建筑物带来严重的质量问题,乃至造成安全隐患。

故在选择使用绿色建材时,对于材料的制作工艺水平需要仔细了解,或通过多方渠道对于目标材料的质量进行评估。在使用前需要对材料进行严格测试,不可在未经测试的情况下使用相关建筑材料,做到对建筑材料质量的严格把关[5]。

此外,由于绿色建材的概念较新,在施工过程中可能存在操作不当的现象,对绿色建筑材料的性能造成破坏,以至于无法发挥相应功效,带来建筑耐久性下降。故在工程施工过程中,施工方应注意对相关工作人员进行培训,维护材料性能,规范节能措施,保障材料得到合适而高效的应用。需要相关部门进行质量监管,确保材料的使用性能,禁止不经批准使用绿色建筑材料的现象。

3.2 需考虑建筑所在的地理位置和居住者的需求

在选择绿色建材时,需注意一些材料对使用环境有要求,在不合适的环境下可能无法达到其性能,或对其性能造成损害。这要求施工单位了解建筑所在的地理位置和相应的施工环境,以避免造成建筑材料不合适的情况[6]。

选择建筑材料时应考虑该建筑居住者的需要。在建筑设计时应考虑到其采光、通风效果,保温或避潮的居住需要,以选择最适合的建筑材料。在一些条件难以同时达成的情况下,需要相关施工单位根据具体情况进行相应的取舍[7]。如几种场景的建筑保温材料都有所利弊,泡沫玻璃耐火性好、容量低、使用寿命长,但其生产成本很高,膨胀珍珠岩吸声效果好、耐火性好,然而耐用性不够,易膨胀开裂,当需要使用具有隔热效果的绿色建材时需要相关方仔细比较定夺。

此外,施工单位不仅需要考虑材料的成本和相应的性能,还需要考虑使用该材料能否达到预期效果[8]。这一点不仅与所在环境、材料本身有关,也与施工单位的施工水平、工程的进展情况相关,在实际施工过程中都需要耐心考虑。

3.3 合理利用自然绿色资源

除了上述提到的绿色材料之外,还需要借助绿的施工设计理念和施工技术,促使绿色施工更好地贯彻落实下去,下面通过分析对于自然资源的的合理利用,促使绿色材料获得更广阔的应用范围。

3.3.1 对水资源的利用

常使用的绿色施工技术之一就是节水技术,使用先进的节水系统来对水资源进行控制和重复利用,例如通过对施工中常用的水资源有效运用可以同时完成室内厕所的冲刷和绿化工程的灌溉,这个节水系统还能够收集利用雨水。这些做法能够提高能源的利用效率,对水资源合理利用。

3.3.2 通风技术

通风技术的应用能够让建筑使用者在后期的居住过程当中,减少对于空调、新风系统等的应用,实现节能目标。因此,可以说一个质量较高的建筑物首先要满足的基本条件就是需要保证空气流通状况良好,才能够促使后期对于电能的应用降低。如果空气流通较差,就会影响到建筑内部的空气质量,造成人体的身体健康受到损害,同时还会造成更多的资源浪费。

其次还要考虑到空气在冬季的流通量,在冬季时较小的才不会使建筑内部的热量流失,不会增大供暖设施的能源消耗量。最后设置通风系统后,建筑内部的空气流通量得到了保障,通风需求也得到了满足。如果空气流通量较大时,关闭百叶窗、天窗等方法可以预防热量的散失。

3.3.3 太阳能与高建一体化

太阳能与高建一体化是指在规划设计建筑的时候,把太阳能的利用贯穿到建筑屋面、外墙等设计内容中,使之成为一个整体的建筑。太阳能与光电光热一体化后,能够将太阳能转化成热能,高层建筑可以直接利用该种能量的空气集热来进行供暖,还能够利用太阳能热水器提供生活热水,太阳能将转化的能量储存在电池中后,晚上可以在室内照明等

4 结语

绿色建筑材料具有环保、节约成本、对人体无害等特点,也具有其他优良性能,其在施工中的应用将是土木工程项目的一个重要发展方向。当下施工单位在选择建筑材料时应注意结合材料性能和实际情况进行材料的选择,注重质量控制管理,保障建筑工程质量的同时节约成本、保护环境。