建筑施工技术与建筑能耗研究分析

文／晏翔 枣庄矿业（集团）有限责任公司 山东枣庄 277000

引言：

社会经济的快速发展使建筑工程建设规模日渐扩大，建筑工程施工期间的能耗量增多，不可再生能源紧缺问题更加突出。为有效解决建筑工程施工期间的能源消耗量大问题，施工管理部门还应积极使用先进施工技术手段，推广绿色环保建筑材料，在保障工程施工质量及经济效益的基础上，提高各项能源利用率，控制二氧化碳的污染气体排放量，确保建筑工程能够以最小的资源消耗量换取最大化建设效益。

1.建筑施工技术应用现状

在建筑工程施工期间开展技术管理活动，管理部门需做好人员专业技能培训工作，建立完善严谨的施工技术档案，编制合理的施工技术体系，落实各项施工交底活动，建立施工质量及安全保障制度。

在施工技术方案实施环节还需明确工程施工重难点，做好施工准备工作，不断优化施工技术方案，确保工程施工工作有序开展。但就目前来看，在施工技术管理期间依然存在较多问题有待解决。例如建筑工程建设规模及建设要求差异较大，难以建立起完善规范的施工技术管理体系，导致施工质量及施工安全管理效果不佳。建筑工程实施过程中多数使用总包管理模式，以分包合同为纽带，确保工程总包及分包单位的技术管理任务能够顺利对接。

关于建筑工程施工技术的各项实施规范每年都在不断更新,但部分建设企业没有完全落实国家及地方行业标准,也没有依照相关要求建立专项监管部门及责任制,致使施工技术管理期间存在职责划分不明确、专业施工技术缺失问题[1]。

因此在现阶段建筑工程施工环节，各部门需要做好施工技术管理工作，优化施工技术管控体系，确保各项施工工作始终处于安全可靠施工状态。

2.建筑能耗表现

2.1 施工设备能耗问题

我国科技技术发展速度不断加快，应用在工程施工期间的机械设备种类增多，工程机械化水平与工程施工进度、施工质量管理效果存在密切关联。在现阶段降低工程实施环节，机械设备耗量大，运行环节也会出现大气污染、水污染问题。部分施工单位在施工环节过于注重节约施工成本，提高施工效率，在没有做好施工设备管理工作的情况下，施工资源也会被严重浪费。

因工程建设规模日渐扩大，在施工环节需使用更多的重型机械设备，许多设备也处于超负荷运行状态。在没有对设备进行养护管理工作的情况下，设备故障问题经常出现，进一步增大了工程施工期间的能源消耗量[2]。

2.2 施工环节能耗问题

在建筑工程施工过程中，高能耗量主要体现在电力资源、水资源方面。如没有做好施工能耗管理工作，施工期间的各能源紧缺，将会对施工成本造成不利影响。当下建筑工程楼层间距日渐缩小，楼层数量不断增多，楼房整体采光效果不佳，在建筑工程施工环节也需安装照明设施，提高楼房亮度，导致电力资源消耗量明显增多。

由于建筑用户对建筑空间的舒适度要求更高，在建筑内需要安装空调等电力设施，也会在城市生成热岛效应及温室效应，加大了建筑工程建设及运营期间的能耗量。

3.控制建筑能耗量的重要意义

首先，降低建筑能耗量，能够有效缓解社会建设期间的资源紧缺问题。通过使用适宜的施工技术，优化建筑施工体系，转变经济增长模式，增强建筑工程建设水平，推动城市可持续发展进程。我国现处于工业化、城镇化高速发展阶段，建筑产业结构不合理，科技技术创新及开发能力较为薄弱。在能源供需矛盾突出的情况下，能源消耗增长速度会大于经济增长速度，应在建筑工程施工环节做好能源消耗量分析工作，加强能源消耗管控力度[3]。

其次，通过控制建筑施工能耗量，推动社会经济可持续发展进程。现阶段城市建设目标为在推广低能耗、省地建筑结构方面，建筑工程施工环节也应当制定专项可行的施工技术管理体系，落实西门后施工计划。

最后，降低建筑能耗也是实现人与自然和谐共处目标的重要措施。通过提高施工期间的各资源利用率，调整建筑产业结构，转变建筑经济增长手段，也可增强施工期间的资源利用效果，改善大众生产生活环境，实现建筑行业可持续发展目标。

4.建筑能耗模拟分析

4.1 建筑节能概念

建筑节能就是在建筑材料生产、房屋施工及使用过程中合理使用能源，采用技术可行、应届合理的施工技术手段，尽量减少建筑工程施工期间的能源消耗量。

建筑节能管理工作也需尽量减少能源消耗量，提高建筑施工期间的能源利用率。现阶段气候变暖问题更加严重，建筑工程实施期间的能源消耗量不断增多。在各领域生产经营建设环节需遵循可持续发展要求，制定建筑节能法律法规，增强建筑能源管控水平[4]。

4.2 建筑能源消耗模拟重要性

建筑能耗主要就是在建筑工程建设到运营期间的能源消耗总和，包括建筑材料生产期间的能耗、建筑施工期间的能耗以及建筑使用期间的能耗。建筑使用能耗包括采暖、空调、照明、热水供应期间的能耗量，其中，采购及空调的能耗量较大，需模拟分析采暖及空调的能源消耗量，设定建筑节能设计指标。

建筑能耗模拟就是使用计算机建模及能耗模拟技术手段，分析建筑物的物理性能、能量特征。在新建建筑环节也可使用建筑能耗模拟手段，计算建筑设计方案中的采暖及空调负荷量，建设符合节能要求的节能型建筑。通过对比分析建筑能耗经济效益，也能够计算建筑设备全年费用，改造不符合节能要求的建筑结构[5]。现阶段建筑能耗模拟主要就是使用先进计算机技术手段对建筑设备消耗量进行模拟，优化评估设计方案，计算建筑物全年采暖及制冷负荷。

4.3 建筑能耗模拟分析

在建筑能耗模拟分析环节可使用先进BIM 手段构建建筑能耗模拟分析信息模型，模型内主要涉及建筑物构件几何信息、建设项目所有建筑信息。建筑能耗分析平台也能够绘制不同楼层空间，包括建筑隔间墙、隔板、建筑外部遮阳板、悬挑构件等。借助平面模型设置建筑内区域属性，收集建筑运营期间的各项参数，包括空间内相对湿度、风速、建筑照明、建筑内人员分布位置等。

借助BIM 技术手段分析建筑能耗量，也可以对建筑概念设计到实施全过程的生命周期能耗进行严谨计算，对建筑中的各类物理环境进行模拟，通过构建三维信息模型，对建筑运营期间的可持续性资源进行充分分析[6]。

4.4 建筑能耗模拟分析平台功能

第一，热工性能及能耗模拟。获取建筑工程实施全过程的各项参数，模拟建筑工程建设与运营期间的热工性能及能耗量，包括实时温度分析、全年冷热负荷技术比较、热环境质量指标分析、公共建筑节能设计标准等。对比建筑及参照建筑全年度采暖与空调的能耗量计算结果，在发现计算获得的能耗量与规范要求不符的情况下，需要重新调整设计方案，对各项参数进行重新计算；

第二，建筑通风模拟分析。收集建筑传感器数据以及气象数据，将各项数字内容转换成可视化图表，确保建筑企业能够更好了解热舒适区域，对比分析全年太阳辐射情况，调整建筑朝向；

第三，建筑光环境分析。结合自然光、人工照明的模拟结果，如采光参数、临界照度、太阳光亮度，优化建筑节能照明系统。对建筑日照及遮挡部位进行可视化分析，通过建立三维模型展示建筑工程遮挡及投影情况、太阳光轨迹，对建筑结构的遮挡及遮挡结构进行优化；

第四，声环境分析。声环境分析包括混响时间，使用统计学混响时间公式计算混响时间值，几何声学分析，依据几何声学规律及特征，预测声学死点以及其他声学缺陷，在建筑模型中找寻吸声较强或较弱的区域，为后续建筑结构优化提供重要理论依据。

5.降低建筑能耗量的具体管理措施

5.1 做好节能建筑规划设计工作

为从根本上提升建筑工程能源利用率，在施工前需做好建筑规划设计工作。结合建筑功能要求及工程所在现场气候参数，在总体规划及单体设计环节确定建筑朝向、平面形状及空间分布特征，选择具有良好节能性能的建筑施工材料。做好建筑工程环境绿化设计工作，扩大绿化面积，改善建筑周边生态环境，控制施工期间的能耗量。

5.2 采用不同节能措施

5.2.1 屋顶节能技术

使用隔离太阳能辐射热，减少阳光对房屋造成的直射。在屋顶节能过程中可以使用架空屋面、种植屋面方式，扩大屋面绿化覆盖面积，在满足遮阳要求的同时，起到隔热效果[7]。在应用植物光合作用，减少并转换太阳能部分资源，美化建筑工程周边环境。

构建冷屋顶节能结构。冷屋顶具有日射反射率高的特征，通过在屋顶表面涂抹一层高反射率涂料，扩大屋顶绿色反射比率，减少屋顶对太阳能的吸收量，从根本上提升屋顶结构的节能效果。

5.2.2 墙体及门窗节能技术

通过提升墙体及门窗结构的保温隔热性能，进一步增加外墙结构的热阻量。应用高效能保温隔热材料，控制进入到墙体中的热量。例如，使用空心砖增强结构的气密性。通过在内墙设置空气隔层，增强整体结构的保温隔热效果。利用密封材料对对穿管线的连接处缝隙进行填实处理，避免外界热量进入到建筑内。在墙体施工过程中选择适当保温措施[8]。墙体保温可分为内置式保温、外置式保温两种类型。外置式保温结构的保温效果好，但容易受环境因素影响，出现开裂、渗水及脱落问题，墙体保温需使用抹灰、喷涂、复合粘贴等手段。抹灰环节可使用膨胀珍珠岩、火山灰、粉煤灰的环保材料。抹灰厚度需要控制在1 厘米左右，适用自上而下的抹灰流程。

优化建筑门窗结构，控制建筑墙窗比。合理安排门窗相对位置与开启方向，在门窗位置安装能够自行调节的活动遮阳设施，避免夏季过多阳光进入到屋内。门窗框及玻璃单的密闭性、传热性也会影响建筑工程保温效果。在现阶段建筑工程施工环节可使用塑料单框双玻璃门窗结构，控制建造物能耗量。在门窗安装环节需要严格遵循设计标准，要求门窗材料具有抗风压性、空气渗透性特征。在门窗玻璃安装环节遵循施工图纸内容，要求部里安装位置精准，严格控制内外间隙。在玻璃安装完毕后也需要用手敲击，确保玻璃安装严密，避免在大风暴雨等恶劣天气下出现玻璃脱落问题。

5.2.3 室内节能技术

选择高效节能的光源，对比分析不同光源的能源消耗差异，实现节能环保目标。在附近不同区域分别设置光源。传统工人控制工作主要为人为控制，照明操作受限，难以统一协调，使用效率更低，在没有及时关闭电源的情况下也会导致电力资源被浪费，进一步增加了建筑的能源消耗量[9]。在建筑工程中使用智能照明系统，可以结合不同空间用途，合理划分通空间用途，标注照明场景，借助计算机控制技术对建筑照明系统进行统一控制，增强照明系统控制性能，有效降低照明系统操作难度及操作成本。

在照明系统设计环节也需要安装照明监控设备。将照度以数字形式转化，存储、对比，实现节能环保目标。配备电感镇流器，尽量选择低功率的电气放电灯开启设备。分析不同照明设备的照度要求，选择适宜的设备管控方式，例如远程管控方式、自动化管控方式以及分管区域管控方式等。其中，灯具开关应尽量使用分区管控方式，不使用一控多情况。

5.2.4 再生能源利用

运用太阳能、地热能等可再生能源，提升建筑工程节能效果。在太阳能发电环节，使用集热器将太阳产生的能耗量转变为热能，利用汽轮机及发电机发电。太阳能发电可分为高温热发电、低温热发电两种方式。运用太阳能产生的热量能够转变光、热能源，保障能源转换效果。

在使用地热能发电环节，比较高的地热流体能够被有效应用在建筑工程运营期间。利用地热开展发电工作，也可以将蒸汽产生的热能通过汽轮机转化为机械能，节约建筑工程建设及运营期间的电力资源。

5.3 加强施工资源管控力度

5.3.1 水资源管理

要求在建筑工程施工过程中，注重控制工程建设以及实际运营期间的水资源消耗量，加强工程排水系统建设时的管控力度，使水资源可循环利用。在施工现场配备水资源检测设备，确保水资源实际使用情况进行动态监管，防止施工过程中过于浪费水资源问题出现。

具体来说,建筑钻孔桩机施工期间,应通过制备泥浆开展货币与钻孔作业,钻孔时产生的泥浆需通过循环进入到沉淀池。桩基浇筑期间的桩基口泥浆也需要逐步排出并导入沉淀池中，因此需使将管道始终处于畅通状态，在循环池、泥浆池、沉淀其周边设置安全防护网，避免泥浆外溢对周边水资源造成污染[10]。

建筑施工环节需使用大量的混凝土，混凝土搅拌设备、运输设备及运输车辆使用后应当进行彻底清洗，将清洗后的污水排放到沉淀池中，确保污水处理达标后才可排放。

5.3.2 电力资源管理

要求在建筑工程施工环节，也需要控制电力资源的消耗量，确保工程能够切实满足节能环保要求。在提供现场配备临时节能照明灯具，如太阳能灯具等。合理设定灯具安装高度及安装地点，要求上部避免出现电缆或者电线，照明系统始终处于正常安全运行状态。

在配置搅拌机、吊机等大型施工设施时也需要落实绿色节能目标。积极使用可调频的施工设备，例如变频塔吊等。结合工程具体施工要求以及施工进程不断控制施工期间的各项运行参数。

5.3.3 土地资源

土地资源具有不可再生性，在建筑工程施工前需要对土地资源进行合理规划，联系核对需征收的田地及山林，优化道路线路，减少耕地征收量。合理安排施工现场，提升现场土地利用率，增强施工现场综合管控水平。

5.3.4 物资管理

注重优化施工流程，在具体施工过程中合理分配物力资源，保障工程有序开展，如在工程施工过程中出现两作业面距离近、作业内容基本一致的情况下，还可以共同使用机械设备，增强机械设备应用水平。加强机械设备维修管控力度，制定出切实可行的设备运维管理机制，降低设备维护过程中的资源消耗量。

着重关注施工材料管理工作，在施工前需要对进入到现场的各项材料进行全面监督管理，在保障材料各项性能的前提下优化材料采购成本，切实保障工程建设全过程综合效益。管结合施工材料数量、实验报告内容以及生产日期等情况，对施工材料展开全面调查及监管，进一步增强管理水平。

优化施工组织与现场布置方案，做好土方平衡工作，尽量减少材料使用及二次搬运。选择合理施工技术，增加材料使用次数，提升材料使用效果。

要求所使用的施工材料还需要具备工具化、标准化特征，便于道路建筑结构回收与周转使用，从根本上降低建筑工程施工期间的碳排放量。

5.4 建筑能耗管控对策

要求建筑工程应以节能设计标准组织各项施工工作,选择节能环保施工材料,例如具有良好保温性能的墙体及门窗。注重建造环境设计工作，确保建筑空间具有良好的通风及日照环境，选择适宜的供冷及供热手段。充分利用自然光资源、地热等可再生资源，着重回收余热及废热，提升资源利用水平。

结语：

总而言之，建筑行业能耗量大问题对社会可持续发展造成的不利影响更为突出。为从根本上提升建筑工程施工期间的能源利用率，管理部门需积极使用节能环保施工技术，做好建筑施工设计与规划工作，优化工程施工方案，从根本上提升工程施工期间的资源利用率。利用先进技术手段构建建筑能耗分析平台，及时发现并解决存在于施工期间的能耗量大问题，确保工程施工全过程的能耗量处于严格管控范围内。