首页 > 社会责任 > 绿色施工
绿色施工

1.绪言
我国人口众多,人均资源相对贫乏,煤、石油、天然气、可耕地、水资源和森林资源的人均拥有量仅为世界平均值的约1/2、1/9、1/23、1/3、1/4和 1/6。全国耕地只占国土面积的13%,目前人均耕地仅有1.43亩,且优质耕地少,后备资源严重不足。我国水资源短缺,人均水资源拥有量2200立方 米,北方和西部有的地区已公认的极度缺水的程度。600多个城市中有2/3供水不足,其中1/6的城市严重缺水。我国石油对外的依存度超过30%,重要矿 产资源储量不足[1]。而随着中国经济的快速发展,对资源的消费也越来越大,对环境的不利影响也越来越明显。
作为国民经济支柱之一的建筑 业,其物质消耗占全部物质消耗总量的15%,建筑能耗占全部能耗的28%,建材生产、建筑活动造成的污染约占全部污染的34%。而且,在建筑的建造和使用 中,对能源和资源的利用率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下先进国家搞出2~3倍,建筑用钢高出10%~25%,每立方米混凝土多耗水泥80公斤等等。 近年来,全国每年建成的房屋建筑面积约16~20亿平方米,截止到2002年底全国建成的房屋建筑面积近400亿平方米,其中绝大部分为高耗能建筑,新建 建筑中大多仍属于高能耗建筑。
因此,在建筑业中提倡节地、节能、节水、节材、保护环境,对中国的可持续发展起着重要的作用,这也就是我国 绿色建筑的重要内涵。为此,我国政府组织了相关的研究,出台了有关的法规,大力提倡以“四节一环保”为重要内容的绿色建筑。2004年,建设部和科技部开 始组织实施国家“十五”科技攻关计划项目“绿色建筑关键技术研究”,重点研究我国的绿色建筑评价标准和技术导则,开发符合绿色建筑标准的具有自主知识产权 的关键技术和成套设备,并力求通过系统的技术集成和工程示范,形成我国绿色建筑核心技术的研究开发基地和自主创新体系。2004年下半年,建设部正式设立 了“全国绿色建筑创新奖”,该奖的设立表明了我国进入了推广绿色建筑工作阶段。紧接着于2005年12月建设部出台了《绿色建筑技术导则》,2006年3 月国家正式发布《绿色建筑评价标准》,使得绿色建筑的评价有了可供操作的标准。绿色建筑的开发与建设,将成为我国建筑业的主流。
中国建筑一直重视绿色建筑技术的发展,从八十年代末参加中国政府与英国建设署合作的建筑节能项目开始,对绿色建筑的设计、施工以及绿色建材开发等方面,做了很多的研究与开发工作,以下作一个大概的介绍。
2.绿色建筑设计
建筑设计为建筑的型式功能等做了定位,因此建筑设计决定了建筑的绿色程度,是建造绿色建筑的关键。中国建筑各建筑设计研究院,对绿色建筑设计技术的诸多方面有研究,现略加介绍。
2.1高层配筋砌块砌体结构体系
为了保护耕地,国家对建筑墙体进行改革,在部分城市禁止使用黏土砖。已有的多层砌块建筑技术也不能满足节能、节材的要求,因此亟待开发高效的建筑砌块体系。正是在这种情况下,中建东北设计研究院主持了高层配筋砌块砌体结构体系的研究。经过近10年的研究,开发了含有多种改性材料的高性能混凝土砌块配套砂浆和 灌孔混凝土;通过大量试验分析,得到了用于中高层配筋砌块结构体系的高强砌块砌体的基本强度数据;经过墙片的静、动试验研究以及结果可靠度分析、弹塑性分 析,建立了剪力墙承载力计算模式,解决了结构的抗震安全问题;根据开展的配筋砌块高层试点建筑,提出了确保设计和施工质量的关键技术环节,编写了相应的技 术规范。这些成果全部纳入了国家标准《砌体结构设计规范》GB50003-2001。
高层配筋砌块砌体与钢筋混凝土为类似的受力性能结 构,在墙厚190mm时,本体系的建筑高度可达到比较适用和经济的高度(20层)。而本体系比钢筋混凝土建筑降低造价10%~20%,节省钢材30% ~50%,缩短施工周期25%左右。因此,高层配筋砌块砌体体系与混凝土结构相比,达到了节能、节材的目的,属于绿色建筑结构。
2.2南方新型结构体系复合保温隔热结构设计技术
中建西南建筑设计研究院,位于我国的西南,对于在南方气候条件下建筑的节能,有着比较深入的研究。最近开展的“南方新型结构体系复合保温隔热结构设计技术” 项目,通过建筑的节能优化设计、模型或实验研究及工程示范,研究出适应本地区气候的新型结构体系复合保温隔热围护结构设计技术,解决了维和结构形式节能构 造所关联的单一材料自保温隔热技术;解决了轻骨料混凝土维护结构实现的结构承重、保温、隔热、隔声一体化问题,降低了水泥、钢材消耗量及废旧材料的利用。 这一设计技术在南方气候环境下的推广利用,可以达到节能、节材的要求,并实现室内环境舒适化的目的。
2.3轻钢结构节能住宅综合技术研究
轻钢结构住宅具有明显的绿色建筑结构特征。如:结构自重轻,比砖混结构轻30%,比混凝土剪力墙结构轻20%,达到建筑物的轻量化要求;可减少地基的开挖 量,避免了地下水的大量抽取,有利于环境保护;节能效果好,墙体采用轻型节能标准化预制墙板代替普通粘土砖,保温性能好,可以达到节能50%以上;环保效 果好,施工时大大减少了砂、石、灰的用量,减轻了对不可再生资源的破坏,现场湿法施工大量减少,施工环境好;当建筑服务期满需拆除时,钢材可全部回收利 用,将大大减少建筑垃圾。
中国建筑技术中心对轻钢结构节能住宅综合技术研究,将涉及到支撑、剪力墙等抗侧力体系的性能研究;偏心支撑在地 震作用下的耗能梁段研究;轻钢住宅典型连接节点及其抗震性能研究;楼板,墙体及房屋的保温节能技术;门、窗防锈、隔热材料的研究和太阳能利用技术研究;节 能节水和通风系统的应用技术研究;自然采光,室内照明,噪声环境控制技术研究;轻钢结构节能住宅抗腐蚀抗火研究;错位桁架结构体系在住宅中的应用研究;施 工配套技术及工艺研究;编制轻钢结构节能住宅结构体系的通用工艺标准和设计施工图集;专用设计、结构计算软件的研发;建筑设计及技术经济分析等内容。其研 究成果将应用到公司的地产开发,直接为绿色建筑的推广服务。
3.绿色施工工艺
3.1清水饰面混凝土施工
清水饰面混凝土表面不作抹灰、喷涂、干挂等装饰,节省资源。而且混凝土内部掺加掺和料,可以提高混凝土抗冻、保温的性能,并提高了混凝土的耐久性,延长了混 凝土的使用寿命。同时可减少装饰材料对人体健康造成的影响。因此清水饰面混凝土无论从环保、人文还是节能等角度都适合中国目前的国情,属于新型绿色建筑施 工技术。
中建三局以联想北京研发基地工程为载体,对清水饰面混凝土施工技术进行了系统的研究,在饰面效果设计与施工技术、混凝土拌合料的 制备技术、模板设计与施工技术、混凝土施工技术等方面取得了一系列成果,形成了《清水饰面混凝土施工工艺标准》和《施工工法》。为同类工程提供了可借鉴的 经验。
清水饰面混凝土技术在中建系统内得到了进一步的推广,在很多工程中实施,取得了可喜的成果。目前中国建筑正在主持主编行业标准《清水混凝土施工工艺标准》,这对于推广建筑行业的清水混凝土工程施工将起到指导性的作用。
3.2TCC建筑保温模板体系
建筑节能在绿色建筑中占有重要的地位,2005年2月23日,在国务院新闻办举行的新闻发布会上,建设部副部长仇保兴先生就建筑节能设定了两个阶段的目标: 第一个阶段,到2010年,全国新建建筑争取三分之一以上能够达到绿色建筑和节能建筑的标准。同时,最主要的是全国城镇建筑的总耗能要实现节能50%。个 别超大型城市如北京将达到65%。第二个阶段,到2020年,要通过进一步推广绿色建筑和节能建筑,使全社会建筑的总能耗能够达到节能65%的总目标。
建筑节能中的重要一环是外围护结构的保温。随着保温层施工工艺的不断改进,保温效果也不断提高。我们国家从外墙的内保温、中间保温发展到目前占主导地位的外 保温施工工艺。自20世纪80年代以来,许多发达国家均致力于开发墙体保温技术和新型建筑体系,出现了一种将保温隔热材料制作的永久性模板,混凝土或其它 充填材料成型后就成为了建筑物的永久性保温隔热材料。这种施工技术不仅省去了单独的保温施工工序,节省了工期,还能有效保证保温层、装饰层和结构层的有效 结合,使保温层与结构层成为一个整体。中建八局在吸收国外新型建筑体系的共同优点的基础上,开发了适用于我国国情的建筑体系,称作TCC建筑保温体系。该 体系将保温板辅以特制支架形成保温模板,在需要保温的一侧代替传统模板,并同另一侧的传统模板配合使用,共同组成模板体系。混凝土浇筑并达到强度后,拆除 保温模板支架和传统模板,结构层和保温层就已成型。
该体系能很好的满足我国在建筑节能方面的要求,并且由于实现了保温与模板一体化,节省 了部分模板的使用,减少了对木材、竹材或者钢材的使用。通过初步的核算,与保温板后贴工艺相比较,当原工艺采用木竹胶合模板时,节省费用17.43元 /m2;当原工艺采用钢制大模板时,节省费用28.40元/m2;当原工艺采用组合式钢模板时,节省费用17.50元/m2。有着良好的推广应用前景。
3.3建筑加固施工工艺技术
从节约资源的角度出发,对于仍有使用价值的旧建筑可以通过加固改造的方法,使其得以继续安全使用,而不是推倒重建。在西方发达国家,建筑加固已在建筑业中占 有很大的比重,成为了一种新兴的产业。目前我国需要加固改造的建筑主要有:(1)建国后修建的已接近甚至超过设计基准期的大批房屋;(2)过去对结构耐久 性重视不够,设计先天不足的建筑;(3)更换用途或扩建加层引起结构形式改变或负荷增大需要进行补强加固的建筑。
我国的建筑加固改造已取 得了一些成果,但总体水平不高。中国建筑技术中心设立了“建筑结构加固与改造成套技术”的研发项目,对建筑物安全的评价和鉴定技术、补强加固设计理论、补 强加固的施工技术和工艺以及开发性能稳定、质量良好的补强材料进行系统的研究,有望使建筑加固技术上一个新台阶。
4.绿色施工管理
绿色施工是绿色建筑的一个组成部分,已经在中建系统内得到了强有力的执行。目前绿色施工主要涉及到以下几点:
(1)降低对环境的不利影响,包括了场地土壤环境保护、大气环境保护、噪声影响管理、水污染防治、光污染防治、对周边区域安全影响管理、古树名木与文物保护等。
(2)节能、节水、节材管理,目前对于优化降水方案,尽量减少地下水的抽取,合理利用已抽取的地下水等方面还有很大的改进空间。
(3)固体废弃物管理,建筑场地产生的固体废弃物涉及到节能、节材和环境影响,要引起足够的重视,应该按照减量化、资源化和无害化的原则管理。
(4)场地文明和人员的健康安全,这是绿色施工的重要组成部分,实现以人为本,形成一个和谐健康的氛围
绿色施工的实现,也有懒于执行一套完善的管理方法。中建一局在全国建筑行业第一个编制了企业标准《绿色建筑施工管理标准》,使绿色施工步入正规。由中建一局 发展有限公司施工的北京LG大厦工程被北京绿色奥运建筑研究组列为绿色奥运施工示范工程,并被国家标准《绿色建筑评价标准》的实施指南之一《绿色建筑示 例》收录。
除了一般的绿色建筑施工管理执行办法,中国建筑还编制了《施工现场环境控制规程》,并于2005年6月出版发行。规程按分项工 程提出了作业流程、环境因素、人员要求、材料要求、设备设施要求、过程控制要求和监测要求等7个方面的基本要求,并在施工过程中体现了季节性施工,以及应 急和突发事件的控制,有利于工程项目对施工准备到竣工交验全过程的环境保护进行动态管理与控制,为推进施工现场的环境管理提供了详尽、严密、优化的全过程 控制措施。特别是本规程对施工现场关键性环境管理活动第一次做出了系统性的定量规定,给出了相应的计算公式和方法,这对我国建筑业的环境管理无疑具有超前 的引领性和示范性。
5.绿色建材开发
绿色建材是构成绿色建筑的元素,中建在开发绿色建材方面也做了大量的工作。
5.1普通高性能混凝土
高性能混凝土可以理解为具有高工作性、高强度、高耐久性的掺加高效减水剂和各种混合料的低水胶比混凝土。高性能混凝土具有节能、节材、环境友好的特征,是一种绿色建筑材料。
中国建筑除了开发了C50以上强度的高性能混凝土外,还开发了C50及以下强度等级的高性能混凝土,也称为普通高性能混凝土,因为目前在工程上使用较多的还 是C50以下的混凝土。中建三局开发的普通高性能混凝土在抗氯离子渗透性能、常规抗渗、混凝土的体积稳定性方面均取得了突破,实现了普通混凝土的耐久性。 实验表明,在海洋工程条件下,如果保护层厚度大于等于40mm,混凝土使用寿命超过50年。这比使用普通混凝土,在同样的保护层厚度和工作环境条件下,延 长了使用寿命30~40年,节约了大量的资源。
5.2超流态化(SUF)微细粉
在配置高性能混凝土中,超细矿粉的掺加是 必须的。中国建筑以我国西南部废弃的工业黄磷渣为基本原材料,经复合特种添加剂,通过自行研制的微细加工技术和表面改性技术等手段,生产出超流态化微细粉 材料(Super Fluidity Fine powder,简称SUF微细粉)。
由于特殊的材质和加工方法,使SUF微细粉表面处于 特殊的能量状态,研究表明,将SUF微细粉运用于混凝土工程中具有超流态化作用。同时,以SUF微细粉代替部分水泥,可带来能源的节约,而且,即使将水灰 比降到0.3以下,混凝土坍落度也能达到260mm以上,强度达到80~100MPa,从而使混凝土变得能够非常轻易地实现泵送施工,这种优良的流变性 能,对混凝土现场工艺将带来显著的改进。到目前为止,在全球范围内,只有本成果所生产出的SUF微细粉是按照表面作用原理所生产的微细粉体。
SUF微细粉可以有效地细化混凝上内部的毛细孔的孔径,可使其中绝大部分孔径降到500埃以下,从而显著地提高混凝上的抗渗性,抗侵蚀性和抗碳化能力,有效地保护钢筋。按照微细粉对混凝土内部孔隙的细化程度和按ASTMC1202规定的方法测定的导电量测算,可使混凝土工程的服务年限延长近一倍,达到l20年年 以上。生产SUF微细粉的基本原料是废弃的工业黄磷渣,消耗了工业黄磷渣的同时也保护了当地的环境。
5.3光触媒材料
城市工业生产排放的NOx气体以及汽车尾气的NOx排放量增加,使得城区空气质量面临着严峻挑战。另一方面城市人口密度也在快速增长之中,特别是随着人们生 活水平的提高,居室装修已经成为城市居民的一种时尚,由于室内装修施工中,大量使用含有甲醛、氨气的装修材料和家具,以及内墙高分子化学涂料和壁纸所释放 的丙酮、苯等有害气体,对室内空气质量也带来了非常坏的影响,严重地威胁到居住者的身心健康。光触媒新机能材料,利用材料中的“触媒”介质在太阳光或荧光 灯的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,将空气中的氧气和水分激发,形成氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧。这些氧化能力极强的自由基可捕捉、杀死 空气中的浮游细菌,分解有机污染物,并且把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳,从而达到净化环境和空气的功效。这对改善所应用地区的空气质量有很大的 使用价值,环境和生态效益都非常巨大。
中国建筑技术中心开发的光触媒材料,在充分研究和吸收国外已有技术成果基础上,研究如何用国产原材 料生产光触媒材料,以及相应的生产设备与工艺的研究、设计和集成。进而将光触媒材料科学地植入相关建筑材料,开发出具有有害气体吸附功能的新材料、新工 艺,并应用于工程建设和地产开发中,这对于改善居室环境具有十分重要的意义。
5.4绝热反射膜(ISRF)
随着节能工作的推广普及,北京、上海等大城市将率先执行节能65%。这对目前市场上大部分的保温隔热材料和保温隔热方法都将是一个严峻的考验,因此开发新型节能建材产品,采用更合理有效的保温隔热系统是当前建筑节能的需要。中建一局开发的绝热发射膜能够满足这一需要。
绝热反射膜主要由镀铝膜和气垫膜复合而成。镀铝膜是镀有铝粉的塑料薄膜,具有发射光的功能。气垫膜是在塑料膜基层上经真空吸塑,吸起紧密相邻的气泡,达到隔热、减振功能。绝热反射膜将镀铝膜的反射性能和气垫膜的保温性能很好地结合在一起,在物理性能上具有隔热保温、反射光能、隔湿、隔声、坚固耐用、抗老化、 抗压等优点,是一种较好的建筑绝热材料。在建筑上可以用于建筑物的墙体、屋面、地面和管道的隔热保温,对于达到建筑节能65%的目标将起到很大的作用。
6.其他绿色建筑技术
6.1RX-Ⅱ型传热系数检测仪
根据建筑节能标准设计的建筑能够节能多少,仅以设计方案对其热工性能进行理论计算以评定是不够的,这样不能反映建筑物实际状况和施工过程的偏差,更不能满足建筑质量监督管理部门的要求,因此建筑节能现场检测十分必要。
中建一局为此开发了RX-Ⅱ型传热系数检测仪,首次将热箱法检测围护结构传热系数的原理用于现场实践,先后在砖墙、砌块、保温墙体等墙体上做试验。实验数据 表明该仪器使用方便、工作稳定性好,完全达到《民用建筑节能现场检验标准(采暖居住建筑部分)》(DBJ/T01-44-2000)的要求,是一种适合我 国国情的检测仪器。使检测部门能够随时、快捷、准确地了解和控制节能建筑的质量,对我国节能政策的制定和实施也有一定的推动作用。
6.2透水性路面
目前我国的城市道路、广场大多由不透水的面层组成。不透气的路面很难与空气进行热量、水分的交换,缺乏对城市地表温度、湿度的调节能力,产生所谓的“热岛现 象”。此外,不透水的道路表面容易积水,降低道路的舒适性和安全性。当短时集中降雨时,雨水只能通过城市排水系统排入河流,使得可利用的雨水白白浪费,同 时加重了排水设施的负担。透水路面可以弥补上述不足,同时通过路基结构的设计,也可以回收雨水,达到节水与环保的目标。
中国建筑开发的透 水性路面成套综合技术从路面材料的改性、配比等方面入手,开发出满足路面使用要求以及透水性要求的新型路面材料;并通过道路结构的优化设计,使渗透的雨水 汇集、排放、收集,为下一步的雨水利用打下基础;同时,通过实际的试验应用,总结出透水性路面成套的施工方法。透水路面在城市的推广实施,将会改善城市生 态环境、驾车环境、并为雨水综合利用起到推动作用。
7.结语
推动以节地、节能、节水、节材和环保为核心的 绿色建筑技术发展,是我国的一项既有政策。要做好绿色建筑的发展工作,除了应用目前已有的技术外,还应大力开展科技创新,支撑和引领绿色建筑的发展。中国 建筑将贯彻落实国家科技创新的方针,在绿色建筑技术领域进一步开拓发展,不断创新,为我国的绿色建筑技术的发展做出新的贡献。