綠色建筑材料在土木工程施工中的應(yīng)用

張 泉

(山東鉅旺建筑工程有限公司 山東 濰坊 262200)

綠色建筑材料以綠色為核心,主要在于節(jié)約建筑材料、使用可再生資源或循環(huán)使用資源、減少產(chǎn)生有害環(huán)境的廢棄物等,以起到環(huán)境保護的作用,促進人與自然和諧相處。綠色建筑材料同時也著重于使用者的安全健康,努力打造一個讓使用者更為舒適、健康的環(huán)境。

1 綠色建筑材料的特征與類型

根據(jù)國際學(xué)界,目前認(rèn)為綠色建筑材料應(yīng)具有以下特征:盡可能高效利用各項資源,減少材料的損耗和浪費;在材料的生產(chǎn)過程中體現(xiàn)對自然生態(tài)的保護,維持生態(tài)和諧;可降低建筑能耗;可以改善室內(nèi)生態(tài)環(huán)境;循環(huán)利用廢棄物等。[1]綠色建筑材料種類頗多,根據(jù)當(dāng)下一般使用的標(biāo)準(zhǔn),大致可以分為以下四種類型。

1.1 基本型

基本型建筑材料即滿足最基本綠色建材要求的材料,即在材料生產(chǎn)和使用過程中不超標(biāo)使用或產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì),保證材料具有使用性能,同時對人體基本無害。

1.2 健康型

健康型建筑材料以提高居住者生活環(huán)境水平為目的,如具有殺菌、防火、除臭、防霉等功能的綠色材料,達到對人體健康有利、創(chuàng)造更為舒適的居住水平的要求。

1.3 節(jié)能型

節(jié)能型建筑材料主要指制造過程耗能較少的綠色建材。這些材料制造過程往往采用較為新型的制造工藝,極大降低了能源損耗。

1.4 可回收利用型

可回收利用型材料是指在制造和使用過程中使用廢棄物,如工業(yè)廢渣、尾礦等,或是產(chǎn)品可循環(huán),不會產(chǎn)生污染環(huán)境的廢棄物。

2 綠色建筑材料在工程施工中的應(yīng)用

高層建筑能夠明顯帶來的經(jīng)濟效益有:大幅度縮小大面積的建筑用地,使建筑工程工期縮短以及市政設(shè)施建設(shè)的投資可以減少等。但同時由于這類建筑需要更加安全可靠的設(shè)計技術(shù)和施工條件,由此帶來的一些經(jīng)濟效益和環(huán)境效益等問題也開始備受人們關(guān)注,特別是近年來可持續(xù)利用、人與自然和諧相處等綠色理念深入人心,將綠色施工技術(shù)運用于高層建筑施工能夠在很大程度上節(jié)約資源以及減少很多對環(huán)境有不良影響的施工活動,同時還有助于實現(xiàn)人與環(huán)境共生存、同發(fā)展的綠色發(fā)展理念。

由于“綠色建筑”的要求和綠色建筑材料本身的優(yōu)良屬性,綠色建筑材料可以在土木工程施工中起到重要作用。本文主要總結(jié)了以下綠色建筑材料地在施工中的應(yīng)用。

2.1 輕型鋼材在工程施工中的應(yīng)用

在施工過程中,頂端設(shè)計需要采用重量相對較輕的建筑材料,以減少主體結(jié)構(gòu)承重,此時可采用一種綠色建筑材料——輕型鋼材。其重量較輕,通風(fēng)效果較好,可以減輕房屋承重墻的承重。[2]作為建筑材料,輕型鋼材堅固性較強,穩(wěn)定性較好,具有多種優(yōu)勢,也往往用于建筑物的幕墻建設(shè),可以提高建筑的穩(wěn)定性和安全性。輕型鋼材可被回收利用,可以減少資源損耗。

2.2 綠色水泥在工程施工中的應(yīng)用

對于工程施工過程來說,混凝土施工的重要性不言而喻,幾乎在每個環(huán)節(jié)都需要使用水泥。綠色水泥的材料主要來自固體廢棄物與火山巖,生產(chǎn)過程中控制了有害廢棄物的排放,在滿足工程需要的同時減少在大量生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染。同時還可利用建筑垃圾進行再生混凝土的生產(chǎn),這種材料能夠有效地利用建筑垃圾,使之變廢為寶,是符合環(huán)保目標(biāo)的綠色施工材料之一。

2.3 綠色混凝土在工程施工中的應(yīng)用

和普通混凝土相比,綠色混凝土使用了許多工業(yè)廢棄物,降低了水泥和其他材料的消耗;部分混凝土在制造過程中省略了部分裝飾工序,降低了成本和后期維修費用,也減少了廢棄物的產(chǎn)生,如清水混凝土省略了抹灰、鑲鉆等工序和裝飾層,同時也不乏美觀;更和環(huán)境協(xié)調(diào),如凈化水質(zhì)生態(tài)混凝土可以對水質(zhì)起到間接凈化的作用;同時,一些混凝土強度更高、耐用性更好,使用期也更長,既節(jié)約了成本,也保障了安全。[3]

2.4 綠色外部建筑材料在工程施工中的應(yīng)用

在建筑過程中,建筑外部的施工往往也需要綠色建材以起到相應(yīng)的作用。通過因地制宜的選材,綠色建材將帶給室內(nèi)更好地體驗,如選擇綠色玻璃中的泡沫玻璃具有良好的耐腐蝕性和阻燃性,同時具有保溫和吸音的功效,可應(yīng)用于噪音較大或需要保持溫度的建筑,既保障了居住的需求,也節(jié)約了資源消耗,為建筑增加了美觀程度。綠色保溫材料品種眾多,各有性能,需要施工單位結(jié)合實際進行選擇。而在另一些地區(qū),如南方較為濕潤,可以使用綠色防水涂料,在讓室內(nèi)更為干燥的同時減少對環(huán)境的污染與破壞。

3 綠色建筑材料在工程施工中應(yīng)注意的問題

在建筑施工過程中可能會產(chǎn)生很多的環(huán)境污染以及原材料浪費的問題,這些問題危害了人們生存的環(huán)境。在當(dāng)今要求可持續(xù)發(fā)展的社會中,綠色施工技術(shù)和綠色材料的使用正逐漸成為重要趨勢。因此,該技術(shù)在建設(shè)中的應(yīng)用落實及對其問題研究的加強,能夠使自然環(huán)境受到的污染和破壞得到有效預(yù)防、在施工過程中節(jié)能環(huán)保的發(fā)展得到保障,并有望在建筑過程中提升經(jīng)濟效益,在各方面達到共贏的效果。目前對于綠色建筑材料的應(yīng)用已越來越多,但同時不可忽視在工程施工過程中應(yīng)用綠色材料的問題。

3.1 需要嚴(yán)格考察與管理所選材料的性能

如上所述,綠色材料具有諸多優(yōu)點,但學(xué)界對于一些材料的研究尚未完善,甚至?xí)ㄖ踩⑸】翟斐赏{。

如作為各國熱門的納米材料,具有良好的隔熱保溫、殺菌除臭等性能,但若在建筑中大量使用則會將大量納米顆粒釋放至空氣中,對居住者的健康和周圍環(huán)境帶來危害;已有證明,碳納米管將導(dǎo)致實驗動物出現(xiàn)疾病,對植物也有毒害作用。[4]故在建筑材料的選擇方面,一味追求技術(shù)先進可能并不一定可取,選擇已確定質(zhì)量較好、對人體無損害的建筑材料才更為穩(wěn)妥,這也是綠色建筑材料最基本的需求。

即使在已對所選材料的相關(guān)性能有所研究的情況下,仍需仔細(xì)考察該材料生產(chǎn)方的生產(chǎn)工藝水平。如作為綠色建筑材料,清水混凝土抗壓強度高、變形小,節(jié)約應(yīng)用成本,具有良好的裝飾效果,然而這些導(dǎo)致了它的生產(chǎn)工藝要求較高,而不到位的生產(chǎn)工藝將造成質(zhì)量問題,如表層出現(xiàn)麻面、氣泡,更嚴(yán)重則會造成混凝土開裂、內(nèi)在鋼筋腐蝕等,為建筑物帶來嚴(yán)重的質(zhì)量問題,乃至造成安全隱患。

故在選擇使用綠色建材時,對于材料的制作工藝水平需要仔細(xì)了解,或通過多方渠道對于目標(biāo)材料的質(zhì)量進行評估。在使用前需要對材料進行嚴(yán)格測試,不可在未經(jīng)測試的情況下使用相關(guān)建筑材料,做到對建筑材料質(zhì)量的嚴(yán)格把關(guān)[5]。

此外,由于綠色建材的概念較新,在施工過程中可能存在操作不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象,對綠色建筑材料的性能造成破壞,以至于無法發(fā)揮相應(yīng)功效,帶來建筑耐久性下降。故在工程施工過程中,施工方應(yīng)注意對相關(guān)工作人員進行培訓(xùn),維護材料性能,規(guī)范節(jié)能措施,保障材料得到合適而高效的應(yīng)用。需要相關(guān)部門進行質(zhì)量監(jiān)管,確保材料的使用性能,禁止不經(jīng)批準(zhǔn)使用綠色建筑材料的現(xiàn)象。

3.2 需考慮建筑所在的地理位置和居住者的需求

在選擇綠色建材時,需注意一些材料對使用環(huán)境有要求,在不合適的環(huán)境下可能無法達到其性能,或?qū)ζ湫阅茉斐蓳p害。這要求施工單位了解建筑所在的地理位置和相應(yīng)的施工環(huán)境,以避免造成建筑材料不合適的情況[6]。

選擇建筑材料時應(yīng)考慮該建筑居住者的需要。在建筑設(shè)計時應(yīng)考慮到其采光、通風(fēng)效果,保溫或避潮的居住需要,以選擇最適合的建筑材料。在一些條件難以同時達成的情況下,需要相關(guān)施工單位根據(jù)具體情況進行相應(yīng)的取舍[7]。如幾種場景的建筑保溫材料都有所利弊,泡沫玻璃耐火性好、容量低、使用壽命長,但其生產(chǎn)成本很高,膨脹珍珠巖吸聲效果好、耐火性好,然而耐用性不夠,易膨脹開裂,當(dāng)需要使用具有隔熱效果的綠色建材時需要相關(guān)方仔細(xì)比較定奪。

此外,施工單位不僅需要考慮材料的成本和相應(yīng)的性能,還需要考慮使用該材料能否達到預(yù)期效果[8]。這一點不僅與所在環(huán)境、材料本身有關(guān),也與施工單位的施工水平、工程的進展情況相關(guān),在實際施工過程中都需要耐心考慮。

3.3 合理利用自然綠色資源

除了上述提到的綠色材料之外,還需要借助綠的施工設(shè)計理念和施工技術(shù),促使綠色施工更好地貫徹落實下去,下面通過分析對于自然資源的的合理利用,促使綠色材料獲得更廣闊的應(yīng)用范圍。

3.3.1 對水資源的利用

常使用的綠色施工技術(shù)之一就是節(jié)水技術(shù),使用先進的節(jié)水系統(tǒng)來對水資源進行控制和重復(fù)利用,例如通過對施工中常用的水資源有效運用可以同時完成室內(nèi)廁所的沖刷和綠化工程的灌溉,這個節(jié)水系統(tǒng)還能夠收集利用雨水。這些做法能夠提高能源的利用效率,對水資源合理利用。

3.3.2 通風(fēng)技術(shù)

通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用能夠讓建筑使用者在后期的居住過程當(dāng)中,減少對于空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)等的應(yīng)用,實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。因此,可以說一個質(zhì)量較高的建筑物首先要滿足的基本條件就是需要保證空氣流通狀況良好,才能夠促使后期對于電能的應(yīng)用降低。如果空氣流通較差,就會影響到建筑內(nèi)部的空氣質(zhì)量,造成人體的身體健康受到損害,同時還會造成更多的資源浪費。

其次還要考慮到空氣在冬季的流通量,在冬季時較小的才不會使建筑內(nèi)部的熱量流失,不會增大供暖設(shè)施的能源消耗量。最后設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)后,建筑內(nèi)部的空氣流通量得到了保障,通風(fēng)需求也得到了滿足。如果空氣流通量較大時,關(guān)閉百葉窗、天窗等方法可以預(yù)防熱量的散失。

3.3.3 太陽能與高建一體化

太陽能與高建一體化是指在規(guī)劃設(shè)計建筑的時候,把太陽能的利用貫穿到建筑屋面、外墻等設(shè)計內(nèi)容中,使之成為一個整體的建筑。太陽能與光電光熱一體化后,能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化成熱能,高層建筑可以直接利用該種能量的空氣集熱來進行供暖,還能夠利用太陽能熱水器提供生活熱水,太陽能將轉(zhuǎn)化的能量儲存在電池中后,晚上可以在室內(nèi)照明等

4 結(jié)語

綠色建筑材料具有環(huán)保、節(jié)約成本、對人體無害等特點,也具有其他優(yōu)良性能,其在施工中的應(yīng)用將是土木工程項目的一個重要發(fā)展方向。當(dāng)下施工單位在選擇建筑材料時應(yīng)注意結(jié)合材料性能和實際情況進行材料的選擇,注重質(zhì)量控制管理,保障建筑工程質(zhì)量的同時節(jié)約成本、保護環(huán)境。