綠色建筑材料及施工技術(shù)在建筑節(jié)能工程中的應(yīng)用

孫清梅

（浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)，浙江 東陽(yáng) 322100）

0 引言

在建筑工程行業(yè)的飛速發(fā)展的背景下，能源應(yīng)用和環(huán)境情況并不容樂(lè)觀，因建造開(kāi)發(fā)活動(dòng)所導(dǎo)致的一系列問(wèn)題也接踵而至。為促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展理念的全面響應(yīng)，近年來(lái)有關(guān)節(jié)能工程的探索從未停止，目前行業(yè)內(nèi)也有相當(dāng)一部分學(xué)者針對(duì)建筑階段工程展開(kāi)全面的研究工作，但其更側(cè)重于工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理、設(shè)計(jì)管理的一系列內(nèi)容。本文以施工技術(shù)和施工材料為切入點(diǎn)展開(kāi)建筑節(jié)能工程的研究工作，明確綠色建筑材料及施工技術(shù)在建筑節(jié)能工程中的應(yīng)用，將有助于行業(yè)整體的健康發(fā)展。

1 建筑節(jié)能工程概述

建筑節(jié)能是指在滿足建筑既有設(shè)計(jì)需求和功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，盡可能提高能源轉(zhuǎn)化率、減少能源應(yīng)用量的一個(gè)理念。建筑節(jié)能工程是圍繞著工程項(xiàng)目，使其具有節(jié)能特性的一系列工程形式，既包括針對(duì)原有工程的改造，又包括節(jié)能型建筑特有的工程類(lèi)型。大力應(yīng)用建筑節(jié)能工程符合當(dāng)下行業(yè)能源及環(huán)境的相關(guān)背景。目前綠色建筑在行業(yè)內(nèi)也有著較為全面的政策導(dǎo)向支持，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》《上海市建筑節(jié)能條例》等一系列規(guī)范性文件從技術(shù)和材料等多個(gè)角度促進(jìn)建筑節(jié)能的全面落實(shí)[1]。因此本文所探究的一系列內(nèi)容是具有研究?jī)r(jià)值和實(shí)用意義的。

2 案例概況

YF 科研中心項(xiàng)目位于上海市浦東新區(qū)，建造業(yè)態(tài)為一寫(xiě)字樓。此項(xiàng)目由1 棟高層和2 棟多層建筑構(gòu)成，整體建筑面積約2.9 萬(wàn)m2。此項(xiàng)目作為YF 集團(tuán)的總部大樓使用，集辦公、商業(yè)、休閑于一體的綜合體類(lèi)建筑。在進(jìn)行建造的過(guò)程中，考慮應(yīng)用多種新型材料踐行建筑節(jié)能舉措，同時(shí)在施工過(guò)程中也提出了綠色施工的目標(biāo)。此建筑的建造目標(biāo)為符合“綠色三星建筑”相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)施工過(guò)程通過(guò)“上海市文明施工”評(píng)價(jià)認(rèn)證。也因此在施工的過(guò)程中也結(jié)合“綠色建材”和“綠色施工”的多種需求，進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)與優(yōu)化工作。

3 案例工程難點(diǎn)分析

全面分析案例工程的建造需求，可總結(jié)出以下幾個(gè)方面的難點(diǎn)問(wèn)題：

一是案例工程的業(yè)態(tài)表現(xiàn)多樣，YF 科研中心項(xiàng)目需要同時(shí)滿足辦公、居住、商務(wù)及公共空間等一系列需求。高層建筑主要作為辦公及商業(yè)用途，其中規(guī)劃了一部分商辦空間；多層建筑為公共建筑。在建造過(guò)程中各個(gè)部分執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有所差異，應(yīng)用的技術(shù)體系也較為龐大。在進(jìn)行施工管理的過(guò)程中也會(huì)存在交叉工程多、現(xiàn)場(chǎng)影響因素多的問(wèn)題。

二是從工程項(xiàng)目的材料使用來(lái)看，YF 科研中心項(xiàng)目應(yīng)用多種工程材料以滿足工程需求，主要結(jié)構(gòu)材料有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土兩種，內(nèi)部涉及的分項(xiàng)工程，其所應(yīng)用的材料差異性更大。從綠色建筑材料的角度進(jìn)行分析，若想進(jìn)行材料的創(chuàng)新應(yīng)用，需要考慮各個(gè)材料與工程項(xiàng)目的實(shí)際匹配程度，同時(shí)新材料的引入也可能帶來(lái)質(zhì)量管理的特殊要求[2]。

三是工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管因素的影響，YF 科研中心項(xiàng)目整體品質(zhì)定位較高，作為政府投資的綠色建筑示范性項(xiàng)目需要同時(shí)接受多方監(jiān)管，同時(shí)也需考慮在施工過(guò)程中對(duì)綠色建筑有關(guān)內(nèi)涵的踐行，需要提出持續(xù)性管控的概念。

4 綠色建筑材料的應(yīng)用

4.1 保溫裝飾一體板

保溫裝飾一體板是代替薄抹灰保溫體系和真石漆飾面的材料形式，是依附于建筑主體之外起到保溫和裝飾功能的材料。在設(shè)計(jì)之初，此案例工程為了達(dá)成節(jié)能的相關(guān)需求，在外墻外側(cè)非幕墻部分設(shè)計(jì)了厚度為8mm 的巖棉板作為保溫工程，而后在外側(cè)進(jìn)行真石漆仿石涂料的施工完成裝飾需求。此方案固然滿足工程需要，但在實(shí)際實(shí)施過(guò)程察覺(jué)到以下問(wèn)題：巖棉板自重較大，薄抹灰施工體系的脫落風(fēng)險(xiǎn)較大；巖棉自身質(zhì)地疏松無(wú)法形成平整基層，導(dǎo)致外側(cè)的真石漆涂料施工效果較差。基于此需求提出了保溫裝飾一體化板的應(yīng)用，該材料應(yīng)用在建筑外墻需要進(jìn)行保溫的位置，內(nèi)襯復(fù)合水泥發(fā)泡保溫板，防火等級(jí)A 級(jí)，導(dǎo)熱系數(shù)K ＜0.036，材料容重90kg/m3，同時(shí)采取龍骨卡扣和錨固結(jié)合的工藝，大大增加穩(wěn)定性。外側(cè)的涂料層在預(yù)制廠內(nèi)統(tǒng)一完成施工，不受外部環(huán)境影響，施工效果平整度高。

此材料能夠減少施工工序，提高工程質(zhì)量和安全性，同時(shí)在施工的過(guò)程中也無(wú)需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)材料配置，不產(chǎn)生廢水；該材料使用有利于建筑節(jié)能目標(biāo)達(dá)成；因此是符合綠色材料要求的新型材料。

4.2 軟膜天花吊頂

軟膜天花材料是利用高分子薄膜材料進(jìn)行室內(nèi)頂棚處理的一種新型材料，能夠代替水泥板、石膏板等傳統(tǒng)的吊頂材料。案例工程在進(jìn)行室內(nèi)裝修深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)劃將所有辦公區(qū)、公區(qū)的吊頂材料更換為軟膜天花材料，具體材料為玻璃纖維氟樹(shù)脂軟膜天花。材料主要由纖維和樹(shù)脂制成，自身具有較好的柔性，能夠自由裁剪彎曲，對(duì)于大進(jìn)深的空間而言，也可實(shí)現(xiàn)一次成型無(wú)需拼接。在進(jìn)行施工過(guò)程中，按照施工界限范圍確定邊界并安裝龍骨，而后將軟膜天花材料張拉固定即可完成施工作業(yè)。

案例工程應(yīng)用的纖維氟樹(shù)脂軟膜天花材料具有防火功能，按照我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范此材料耐火等級(jí)為A 級(jí)；同時(shí)由于其自身致密的材質(zhì)，能夠加強(qiáng)室內(nèi)空間的氣密性，尤其對(duì)于建筑頂層位置，能夠減少因屋面氣密性不夠造成的熱量散失，也是有利于建筑節(jié)能目標(biāo)達(dá)成的；同時(shí)作為吊頂，其施工簡(jiǎn)單方便，不會(huì)影響室內(nèi)空間使用。因此在建筑節(jié)能和綠色施工的背景下，此材料是綜合應(yīng)用優(yōu)勢(shì)多樣的新材料之一。

4.3 LOW-E 節(jié)能系統(tǒng)窗

基于建筑節(jié)能需求，外窗同樣是建筑節(jié)能的切入點(diǎn)之一，作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)散失熱量最多、節(jié)能改造最為困難的部分，同樣是案例工程在實(shí)施過(guò)程中的難點(diǎn)部分?；诖诵枨?，提出了Low-E 系統(tǒng)窗的使用。案例工程所有外窗均為定制化系統(tǒng)窗，在工廠內(nèi)組裝完成后直接Low-E 運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行尺寸調(diào)整或組裝作業(yè)。窗體主要結(jié)構(gòu)構(gòu)成為：窗框部分，采用鋁包木材質(zhì)，空腔部分填充阻燃聚氨酯發(fā)泡；附框部分，鋁合金材質(zhì)附框，與窗主體使用免釘膠和密封膠進(jìn)行粘接；玻璃部分，三玻兩腔，填充氬氣，內(nèi)外玻璃為高強(qiáng)度鋼化玻璃，夾層玻璃為L(zhǎng)ow-E 玻璃。從節(jié)能效果上來(lái)看，此窗系統(tǒng)平均導(dǎo)熱系數(shù)為1.4，相比于單玻塑鋼窗節(jié)能效果可達(dá)85%以上；系統(tǒng)窗在施工的過(guò)程中也需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行材料切割、安裝、連接等，幾乎不使用額外的工程材料，利于現(xiàn)場(chǎng)管理。

4.4 水泥基瓷磚膠粉

在案例工程中，公區(qū)部分和室內(nèi)裝修部分有較多大尺寸瓷磚的粘貼需求，公區(qū)墻面尺寸為800mm×800mm，室內(nèi)背景墻瓷磚最大尺寸長(zhǎng)邊達(dá)1 800mm。針對(duì)大尺寸瓷磚的粘貼工作，行業(yè)內(nèi)慣用的方式是有機(jī)溶劑膠粘劑，結(jié)合項(xiàng)目的“綠色”要求，顯然這種具有刺激性氣味、對(duì)使用者有害的材料的是不被提倡的。因此，提出了水泥基瓷磚膠粉材料的應(yīng)用。案例工程應(yīng)用的預(yù)拌水泥基瓷磚膠粉材料主要成分有石英砂、高強(qiáng)度水泥、可再分散乳膠粉、纖維素醚以及其他多種助劑等，其性能要求如表1 所示。

表1 水泥基瓷磚膠粉性能指標(biāo)

在多種助劑的作用下能夠使粉料產(chǎn)品具有較高的粘接能力，可適用于大尺寸瓷磚的粘貼工作，工程質(zhì)量可得保障；預(yù)拌砂漿的形式無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行材料拌合與配置，避免粉塵污染；水泥材料甲醛含量低，不產(chǎn)生有機(jī)物揮發(fā)，施工過(guò)程中無(wú)異味，危害更小。

5 綠色施工技術(shù)的應(yīng)用

5.1 建筑垃圾分類(lèi)

案例工程地處上海市，上海市作為國(guó)家首批垃圾分類(lèi)示范城市，多年來(lái)也取得了較為傲人的應(yīng)用成果。針對(duì)生活垃圾的分類(lèi)注意資源的更好應(yīng)用，同時(shí)能夠減少因垃圾處理不當(dāng)帶來(lái)的環(huán)境污染和能源浪費(fèi)問(wèn)題，實(shí)際上對(duì)于建筑工程行業(yè)而言，垃圾的正確處理具有同等重要的意義。因此案例工程在開(kāi)展過(guò)程中提出了建筑垃圾分類(lèi)的創(chuàng)新型舉措，針對(duì)工程項(xiàng)目在施工過(guò)程中產(chǎn)生的固體垃圾，結(jié)合其特質(zhì)不同，參照上海市生活垃圾分類(lèi)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑垃圾進(jìn)行分類(lèi)管控，具體分類(lèi)如表2所示。

表2 YF 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)垃圾分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

案例工程自施工進(jìn)程直至竣工驗(yàn)收合格的全過(guò)程中，均嚴(yán)格踐行垃圾分類(lèi)管理的舉措，同時(shí)將垃圾分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)和參考內(nèi)容宣貫至各個(gè)參與施工的分包單位，將該項(xiàng)檢查納入到文明措施評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中。直至項(xiàng)目完成，共收集有害垃圾約4t，全部經(jīng)過(guò)再次分類(lèi)后，進(jìn)行無(wú)害化處理；收集可回收物約7t，與資源再生企業(yè)對(duì)接完成回收工作。此舉措減少了在施工過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)也能夠增加資源的利用效率。

5.2 綠色施工評(píng)價(jià)工具

在案例工程施工的過(guò)程中，應(yīng)用綠色施工評(píng)價(jià)工具，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的綠色施工情況進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控。此評(píng)價(jià)工具是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在遠(yuǎn)程協(xié)同技術(shù)的保障下，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)綠色施工進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的一種技術(shù)形式。

首先是在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)傳感器，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的所有臨街位置，進(jìn)行24 小時(shí)不間斷的揚(yáng)塵和噪聲監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能匯總，針對(duì)某一位置的揚(yáng)塵或噪聲超標(biāo)時(shí)，能夠及時(shí)提出警報(bào)督促相關(guān)責(zé)任人處理；對(duì)于廠區(qū)車(chē)輛及人員進(jìn)出進(jìn)行記錄，各個(gè)人員的體溫以及核酸檢測(cè)情況、車(chē)輛的尾氣排放以及清洗情況等一系列與現(xiàn)場(chǎng)管理相關(guān)的數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行全面收集，同樣在信息化技術(shù)的支持下，完成上述數(shù)據(jù)的整合匯總。

此數(shù)據(jù)收集完成之后，針對(duì)一般類(lèi)型的數(shù)據(jù)，如現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)塵情況和噪聲情況等通過(guò)屏幕顯示的形式展示在施工現(xiàn)場(chǎng)，使項(xiàng)目各參與方直觀準(zhǔn)確地感受到工程項(xiàng)目的當(dāng)前狀態(tài)；針對(duì)細(xì)致化信息，由項(xiàng)目總承包單位和政府方同步進(jìn)行查看，在可視化數(shù)據(jù)的展示之下，能夠清晰明確的知悉現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，并以此作為綠色施工評(píng)價(jià)的重要依據(jù)，同時(shí)也能夠督促企業(yè)在施工工作開(kāi)展過(guò)程中的管理。

6 應(yīng)用評(píng)價(jià)與展望

案例工程在施工過(guò)程中，主要從工程材料和現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)兩個(gè)方面來(lái)踐行“綠色節(jié)能”的核心需求，在新材料選擇的過(guò)程中，充分考慮到工程材料與工程使用功能和質(zhì)量管理之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，同時(shí)全面考量各個(gè)新材料的使用，對(duì)于工程質(zhì)量管理、工程節(jié)能效果、現(xiàn)場(chǎng)施工、管理之間的關(guān)系，盡可能平衡各個(gè)管理指標(biāo)，避免因新材料的使用對(duì)工程管理造成負(fù)面影響。

對(duì)于在施工過(guò)程中的技術(shù)應(yīng)用，也充分考慮到工程項(xiàng)目的核心管理需求，確保各個(gè)技術(shù)體系的應(yīng)用是符合工程實(shí)際需求的，避免在新技術(shù)應(yīng)用之后，反而造成項(xiàng)目管理繁瑣的問(wèn)題。各個(gè)工程技術(shù)的選擇均是基于項(xiàng)目需求實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的，在不擾亂原有工程管理的需求之下，盡可能減少因施工過(guò)程帶來(lái)的環(huán)境污染和能源浪費(fèi)問(wèn)題，同時(shí)秉承高效、準(zhǔn)確的原則進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)施工管理的優(yōu)化。

從案例工程的材料使用和技術(shù)應(yīng)用的角度進(jìn)行分析，多種新型材料和管理技術(shù)共同保障的項(xiàng)目管理目標(biāo)的全面達(dá)成，進(jìn)一步響應(yīng)節(jié)能工程的相關(guān)需求，盡可能提高項(xiàng)目整體的節(jié)能系數(shù)，減少因施工建造活動(dòng)產(chǎn)生的固體垃圾和外部環(huán)境影響。

實(shí)際上本案例工程仍有諸多可優(yōu)化的要點(diǎn)，也同步做出如下展望：一是新型工程材料的進(jìn)一步探索，隨著跨學(xué)科探索的融合，當(dāng)下在行業(yè)內(nèi)有相當(dāng)一部分新型材料能夠解決傳統(tǒng)建筑材料所具有的一系列問(wèn)題，這一部分材料在未來(lái)會(huì)增加應(yīng)用比例，減少傳統(tǒng)材料所具有的能源和環(huán)境弊端；二是信息化和智能化技術(shù)的進(jìn)一步完善，我國(guó)當(dāng)下儼然已經(jīng)進(jìn)入信息化時(shí)代，但針對(duì)工程項(xiàng)目的施工管理工作，其信息化程度仍有待加強(qiáng)，應(yīng)當(dāng)探索更具有使用價(jià)值的信息化技術(shù)，而非將信息化技術(shù)變成施工管理工作的負(fù)擔(dān)；三是行業(yè)內(nèi)有關(guān)政策及法規(guī)的進(jìn)一步完善，我國(guó)針對(duì)節(jié)能型建筑和綠色建材等一系列新型標(biāo)準(zhǔn)，是具有相應(yīng)的推薦性規(guī)范的，但相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)細(xì)致化程度不夠或不具有指引意義的問(wèn)題，也值得引起重視，未來(lái)相關(guān)政策及法規(guī)會(huì)進(jìn)一步細(xì)化且提高其實(shí)用價(jià)值。

7 結(jié)論

本文主要針對(duì)建筑工程項(xiàng)目在開(kāi)展過(guò)程中，綠色建筑材料及施工技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)一系列探索，同時(shí)結(jié)合具體的工程項(xiàng)目明確材料應(yīng)用和施工管理的若干問(wèn)題。YF 科研中心項(xiàng)目對(duì)本文中所述的工程材料及施工技術(shù)進(jìn)行全方位應(yīng)用，最終確保該案例工程的順利落實(shí)。目前此案例部分項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)綠色建筑預(yù)認(rèn)證，項(xiàng)目建造過(guò)程及工程成果符合綠色建筑的相關(guān)要求。