綠色建筑材料在建筑工程施工技術(shù)中的應(yīng)用

摘 要：綠色建筑的核心理念是通過減少資源消耗、降低環(huán)境影響、提高建筑質(zhì)量和用戶舒適性，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙贏?；诖耍接懢G色建筑材料應(yīng)用中面臨的障礙與挑戰(zhàn)，詳細(xì)介紹綠色建筑材料在施工中的應(yīng)用，通過有效的應(yīng)用措施，為建筑行業(yè)提供有關(guān)綠色建筑材料的重要信息，促進(jìn)可持續(xù)建筑的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綠色建筑材料；可持續(xù)；環(huán)境影響；施工技術(shù)

1 綠色建筑材料對建筑工程的影響

1.1 環(huán)境影響評估

綠色建筑材料在建筑工程中的應(yīng)用顯著降低了環(huán)境影響。綠色建筑材料通常采用可再生資源或回收材料制成，可減少人類對有限自然資源的依賴。綠色建筑材料生產(chǎn)過程更加環(huán)保，排放較少的污染物和溫室氣體。通過環(huán)境影響評估，可以量化這些優(yōu)勢，確保建筑工程符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

1.2 節(jié)能與碳足跡減少

綠色建筑材料會在建筑工程中的應(yīng)用有助于節(jié)能和減少碳足跡。這些材料通常具有更好的隔熱性能和保溫性能，可以減少建筑的能源消耗。此外，它們在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的能源消耗也較低，進(jìn)一步減少了碳排放。通過使用節(jié)能照明、采暖和冷卻系統(tǒng)等配套設(shè)施，與綠色建筑材料搭配使用，可以最大限度地減少建筑的能源需求，降低運(yùn)營成本[1]。

1.3 建筑質(zhì)量與持久性

綠色建筑材料對建筑質(zhì)量和持久性產(chǎn)生積極影響。這些材料通常經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，具有更高的標(biāo)準(zhǔn)和可靠性。其材質(zhì)更耐久，減少了維護(hù)和修復(fù)成本。它們還能降低建筑的腐蝕和老化速度，延長了建筑的使用壽命。使用高質(zhì)量的建筑外墻材料可以減少漏水和結(jié)構(gòu)受損的風(fēng)險(xiǎn)，提高建筑的整體質(zhì)量。

1.4用戶舒適性與室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量

1.4.1 室內(nèi)空氣質(zhì)量改善

綠色建筑材料通常采用低揮發(fā)性有機(jī)化合物（Low-VOCs）的材料，這有助于減少室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的濃度。室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）可以通過公式（1）來評估。

（1）

室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)濃度是指揮發(fā)性有機(jī)化合物等有害物質(zhì)的濃度，室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是指相關(guān)的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過低揮發(fā)性有機(jī)化合物的使用，室內(nèi)空氣質(zhì)量可以得到顯著提高。

1.4.2 聲學(xué)性能改善

綠色建筑材料通常具有更好的聲學(xué)性能，包括更好的隔聲和吸聲性能。聲學(xué)性能可以通過聲傳遞損失（Sound Transmission Loss，STL）和吸聲系數(shù)（Sound Absorption Coefficient，SAC）等參數(shù)來衡量。計(jì)算聲學(xué)性能的公式如式（2）（3）所示。

（2）

（3）

通常通過優(yōu)化建筑材料的聲學(xué)性能，提供更寧靜的室內(nèi)環(huán)境，改善用戶的舒適感受。

1.4.3 采光和通風(fēng)優(yōu)化

綠色建筑材料也可以通過優(yōu)化建筑的采光和通風(fēng)系統(tǒng)來改善室內(nèi)環(huán)境。采光量可以通過公式（4）來計(jì)算。

（4）

通風(fēng)效率可以通過風(fēng)量、換氣次數(shù)和室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)來評估。通過優(yōu)化這些參數(shù)，可以提供更健康和舒適的室內(nèi)環(huán)境。

總之，綠色建筑材料對用戶舒適性和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的改善，可以通過技術(shù)性手段來量化和分析。上述公式和參數(shù)提供了評估這些改進(jìn)的方法，幫助理解綠色建筑材料提供更好的室內(nèi)環(huán)境，從而改善用戶的舒適性和生活質(zhì)量。

1.5 經(jīng)濟(jì)性與可持續(xù)性

雖然綠色建筑材料可能在初期投資上略高于傳統(tǒng)材料，但它們通常在長期內(nèi)實(shí)現(xiàn)了顯著的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。綠色建筑符合可持續(xù)性發(fā)展的要求，有助于降低建筑業(yè)的環(huán)境足跡，為未來創(chuàng)造更好的生活環(huán)境。

2 障礙與挑戰(zhàn)

2.1 成本與采納難度

盡管綠色建筑材料在長期內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，但它們在初期投資上更昂貴，這是許多建筑業(yè)者面臨的主要挑戰(zhàn)之一。成本差異可能會使一些項(xiàng)目在采納綠色建筑材料時(shí)望而卻步?？赏ㄟ^提供財(cái)政激勵(lì)政策或改進(jìn)供應(yīng)鏈，降低綠色建筑材料的成本，以便更多項(xiàng)目能夠采用綠色材料。

2.2 教育與培訓(xùn)

對于建筑從業(yè)者和相關(guān)決策者來說，對綠色建筑材料的理解和知識水平是采納的關(guān)鍵。需要建立更全面的培訓(xùn)計(jì)劃，以提高從業(yè)者的技能和知識水平，使其能夠更自信地選擇和應(yīng)用綠色建筑材料。教育公眾和業(yè)主使他們認(rèn)識到綠色建筑材料的長期好處，也是至關(guān)重要的。

2.3 市場推廣與供應(yīng)鏈問題

綠色建筑材料的市場推廣和供應(yīng)鏈問題也是一個(gè)挑戰(zhàn)。市場上存在著各種各樣的綠色建筑材料，但它們的可用性和知名度可能不高。建筑業(yè)者要選擇合適的供應(yīng)商和材料，才能確保工程質(zhì)量。供應(yīng)鏈的可持續(xù)性也是一個(gè)重要問題，需要確保綠色建筑材料的生產(chǎn)和運(yùn)輸過程不會對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。

3 綠色建筑材料在施工中的應(yīng)用

3.1 綠色建筑材料的選材原則

在選擇綠色建筑材料時(shí)，需要遵循一系列原則以確保它們的最佳應(yīng)用。優(yōu)先選擇可再生材料，如木材、竹材和再生金屬，以減少對有限資源的依賴。還要考慮材料的生命周期成本，包括采購、運(yùn)輸、使用和處置成本，以綜合評估其經(jīng)濟(jì)性[2]。此外，考慮材料的環(huán)境影響，包括能源消耗、排放和廢棄物管理。還需要考慮材料的性能和質(zhì)量，確保它們滿足項(xiàng)目的需求。考慮材料的可維護(hù)性和可維修性，以延長建筑的使用壽命。

3.2 綠色建筑材料的加工與制造技術(shù)

在當(dāng)綠色建筑材料的加工與制造技術(shù)中，有5個(gè)關(guān)鍵方面需要考慮：環(huán)境影響評估、節(jié)能與碳足跡減少、建筑質(zhì)量與持久性、用戶舒適性與室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性與可持續(xù)性。

環(huán)境影響評估（EIA）是評估建筑材料對環(huán)境的影響的關(guān)鍵步驟。EIA 可以使用公式（5）來量化。

（5）

其中，Ci代表不同環(huán)境影響的權(quán)重系數(shù)，F(xiàn)i代表每種環(huán)境影響的具體數(shù)值，例如資源消耗、能源消耗、排放等。通過公式（5），可以綜合評估綠色建筑材料在環(huán)境方面的綜合表現(xiàn)。

節(jié)能與碳足跡減少是另一個(gè)重要方面。節(jié)能率可以用公式（6）計(jì)算。

（6）

其中，Ei代表使用傳統(tǒng)材料的能源消耗，Ef代表使用綠色建筑材料后的能源消耗。通過公式（6），可以量化綠色建筑材料的節(jié)能效益。

建筑質(zhì)量與持久性對于工程項(xiàng)目的成功至關(guān)重要。根據(jù)研究數(shù)據(jù)，使用綠色建筑材料的建筑在維護(hù)成本上通常比傳統(tǒng)建筑更經(jīng)濟(jì)。例如，有研究發(fā)現(xiàn)，使用高質(zhì)量、持久的綠色材料的建筑在維修和維護(hù)上可以節(jié)省高達(dá)20%的成本。

用戶舒適性與室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量對于建筑的居住性和使用性至關(guān)重要。室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）可以使用公式（7）來衡量。

（7）

公式（7）用于評估室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的濃度與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間的比例。通過使用低揮發(fā)性有機(jī)化合物（Low-VOCs）的綠色建筑材料，可以顯著提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。

經(jīng)濟(jì)性與可持續(xù)性是關(guān)于項(xiàng)目的長期可行性的考慮因素。研究數(shù)據(jù)表明，雖然綠色建筑材料的初始成本可能較高，但在長期內(nèi)，由于能源節(jié)省和維護(hù)成本的降低，它們通常會產(chǎn)生更高的回報(bào)率。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，綠色建筑在可持續(xù)性方面的回報(bào)率可以高達(dá)20%以上。

3.3 綠色建筑材料的施工技術(shù)與工藝

在建筑工程的施工階段，正確應(yīng)用綠色建筑材料至關(guān)重要，這需要選取適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)和工藝。

3.3.1 培訓(xùn)施工團(tuán)隊(duì)正確使用綠色建筑材料

綠色建筑材料通常涉及新的技術(shù)和處理方法，需要對工人進(jìn)行培訓(xùn)，使其具備相應(yīng)的知識和技能。培訓(xùn)的重點(diǎn)包括讓施工工人了解材料的特性、安裝要求以及環(huán)境影響。他們需要正確處理和安裝綠色材料，遵守相關(guān)的安全和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。培訓(xùn)還可以涵蓋綠色建筑材料的特性和性能。通過培訓(xùn)，工人們可以了解材料的來源、制造過程、可持續(xù)性特點(diǎn)以及可能的環(huán)境影響[3]。這有助于他們更好地理解為什么選擇綠色建筑材料，以及如何正確使用這些材料來最大程度地發(fā)揮其潛力。

此外，培訓(xùn)應(yīng)重于教授綠色建筑材料的正確處理和安裝方法。這包括了解每種材料的安裝步驟、材料之間的兼容性、施工工具的選擇以及特殊的技術(shù)要求。例如，太陽能電池板的安裝需要特殊的支架和電氣連接，而綠色屋頂?shù)慕ㄔ炜赡苄枰厥獾姆浪畬雍椭脖话惭b技術(shù)。培訓(xùn)可以確保施工工人熟練掌握這些技術(shù)要點(diǎn)，以避免安裝錯(cuò)誤和質(zhì)量問題。

3.3.2 根據(jù)綠色建筑材料特性應(yīng)用相應(yīng)施工技術(shù)

施工技術(shù)的適用性必須與綠色建筑材料的特性相協(xié)調(diào)，以確保施工的質(zhì)量和可持續(xù)性。不同類型的綠色建筑材料可能具有各自獨(dú)特的特性，因此需要特定的處理和安裝方法來最大程度地發(fā)揮它們的優(yōu)勢。

例如，綠色屋頂?shù)陌惭b通常包含特殊的層次結(jié)構(gòu)，包括防水層、植被層和排水系統(tǒng)。為了確保防水性能和植被的健康生長，必須使用特殊的防水材料，并且施工團(tuán)隊(duì)需要精確計(jì)算層次的安裝厚度。

在使用再生木材的建筑結(jié)構(gòu)中，再生木材通常比傳統(tǒng)木材更加環(huán)保。但由于其特殊的紋理和密度，需要特殊的連接和支撐方法。工程師可能會使用強(qiáng)度計(jì)算來確定適當(dāng)?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，以確保建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。這需要考慮材料的特性和力學(xué)性能，涉及公式和數(shù)據(jù)的使用[4]。

在施工中，對于每種綠色建筑材料，需要根據(jù)其特性和要求使用相應(yīng)的技術(shù)和方法。這些技術(shù)通常需要使用數(shù)據(jù)、公式和計(jì)算來支持，以確保施工的精確性、質(zhì)量和可持續(xù)性。通過深入理解這些技術(shù)性細(xì)節(jié)，施工團(tuán)隊(duì)可以更好地應(yīng)對挑戰(zhàn)，確保綠色建筑材料的有效應(yīng)用。

在施工中，特殊的工具和設(shè)備也可能需要用來處理綠色建筑材料。例如，如果使用太陽能電池板，可能需要特殊的安裝設(shè)備來確保它們正確地安裝在建筑上。這些工具和設(shè)備的使用需要專業(yè)知識，以確保安裝的質(zhì)量和可靠性。此外，質(zhì)量控制和監(jiān)督是確保施工過程中正確應(yīng)用綠色建筑材料的關(guān)鍵。這包括監(jiān)測材料的選擇和使用、工藝執(zhí)行、施工標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性等方面。一般使用合格率（Conformance Rate）等指標(biāo)來評估綠色建筑材料的正確性和質(zhì)量。這有助于減少錯(cuò)誤和浪費(fèi)，確保施工的可持續(xù)性和質(zhì)量。

3.4 綠色建筑材料的裝配與安裝方法

綠色建筑材料的裝配與安裝方法在建筑工程中起著至關(guān)重要的作用。這一過程需要高度的專業(yè)技能和精確的計(jì)劃，以確保綠色建筑材料能夠發(fā)揮其最大潛力。不同類型的綠色建筑材料具有各自獨(dú)特的特性和要求，因此必須根據(jù)這些要求進(jìn)行定制設(shè)計(jì)。例如，太陽能電池板的安裝需要考慮到所在地的緯度，以確定最佳的安裝角度，以便最大程度地吸收太陽能。這種定制設(shè)計(jì)確保了材料的最佳性能和可持續(xù)性。

為了確保最大程度地吸收太陽能并實(shí)現(xiàn)高效的能源產(chǎn)出，可以使用公式（8）來計(jì)算最佳的安裝角度。

（8）

在裝配和安裝綠色建筑材料的過程中，嚴(yán)格遵守安全和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)是至關(guān)重要的。工人的安全是首要考慮因素。在施工現(xiàn)場，必須采取一系列安全措施來確保工人的身體健康和安全。這包括提供適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)裝備，例如安全頭盔、安全鞋、耳塞、護(hù)目鏡等，以減少事故風(fēng)險(xiǎn)[5]。工作場所的整潔和清潔也是確保安全的重要因素。清理施工現(xiàn)場上的雜物、碎片和危險(xiǎn)品，可以減少意外事件的發(fā)生。建筑團(tuán)隊(duì)必須遵守所有相關(guān)的安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，確保施工過程的合法性和安全性。

在環(huán)保方面，必須確保裝配和安裝過程不會對環(huán)境造成負(fù)面影響。這包括廢棄材料的妥善處理和回收，以減少廢物產(chǎn)生。選擇綠色建筑材料時(shí)，要考慮其對環(huán)境的影響，盡量減少材料的生產(chǎn)和使用階段對資源和能源的消耗。環(huán)保意識和實(shí)踐應(yīng)貫穿整個(gè)裝配和安裝過程，以確保建筑項(xiàng)目的可持續(xù)性和環(huán)保性。

裝配和安裝后，定期維護(hù)和檢查是確保綠色建筑材料長期可持續(xù)性的關(guān)鍵因素。維護(hù)包括定期檢查、清潔和維修，以確保材料的性能不受損害。這有助于延長材料的壽命，減少后續(xù)的修復(fù)和更換成本。同時(shí)，定期檢查還有助于及早發(fā)現(xiàn)潛在的問題，并采取必要的措施進(jìn)行修復(fù)，確保建筑的性能和可持續(xù)性。

4 結(jié)束語

本文深入探討了綠色建筑材料在建筑工程中的應(yīng)用以及裝配和安裝方法的重要性。綠色建筑材料對建筑工程產(chǎn)生了積極影響，包括環(huán)境影響評估、節(jié)能與碳足跡減少、建筑質(zhì)量與持久性、用戶舒適性與室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性與可持續(xù)性等多個(gè)方面。這些材料為建筑行業(yè)帶來了新的可能性，有助于降低環(huán)境影響并提高建筑的性能和可持續(xù)性。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2023-10-13

作者簡介：王澤宇（1998—），男，湖北孝感人，研究生，研究方向：建筑學(xué)。