土木建筑工程施工中绿色建筑材料的应用分析*

时间：2024-07-28

杜华

(山西兴宇工程咨询有限公司山西阳泉 045000)

土木工程建设中,绿色建筑材料具有十分重要的意义。由于绿色建筑技术正处于初步发展阶段,在应用过程中尚缺乏相应的标准和规范。为了更好地促进绿色材料在工程领域中的推广应用,必须加强对相关问题的研究,制定完善的评价体系与方法。另外,应将环保理念融入整个工程建设之中,从而实现经济与环境之间的协调统一,确保资源得到有效利用。

1 绿色技术在土木工程中的应用目标

在建筑工程生产阶段,其碳排放量达到全工程的90%,其中建筑材料、机械设备等所产生的二氧化碳占总排放量的80%以上。为此,绿色施工技术的出现成了建筑行业未来发展的必然方向,主要通过采用新型环保材料和工艺来实现建筑工程施工过程中的节能减排目标,从而有效减少工程建设对环境造成的破坏,为我国建设资源节约型社会提供可靠保障。具体如下:

(1)明确建筑节能目标的出发点与落脚点,建筑节能目标包括节约用地指标、降低能源消耗指标以及提高资源利用率三方面。既要合理规划城市土地使用面积,优化建筑用地结构布局,使之符合生态要求,加强建筑施工管理,保证施工现场质量安全,推广清洁能源应用技术,促进可持续发展战略实施[1]。

(2)从建筑设计角度出发,将绿色建筑理念贯穿于整个设计过程,以“以人为本”的原则作为指导依据,建立科学合理的建筑方案评价体系。并结合相关技术规范进行严格审查,确保设计方案满足各项技术指标,同时根据实际情况制定完善的节能措施及制度。

(3)以开发、创新、优化技术为方向,加快推进低碳技术应用进程。一方面要积极研发低能耗环保型新型建材产品,另一方面要大力研究先进适用的节能新工艺、新设备和新方法,不断提升建筑工程技术水平。此外,还应全面评估建筑的应用、拆除与处理等环节,做到事前控制,事中监督,事后验收。针对不同地区、不同季节、不同气候条件下的各种影响因素采取针对性对策,避免不必要损失,最大限度减少建筑生命周期内温室气体排放,进而推动建筑业向低碳化转型升级。绿色施工技术的产生与发展是人类经济水平、科学技术、环境保护意识共同作用的结果。随着社会的进步和科技的发展,人们逐渐认识到节能环保对于改善生态环境、保护自然资源有着重要意义。因此,只有将绿色施工技术充分融入到建筑工程施工当中去,才能真正发挥其价值。

2 绿色建筑材料概述

对于绿色建材而言,从不同角度出发,其应用范围也不尽相同。实际生产中,将清洁污染技术应用至绿色建材的制备能提升其绿色性能和环保效果。另外,还可以通过对其进行合理设计,使之具有良好的节能性、可回收性以及可再利用等特点。绿色环保型建筑材料其原理为:在建筑建造时,使用无污染材料作为基础原料,并结合先进制造工艺与设备,实现原材料及能源的高效循环利用,从而有效降低资源消耗及环境污染程度。绿色建材具有诸多优点,如节能减排、低碳经济、环境友好型等。住宅建筑施工中,能起到节约能源作用,同时减少二氧化碳排放,改善空气质量,保护生态环境。

此外,绿色建材还具有一定的保温隔热功能,避免了因温度过高导致室内出现结露现象,进而影响人们正常生活。

3 土木建筑工程施工中绿色建筑材料应用策略

3.1 顶端设计中的应用

绿色建材具有质量高、性能强的优点,在顶端设计中,采用新型环保材料替代传统建筑材料,可以有效提高其使用性能[2]。土木工程顶端设计是指根据建筑物高度和结构形式,对建筑顶部进行合理规划布置。在现代建筑行业发展过程中,为了提升整体施工效果,应积极引入绿色技术。使用前,先通过实验测试出各项参数数据,利用科学方法计算出该方案是否满足实际需求,并以此为依据制定最佳设计方案。例如:SBS改性沥青混凝土路面应用于高层建筑顶端时,可选择复合土工膜作为防渗层。钢结构屋顶则需要考虑设置钢梁与钢立柱等相关构件以实现承重功能。而预制装配式钢筋混凝土楼板则需结合当地环境情况确定具体尺寸大小以及施工工艺。施工过程中也要做好细节工作,保证整个建筑工程建设进度符合预期目标。由于顶端设计要求较为复杂,因此在具体施工中还必须注意一系列问题。比如:加大施工现场管理力度。优化模板加工工艺,确保浇筑成形后表面平整光滑。严格按照规范标准开展安装工作,防止渗漏现象发生,强化基础处理及防水措施等。除此之外,还要突出建筑物的特点与美观性,注重绿化美化工程,避免造成环境污染。选择材料时,除了重视原材料本身特性之外,还应综合考量不同材料之间的差异,最终达到降低造价成本目的。

另外,对于一些特殊部位如地下室顶板,外墙外保温系统,屋面防水涂料等都应该优先选用节能环保型材料,例如:FRP 复合材料、碳纤维布、玻化微珠保温材料等。总之,土木工程顶端设计应遵循因地制宜原则,坚持生态理念,同时兼顾经济性与实用性,不断探索新技术新工艺,从而促进我国建筑业更好更快地发展[3]。

3.2 外部建筑中的应用

3.2.1 新型混凝土

与传统混凝土相比,新型混凝土有许多优点:一是可以在较低温度下施工,二是能满足不同的使用要求。如智能混凝土,它既具有普通混凝土的抗拉强度和抗折强度等性能,又具备了一些特殊功能,如自密实性,防水性及耐久性。

与此同时,彩色混凝土能根据空气湿度实现变化,从而改善其外观效果。而纤维混凝土则是利用聚合物对材料进行增强或改性的一种新技术,其原理为通过掺入一定数量的高性能纤维,使之形成三维网状结构,并将该纤维网置于水泥基体中,以达到提高水泥浆体稳定性,减少收缩裂缝的目的。在实际应用中,必须结合工程实际情况来确定相应的掺合料用量,同时还应考虑到环境条件(如环境温度),施工工艺(例如泵送时间),浇筑方法(比如振捣次数)以及养护制度等因素。总之,要想获得理想的综合性能指标,就需要研究出合理可行的设计理论与计算方法,并据此指导具体的设计工作。

3.2.2 生态建筑玻璃

生态建筑玻璃包括生态采光顶、节能日光温室和太阳能光伏发电等,其主要功能是在不影响正常光照的条件下有效利用自然光能。从结构形式来看,生态玻璃分为2大类:

(1)有机聚合物为基体,由无机填料填充而成。

(2)采用有机/无机复合材料为基质。其中有机/无机复合材料又可分两类:

(1)用有机高分子树脂为基材,添加一定量的无机粒子制成的复合型生态玻璃。

(2)将无机粒子加入有机高分子树脂中以增强复合膜的力学性能,如玻璃纤维增强塑料(GFRP),聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)及其他特种纤维增强复合膜等[4]。生态建筑玻璃的应用可改善室内空气质量、减少建筑物能耗及增加景观效果,具有良好的经济社会效益和广阔的发展空间。

一般而言,变色玻璃能在一定程度上实现对室内温度与湿度的控制,而普通玻璃只能通过调节透过率或光通量来改变室内环境。故而,在保证较高透光率的前提下,要加强材料对环境适应性,提高建筑节能性能。自清洁玻璃能有效去除室外空气中污染物,且具备良好的自洁能力。同时还能吸收阳光照射后产生的热量,使室内外温差保持在10℃左右,因此可以达到“绿色”环保要求,符合当前低碳生活理念。未来的发展中,必须立足于实际,充分研究分析目前市场上现有的各种生态玻璃,并将其进行合理分类,根据不同类型特点开发出适合于特定领域使用的生态玻璃产品。

3.2.3 门窗施工中的应用

门窗是整个建筑施工工程当中非常重要的组成部分,其本身也是一种特殊建筑物形式,需要严格按照相关要求进行建造和维护工作。在实际施工过程中,应结合当地自然地理环境以及气候特征,科学合理地开展各类施工活动,以确保建筑安全稳定运行,延长使用寿命,提升建筑美观程度。建筑门窗施工一般采用阳光直射方式,在装修时通过对绿色建筑材料的正确应用达到节能环保的目的[5]。

当前,铝木复合保温材料与铝合金隔热材料等新型建筑材料已经得到广泛地使用,这两种新型建材具有保温隔热效果好,防水防潮性能强,防火隔声性能高等优点。在各项条件满足的情况下,部分施工单位还应用了Low-E玻璃材料,该材料原理为在一定温度范围内可以将热量反射到室外,从而降低室内温度,提高室内环境舒适度,同时起到遮阳防雨作用。门窗施工过程中,施工人员要根据不同地区气候环境特点选择合适的门窗类型和安装方法,并加大现场质量控制力度,保证建筑工程整体建设品质。在满足室内能量外泄及散热需求之外,还应具备良好的隔音降噪功能。要想实现这一点,不仅要合理选择门窗规格,还要注重其内部构造设计合理性[6]。另外,门窗安装完毕之后,必须做好相应的密封防护处理,避免外界灰尘或雨水进入室内。