房屋建筑绿色施工技术及应用*

武 恒

(山西建设投资集团有限公司 太原 030000

房屋建筑绿色施工技术是在全球对环境保护和可持续发展越来越重视的背景下,对建筑行业的一次重要转变。传统的建筑施工方式和材料使用对环境造成巨大的负面影响,导致资源浪费和环境污染。在这样的背景下,绿色施工技术的出现为建筑行业带来新的发展机遇。采用绿色施工技术可以减少碳排放、减少能源和水资源消耗,降低对土地资源的破坏,有助于保护自然环境。这样有助于实现资源可持续利用和社会可持续发展,为应对气候变化和全球暖化做出贡献。

1 房屋建筑绿色施工技术概述

房屋建筑绿色施工技术是指在房屋建筑的设计、施工和运营过程中,采用环保、节能、可持续发展的方法和材料,旨在降低对环境的负面影响,提高建筑的能源效率和室内环境质量[1]。这是对传统建筑施工模式的一次重要转变,以适应全球环境问题和可持续发展的需求。绿色施工技术的核心理念是“三位一体”,即在满足经济可行性的基础上,实现社会公平性和环境友好性的统一。它强调在建筑生命周期内最大程度地减少资源消耗和废弃物产生,优化建筑的功能性、舒适性和健康性。在绿色施工技术中,可再生能源的利用是一个重要方向,包括太阳能、风能、地热等,用于供电、供热和空调等能源需求[2]。高效绝缘材料的运用有助于改善建筑的节能性能,减少能源损耗。此外,通过设计绿色屋顶,利用绿化覆盖降低冷暖负荷,改善周围空气质量,还可以收集雨水用于灌溉和非饮用用途。

2 房屋建筑绿色施工技术的应用分析

2.1 可再生能源利用

可再生能源的应用是房屋建筑绿色施工技术中的重要组成部分。传统的能源供应主要依赖化石燃料,但其带来的碳排放和环境污染已成为全球环境问题的主要源头。可再生能源则是一种环保、永续的能源来源,包括太阳能、风能、地热能等[3]。房屋建筑中常见的太阳能利用方式包括太阳能光伏发电和太阳能热利用。光伏发电通过安装太阳能光伏电池板,将太阳能转化为电能,供给建筑的电力需求。太阳能热利用则通过太阳能热水器,将太阳能转换为热能,供给建筑的热水使用。如某酒店采用太阳能热水器来供应热水,太阳能热水器通过集热板或真空管等设备,将太阳能转换为热能,将热能传递到热水储存罐中,供应给酒店的热水需求。太阳能充足时,太阳能热水器能高效地加热大量的热水,满足酒店客房、餐厅、洗浴等各个部分的热水使用。而在夜晚或阴雨天,热水储存罐中的热水可以提供温暖的水源,确保酒店的日常热水供应。在适宜的地区,利用风能发电来供给建筑的电力需求。安装风力发电机,将风能转化为电能,为建筑提供清洁的电力供应。地热能是地球内部储存的热能,通过地源热泵技术,将地热能转化为供暖和空调用的热能,实现能源的高效利用。如某办公大楼采用地源热泵技术进行供暖,埋设地热换热器(地源热井或水平地埋管)将地热能吸收到热泵系统中。热泵将地热能提供给供暖系统,在寒冷季节,为办公区域提供舒适的室内温度。在夏季,地源热泵逆向运行,将室内的热量转移到地下,实现空调效果。通过这种地源热泵技术,办公大楼能大幅减少对传统能源的依赖,降低能源消耗和运营成本。

2.2 高效绝缘材料

在房屋建筑绿色施工技术中,高效绝缘材料的应用是为了改善建筑的节能性能,减少能源的消耗。建筑中的墙体、屋顶和地板等构件通常需要具备良好的绝缘性能,以减少热量的传递和损失,降低空调和供暖系统的负荷,节约能源成本。在房屋建筑中,环保保温材料是常见的高效绝缘材料。例如,矿物棉、岩棉、玻璃棉等,它们具有较低的导热系数,可以有效阻止热量的传递,减少建筑内外温度的差异,提高室内的舒适性[4]。导热系数k=(Q×L)/(A×(T2- T1))。其中:k—导热系数(W/(m·K));Q—通过材料传递的热量(W);L—材料厚度(m);A—热传导面积(m2);T2—材料两侧表面的高温温度(K 或℃);T1=材料两侧表面的低温温度(K 或℃)。通过使用环保保温材料,建筑物的能耗将显著降低,尤其在供暖和空调季节,能够减少空调和供暖系统的运行时间,降低能源成本和碳排放。同时,由于环保保温材料不含有害物质,其使用对室内空气质量没有负面影响,有助于创造一个更健康、环保的室内环境。窗户是建筑中热量损失的重要来源。采用特殊窗户玻璃,如双层或三层中空玻璃、低辐射玻璃等,显著减少窗户部分的热量传递,实现良好的隔热效果。采用隔热墙体结构,如双层墙体和保温外墙等,有效隔离室内外温差,减少室内空调系统的负荷,实现节能效果。(具体应用见表1)。通过选用环保保温材料、特殊窗户玻璃和隔热墙体结构等,实现建筑的节能目标,为环保和可持续发展提供大力支持。

表1 房屋建筑绿色施工技术中高效绝缘材料的应用分析

2.3 设计绿色屋顶

设计绿色屋顶是房屋建筑绿色施工技术中的一项重要措施,旨在利用屋顶空间实现生态功能,减少建筑对环境的影响。绿色屋顶通常分为浅绿屋顶和深绿屋顶。浅绿屋顶是一种较为轻便的绿色屋顶系统,通常采用较薄的土壤层和耐旱植物,如多肉植物和草本植物。这种屋顶适用于较低的建筑,对屋顶负荷要求较低。浅绿屋顶可以吸收雨水,减缓雨水径流,降低雨水排放压力,有利于城市的水资源管理。浅绿屋顶通常采用较薄的土壤层和耐旱植物,如多肉植物和草本植物,这些植物对水分需求较低,能够在较瘠薄的土壤中生长[5]。多样耐旱植物在屋顶上形成一个小型花园,增加居住区的绿化面积,有利于改善空气质量和生态环境。深绿屋顶是一种较为复杂的绿色屋顶系统,它通常需要更厚的土壤层和多样化的植被,如花草灌木树木等。深绿屋顶可以创造出绿色花园或公园的效果,提供更多的生态功能和美观性。深绿屋顶通常需要更厚的土壤层和多样化的植被,包括花草、灌木和树木等,形成一个类似绿色花园或公园的效果。这些植被种类丰富,能够提供更多的生态功能和美观性,吸引人们前来休闲娱乐。同时,树木种植为整个综合体提供天然的阴凉和凉爽,降低建筑物表面的温度,改善屋顶的热环境。然而,深绿屋顶对建筑的承载能力要求较高,需要经过仔细的设计和结构支撑。通过浅绿屋顶和深绿屋顶的应用,可以实现建筑的节能目标,缓解城市的水资源压力,创造更美观、更生态的城市环境,为环保和可持续发展作出贡献。

2.4 雨水收集系统

雨水收集系统是一种在房屋建筑绿色施工技术中常见的应用,旨在利用自然降水资源,减少对城市自来水的依赖,实现雨水资源的再利用。该系统通常包括雨水收集、储存、净化和利用等环节。首先,雨水收集。通过设置屋顶排水系统和雨水收集设施,将降水收集起来。在浅绿屋顶和深绿屋顶中,绿色植被和土壤也可以起到雨水收集的作用。屋顶排水系统设计合理,将收集的雨水引导至雨水收集设施。这些雨水收集设施可以是地下储水池或雨水收集桶等。在这些设施中,雨水会得到储存和处理,以备日后利用。其次,雨水储存。将收集到的雨水储存起来,常见的储存方式包括地下水箱、雨水桶等。储存容量的大小取决于建筑的需水量和降水情况,地下水箱储存容量(m3)=需水量×储存时间+附加容量。在建筑物的地下或地下室中设置专门的水箱,用于储存收集到的雨水。地下水箱的容量大小根据建筑的需水量和降水情况进行设计,可以储存大量的雨水。假设该建筑的日需水量为200 m3,所在地区的平均降雨量为每月100 mm,希望地下水箱可以满足建筑需水量的两个月的用水需求。地下水箱储存容量=需水量×储存时间,地下水箱储存容量=200 m3×2=400 m3。因此,为满足该居民用建筑物两个月的用水需求,需要设计一个容量为400 m3的地下水箱。这些储存的雨水用于浇灌绿化植物、冲厕、洗车等非饮用用途,减少自来水的消耗,降低水资源的压力。再次,雨水净化。为确保雨水的质量,需要对收集的雨水进行初步的净化处理。常见的净化方式包括过滤、沉淀和消毒等。通过设置过滤器,有效去除雨水中的较大颗粒和杂质,如树叶、泥沙等。最后,雨水利用。经过净化处理的雨水可以用于非饮用用途,如浇灌植物、冲洗马桶、清洗地面等。在一些高级应用中,经过更复杂的处理,也可以用于饮用水或工业用水。

2.5 垃圾分类与回收

垃圾分类与回收是在房屋建筑绿色施工技术中一项重要的环保措施。随着城市化进程的加速和人口的增长,城市垃圾产量不断增加,处理垃圾带来的环境问题也日益凸显。垃圾分类与回收旨在最大限度地减少垃圾对环境的负面影响,实现资源的循环利用。

(1)垃圾分类。通过将垃圾分成可回收物、有害垃圾、湿垃圾和干垃圾等不同类别,有针对性地进行处理和回收。这样可以减少垃圾填埋和焚烧的压力,最大程度地回收再利用资源。

(2)可回收物回收。可回收物包括废纸、塑料、玻璃、金属等,通过回收再生产,节约大量的原材料和能源,减少资源的开采和环境污染。

(3)有害垃圾处理。有害垃圾包括电池、废灯管、过期药品等,这些垃圾中含有有害物质,需要进行安全处理,以免对环境和人体健康造成危害。

(4)湿垃圾处理。湿垃圾主要是厨余垃圾,可以进行堆肥或生物发酵,将有机物质转化为有机肥料,用于农田的改良。

(5)干垃圾处理。干垃圾是指除可回收物、有害垃圾和湿垃圾之外的其它生活垃圾,它们通常被送往垃圾填埋场或进行焚烧处理(见表2)。

表2 垃圾分类与回收应用概览

综上所述,绿色施工技术中的可再生能源利用是减少对传统能源依赖的重要途径。通过太阳能、风能等可再生能源的应用,建筑可以自主产生电力和热能,降低对化石燃料的依赖,减少碳排放和对环境的负面影响。

优质绝缘材料有效地阻止热量的传递和损失,提高建筑的保温性能,减少空调和供暖系统的负荷。通过绿色屋顶的应用,有效减缓城市的热岛效应,提供自然的保温和降温功能。通过收集、储存和净化雨水,满足建筑非饮用用水需求。此外,通过垃圾分类和回收再利用,最大限度地减少垃圾对环境的污染,节约资源,有利于推动循环经济发展。