基于绿色施工的创新技术研究——以蚌埠三馆工程为例

中国建筑第五工程局有限公司安徽分公司 合肥 230051

1 工程概况

蚌埠三馆工程是蚌埠市的十大重点工程之首，位于安徽省蚌埠市市政府对面，由博物馆单体和规划档案馆单体组成，总建筑面积6.83万 m2。其中博物馆单体建筑面积3.39万 m2，建筑高度34.4 m，地下1 层、地上5 层，规划档案馆单体建筑面积3.44万 m2，建筑高度38 m，局部地下1 层、地上6 层，结构形式均为框架结构、钢结构，建成后将成为蚌埠市市民广场的重要组成部分。

2 土建工程绿色技术的创新研究

2.1 钢结构深化设计技术

本工程钢结构主要包括型钢柱、型钢梁、钢坡道、钢桁架和钢屋盖等。深化设计就是在钢结构工程原设计图的基础上，结合工程实际情况、钢结构加工、运输及安装等施工工艺和其他专业的配合要求进行的二次设计。钢结构深化设计为本工程建设节省了大量钢材[1]。深化设计技术措施有：

1）优化构件平、立面布置图，其中包括各构件安装位置和方向、定位轴线和标高、构件连接形式、构件分段位置、构件安装单元的划分等。

2）明确连接节点尺寸，加劲肋、横隔板、缀板和填板的布置，构造、构件组件尺寸、零件下料尺寸、装配间隙及成品总长度。

3）明确焊接连接的焊缝种类、坡口形式、焊缝质量等级。

4）明确螺栓连接的螺孔直径、数量、排列形式，螺栓的等级、长度、初拧与终拧参数。

5）明确人孔、手孔、混凝土浇筑孔、吊耳、临时固定件的设计和布置。

6）明确钢材表面预处理等级、防腐涂料种类和品牌、涂装厚度和遍数、涂装部位等。

7）明确销轴、铆钉的直径及加工长度、精度和数量级安装定位等。

8）着重考虑钢结构与土建交叉部位的节点设计，以便于钢结构和土建结构的施工顺利进行。

2.2 基坑施工封闭降水技术

本工程采用自然放坡+喷锚的形式进行基坑支护，在基坑侧壁网喷厚100 mm的C20混凝土，同时在基坑四周设置轻型井点降水[2]。技术措施为：

1）在正式开工前，由电工及时办理用电手续，保证在抽水期间不停电。因抽水须连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，会导致井点管的滤网阻塞。同时由于中途长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。

2）轻型井点降水应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先浑后清”。若有异常，应及时进行检查。

3）在抽水过程中，应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量，当地下水位降到所要求的水位后，要减少出水阀门的出水量，尽量使抽吸与排水保持均匀。

4）真空度是轻型井点降水顺利进行的主要技术指数，现场设专人经常观测。若抽水过程中发现真空度不足，应立即检查整个抽水系统有无漏气环节，并应及时排除。

5）在抽水过程中，特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的死井，可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如死井数量超过10%，应及时采取措施，采用高压水反复冲洗处理。

6）井点位置应距坑边2～2.5 m，以防井点设置影响坑边土坡的稳定性。水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出，离基坑越远越好，以防渗下回流，影响降水效果。

2.3 施工过程水回收利用技术

本工程采用轻型井点降水，将轻型井点降水抽出的水用于基础施工阶段砖胎模砌筑以及主体施工阶段模板湿润、混凝土养护，并且在基础回填时留置一侧轻型井点降水管不拆除，用于后续施工用水。

在施工现场制作蓄水箱，将基坑降水集中存放于水箱，通过水箱的管道将水引入到生活区、加工场、施工区，用于生活用水的洗衣、洗漱、冲刷厕所及现场结构养护、洒水控制扬尘等。

2.4 高强钢筋应用技术

根据设计优化，本工程大部分框架梁、柱均采用了HRB400E钢筋。使用HRB400E钢筋不仅大大节省了钢筋用量，且在强度提高的同时，保持延性不降低，延伸率可达16%～31%；钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25。经测算，用HRB400E钢筋的工程，同比其他类型钢筋每平方米可节约材料13.7 kg。

2.5 粗直径钢筋直螺纹机械连接技术

对横向φ18 mm～φ32 mm钢筋、φ≥20 mm的竖向钢筋均采用直螺纹套筒连接，与钢筋搭接单面焊钢材耗用对比，节约钢材达40%。

2.6 新型钢筋塑料垫块技术

本工程积极应用成品塑料保护层垫块，进一步减少了钢筋的偏位，保证了钢筋与混凝土的握裹力，本工程在竖向柱墙与楼板构件中应用成品塑料保护层垫块，成品塑料保护层垫块的应用进一步提高了结构件内钢筋的耐久性与受力合理性。

2.7 膨胀带及梁柱节点不同强度等级混凝土交接处使用快易收口网技术

本工程设计墙柱与梁板的混凝土设计强度等级大部分存在不同，为满足施工进度要求，梁板与墙柱混凝土一次性浇筑，在梁内距柱边500 mm处安放快易收口网。另外，地下室和各楼层混凝土膨胀带内混凝土与两侧混凝土同时浇筑，也采用快易收口网隔开。

2.8 新型建筑防水应用技术

1）本工程所有地下室防水、屋顶防水、卫生间防水均采用刚性防水。

2）本工程所有地下室防水、屋顶防水、卫生间防水均采用新型建筑防水涂料（JS聚合物水泥基防水涂料）。

3）规划档案馆单体斜屋面、5 层屋顶花园及博物馆大屋面和小屋顶防水均采用合成高分子防水卷材。

4）本工程外装饰幕墙工程采用硅酮建筑密封膏，该密封材料有良好的黏接性、耐老化和对高、低温度的适应性，能长期经受被黏接构件的收缩与振动而不破坏。

3 安装工程应用技术创新

3.1 薄壁金属管道新型连接方式

在给水管道中，以薄壁不锈钢管道和薄壁铜管取代镀锌钢管和塑料管道。因这种机械密封式连接无套丝作业、无焊接施工、无黏接作业，且污染少、连接快速简便，故发展前景较好[3]。

3.2 预分支电缆施工技术

分支电缆是近年来的一项新技术产品，我们将主干电缆、分支线电缆、分支连接体3 部分进行特殊设计与制造，产品运输到现场，经检查合格后可直接安装就位，极大地缩短了施工周期、减少了材料费用和施工费用，更好地保证了配电的可靠性。根据我们的实践经验，为避免因楼层功能改变引起容量的变动，导致配电容量不足，宜将预分支电缆的干线和支线截面均放大一级，特殊情况还应预留分支线以供备用[4]。

3.3 管线布置综合平衡技术

管线综合工程是为配合安装工程各专业总体需求所进行的必要附属工程，包括给水、消防管、雨污水管、空调风管、空调水管以及电力、电信管沟等，本工程综合考虑各种管线的关系，同时协调土建大梁、柱等混凝土结构与管线的关系。针对管线安装过程中出现的消防、水电、空调等专业的穿叉作业，及各专业管道的“打架”现象，本着如下原则解决：有压管让无压管；水管让风管；电气管让风管；小管让大管；分支管让主管[5]。

有时水、电管线与消防、空调管道不同时施工，各管道如有位置标高上的矛盾处不得进行破坏，应以协商为主，与甲方和设计共同在现场提出合理方案。尽量做到管线安装施工的程序及施工计划与土建专业同步一致，既不相互影响施工，又可以同步进展以保证工期。

3.4 弱电综合布线系统及统一调试

本工程采用建筑综合布线系统，其具有如下优势：综合各个系统统一布线，提高全系统的性能价格比，具有开放性和充分的灵活性，不论各个子系统设备如何改变，位置如何移动，布线系统不须改变。设计思路简洁、施工简单、施工费用降低。

4 建筑节能和环保应用技术

4.1 预拌砂浆技术

本工程砌体工程采用蒸压加气混凝土砌块，采用预拌砂浆进行砌筑，同时本工程内外墙抹灰全部采用预拌砂浆，预拌砂浆总量约2 562 m2。

4.2 屋面挤塑泡沫保温隔热板技术

本工程屋面使用聚苯乙烯挤塑保温板。该材料密度大，抗压强度高，在需要压力的地方可满足抗压需求；呈蜂窝状闭孔式结构，导热系数低，吸水率低；采用正置式屋面防水施工，防止找平层施工时水分渗入保温层；材质轻，可以减轻屋顶结构的承载，并易于安装；导热系数低、自重轻、保温隔热卓越恒久、环保节能；具有优异的抗压强度和耐候性能；无毒、无味、防震、吸声、使用寿命长且易于施工。

4.3 新型墙体材料应用技术

新型墙体材料是指近几年生产的代替黏土产品的各种承重和非承重墙体砌块，主要有蒸压加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、混凝土聚苯砌块和填充保温材料的夹心砌块体系等。这类产品具有质量轻、力学性能好、保温隔热性能好等特点。

4.4 粘贴式外墙外保温隔热系统施工技术

本工程规划馆及档案馆单体外墙做法：干挂穿孔百叶幕墙墙面，设有厚70 mm半硬质矿岩棉板。博物馆单体外墙做法：板材保温外墙面（外墙外保温），设有厚50 mm半硬质矿岩棉板。

技术措施：施工前，通过检查出厂合格证、质量报告、现场抽检等方式控制好材料的密度、导热系数、强度、含吸水率等内容，做好进场材料的质量把关；施工时要注意保证基层的干燥，雨季施工时，要做好遮盖措施。

4.5 建筑外遮阳技术

规划馆及档案馆工程全部外墙、博物馆工程局部外墙采用了建筑幕墙外遮阳技术。建筑幕墙外遮阳的作用就是阻挡太阳辐射热能，降低房间温度。

采用建筑幕墙外遮阳技术能有效阻挡太阳热辐射，降低建筑物空调能耗，达到节能环保的目的。从成本分析可以看出，大型公共建筑采用遮阳节能措施的经济效益是非常明显的，另一方面，从环保节能方面分析，大型公共建筑采用遮阳节能措施对环境保护的作用巨大。

5 太阳能与建筑屋面一体化应用技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。规划馆及档案馆单体斜屋面、博物馆大屋面均铺设光伏电板，利用清洁、丰富的太阳能资源进行发电，所发电除补充本馆电能外，另并入国家电网。

本工程光伏电板和屋面层的距离为1.1 m。光伏发电系统安装完成后，整个屋面光伏电板对直射阳光进行吸收，转化为电能，减少了屋面的热量接收；另外，光伏电板与屋面的夹层空气层对屋面起到遮阳棚作用，对屋面具有保温隔热作用。

这种现象在夏季高温和冬季低温时尤其明显，据本地区历年气候情况统计：夏季极端高温为40.3 ℃，冬季极端低温为-13.0 ℃。光伏电板可以最大限度地吸收阳光，从而避免室内过热。

6 BIM技术应用

BIM在施工中的应用：

1）工序上分析：BIM模型和进度计划软件（如MS Project，P3等）的数据集成，实时监控施工进度，实时调整现场情况；

2）可建性分析：进行安全、施工空间、对环境影响等全面的可建性模拟分析；

3）冲突碰撞检查分析：建造前期对各专业的碰撞问题进行模拟，生成与提供可整体化协调的数据，解决传统的二维图纸会审耗时长、效率低、发现问题难的问题。

BIM在绿色施工中的应用可以提高效率、控制质量、控制成本以及减少不安全施工，具体体现在实时现场监控、分包协调、决策支持、预制件加工、基于模型的施工预算与结算、施工方案优化、思维施工模拟、三维管线综合等方面。

7 结语

通过蚌埠三馆项目绿色施工技术的实际应用，我们在土建工程绿色技术、安装工程应用技术、建筑节能和环保应用技术、太阳能与建筑屋面一体应用技术、BIM技术应用等方面进行了分析研究，在过程实施中秉持绿色施工理念，在质量、安全、“四节一环保”等方面，取得了很好的社会和经济效益，探索总结了绿色施工创新技术的应用，亦为类似工程的施工提供了有价值的参考。