基于可持续发展的绿色施工研究*

窦围围，周　宇

(大峘集团有限公司，江苏 南京　211112)



基于可持续发展的绿色施工研究*

窦围围，周宇

(大峘集团有限公司，江苏 南京211112)

介绍了绿色建筑的概念，分析了国内外绿色施工的研究现状,剖析了绿色建筑的发展前景，阐明了绿色建筑是可持续发展建筑不可分割的部分,具体说明了相关绿色施工技术的内容，技术指标，适用范围及已应用的典型工程，倡导绿色施工技术的研究和推广运用，推行绿色施工的具体措施，号召企业实施绿色施工为可持续发展和环境保护做贡献。

绿色施工；绿色建筑；可持续发展

引言

建筑活动是消耗自然资源最大的生产活动之一。建造和拆除所产生的废弃物占填埋废物总量的较大比重。在建造过程中散发出的灰尘、微粒和空气污染物等会造成健康问题。而具有可持续发展思想的施工方法则能够显著减少对场地环境的干扰、填埋废弃物的数量。实施绿色施工是可持续发展思想在工程施工阶段的具体应用，对促进建筑业可持续发展具有重要意义。

实施绿色施工有助于提高企业的管理水平，提高企业竞争力，降低成本，有助于企业提升社会形象，为企业的长期良性发展提供保障。

1　基于可持续发展理论研究的绿色施工原理介绍1.1　可持续发展内涵

可持续发展的核心是发展，在保护环境、资源持续利用的前提下进行经济和社会的发展。

1.2绿色施工内涵

具有可持续发展思想的施工方法或技术，称为绿色施工技术或可持续施工技术。绿色施工不只是实施封闭施工，没有尘土飞扬，没有噪声扰民，洒水等内容，还包括了大量更高层次的内容。

1.3绿色建筑内涵

从建筑的规划、设计、施工到使用、拆除的全过程,最大限度的利用现有可再生资源、节约资源,减少对环境的不利影响,创造出舒适空间的建筑就是绿色建筑。它的核心内容是尽量减少能源、资源消耗,减少对环境的破坏,它的目标就是节能、减排。

2　可持续发展思想在工程中的应用——绿色施工

2.1基坑施工封闭降水技术

2.1.1主要技术内容

在中国南方沿海地区宜采用地下连续墙或护坡桩+搅拌桩止水帷幕的地下水封闭措施。北方内陆地区宜采用护坡桩+旋喷桩止水帷幕的地下水封闭措施。河流阶地地区宜采用双排或三排搅拌桩对基坑进行封闭同时兼做支护的地下水封闭措施。

2.1.2技术指标

(1)封闭深度：宜采用悬挂式竖向截水和水平封底相结合，在没有水平封底措施的情况下要求侧壁帷幕(连续墙、搅拌桩、旋喷桩等)插入基坑下卧不透水土层一定深度，深度情况应满足下式计算

L=0.2hw-0.5b

(1)

式中L为帷幕插入不透水层的深度；hw为作用水头；b为帷幕厚度。

(2)截水帷幕厚度：满足抗渗要求，渗透系数宜小于1.0×10-6cm/s。

(3)基坑内井深度：可采用疏干井和降水井，若采用降水井，井深度不宜超过截水帷幕深度；若采用疏干井，井深应插入下层强透水层。

(4)结构安全性：截水帷幕必须在有安全的基坑支护措施下配合使用(如注浆法)，或者帷幕本身经计算能同时满足基坑支护的要求(如地下连续墙)。

2.1.3 适用范围

本技术适用于有地下水存在的所有非岩石地层的基坑工程。

2.1.4已应用的典型工程

天津地区中钢天津响锣湾项目、北京地区朔黄大厦工程、协和医院门诊楼及手术科室楼工程、太原名都工程、深圳地铁益田站、广州地铁越秀公园站基坑工程、河北曹妃甸首钢炼钢区地下管廊工程。

2.2TCC建筑保温模板施工技术

2.2.1主要技术内容

TCC建筑保温模板体系是一种保温与模板一体化保温模板体系。该技术将保温板辅以特制支架形成保温模板，在需要保温的一侧代替传统模板，并同另一侧的传统模板配合使用，共同组成模板体系。模板拆除后结构层和保温层即成型。

TCC体系在施工中的如图1所示。

1.混凝土墙体；2.无需保温一侧普通模板及支撑；3.保温板；4.TCC保温模板支架；5.锚栓图1　TCC建筑保温模板体系构造图

2.2.2技术指标

保温材料为XPS挤塑聚苯乙烯板，保温性能和厚度符合设计要求，燃烧性能等技术性能符合《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》GB/T10801.2要求；

安装精度要求：同普通模板，见《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204。

2.2.3适用范围

适用于有节能要求的新建剪力墙结构建筑工程。

2.2.4已应用的典型工程

上海锦绣满堂住宅小区。

2.3现浇混凝土外墙外保温施工技术

2.3.1主要技术内容

现浇混凝土外墙外保温施工技术是指在墙体钢筋绑扎完毕后，浇灌混凝土墙体前，将保温板置于外模内侧，浇灌混凝土完毕后，保温层与墙体有机的结合在一起。聚苯板可以是EPS，也可以是XPS。当采用XPS时，表面应做拉毛、开槽等加强粘结性能的处理，并涂刷配套的界面剂。按聚苯板与混凝土的连接方式不同可分两种：

(1)有网体系：外表面有梯形凹槽和带斜插丝的单面钢丝网架聚苯板(EPS或XPS)，在聚苯板内、外表面及钢丝网架上喷涂界面剂，将带网架的聚苯板安装于墙体钢筋之外，用塑料锚栓穿过聚苯板与墙体钢筋绑扎，安装内、外大模板，浇灌混凝土墙体，拆模后有网聚苯板与混凝土墙体连接成一体。

(2)无网体系：采用内表面带槽的阻燃型聚苯板(EPS或XPS)，聚苯板内、外表面喷涂界面剂，安装于墙体钢筋之外，用塑料锚栓穿过聚苯板与墙体钢筋绑扎，安装内、外大模板，浇灌混凝土墙体，拆模后聚苯板与混凝土墙体连接成一体。

2.3.2技术指标

(1)系统应符合《外墙外保温工程技术规程》JGJ144和《现浇混凝土复合膨胀聚苯板外墙外保温技术要求》JG/T228要求。

(2)保温板与墙体必须连接牢固，安全可靠，有网体系、无网体系板面附加锚固件可用塑料锚栓，锚栓入墙内长度不得小于50 mm。

(3)保温板与墙体的自然粘结强度，EPS板≥0.10 MPa，XPS板≥0.20 MPa。

(4)有网体系板与板之间垂直缝表面钢丝网之间应用火烧丝绑扎，间距≤150 mm，或用附加网片进行左右搭接。钢丝网和火烧丝应注意防锈。

(5)无网体系板与板之间的竖向高低槽应采用保温板胶粘剂粘结。

2.3.3适用范围

该保温系统适用于低层、多层和高层建筑的现浇混凝土外墙，适宜在严寒、寒冷地区和夏热冬冷地区使用。

2.3.4已应用的典型工程

北京玉渊潭公寓建筑、北京大屯220号院。

2.4工业废渣及(空心)砌块应用技术

2.4.1主要技术内容

排出的废渣，制成磷石膏标砖、磷石膏盲孔砖和磷石膏砌块等；或是以粉煤灰、石灰或水泥为主要原料，掺加适量石膏、外加剂、颜料和集料等，以坯料制备、成型、高压或常压养护而制成的粉煤灰实心砖。

粉煤灰小型空心砌块是以粉煤灰、水泥、各种轻重集料、水为主要组分(也可加入外加剂等)拌合制成的小型空心砌块，其中粉煤灰用量不应低于原材料重量的20%，水泥用量不应低于原材料重量的10%。

2.4.2技术指标

磷石膏砖技术指标参照《蒸压灰砂空心砖》JC/T637的技术性能要求；粉煤灰小型空心砌块的性能应满足《粉煤灰混凝土小型空心砌块》JC/T862的技术要求；粉煤灰砖的性能应满足《粉煤灰砖》JC239的技术要求。

2.4.3适用范围

磷石膏砖可适用于砌块结构的所有建筑的非承重墙外墙和内填充墙；粉煤灰小型空心砌块适用于一般工业与民用建筑，尤其是多层建筑的承重墙体及框架结构填充墙。

2.4.4已应用的典型工程

贵州开磷磷业有限公司建材厂试验楼、贵州六盘水凉都大花园。

2.5太阳能与建筑一体化应用技术

2.5.1主要技术内容

“建筑太阳能一体化”是指在建筑规划设计之初，利用屋面构架、建筑屋面、阳台、外墙及遮阳设施等，将太阳能利用纳入设计内容，使之成为建筑的一个有机组成部分。

“太阳能与建筑一体化”分为太阳能与建筑光热一体化和光电一体化。太阳能与建筑光热一体化是利用太阳能转化为热能的利用技术，建筑上直接利用的方式有：①利用太阳能空气集热器进行供暖；②利用太阳能热水器提供生活热水；③基于集热-储热原理的间接加热式被动太阳房；④利用太阳能加热空气产生的热压增强建筑通风。

太阳能与建筑光电一体化是指利用太阳能电池将白天的太阳能转化为电能由蓄电池储存起来，晚上在放电控制器的控制下释放出来，供室内照明和其他需要。光电池组件由多个单晶硅或多晶硅单体电池通过串、并联组成，其主要作用是把光能转化为电能。

2.5.2技术指标

(1)太阳能与建筑光热一体化，按《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364和《太阳能供热采暖工程技术规范》GB50495技术要求进行。

(2)太阳能与建筑光电一体化按《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》JGJ203技术要求进行。

2.5.3适用范围

适用于太阳辐射总量在5000 MJ/m2的青藏高原、西北地区、华北地区、东北大部，以及云南、广东、海南的部分低纬度地区。

太阳能与建筑光电一体化宜建小区式发电厂。

2.5.4已应用的典型工程

乌鲁木齐市华源·博瑞新村以太阳能真空管为组件的屋顶和外挂墙壁，进行热水供应，小区路灯和地下车库照明采用LED灯；清华大学建筑学院教学楼。

2.6建筑外遮阳技术

2.6.1主要技术内容

建筑遮阳是将遮阳产品安装在建筑外窗、透明幕墙和采光顶的外侧、内侧和中间等位置，以遮蔽太阳辐射：夏季，阻止太阳辐射热从玻璃窗进入室内；冬季，阻止室内热量从玻璃窗逸出，因此，设置适合的遮阳设施，节约建筑运行能耗，可以节约空调用电25%左右；设置良好遮阳的建筑，可以使外窗保温性能提高约一倍，节约建筑采暖用能10%左右。

根据遮阳产品的安装的位置分为外遮阳，内遮阳，中间遮阳，中置遮阳。

2.6.2技术指标

影响建筑遮阳性能的指标有抗风荷载性能、耐雪荷载性能、耐积水荷载性能、操作力性能、机械耐久性能、热舒适和视觉舒适性能等，产品技术性能指标见《建筑遮阳通用要求》JG/T274；施工时应符合《建筑遮阳工程技术标准》(新编)。

2.6.3适用范围

建筑遮阳形式的确定，应综合考虑地区气候特征、经济技术条件、房间使用功能等因素，以满足建筑夏季遮阳、冬季阳光射入、冬季夜间保温，以及自然通风、采光、视野等要求。适合于中国严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬热地区的工业建筑与民用建筑。

2.6.4已应用的典型工程

上海沪上生态家、北京神华集团办公楼等。

2.7植生混凝土

2.7.1主要技术内容

植生混凝土是以多孔混凝土为基本构架，内部是一定比例的连通孔隙，为混凝土表面的绿色植物提供根部生长、吸取养分的空间，是一种植物能直接在其中生长的生态友好型混凝土。基本构造由多孔混凝土、保水填充材料、表面土等组成。主要技术内容可分为多空混凝土的制备技术、内部碱环境的改造技术及植物生长基质的配制技术、植生喷灌系统、植生混凝土的施工技术等。

2.7.2技术指标

(1)护堤植生混凝土

主要材料组成：碎石或碎卵石、普通硅酸盐水泥、矿物掺合料(硅粉、粉煤灰、矿粉)、水、高效减水剂。

护堤植生混凝土主要是利用模具制成的包含有大孔的混凝土模块拼接而成，模块含有的大孔供植物生长；或是采用大骨料制成的大孔混凝土，形成的大孔供植物生长；强度范围在10 MPa以上；混凝土密度1800～2100 kg/m3；混凝土空隙率不小于15%，必要时可达30%。

(2)屋面植生混凝土材料组成：轻质骨料、普通硅酸盐水泥、硅粉或粉煤灰、水、植物种植基。主要是利用多孔的轻骨料混凝土作为保水和根系生长基材，表面敷以植物生长腐殖质材料；混凝土强度5～15 MPa之间；屋顶植生混凝土密度700～1100 kg/m3；屋顶植生混凝土空隙率18%～25%。

(3)墙面植生混凝土材料组成：天然矿物废渣(单一粒径5～8mm)、普通硅酸盐水泥、矿物掺合料、水、高效减水剂。主要是利用混凝土内部形成庞大的毛细管网络，作为为植物提供水分和养分的基材；混凝土强度5～15 MPa之间；墙面植生混凝土密度1000～1400 kg/m3；混凝土空隙率15%～22%。

2.7.3适用范围

适用于屋顶绿化，市政工程坡面机构以及河流两岸护坡等表面的绿化与保护。

2.7.4已应用的典型工程

镇江水环境处理“生态堤-滨江带-湿地系统的修复和污染控制”的生态堤。

2.8透水混凝土

2.8.1主要技术内容

透水混凝土是既有透水性又有一定强度的多孔混凝土，其内部为多孔堆聚结构。透水的原理是利用总体积小于骨料总空隙体系的胶凝材料部分地填充粗骨料颗粒之间的空隙，及剩余部分空隙，并使其形成贯通的孔隙网，因而具有透水效果。

(1)透水混凝土的制备

透水混凝土在满足强度要求的同时，还需要保持一定的贯通孔隙来满足透水性的要求，因此在配制时除了选择合适的原材料外，还要通过配合比设计和制备工艺以及添加剂来达到保证强度和孔隙率的目的。

透水混凝土由骨料、水泥、水等组成，多采用单粒级或间断粒级的粗骨料作为骨架，细骨料的用量一般控制在总骨料的20%以内；水泥可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥；掺合料可选用硅灰、粉煤灰、矿渣微细粉等。

投料时先放入水泥、掺合料、粗骨料，再加入一半的水用量，搅拌30 s；然后加入添加剂(外加剂、颜料等)，搅拌60 s；最后加入剩余水量，搅拌120 s出料。

(2)透水混凝土的施工

透水混凝土的施工主要包括摊铺、成型、表面处理、接缝处理等工序。可采用机械或人工方法进行摊铺；成型可采用平板振动器、振动整平辊、手动推拉辊、振动整平梁等进行施工；表面处理主要是为了保证提高表面观感，对已成型的透水混凝土表面进行修整或清洗；透水混凝土路面接缝的设置与普通混凝土基本相同，缩缝等距布设，间距不宜超过6 m。

(3)透水混凝土养护、维护

透水混凝土施工后采用覆盖养护，洒水保湿养护至少7天，养护期间要防止混凝土表面孔隙被泥沙污染。混凝土的日常维护包括日常的清扫、封堵孔隙的清理。清理封堵孔隙可采用风机吹扫、高压冲洗或真空清扫等方法。

2.8.2技术指标

透水混凝土的技术指标分为拌合物指标和硬化混凝土指标。

(1)拌合物：坍落度(5～50 mm)；凝结时间(初凝不少于2 h)；浆体包裹程度(包裹均匀，手攥成团，有金属光泽)。

(2)硬化混凝土：强度(C15～C30)；透水性(不小于1 mm/s)；孔隙率(10%～20%)。

(3)抗冻融循环：一般不低于D100。

2.8.3适用范围

透水混凝土一般多用于市政道路、住宅小区、城市休闲广场、园林景观道路、商业广场、停车场等路面工程。

2.8.4已应用的典型工程

奥运公园透水混凝土路面工程、上海世博园透水混凝土地面工程、郑州国际会展中心透水混凝土路面工程。

3　绿色建材是可持续发展的必然选择

3.1绿色建材的概念

所谓绿色建材，实质上就是赋予传统建材优异的环境协调性的材料，与传统建材相比，绿色建材具有以下五个方面的基本特征：

(1)使用3R环保建筑材料(节约Reduce、再利用Reuse、循环生产Recycle)。3R材料是指可减量使用，能重复使用和可再生使用的建筑环保材料。

(2)采用低能耗制造工艺和无环境污染的清洁卫生生产技术。

(3)在建筑产品生产过程中不使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物等，产品不含汞及其化合物，不使用含铅、镉、铬及其化合物制成的颜料和添加剂。

(4)产品的设计宗旨是改善生产环境、提高生活质量，有益于人体健康。

(5)产品可循环或回收再利用，不产生污染环境的废弃物。

3.2绿色建材的技术途径

(1)研究和开发新品种水泥，扩大和改进水泥的应用范围与使用功能。

(2)混凝土的绿色化。

①研发和推广高性能混凝土，节约水泥熟料，减少环境污染。

②推广商品混凝土，减少噪声、粉尘、污水等污染。

③加快废混凝土的再生循环，保护生态环境功能。

④开发绿色混凝土外加剂，防止室内环境污染。

3.3推行绿色施工的具体措施

3.3.1加强政策引导，提高绿色施工意识

(1)完善法律法规及评估体系。为规范引导建筑业转向绿色可持续发展，应建立有效的发展绿色建筑的行政监管体系和政策法规体系，制定绿色建筑施工的评估体系。

(2)加强宣传、教育和培训。对建筑工人应进行广泛深入的教育、宣传和培训，强化对承包商的宣传教育，开展绿色施工检查评比活动，推动示范性绿色施工项目及施工企业的建立。

3.3.2注重绿色施工的政策性引导和激励

一些绿色施工技术的运用需要增加建筑成本，而承包商的目标是追求利润最大化。可采用财政税收等经济手段建立有效的激励制度，增强企业自主实施绿色施工的主动性、积极性。对建设项目施工过程进行绿色施工评估，对达到标准的施工企业降低税收比例，以补偿采取绿色施工措施增加的费用支出；对达不到标准的施工企业提高税收比例。

3.3.3加快绿色施工技术的研究开发和推广运用

施工新技术的推广应用不仅能够产生较好的经济效益，而且能减少施工过程对环境的污染，创造较好的社会效益和环保效益。

3.3.4改变现行建设管理体系

当前国际上较为流行的是设计-采购-施工总承包模式，该模式为总承包商在更大范围内，灵活地进行系统资源优化和统筹提供了可能。而在国内的建筑市场上，建筑产品产业链上存在着投资、设计、施工、供应多个环节上的纵向分割局面，工程项目被严重肢解，工程总承包商要想依据施工情况进行调整和变更极为困难，系统外的调整涉及到多方利益关系，协调成本高，绿色施工受到了很大制约。部分企业已经开始实行设计-采购-施工总承包模式，并且取得了不错的效果，应该进行大力推广。

3.3.5减少环境污染，实施节能降耗

(1)减少污染物的排放。采用现代化的隔离防护设备，实施封闭式施工，减少或者避免粉尘、噪声、光、污水等直接对环境或人员的污染，以减轻对人类健康和环境的危害。

(2)可回收资源的利用。通过改善管理，回收循环利用和再加工综合利用等措施来实施对废弃物的处理和回收，有效控制污染，提高资源利用效率，实现环境资源的可持续发展。

(3)节约资源。建设项目一般要耗用大量材料、能源和水资源。如利用施工废水或雨水等来减少施工期用水量；增加摊销材料的周转次数等。

3.4绿色施工需要技术创新

3.4.1绿色施工已有一定成效

目前，绿色施工研究在一些企业广泛开展，绿色施工示范工程在局部地区和部分企业已确立和运行，指导绿色施工实施和评价的绿色施工标准编制工作已陆续启动。

3.4.2现有技术尚需改进

绿色施工技术是绿色施工的基础，目前中国现行的许多施工工艺难以满足绿色施工的要求。高强混凝土用量低，模板周转次数低，民用建筑特别是住宅工程二次装修普遍，拆除量大，施工过程中噪音及光污染并未得到妥当解决。

3.4.3施工企业要推进绿色施工

节约资源和保护环境，已经成为建筑业企业和工程项目部义不容辞的责任，已经形成了广泛的主流意识。施工企业应积极推进绿色施工，在建筑行业实行低碳经济发展思想，这是建筑业的大势所趋。

4　结束语

中国的煤、石油、天然气、水、森林的资源总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平，走可持续发展之路迫在眉睫。可持续发展不是一味地追求节省，而是要寻求一种最合理的中间状态，既要保证建筑有足够的创意，也要追求最优的技术经济指标，以最少的投入获得最大的效益。

实施绿色施工对促进建筑业可持续发展具有重要意义。绿色施工涉及到与可持续发展密切相关的生态与环境保护、资源与能源利用、社会与经济发展问题，是绿色施工技术的综合应用。随着可持续发展战略的进一步实施，实施绿色施工，必将会成为社会的必然选择。中国绿色施工尚处于起步阶段，应通过试点和示范工程，总结经验，引导绿色施工的健康发展。

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2015-10-19

窦围围(1988—)，男，助理工程师。电话：15996366618

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