绿色建筑材料及施工技术在建筑节能工程中的应用

孙清梅

（浙江广厦建设职业技术大学，浙江 东阳 322100）

0 引言

在建筑工程行业的飞速发展的背景下，能源应用和环境情况并不容乐观，因建造开发活动所导致的一系列问题也接踵而至。为促进可持续发展理念的全面响应，近年来有关节能工程的探索从未停止，目前行业内也有相当一部分学者针对建筑阶段工程展开全面的研究工作，但其更侧重于工程项目现场管理、设计管理的一系列内容。本文以施工技术和施工材料为切入点展开建筑节能工程的研究工作，明确绿色建筑材料及施工技术在建筑节能工程中的应用，将有助于行业整体的健康发展。

1 建筑节能工程概述

建筑节能是指在满足建筑既有设计需求和功能实现的基础上，尽可能提高能源转化率、减少能源应用量的一个理念。建筑节能工程是围绕着工程项目，使其具有节能特性的一系列工程形式，既包括针对原有工程的改造，又包括节能型建筑特有的工程类型。大力应用建筑节能工程符合当下行业能源及环境的相关背景。目前绿色建筑在行业内也有着较为全面的政策导向支持，《公共建筑节能设计标准》《建筑节能与可再生能源利用通用规范》《上海市建筑节能条例》等一系列规范性文件从技术和材料等多个角度促进建筑节能的全面落实[1]。因此本文所探究的一系列内容是具有研究价值和实用意义的。

2 案例概况

YF 科研中心项目位于上海市浦东新区，建造业态为一写字楼。此项目由1 栋高层和2 栋多层建筑构成，整体建筑面积约2.9 万m2。此项目作为YF 集团的总部大楼使用，集办公、商业、休闲于一体的综合体类建筑。在进行建造的过程中，考虑应用多种新型材料践行建筑节能举措，同时在施工过程中也提出了绿色施工的目标。此建筑的建造目标为符合“绿色三星建筑”相关标准，同时施工过程通过“上海市文明施工”评价认证。也因此在施工的过程中也结合“绿色建材”和“绿色施工”的多种需求，进行科学设计与优化工作。

3 案例工程难点分析

全面分析案例工程的建造需求，可总结出以下几个方面的难点问题：

一是案例工程的业态表现多样，YF 科研中心项目需要同时满足办公、居住、商务及公共空间等一系列需求。高层建筑主要作为办公及商业用途，其中规划了一部分商办空间；多层建筑为公共建筑。在建造过程中各个部分执行的标准有所差异，应用的技术体系也较为庞大。在进行施工管理的过程中也会存在交叉工程多、现场影响因素多的问题。

二是从工程项目的材料使用来看，YF 科研中心项目应用多种工程材料以满足工程需求，主要结构材料有钢结构和混凝土两种，内部涉及的分项工程，其所应用的材料差异性更大。从绿色建筑材料的角度进行分析，若想进行材料的创新应用，需要考虑各个材料与工程项目的实际匹配程度，同时新材料的引入也可能带来质量管理的特殊要求[2]。

三是工程项目现场监管因素的影响，YF 科研中心项目整体品质定位较高，作为政府投资的绿色建筑示范性项目需要同时接受多方监管，同时也需考虑在施工过程中对绿色建筑有关内涵的践行，需要提出持续性管控的概念。

4 绿色建筑材料的应用

4.1 保温装饰一体板

保温装饰一体板是代替薄抹灰保温体系和真石漆饰面的材料形式，是依附于建筑主体之外起到保温和装饰功能的材料。在设计之初，此案例工程为了达成节能的相关需求，在外墙外侧非幕墙部分设计了厚度为8mm 的岩棉板作为保温工程，而后在外侧进行真石漆仿石涂料的施工完成装饰需求。此方案固然满足工程需要，但在实际实施过程察觉到以下问题：岩棉板自重较大，薄抹灰施工体系的脱落风险较大；岩棉自身质地疏松无法形成平整基层，导致外侧的真石漆涂料施工效果较差。基于此需求提出了保温装饰一体化板的应用，该材料应用在建筑外墙需要进行保温的位置，内衬复合水泥发泡保温板，防火等级A 级，导热系数K ＜0.036，材料容重90kg/m³，同时采取龙骨卡扣和锚固结合的工艺，大大增加稳定性。外侧的涂料层在预制厂内统一完成施工，不受外部环境影响，施工效果平整度高。

此材料能够减少施工工序，提高工程质量和安全性，同时在施工的过程中也无需进行现场材料配置，不产生废水；该材料使用有利于建筑节能目标达成；因此是符合绿色材料要求的新型材料。

4.2 软膜天花吊顶

软膜天花材料是利用高分子薄膜材料进行室内顶棚处理的一种新型材料，能够代替水泥板、石膏板等传统的吊顶材料。案例工程在进行室内装修深化设计过程中，计划将所有办公区、公区的吊顶材料更换为软膜天花材料，具体材料为玻璃纤维氟树脂软膜天花。材料主要由纤维和树脂制成，自身具有较好的柔性，能够自由裁剪弯曲，对于大进深的空间而言，也可实现一次成型无需拼接。在进行施工过程中，按照施工界限范围确定边界并安装龙骨，而后将软膜天花材料张拉固定即可完成施工作业。

案例工程应用的纤维氟树脂软膜天花材料具有防火功能，按照我国现行规范此材料耐火等级为A 级；同时由于其自身致密的材质，能够加强室内空间的气密性，尤其对于建筑顶层位置，能够减少因屋面气密性不够造成的热量散失，也是有利于建筑节能目标达成的；同时作为吊顶，其施工简单方便，不会影响室内空间使用。因此在建筑节能和绿色施工的背景下，此材料是综合应用优势多样的新材料之一。

4.3 LOW-E 节能系统窗

基于建筑节能需求，外窗同样是建筑节能的切入点之一，作为外围护结构散失热量最多、节能改造最为困难的部分，同样是案例工程在实施过程中的难点部分。基于此需求，提出了Low-E 系统窗的使用。案例工程所有外窗均为定制化系统窗，在工厂内组装完成后直接Low-E 运送到现场进行安装，无需在现场进行尺寸调整或组装作业。窗体主要结构构成为：窗框部分，采用铝包木材质，空腔部分填充阻燃聚氨酯发泡；附框部分，铝合金材质附框，与窗主体使用免钉胶和密封胶进行粘接；玻璃部分，三玻两腔，填充氩气，内外玻璃为高强度钢化玻璃，夹层玻璃为Low-E 玻璃。从节能效果上来看，此窗系统平均导热系数为1.4，相比于单玻塑钢窗节能效果可达85%以上；系统窗在施工的过程中也需要在现场进行材料切割、安装、连接等，几乎不使用额外的工程材料，利于现场管理。

4.4 水泥基瓷砖胶粉

在案例工程中，公区部分和室内装修部分有较多大尺寸瓷砖的粘贴需求，公区墙面尺寸为800mm×800mm，室内背景墙瓷砖最大尺寸长边达1 800mm。针对大尺寸瓷砖的粘贴工作，行业内惯用的方式是有机溶剂胶粘剂，结合项目的“绿色”要求，显然这种具有刺激性气味、对使用者有害的材料的是不被提倡的。因此，提出了水泥基瓷砖胶粉材料的应用。案例工程应用的预拌水泥基瓷砖胶粉材料主要成分有石英砂、高强度水泥、可再分散乳胶粉、纤维素醚以及其他多种助剂等，其性能要求如表1 所示。

表1 水泥基瓷砖胶粉性能指标

在多种助剂的作用下能够使粉料产品具有较高的粘接能力，可适用于大尺寸瓷砖的粘贴工作，工程质量可得保障；预拌砂浆的形式无需在现场进行材料拌合与配置，避免粉尘污染；水泥材料甲醛含量低，不产生有机物挥发，施工过程中无异味，危害更小。

5 绿色施工技术的应用

5.1 建筑垃圾分类

案例工程地处上海市，上海市作为国家首批垃圾分类示范城市，多年来也取得了较为傲人的应用成果。针对生活垃圾的分类注意资源的更好应用，同时能够减少因垃圾处理不当带来的环境污染和能源浪费问题，实际上对于建筑工程行业而言，垃圾的正确处理具有同等重要的意义。因此案例工程在开展过程中提出了建筑垃圾分类的创新型举措，针对工程项目在施工过程中产生的固体垃圾，结合其特质不同，参照上海市生活垃圾分类的有关标准对建筑垃圾进行分类管控，具体分类如表2所示。

表2 YF 项目现场垃圾分类标准

案例工程自施工进程直至竣工验收合格的全过程中，均严格践行垃圾分类管理的举措，同时将垃圾分类的标准和参考内容宣贯至各个参与施工的分包单位，将该项检查纳入到文明措施评定标准当中。直至项目完成，共收集有害垃圾约4t，全部经过再次分类后，进行无害化处理；收集可回收物约7t，与资源再生企业对接完成回收工作。此举措减少了在施工过程中产生的环境污染问题，同时也能够增加资源的利用效率。

5.2 绿色施工评价工具

在案例工程施工的过程中，应用绿色施工评价工具，对现场的绿色施工情况进行全过程监控。此评价工具是基于物联网技术，在远程协同技术的保障下，针对现场绿色施工进行动态评价的一种技术形式。

首先是在现场架设传感器，对于施工现场的所有临街位置，进行24 小时不间断的扬尘和噪声监测，同时对收集到的数据进行智能汇总，针对某一位置的扬尘或噪声超标时，能够及时提出警报督促相关责任人处理；对于厂区车辆及人员进出进行记录，各个人员的体温以及核酸检测情况、车辆的尾气排放以及清洗情况等一系列与现场管理相关的数据，能够进行全面收集，同样在信息化技术的支持下，完成上述数据的整合汇总。

此数据收集完成之后，针对一般类型的数据，如现场的扬尘情况和噪声情况等通过屏幕显示的形式展示在施工现场，使项目各参与方直观准确地感受到工程项目的当前状态；针对细致化信息，由项目总承包单位和政府方同步进行查看，在可视化数据的展示之下，能够清晰明确的知悉现场实际施工情况，并以此作为绿色施工评价的重要依据，同时也能够督促企业在施工工作开展过程中的管理。

6 应用评价与展望

案例工程在施工过程中，主要从工程材料和现场施工技术两个方面来践行“绿色节能”的核心需求，在新材料选择的过程中，充分考虑到工程材料与工程使用功能和质量管理之间的关联关系，同时全面考量各个新材料的使用，对于工程质量管理、工程节能效果、现场施工、管理之间的关系，尽可能平衡各个管理指标，避免因新材料的使用对工程管理造成负面影响。

对于在施工过程中的技术应用，也充分考虑到工程项目的核心管理需求，确保各个技术体系的应用是符合工程实际需求的，避免在新技术应用之后，反而造成项目管理繁琐的问题。各个工程技术的选择均是基于项目需求实现的基础上所进行的，在不扰乱原有工程管理的需求之下，尽可能减少因施工过程带来的环境污染和能源浪费问题，同时秉承高效、准确的原则进行，现场施工管理的优化。

从案例工程的材料使用和技术应用的角度进行分析，多种新型材料和管理技术共同保障的项目管理目标的全面达成，进一步响应节能工程的相关需求，尽可能提高项目整体的节能系数，减少因施工建造活动产生的固体垃圾和外部环境影响。

实际上本案例工程仍有诸多可优化的要点，也同步做出如下展望：一是新型工程材料的进一步探索，随着跨学科探索的融合，当下在行业内有相当一部分新型材料能够解决传统建筑材料所具有的一系列问题，这一部分材料在未来会增加应用比例，减少传统材料所具有的能源和环境弊端；二是信息化和智能化技术的进一步完善，我国当下俨然已经进入信息化时代，但针对工程项目的施工管理工作，其信息化程度仍有待加强，应当探索更具有使用价值的信息化技术，而非将信息化技术变成施工管理工作的负担；三是行业内有关政策及法规的进一步完善，我国针对节能型建筑和绿色建材等一系列新型标准，是具有相应的推荐性规范的，但相关规范、标准细致化程度不够或不具有指引意义的问题，也值得引起重视，未来相关政策及法规会进一步细化且提高其实用价值。

7 结论

本文主要针对建筑工程项目在开展过程中，绿色建筑材料及施工技术的应用展开一系列探索，同时结合具体的工程项目明确材料应用和施工管理的若干问题。YF 科研中心项目对本文中所述的工程材料及施工技术进行全方位应用，最终确保该案例工程的顺利落实。目前此案例部分项目已经通过绿色建筑预认证，项目建造过程及工程成果符合绿色建筑的相关要求。