基于“双碳”背景下的建筑节能施工技术探讨

黄玉才 刘小蒙

1. 中天建设集团有限公司 浙江 杭州 310000

2. 浙江省建筑设计研究院 浙江 杭州 310000

近年来，随着全球能源危机和气候变化日益加剧，“碳达峰、碳中和”已成为全球共识。2020年的联合国大会上，我国提出“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的具体目标[1]，“碳达峰、碳中和”正式成为国家战略；2021年的全国两会政府工作报告，“碳达峰”行动方案、优化能源结构和大力发展新能源被列为政府工作重点；同年，中央财经委员会第九次会议上，“碳达峰、碳中和”被纳入生态文明建设整体布局。“双碳”目标将是未来中国各个行业发展、转型最重要的指导依据，作为我国能源消耗和二氧化碳排放的主要领域之一，建筑行业应积极探索低碳发展之路，优化建筑施工技术、降低建筑能耗、实现建筑节能是建筑行业可持续发展的必然举措。本文通过对我国现阶段建筑能耗现状分析，阐明我国建筑施工存在的能耗问题，首先，提出从注重施工机械维护、合理安排施工进度、加强施工用电管理等方面，降低施工能耗；其次，从建筑外墙、屋面、门窗着手，提出优化建筑节能施工技术；之后，从加强污水处理、控制扬尘等方面，提出加强环境保护，减少能源消耗；最后，通过明确节能目标，建立能耗管理制度，推广节能技术和设备，加强施工节能监督和检查等方法，健全能耗管理机制，以期为建筑施工阶段的能耗问题的解决提供参考和借鉴。

1 建筑节能分析

1.1 建筑能耗现状

以建筑实体作为最终产品，其寿命周期内的全部能耗总和，称为该建筑的全寿命周期能耗，主要包括：①建筑材料的生产、运输；②建筑施工；③建筑运行；④建筑拆除处置四个阶段的能耗总和[1]。随着经济的快速增长，人们对居住环境要求不断提高，建筑行业经历了突飞猛进的发展，“双碳”背景下，建筑行业的能源消耗问题也逐渐得到广泛关注，根据“中国建筑能耗研究报告2020”，2018年全国建筑全寿命周期能耗及碳排放占全国能源消耗总量及碳排放的比例分别为46.5%和51.2%，其中，建筑施工阶段的能耗及碳排放在建筑全寿命周期能耗及碳排放中的占比分别为2.2%和2.0%。时至今日，在我国建筑行业，建筑企业之间的竞争相当激烈，无论是方案、设计还是施工，往往以时间为节点，时间即效益，这也导致在施工过程中，施工单位为追求经济效益，将主要精力都放在施工进度上，采用低成本材料取代绿色建材，施工中投入大量的机械设备，对一些老旧高能耗设备能用则用，以高消耗作为代价来换取时间效益，在施工技术选择和应用上忽略了能源消耗问题，由此势必会造成能源浪费，从长远来看，这种施工模式不利于城市建设与自然环境的协调发展。

1.2 建筑节能的意义

当前，为应对全球能源危机和环境恶化带来的新挑战，我国各行业各领域都在积极落实“双碳”目标，发展绿色节能技术。建筑行业作为传统碳排放大户，更应积极探索在建筑材料的生产、运输、建筑施工及建筑运行等各阶段的节能技术，减少能源消耗，实现能源的可持续发展。

(1)建筑节能可推动建筑行业的良性发展。随着生活水平的不断提高，人们对居住环境、居住品质有了更高追求，绿色建材、低能耗建筑也逐步成为人们选择居住建筑考量因素。在此需求之下，建筑设计方案中逐步融入节能设计理念，建筑施工选用节能环保材料，由此，促进建筑行业向节能环保方向健康发展。

(2)建筑节能可缓解能源危机。燃料能源在建筑能源消耗中占比最多，根据有关调查研究，我国石油可开采年限20年，煤炭109年，天然气45年[2]，作为不可再生能源，燃料能源危机不言而喻。积极探索建筑节能新技术，将其应用于建筑建造、使用等各个环节，可有效降低建筑能源消耗，对缓解能源危机起到积极推动作用。

(3)建筑节能有助于保护生态环境。建筑施工不可避免地会对周围环境带来噪声污染、废水污染、粉尘污染、废气污染等，从建筑节能目标出发，将建筑节能技术应于施工生产，可从源头上减少污染，如对污水净化处理，能有效避免水污染；采用绿色节能施工设备，能降低设备能耗，同时减少噪声污染。由此，采用建筑节能技术，可有效减少建筑施工对周围环境的影响，有助于实现对生态环境的保护。

2 建筑节能施工技术措施

2.1 降低施工能耗

建筑施工阶段能耗作为建筑耗能的一部分，合理安排施工进度计划，有针对性地改进施工技术，规范操作流程，引入环保节能设备等，不仅能够提高施工效率，节约工期，还能有效降低建筑施工能耗，对建筑节能意义重大。

(1)注重施工设备维护。现代化施工离不开起重机、钢筋加工等机械设备。首先，在机械设备的使用过程中，应按照要求规范操作，尽量减少设备空转，充分发挥设备的性能，降低使用能耗。其次，要注重设备的日常维护，机械设备的使用性能，直接影响作业效率和能耗的高低，对性能老化、局部磨损等影响施工效率，加大施工能耗的设备及时更新。

(2)合理安排施工进度。结合建筑结构自身特点，合理安排施工进度，制定明确的节能目标，根据施工进度计划，优先使用绿色建材，准确把握材料采购数量及采购时间，避免过度采购、过度生产造成的能源浪费和建筑能耗问题。

(3)加强施工用电管理。电能损耗是建筑施工能耗的主要源头之一，制定合理的用电制度，加强施工现场用电管理，严格控制照明设备、空调、施工机械设备的用电，可有效减小施工用电能耗。

2.2 优化节能施工技术

外墙、门窗、屋面作为建筑物内外连接的桥梁，施工技术的优劣对建筑运行阶段的节能效果起着决定性作用。响应“双碳”号召，优化墙体、门窗、屋面施工技术，打造绿色、环保、舒适的工作和生活环境，是节约资源，提升能源利用率，有效降低建筑能耗的必然选择。

(1)优化外墙施工技术。

外墙保温有外墙外保温、外墙内保温、夹心保温、自保温、组合保温等模式，具体要结合建筑特点、设计及环保要求，合理选用。目前，外墙外保温和外墙内保温两种墙体保温模式在实际项目中较为普遍。首先，外墙外保温是指在建筑物的外表面覆盖保温材料，然后进行装饰施工，是现阶段全国范围内应用最广的一种形式，常见的外墙保温材料有挤塑聚苯板、聚氨酯泡沫板、岩棉板等[3]。由于饰面与抹面层参数差异较大，具体施工时，应加强基层墙体质量的把控。通常要先除去基层表面的尘土、油污等表面物质，然后对存在的空鼓、裂缝、不平整、松动等问题及时修复，此外，还需对基层墙体进行拉毛，增强墙体与保温材料的粘结性，若基层存在漏水风险，需进行防水处理。根据项目实际情况，施工时应选择合适的粘贴材料，保温材料在铺贴时注意与基层表面完全贴合，保证保温层施工的平整度，同时可采用钉子或塑料夹进行固定，以此增加保温层的牢固度。其次，外墙内保温是将保温材料置于外墙的内侧，目前也广泛应用于实际项目中，配套技术和相关使用标准相对完善，常用的内保温材料有聚苯板、聚合物无机保温砂浆、FTC自调温相变蓄能材料、聚苯颗粒等，聚合物无机保温砂浆为新型外墙保温材料，由高强水泥粉煤灰、珍珠岩等按一定比例配合而成，施工操作简单，防火性能较好，能有效改善墙体抗裂性能，施工时建筑热桥部位要进行特殊的保温处理，否则宜出现空鼓、开裂甚至发霉的现象。

(2)优化屋面施工技术。

房屋建筑屋面的保温隔热性能在一定程度上影响建筑节能效益，采用节能环保的屋面施工技术，可实现节能环保与建筑使用功能共赢。房屋建筑屋面节能施工技术主要有倒置式屋面节能施工技术、建筑蓄水屋面节能施工技术和种植屋面施工技术等[4]。其中，倒置式屋面施工技术是在防水层上铺设保温板，以此改善建筑屋面保温隔热和防水性能，施工简单，保温层维修方便。其次，蓄水屋面是在刚性防水层上蓄适量的水，水蒸发带走建筑中的热量，以此来降低屋面的温度。最后，种植屋面又称绿色屋面，是在建筑屋面种植绿植，增强屋面的保温隔热性能，同时可借助植物的光合作用，提升建筑物空间区域环境的含氧量，优化城市生态环境，也是解决屋面积水问题的有效途径之一。种植屋面施工工艺流程包括：基层清理→找坡层→保温层→找平层→防水层→穿刺层→隔离层→保护层→排水层→过滤层→种植土层→绿色植被[5]。利用种植屋面节能施工技术时应注意以下几方面的问题：①确保基层干净、干燥、平整。在防水施工前，面应保证基层表无灰尘、浮浆等，且保持干燥、平整，基层处理剂涂刷基层界面的含水率一般不超过90%。②防水卷材施工质量控制。大面积屋面防水卷材施工前，要先对变形缝、出屋面管道根部及屋面阴阳角等特殊部位做加强层处理，铺贴前先定位放线，铺贴平整顺直、搭接准确、粘结牢固。铺贴完后要做全面质量检查，并做24h蓄水试验，观察特殊部位的渗漏水情况，如有问题及时修补。③严格把控耐根刺层的施工质量。耐根刺性是防止植物根系穿透、损伤建筑防水层的性能，耐根刺层施工质量直接影响建筑的安全性和使用寿命，施工时应选择耐根刺性的防水材料，如聚氯乙烯双面复合耐根刺防水卷材，其以铜胎基作为阻根防水层，稳定性好、耐化学腐蚀性强。

(3)优化门窗施工技术。

门窗作为建筑的重要组成部分，其结构密封性越强，隔热效果越好，可有效减少建筑的热量损失。因此，优化门窗施工技术，提高门窗隔热性能，减少能源浪费，对降低建筑能耗意义重大。根据建筑自身特点，确定合适的窗墙比和朝向，科学配置遮阳设施，选择节能效果优良的门窗材料是有效降低降低建筑能耗的前提[6]，此外，在门窗安装施工中应注意以下几个方面的问题：①采用预留洞口的方式安装门窗，禁止先安后砌，或边安边砌；②根据不同的施工材料，合理选用连接方式，严禁在砖墙结构中使用焊接射钉方式；③门窗压缝条及密封条安装顺直，保证与门窗紧密结合；④鉴于塑料门窗的温度敏感性，储存时应远离热源，同时避免在低温环境下进行塑料门窗及玻璃的安装施工；⑤建筑外墙门窗四周与墙体之间的缝隙，可采用聚苯板或聚氨酯等材料进行填充，严禁直接使用水泥砂浆嵌缝。

2.3 加强环境保护

减少施工对环境的影响是优化节能施工技术的有效手段之一。随着经济发展，人们对生活环境质量的要求逐步提升，城市化快速发展过程中，建筑施工带来的环境问题日益突出，施工产生的各种污染和资源消耗问题需得到有效控制。

(1)有效控制施工现场扬尘管理。减少扬尘，对控制城市PM2.5有着重要作用。施工现场应采用有效的降尘措施，如施工现场外围护挡墙安装喷雾降尘装置，现场借助塔吊安装喷淋装置，定期喷水降尘等。同时，对出场地工程车辆进行清洗，土石方工程装运车辆需进行有效覆盖。

(2)减小噪声污染。噪声污染作为施工现场最严重的环境污染现象之一，主要源自机械设备、现场作业、碰撞噪声及工人的吵杂声。结合周围环境，合理规划施工场地，将固定声源远离敏感区，同时，利用隔音材料等减少噪声向外传递，以此降低噪声对周围环境的影响。

(3)加强污水处理。对于施工现场的污水和生活废水，应严格遵守“污水综合排放标准”，通过物理、化学或生物的方法对污水进行处理后排放，条件允许的情况下，可进行污水处理后循环利用，以节约水资源，减少污染。

2.4 健全施工能耗管理机制

完善的施工能耗管理机制是落实现场节能施工的必要前提。可以从以下几个方面着手：①明确节能目标，建立能耗管理制度。工程项目开工建设前，施工单位应根据项目的实际情况及规划条件，结合国家及地方的建筑施工节能要求，制定节能目标，明确能耗管理的要求、相关施工负责人的职责和奖惩措施，使能耗管理有章可循。②合理安排施工进度，做好节能施工部署。施工单位应根据施工进度计划，结合施工内容，合理安排材料采购，优先使用绿色建材，合理安排施工计划，避免过度生产和浪费。③推广节能技术和设备。优先采用节能型设备，提高施工过程的能源利用效率，减少施工能耗。④加强施工节能监督和检查。建立有效的奖惩机制和监督制度，施工节能重点问题在施工前对施工人员做好专项培训和交底工作，并进行专人专项检查，对施工过程中出现的问题，能及时反馈，并得到有效的解决，保证节能目标顺利实现。⑤加强节能施工教育和培训。通过对施工管理人员进行节能教育和培训，使其了解节能减排的重要性，提高施工节能意识，为健全节能施工管理机制提供人员保障。

3 结语

综上，建筑行业作为我国能源消耗和碳排放大户，从建筑全寿命周期出发，积极探索建筑节能新技术 、降低建筑能耗，是实现建筑行业健康发展长久之计。建筑施工能耗某种程度上对建筑能耗起决定性作用，其影响不止于建筑施工阶段，施工质量的好坏、施工技术的选择，也是控制建筑运行阶段能耗的先决条件。从降低建筑施工能耗出发，优化建筑节能施工技术，符合“双碳”目标的发展要求，降低施工能耗、优化建筑节能施工技术、加强环境保护、健全能耗管理机制等节能施工措施，可为建筑施工阶段的能耗问题提供有效的解决路径。