节能环保背景下高层建筑绿色施工技术*

李 坤 李孟强 范宇航 王子晴 张金国

(中建八局第二建设有限公司 济南 250000)

伴随城市化进程的加快,高层建筑数量不断增加,其施工活动对资源环境造成的负荷与日俱增。建筑工程施工涉及大量能源消耗,还会产生扬尘、噪声、废水、固体废弃物等多种污染物,对周边生态系统构成严重威胁。因此,构建资源节约型、环境友好型施工模式迫在眉睫,成为提升建筑业可持续发展水平的关键所在。在此背景下,积极推广并不断优化完善高层建筑绿色施工技术,对于促进行业绿色转型、实现人与自然和谐共生意义深远。

1 绿色施工技术概述

1.1 绿色施工技术的概念

绿色施工技术指的是在建筑工程施工全过程中,采取科学合理的技术手段,最大限度地节约资源、保护环境、减少污染的一系列理念和方法。该技术的核心目标是实现工程项目与生态环境的协调统一,促进建筑业可持续发展。具体包括节约土地、水、能源等自然资源,降低建筑废弃物、噪音、扬尘等对环境的不利影响,优化施工工艺流程,选用环保新型材料等多方面内容。通过绿色施工技术的实施,可显著减少施工对环境造成的负荷,确保工程质量安全的同时,实现资源节约与环境保护。

1.2 绿色施工技术的发展历程

绿色施工技术的发展经历了一个逐步演进的过程。20世纪70年代,随着环境问题日益严重,可持续发展理念开始兴起,人们意识到必须采取措施保护生态环境。建筑业作为资源消耗大户,首当其冲需要转变发展模式。

进入21世纪后,越来越多国家和地区制定相关政策法规,大力推广绿色建筑理念,绿色施工技术逐渐成为解决建筑业环境问题的重要手段。目前,通过持续的技术创新,绿色施工技术已涉及建筑全生命周期,覆盖设计、材料选择、施工作业流程、废弃物处理等诸多环节,形成了较为系统完备的理论体系和实践经验,正在广泛应用于各类建筑工程中[1]。

2 绿色施工技术的基本原则

2.1 节约资源,减少浪费

建筑工程施工涉及大量自然资源消耗,如土地、水、能源、原材料等,同时也产生大量建筑垃圾和其他废弃物。有效控制资源消耗及减少废弃物排放,对于保护环境、实现可持续发展意义重大。绿色施工技术要求从工程设计、材料选择、施工作业组织等各个环节入手,优化资源配置,提高利用效率;合理调度施工计划,精细化管理,降低资源浪费;推广新工艺、新技术,扩大可再生资源应用范围;加强对废弃物的分类回收和资源化利用,最大限度延长资源寿命周期,将资源损耗降至最低。

2.2 环保优先,绿色施工

建筑施工过程中存在扬尘、噪声、固体废弃物、废水等多种污染源,对周边环境产生不利影响。绿色施工技术要求优先考虑施工作业对生态环境的影响,采取有效措施从源头预防和控制污染,努力实现施工过程中的污染物零排放。具体包括:合理布置施工现场,采用环保型施工机具和工艺;加强废弃物分类管理,提高资源化利用水平;采用环保型新型建材,减少有毒有害物质排放;建立污染物处理设施,净化尾气、废水和固体废弃物等。通过绿色施工,最大程度避免施工对大气、土壤、水体等环境要素的破坏,维护生态平衡。

2.3 全过程控制,持续改进

绿色施工技术需要贯彻全过程控制和持续改进的理念。建筑工程施工是一个复杂的系统工程,涉及设计、准备、实施、验收等多个阶段,每个环节都可能产生资源浪费和环境污染。因此,必须从工程立项伊始,就把绿色理念贯穿于整个施工过程之中,对各个环节实行严格管控,避免分区分段带来的系统性风险。同时,要建立健全的绿色施工管理体系,制定完善的作业流程和质量控制标准,定期开展绩效评估,持续优化和改进施工方案,不断提高绿色施工技术在实践中的适用性和有效性,达到动态调整、持续改进的目标,推动绿色施工技术不断完善和发展[2]。

3 基于节能环保的高层建筑绿色施工技术

3.1 节能减排技术

3.1.1 建筑设计优化

科学合理的设计方案可以最大限度减少施工过程中的能源消耗和污染物排放。具体包括合理布局建筑总平面,优化总平面布局、单体布局和建筑形态,降低建筑本身的能耗;优化建筑设计,采用被动式节能技术,如太阳能利用、自然通风等,减少对供暖、制冷和照明等的需求;采用模块化设计,提高构件预制率,减少现场湿作业,从而降低施工能耗和扬尘污染;合理选择建筑朝向,利用自然采光和通风,减少人工照明和空调的使用;采用先进的计算机辅助设计和模拟仿真技术,优化建筑性能,做到因地制宜、因陋就简。通过优化设计,可以显著降低后续施工和运营阶段的资源消耗。设计优化需要立足全生命周期节能理念,综合考虑建筑使用功能、气候环境、施工工艺、运营成本等多方面因素,充分发挥建筑设计在绿色施工中的引领和导向作用,为后续绿色施工奠定坚实基础。

3.1.2 节能材料应用

合理选用节能环保型材料,可以从源头上减少能源消耗和污染物排放。在材料选型时,应优先考虑其在整个生命周期中的环境影响,注重可再生性、低耗能、低排放、绿色环保等特性。例如,可采用掺合适外加剂的混凝土,提高其工作性能,从而减少运输和施工过程中的能耗;利用钢结构或钢筋混凝土结构代替纯混凝土结构,减轻自重,降低建筑物本身的能耗;采用绝热性能优良的外墙外保温系统,提高建筑物的保温性能,节省采暖和空调能耗;选择低辐射性能好的玻璃,减少热量损失;采用新型绿色环保型保温隔热材料和装饰装修材料,避免挥发性有机物和放射性物质的释放等。同时要注重材料的可循环利用,积极使用再生材料,减少资源浪费[3]。

3.2 节水环保技术

3.2.1 雨水收集利用

雨水收集系统通过在建筑物屋面和地面设置集水池、管道等收集设施,将降雨时的天然雨水统一收集起来,经过简单的沉淀、过滤处理后,用于建筑绿化浇灌、道路冲洗、景观补给等非饮用用水领域,有效减少对自来水资源的依赖。具体流程详见图1。与自来水相比,雨水不仅无需复杂的制取和净化工序,而且无污染、无咸味,水质绿色环保。通过雨水收集利用,可以大幅节约城市自来水资源,减轻市政雨水管网压力,防止内涝风险。

图1 雨水收集利用流程图

3.2.2 中水回用系统

中水回用系统是一项重要的节水环保技术,在高层建筑绿色施工中发挥着不可替代的作用。该系统能够对生活污水和部分工业废水进行深度处理和净化,使其达到非饮用水的水质标准,然后将处理后的中水回收利用于建筑物的冲厕、绿化、清洗等场合,减少对自来水的需求。与雨水利用不同,中水回用系统的供水量相对稳定持续,不受天气影响,能够为高层建筑提供可靠的非传统水源补给。一方面,通过循环利用原本被排放的废水资源,节约了大量宝贵的自来水资源;另一方面,减少了废水直接排放对环境造成的污染,有利于改善城市水环境质量。此外,中水回用系统的建设运营成本低廉。

3.2.3 施工废水处理

施工废水处理是高层建筑绿色施工中节水环保的重点内容。施工过程中产生的各类废水,如混凝土浇筑废水、钻孔冲洗水、设备清洗水等,若直接排放将对周边水体环境造成严重污染。因此,必须在施工现场设置废水收集和处理设施,对施工废水进行集中收集、沉淀、过滤、消毒等多道处理工序,使废水达到环保排放标准后方可排放或循环利用。处理后的施工废水可回用于混凝土搅拌、设施清洗等施工场景,减少新鲜水资源消耗。特别是混凝土浇筑废水和钻孔冲洗水,含有大量水泥、粉尘等悬浮颗粒物,经过沉淀和过滤处理后,上清液可直接回用于新的混凝土拌和或钻孔冲洗,既节约水资源,又减少了废弃物排放[4]。

3.3 建筑垃圾处理技术

3.3.1 垃圾分类回收

垃圾分类回收是高层建筑绿色施工中减少建筑垃圾排放的重要手段。施工过程中会产生大量混凝土、砖块、钢筋、木材、塑料、金属等各类固体废弃物,如果集中堆放将严重污染环境。因此,需要在施工现场设置多个分类投放点,按照可回收利用与不可回收利用将建筑垃圾进行分类收集。可回收利用的建筑垃圾主要包括混凝土、砖块、钢筋、金属、木材等,经过破碎、分拣等简单处理后,可再次用于新的建筑工程或其他领域。混凝土渣可破碎后作为道路铺设料;钢筋、金属等可出售给专业回收公司;木材可粉碎后作为人造板原料或生物质燃料。通过资源化利用,减少了废弃物填埋和焚烧排放对环境的影响,实现了资源的再生和循环利用。相比直接处置,建筑垃圾回收利用产生经济效益,促进资源节约型社会建设。

3.3.2 垃圾无害化处理

对于不可回收利用的建筑垃圾,必须采取无害化处理措施,防止对环境造成二次污染。主要处理方式有填埋和焚烧。填埋是将建筑垃圾运送至专门的垃圾填埋场,分层压实后用土覆盖,实现永久隔离与安全存储。为减少填埋物的体积和毒性,需要对原生垃圾进行预处理,如压实、去除有毒有害物质等。同时要对填埋场地质条件、防渗漏、渗滤液收集处理等进行专业规划设计,并在填埋过程中实施严格管理,避免污染物渗漏扩散。焚烧是将建筑垃圾在高温下完全燃烧分解,减小体积并回收废热能源。焚烧处理需使用专业垃圾焚烧炉,配备高效除尘、脱硫、脱硝等净化装置,确保尾气达标排放[5]。

4 结语

在节能环保大背景下,高层建筑绿色施工技术正逐步完善并广泛应用,主要包括节能减排技术、节水环保技术和建筑垃圾处理技术三大类。通过建筑设计优化、节能材料应用、施工机械节能等多种途径,实现施工过程的能源消耗和污染物排放大幅下降。雨水收集利用、中水回用系统、施工废水处理等节水环保技术,则从源头上减少了对宝贵水资源的需求。同时,建筑垃圾分类回收和无害化处理措施,促进了资源的循环利用,避免了对生态环境的进一步破坏。上述各项绿色施工技术有力地体现了节约资源、保护环境、减少浪费的理念,为建筑业可持续发展注入了新的动力。