新型绿色节能技术在建筑工程施工中运用分析*

杨素海

(北京建工集团山西建设有限公司 太原 030000)

随着全球环境问题日益加剧和社会对可持续发展目标的不断追求,新型绿色节能技术在建筑工程施工中的应用成为了行业转型的重要途径,该项技术应用旨在减少建筑过程中的能源消耗和碳排放,同时提高建筑物的能效和居住舒适度,从利用高效保温材料、采纳太阳能光伏系统,到实施精细化的施工管理和废弃物循环利用,绿色节能技术正在逐步改变建筑行业的面貌,不断推动着建筑行业的可持续性发展。

1 新型绿色节能技术应用优势

1.1 有利于缓解社会资源短缺

新型绿色节能技术在建筑工程施工领域的应用,对于缓解社会资源短缺问题提供了显著优势,例如采用高效保温材料、反射性涂料等节能材料能大幅减少建筑物的能源需求,从而降低化石燃料消耗和其他非可再生资源的依赖,有效缓解能源短缺压力,通过实施绿色施工技术不仅减少了建筑垃圾对填埋场的压力,也重新引入了原材料市场,减轻了自然资源的开采和加工负担,此外集成可持续能源系统如太阳能光伏板和风能系统,为建筑提供清洁能源,进一步减少对传统能源的需求,有助于缓解能源危机,最后智能自动化技术的应用可以优化施工过程,提高材料和资源的使用效率,避免浪费。这些技术的综合应用不仅促进了建筑行业的可持续发展,同时也为缓解资源短缺问题提供了实际且有效的途径。

1.2 有利于保护周围生态环境

新型绿色节能技术能够显著降低施工过程中的能源消耗和碳排放,使用高效保温材料可以减少建筑物对外部能源的依赖,从而减少化石燃料的使用和温室气体的排放,并且绿色施工方法强调最小化对自然资源的侵害,通过使用经过认证的可持续采伐木材和回收材料,可以减少森林砍伐和资源枯竭的风险。同时新型节能技术的应用促进了对周围生态环境的考虑,如施工过程中采用的透水混凝土可以支持地下水补给,减少径流造成的水土流失和附近水体的污染,而且太阳能和风能系统的集成应用也进一步减少了对环境有害的非再生能源依赖性。

此外在施工现场通过严格的废弃物管理和高效的废物回收系统,可以大幅度减少建筑垃圾对环境的负担,并且可以优化材料的使用和运输,降低对环境的影响。

2 案例分析

以某商业建筑项目为例,该项目致力于采用最新的绿色节能技术,以实现节能减排和环境可持续发展目标,在施工过程中项目团队集成多项创新技术,其中项目选用的保温材料热阻值达到4.5 m2K/W,相比传统保温材料提升40%的热效率,这一改进预计可每年为建筑节省约60 000 k W·h的能耗,并且建筑屋顶安装5 000 m2的太阳能光伏板,预计平均每年可产生750 000 k W·h电能,满足建筑10%电力需求,同时减少年均560 t的二氧化碳排放,此外通过引入BIM(建筑信息模型)技术及智能控制系统,实现了施工过程的精细化管理和建筑运营的高效能源监控,BIM 技术使得施工资源优化利用率提升20%,而智能控制系统则通过实时调整内部环境设置,降低了额外的能源消耗。

3 新型绿色节能技术在建筑工程施工中的具体应用分析

3.1 太阳能利用技术

太阳能利用技术作为一种代表性的绿色节能技术,正逐渐成为提高能效、减少环境影响的重要手段,太阳能利用技术主要包括太阳能光伏系统和太阳能热水系统两大类,两者都可以直接利用太阳能转化为电能或热能,供建筑使用。其中太阳能光伏系统通过安装在建筑物屋顶或墙面的光伏板,将太阳光转换为电能,具体工作原理如图1所示。

图1 太阳能光伏发电原理图

其中现代光伏板的平均转换效率大约为15%～22%,说明每平方米的光伏板在理想条件下每小时可产生约150～220 W 的电力,而随着技术的进步光伏材料的效率仍在持续提高中,并且集成光伏(BIPV)技术允许光伏元件与建筑结构融为一体,除了具有发电的功能外,还具备美观节能的特点。

而太阳能热水系统则是通过太阳集热器收集太阳能,加热水存储在保温水箱中供日常使用,根据相关统计来看,标准太阳能热水系统可以覆盖家庭70%～80%的热水需求,能够显著减少对传统能源的依赖和二氧化碳排放。

目前太阳能利用技术不仅在住宅建筑中得到应用,也越来越多地被商业和公共建筑所采纳,如办公楼、学校和医院等,有效实现了建筑能源的自给自足和减少环境足迹,尽管初期投资相对较高,但通过政府补贴、减税等政策支持,加之节能减排带来的长期经济效益,太阳能利用技术的应用前景会更加广阔[1]。

3.2 节能材料应用

在运用新型绿色节能技术中,节能材料的应用逐渐成为推动行业可持续发展的关键因素。能材料以其高效的保温、隔热或反射特性,在减少建筑能耗、降低温室气体排放方面发挥着至关重要的作用。

在保温方面,高效保温材料以聚氨酯泡沫和真空绝热板(VIP)材料为主,聚氨酯泡沫具有极低的导热系数,通常在0.022 W/(m·K)左右,远低于传统保温材料,意味着在相同保温性能需求下,聚氨酯泡沫的使用厚度可以大大减少,从而降低墙体的总体厚度,提高室内可用空间,以本次项目建筑为例,采用聚氨酯泡沫作为外墙保温材料相比传统保温材料(如岩棉板),每年可节省约5 000 k W·h的能源消耗。而真空绝热板(VIP)则提供了更高效的保温解决方案,其导热系数可低至0.004 W/(m·K),虽然VIP的成本高于其他传统保温材料,但其超薄的特性使得在节省空间的同时,还能实现更高效的能源利用,通过使用VIP替代标准聚苯乙烯泡沫板,墙体保温层厚度能够从原来的10 cm 减少到2 cm,建筑整体能耗降低约15%[2]。

同时反射型涂料是另一种常见的节能材料,该材料通过在建筑物外部涂覆,反射掉大量太阳辐射,从而减少建筑物对外界热量的吸收,相关数据显示高反射率涂料可以将太阳热能反射率提高到85%以上,相比普通涂料减少约10%～15%的空调能耗,尤其是在高温炎热地区,该材料的应用尤为有效,能显著降低建筑内部的温度,提高室内舒适度,减少空调的使用频率和强度。

此外透水混凝土也是一种新型环保材料,虽然主要用于地面铺装,但其对于减少城市热岛效应、提高地下水补给能力也有积极意义,透水混凝土的使用可以减少地表径流,防止城市内涝,同时还可以通过地面的自然蒸发降低周围环境温度,间接减少建筑物的冷却需求。

3.3 资源循环利用

3.3.1 雨水收集利用系统

雨水收集利用系统旨在通过捕获、储存和再利用雨水来减少对传统水资源的依赖,该技术不仅有助于节约用水,还可以显著减少建筑物的运营成本,具体系统制作结构如图2所示。

图2 雨水收集利用系统结构图

在雨水收集系统设计中,需要在建筑屋顶或地面设置专门的雨水收集区域,包括雨水落水管、收集槽等设施,屋顶收集系统需要改造现有的排水系统,使之能够将雨水输送到指定的储水设施中去,然后为为确保收集的雨水质量,需要通过过滤系统去除颗粒物、树叶和其他大型杂物,使用沉淀池或沙滤池进一步处理,以除去较小的悬浮物质和部分污染物,将经过初步处理的雨水被引导到储水设施中,如地下水箱、蓄水池或特制的雨水储存罐,要求这些储存设施设计有防渗漏、防腐蚀的特性,并配备必要的检测和维护入口。

而在利用方面储存的雨水可以用于多种非饮用目的,如冲厕、灌溉园林、补充景观水体、清洗车辆和路面等,通过设置适当的分配和输送系统确保雨水可以被高效利用,或者可以通过安装高级过滤和消毒设备(如紫外线消毒器)进一步提升雨水的质量,使其达到相应的安全标准,该系统的设计除了能够实现水资源节约和循环利用外,还能减轻城市排水系统的负担,缓解洪水风险,为建造更加环境友好和可持续的绿色建筑提供有效支持[3]。

3.3.2 废弃物管理和循环利用

首先在项目规划阶段,应进行废弃物最小化设计,通过优化建筑设计使用模块化和可拆卸的结构元素,可以在建筑物拆除或翻新时易于回收使用,从而减少废弃物的产生,或者选用可回收或已回收材料进行施工,如再生混凝土、再生钢材等,以此减少对新原材料的需求,大幅度降低建筑废弃物的出现。而在具体施工的过程中,应采取有效的废弃物分类系统,将废弃物分为可回收、可再利用和非回收三类,并确保各类废弃物被正确处理,例如,木材、金属、塑料和纸张等可以通过专业回收公司进行回收再利用,而对于不可回收的废弃物,则需要寻找合适的处理方式以最小化对环境的影响,同时施工中还可以实施废弃物交换平台,促进建筑废弃物的资源化利用,这种平台可以将产生的废弃物信息公开,使得其他需要这些材料的项目或个人能够方便地进行获取,从而实现资源的再利用。此外还需要加强施工人员废弃物管理和循环利用的意识培训,对施工人员、管理人员进行定期培训,提高对绿色节能重要性的认识,以及掌握废弃物分类、减少、回收和循环利用的具体操作技能。

4 结语

综上所述,随着生态环境压力逐渐加大,要想进一步减少建筑工程施工对生态环境的影响,就必须重视对新型绿色节能技术的应用,结合项目实际情况选择合适的技术种类,同时加大其宣传力度,完善相关的管理标准以及规范体系,不断完善其创新力度,确保新型绿色节能技术得到广泛应用,在保障施工质量的同时,不断减少对生态环境的影响,最终促进我国建筑行业的可持续性发展。