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土木施工中的绿色建筑技术与环保措施

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2024-12-28 浏览次数:

一、研究背景与意义

(一)研究背景

社会经济不断发展,城市化进程加快,建筑行业迎来新的发展契机,但同时也面临诸多挑战。一方面,土木工程施工过程中消耗大量能源,如电能、燃气等;另一方面,施工活动对环境造成一定程度的污染,包括建筑垃圾污染、光污染、扬尘污染、噪音污染等。例如,传统施工方式下,建筑垃圾随意堆放,不仅占用土地资源,还可能污染土壤和水源;混凝土搅拌产生的扬尘,会影响施工现场及周边空气质量,危害人员健康。在此背景下,国家大力倡导可持续发展理念,对建筑行业提出绿色发展要求,节能绿色环保技术在土木工程中的应用愈发重要。

(二)研究意义

采用节能绿色环保技术具有多方面重要意义。从环境层面看,能够减少施工过程中的能源消耗,降低污染物排放,保护施工现场及周边生态环境。如控制扬尘可减少粉尘排放量,避免对周围空气和环境造成影响;改进污水处理技术,可防止污水对土壤和水源的污染。从社会层面看,有助于提高生态建筑环境质量,保障施工现场工作人员的安全与健康,促进社会的和谐稳定发展。从经济层面看,通过提高资源利用率,减少材料浪费,能够降低施工成本,提高企业的经济效益,同时符合我国城市发展战略,推动建筑行业的可持续发展。

二、国内外研究现状

(一)国内研究现状

1. 绿色节能思想转变方面:虽然国家大力弘扬可持续发展理念,但部分人员在思想观念上仍沿用老旧传统理念,未充分认识到绿色节能的重要性,导致绿色节能技术在推广和应用过程中面临一定阻碍。

2. 绿色节能技术规定与管理方面:国家对环保力度不断加大,但对绿色节能技术的规定尚不完善,土木工程施工管理力度不足。一些施工单位打着绿色节能技术的幌子,继续沿用传统技术,不按照节能技术标准施工,甚至存在偷税漏税等不良行为。

3. 技术人才方面:我国引入绿色节能技术的时间较短,经验相对落后,缺乏大量高素质的绿色节能建筑人才。现有技术人员的环保知识和节能理念较为匮乏,对绿色节能技术的掌握和应用能力不足,导致项目进展缓慢,质量难以保障。此外,部分项目直接沿用国外的绿色节能设计,未充分考虑国内实际情况,导致设计千篇一律,无法满足国内需求。

(二)国外研究现状

国外在绿色建筑技术与环保措施方面的研究起步较早,一些发达国家已经形成了较为完善的理论体系和技术标准。例如,德国在绿色建筑领域处于世界领先地位,其注重建筑的全生命周期管理,从规划设计、施工建设到运营维护,各个环节都充分考虑节能环保要求。在建筑材料方面,德国大力推广使用可再生、可回收的绿色建材,减少对自然资源的依赖和环境的影响。日本在节能技术方面也有突出表现,其研发的智能节能控制系统能够根据室内外环境变化自动调节建筑设备的运行状态,实现能源的高效利用。此外,美国、新加坡等国家也在绿色建筑领域取得了显著成果,为我国的研究提供了有益的借鉴。

三、研究内容与方法

(一)研究内容

1. 绿色环保材料的应用

(1) 材料选择:绿色材料具有无污染、节能、环保等特征,在土木工程施工中,应根据实际施工方案,从材料型号、规格、材质等方面入手,选择符合项目要求的环保材料。例如,保温、防潮、隔热、隔音等环保材料在土木工程施工中较为常见,如矿渣灰、空心砖等可用于墙体施工,提升墙体强度,达到良好的隔音效果,实现温度把控,同时节约施工材料;绿色墙漆等材料可用于墙面施工,增强美观度的同时起到环境保护作用。

(2) 材料管理:采购材料后,要做好材料的管理工作,动态化监督其储存和使用情况,避免材料浪费。例如,将施工中剩余的陶瓷砖、混凝土等材料进行收集,应用在绿化环境当中,可有效增强材料的利用率,提高施工整体美观性。

2. 门窗节能技术

(1) 门窗选材与设计:门窗施工的环保效果对项目整体效果有重要影响。为防止建筑物内外空间的热量交换,设计师在项目设计初期会选择隔热保温效果好的门窗;为保障项目投入使用后能够达到良好的采光效果,应确保门窗的选材具有较强的通风采光能力。例如,采用双层中空玻璃,其具备环保优势,同时结合建筑的朝向设计门窗面积和结构,如北向门窗外墙面积与结构面积的比例为0.26,南向的窗户与结构面积比例为0.36,并采用绿色密封材料,保障门窗具备良好的隔热性能。

3. 节能暖通空调技术

(1) 太阳能技术:太阳能是可再生、清洁的能源,能突破地域限制,提高绿色建筑效率。在土木工程中,太阳能暖通系统提供热水,节约能源。热导循环系统与采暖系统结合,实现采暖。电子仪器设备控制暖通空调,提升运行质量和自动化水平。低温时,系统自动切换至燃气系统,延长锅炉寿命,节约成本。

(2) 源热泵技术:该技术利用地下水、地岩温度稳定,通过管路系统进行热量交换,实现制冷和供暖。但实际应用中,需考量土壤受热均匀程度,且建筑需位于广阔土地上,否则会导致运行中消耗大量电力。

(3) 冷及蓄热技术:暖通空调在土木工程中发挥着重要作用,尤其在资源稀缺、环境污染严重的当下,施工人员需要积极采用节能技术,确保绿色建筑高效运行。蓄冷及蓄热技术可发挥出较强的节能效果,其原理是通过特定的手段将能量进行储存,在使用者有需求时释放能量,以满足室内环境的需求。

4. 屋面节能施工技术:屋面节能施工技术的应用重点在于隔热层、保温层的有效管控,即通过降低屋面对建筑内外热量交换影响的方式,实现建筑内部热量损失情况的有效管控。例如,在屋面施工时喷涂聚氨酯硬泡,可提升屋面的储热性能、降低屋面的导热系数。同时,由于聚氨酯硬泡这一建材有着自重轻、防水性能较好、节能效果较为明显等优点,符合低碳节能建筑工程施工活动的需要。

(二)研究方法

1. 文献研究法:通过查阅国内外相关文献资料,了解绿色建筑技术与环保措施的研究现状和发展趋势,为课题研究提供理论支持。

2. 案例分析法:选取国内外典型的土木工程项目,分析其在施工过程中采用的绿色建筑技术与环保措施,总结经验教训,为实际工程应用提供参考。

3. 实地调研法:对正在施工的土木工程项目进行实地调研,了解施工现场的实际情况,收集相关数据和信息,为研究提供第一手资料。

4. 实验研究法:在实验室环境下,对绿色建筑材料、节能技术等进行实验研究,验证其性能和效果,为技术的推广应用提供科学依据。

四、预期成果与创新点

(一)预期成果

1. 形成一套完整的土木施工中绿色建筑技术与环保措施体系,包括绿色环保材料的应用规范、门窗节能设计标准、节能暖通空调技术应用指南、屋面节能施工工艺等。

2. 撰写一篇高质量的课题研究报告,详细阐述研究过程、方法和结果,为土木工程领域的绿色发展提供理论支持和实践指导。

3. 通过实际工程应用验证研究成果的可行性和有效性,提高土木工程施工的节能环保水平,降低施工过程中的能源消耗和环境污染。

(二)创新点

1. 技术集成创新:将多种绿色建筑技术与环保措施进行集成应用,形成一套综合性的解决方案,充分发挥各项技术的优势,提高节能环保效果。例如,将太阳能技术、地源热泵技术和蓄冷及蓄热技术相结合,实现暖通空调系统的高效节能运行。

2. 材料应用创新:探索新型绿色环保材料在土木工程中的应用,提高材料的性能和利用率,降低对环境的影响。例如,研发具有更高保温隔热性能、更环保的新型墙体材料和屋面材料。

3. 管理模式创新:建立一套完善的绿色施工管理体系,加强对施工过程的全程监控和管理,确保绿色建筑技术与环保措施的有效实施。例如,引入信息化管理手段,实现对施工能耗、环境指标等的实时监测和分析。

五、研究计划

1. 第一阶段(第1—2个月):确定研究课题,查阅相关文献资料,了解研究现状和发展趋势,制定研究方案和工作计划。

2. 第二阶段(第3—6个月):开展实地调研和案例分析,收集相关数据和信息,对绿色建筑技术与环保措施的应用情况进行深入调查和研究。

3. 第三阶段(第7—10个月):进行实验研究和数据分析,验证绿色建筑技术与环保措施的性能和效果,总结研究成果,形成研究报告初稿。

4. 第四阶段(第11—12个月):对研究报告进行修改和完善,组织专家进行评审和鉴定,根据专家意见进一步改进研究成果,最终完成课题研究任务。

六、结论

经对当前土木施工现状及行业发展趋势的调研分析,本研究得出以下结论:传统土木施工方式在资源利用与环境保护方面存在诸多弊端,如资源浪费严重、环境污染突出等,与可持续发展理念背道而驰。而绿色建筑技术与环保措施的应用,能有效降低施工过程中的能源消耗、减少废弃物排放、提高资源利用率,对推动土木工程行业的绿色转型意义重大。不过,目前绿色建筑技术在土木施工中的推广应用仍面临技术成本高、施工人员认知不足等问题。后续研究将聚焦于优化绿色建筑技术、制定合理环保措施,以促进其在土木施工中的广泛应用,实现经济效益与环境效益的双赢。