綠色建造在大型群體項目上的應用實踐

文/陜西建工集團有限公司 宮 平 董 超 劉興邦

0 引言

綠色建造作為建筑全生命周期的重要階段，是實現建筑資源節約和節能減排的關鍵。綠色建造指工程建設中，在保證質量、安全等基本要求的前提下，通過科學管理和先進技術，最大限度地節約資源并減少對環境有負面影響的施工活動，實現節能、節地、節水、節材和環境保護。實施綠色建造，應以因地制宜為原則，貫徹執行國家、行業和地方相關的技術、經濟法規和標準。綠色建造技術在近年來的建筑施工過程中被廣泛應用，推動了建筑業可持續發展，提升了建筑施工現場的現代化管理水平。本文以中國西部科技創新港項目為例，詳細闡述綠色建造在大型群體項目中的應用全過程。

1 工程概況

1.1 工程簡介

中國西部科技創新港是在“西遷精神”影響下誕生的，由教育部和陜西省共同建設的國家級項目，是陜西省和西交大落實“創新驅動”“一帶一路”倡議的重要平臺，項目建成后將成為陜西省在國際范圍內極具影響力的國家級科教高地和集“產、學、研”為一體的新型智慧學鎮和創新驅動平臺。

由陜西建工集團有限公司承接的項目一期工程總占地1750畝，主要包括工科科研、學生公寓、醫療化工、文理科科研等功能區，共計48個建筑單體，總建筑面積159萬m2，總投資75.3億元。

1.2 工程重點及難點

1）項目建設標準高，建筑功能復雜，同步建設，體量巨大。

2）參與人員、標段、專業分包眾多，項目管理協調難度大，對綠色建造的全方位管理提出極嚴苛的要求。

3）項目工程量與資源需求量巨大且工期緊迫，自2017年3月25日土方開挖至同年11月20日，實現全面封頂，歷時240d。

2 綠色建造在大型群體項目的應用實踐

為打造綠色環保型工地，創建一、二星級綠色建筑，項目部按照四節一環保、治污減霾要求，采取37項綠色建造技術措施，努力打造資源節約、環境友好、人與自然和諧共處的綠色工地。項目部綠色建造管理目標為全國建筑業綠色施工示范工程及住建部綠色施工科技示范工程，在綠色建造方面有永臨結合、海綿工地、建筑垃圾回收利用、運用裝配式建筑等特點。

2.1 永臨結合

項目共建主要施工道路15條（見表1），共8832m，主要施工道路與永久道路結合，所有主要施工道路路面均施工至永久道路路面基層標高，做到100%永臨結合。

2.2 海綿工地

依靠天然河灘打造海綿工地，形成6處下凹式綠地，便于周邊雨水徑流匯入。下凹式綠地透水性良好，建設成本與常規綠地接近，可減少綠化用水并改善周邊自然環境，有補充地下水、調節徑流、滯洪及削減徑流污染物的作用（見圖1）。

表1 中國西部創新港二期道路工程信息統計

圖1 下凹式綠地

將下凹式綠地、植物及相關設施結合設計為雨水花園。雨水花園是自然形成或人工挖掘的淺凹綠地，被用于匯聚、吸收來自屋頂或地面的雨水，通過植物、砂土的綜合作用凈化雨水，使之滲入土壤，滋養地下水或補給景觀用水，是一種可持續的生態雨洪控制與雨水利用設施。

總包指揮部門前雨水花園總面積1500m2，栽植喬灌木72株，栽植水生植物和鋪設草坪1400m2。雨水花園在滿足景觀效果的同時，有效減緩、收集、消納了周邊道路及部分屋面的地表徑流，增加雨水下滲和收集。谷底周邊的水草植物可有效凈化水質，保持水土，同時也具有一定的景觀效果。雨水花園除雨水滲透外還具有一些其他功能：能有效去除徑流中的懸浮顆粒、有機污染物、重金屬離子及病原體等有害物質；通過合理的植物配置，能為昆蟲與鳥類提供良好的棲息環境；通過植物的蒸騰作用可調節環境中空氣濕度與溫度，改善小氣候；雨水花園的建設成本較低，維護與管理比草坪簡單；與傳統草坪景觀相比，雨水花園能給人新的景觀感知與視覺感受。

2.3 建筑垃圾回收利用

隨著我國建筑業不斷發展，尤其是房地產業高速發展，每年建筑垃圾產量占城市垃圾總量的30%～40%，造成極大的環境污染。建筑施工現場每萬m2建筑垃圾應不多于400t，垃圾消化是一大難點，垃圾的排放對自然及社會環境造成了污染。

如圖2所示，項目部建立2處180m2的建筑垃圾處理車間，建筑垃圾處理車間是垃圾粉碎及再利用一體化的車間，每處設2臺粉碎機、1臺350攪拌機和1臺電子計量稱。建筑廢棄物綜合處理主要包括卸料、破碎、篩分等構件。配備不同的建筑垃圾粉碎骨料池，利用粉碎機將建筑垃圾粉碎后，摻加適量的水泥、砂拌合，制作砌塊和磚、預制構配件（篦子、蓋板、道沿）、路基材料等成品構件，使建筑垃圾再利用。共處理建筑垃圾5868.3t，累計生產雨水篦子約16300塊，預制過梁約18200m，預制混凝土塊約32000塊。

建筑垃圾處理站的作用包括：減少垃圾對環境的污染；降低垃圾外運成本；響應行業綠色建造號召，推進綠色建造；新聞媒體已多次對垃圾處理站進行專題報道，提高了中國西部創新港項目的社會影響力。

2.4 裝配式建筑

A區15號樓學生食堂是陜西省和陜西建工集團有限公司首個裝配整體式框架結構多層民用公共建筑，總建筑面積8323.76m2。1～3層部分主體為預制裝配式框架結構，預制構件類型包括預制的框架柱、框架梁、樓層次梁、疊合板、樓梯和女兒墻（見圖3）。建筑總高度21m。地上部分主要功能為學生食堂，地下部分主要功能為操作間和設備機房。

梁柱節點間預留鋼筋位置安裝的控制、預制框架柱與預制梁間現澆部分鋼筋連接及綁扎質量控制、預制梁柱與疊合板鋼筋節點連接控制、柱支撐點在拉梁上預埋位置的控制、疊合板支撐架體穩定性的控制、疊合板及現澆板的標高控制、現澆結構模板與預制結構接縫處嚴密性的控制等是該施工過程控制的重點和難點。施工過程中須控制2個關鍵點：①要求放線準確，精確測量標高，準確定位預留柱和鋼筋的位置，因工廠化生產，故預制構件尺寸已確定，如地下室頂板預留柱和鋼筋的位置存在偏差，將直接導致后續一系列預制構件安裝出現問題，故定位控制框架柱尤為重要；②對預留孔洞位置精度要求較高，預制構件為混凝土結構，在接到藍圖后二次深化優化設計，使安裝預留的線盒尺寸、位置更精確，避免不必要的二次開槽、開洞，增加施工難度甚至影響結構。

裝配式建筑的運用具有以下優點：①環保 因采用工廠化生產，施工現場的建筑垃圾大量減少；②節省模板 疊合板相當于樓板底模，柱、梁、女兒墻、樓梯直接吊裝安裝，節省了大量模板；③縮短工期 預制的柱、梁、疊合板、女兒墻和樓梯均在工廠生產，降低了現場施工強度，15號樓東西2段預制構件部分的安裝分別需要4d時間，大大縮短了整體工期。

2.5 四節一環保

以《建筑工程綠色施工實施指南》《文明施工標準化手冊》為依據，明確“四節一環保”管理目標，量化項目目標值，確定單體建筑節材、節水、節能、節地及環境保護的具體措施，以保證實現整個群體建筑項目的最終目標。

2.5.1 “四節一環保”管理目標

針對節材、節水、節能、節地及環境保護分別制定管理目標，部分指標值甚至高于控制指標（見表2～6）。

圖2 建筑垃圾處理車間

圖3 A區15號樓裝配式施工現場

表2 節材與材料資源利用管理目標

表3 節水與水資源利用管理目標

表4 節能與能源利用管理目標

表5 節地與土地資源利用管理目標

表6 環境保護管理目標

2.5.2 節材與材料資源利用

1）項目施工過程中因地制宜，采用新技術、新工藝、新設備和新材料，減少浪費，主要措施包括承插自鎖式新型架體支撐體系、新型工具式模板、早拆支撐體系，臨建采用周轉次數較高的箱式活動房、采用新型設備優化線材加工等。

2）采用透水磚、廣場磚，利用標準化工具提高材料周轉率，包括透水磚汀步、植草廣場磚、工具式消防箱、工具式加工車間、工具式消火栓防護、工具式吸煙亭等。

3）現場安全防護措施定型化、工具化、標準化，包括建筑外圍密目網及鋼板網、可周轉工具式圍擋、電動車棚、電梯門防護裝置、工具式安全通道等。

4）科學合理利用現場施工產生的余料及邊角料，如利用混凝土砌塊余料、鋼筋廢料制作柱筋定位筋、出地面線管成品保護、利用混凝土余料、鋼筋廢料制作梁筋保護層定位筋、保護樓梯踏步成品等。

5）采用BIM技術深化設計機電管線，大大減少返工和材料浪費。

2.5.3 節水與水資源利用

1）通過技術經濟比較，采用雨水收集等措施節約用水，現場設置雨水溝、雨水池、雨水回收3級沉淀池等設施。

2）采用節水型系統澆磚洇磚，安裝噴淋頭養護混凝土豎向構件。

3）設置9處全自動洗車臺及沖洗槽，建立循環用水系統。

4）在基坑周邊、道路兩側設置噴霧降塵系統，可智能啟動，節約用水。

5）生產、生活及辦公區全部配置節水器具，包括感應式小便斗、腳踏式節水淋浴設備、直飲水機及節水標簽等。

2.5.4 節能與能源利用

1）辦公、生活區實行分區計量法，單獨計量、及時收集用電數據，建立用電統計臺賬分析能耗，設置限流控制總箱、分路電表等。

2）施工區和辦公區的所有燈具采用節能型LED燈，道路與草坪照明采用太陽能路燈，提供夜間照明。

3）變頻塔式起重機和升降機減少機械耗損，便于設備維護，降低了操作工人的勞動強度、節約電能，提升工效，提高了施工安全性（見圖4）。

4）項目部采用光伏發電及空氣能熱水器節約能源，光伏發電可滿足辦公區辦公樓的正常照明，空氣能熱水器有高效、節能等特點，分別在3個勞務生活區安裝了12組，8個職工生活區安裝了8組，每天能滿足3200人次洗澡需求（見圖5）。

5）就近選用陜建混凝土有限公司、龍門鋼廠等供應商，距離項目部約8km，運輸方便，合理安排施工工序和施工進度，多采用能耗少的工藝，減少夜間及冬季施工的時間。

6）屋頂采用噴淋降溫技術，利用蒸發冷卻原理，減少夏季高峰期空調用電（見圖6），中國西部創新港13棟辦公樓和82棟職工宿舍采用的噴淋降溫系統在2017年5～9月累計節省費用90.04萬元。

2.5.5 節地與土地資源利用

1）施工總平面布置緊湊合理，占地量少，施工用地嚴格控制在批準的臨時用地范圍內并實行有效的動態管理機制。

2）工程原狀地面較永久地面高程差約2m，施工前針對土方整體平衡詳細規劃，開挖土方共120萬m3，就地回填80萬m3，二次回填40萬m3，實現土方無外運，場內平衡。

3）施工總平面利用BIM技術預布置，確定最優布置圖，占地量少，緊促合理，施工用地嚴格控制在批準的臨時用地范圍內并實行有效的動態管理機制，最大限度減少施工用地。

4）辦公區、生活區采用透水磚路面、垂直美化，材料可重復利用，臨時辦公和生活用房采用新型集裝箱，拆裝便捷且可重復使用。

2.5.6 環境保護

1）現場揚塵治理達到西安市揚塵治理6個100%的標準要求，包括：拆遷工地100%濕法作業、出入車輛100%沖洗、渣土車輛100%密閉運輸、施工區域100%圍擋、裸露黃土100%覆蓋、施工道路100%硬化。

2）施工現場共設9個檢測點，配置灑水車24輛、道路清掃車5輛、霧炮16臺、塔式起重機噴淋37處、洗車臺9處，噴淋長度6740m，實時監測現場環境變化，采用智能化降塵系統，通過連接現場各區揚塵檢測器，處理回饋數據，對揚塵超標區灑水降塵。

3）施工現場各出入口設置車輛沖洗設備，對土方、砂石等易產生揚塵的運輸車輛進行100%全封閉覆蓋。

4）24處封閉式木工車間、降噪型鋼筋加工車間可隔聲、降塵、減少污染。5）懸挑架及部分外架作業面使用鋼板安全網全封閉。6）設置垃圾垂直運輸管道，方便垃圾清運并減少揚塵。

7）工地廚房設隔油池并定期清理。

2.5.7 “四節一環保”實施效果

1）節材 鋼材、木材、商混、模板使用效率均高于預算值（見表7）。

圖4 變頻塔式起重機和變頻升降機

圖5 光伏發電及空氣能熱水器

圖6 噴淋降溫系統

表7 節材實施效果統計

2）節水 通過節水措施，依靠規模效應，實際用水量比計劃大減少（見表8）。

3）節電 通過節電措施，依靠規模效應，實際耗電量比計劃大大減少（見表9）。

4）節地 實際用地指標均優于目標值（見表10）。

5）環境保護 各項指標均優于目標值（見表11）。

表8 節水實施效果統計

表9 節電實施效果統計

表10 節地實施效果統計

表11 環境保護實施效果統計

3 結語

在國家致力于“建立資源節約型、環境友好型社會”，倡導“循環經濟、低碳經濟”的大背景下，綠色建造是大勢所趨，必將成為未來建筑業的一種科學協調的建造模式。綠色建造是施工現場與環境的協調，創新港建設過程中，綠色建造很多應用實踐取得了一定成績，實現了人、施工、環境的整體協調。