污染場地修復與綠色建筑中的清潔技術與應用研究

孫宏偉 陸 全 鐘曉梅

（1. 江蘇筑原建筑設計有限公司，江蘇 常州，213100；2. 南京宇萬建設有限公司，江蘇 南京，210000；3. 上田環境修復股份有限公司，江蘇 常州，213100）

引言

能源和環境問題已成為我國實施可持續發展戰略的重大難題。污染場地問題逐步凸顯，它對生態環境、食品安全和人體健康構成嚴重威脅，全國各地陸續開展了污染場地的修復工程，以確保環境質量和人居健康。非綠色建設導致建筑能耗居高不下，我國建筑運行能耗占社會能耗總量的35%～40%，國家發改委、住建部聯合發布的《綠色建筑行動方案》指出：開發利用各類低品位清潔能源，對降低建筑能耗具有重要的現實意義。

鑒于此，筆者從污染場地修復、綠色建筑設計及其清潔技術的應用進行了分析探討。

1 污染場地修復

1.1 污染場地分析

根據《污染場地修復技術應用指南》中的定義，污染場地是指因堆積、儲存、處理、處置或其他方式承載了有害物質，對人體健康和環境產生危害或具有潛在風險的空間區域，包括土壤和地下水。

我國污染場地中主要污染物有重金屬（如鉻、鎘、汞等）、農藥（如滴滴涕、六六六等）、持久性有機污染物（如多氯聯苯、多環芳烴等），揮發性或溶劑類有機污染物、有機金屬類污染物，大部分場地處于復、混合污染狀態。由于污染物下滲遷移或管道泄漏，多數污染場地的土壤、地下水同步受到污染。

圖1 污染場地修復示意圖

1.2 污染場地修復清潔技術的應用

污染場地清潔修復技術可改變待處理污染物的結構，或減輕污染物的毒性、遷移性或數量單一或系列的化學、物理或生物治理措施，主要包括物理修復技術、化學修復技術、生物修復技術和物理化學修復技術等。其中，生物修復技術屬于清潔修復技術范疇，污染介質治理效果顯著。

生物通風法是一種強迫氧化的生物降解方法，即在受污染土壤中強制通入空氣，強化微生物對土壤中有機污染物進行生物降解，同時將易揮發的有機物一起抽出，然后對排出氣體進行后續處理或直接排入大氣中。常用于地下水層上部透氣性較好而被揮發性有機物污染土壤的修復，也適用于結構疏松多孔的土壤，以利于微生物的生長繁殖。除了降解土壤中吸附的污染物以外，在氣流緩慢地通過生物活動土壤時，揮發性化合物也得到了降解。

植物修復主要是利用特定植物的吸收、轉化、清除或降解土壤中的污染物，從而實現土壤凈化、生態效應恢復的治理技術。植物修復主要通過三種方式進行污染土壤的修復，包括：植物對污染物的直接吸收及對污染物的超累積作用；植物根部分泌的酶來降解有機污染物；根際與微生物的聯合代謝作用，從而吸收、轉化和降解污染物。與物理和化學修復技術相比具有成本低、效率高、無二次污染、不破壞植物生長所需的土壤環境等特點，非常易于就地處理污染物，操作方便。

生物堆是指將污染土壤挖掘后，在具有防滲層的處置區域堆積，經過曝氣，利用微生物對污染物的降解作用來處理污染土壤的技術。適用于非鹵化揮發性有機物和石油烴類污染物，也可用來處理鹵化揮發和半揮發性有機物、農藥等。在生物堆的頂部需覆蓋薄膜，控制氣體和揮發性污染物的揮發和溢出，并能加強太陽能熱力作用，從而提高處理效率[1-3]。

2 綠色建筑設計

2.1 綠色建筑清潔發展理念

《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378-2014）中，綠色建筑的定義為：在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源（清潔、節地、節水、節材）、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間且與自然和諧共生的建筑，尤其強調清潔資源的利用。

綠色建筑的環保效益體現在盡量地減少或避免使用合成材料（綠色建材），充分地利用太陽光，節省能源，創造一種接近大自然的感覺，以人、建筑和自然環境的協調發展為目標，利用人工手段與天然條件相結合在創造健康、良好居住環境，盡可能地減少和控制對自然環境過度使用和破壞。

綠色建筑的經濟效益主要體現在節地、節水、節材和節能上。在節地方面，利用集約土地來做的綠色建筑是理想化的效果，以保護和利用土地資源，達到節約土地和爭取更多的綠化面積的目的，使得許許多多的高層建筑拔地而起；節水方面，使用節水器具、雨水中水回用等；節材方面，建筑施工工程中使用綠色建材，以減少對環境的破壞；節能方面，根據當地的自然資源條件，充分考慮自然通風、天然采光，以減少空調和照明能耗等[4,5]。

2.2 綠色建筑設計

綠色建筑設計不是簡單的基于理論的發展和形態演變的建筑藝術風格的方法體系，也不是擁有良好的城市發展的新產品，而是一種解決自然和人類社會可持續發展問題的建筑表達。《民用建筑綠色設計規范》（JGJ/T229-2010）是依據住建部公告第806號發布的行業標準，對綠色建筑設計規劃、建筑設計與室內環境、建筑材料、給排水、暖通空調、建筑電氣等作了規范性指導。

圖2 綠色建筑示范項目：深圳萬科中心和北京建工發展大廈

綠色建筑設計遵守三項原則：資源利用的3R原則；環境友好原則；地域性原則。綠色建筑是一個復雜的系統，需要在時空范疇和專業領域由許多因素的影響和作用下共同整合，由各相關的主體在技術研發、經濟支持、社會組織、管理決策等各個層面通過的協同合作來實現。綠色建筑的設計是使用一切可以利用的自然條件和自然能源，不單單是設計綠色的建筑室內環境，還要把選址與環境相互協調。從現場、布局和配套設施三方面進行設計使其達到綠色設計的目標。

綠色建筑的設計方法包括清潔方面從建筑選址、能源的保溫利用、隔熱遮陽、自然采光和自然通風對可再生資源的應用，最大限度地利用現場的資源是好的建筑布局的設計，通過減少建筑物的得熱以改善室內的環境質量充分體現了社會發展綠色建筑的重要性，尤其強調可再生能源清潔技術的應用。

2.3 綠色建筑清潔技術應用

基于綠色建筑理念的清潔技術應用主要包括：圍護結構（綠色建材）、自然通風、空調系統、給排水系統、建筑智能化等內容，結合建筑物本身的特點，所處地理位置及資源、環境等方面考慮清潔技術措施。

2.4 圍護結構清潔技術

圍護結構熱工性能是綠色建筑設計標準的最主要內容，它包括外墻、屋頂、地面傳熱系數，外窗的傳熱系數或遮陽系數，整體性窗墻面積比控制，建筑物體型系數控制等內容。

外圍護墻體采用蒸氣加氣混凝土砌塊外抹灰，其傳熱系數大于規范規定標準，且材料本身是可循環利用的綠色建筑材料。屋頂作為建筑物全天接受太陽光照射的部分，屋面的保溫性能是影響圍護結構全年建筑物冷熱負荷的重要因素，綠化屋頂既有利于提高建筑物的減少對當地生態環境的影響，也有利于為小型公共建筑使用者提供一個高質量辦公環境提高工作效率[6-8]。

2.5 自然通風清潔技術

為建筑物營造室內環境良好的自然通風環境，充分利用過度季節氣溫較低的室外空氣，顯著降低夏季房間自然室溫，改善室內熱環境，提高熱舒適性，減少房間送空調設備的運行時間。

在夏季自然通風作用下，通過活動百葉遮陽系統的百葉的開啟，自然風引入至室內；冬季在西北風作用時，可以通過北向窗戶百葉的關閉，減少建筑物的換氣次數，降低冬季建筑物的散熱。

2.6 空調系統清潔技術

綠色建筑設計當中宜優先采用清潔能源，結合當地自然資源條件，充分利用淺層熱能，常用土壤源地源熱泵、水源熱泵技術和熱源塔熱泵技術等。

土壤源地源熱泵通過換熱系統與地下水和巖土體進行熱能的交換，消耗少量的高品位的電能來驅動熱泵，由低品位向高品位轉化熱能，以便實現建筑物的供暖和制冷。其工作原理是：在夏季，熱泵機組從室內吸收熱量并轉移釋放到地源中，實現了建筑物空調的制冷；在冬季，熱泵機組從地源中吸收了熱量，并向建筑物供暖。

熱源塔熱泵是一種冬季吸收室外空氣中的熱量來為系統提供熱量、夏季將系統的熱量排出到室外的組合配套設備裝置，主要包括：熱泵、溶液濃縮裝置和熱源塔。

2.7 給排水系統清潔技術

綠色建筑中節水與水資源利用是重要設計內容；設計時應結合區域的給排水系統、水資源、氣候特點等客觀環境狀況對水環境進行系統規劃，制定給排水系統，合理提高水資源，減少污水排放量和對原有水資源的破壞。

節水型用水器具的選擇：主要選用節水30%以上的節水型水龍頭和節水衛生器具。同時，雨水、中水經集中處理后，達到一定的標準回用于綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等。

2.8 建筑智能化清潔技術

建筑智能化是指利用系統集成方法，將智能型計算機技術、通信技術、控制技術、多媒體技術和現代建筑藝術有機結合，通過對設備的自動監控，對信息資源的管理，對使用者的信息服務及其建筑環境的優化組合，所獲得的投資合理，適合信息技術需要，并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的技術。樓宇自控BA系統是建筑智能化的重要產品，可分為三個大系統：樓宇自動化控制系統（BAS）、通信自動化系統（CAS）和辦公自動化系統（OAS）三大系統組成，每個大系統內又包含了若干個子系統[9,10]。

3 結束語

近期開展的污染場地修復和綠色建筑行動，有利于提高場地及建筑的舒適性、安全性和健康性，以綠色、循環、低碳理念來指導產業轉型升級，清潔技術的規模化應用必將相關產業推向新的高度。