節能環保技術在建筑施工中的應用

張靖邊，黃娜

（湖南交通工程學院，衡陽 421001）

1 前言

近年來，我國城市化進程加速，每年新增建筑面積高達18 億-20 億平方米，大量建筑施工對資源和環境造成了巨大壓力。據數據顯示，建筑業的能源消費占全社會總能源消費的27.6%，其中建筑施工階段能耗達0.9億tce，占全國能源消費總量的比重為1.9%。為推進建筑行業的綠色發展，住房和城鄉建設部辦公廳于2021 年發布了《綠色建造技術導則（試行）》，要求充分應用綠色節能環保建造技術，推進建筑行業的高質量發展。在建筑工程施工過程中推廣應用節能環保技術，實現資源節約和環境保護的可持續發展，具有重要意義。

2 建筑施工中應用節能環保技術的意義

2.1 保護環境

保護環境已經成為全社會的共識，現代化的建筑企業，需要樹立節能環保理念，應用節能環保技術，充分發揮新材料、新工藝的價值，使建筑工程朝著綠色、節能環保的方向發展。應用節能環保技術可以最大限度減少施工過程對環境的影響，具有節約資源、保護生態、減少污染等優點[1]。它可以減少施工對周邊環境的破壞，降低施工噪音、廢氣、廢水對周邊環境的污染，保護生態平衡。

2.2 提高施工質量和安全性

節能環保技術注重科技創新和規范管理，在確保施工質量的同時，也可以提高施工過程的標準化、工藝化，從而顯著提高施工安全性。例如模架支撐技術的應用，可以減少高處作業，降低安全隱患；精準施工技術的應用，可以減少人為誤差，提高質量。

2.3 降低項目成本

節能環保技術的應用可以有效降低工程造價，是實現項目的綠色化、集約化、信息化、產業化的重要手段之一。采用先進節能技術和設備，可以減少施工過程中的能源消耗，降低后期運行費用；使用可再生、可循環利用材料，可以減少材料采購支出。合理安排施工計劃，可以提高生產效率，縮短工期，降低人力成本投入。

3 建筑施工中常見的節能環保技術

3.1 節能環保材料

建筑施工中，傳統建材的大量使用常帶來資源浪費和環境污染等問題。應用環保材料是實現綠色建筑施工的重要途徑之一。常見的節能環保建材包括混凝土外加劑、環保型混凝土、表面處理耐腐蝕涂料、玻璃鋼復合材料等。表1 為幾種新型環保材料的功能及環保效益。

表1 幾種新型節能環保材料的功能及環保效益

其中，混凝土外加劑是一種摻入混凝土中的化學品，可顯著提高混凝土的某些性能。例如，氟化學外加劑能顯著提高混凝土的抗滲性和抗凍性，減少水泥用量達10%以上；高效減水劑能大幅降低混凝土的用水量，從而減少混凝土的收縮和乾縮裂縫；膨脹劑可通過在混凝土內部產生微孔而減小混凝土的自收縮，提高抗滲性。環保型混凝土是指在配制時考慮減少環境負荷的混凝土，例如高爐水泥混凝土、粉煤灰混凝土、廢棄物混凝土等。這些混凝土可利用工業廢棄物替代部分水泥原料，不僅具有一定的環保屬性，還可降低材料成本[2]。鋼材表面處理耐腐蝕涂料通過在鋼材表面涂覆耐腐蝕涂層，可顯著提高鋼材的抗腐蝕性能，延長使用壽命。常用的處理技術有熱浸鋅、耐候鋼、環氧涂料、聚氨酯涂料等。玻璃鋼是以玻璃纖維為增強材料的復合材料，具有高強度、輕質、抗腐蝕等特點，在橋梁、管涵等建筑工程中使用玻璃鋼，可減少約30%的鋼材用量。

合理選用各類環保建材，可有效減少資源消耗，降低施工成本，推動建筑工程綠色發展。建議在工程設計階段，根據項目實際需求選擇使用不同的環保建材，以發揮其最大環境效益。

3.2 節能技術

3.2.1 光伏發電技術

光伏發電技術是利用半導體材料的光電效應，直接轉換太陽能為電能的技術。其原理是陽光照射到光伏電池板時，會激發電池板半導體材料中的電子，產生光生伏打電勢，形成光電流輸出。光伏電池板一般由硅材料制成，陽光照射硅材料時，硅原子會吸收光子的能量，電子躍遷到導帶，形成電子空穴對，在電場作用下形成光電流輸出。光伏發電系統的發電量P 計算公式為：

其中，P 表示光伏發電量，η 表示光伏板的轉換效率，A 表示光伏板的面積，I 表示太陽輻射強度，H 表示日照時間。該技術可廣泛應用于建筑工程施工現場的臨時用電，為施工機械、臨時照明等設備供電，減少傳統能源消耗[3]。

3.2.2 地源熱泵技術

源熱泵系統通過與地下埋管形成的熱交換，利用地下相對恒定的低溫作為熱源與冷源，經過熱泵循環將低品位熱能提升為高品位熱能，實現建筑環境的供暖與制冷。地源熱泵的工作原理遵循熱力學卡諾循環，通過蒸發、壓縮、凝結、膨脹四個過程完成熱量的傳遞與升溫。該技術可為施工現場的臨時建筑提供采暖與制冷，降低能源消耗，實現節能環保。

3.2.3 節水技術

建筑工程施工需大量用水，采用節水技術可減少水資源消耗。例如，收集施工污水經處理后循環利用；混凝土養護時用薄膜覆蓋減少水分揮發；采用先進管材、水龍頭等降低漏損；設置水表統計用水量，加強管理等措施，可顯著降低施工用水量，實現資源節約和環境保護。

3.3 廢棄物資源化技術

3.3.1 建筑垃圾回收再利用技術

建筑垃圾主要包括混凝土塊、磚塊、瓦片、鋼筋等。這些廢棄物經過破碎機粉碎，然后篩分處理，可以獲得不同粒徑的再生骨料。這種骨料符合相關標準要求，可用于混凝土基礎、地面層的配制，也可用于砌體堆砌和路基回填。相比自然砂石，再生骨料的抗壓強度更高，耐久性更好。這種技術不僅減少了采礦骨料的需求，而且充分利用了建筑廢棄物，實現了資源循環利用，對環境保護具有重要意義[4]。

3.3.2 污水處理再利用技術

在施工過程中產生大量污水，主要包括沖洗污水、人員生活污水等。這些污水可采用沉淀、過濾、中和、生物處理等方法，去除污染物，達到排放標準。現行污水綜合排放標準中，pH 值應在6-9 范圍內，懸浮物濃度不超過70mg/L，處理達標后可用于場地灑水、車輛沖洗等。相比直接排放，這種技術可減少50%以上清水用量，并減少對周邊水體的污染。污水處理系統采用模塊化設計，占地面積小、投資成本低、操作簡易。

3.4 防治污染技術

建筑施工過程中，建筑垃圾、棄土棄渣以及廢氣、揚塵等污染問題較為突出，直接影響周邊環境質量。為有效防治各類污染，可采取如下幾種技術：（1）揚塵污染防治技術。可在施工現場周圍設置隔離設施，減少揚塵擴散范圍；對裸露地表進行抑塵劑噴灑；對料場和運輸車輛進行灑水抑塵等[5]，現行標準要求揚塵污染達標排放濃度應控制在0.3mg/m3以下。（2）噪聲污染控制技術。采用低噪聲施工機械和合理布置噪聲設備，設置隔聲屏障，并控制夜間施工時間，我國規定晝間施工場界噪聲控制在70 分貝以下，夜間不超過55 分貝。

4 案例分析

4.1 工程概況

本工程位于A 省B 市，為一座總建筑面積20 萬平方米的大型商業綜合體。地上建筑為地上三層，局部四層，地下一層，建筑主體采用鋼結構，局部采用混凝土結構。該工程于2019 年3 月開工建設，2021 年6 月已竣工投入使用。

4.2 節能環保施工措施

4.2.1 節能環保材料

該項目在節能環保材料方面采取了以下措施：使用保溫材料，工程采用50mm 厚的外保溫EPS 保溫板，其熱傳導系數僅為0.04W/m·K，明顯優于普通保溫材料的0.06 W/m·K，能夠減少建筑物的能量損失；采用環保的輕質砌塊，工程外墻選用240mm 厚的蒸壓加氣混凝土（AAC）砌塊，其主要原料為粉煤灰、水泥、石灰和氣化劑等，無放射性，屬于節能環保材料，AAC 砌塊相比紅磚能減少30%的水泥用量，45%的砂石用量；采用再生材料，部分混凝土采用粉煤灰替代部分水泥，利用這種工業副產物，減少水泥的使用量，降低建筑碳排放，粉煤灰置換率可達20%；使用低揮發性的環保涂料，內外墻涂料選用低VOC 和無甲醛的環保涂料，減少有機揮發物的釋放。通過使用上述節能環保材料，該項目實現了資源節約和環境保護的目標。

4.2.2 施工廢棄物資源化利用

項目施工過程中產生的廢棄物主要有混凝土棄渣、鋼筋屑、磚塊碎屑、建筑垃圾以及生活垃圾等。其中，混凝土棄渣約為520 噸，鋼筋屑約為208 噸，磚塊碎屑約為110 噸。針對這些廢棄物，項目部采取了資源化利用的措施：（1）對混凝土棄渣進行回收再利用，經過對棄渣中的鋼筋、水泥砂進行篩分，可再制作成水泥砂漿，替代部分砂漿，減少建筑材料的消耗；（2）鋼筋屑和碎石經過篩分后，可作為混凝土配料中的骨料再利用，替代部分天然骨料，節約資源；（3）磚塊碎屑經過篩分處理后，可用于施工場地的夯實、林蔭道鋪設等，避免浪費。通過對廢棄物的分類回收和資源化再利用，該項目最大限度地實現了建筑材料的節約再生，減少了施工過程對環境的影響，實現了節能環保的施工要求。

4.2.3 降噪施工

對于該項目的施工噪聲控制，主要采取了以下幾點措施：（1）合理安排施工時間，避開居民休息時間。白天施工時間控制在8：00-18：00，晚上和早上采取間歇性低噪聲施工，進一步調整作業順序和工期，將高噪聲作業集中在同一時段完成。（2）對于距離居民區較近的施工區域，設置臨時聲屏障隔離噪聲傳播，聲屏為三層復合板材，總厚度25cm，理論隔聲量≥25dB。（3）采用低噪聲施工設備。混凝土攪拌站靠近居民區一側使用全封閉馬達，理論減噪5-10dB；挖掘機、裝載機選用低噪聲產品，噪聲按《建筑施工場界環境噪聲排放標準》執行。（4）對于高噪聲設備如破碎機等，設置全封閉隔聲棚，做到設備全封閉。隔聲棚采用雙層鋼板，中間設置50mm 厚隔聲棉，理論隔聲量≥30dB。（5）監測和記錄施工噪聲，并定期公布監測結果，如噪聲超標則停止相關作業整改。

4.2.4 封閉施工

為減少施工揚塵污染，該項目對臨街施工面實行封閉管理。在施工現場四周搭設高達4 米的網狀圍擋，圍擋采用金屬支撐桿和塑料遮擋網，共使用金屬支撐桿2000 根，塑料遮擋網面積達到5000 平方米，圍擋嚴密性檢查合格后方可施工作業。對于高層建筑，每15 層設置1 層封閉施工保護層，在該層搭設圍蔽通道。施工落料過程中，還在高層施工作業外側搭設總長300 米的封閉式垂直運輸管道，實現封閉輸送，防止建筑垃圾隨意拋灑。采取上述封閉施工措施，有效抑制了揚塵污染，保護了周邊環境。

5 結論

綜上所述，通過應用節能環保技術，可以有效降低建筑工程施工過程對環境的污染，實現資源節約和再利用，減少施工對生態環境的破壞，提高施工效率和質量。我國應進一步加大對節能環保技術的研發與應用力度，編制綠色施工目錄，指導工程單位及施工企業廣泛采用節能、環保的施工技術，不斷提升工程施工的可持續發展能力。