新型綠色節能技術在建筑工程施工中運用分析*

楊素海

(北京建工集團山西建設有限公司 太原 030000)

隨著全球環境問題日益加劇和社會對可持續發展目標的不斷追求,新型綠色節能技術在建筑工程施工中的應用成為了行業轉型的重要途徑,該項技術應用旨在減少建筑過程中的能源消耗和碳排放,同時提高建筑物的能效和居住舒適度,從利用高效保溫材料、采納太陽能光伏系統,到實施精細化的施工管理和廢棄物循環利用,綠色節能技術正在逐步改變建筑行業的面貌,不斷推動著建筑行業的可持續性發展。

1 新型綠色節能技術應用優勢

1.1 有利于緩解社會資源短缺

新型綠色節能技術在建筑工程施工領域的應用,對于緩解社會資源短缺問題提供了顯著優勢,例如采用高效保溫材料、反射性涂料等節能材料能大幅減少建筑物的能源需求,從而降低化石燃料消耗和其他非可再生資源的依賴,有效緩解能源短缺壓力,通過實施綠色施工技術不僅減少了建筑垃圾對填埋場的壓力,也重新引入了原材料市場,減輕了自然資源的開采和加工負擔,此外集成可持續能源系統如太陽能光伏板和風能系統,為建筑提供清潔能源,進一步減少對傳統能源的需求,有助于緩解能源危機,最后智能自動化技術的應用可以優化施工過程,提高材料和資源的使用效率,避免浪費。這些技術的綜合應用不僅促進了建筑行業的可持續發展,同時也為緩解資源短缺問題提供了實際且有效的途徑。

1.2 有利于保護周圍生態環境

新型綠色節能技術能夠顯著降低施工過程中的能源消耗和碳排放,使用高效保溫材料可以減少建筑物對外部能源的依賴,從而減少化石燃料的使用和溫室氣體的排放,并且綠色施工方法強調最小化對自然資源的侵害,通過使用經過認證的可持續采伐木材和回收材料,可以減少森林砍伐和資源枯竭的風險。同時新型節能技術的應用促進了對周圍生態環境的考慮,如施工過程中采用的透水混凝土可以支持地下水補給,減少徑流造成的水土流失和附近水體的污染,而且太陽能和風能系統的集成應用也進一步減少了對環境有害的非再生能源依賴性。

此外在施工現場通過嚴格的廢棄物管理和高效的廢物回收系統,可以大幅度減少建筑垃圾對環境的負擔,并且可以優化材料的使用和運輸,降低對環境的影響。

2 案例分析

以某商業建筑項目為例,該項目致力于采用最新的綠色節能技術,以實現節能減排和環境可持續發展目標,在施工過程中項目團隊集成多項創新技術,其中項目選用的保溫材料熱阻值達到4.5 m2K/W,相比傳統保溫材料提升40%的熱效率,這一改進預計可每年為建筑節省約60 000 k W·h的能耗,并且建筑屋頂安裝5 000 m2的太陽能光伏板,預計平均每年可產生750 000 k W·h電能,滿足建筑10%電力需求,同時減少年均560 t的二氧化碳排放,此外通過引入BIM(建筑信息模型)技術及智能控制系統,實現了施工過程的精細化管理和建筑運營的高效能源監控,BIM 技術使得施工資源優化利用率提升20%,而智能控制系統則通過實時調整內部環境設置,降低了額外的能源消耗。

3 新型綠色節能技術在建筑工程施工中的具體應用分析

3.1 太陽能利用技術

太陽能利用技術作為一種代表性的綠色節能技術,正逐漸成為提高能效、減少環境影響的重要手段,太陽能利用技術主要包括太陽能光伏系統和太陽能熱水系統兩大類,兩者都可以直接利用太陽能轉化為電能或熱能,供建筑使用。其中太陽能光伏系統通過安裝在建筑物屋頂或墻面的光伏板,將太陽光轉換為電能,具體工作原理如圖1所示。

圖1 太陽能光伏發電原理圖

其中現代光伏板的平均轉換效率大約為15%～22%,說明每平方米的光伏板在理想條件下每小時可產生約150～220 W 的電力,而隨著技術的進步光伏材料的效率仍在持續提高中,并且集成光伏(BIPV)技術允許光伏元件與建筑結構融為一體,除了具有發電的功能外,還具備美觀節能的特點。

而太陽能熱水系統則是通過太陽集熱器收集太陽能,加熱水存儲在保溫水箱中供日常使用,根據相關統計來看,標準太陽能熱水系統可以覆蓋家庭70%～80%的熱水需求,能夠顯著減少對傳統能源的依賴和二氧化碳排放。

目前太陽能利用技術不僅在住宅建筑中得到應用,也越來越多地被商業和公共建筑所采納,如辦公樓、學校和醫院等,有效實現了建筑能源的自給自足和減少環境足跡,盡管初期投資相對較高,但通過政府補貼、減稅等政策支持,加之節能減排帶來的長期經濟效益,太陽能利用技術的應用前景會更加廣闊[1]。

3.2 節能材料應用

在運用新型綠色節能技術中,節能材料的應用逐漸成為推動行業可持續發展的關鍵因素。能材料以其高效的保溫、隔熱或反射特性,在減少建筑能耗、降低溫室氣體排放方面發揮著至關重要的作用。

在保溫方面,高效保溫材料以聚氨酯泡沫和真空絕熱板(VIP)材料為主,聚氨酯泡沫具有極低的導熱系數,通常在0.022 W/(m·K)左右,遠低于傳統保溫材料,意味著在相同保溫性能需求下,聚氨酯泡沫的使用厚度可以大大減少,從而降低墻體的總體厚度,提高室內可用空間,以本次項目建筑為例,采用聚氨酯泡沫作為外墻保溫材料相比傳統保溫材料(如巖棉板),每年可節省約5 000 k W·h的能源消耗。而真空絕熱板(VIP)則提供了更高效的保溫解決方案,其導熱系數可低至0.004 W/(m·K),雖然VIP的成本高于其他傳統保溫材料,但其超薄的特性使得在節省空間的同時,還能實現更高效的能源利用,通過使用VIP替代標準聚苯乙烯泡沫板,墻體保溫層厚度能夠從原來的10 cm 減少到2 cm,建筑整體能耗降低約15%[2]。

同時反射型涂料是另一種常見的節能材料,該材料通過在建筑物外部涂覆,反射掉大量太陽輻射,從而減少建筑物對外界熱量的吸收,相關數據顯示高反射率涂料可以將太陽熱能反射率提高到85%以上,相比普通涂料減少約10%～15%的空調能耗,尤其是在高溫炎熱地區,該材料的應用尤為有效,能顯著降低建筑內部的溫度,提高室內舒適度,減少空調的使用頻率和強度。

此外透水混凝土也是一種新型環保材料,雖然主要用于地面鋪裝,但其對于減少城市熱島效應、提高地下水補給能力也有積極意義,透水混凝土的使用可以減少地表徑流,防止城市內澇,同時還可以通過地面的自然蒸發降低周圍環境溫度,間接減少建筑物的冷卻需求。

3.3 資源循環利用

3.3.1 雨水收集利用系統

雨水收集利用系統旨在通過捕獲、儲存和再利用雨水來減少對傳統水資源的依賴,該技術不僅有助于節約用水,還可以顯著減少建筑物的運營成本,具體系統制作結構如圖2所示。

圖2 雨水收集利用系統結構圖

在雨水收集系統設計中,需要在建筑屋頂或地面設置專門的雨水收集區域,包括雨水落水管、收集槽等設施,屋頂收集系統需要改造現有的排水系統,使之能夠將雨水輸送到指定的儲水設施中去,然后為為確保收集的雨水質量,需要通過過濾系統去除顆粒物、樹葉和其他大型雜物,使用沉淀池或沙濾池進一步處理,以除去較小的懸浮物質和部分污染物,將經過初步處理的雨水被引導到儲水設施中,如地下水箱、蓄水池或特制的雨水儲存罐,要求這些儲存設施設計有防滲漏、防腐蝕的特性,并配備必要的檢測和維護入口。

而在利用方面儲存的雨水可以用于多種非飲用目的,如沖廁、灌溉園林、補充景觀水體、清洗車輛和路面等,通過設置適當的分配和輸送系統確保雨水可以被高效利用,或者可以通過安裝高級過濾和消毒設備(如紫外線消毒器)進一步提升雨水的質量,使其達到相應的安全標準,該系統的設計除了能夠實現水資源節約和循環利用外,還能減輕城市排水系統的負擔,緩解洪水風險,為建造更加環境友好和可持續的綠色建筑提供有效支持[3]。

3.3.2 廢棄物管理和循環利用

首先在項目規劃階段,應進行廢棄物最小化設計,通過優化建筑設計使用模塊化和可拆卸的結構元素,可以在建筑物拆除或翻新時易于回收使用,從而減少廢棄物的產生,或者選用可回收或已回收材料進行施工,如再生混凝土、再生鋼材等,以此減少對新原材料的需求,大幅度降低建筑廢棄物的出現。而在具體施工的過程中,應采取有效的廢棄物分類系統,將廢棄物分為可回收、可再利用和非回收三類,并確保各類廢棄物被正確處理,例如,木材、金屬、塑料和紙張等可以通過專業回收公司進行回收再利用,而對于不可回收的廢棄物,則需要尋找合適的處理方式以最小化對環境的影響,同時施工中還可以實施廢棄物交換平臺,促進建筑廢棄物的資源化利用,這種平臺可以將產生的廢棄物信息公開,使得其他需要這些材料的項目或個人能夠方便地進行獲取,從而實現資源的再利用。此外還需要加強施工人員廢棄物管理和循環利用的意識培訓,對施工人員、管理人員進行定期培訓,提高對綠色節能重要性的認識,以及掌握廢棄物分類、減少、回收和循環利用的具體操作技能。

4 結語

綜上所述,隨著生態環境壓力逐漸加大,要想進一步減少建筑工程施工對生態環境的影響,就必須重視對新型綠色節能技術的應用,結合項目實際情況選擇合適的技術種類,同時加大其宣傳力度,完善相關的管理標準以及規范體系,不斷完善其創新力度,確保新型綠色節能技術得到廣泛應用,在保障施工質量的同時,不斷減少對生態環境的影響,最終促進我國建筑行業的可持續性發展。