污染場(chǎng)地修復(fù)與綠色建筑中的清潔技術(shù)與應(yīng)用研究

孫宏偉 陸 全 鐘曉梅

（1. 江蘇筑原建筑設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 常州，213100；2. 南京宇萬(wàn)建設(shè)有限公司，江蘇 南京，210000；3. 上田環(huán)境修復(fù)股份有限公司，江蘇 常州，213100）

引言

能源和環(huán)境問(wèn)題已成為我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大難題。污染場(chǎng)地問(wèn)題逐步凸顯，它對(duì)生態(tài)環(huán)境、食品安全和人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，全國(guó)各地陸續(xù)開(kāi)展了污染場(chǎng)地的修復(fù)工程，以確保環(huán)境質(zhì)量和人居健康。非綠色建設(shè)導(dǎo)致建筑能耗居高不下，我國(guó)建筑運(yùn)行能耗占社會(huì)能耗總量的35%～40%，國(guó)家發(fā)改委、住建部聯(lián)合發(fā)布的《綠色建筑行動(dòng)方案》指出：開(kāi)發(fā)利用各類(lèi)低品位清潔能源，對(duì)降低建筑能耗具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

鑒于此，筆者從污染場(chǎng)地修復(fù)、綠色建筑設(shè)計(jì)及其清潔技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討。

1 污染場(chǎng)地修復(fù)

1.1 污染場(chǎng)地分析

根據(jù)《污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)應(yīng)用指南》中的定義，污染場(chǎng)地是指因堆積、儲(chǔ)存、處理、處置或其他方式承載了有害物質(zhì)，對(duì)人體健康和環(huán)境產(chǎn)生危害或具有潛在風(fēng)險(xiǎn)的空間區(qū)域，包括土壤和地下水。

我國(guó)污染場(chǎng)地中主要污染物有重金屬（如鉻、鎘、汞等）、農(nóng)藥（如滴滴涕、六六六等）、持久性有機(jī)污染物（如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等），揮發(fā)性或溶劑類(lèi)有機(jī)污染物、有機(jī)金屬類(lèi)污染物，大部分場(chǎng)地處于復(fù)、混合污染狀態(tài)。由于污染物下滲遷移或管道泄漏，多數(shù)污染場(chǎng)地的土壤、地下水同步受到污染。

圖1 污染場(chǎng)地修復(fù)示意圖

1.2 污染場(chǎng)地修復(fù)清潔技術(shù)的應(yīng)用

污染場(chǎng)地清潔修復(fù)技術(shù)可改變待處理污染物的結(jié)構(gòu)，或減輕污染物的毒性、遷移性或數(shù)量單一或系列的化學(xué)、物理或生物治理措施，主要包括物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)和物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)等。其中，生物修復(fù)技術(shù)屬于清潔修復(fù)技術(shù)范疇，污染介質(zhì)治理效果顯著。

生物通風(fēng)法是一種強(qiáng)迫氧化的生物降解方法，即在受污染土壤中強(qiáng)制通入空氣，強(qiáng)化微生物對(duì)土壤中有機(jī)污染物進(jìn)行生物降解，同時(shí)將易揮發(fā)的有機(jī)物一起抽出，然后對(duì)排出氣體進(jìn)行后續(xù)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(fā)性有機(jī)物污染土壤的修復(fù)，也適用于結(jié)構(gòu)疏松多孔的土壤，以利于微生物的生長(zhǎng)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(guò)生物活動(dòng)土壤時(shí)，揮發(fā)性化合物也得到了降解。

植物修復(fù)主要是利用特定植物的吸收、轉(zhuǎn)化、清除或降解土壤中的污染物，從而實(shí)現(xiàn)土壤凈化、生態(tài)效應(yīng)恢復(fù)的治理技術(shù)。植物修復(fù)主要通過(guò)三種方式進(jìn)行污染土壤的修復(fù)，包括：植物對(duì)污染物的直接吸收及對(duì)污染物的超累積作用；植物根部分泌的酶來(lái)降解有機(jī)污染物；根際與微生物的聯(lián)合代謝作用，從而吸收、轉(zhuǎn)化和降解污染物。與物理和化學(xué)修復(fù)技術(shù)相比具有成本低、效率高、無(wú)二次污染、不破壞植物生長(zhǎng)所需的土壤環(huán)境等特點(diǎn)，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(qū)域堆積，經(jīng)過(guò)曝氣，利用微生物對(duì)污染物的降解作用來(lái)處理污染土壤的技術(shù)。適用于非鹵化揮發(fā)性有機(jī)物和石油烴類(lèi)污染物，也可用來(lái)處理鹵化揮發(fā)和半揮發(fā)性有機(jī)物、農(nóng)藥等。在生物堆的頂部需覆蓋薄膜，控制氣體和揮發(fā)性污染物的揮發(fā)和溢出，并能加強(qiáng)太陽(yáng)能熱力作用，從而提高處理效率[1-3]。

2 綠色建筑設(shè)計(jì)

2.1 綠色建筑清潔發(fā)展理念

《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378-2014）中，綠色建筑的定義為：在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（清潔、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)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(qiáng)調(diào)清潔資源的利用。

綠色建筑的環(huán)保效益體現(xiàn)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(yáng)光，節(jié)省能源，創(chuàng)造一種接近大自然的感覺(jué)，以人、建筑和自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，利用人工手段與天然條件相結(jié)合在創(chuàng)造健康、良好居住環(huán)境，盡可能地減少和控制對(duì)自然環(huán)境過(guò)度使用和破壞。

綠色建筑的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和節(jié)能上。在節(jié)地方面，利用集約土地來(lái)做的綠色建筑是理想化的效果，以保護(hù)和利用土地資源，達(dá)到節(jié)約土地和爭(zhēng)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(jié)水方面，使用節(jié)水器具、雨水中水回用等；節(jié)材方面，建筑施工工程中使用綠色建材，以減少對(duì)環(huán)境的破壞；節(jié)能方面，根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源條件，充分考慮自然通風(fēng)、天然采光，以減少空調(diào)和照明能耗等[4,5]。

2.2 綠色建筑設(shè)計(jì)

綠色建筑設(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)單的基于理論的發(fā)展和形態(tài)演變的建筑藝術(shù)風(fēng)格的方法體系，也不是擁有良好的城市發(fā)展的新產(chǎn)品，而是一種解決自然和人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題的建筑表達(dá)?！睹裼媒ㄖG色設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T229-2010）是依據(jù)住建部公告第806號(hào)發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)與室內(nèi)環(huán)境、建筑材料、給排水、暖通空調(diào)、建筑電氣等作了規(guī)范性指導(dǎo)。

圖2 綠色建筑示范項(xiàng)目：深圳萬(wàn)科中心和北京建工發(fā)展大廈

綠色建筑設(shè)計(jì)遵守三項(xiàng)原則：資源利用的3R原則；環(huán)境友好原則；地域性原則。綠色建筑是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要在時(shí)空范疇和專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域由許多因素的影響和作用下共同整合，由各相關(guān)的主體在技術(shù)研發(fā)、經(jīng)濟(jì)支持、社會(huì)組織、管理決策等各個(gè)層面通過(guò)的協(xié)同合作來(lái)實(shí)現(xiàn)。綠色建筑的設(shè)計(jì)是使用一切可以利用的自然條件和自然能源，不單單是設(shè)計(jì)綠色的建筑室內(nèi)環(huán)境，還要把選址與環(huán)境相互協(xié)調(diào)。從現(xiàn)場(chǎng)、布局和配套設(shè)施三方面進(jìn)行設(shè)計(jì)使其達(dá)到綠色設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

綠色建筑的設(shè)計(jì)方法包括清潔方面從建筑選址、能源的保溫利用、隔熱遮陽(yáng)、自然采光和自然通風(fēng)對(duì)可再生資源的應(yīng)用，最大限度地利用現(xiàn)場(chǎng)的資源是好的建筑布局的設(shè)計(jì)，通過(guò)減少建筑物的得熱以改善室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量充分體現(xiàn)了社會(huì)發(fā)展綠色建筑的重要性，尤其強(qiáng)調(diào)可再生能源清潔技術(shù)的應(yīng)用。

2.3 綠色建筑清潔技術(shù)應(yīng)用

基于綠色建筑理念的清潔技術(shù)應(yīng)用主要包括：圍護(hù)結(jié)構(gòu)（綠色建材）、自然通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、建筑智能化等內(nèi)容，結(jié)合建筑物本身的特點(diǎn)，所處地理位置及資源、環(huán)境等方面考慮清潔技術(shù)措施。

2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)清潔技術(shù)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能是綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最主要內(nèi)容，它包括外墻、屋頂、地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，外窗的傳熱系數(shù)或遮陽(yáng)系數(shù)，整體性窗墻面積比控制，建筑物體型系數(shù)控制等內(nèi)容。

外圍護(hù)墻體采用蒸氣加氣混凝土砌塊外抹灰，其傳熱系數(shù)大于規(guī)范規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，且材料本身是可循環(huán)利用的綠色建筑材料。屋頂作為建筑物全天接受太陽(yáng)光照射的部分，屋面的保溫性能是影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)全年建筑物冷熱負(fù)荷的重要因素，綠化屋頂既有利于提高建筑物的減少對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響，也有利于為小型公共建筑使用者提供一個(gè)高質(zhì)量辦公環(huán)境提高工作效率[6-8]。

2.5 自然通風(fēng)清潔技術(shù)

為建筑物營(yíng)造室內(nèi)環(huán)境良好的自然通風(fēng)環(huán)境，充分利用過(guò)度季節(jié)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(nèi)熱環(huán)境，提高熱舒適性，減少房間送空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間。

在夏季自然通風(fēng)作用下，通過(guò)活動(dòng)百葉遮陽(yáng)系統(tǒng)的百葉的開(kāi)啟，自然風(fēng)引入至室內(nèi)；冬季在西北風(fēng)作用時(shí)，可以通過(guò)北向窗戶(hù)百葉的關(guān)閉，減少建筑物的換氣次數(shù)，降低冬季建筑物的散熱。

2.6 空調(diào)系統(tǒng)清潔技術(shù)

綠色建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中宜優(yōu)先采用清潔能源，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀毁Y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(shù)和熱源塔熱泵技術(shù)等。

土壤源地源熱泵通過(guò)換熱系統(tǒng)與地下水和巖土體進(jìn)行熱能的交換，消耗少量的高品位的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)熱泵，由低品位向高品位轉(zhuǎn)化熱能，以便實(shí)現(xiàn)建筑物的供暖和制冷。其工作原理是：在夏季，熱泵機(jī)組從室內(nèi)吸收熱量并轉(zhuǎn)移釋放到地源中，實(shí)現(xiàn)了建筑物空調(diào)的制冷；在冬季，熱泵機(jī)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(lái)為系統(tǒng)提供熱量、夏季將系統(tǒng)的熱量排出到室外的組合配套設(shè)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(tǒng)清潔技術(shù)

綠色建筑中節(jié)水與水資源利用是重要設(shè)計(jì)內(nèi)容；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合區(qū)域的給排水系統(tǒng)、水資源、氣候特點(diǎn)等客觀環(huán)境狀況對(duì)水環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，制定給排水系統(tǒng)，合理提高水資源，減少污水排放量和對(duì)原有水資源的破壞。

節(jié)水型用水器具的選擇：主要選用節(jié)水30%以上的節(jié)水型水龍頭和節(jié)水衛(wèi)生器具。同時(shí)，雨水、中水經(jīng)集中處理后，達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)回用于綠化澆灌、車(chē)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(shù)

建筑智能化是指利用系統(tǒng)集成方法，將智能型計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、多媒體技術(shù)和現(xiàn)代建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控，對(duì)信息資源的管理，對(duì)使用者的信息服務(wù)及其建筑環(huán)境的優(yōu)化組合，所獲得的投資合理，適合信息技術(shù)需要，并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點(diǎn)的技術(shù)。樓宇自控BA系統(tǒng)是建筑智能化的重要產(chǎn)品，可分為三個(gè)大系統(tǒng)：樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）、通信自動(dòng)化系統(tǒng)（CAS）和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）三大系統(tǒng)組成，每個(gè)大系統(tǒng)內(nèi)又包含了若干個(gè)子系統(tǒng)[9,10]。

3 結(jié)束語(yǔ)

近期開(kāi)展的污染場(chǎng)地修復(fù)和綠色建筑行動(dòng)，有利于提高場(chǎng)地及建筑的舒適性、安全性和健康性，以綠色、循環(huán)、低碳理念來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，清潔技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用必將相關(guān)產(chǎn)業(yè)推向新的高度。