棚戶區改造項目中綠色施工技術研究*

劉旭川

(甘肅建投土木工程建設集團有限責任公司 蘭州 730060)

棚戶區是指城市中由簡易結構房屋與棚廈房屋構成的建筑區域,出現棚戶區的主要原因是城市發展缺少規范性方案,導致城市在建設中缺乏規范,從而造成宅院與房屋呈現凌亂不齊、破舊不堪的現象[1]。相比城市民居建筑結構,棚戶區建筑大多具有結構簡單、功能少、防護性能差(包括防火、防震、防水等)、環境污染程度高、無公共活動場地、采暖設施與通風條件差的特點。為了改善棚戶區居民居住環境,全面保障城市建設工作的規范化,有關單位提出了針對棚戶區的規劃改造工作方案,盡管相關工作的實施已初步取得了成果,但隨著城市發展水平地進一步提升,居民開始將關注重點置于建筑環保性能方面[2]。因此,在開發商提供資金固定的前提下,使用綠色施工技術代替現有的施工技術,加大對清潔能源、低污染材料的使用,提高我國建筑行業的持續化發展能力。為了實現此項工作,并推進棚戶區改造建設,應將節能性原則與可持續發展原則作為施工原則,在施工中盡量應用可再生、低污染的材料[3]。同時,在施工中做好對廢棄材料的合理、循環使用,保證資源使用的循環性。因此,筆者以蘭州新區棚戶區項目為例,對綠色施工技術在其中的應用展開詳細設計研究。

1 工程項目概況

筆者此次研究的工程項目為火家灣棚戶區改造項目,該項目位于蘭州新區,通過與工程項目負責人的交涉,獲得此工程項目相關概況信息[4],如表1所示。

表1 蘭州火家灣棚戶區改造項目概況信息

在掌握項目建設相關信息的基礎上,對此工程項目的建設施工內容進行分析。房屋建筑B 地塊B 標段施工內容包括:14 236.20 m2的13#住宅樓、16 783.82 m2的13#住宅樓地下一層與地上30層剪力墻建設施工;16 783.76 m2的16#住宅樓地下一層與地上11層剪力墻建設施工。建筑項目中與消防工程相關的建設施工不納入本次基礎招標范圍。

根據施工方與建設方簽訂的合同,分析此建筑工程項目在施工中的承包范圍。明確該項目中的電梯采購、安裝等項目不屬于施工方作業范圍。要求施工方在施工中,按照設計的施工方案進行建筑工程項目的標準化施工,保證建筑綜合性能提升的同時,使建筑竣工后驗收質量達標。

2 棚戶區改造項目中綠色施工技術的研究

2.1 高強度混凝土配合比設計與施工鋼筋選型

為實現對棚戶區建筑的改造優化建設,筆者提出在使用中,采用高強度混凝土與鋼筋作為主體結構施工材料,通過此種方式,保證設計的建筑結構達到預期的強度等級要求[5]。為滿足混凝土施工材料的質量需求,在施工前應控制混凝土材料各成分的使用量,通過多次試驗,確定混凝土材料的最終配合比例。具體操作可分為:

(1)通過對粗骨料與細骨料用量的測量,設計材料配合過程中的用水比例。

(2)根據砂石的細度、模數、石塊配料等級,進行用砂量的調整。

(3)根據混凝土強度等級要求,調整配合材料中的水灰比值,保證材料使用合理[6]。

根據上述內容,對高強度混凝土原材料的質量要求進行設定,如表2所示。

表2 設定高強度混凝土原材料質量要求

完成對高強度混凝土制備原材料的選用后,根據工程施工實際需求,選擇三級鋼作為綠色施工中的鋼筋材料。相比HRB-14000等級的二級鋼,此次選用的HRB-35000三級鋼,不僅具有更高的強度與荷載能力,還具有更加良好的經濟性能,可節約施工成本。對三級鋼筋的施工現場進行描述,如圖1所示。

圖1 棚戶區改造項目中的鋼筋施工

按照圖1所示的方式,進行棚戶區改造項目中的鋼筋施工,既保證施工成果符合規范,又實現施工現場更多材料的節約。

2.2 棚戶區改造項目中裝飾裝修施工工藝

為進一步實現對棚戶區的綠色改造,還應在上述研究內容的基礎上,設計棚戶區改造項目中裝飾裝修施工工藝。在施工中,選用陶土外墻磚代替傳統裝飾施工材料,減少切割外墻磚導致的材料浪費現象[7]。同時,利用建筑房屋、走廊等區域的邊角料進行其他部位的加工。按照放線、裁板、打孔→聚苯板綠色環保材料與拆模板的粘結處理→鋼筋結構網的綁扎處理→安裝免拆模板與復合結構的剪力墻體→澆筑建筑裝飾外立面→外墻裝飾涂料施工→外墻細部施工→養護與拆模的順序,進行棚戶區墻體的裝飾施工。對棚戶區改造項目中裝飾裝修施工過程進行描述,如圖2所示。

圖2 棚戶區改造項目中裝飾裝修施工

為提高墻體裝飾施工中的保溫性能,需要在施工中根據工程實際需求,對比燒磚、空心墻磚、混凝土加氣磚等環保材料在建筑墻體中應用的綜合性能,根據不同材料的熱絕緣系數與傳熱系數,選擇與改造工程項目更為適配的施工材料。

2.3 綠色施工中的LED 照明節能技術應用

為實現建筑建成后的節能性能,在施工中使用LED 節能技術代替傳統的照明用電技術。在建筑屋頂安裝太陽能電池板或新能源環保光能電池板,將太陽能電池板與建筑中的DC 直流供電系統進行連接,作為建筑整體的照明系統。

在施工現場的臨時照明裝置可采用聲光控制技術設計,在工程施工前,預埋地下管線,作為施工現場臨時照明的主要應用。所有管線在建筑中采用暗埋的方式進行鋪設,通過此種方式,不僅可以實現對建筑用電成本的節約,同時也可以避免由于傳統照明管線明裝導致的觸電風險。

3 施工技術應用效果

為檢驗筆者提出的施工技術在實際建筑工程項目中的應用效果,以蘭州火家灣棚戶區改造項目為例,按照本文設計的方案,對棚戶區綠色施工改造技術的應用效果進行分析。

在進行此項目改造建設中,先設計高強度混凝土配合比,選取高強度鋼筋,再根據業主方的標準進行建筑裝飾裝修施工,最后在建筑中集成LED 照明技術,實現建筑在建成投入使用后的節能性能。將建筑內所有房屋的電能表進行連接,記錄不同時段建筑中用戶正常用電耗能。將記錄的結果與棚戶區改造建設前全天耗能數據進行比對,使用后者記錄數值減去前者統計數值,得到棚戶區改造后節約耗能量,并將此結果作為實驗結果。實驗中,記錄此建筑在0∶00～24∶00的節能情況,根據不同時段獲取的數據,對其進行整理,將整理后的數據使用平滑的曲線進行連接,通過此種方式得到不同時段下棚戶區建筑改造節能結果,如圖3所示。

圖3 不同時段下棚戶區建筑改造節能分析

根據常規建筑耗能統計數據可知,每天的6∶00～9∶00、16∶00～11∶00是建筑高耗能時間段。從圖3可看出,在6∶00～9∶00、16∶00～11∶00時間段內,建筑節約能耗量最高,同時,在其他不同時段,棚戶區建筑耗能也有一定降低。

出現上述現象的主要原因是:按照本文設計的施工技術進行建筑改造建設施工,大量的LED 照明代替了傳統照明,減少了傳統不可再生能源供電的消耗,實現了基于太陽能等清潔能源的供電,從而為建筑節能提供了良好基礎。

因此,在完成實驗后,可以得出如下結論:

本文所設計的綠色施工技術,在棚戶區改造項目中的實際應用,可以起到節約建筑耗能的效果,實現在提供居民用戶正常供電服務的同時,減少不可再生能源供電消耗。

4 結語

對傳統改造建設方案的研究發現,傳統建設方案會增加建筑民居環境建設與建筑后續投入使用中的能耗。為解決棚戶區建筑存在的高耗能問題,筆者從高強度混凝土配合比設計與施工鋼筋選型、棚戶區改造項目中裝飾裝修施工工藝、綠色施工中的LED 照明節能技術應用,對棚戶區改造項目中綠色施工技術展開研究。完成對施工技術的研究后,以蘭州火家灣棚戶區改造項目為例,設計實例應用實驗,按照本文設計的方法,對此項目進行改造施工,分析不同時段棚戶區建筑改造節能情況,本文設計的施工技術在實際應用中可解決建筑在投入使用后的高耗能問題,保證建筑具有綠色、節能等優勢。但在深入研究時發現,此次設計的方法也存在著一些不足,如沒有從雨水循環利用角度進行建筑屋頂的設計,如果建筑所在區域出現短期高強度降雨,會出現居民住宅區水泥瀝青路面積水的問題。因此,在進行綠色施工技術的深化研究時,將從節水角度進行綠色施工方案的進一步完善。