房屋建筑綠色施工技術及應用*

武 恒

(山西建設投資集團有限公司 太原 030000

房屋建筑綠色施工技術是在全球對環境保護和可持續發展越來越重視的背景下,對建筑行業的一次重要轉變。傳統的建筑施工方式和材料使用對環境造成巨大的負面影響,導致資源浪費和環境污染。在這樣的背景下,綠色施工技術的出現為建筑行業帶來新的發展機遇。采用綠色施工技術可以減少碳排放、減少能源和水資源消耗,降低對土地資源的破壞,有助于保護自然環境。這樣有助于實現資源可持續利用和社會可持續發展,為應對氣候變化和全球暖化做出貢獻。

1 房屋建筑綠色施工技術概述

房屋建筑綠色施工技術是指在房屋建筑的設計、施工和運營過程中,采用環保、節能、可持續發展的方法和材料,旨在降低對環境的負面影響,提高建筑的能源效率和室內環境質量[1]。這是對傳統建筑施工模式的一次重要轉變,以適應全球環境問題和可持續發展的需求。綠色施工技術的核心理念是“三位一體”,即在滿足經濟可行性的基礎上,實現社會公平性和環境友好性的統一。它強調在建筑生命周期內最大程度地減少資源消耗和廢棄物產生,優化建筑的功能性、舒適性和健康性。在綠色施工技術中,可再生能源的利用是一個重要方向,包括太陽能、風能、地熱等,用于供電、供熱和空調等能源需求[2]。高效絕緣材料的運用有助于改善建筑的節能性能,減少能源損耗。此外,通過設計綠色屋頂,利用綠化覆蓋降低冷暖負荷,改善周圍空氣質量,還可以收集雨水用于灌溉和非飲用用途。

2 房屋建筑綠色施工技術的應用分析

2.1 可再生能源利用

可再生能源的應用是房屋建筑綠色施工技術中的重要組成部分。傳統的能源供應主要依賴化石燃料,但其帶來的碳排放和環境污染已成為全球環境問題的主要源頭。可再生能源則是一種環保、永續的能源來源,包括太陽能、風能、地熱能等[3]。房屋建筑中常見的太陽能利用方式包括太陽能光伏發電和太陽能熱利用。光伏發電通過安裝太陽能光伏電池板,將太陽能轉化為電能,供給建筑的電力需求。太陽能熱利用則通過太陽能熱水器,將太陽能轉換為熱能,供給建筑的熱水使用。如某酒店采用太陽能熱水器來供應熱水,太陽能熱水器通過集熱板或真空管等設備,將太陽能轉換為熱能,將熱能傳遞到熱水儲存罐中,供應給酒店的熱水需求。太陽能充足時,太陽能熱水器能高效地加熱大量的熱水,滿足酒店客房、餐廳、洗浴等各個部分的熱水使用。而在夜晚或陰雨天,熱水儲存罐中的熱水可以提供溫暖的水源,確保酒店的日常熱水供應。在適宜的地區,利用風能發電來供給建筑的電力需求。安裝風力發電機,將風能轉化為電能,為建筑提供清潔的電力供應。地熱能是地球內部儲存的熱能,通過地源熱泵技術,將地熱能轉化為供暖和空調用的熱能,實現能源的高效利用。如某辦公大樓采用地源熱泵技術進行供暖,埋設地熱換熱器(地源熱井或水平地埋管)將地熱能吸收到熱泵系統中。熱泵將地熱能提供給供暖系統,在寒冷季節,為辦公區域提供舒適的室內溫度。在夏季,地源熱泵逆向運行,將室內的熱量轉移到地下,實現空調效果。通過這種地源熱泵技術,辦公大樓能大幅減少對傳統能源的依賴,降低能源消耗和運營成本。

2.2 高效絕緣材料

在房屋建筑綠色施工技術中,高效絕緣材料的應用是為了改善建筑的節能性能,減少能源的消耗。建筑中的墻體、屋頂和地板等構件通常需要具備良好的絕緣性能,以減少熱量的傳遞和損失,降低空調和供暖系統的負荷,節約能源成本。在房屋建筑中,環保保溫材料是常見的高效絕緣材料。例如,礦物棉、巖棉、玻璃棉等,它們具有較低的導熱系數,可以有效阻止熱量的傳遞,減少建筑內外溫度的差異,提高室內的舒適性[4]。導熱系數k=(Q×L)/(A×(T2- T1))。其中:k—導熱系數(W/(m·K));Q—通過材料傳遞的熱量(W);L—材料厚度(m);A—熱傳導面積(m2);T2—材料兩側表面的高溫溫度(K 或℃);T1=材料兩側表面的低溫溫度(K 或℃)。通過使用環保保溫材料,建筑物的能耗將顯著降低,尤其在供暖和空調季節,能夠減少空調和供暖系統的運行時間,降低能源成本和碳排放。同時,由于環保保溫材料不含有害物質,其使用對室內空氣質量沒有負面影響,有助于創造一個更健康、環保的室內環境。窗戶是建筑中熱量損失的重要來源。采用特殊窗戶玻璃,如雙層或三層中空玻璃、低輻射玻璃等,顯著減少窗戶部分的熱量傳遞,實現良好的隔熱效果。采用隔熱墻體結構,如雙層墻體和保溫外墻等,有效隔離室內外溫差,減少室內空調系統的負荷,實現節能效果。(具體應用見表1)。通過選用環保保溫材料、特殊窗戶玻璃和隔熱墻體結構等,實現建筑的節能目標,為環保和可持續發展提供大力支持。

表1 房屋建筑綠色施工技術中高效絕緣材料的應用分析

2.3 設計綠色屋頂

設計綠色屋頂是房屋建筑綠色施工技術中的一項重要措施,旨在利用屋頂空間實現生態功能,減少建筑對環境的影響。綠色屋頂通常分為淺綠屋頂和深綠屋頂。淺綠屋頂是一種較為輕便的綠色屋頂系統,通常采用較薄的土壤層和耐旱植物,如多肉植物和草本植物。這種屋頂適用于較低的建筑,對屋頂負荷要求較低。淺綠屋頂可以吸收雨水,減緩雨水徑流,降低雨水排放壓力,有利于城市的水資源管理。淺綠屋頂通常采用較薄的土壤層和耐旱植物,如多肉植物和草本植物,這些植物對水分需求較低,能夠在較瘠薄的土壤中生長[5]。多樣耐旱植物在屋頂上形成一個小型花園,增加居住區的綠化面積,有利于改善空氣質量和生態環境。深綠屋頂是一種較為復雜的綠色屋頂系統,它通常需要更厚的土壤層和多樣化的植被,如花草灌木樹木等。深綠屋頂可以創造出綠色花園或公園的效果,提供更多的生態功能和美觀性。深綠屋頂通常需要更厚的土壤層和多樣化的植被,包括花草、灌木和樹木等,形成一個類似綠色花園或公園的效果。這些植被種類豐富,能夠提供更多的生態功能和美觀性,吸引人們前來休閑娛樂。同時,樹木種植為整個綜合體提供天然的陰涼和涼爽,降低建筑物表面的溫度,改善屋頂的熱環境。然而,深綠屋頂對建筑的承載能力要求較高,需要經過仔細的設計和結構支撐。通過淺綠屋頂和深綠屋頂的應用,可以實現建筑的節能目標,緩解城市的水資源壓力,創造更美觀、更生態的城市環境,為環保和可持續發展作出貢獻。

2.4 雨水收集系統

雨水收集系統是一種在房屋建筑綠色施工技術中常見的應用,旨在利用自然降水資源,減少對城市自來水的依賴,實現雨水資源的再利用。該系統通常包括雨水收集、儲存、凈化和利用等環節。首先,雨水收集。通過設置屋頂排水系統和雨水收集設施,將降水收集起來。在淺綠屋頂和深綠屋頂中,綠色植被和土壤也可以起到雨水收集的作用。屋頂排水系統設計合理,將收集的雨水引導至雨水收集設施。這些雨水收集設施可以是地下儲水池或雨水收集桶等。在這些設施中,雨水會得到儲存和處理,以備日后利用。其次,雨水儲存。將收集到的雨水儲存起來,常見的儲存方式包括地下水箱、雨水桶等。儲存容量的大小取決于建筑的需水量和降水情況,地下水箱儲存容量(m3)=需水量×儲存時間+附加容量。在建筑物的地下或地下室中設置專門的水箱,用于儲存收集到的雨水。地下水箱的容量大小根據建筑的需水量和降水情況進行設計,可以儲存大量的雨水。假設該建筑的日需水量為200 m3,所在地區的平均降雨量為每月100 mm,希望地下水箱可以滿足建筑需水量的兩個月的用水需求。地下水箱儲存容量=需水量×儲存時間,地下水箱儲存容量=200 m3×2=400 m3。因此,為滿足該居民用建筑物兩個月的用水需求,需要設計一個容量為400 m3的地下水箱。這些儲存的雨水用于澆灌綠化植物、沖廁、洗車等非飲用用途,減少自來水的消耗,降低水資源的壓力。再次,雨水凈化。為確保雨水的質量,需要對收集的雨水進行初步的凈化處理。常見的凈化方式包括過濾、沉淀和消毒等。通過設置過濾器,有效去除雨水中的較大顆粒和雜質,如樹葉、泥沙等。最后,雨水利用。經過凈化處理的雨水可以用于非飲用用途,如澆灌植物、沖洗馬桶、清洗地面等。在一些高級應用中,經過更復雜的處理,也可以用于飲用水或工業用水。

2.5 垃圾分類與回收

垃圾分類與回收是在房屋建筑綠色施工技術中一項重要的環保措施。隨著城市化進程的加速和人口的增長,城市垃圾產量不斷增加,處理垃圾帶來的環境問題也日益凸顯。垃圾分類與回收旨在最大限度地減少垃圾對環境的負面影響,實現資源的循環利用。

(1)垃圾分類。通過將垃圾分成可回收物、有害垃圾、濕垃圾和干垃圾等不同類別,有針對性地進行處理和回收。這樣可以減少垃圾填埋和焚燒的壓力,最大程度地回收再利用資源。

(2)可回收物回收。可回收物包括廢紙、塑料、玻璃、金屬等,通過回收再生產,節約大量的原材料和能源,減少資源的開采和環境污染。

(3)有害垃圾處理。有害垃圾包括電池、廢燈管、過期藥品等,這些垃圾中含有有害物質,需要進行安全處理,以免對環境和人體健康造成危害。

(4)濕垃圾處理。濕垃圾主要是廚余垃圾,可以進行堆肥或生物發酵,將有機物質轉化為有機肥料,用于農田的改良。

(5)干垃圾處理。干垃圾是指除可回收物、有害垃圾和濕垃圾之外的其它生活垃圾,它們通常被送往垃圾填埋場或進行焚燒處理(見表2)。

表2 垃圾分類與回收應用概覽

綜上所述,綠色施工技術中的可再生能源利用是減少對傳統能源依賴的重要途徑。通過太陽能、風能等可再生能源的應用,建筑可以自主產生電力和熱能,降低對化石燃料的依賴,減少碳排放和對環境的負面影響。

優質絕緣材料有效地阻止熱量的傳遞和損失,提高建筑的保溫性能,減少空調和供暖系統的負荷。通過綠色屋頂的應用,有效減緩城市的熱島效應,提供自然的保溫和降溫功能。通過收集、儲存和凈化雨水,滿足建筑非飲用用水需求。此外,通過垃圾分類和回收再利用,最大限度地減少垃圾對環境的污染,節約資源,有利于推動循環經濟發展。