高原地區(qū)基建工程生態(tài)環(huán)保新技術(shù)應(yīng)用概述

【中圖分類號】 X38

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A

0 引言

高原地區(qū)氣候惡略、生態(tài)系統(tǒng)脆弱，該地區(qū)鐵路建設(shè)項目相較平原地區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)極高，建設(shè)難度極大，環(huán)境保護(hù)水土保持要求極高，針對上述問題項目從實踐出發(fā)，結(jié)合科技創(chuàng)新，在提高施工質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境修復(fù)方面取得了一定成果。

1一種高原地區(qū)使用的光伏玻璃幕墻應(yīng)用

1.1 應(yīng)用背景

項目駐地海拔為 3500～3750m ，屬亞熱帶氣候，但因地處橫斷山區(qū)，海拔高，受復(fù)雜多樣的地形影響，改變了緯度氣候演變順序，使得工作區(qū)氣候復(fù)雜多樣，形成了獨特的高原型大陸性季風(fēng)氣候既高山氣候，氣候寒冷、無霜期長，但光照多，且紫外線強(qiáng)，為光伏玻璃幕墻的使用提供了必要條件[1]

1.2 研究內(nèi)容

光伏玻璃幕墻是一種將太陽能光伏組件壓入，能夠利用太陽輻射發(fā)電，并具有相關(guān)電流引出裝置以及電纜的特種玻璃。采用光伏玻璃幕墻替換傳統(tǒng)的玻璃幕墻，鑲嵌于兩片玻璃之間，利用太陽能電池組件將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能儲存并用作他用。太陽能電池組件利用太陽光的光子能量，使得被照射的電解液或者半導(dǎo)體材料的電子移動，從而產(chǎn)生電壓。

1.3主要工藝級控制要點

1.3.1建筑一體化設(shè)計

將太陽能電池組件與建筑墻面設(shè)計相融合，不僅為建筑提供自給自足的能源，還增強(qiáng)了建筑的整體美學(xué)。具體操作上，根據(jù)建筑墻面的具體尺寸和構(gòu)造，精心設(shè)計與之匹配的光伏玻璃幕墻，確保其尺寸和部件的組合與建筑風(fēng)格和結(jié)構(gòu)完美協(xié)調(diào)。細(xì)致地按照詳細(xì)的組裝圖進(jìn)行部件的精密加工和采購，確保所有配件和材料都符合設(shè)計要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

此外，玻璃幕墻采用特別定制的透光薄膜太陽能發(fā)電玻璃，這種創(chuàng)新材料不僅實現(xiàn)了高效的光伏發(fā)電，還保持了玻璃的基本功能，即良好的采光效果。其透光率高達(dá) 30% ，意味著在轉(zhuǎn)換太陽能的同時，還能為室內(nèi)提供充足的自然光，創(chuàng)造舒適明亮的居住和工作環(huán)境。這種集成設(shè)計不僅提高了建筑的能源效率，而且在美化城市景觀的同時，也推動了可持續(xù)發(fā)展和綠色能源的利用[2-3]。光伏玻璃幕墻結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1光伏玻璃幕墻結(jié)構(gòu)示意

1.3.2 預(yù)埋件安裝

由于光伏玻璃幕墻直接附著并固定在建筑物上，這就要求在土建結(jié)構(gòu)施工階段就必須嚴(yán)格遵循圖紙設(shè)計，細(xì)致地完成系統(tǒng)安裝部件的預(yù)埋和預(yù)留工作。因為任何偏差都可能影響到整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和光伏系統(tǒng)的有效性。在實施過程中，如果發(fā)現(xiàn)有未預(yù)留或預(yù)留位置不準(zhǔn)確的情況，需及時采取措施增加后置埋件。這些后置埋件應(yīng)通過錨栓牢固地固定于結(jié)構(gòu)中。為確保安全和可靠性，對錨栓的尺寸不僅需要進(jìn)行精確地設(shè)計計算，還需要根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。此外，應(yīng)在施工現(xiàn)場對錨栓進(jìn)行拉拔實驗，以驗證其承載能力和穩(wěn)定性，確保光伏玻璃幕墻在各種環(huán)境條件下都能安全穩(wěn)固地附著于建筑物上。從而保證整個光伏玻璃幕墻系統(tǒng)的順利安裝和長期運行。通過這種綜合性的設(shè)計和施工方法，可以有效地提高建筑的能源效率，同時保持其美觀和功能性。

1.3.3光電施工準(zhǔn)備

針對該工程的特定需求，合理搭設(shè)施工架體是確保施工安全和效率的關(guān)鍵一步。在施工前，應(yīng)詳細(xì)規(guī)劃并安排所需的勞動力，包括專業(yè)技術(shù)人員和普通工人。同時，進(jìn)行全面的技術(shù)交底至關(guān)重要，這不僅涉及到安全指導(dǎo)，也包括工程特點、操作流程、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，確保每位工作人員都能明確自己的職責(zé)和操作要領(lǐng)。

1.3.4 器件安裝

根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行太陽能電池組件中的轉(zhuǎn)換件、預(yù)埋件安裝。

1.3.5 光伏玻璃幕墻施工

在安裝太陽能光伏玻璃幕墻的過程中，首先需確保固定龍骨框架的安裝精準(zhǔn)且牢固。龍骨框架作為支撐結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性對整個光伏系統(tǒng)的安全運行至關(guān)重要。在龍骨安裝完成后，確保其與建筑結(jié)構(gòu)體上的預(yù)埋件之間的連接堅固可靠，這是確保整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵步驟[4]

1.3.6 線纜連接

安裝儲能系統(tǒng)，包括蓄電池組 10kW?h ，光伏儲能逆變一體機(jī) 1000V ，光伏配電柜及交流電纜，將各處連接件與使用設(shè)備用線纜連接，形成完整供電線路系統(tǒng)。

1.4成果及創(chuàng)新點

項目駐地年光照時間約 2700h ，整個光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量約 光伏玻璃幕墻年發(fā)電量約8萬 kW?h ，相當(dāng)于每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤26.91t，減排二氧化碳約 70.5t ，產(chǎn)生的綠色電力用于照明、動力等用能需求。光伏玻璃幕墻不僅具備普通幕墻的維護(hù)、隔熱、美觀功能，又兼具綠色發(fā)電、能源自給功能，減少了資源消耗，響應(yīng)綠色建造、節(jié)能減排、零碳建筑及國家“十四五”雙碳目標(biāo)的大趨勢。

（1）建筑光伏一體化BIPV（BulidingIntegratedPhotovol-taic）建設(shè)理念：與建筑物同時設(shè)計、同時施工和安裝并與建筑物行成完美結(jié)合的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，作為建筑物外部結(jié)構(gòu)的一部分，既具有發(fā)電功能，又具有建筑構(gòu)件和建筑材料的功能，還可以提升建筑物的美感，與建筑物行成統(tǒng)一整體。

（2）采用光伏玻璃幕墻發(fā)電形式，用于辦公區(qū)室內(nèi)照明及日常用電，美觀、透光可控、節(jié)能發(fā)電且無需燃料，降低了項目駐地的綜合能耗。

（3）該光伏玻璃幕墻不產(chǎn)生廢氣，無余熱，無廢渣，無噪聲污染，充分利用了清潔能源，在滿足使用需求的同時減少了資源消耗。

2一種橋梁墊石澆筑一體化模具應(yīng)用

2.1 應(yīng)用背景

某特大橋支座墊石整體尺寸較大，使用傳統(tǒng)的施工方法無法滿足需求，螺栓預(yù)埋孔不能精準(zhǔn)定位，混凝土外觀無法達(dá)標(biāo)[5]。

2.2 研究內(nèi)容

主要研究墊石模板一體化工裝，主要包括模板、定位骨架、限位盤和成孔器。限位盤可橫橋向、縱橋向調(diào)整定位成孔器，同時壓桿與限位盤配套使用，限制成孔器上浮，使預(yù)埋孔平面位置及深度滿足設(shè)計要求。

2.3主要工藝級控制要點

2.3.1 安裝模板

結(jié)合縱向定位桿與模板位置關(guān)系，加工模板時將 L36×4

角鋼縱定位桿與模板整體考慮，縱向定位桿頂高出模板上口10cm ，可作為模板豎肋。根據(jù)立模線從一端開始安裝模板，測量模板對角線距離，確保安裝精度在 2mm 以內(nèi)。

2.3.2安裝橫向定位桿

橫向定位桿與縱向定位桿形成定位總骨架，橫向定位桿采用 I.36×4 角鋼，與縱向定位桿螺栓聯(lián)結(jié)。

2.3.3安裝限位盤

限位盤采用 L36×4 角鋼制作，限位孔相對位置根據(jù)預(yù)埋孔的相對位置確定，限位孔尺寸根據(jù)對應(yīng)位置成孔器外徑確定，限位孔邊長比對應(yīng)位置成孔器外徑大 1mm 。限位盤與橫向定位桿通過螺栓固定聯(lián)結(jié)。

2.3.4安裝成孔器

采用 2.5mm 厚Q235鋼板加工制作成孔器，成孔器為微錐形圓臺長度 50cm 左右，上口直徑比下口直徑大 1cm 脫孔時可以瞬間解除與混凝土壁的摩擦力。

2.4成果及創(chuàng)新點

墊石模板一體化工裝施工標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化程度較高，提高了墊石施工效率，保證螺栓孔成孔質(zhì)量。模板如圖2所示。

圖2橋梁墊石澆筑一體化模具

3一種高原混播草種生態(tài)修復(fù)新技術(shù)

3.1 應(yīng)用背景

在高原地區(qū)，由于其特有的自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)特征，如稀薄的空氣、極端的氣候條件和脆弱的生態(tài)環(huán)境，施工活動對周圍環(huán)境的影響尤其顯著。這一地區(qū)的生態(tài)修復(fù)工作面臨著獨特的挑戰(zhàn)，包括技術(shù)要求的高度復(fù)雜性以及植被恢復(fù)的困難性[6]

3.2 研究內(nèi)容

通過土樣的化驗和優(yōu)化，篩選適于高原高寒草甸退化草地恢復(fù)的牧草與鄉(xiāng)土草草種。

3.3主要工藝及控制要點

通過現(xiàn)場生態(tài)示范基地試驗，研究禾草、豆科及雜草等不同功能群物種的合理配置，形成高寒草甸種子建植技術(shù)體系。詳細(xì)步驟如下。

3.3.1環(huán)境評估和規(guī)劃

初步調(diào)研：評估土壤類型、氣候條件、水源可用性等因素。

選擇合適的草種：根據(jù)土壤和氣候條件選擇適宜的本土 草種，考慮到草種之間的互補(bǔ)性和生態(tài)適應(yīng)性，

3.3.2 土壤改良

土壤檢測：對土壤pH值、營養(yǎng)成分、有機(jī)質(zhì)含量等進(jìn)行檢測。

改良措施：根據(jù)土壤情況，施用有機(jī)肥料、石灰或其他土壤改良劑。

3.3.3 播種準(zhǔn)備

土地準(zhǔn)備：翻耕土壤，清除雜草，確保土地適合播種。

草籽準(zhǔn)備：草籽播撒前需采用混合生根粉的水浸泡1天，其中生根粉與水按1：15的比例調(diào)配，草籽與混合生根粉的水浸泡比例為1：1。

3.3.4 播種過程

混合播種：將選擇的不同草種按比例混合。高山羊1 30% ）、早熟禾（ 25% ）、苜蓿草（ 20% ）、羊草（ 15% ）、白三葉（ 10% ）。

播種方法：采用草籽噴播機(jī)將混合草籽均勻的噴播至邊坡，然后輔以人工壓實。

3.3.5 管理和維護(hù)

灌溉：采用灑水車將混有營養(yǎng)液的水對綠化區(qū)域噴射 澆水。 施肥：在生長季節(jié)適當(dāng)施用復(fù)合肥。 病蟲害防治：定期檢查，防治病蟲害。

3.4成果及創(chuàng)新點

在海拔 3500m 的高原地區(qū)，成功完成了 18 403m² 的土壤改良，這不僅提升了土壤質(zhì)量，還為植被恢復(fù)創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。此外，植被群落恢復(fù)面積達(dá)到了 32 024m² ，這一顯著成就表明了有效的環(huán)境修復(fù)策略在高原地區(qū)的成功實施。改善了土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，還增強(qiáng)了土壤的持水能力和肥力，為植物生長提供了必要的條件。針對高原地區(qū)的氣候和土壤條件，選擇了適宜的本土植物進(jìn)行種植。這些植物具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和生存能力，能夠更好地在惡劣的環(huán)境中生長，有效地提升了生態(tài)恢復(fù)的成功率。這一成果和創(chuàng)新點不僅在高原地區(qū)生態(tài)恢復(fù)領(lǐng)域樹立了新的標(biāo)桿，也為其他類似環(huán)境條件下的生態(tài)修復(fù)工作提供了寶貴的經(jīng)驗和參考。

參考文獻(xiàn)

[1］楊平，張洋，徐書峰，等．光伏幕墻的工程實踐與零碳建筑的初步探索[J].建設(shè)科技，2022（5）：53-56.

[2] 傅世宇.建筑幕墻施工中綠色節(jié)能技術(shù)的運用研究［J].新材料·新裝飾，2023，5（18）：95-98.

[3] 徐培.光伏技術(shù)與建筑玻璃幕墻系統(tǒng)一體化設(shè)計研究[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（引文版）工程技術(shù)，2022（9）：3.

[4] 姜文化.太陽能光伏建筑一體化中光伏幕墻的設(shè)計要點分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2022（5）：25-27.

[5] 楊曉淵，馬麗，張中華，等．高寒草甸植物群落生長發(fā)育特征與氣候因子的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報，2021，41（9）：12.

[6］旦增．青藏高原南部成礦帶植被生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究[J]．世界有色金屬，2021（20）：152-153.