重庆建工集团有限公司研究课题：重庆建工绿色建造关键技术研究与评价体系建立

Research on Green Construction Technology in Chongqing City

（WuPei1,3  ZhangYue2  Zuo Xiangfei2 ）

（1 School of Civil and Hydraulic Engineering,Chongqing University of Science and Technology,ChongQing,401331,China; ）

（2 Chongqing Construction Engineering Group Co., Ltd,Chongqing,401122,China；）

（3 Chongqing Xin Yun Chuang Institute of Environmental Protection Research Co.LTD,Chongqing,402566,China）

Abstract: This paper discusses the key technologies of green construction, including energy saving, water saving, material saving, land saving, environmental protection, etc., and analyzes the application and problems of these technologies in actual construction projects with examples. The results show that through the comprehensive application of green building technology, the construction efficiency is effectively improved, the cost is reduced, and the construction period is shortened while improving the structural safety.

Keywords：Green construction; BIM technology;  Prefabricated construction;  Sustainable development

1. 引言

绿色建设涉及节能、节水，还有节约材料、保护施工周边环境等领域。节能技术可以明显降低建设过程中的能耗^[1]；水资源的利用效率可以通过节水技术来提高^[2]；而且施工过程中的材料浪费和土地占用都可以通过节材、节地技术来降低。在绿色施工过程中还需要采取减少粉尘、噪音、垃圾，保护生态环境等措施。

但以上技术如何有效地融合应用仍是现实操作中的一个挑战^[3]。这就要求建筑施工企业既要切实掌握绿色建筑技术，又要遵循扶持政策，认准市场，不断深化改进实施过程。因此，本文对绿色建筑的关键技术进行探讨，并对其在实际建设中的应用进行分析，以及对今后的发展方向所面临的挑战进行研究。

2. 绿色施工的概念和原则

绿色施工应以最大限度地发挥环保、资源节约和建设过程中的社会责任为核心理念。这一理念是随着社会发展进步，在建设过程中逐步强调对环境干扰最小、利用资源最有效过程中形成的。 

2.1 绿色施工的定义

绿色施工可以定义为在建筑施工过程中，采取一系列以人为本、环境友好型的管理措施和技术手段，以减少施工活动对人与环境的负面影响，提高能源和材料的利用效率，同时确保施工人员的健康与安全。绿色施工不仅涉及到施工技术的选择，还包括施工管理、供应链管理、废弃物处理等多个方面。

2.2 绿色施工的目标

绿色建设的目标是多方面的，主要有以下几个方面的内容^[5]：

环境保护：降低噪音、粉尘排放，妥善处理排放污、废物，保护工地周边生态平衡，降低施工过程对自然环境的破坏。

资源节约：控制材料损耗、杜绝浪费，提高材料的循环利用率。

能源效率：改进能源设备的管理，采用节能技术与设备，降低能耗。

健康与安全：注重对人的保护，有效控制职业病、工伤事故的发生。

社会责任：提供便利和控制措施，减少对施工地居民生活的干扰，促进本地居民的生活质量。

2.3 绿色施工的原则

经过广泛调研，笔者认为，实施绿色施工应遵循以下原则：

可持续性原则：保证建设活动与经济、社会、环境效益三者之间的和谐共生。

预防为主原则：建设前要做预防性评价，防患于未然。

循环经济原则：践行循环经济理念，实现高效利用资源、循环再生。

科技创新原则：鼓励工法创新，鼓励采用新技术、新材料、新工艺。

合作共赢原则：通过合同和制度保障所有施工利益相关方一起参与，一起来担当，共同分享绿色建设的成果。

绿色建造工作，需要施工企业、设计单位和业主通力合作，通力协作，才能共同完成绿色建造过程。施工单位尤其需要合理制定施工方案，采用先进务实的施工工艺与管理方法，在政策的引导下，提升施工过程的环境绩效，实现建筑绿色建造行为的可持续发展^[6]。

3. 绿色施工的关键技术

在施工过程中落实以人为本的环境友好、节约资源、施工质量保障措施是关键。从规划设计、材料选择、施工方法到现场管理，都是绿色施工技术的落实点。

3.1 节能技术

高效能源管理系统：通过采取智能化技术，使用智能电表及能源监视系统，对建筑工地能耗进行实时监视，能够及时发现并解决能源浪费问题。如：照明及机械使用时间、强度可通过资料分析得到优化，减少不必要的能耗。能源数据的采集和分析可以在实际应用中使用云平台来实现远程监控、智能调度。

LED 照明：LED照明升级，LED照明使用年限较长、能耗较低，与传统照明相比，在提供较好的照明效果的同时，还能起到较好的节能作用。LED照明在施工过程中，能明显改善光环境，减少用电，降低碳排放。

太阳能利用：将太阳能光伏板安装在工地上，为暂时性设施和设备供电，从而降低对传统能源的依赖程度。太阳能技术的应用，除了能降低能源消耗外，在施工成本上也有一定的降低作用。如在偏远地区的建筑工程中，减少柴油发电机使用，可将太阳能作为能源的主要供给方式。

3.2 节水技术

节约用水技术以节约水资源为重点，在建设过程中减少水资源的消耗，提高水资源回收利用率。

雨水收集系统：通过对雨水的收集池及管道进行设置，对建筑工地的雨水进行收集，用于养护混凝土、清扫场地及绿化灌溉等，并对施工现场的雨水进行采集。这种技术能够使人们对自来水的依赖程度明显降低，特别是干旱的地区更是如此。雨水收集系统一般包括收集池，过滤系统，储存罐，以及管道的分拨。

废水回收利用：在建筑工地设置废水处理回收系统，处理建筑过程中产生的废水，在车辆清洗、混凝土搅拌等非饮用水用途达到再利用标准后再利用。废水循环利用系统一般有沉淀池，过滤系统，消毒装置等。

3.3 节材技术

节材技术是为了减少材料在施工过程中的浪费，提高材料使用效率而设计的节材技术。

预制构件：预制构件的使用，减少了现场的处理，也减少了材料的浪费。预制构件按照设计图纸在工厂里精密制造出来，再运到工地上组装，减少了现场的裁剪和调整，材料利用率也提高了。使用预制构件还能使施工周期缩短、质量提高。

建筑信息模型（BIM）技术：对潜在的物质浪费，在BIM技术可以进行设计阶段的识别和化解。通过对BIM模型的分析，使设计人员的材料需求计算得比较精确，使设计的成本得到优化，材料浪费也随之减少了由于设计上的改变所造成的成本。建筑过程中的模拟也可以用BIM技术来进行，并对建筑过程中可能出现的问题进行预测和降低。

3.4 节地技术

在建设期间减少占用地、减少土地占用，是节约用地的主要手段。

优化设计：通过对建筑物层数增加或是对建筑物布局的优化来达到减少对土地的占有的目的而加以改进。另外建筑材料和植被的选取能够减少对于土地的长远影响，从而适合于本地区的环境进行选择。对包括建筑物拆迁以及材料的回收利用在内的建筑生命周期也可以考虑到对建筑物的生命周期的优化设计，在建筑物的设计中可以考虑对建筑的拆除以及材料的循环利用。

立体绿化：在建（构）筑物施工完成后，实施屋顶花园、垂直绿化墙等立体绿化，在降低城市热岛效应的同时，还能在提供额外环境效益的同时，提升土地的生态价值。立体绿化还能提高楼体能效，减少楼体降温需求。

3.5 环境保护技术

粉尘控制：采取覆盖、定时洒水、使用抑尘剂等措施进行扬尘治理。另外，采用密闭的收纳、运输系统，能够减少粉尘的蔓延。控尘措施也可包括利用湿法作业，如利用水雾抑制土方开挖过程中的粉尘生成，以及物料切割等。

噪音降低：合理安排高噪声作业时间，采用静音发电机及电动工具以及设置隔音屏等低噪声施工设备等可以减少噪声污染。还可以视情况在施工现场周围设置隔音屏障。

废弃物管理：将建筑垃圾分类循环利用，不可回收的废弃物要妥善处理，以免污染环境。废弃物管理还可以包括对垃圾的来源减量，比如通过设计、施工方式的优化来降低废弃物的产生。

这些关键技术的应用需要综合考虑施工项目的具体情况，包括项目规模、施工环境、可用资源等因素。通过合理选择和应用这些技术，可以有效地提升绿色施工的实施效果，实现施工过程的环境友好和资源节约。

4. 关键技术的实施与挑战

4.1 实施策略

要保证技术有效应用，实施绿色建造的关键性技术，就需要一个整体的战略。

规划与设计阶段：绿色建造的关键技术要在规划设计阶段的课题中纳入其中加以考虑。至少应包括“五节”设计方案的遴选、材料使用的优化以及对施工期间废弃物管理的考虑。

供应链管理：选择环保材料和供应商是实施绿色施工的关键。供应链管理应确保所选材料符合环保标准，并且供应商能够提供必要的支持和保证。

施工人员培训：为保证建筑工施工人员正确认识这些技术的重要性并知道怎样正确运用到建筑施工中来，必须开展教育培训活动并进行考核。

监测与评估：施工期间对重点技术实施效果进行连续监测，并对其达到预期环境效益情况进行定期的考核。

4.2 面临的挑战

成本问题：绿色建造技术，可能需要初始阶段较高的投入。为了证明其长期性与经济性，需要建立寿命周期成本的概念，并由此入手进行成本效益分析。

技术接受度：建筑作业人员在传统建造方式根深蒂固的情况下，可能还会习惯使用旧技术，有待于通过培训及示范工程及现场管理加以改进。

政策和法规：缺乏支持绿色施工的政策和法规可能会限制这些技术的应用。因此，需要与政府主管部门沟通合作，推动相关政策的制定和实施。

4.3  解决方案

针对上述挑战，可以考虑以下几个方面的解决方案：

加大经济激励：政府和有关机构可以为降低绿色建筑技术初始投资成本，提供税收减免、补贴及贷款等经济激励。

建立示范项目：为了提高行业内外有关方面利益相关者对这些技术的认识及接受程度，通过对示范项目实施来展示绿色施工技术实际效果以及长期效益情况，从而达到提升产业内外部利益相关方对绿色施工技术的认识和接受程度的目的。

政策倡导：配合政策制订者，推动支持绿色建筑的政策法规的制定与实施，创造有利条件，广泛应用绿色施工技术。

教育和宣传：通过教育和宣传活动，提高市场和消费者对绿色建筑的认识和对环境效益的认识，促进绿色建筑技术的需求。

通过这些策略和解决方案，推动建筑业朝着更可持续的方向发展，在实施绿色建筑关键技术过程中所遇到的挑战能够得到有效克服。

5. 案例研究：重庆市某项目装配式设计方案优选与施工关键技术攻关 ^[7]

5.1 项目背景

该项目一期为建筑面积约17万平方米的重庆市学生宿舍楼项目，其中采用总装式建筑工艺的约4万平方米。其绿色建造目标是提高装配率，降低成本，缩短工期，实现绿色施工，探索装配式建筑的优化和施工工艺。

5.2 装配式设计方案优选

项目在设计阶段对多种装配式方案进行了比较分析，包括全预制混凝土(PC)方案，钢管混凝土方案，普通钢架方案，以及交错桁架方案等。经过对技术成熟度、施工速度、质量保证、后期使用感受、返修率等方面的综合考虑，最终确定了钢架方案。这一决定既考虑了BIM技术的深化设计能力，也考虑了施工单位现场小试的结果。

5.3 关键技术应用

该项目的关键技术应用包括：

BIM深化设计：利用BIM技术进行结构模型、机电管线模型和装饰模型的建立，优化了构件预留洞口和预埋管位置，减少了现场碰撞，降低了工期和造价。

叠合板与钢结构连接节点优化：针对叠合板与钢结构的组合形式，调整叠合板的搁置长度和钢梁上的剪力钉，解决了漏浆和安全隐患问题。

墙体与钢结构连接及防开裂节点优选：采用柔性连接和专用嵌缝剂填充，防止了墙体裂缝的产生，同时满足了建筑美观和节能要求。

5.4 项目成果

该项目通过应用BIM技术和其他关键技术，实现了装配速率、造价及工期综合优化。不仅设计效率以及精度明显提高，还提升了结构的安全性及施工安全。

6. 讨论与建议

通过对重庆市某工程装配式设计方案优选及建造关键技术的研究，我们可以得出一些有价值的结论，并提出相应的建议。 

6.1 绿色施工技术的有效性

通过对绿建工艺的仔细选取及运用，个案研究表明在降低对环境中影响的同时可显著提高建造工序的效率及质量，例如：BIM技术的应用不但使设计阶段精确性提高而且使现场施工浪费及差错减少等特点得到了很好的改善，另外优化了连接节点设计使材料利用率得到有效的降低以及结构安全性的提高。

6.2 技术创新的重要性

在推进绿色建造方面，技术革新是其中的一个重点要件。本案中，通过采用叠板及钢筋结构等新型连接技术及材料的创新连接，使传统建造方式所难于克服的项目组能够得到很好的解决。说明在提高绿色施工可行性与经济性方面，持续性的技术研发与创新是十分重要的。

6.3 政策和市场的支持

要使建筑绿色化施工工艺能够持续发展并得到普及推广，政府宜制定优惠税收、补贴及其他激励性措施。与此同时，降低成本增加市场需求可以促进整个行业朝着更加可持续的方面发展的消费者、投资者对绿楼的认识将得到提高，从而促进整个工业朝着一个比较可持续的方向发展。

6.4 未来发展方向

智能化施工：建筑过程实现智能化管理，采用物联网、大数据及人工智能等技术提高建设效率及安全性水平。

材料创新：高性能材料和可再生材料等更环保、更经济的建筑材料的开发和使用。

生命周期评估：为了评估建筑工程在整个生命周期中对环境的影响，寻找方法降低这些影响，应建立并完善建筑工程生命周期评估的方法和标准。

跨学科合作：鼓励建筑、工程、环境科学甚至社会科学等领域的专家合作，共同开发更加有效的绿色建筑解决方案，推动绿色建筑、绿色建造实现可持续发展。

7. 结论

在某校宿舍楼项目的装配式施工方案中，结合工程实际，对绿色施工关键技术的实用性、有效性进行了验证。项目在提高施工效率、降低成本和缩短工期方面取得了显著成效，通过BIM技术完成了深化设计、节点优化和墙体与钢结构连接的处理。

1、BIM和装配式设计能明显提高建筑工程可持续性和经济性。

2、绿色建造需要不断的技术创新，尤其是结合AI和计算机应用的创新。 

3、政策支持和市场激励对于促进绿色施工技术的广泛应用至关重要。

4、跨学科合作能够促进绿色施工技术的综合发展，提供更全面的解决方案。

参考文献

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[7] 胡黎，李永福.重庆市某工程装配式设计方案优选及建造关键技术研究[J].重庆建筑，2021（1）：24-27.