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绿色建筑材料在土木工程应用中的发展趋势

添加时间:2021-11-25 14:11 来源:居舍 作者:薛阔
  摘要:近些年,随着社会经济的迅猛发展,环保问题日益凸显,近几年国家更是大力倡导绿色建设、健康发展,因此,各种生态、环保、节能和低污染的材料在土木工程建设中得到了越来越多的应用,可见,绿色建筑材料在今后将占据更多的市场。本文简述了绿色建筑材料在土木工程中应用的必要性,概况了近些年绿色建筑材料的应用概况,并指出如何更好的在施工中应用,进而推动工程建设领域的健康发展。
 
  关键词:绿色建筑材料;环保;节能;土木工程;应用;
 
  引言
 
  早期,对于建筑行业领域,环保问题并未得到足够的重视,一些低成本、高污染、高能耗的建筑材料被大量应用在工程中,由于大量的有毒有害物质存在于建筑材料中,一方面直接影响了人们的健康,另一方面还对周边环境也造成了恶劣的影响。因此,亟需一种新型、低能耗、环境友好型的建筑材料取代传统的建筑材料,为人类社会的环保问题贡献一份力量。早在1988年的国际会议上,首次提出了“绿色材料”这一概念,会议上明确了绿色材料将是今后发展的重要方向。“绿色材料”的概念从广义上来讲,是指原材料在加工和制造以及后续的使用过程中具有可循环利用、有毒有害污染物含量低或者几乎为零,具有环境友好性和对人体健康无害的特点,而所谓“绿色建筑”是指在全寿命周期内,能够最大限度地节能、节地、节材、节水等,保护环境、减少污染,为人类提供舒适、健康和高效的使用空间,可以与自然和谐共生的建筑物。相比于一般的建筑,绿色建筑较一般建筑在三个方面作出了显着改变或者进步:一是要求节约资源,二是强调保护环境,三是注重建筑的宜居性和综合品质。相比于传统的建筑材料,新型的绿色建筑材料具有节能、性能优异、低污染等诸多优势,特别是近几年在国家大力倡导绿色、环保的大环境下,绿色建筑材料在土木工程的施工建设中得到更多的重视,具有广泛的发展前景。
 
  1 绿色建筑材料在土木工程中应用的必要性分析
 
  1.1 国家政策的引导
 
  在2019版国家标准《绿色建筑评价标准》对绿色建筑的概念作了新的定义,指出所谓“绿色建筑”是能够“最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑”,这里更加注重了人与自然的友好共处。对于整个建筑行业而言,其能源消耗是十分巨大的,将近占国民经济中能源消耗的一半,因此,正逐步成为世界各国面临的主要环境污染问题。其中,在绿色建材方面西方国家起步较早,其建筑理念也得到了不断的变化。近年来,随着高科技的迅猛发展,绿色建筑水平日益增长,绿色建筑材料得到广泛的开发。建筑行业是我国国民经济中一大支柱性产业,其发展对国家的经济有着重大的影响,而对于土木工程领域,要转变传统的用料理念,要注重对建筑材料的合理选择及应用,在施工过程中,优选质量优异、污染小的绿色建筑材料,在达到节能环保的同时还要合理控制成本,提升建筑品质,减少环境污染,对土建工程和环境保护都有着巨大的推动作用。
 
  1.2 人们的环保意识增强
 
  近些年,随着社会经济的飞速发展,人们生活水平的不断提高,人们对居住环境以及身心健康和价值层面等方面的要求越来越高,特别是绿色、环保的理念更是日益加深,对居住环境更是青睐于具有环保、健康和舒适等特性。由此可见,这就使得施工工程中对绿色建材的选择提出了更高的要求,传统的建筑行业和选材观念也面临着前所未有的挑战,建筑物应用绿色建材,已是客户提出的首要因素。
 
  2 现阶段绿色建筑材料主要类型
 
  根据相关的标准法规,施工中应用的绿色建筑材料主要可分为4大类:安全型、节能型、可循环利用型以及环保型。具体表现为:(1)安全型建筑材料:施工过程稳定性好,危险系数低,性能指标优异;(2)节能型建筑材料:节约能耗,可利用率高;(3)可循环利用型建筑材料:指某些建筑材料可循环重复使用,具有可持续性,并且价值和性能折损较小;(4)环保型建筑材料:是指材料本身不含有或者含有极其少量的有毒有害物质,不会对人体的健康造成伤害,具有较高的安全性,近年来,环保建筑材料的应用越来越广泛,人们也对材料提出了更高的要求。
 
  3 绿色建筑材料在土木工程中的应用概况
 
  3.1 外部建设中的应用
 
  建筑物的外墙可以说是重要的部分,近些年,为了节约建筑能耗,各种保温材料逐步兴起,应用该材料不仅有利于寒冷冬季的保温性还有利于炎炎夏日的降温,对建筑物的外墙设置保温材料,可大大降低能耗,具有较高的经济效益和环境友好性。其中,降温涂料具有价格低廉、易于施工和性能优异的特性,近几年在建筑施工中应用较多(如图1所示),并且有大量工程结果表明,通过应用降温涂料,可使得住宅建筑的制冷能耗节约10%~30%,可见效果十分显着,如果城市中大规模的应用该材料,一方面可以有效降低市区内的气温,另一方面还能较低污染物的排放,可见应用价值十分可观。
 
  3.2 内部装修中的应用
 
  室内装修也是十分重要的环节,近些年,由于室内装修产生的空气污染严重的问题日益凸显,对于日常生活而言,人们待在室内的时间将近80%,如果室内装修材料有毒有害物质较高,人们长期处于这样的室内环境下,必然对身体健康产生重大影响,特别是近些年由于材料不合格造成室内甲醛含量超标的案例屡屡发生,主要表现为建筑材料中的有机溶剂、黏合剂等有机化学物质的污染,每年因为室内空气污染物较高造成死亡或者重病的案例接连发生,无论给民生还是经济都带来了严重的影响。随着绿色建筑材料的不断开发,越来越多的消费者从“绿色装饰”的目标出发,所谓绿色装饰,就是所有装饰材料均选用绿色建材,本着以人为本,并兼顾环境保护和生态平衡,在施工中减少对环境的污染,例如噪声污染、有毒有害化学物质污染以及水污染等,来满足消费者健康的需求。
 
  图1 涂覆有纳米隔热涂料的建筑物外墙和化工设备
 
  4 现阶段绿色建筑材料在施工应用中存在的问题
 
  4.1 原材料的选择方面
 
  原材料是决定工程质量优劣的关键因素,因此,科学、合理的选择原材料十分关键,以建筑施工中用量最大的水泥材料为例,不仅要考虑技术指标如材料的强度、杂质含量、粒径等,还需要考虑经济指标,特别是骨料的质量对混凝土影响较大,所以,在选择骨料时要严格把关其弹性模量、表观密度、形貌特征等指标,粒径级配、含泥量和泥块含量等也要考虑,一旦不合理将会导致水泥混凝土内的空隙过大,降低了材料的强度;吸水率和含水量指标还会直接影响混料过程中水的用量,如果水的用量过大,会增大水泥面板离析和裂纹的产生。近些年,随着绿色建筑材料的大力发展,经过工作者们的潜心研究,越来越多的功能助剂被应用到水泥中,通过合理的使用功能助剂会对水泥的性能产生有益的效果,还提高了水泥的耐久性能。
 
  4.2 施工质量控制方面
 
  以水泥建筑材料为例,其配合比是一项重要的指标,通常来讲,已经经过验证的施工配合比在未得到技术人员的批准下不得随意调整,因此,管理人员应加强对水泥混凝土配合比的管理。一旦集料含水量发生变化时,应及时调整水的用量。首先,施工单位应制定合理的养护措施,规范原材料的使用和工艺的一致性,并定期对原料进行抽检,及时发现问题及时止损。此外,原材料的质量也十分关键,在施工前,应先把好原材料的质量关,采购部门做好对供应商的考核,质检部门绝不松懈,不合格的料立马退回,严禁流入到下一道工序中,保证原材料质量稳定性。
 
  4.3 标准规范需要完善
 
  当下,绿色建筑材料是顺应时代发展的产物,是建筑工程的“心脏”。然而,整个绿色建筑材料行业目前仍然面临着行业标准化水平不够高,主要表现在国家标准和行业标准制定得不够细致也较为分散,以及相配套的法律法规还需完善,甚至在某些地方还处于空白阶段,因此,完整的绿色建筑材料标准评估体系需要完善,才能满足绿色建筑工程行业市场发展的需求。
 
  5 绿色建筑材料在土木工程应用中的发展趋势
 
  5.1 加大节能绿色建筑材料的研发
 
  从现阶段来看,建筑工程中的高能耗是一个重大的问题,总占比几乎达到社会总能耗的二分之一,与国外发达国家相比,我国目前建筑能耗将近国外的两倍。其中,关于二氧化碳的排放是首要问题,在建筑行业中占比较大,据相关数据统计,建筑行业中二氧化碳的排放量甚至比工业中的排放量还要高,近几年,在国家重点抓发展绿色低碳经济的背景下,绿色建材中节能材料的开发尤为迫切,是实现建筑工作绿色低碳、节能环保的重要基础物质,因此,未来节能减排是建筑行业发展的必然方向,节能型建筑材料也是今后研发的主攻方向。
 
  5.2 将新材料应用于建筑施工中
 
  积极开发新型材料,并通过采用新材料,并最大限度地发挥各种各样的绿色环保建筑材料的优势,比如一些新型的环保型装饰材料。与此同时,相关机构和部门还要制定相配套的技术标准和法律法规,施工工程单位也应做到严格遵守标准规范,严格控制原材料质量,严把产品质量关的原则,所用建筑工程材料应确保室内环境污染控制达到良好的效果,不会对人体健康产生安全隐患。
 
  5.3 将新工艺与施工工程管理相结合
 
  在施工工程中,将新的施工工艺应用进来,可使得建筑工程中污染物的含量大大降低,特别是在施工管理过程中,应用新工艺确保封闭的严密性是十分关键的,并且尽可能减少不必要装饰材料的应用,此外,还要注重加强通风,做好室内施工工作的环保措施,确保甲醛、氨类挥发气体以及其他有机挥发成份的浓度极低,降低室内污染,采用新工艺控制施工过程中,室内空气的流通是重中之重,其次,还要在兼顾建筑外观效果下确保新工艺能做到降低环境污染。
 
  6 结论
 
  综上所述,将绿色建筑材料应用于建筑工程领域俨然是一个必然趋势,今后我国的绿色建筑材料领域将仍是以节能型和环保型为主,研究机构应持续加大绿色建筑材料的研发力度,并将绿色建筑材料与多种工程不断相结合,并尽可能发挥材料本身的最大价值,助力绿色建筑材料在建筑工程领域进一步取得广阔的发展空间,保障建筑材料在施工工程中的顺利应用,促使我国建筑工程行业向着绿色、健康、高水平的方向发展。
 
  参考文献
 
  [1]刘江华.绿色建筑材料在土木工程施工中的应用价值[J]散装水泥, 2020(3):10-12,38.
 
  [2]刘成彬绵阳地区建筑装饰行业绿色低碳应用分析与对策研究[D].绵阳:西南科技大学, 2017.
 
  [3]郭威东.绿色建筑施工质量控制方法研究[D].兰州:兰州大学, 2017.
 
  [4]郭玉霞绿色建筑材料在土木工程施工中的应用探讨[J].信息记录材料, 2021,22(2):15-16.
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