摘要:本文以绿色建造技术在土木工程结构设计中的体现为探讨主题,针对当前建筑工程绿色施工的发展现状,阐述绿色建造的基本概念,分析其在信息化、装配式与道路工程中的具体应用,从装配式建造技术、高性能混凝土技术与新型模架技术三方面总结绿色建造在工程设计中的体现,为工程设计与建造的绿色环保化发展提供合理建议。
关键词:绿色建造技术;土木工程;结构设计
引言:在近年来全国各地新建建筑总量中,城镇绿色建筑占比越来越高,由此可见,可持续发展战略已成为目前建筑行业重要的发展方向之一。土木工程项目建设应以绿色化、协调化与创新化为发展理念,将节能减排施工工艺与绿色建造技术充分运用到工程建设作业中,尽力解决资源消耗与环境污染问题,施工单位应承担起自身肩负的社会责任,积极响应绿色发展的政策号召。
1 绿色建造的基本概述
在建筑的整个寿命周期内,从节材、节水、节能与节地四方面减少环境污染,具有舒适美观、经济适用与绿色健康等特点的建筑称为绿色建筑。在土木工程的全建设周期中,通过技术创新与科学管理,依照可持续发展的战略方针,在确保作业质量与施工安全的基础上,落实“四节一环保”的行动方案,完成绿色施工与环保生产的建设活动是绿色建造的基本概念。以实现绿色设计与绿色规划为前提,绿色建造有机融合了绿色建筑项目建设的整个过程,在全寿命周期内,以施工顺序进行划分,绿色建造由三个阶段共五部分组成,前期:立项阶段与设计阶段;中期:施工阶段;后期:运营阶段与拆除阶段。绿色建造在土木工程结构设计中主要体现在前期阶段。通过对比绿色建造与绿色建筑的概念可以发现,二者均以建筑的整个寿命周期为着眼点,追求节能环保化的技术应用模式,从而为用户营造舒适化与健康态的居住环境,区别在于绿色建筑的关注重点是施工作业完成后的建筑呈现效果,绿色建造则将建造过程置于首要位置[1]。
2 绿色建造技术的应用
2.1绿色建造信息化的应用
科学技术的飞速发展悄然改变了人们的生活方式,也逐渐推动了各行业领域的现代化发展,信息化技术得到了越来越多的运用,致力于作业效率的优化与提升。在绿色建造发展领域,信息化的应用愈加广泛,例如不断完善的建筑信息模型已普遍应用于各项建筑工程的建设作业中。城市地下综合管廊监控系统以BIM技术与物联网技术为基础,形成一套完整的监控作业流程,并在此之上构建了地下综合管廊数据平台,在管廊建设与投入使用的整个寿命周期内,有效解决了环境污染问题,在一定程度上削减了以往高额的维护管理成本,通过搭建智能管理平台与智慧运维模式,推动了城市地下综合管廊建设与管理的信息化、智能化与绿色化发展。在应用绿色建造技术的水电工程项目方面,信息化的应用在评标作业方面也有重要体现,利用证据网络集结群体信息,对其各项指标评分的总值进行计算,再与实际案例相结合,对评标模式的可行性予以验证,充分发挥信息化技术的功能优势。
2.2绿色建造装配式的应用
近年来工业生产逐渐转变传统的生产方式,在预制混凝土建筑施工中,绿色建造技术装配化的应用受到建筑行业的广泛青睐。为了满足新型城镇化的建设发展需求,推动建筑产业的现代化革新,基于绿色建造技术的装配式工程施工现场越来越多,成为全新的主流建设方向[2]。以城市综合管廊项目施工为例,其以绿色设计、绿色规划与绿色作业为着手点,注重突破研究结构施工技术与预制装配技术等绿色技术工艺。在大型土木工程项目建设中,绿色建造以“四节一环保”为行动指南,充分发挥海绵工地与装配式建筑的优势特色。
2.3绿色建造道路工程的应用
在道路工程项目施工方面,施工企业逐渐扩大了对新型功能性路面材料的应用,在道路服役功能上应用绿色建造技术的要求也愈加迫切。城市道路规划要体现环保、科学的规划目标,必然要将绿色建造技术充分融入到设计理念中,为建设绿色生态城市添砖加瓦。
在峡谷地形工程项目建设中,绿色建造技术也得到有效运用,在切实提升作业质量的同时,解决对生态环境产生影响的实际问题,最大程度上优化工程的经济效益与社会价值。
3 绿色建造技术在土木工程结构设计中的体现
3.1装配式建造技术
在土木工程结构设计中,装配式建造技术较为常见,在满足建筑建设的开间模数与功能要求的基础上,对拆分结构构件进行合理设计。装配式建筑具有标准化与模块化的特点,对结构构件予以拆分后,加工与运输作业更为方便,在施工现场吊装各类建筑构件组装建筑时简单易行,经济适用性更强。在选择现浇节点时,应对施工作业的可行性与安全性充分考量,以便降低操作难度,提高建筑的安全性及防水效果。
3.2高性能混凝土技术
钢筋混凝土结构是当前土木工程结构设计中应用最为广泛的设计类型,这种建筑结构能够大幅延长建筑的使用寿命,不但可以满足工程建设在结构刚度、强度等性能上的要求,还有利于减少工程施工的造价成本[3]。高性能混凝土技术对施工工艺的应用方面具有较高要求,在使用普通混凝土材料的同时,应加入适量的矿物细掺料与外加剂,以提高高性能混凝土的使用效果,改善其抗裂性。高强钢筋也是建筑钢筋混凝土结构的重要组成部分,这种钢筋材料的强度级别极高,普遍在400MPa以上。高强钢筋的使用一方面可以有效提升建筑结构的稳定性,另一方面也使得普通钢筋的用量进一步减少,对我国钢筋材料的品种起到一定的优化作用。避免结构梁柱节点处出现钢筋密集的问题,为混凝土的浇筑作业提供方便,强化土木工程项目建设质量。但高强度钢筋的使用具备一定的特殊条件,并不适用于所有的建筑结构类型。
预拌砂浆技术也是绿色建造混凝土结构施工中的重点内容,用于土木工程项目作业的各种砂浆拌合物由专门的生产厂家预先制造出来,与施工现场搅拌而成的砂浆材料不同,预拌砂浆材料具有更多的使用优点,属于一种新型节能绿色建材,抗伸缩性更强,抗裂防潮,很少出现空鼓开裂的现象,质量更加稳定。预拌砂浆材料的能耗少、环保性与经济性更突出。
在现代土木工程建筑建设的发展过程中,一体化混凝土承重与保温结构被越来越多地应用到高层建筑结构设计中,这种技术集合了墙体围护与墙体保温功能,大幅省略了其他多余的设计内容,达到节能建设的建造与设计要求,施工人员可以同步进行墙体结构与保温两部分的施工内容,在完成建筑墙体的建造作业后,无需进行二次保温作业,提升工程建设进度。
3.3新型模架技术
新型模架技术是一种全新的绿色建造工艺,以铝膜技术为例,其在商品房的建造中被频繁使用,本质上铝模材料是一种模板,采用标准件设计而成,依照建筑建造在梁宽、梁高与剪力墙厚度等方面的需求,设定适宜的结构构件模数与尺寸,具有拆卸方便与组装快等优点,有效缩短土木工程的建设周期。
总结:从建筑行业现阶段的发展情况来看,绿色建造技术必然是未来工程建设的主流发展方向,在土木工程结构设计方面,设计人员应对建筑建造的承载力要求、混凝土强度与构件截面尺寸等进行综合考虑,加快推进对绿色建造技术的应用,替代传统高耗能、高污染的生产方式。建筑企业也应推进绿色建造技术的创新研发,加大投入力度,推进土木工程项目建设的绿色化发展。
参考文献:
[1]刘亚卓,孙国帅,刘占坤.绿色建造技术的发展现状[J].价值工程,2019,38(21):194-196.
[2]刘胤,黄程,文敬华.大型铁路制梁场绿色建造技术[J].铁路工程技术与经济,2019,34(03):23-26.
[3]李聪.绿色施工技术管理亟待加强[J].施工企业管理,2019(04):34-36.