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1、绿色施工技术在高层建筑工程当中的应用杨富龙（中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075）摘 要 当今社会，结合土木工程环境的保护，工程资源的合理分配，工程施工的“绿色化”，才会有效的推进我国土木工程可持续发展。21世纪，土木工程的绿色施工和持续发展成为时代对其的要求，且责无旁贷。目前，高层建筑以投入少、产出多的优势，已成为世界土木建筑发展的主要趋势。因此，重视和研究高层建筑物的施工问题已成为今后土木建筑可持续发展的当务之急！在高层建筑施工中应采用绿色施工手段，实现工程的绿色发展和持续发展。从绿色施工和高层建筑持续发展的现实意义上看，是相辅相成的，只有实现了绿色施工才能达到高层建筑持续发展
2、的目的。关键词 土木工程；绿色施工技术；高层建筑；可持续发展1 引 言作为跨世纪的一代，这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。同时，我们也深深感到，现在是一个“机遇”与“挑战”并存、“合作”与“竞争”交织、“创新”与“循旧”相争的时代，如何把握世纪之交时土木工程学科的发展趋势，开创具有中国特色、具有国际一流水平的土木工程学科的新纪元，是对我们跨世纪一代人的严峻挑战，在土木工程的各项专业活动中都应考虑可持续发展这些专业活动。近些年城市建高层建筑已成风气，施工者往往贪大求高，大部分精力放在追求立面形式和使用功能上，而往往忽略高层建筑工程绿色施工的理念，在项目建设的全
3、过程中，对施工阶段的可持续发展缺乏重视，造成高能耗、高污染、低效益的负面影响。因此，从某些方面看，绿色和持续是统一的。21世纪是生态建设的世纪，企业的竞争不仅是质量、成本、进度、服务等方面的竞争，而且是生态环境保护的竞争、企业绿色形象的竞争。积极主动地把绿色施工能力作为企业的竞争力予以培养和完善，充分运用科学的管理方法，采取切实可行的行动做到保护环境、节约能源，将成为建筑施工企业的必然选择。2008年北京奥组委为加强和规范奥运工程的施工管理，贯彻“绿色奥运”的理念，依据国家和本市的有关法规、标准，以及申办奥运时的承诺，特制定奥运工程绿色施工指南。随后建设部发布绿色施工导则，对全国建筑施工单位提
4、出和要求，北京市政府随后也出台了北京市绿色施工办法，这样就为中国其他省份开了好头。所谓高层建筑工程绿色施工是将施工中的各个环节规范化管理起来，利用环保的思想使之实现“绿色环保”同时增加建筑物的使用周期。绿色施工的核心思想包括了：施工管理环保化、施工过程环保化、节约材料、节约资源、节约水资源、降低能耗等环节。绿色施工是一项系统化的工程管理实践，其目标就是将每个管理岗位都统一到绿色施工的管理思想下，并以此杜绝施工中各种“高耗能、高耗材、高废弃”现象的出现，单单从降低消耗、节约成本的角度看，绿色施工对未来高层建筑工程的发展也是有十分巨大的影响。因此，高层建筑的绿色施工必须受土木施工者的重视，并且应努
5、力树立可持续发展的建筑观和施工观，推行有效利用自然资源，如太阳能、自然通风、节能技术、材料循环利用等的设计和施工技术，降低施工流程中的各种能耗和对环境的污染，提高技术水平和管理水平，实现现代高层建筑的绿色施工以保障生态系统的良性循环为原则，真正使绿色高层走进人们的生活，让人们享受“绿色”所带来的不一般感觉。本文以高层建筑工程与可持续发展的关系为依托，分析了当今社会高层建筑工程的可持续发展现状。从高层建筑工程绿色施工原则，施工要求，施工的措施和路径，绿色工程的实现和绿色建筑案例方面，提出了推进高层建筑工程的绿色施工与可持续发展的对策思考。2 高层建筑绿色施工的原则2.1 施工结合气候承包商在选择
6、施工方法、施工机械，安排施工顺序，布置施工场地时应结合气候特征。这样可以减少因为气候原因而带来施工措施的增加，资源和能源用量的增加，有效的降低施工成本；可以减少因为额外措施对施工现场及环境的干扰；有利于施工现场环境质量品质的改善和工程质量的提高。承包商要想做到施工结合气候，首先要了解现场所在地区的气象资料及特征，主要包括降雨、降雪资料，如：全年降雨量、降雪量、雨季起止日期、一日最大降雨量等；气温资料，如年平均气温、最高、最低气温及持续时间等；风的资料，如风速、风向和风的频率等。施工结合气候的主要体现有：（1）承包商应尽可能合理的安排施工顺序，使会受到不利气候影响的施工工序能够在不利气候来临时完
7、成。如在雨季来临之前，完成土方工程、基础工程的施工，以减少地下水位上升对施工的影响，减少其他需要增加的额外雨季施工保证措施。（2）安排好全场性排水、防洪，减少对现场及周边环境的影响。（3）施工场地布置应结合气候，符合劳动保护、安全、防火的要求。产生有害气体和污染环境的加工厂（如沥青熬制、石灰熟化）及易燃的设施（如木工棚、易燃物品仓库）应布置在下风向，且不危害当地居民；起重设施的布置应考虑风、雷电的影响。（4）在冬季、雨季、风季、炎热夏季施工中，应针对工程特点，尤其是对混凝土工程、土方工程、深基础工程、水下工程和高空作业等，选择适合的季节性施工方法或有效措施。2.2 减少场地干扰、尊重基地环境工
8、程施工过程会严重扰乱场地环境，这一点对于未开发区域的新建项目尤其严重。场地平整、土方开挖、施工降水、永久及临时设施建造、场地废物处理等均会对场地上现存的动植物资源、地形地貌、地下水位等造成影响；还会对场地内现存的文物、地方特色资源等带来破坏，影响当地文脉的继承和发扬。因此，施工中减少场地干扰、尊重基地环境对于保护生态环境，维持地方文脉具有重要的意义。业主、设计单位和承包商应当识别场地内现有的自然、文化和构筑物特征，并通过合理的设计、施工和管理工作将这些特征保存下来。可持续的场地设计对于减少这种干扰具有重要的作用。就工程施工而言，承包商应结合业主、设计单位对承包商使用场地的要求，制订满足这些要求
9、的、能尽量减少场地干扰的场地使用计划。计划中应明确：（1）场地内被保护植物的种类，明确保护的方法。（2）如何让在满足施工、设计和经济方面要求的前提下，尽量减少清理和扰动的区域面积，减少临时设施和施工用管线。（3）场地内哪些区域将被用于仓储和临时设施建设，如何合理安排承包商、分包商及各工种对施工场地的使用，减少材料和设备的搬动。（4）各工种为了运送、安装和其他目的对场地通道的要求。（5）废物将如何处理和消除，如有废物回填或填埋，应分析其对场地生态、环境的影响。（6）怎样将场地与公众隔离。2.3 减少环境污染，提高环境品质工程施工中产生的大量灰尘、噪音、有毒有害气体、废物等会对环境品质造成严重的影
10、响，也将有损于现场工作人员、使用者以及公众的健康。因此，减少环境污染，提高环境品质也是绿色施工的基本原则，提高与施工有关的室内外空气品质是该原则的最主要内容。施工过程中，扰动建筑材料和系统所产生的灰尘，从材料、产品、施工设备或施工过程中散发出来的挥发性有机化合物或微粒均会引起室内外空气品质问题。许多这些挥发性有机化合物或微粒会对健康构成潜在的威胁和损害，需要特殊的安全防护。这些威胁和损伤有些是长期的，甚至是致命的。而且在建造过程中，这些空气污染物也可能渗入邻近的建筑物，并在施工结束后继续留在建筑物内。这种影响尤其对那些需要在房屋使用者在场的情况下进行施工的改建项目更需引起重视。常用的提高施工场
11、地空气品质的绿色施工技术措施可能有：（1）制定有关室内外空气品质的施工管理计划。（2）使用低挥发性的材料或产品。（3）安装局部临时排风或局部净化和过滤设备。（4）进行必要的绿化，经常洒水清扫，防止建筑垃圾堆积在建筑物内，贮存好可能造成污染的材料。（5）采用更安全、健康的建筑机械或生产方式，如用商品混凝土代替现场混凝土搅拌，可大幅度地消除粉尘污染。（6）合理安排施工顺序，尽量减少一些建筑材料，如地毯、顶棚饰面等对污染物的吸收。（7）对于施工时仍在使用的建筑物而言，应将有毒的工作安排在非工作时间进行，并与通风措施相结合，在进行有毒工作时以及工作完成以后，用室外新鲜空气对现场通风。（8）对于施工时仍
12、在使用的建筑物而言，将施工区域保持负压或升高使用区域的气压会有助于防止空气污染物污染使用区域。（9）对于噪音的控制也是防止环境污染，提高环境品质的一个方面。当前中国已经出台了一些相应的规定对施工噪音进行限制。绿色施工也强调对施工噪音的控制，以防止施工扰民。合理安排施工时间，实施封闭式施工，采用现代化的隔离防护设备，采用低噪音、低振动的建筑机械如无声振捣设备等是控制施工噪音的有效手段。2.4 高层建筑绿色施工要求节水节电环保节约资源（能源）建设项目通常要使用大量的材料、能源和水资源。减少资源的消耗，节约能源，提高效益，保护水资源是可持续发展的基本观点。施工中资源（能源）的节约主要有以下几方面内容
13、：（1）水资源的节约利用。通过监测水资源的使用，安装小流量的设备和器具，在可能的场所重新利用雨水或施工废水等措施来减少施工期间的用水量，降低用水费用。（2）节约电能。通过监测利用率，安装节能灯具和设备、利用声光传感器控制照明灯具，采用节电型施工机械，合理安排施工时间等降低用电量，节约电能。（3）减少材料的损耗。通过更仔细的采购，合理的现场保管，减少材料的搬运次数，减少包装，完善操作工艺，增加摊销材料的周转次数等降低材料在使用中的消耗，提高材料的使用效率。（4）可回收资源的利用。可回收资源的利用是节约资源的主要手段，也是当前应加强的方向。主要体现在两个方面，一是使用可再生的或含有可再生成分的产品
14、和材料，这有助于将可回收部分从废弃物中分离出来，同时减少了原始材料的使用，即减少了自然资源的消耗；二是加大资源和材料的回收利用、循环利用，如在施工现场建立废物回收系统，再回收或重复利用在拆除时得到的材料，这可减少施工中材料的消耗量或通过销售来增加企业的收入，也可降低企业运输或填埋垃圾的费用。2.5 实施科学管理、保证施工质量实施绿色施工，必须要实施科学管理，提高企业管理水平，使企业从被动地适应转变为主动的响应，使企业实施绿色施工制度化、规范化。这将充分发挥绿色施工对促进可持续发展的作用，增加绿色施工的经济性效果，增加承包商采用绿色施工的积极性。企业通过ISO14001认证是提高企业管理水平，实
15、施科学管理的有效途径。实施绿色施工，要尽可能减少场地干扰，提高资源和材料利用效率，增加材料的回收利用等，但采用这些手段的前提是要确保工程质量。好的工程质量，可延长项目寿命，降低项目日常运行费用，利于使用者的健康和安全，促进社会经济发展，而且其本身就是可持续发展的体现。3 高层建筑绿色施工的要求（1）在临时设施建设方面，现场搭建活动房屋之前应按规划部门的要求取得相关手续。建设单位和施工单位应选用高效保温隔热、可拆卸循环使用的材料搭建施工现场临时设施，并取得产品合格证后方可投入使用。工程竣工后一个月内，选择有合法资质的拆除公司将临时设施拆除。（2）在限制施工降水方面，建设单位或者施工单位应当采取相
16、应方法，隔断地下水进入施工区域。因地下结构、地层及地下水、施工条件和技术等原因，使得采用帷幕隔水方法很难实施或者虽能实施，但增加的工程投资明显不合理的，施工降水方案经过专家评审并通过后，可以采用管井、井点等方法进行施工降水。（3）在控制施工扬尘方面，工程土方开挖前施工单位应按绿色施工规程的要求，做好洗车池和冲洗设施、建筑垃圾和生活垃圾分类密闭存放装置、沙土覆盖、工地路面硬化和生活区绿化美化等工作。（4）在渣土绿色运输方面，施工单位应按照的要求，选用已办理“散装货物运输车辆准证”的车辆，持“渣土消纳许可证”从事渣土运输作业。（5）在降低声、光排放方面，建设单位、施工单位在签订合同时，注意施工工期
17、安排及已签合同施工延长工期的调整，应尽量避免夜间施工。因特殊原因确需夜间施工的，必须到工程所在地区县建委办理夜间施工许可证，施工时要采取封闭措施降低施工噪声并尽可能减少强光对居民生活的干扰。4 高层建筑绿色施工的措施与途径4.1 施工方案的绿色化在高层建筑绿色施工中，施工方案的合理选择对施工组织的现场管理和缩短施工工期都有很大的提升作用，是施工组织设计的核心。要对施工方案进行优化创新，一方面是进行定性分析，利用科学的手段对施工方案的好坏进行判断，主要包括：整个高层建筑施工的复杂程度、施工过程中的安全性、施工技术上的可行性、施工设备的配置以及施工人员的安排和施工工期是否合理等。要保证每一个环节的
18、有序进行，充分发挥施工设备的作用，合理地安排施工人员，保证施工场地的合理利用；另一方面是进行定量分析，主要包括对施工的成本、投资的额度、工期的控制进行定量分析。在选择施工方案时，要对各个方案进行比较，筛选出既能保证施工质量又能按时完成施工任务，同时还具有相当成本优势的施工方案。（1）高层建筑最基本的就是建筑结构，对于高层建筑施工的特点来说，埋置的深度、土石方和地下水的处理以及周边其他基础设施的保护都应该是施工方案考虑的问题。（2）在施工机械设备的选择上，要根据高层建筑的具体施工环境、施工的进度以及建筑的结构类型，选择最经济、最合理的施工设备。比如：高层建筑都是以现浇铸混凝土为主，施工浇铸模板需
19、求量大，为了节省人力、物力，在方案的选择中一定要选择垂直运输设备，以减少不必要的开销。（3）高层建筑施工的质量和安全也是施工方案必须考虑的重要问题。钢筋的绑扎、焊接的强度以及混凝土的初凝时间和其他一些项目的质量都将对整体的施工质量产生重大的影响。4.2 施工内容的绿色化在市场经济体制下，高层建筑施工组织设计的编制不仅要考虑到施工的方案、施工的进度、施工的质量和安全，还要考虑到履行合同的需求，施工组织设计应编制集管理、经济、技术、合同为一体的高层建筑施工管理的规划性文件，同时也是合同履行的指导性文件以及工程结算和索赔的依据性文件。（1）引入施工质量管理体系。在高层建筑施工中合理地利用质量管理体系
20、，有利于施工质量的监督，保证整个施工过程保质保量地完成。（2）完善施工的管理组织。在施工组织设计的编制中列出具体的管理组织，有利于取得施工工程的承包权，也有利于施工管理组织的内部管理，以更好地完成施工任务。（3）施工任务的分包。高层建筑的施工任务量较大，由一个企业来完成可能会有许多问题，在这时可以实行施工项目分包，这种分包分为承包商分包和业主分包两种。承包商分包必须在业主允许的情况下在投标书中做出声明，同时对所分包的施工任务承担相应的责任。业主分包在招标文件中声明，承包商在具体的施工组织设计中不需要对这部分施工任务做施工组织设计，但必须对分包的施工任务的出场时间、验收时间做具体的说明，防止施工
21、交接产生不必要的麻烦。4.3 施工进度的绿色化在高层建筑施工组织设计中，施工进度可优化创新的地方比较少，最大的优化参数是时间，可以通过时间参数计算出施工的最早时间、最早结束时间，找出关键施工工作，明确施工工作的重点，向非关键施工工作要时间，达到优化施工进度的目的。（1）高层建筑施工进度优化应根据施工的总工期、分部分项施工的工期等要求，进行合理的施工流向、顺序的安排，穿插流水作业，保证施工的连续性。（2）在组织设计编制时，要充分考虑到高层建筑的特点，把空间、时间进行合理的穿插，保证施工关键工序的如期完成。4.4 施工布置的绿色化（1）施工机械设备的布置。在高层建筑施工中会涉及钢筋的运输车辆、混凝
22、土运输车辆、大型吊车等车辆的回旋问题，为了防止车辆的堵塞造成施工不便，要对混凝土输送管道进行合理的布置，另外还有塔吊在布置时也要认真分析建筑物和场地，使之设置在最合适的位置。同时施工设备的布置与建筑材料的堆场和运输道路的布置也要注意先后顺序，一切都以保证施工的顺利进行为前提。（2）临时设施的布置。临时设施的布置主要应考虑到少占地，能不建的临时设施尽量不建，对临时设施、临时用电、临时用水以及各类消防设施进行统一规划，本着节约成本的原则，合理布置管线的走向，同时还要注意排水系统的畅通和施工的安全，不要为施工留下安全隐患。（3）加强环保意识。高层建筑一般建在城市人流量较大的地段，一定要加强环保意识，
23、对具体施工场所的散装水泥尽量放在下风处，减少污染，保证施工人员的人身安全，其他一些像石棉制品类似的有毒物质，尽量避免堆集在工地上。同时在使用空压机、发电机等设备上尽量选择噪声较小的设备，必要时可以进行隔离，以减少噪音污染。另外施工现场要设立专门的垃圾箱，以便对垃圾进行分类处理，减少对城市的污染。5 高层建筑工程施工过程中绿色施工的实现5.1 实现绿色化管理目标在施工中要实现绿色施工主要可以从以下几个方面做起：（1）将管理目标绿色化，即在工程的建设中将管理的重点放在绿色化的标准上，在施工中设计强制性的标准，实现绿色施工。具体可以结合环保标准，对影响环境的重点因素，如：水、声、渣、尘等，采取合理的
24、措施加以控制，从施工目标上绿色化。（2）从奖惩上建立绿色意识。在施工中可以利用日常的奖惩制度对达标和超标的工程环境进行激励，建立工程中物资消耗、能源消耗、环保控制等方面的管理制度，并使之与奖惩制度挂钩。在此目标的基础上，将各种能耗做详细记录，并实行责任制，将节约材料、节约能耗、节约用水、控制污染等落实到施工管理中，提高绿色施工的实施效果。5.2 实现绿色施工组织（1）完善施工组织的绿色职能。在施工中应当按照绿色管理的目标对整个施工组织结构进行调整，针对工程的实际情况，在原有的企业的施工管理组织结构上增加绿色施工管理内容，并使之融入日常管理中，做到统筹规划，使得绿色管理职能实现岗位责任制。具体的
25、组织体系为，工程项目经理为绿色施工的第一责任人，项目的副经理负责绿色施工方案和技术实施层面的管理和协调，项目的总工程师则需要对绿色施工的工作流程、施工工艺等进行审核，同时确保绿色施工的实施效果。（2）施工组织中绿色施工方案的优化。在施工中对绿色施工的整体要求应当有一个完整的认识和了解，并以此为基础从项目的实际情况出发，进行具体的绿色施工方案和技术措施的设计，并对形成的方案进行优化选择，即保证质量、效益、绿色三者的统一和和谐。在这一过程突出的考虑重点就是工程的客观因素与绿色施工之间的契合，最大限度的实现节能、节材、节水、环保是优化的最终目的。（3）实现施工现场和流程管理绿色化。土木工程的施工应当
26、根据现场作业的条件对整个施工区域进行合理的划分，将作业、办公、生活等区域安装施工的工艺流程进行合理的划分，保证施工工艺的顺利进行，降低对施工的干扰。同时安装施工工艺要求对整个施工节奏施工作业顺序等进行合理的设计，以期望达到施工作业的合理性，使得施工工艺即满足质量要求，也符合低耗能的目标。6 高层建筑工程绿色施工成果的案例分析中国高层绿色绿色施工案例：世界第一楼上海环球金融中心。发展节能、绿色施工，修建绿色建筑是国内外土木建筑领域的大趋势。绿色施工希望消耗最少的能源和资源，给环境和生态带来最小的影响，同时为居住和使用者提供健康舒适的建筑环境。为此，“上海环球金融中心”作为中国建筑领域的标杆，从设
27、计阶段开始就把各项建筑标准订得比国家标准还严苛许多。暖通空调系统是整个建筑的能耗大户，暖通空调的节能是建筑节能工作的重点。同时，绿色的室内环境（温湿度、新风效率等）也依赖于暖通空调来实现，业主和承建商不仅仅把暖通空调系统当作设备来关心，更把它当作建筑物的“肺”来爱护。中建三局作为“上海环球金融中心”的承建商，必须保证暖通空调的安装和运行达到设计标准的节能、绿色的要求。暖通空调在组装完成之后必须进行调试，来检验施工的效果。德图的便携式测量仪器为其提供了暖通空调检测从风速、风量、压力到温湿度的一站式测量解决方案。对中建三局第一安装公司低区空调部的朱斐工程师来说，当初选用德图 testo435多功能
28、风速仪，就是看中了该仪器智能化的功能和菜单操作，可以帮助他们大大简化测量程序。只需轻松按键操作，即可得到准确、可靠的测量数据。同时，仪器配备不同的插拔式探头，应用灵活，可以满足温度、湿度、风速的不同测量要求。德国人精细化的设计理念，更是体现在仪器的一些延伸功能上，如仪器既可以通过红外打印机现场打印，又可以连接电脑分析数据，极好地解决了他们保存和管理数据的问题。而这，也应当是未来土木工程师要学习和发展的方向。当然，高层建筑的绿色施工，绝不是一味地追求节省，而是要寻求一种最合理的中间状态，既要保证建筑有足够的创意，也要追求完美的技术经济指标，以最少的投入获得最大的效益。我们依旧还是要创造经典，但是
29、绝不能建立在挥霍金钱，建立在耗费更多的资源、能源的基础之上。现今，土木建筑世界已经进入到生态美学的时代，注重文化、生态、工程与环境之间的关系，注重人性化、节能与可持续发展，才是当代土木工程师的着眼方向。7 结 论本文就高层建筑工程与可持续发展的关系分析入手，分析了当今社会土木工程的可持续发展现状，得出以下结论：绿色施工是当今高层建筑持续发展的重要手段，只有实现绿色施工的目标才能达成持续发展的战略需求。绿色施工其目的就是要通过各种管理和技术手段降低土木工程对环境的不良影响，从而实现消除不利于环保的负面影响。持续发展的目的也是需要土木工程施工做到能源消耗最小化，以此提高整个施工环节的技术水平，进而
30、推动土木工程施工向着持续的方向发展。因此二者的契合点是一致的，都是环保、节能。在这个大前提之下，将高层建筑绿色施工作为突破口，从施工环节中引入各种绿色措施，已达到实现环保的目标，这时也就达成了持续发展的目标。总之，高层建筑工程绿色施工是一个复杂的系统工程，如何真正发挥施工组织设计的指导作用，适应市场经济发展的需求，我们还需对高层建筑工程绿色施工进一步的探索。参考文献1王亮.建筑中持续发展与绿色施工探讨J.现代商贸工业，2010（2）：7-12.2王有为.中国绿色施工解析J.施工技术，2008（4）：23-28.3卓刚.我国高层建筑应追求健康发展J.建筑，2001（7）：53-58.4于广红.优化施工组织设计的侧重点J.内蒙古石油化工，2005（11）：72-77.5陈晓红，李惠强，李华.实现可持续建筑的几点思考J.工业建筑，2006，36（4）：30-33.6戴复东，戴维平.欲与天公试比高高层建筑的现状及未来J.世界建筑，1997（2）.7竹限生，任宏.可持续发展与绿色施工J.基建优化，2002，23（4）：33-35