绿色建筑技术在建设工程中的应用与发展

张 莉

(陕西能源职业技术学院，陕西 咸阳 712000)

从20世纪90年代末开始，中国进入了工业化、信息化、城市化和新农村建设快速发展的历史时期。城乡建设的大规模快速发展为建筑业带来了空前的繁荣。但是，资源和能源的高消耗、高环境污染、高投资和低收入所造成的负面影响日益突出。随着人们对环境问题的认识不断提高以及对气候变化的日益关注，全球范围内逐步提出了可持续发展的要求。因此，为实现资源能源的可持续利用和经济社会的可持续发展，必须重视提高资源能源的利用效率，走中国特色的低碳发展道路。在这种情况下，中国采用了“绿色建筑”、“生态建筑”、“低碳社区”、“低碳公园”和“生态城市”的概念[1]。

在当前时代，绿色节能的概念在各个领域相互渗透。在建筑工程施工过程中，由于整个工程量大，施工中存在严重的能源消耗问题。在当前的建筑工程施工中应用绿色节能技术非常重要，需要相关技术人员根据建筑工程的施工要求和施工标准，科学合理地应用绿色节能技术。随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，人们越来越重视环境保护意识和社会的可持续发展。如今，绿色建筑已成为建筑业的基本要求和选择，绿色建筑可以减少环境污染和建设项目的负面影响，并提高经济和社会效益，特别是环境效益。因此，有必要完善绿色建筑技术，提高绿色建筑水平[2]。

1 绿色建筑技术

绿色建筑是在全社会“可持续发展”、“循环经济”和“低碳经济”的背景下提出的一种新的建设理念。绿色节能新技术的理念在整个施工过程中，相关的施工环节和施工技术离不开科学合理的施工技术，从而提高了整体施工项目的施工质量和施工效率[3]。在当前时代，随着中国经济的不断发展，空气污染和温室效应问题日益突出。因此，中国有关环保部门已开始推广绿色环保发展理念，以提高建设项目的整体环保效益。基于中国的基本国情，实施中国企业的绿色建设是必然的选择。绿色建筑将成为建筑企业进入建筑市场的绿色通道。建筑企业将面临建筑市场的竞争和挑战。实施施工企业绿色建设可以创造经济、环境和社会效益，有利于提高施工管理水平，提高国际市场竞争力和长期健康发展[4]。因此，绿色建设是企业可持续发展的必然趋势。绿色建筑在建筑的整个生命周期中都发挥着重要作用。

实施绿色建筑，首先需要优化总体方案，再规划和设计阶段考虑总体要求，并为绿色建筑的需求提供基本条件。绿色建筑是系统工程。绿色建筑技术管理是实施绿色建筑的关键。可持续发展的关键思想是绿色建筑在整个施工过程中的应用。实施绿色建筑是为了减少对环境和资源的影响。绿色建筑是可持续发展理念在整个施工过程中的应用，是绿色建筑技术的综合应用[5]。绿色建筑不仅要实现无尘无染的封闭式建筑，而且要保护生态环境、资源和能源的利用以及社会经济的发展。因此，绿色建筑技术在实现可持续技术应用方面也起着重要作用。

2 绿色建筑技术的发展

美国于1975年首次制定了ASHRAE(美国采暖制冷与空调工程师协会)标准“新建筑的节能设计”。英国于1990年就开始拟定了绿色建筑技术规范[6]，并且英国的所有建筑物均应符合2008年以来的绿色建筑规范[7]；2009年，英国宣布了《低碳过渡计划》，要求从2016年开始实现零排放的所有新建筑物，从2018年开始的所有新公共建筑物，从2019年开始的所有办公建筑物以及到2020年之前所有住宅完成的智能电表安装[8]。最近，欧盟在节能领域颁布了更先进、更完善的法律体系，名为《建筑节能绩效法》。该法律要求到2020年，所有国家或国家使用的新建筑物的能耗必须接近零。从早期开始，建筑节能工作在一些发达国家就取得了巨大成就。自2011年制定第1个节能标准以来，美国在能源成本和环境管理方面节省了430亿美元[9]。

在国内，1996年发布了《新城市建筑节能标准体系》，该体系由住宅建筑节能设计标准组成。夏热冬冷地区的住宅建筑节能设计标准于2001年发布，并于2003年进行了更新。随着绿色建筑创新奖的启动，2004年9月，中国绿色建筑技术进入了综合发展阶段。2006年，《绿色建筑评价标准》通过审核之后正式发布。绿色工业建筑评估标准和绿色办公大楼评估标准分别于2009年和2010年开始实施。目前，在中国几乎所有地区，至少有50%的建筑能效实现，而北京、上海和天津正在执行一些标准，这些标准要求能效至少达到65%，而北京正在执行新目标自“十二五”以来的75%[10]。

深圳大学的Wu Zezhou等[11]通过对3个官方网站和2个知名数据库的研究调查，根据“五年计划”，从1986年到2019年，总共收集了199份有关绿色建筑政策数据，分为5个阶段。确定的绿色建筑政策数量分布如图1所示。

图1 1986—2019年中国绿色建筑政策的分布

从图1中可以看出，在2004年之前，每年发布的绿色建筑政策数量不到4个。但是，自2004年以来，绿色建筑政策数量一直稳定增长，每年出版5个或更多的绿色建筑政策。

3 开发绿色节能新技术的必要性

3.1 缓解二氧化碳的排放

2012年12月3日，著名的《自然》杂志发表了权威的科学研究报告。根据该报告，2012年全球二氧化碳排放量增加到创纪录的356亿t，2011年最大的碳排放国是：中国(28%)、美国(16%)、欧盟(11%)和印度(7%)。其中，2011年中国和印度的排放量分别增加了9.9%和7.5%，而美国和欧盟的排放量分别减少了1.8%和1.8%。中国已成为全球第一大CO2排放国，在2007年以8%的排放量超过美国。根据2015年美国能源信息署的计算，美国的CO2排放量为56.8亿t，比中国在2015年的排放量少很多。在中国的“十二五”规划中，2015年的碳排放量为78.9亿t，比美国高22.1亿t，如果总能耗超过41亿t，中国与美国之间的碳排放差距将变得更加庞大。为了确保全球变暖在2 ℃以内，必须在2020年之前大幅削减全球碳排放量[12]。在中国，2015年底已经完成CO2排放量减少17%，在2020年减少40%～45%[13]。在所有要素中，因建筑物建造等过程中产生的CO2排放量约占英国和其他发达国家一次能源消耗的一半[14]。建筑物排放主要是指在建筑物的整个生命周期中消耗的资源和温室气体所产生的温室气体，它与人类的日常生活和工作密切相关。50%的人可能会因使用汽车而导致碳排放，30%的人可能会参与工业生产，有90%甚至更多的人会在日常生活中产生更多的CO2。研究表明，全球建筑业及其相关领域从建筑材料的生产到建筑物的建造和使用，造成了70%的温室效应，整体上是温室气体的巨大排放者。

3.2 缓解国内能源紧缺

能源是一个国家可持续发展的重要基础，任何行业的发展都离不开能源。2011年，全球一次能源净消费净额增长了2.5%，仅中国就占了全球能源消费增量的71%。由于我国各种产业的兴起，资源显得相对稀缺。同时，在建设项目的建设过程中，由于整个建设过程量巨大，能耗问题也非常严重。在当前时代，越来越多的科学家加强了对绿色节能新技术的研究，以不断减少建设项目中产生的能源消耗[15]。在建设项目中，能源消耗不仅会造成相关成本的浪费，还会使建筑的周围环境无法协调发展。因此，在当前时代的建设项目中应用新的绿色节能技术非常重要[16]。在新的绿色节能技术中，一些建设者增加了太阳能技术和各种回收材料，有效减少了建设项目中相关能源的消耗，还减少了建设项目对周边地区的污染，使建设项目在当前时代可以实现绿色可持续发展。随着当前绿色节能概念在我国建设项目中的广泛应用，绿色节能技术已在当前的全国建设项目中得到广泛应用。我国各个地区应用绿色节能技术后降低的能耗比率如图2所示。

图2 我国各个地区应用绿色节能技术后的能耗降低

综上所述，绿色节能新技术在建设项目施工过程中的应用已成为当今时代建设项目的发展方向和重要发展重点。有关技术人员必须加强绿色节能新技术的应用，以促进我国建设项目的有序发展。

4 中国绿色建筑的成就

尽管国内绿色建筑技术比西方国家晚了10年，但其在中国的发展迅速，特别是近5年来，中国的绿色建筑技术每年以惊人的速度发展(图3)。

图3 中国绿色建筑项目总数

在中国，主要使用的绿色建筑技术评估标准是USGBC(美国绿色建筑委员会)发布的LEED评分系统(美国绿色建筑评估体系)和中国政府发布的三星级评分系统。2009年的三星级项目数量比2008年增加了100%，2010年的数量比2009年增加了290%。2012年的绿色建筑数量与面积相当于2008—2011年的总和[17]。LEED项目数量如图4所示。建设部部长邱宝兴指出，2005年，在设计阶段执行节能标准的建筑物仅占53%，在执行阶段达到21%，但5年后，这一比例分别提高到99%和99%[18]。在“十一五”期间，国标示范面积达到1 300万m2，累计GDP能耗下降了19.1%，建筑节能贡献了20%的节能量。在“十二五”期间，中国计划新建10亿m2的国标，到2015年底，城镇中有20%的新建筑达到GB标准。

图4 中国每年的LEED项目数量

5 绿色建筑的未来前景

据中研产业研究院发布的《2020—2025年绿色建筑材料行业市场深度分析及发展策略研究报告》分析显示,从目前我国建筑外墙保温材料的市场份额来看，聚苯板、聚氨酯占有率分别为70%、10%，无机和酚醛等保温材料占比20%左右。普遍来讲无机保温材料的阻燃防火性能优于有机保温材料，因此无机等保温材料20%的占比将逐步提高[19]。主要表现在以下几个方面。

(1)绿色建设与发展循环经济相结合。按照循环经济的“3R原则”，可以在“3C级”开展多维的绿色建设活动。3R原则是指减少，重复使用，回收。3C水平是指次要周期、中等周期和主要周期[20]。在利用3R原则的同时，可以在建筑开发企业、设计企业、建筑企业、建材企业内部进行较小的循环；筛选后，建筑公司的部分建筑废料可用作基金会的填充物。通过使用3R原则，中循环系统可以在不同类型的跨行业、企业之间进行，从而形成行业之间的“生态链”。可以通过2种方式设定主要循环：①从资源利用效率的角度出发，将各种建筑废料和拆迁废料再利用为再生材料；②将3R原则系统地应用于建筑产品的设计、建造、使用和拆除[21]。

(2)绿色建筑与工业化建筑相结合。绿色建筑技术的发展势必与建筑产业化的方向相结合。工业化建设是利用现代工业化的大规模生产模式，而不是手工业模式来建造建筑产品[22]。使用工业生产方式可以加快施工速度，改善工作环境，提高劳动生产率，减轻劳动强度，减少资源消耗，提高建筑质量，保证生产安全，消除污染物排放。只有绿色建筑与工业化建筑相结合，才能保持长期的生命力。在知识经济时代，绿色建筑需要强大的信息技术支持以跟上时代的发展。近年来，新兴的信息技术不断涌现，例如BIM、云计算、虚拟现实、移动技术与协作环境等。它们对项目建设和管理的影响越来越大[23]。尤其是信息技术可以极大地改善整个项目的建设过程优化，集成效益，建设项目的可建设性，安全性，专业合作性，动态目标控制的精度以及“智能管理”的程度。借助现代信息技术，绿色建筑的实际效果将更好。

(3)绿色建筑与提高建筑企业绿色生产力相结合。绿色建筑需要建筑企业的管理能力。例如，总承包商企业不仅需要相应的设计能力，而且在设计过程和施工过程中都要考虑复杂的因素，并通过管理和技术来培养跨学科的人才(Robichaud and Anantatmula 2010)。通过推进绿色建设，可以提高建筑企业的绿色建设能力和绿色竞争能力，推动建筑企业将传统生产力转变为绿色生产力。

6 结论

绿色建筑是与生态环境保护、资源能源利用、社会经济发展和可持续发展有关的绿色建筑技术的综合应用。绿色节能技术在建设项目中的应用，不仅可以有效降低能源消耗，而且可以促进我国生态可持续发展。近年来，我国开始重视绿色建筑国标的研究和建设，并采取了一些行动。但是，目前的研究仅集中在绿色施工方法上，该方法过于狭窄。绿色建筑建设只是试点项目，尚未形成绿色建筑群。因此，有必要对绿色建筑的规模发展进行进一步研究。