环境工程概论第8章.ppt

高等学校土建类创新规划教材,2013年,环境工程概论,8-1 积极发展节能型建筑 8-2 积极推动节水型建筑的建设 8-3 土木工程的新方向,第八章 绿色建筑与绿色施工,8-1 积极发展节能型建筑,一、节能型建筑及发展现状,二、建筑节能关键技术,三、建筑节能工程材料,1、节能型建筑,节能型建筑是按节能设计标准进行设计和建造，按建筑节能工程施工质量验收规范(GB50411-2007)、公共建筑节能检测标准(JGJ/T177-2009)、居住建筑节能检测标准(JGJ/T 132-2009等进行节能验收和检测，使其在使用过程中降低能耗的建筑。,如国内绝大多数采暖地区外墙的传热系数是发达国家的3.54.5倍，外窗为23倍，屋面为36倍，门窗的空气渗透为36倍。目前，欧洲国家住宅的实际年采暖能耗折算到标准煤，普遍达到8.57kg（标准煤）/m2，而我国达到节能50%的建筑，其采暖耗能却达到12.5kg（标准煤）/m2，约为欧洲国家的1.5倍。以北京与德国为例，1984年以前德国建筑采暖能耗标准为24.630.8kg（标准煤）/m2，与北京目前水平差不多，但到2001年时，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，约3.78.6 kg（标准煤）/m2，而北京却一直是22.45 kg（标准煤）/m2。,一、节能型建筑及发展现状,2、节能型建筑的发展现状,1、日照和环境设计技术,二、建筑节能关键技术,2、建筑遮阳技术,3、建筑自然采光和自然通风技术,4、建筑围护结构保温隔热技术,5、可再生能源应用技术,6、照明节能技术,1、节能保温材料,按组成与状态又可分为以下几种：无机纤维状保温材料，如岩棉、玻璃棉、矿渣棉等；松散粒状保温材料，如膨胀蛭石及制品、膨胀珍珠岩及制品等；无机多孔保温材料，如泡沫水泥板、加气混凝土、微孔硅酸钙、复合硅酸盐、泡沫玻璃等；有机保温材料，如各种聚苯板、聚碳酸酯、酚醛泡沫、软木板、木丝板、甘蔗渣板、蜂窝板等；复合保温材料，如金属夹芯板、芯材为聚苯、岩棉等。,三、建筑节能工程材料,2、节能保温材料的应用,在墙体中、门窗中、屋顶中、地面中的应用情况,由于外墙墙体面积约占总建筑面积的45%，因此外墙保温材料的选用对节能降耗起着极为重要的作用。目前复合墙体越来越成为墙体的主流。复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构，与保温隔热材料复合；或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体。,1、节能材料在墙体中的应用,墙体的复合技术有内附保温层、外附保温层和夹心保温层三种。我国的外墙保温技术主要做法是在外墙外表面粘贴或钉固聚苯乙烯板，或将聚苯板浇筑在混凝土墙外表面，或抹上保温浆料，外贴加强网布并用聚合物浆料抹面。近几年来，外墙外保温应用技术的发展很快，其系统主要包括膨胀聚苯板（EPS板）薄抹灰系统、挤塑聚苯板（XPS板）薄抹灰系统、胶粉聚苯颗粒系统、SS单面钢丝网加聚苯板整浇系统、聚氨酯喷涂系统、砂加气保温板系统以及泡沫玻璃保温板系统等,目前门窗节能主要是通过改善其材料的保温隔热性能和提高其密闭性能来实现。在节能门窗使用材料上，主要有铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材、塑木复合型材以及UPVC塑料型材等一些技术含量较高的节能产品。其中，使用较广的为UPVC塑料型材，其生产原料为高分子材料硬质聚氯乙烯，不仅生产过程中能耗少、无污染，而且材料导热系数小，多腔体结构密封性好，因而保温隔热性能好。,2、节能材料在门窗中的应用,在节能门窗的使用形式上，住宅外门及阳台门在节能设计中可采用多功能户门（具有保温、隔声、防盗等功能）及夹板门等。夹板门一般中间填充玻璃棉或矿棉等作为保温材料，节能设计中应用较多的有双层金属门板，中间填充15mm厚玻璃棉板；玻璃幕墙可采用双层玻璃幕墙，又称双层呼吸式幕墙，不同于传统的单层幕墙，它由内外二层或三层玻璃组成围护结构，玻璃之间留有一定宽度的通风道。,屋顶保温常用的技术措施是在屋顶防水层下设置导热系数小的轻质材料用作保温，如膨胀珍珠岩、玻璃棉等，也可在屋面防水层以上设置聚苯乙烯泡沫等，前者称为正铺法，后者为倒铺法；屋顶隔热降温的主要方法有架空通风、屋顶蓄水或定时喷水、屋顶绿化等。这些方法都能不同程度地满足屋顶节能的要求，但目前最受推崇的是利用智能技术、生态技术来实现建筑节能的愿望，如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等。,3、节能材料在屋顶中的应用,对具有地下室和地下空间的建筑来说，居住和活动空间的地板并不是直接暴露在外界环境中，这就为生活空间的保温创造了有利条件。但如果地下室和地下空间不是采暖空间时，尤其是在冬季，仍会有相当多的热量通过一楼的地板传出。因此，在建筑物的一楼地板下面，仍需要填充高密度的保温材料。同时，在地下室的混凝土地坪与土壤之间也需要根据情况铺设一定厚度的刚性和半刚性保温材料。,4、节能材料在地面中的应用,空气对建筑物的渗透是影响建筑节能效果的一个重要因素，在建筑物内产生的水蒸气造成聚集式结露在建筑结构、墙体屋顶渗透，造成保温材料功能的下降，从而降低保温节能的效果。因此，国际上在建筑结构的设计中都很重视解决阻断水蒸气向墙体和屋顶的渗透。常采用的方法有两种，一是对保温层在取暖季节里温度较高的一面复合一层塑料薄膜或金属薄膜；二是在温度较高的一面用塑料薄膜直接铺设在已放置好的保温材料上。此外，为了防止空气渗透，还应在墙体与屋顶结合处、墙与地板结合处、地基与地板结合处采取特殊的施工设计和工艺处理；对于管道和电线周围的缝隙和空洞，应采用各种密封材料进行处理。,5、节能材料在防空气渗透方面的应用,8-2 积极推动节水型建筑的建设,一、节水型建筑的内涵,二、建筑用水环境现存的主要问题,三、建筑节水关键技术,四、节水器具与设备,1、含义,一、节水型建筑的内涵,2、节水型建筑与绿色建筑的关系,节水型建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度的节约水资源、保护环境和减少污染，实现高效、安全、合理用水，与自然和谐共生的建筑。,（1）相似性。节水型建筑与绿色建筑的相似性表现在二者都强调节水、高效用水、保护水资源和不污染环境，实现水资源的可持续利用；都是以人为核心，改善和提高人类居住生活的环境，创造一个环境优美、人与自然和谐共处的人类住区。（2）差异性。节水型建筑与绿色建筑的差异性表现在研究范围方面，绿色建筑比节水型建筑要广，绿色建筑是节水型建筑，但节水型建筑不一定是绿色建筑，,二、建筑用水环境现存的主要问题,1、给水系统超压出流造成的水量浪费2、管网跑冒滴漏与维护管理不当引起的水量损失3、热水系统干管循环中的水量损失 4、二次污染造成的水量损失,三、建筑节水关键技术,1控制水压，避免超压出流2合理使用管材，减少跑冒滴漏3推广使用节水器具，减少用水量4完善热水系统设计，降低无效热水量5合理设计和管理，防止二次污染造成的浪费6利用非传统水源，实现雨污水的资源化,我国现行的建筑给排水设计规范中，对给水配件和入户支管的最大压力做出了一定的限制性规定，但这仅是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑的，并未从超压出流的角度考虑，压力要求过于宽松，对限制超压出流基本没有阐述。在设计时，若没有考虑这一方面会造成极大的水资源浪费。因此应根据建筑给水系统超压出流的实际情况，对给水系统的压力作合理限定，充分考虑建筑物的层数、层高，水泵性能，室外管网压力等因素，通过优化设计确定最佳的竖向分区压力值，进行合理分区供水，并充分利用市政管网压力对低区直接供水。,1、控制水压，避免超压出流,（1）正确选择和敷设管材。对于新建设的供水管网工程，在设计时应充分考虑管材特性；（2）控制接口漏水；（3）加强管网管理和维护,2、合理使用管材，减少跑冒滴漏,配水装置和卫生设备是水的最终使用单元，其节水性能的好坏，直接影响着建筑节水工作的成效，因而大力推广使用节水器具是实现建筑节水的重要手段和途径。建设节水型建筑时，应根据用水场合和节水型生活用水器具、节水型产品技术条件与管理通则的要求，合理选用节水水龙头、节水便器、节水淋浴装置、节水型电器等节水器具和设备。节水器具相比于普通用水器具，可减少15%左右的水资源消耗。如在减少马桶冲洗水量方面，若全部使用冲水量6L的马桶，则住宅可节水14%，宾馆、饭店可节水4%，办公楼可节水27%；厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴，也可节水且不减小水柱的直径。,3、推广使用节水器具，减少用水量,就节水效果而言，支管循环方式最优，立管循环方式次之；无循环方式浪费水量最大，干管循环方式次之。因此，应根据建筑的具体情况采取以下技术措施，尽量减少热水系统无效冷水的量。,4、完善热水系统设计，降低无效热水量,（1）集中热水供应系统。对现有定时供应热水的无循环系统进行改造，增设回水管；对新建建筑的热水供应系统，不应再采用干管循环和无循环方式，应根据建筑性质及建筑标准选用支管循环或立管循环。,（2）局部热水供应系统。在设计住宅厨房和卫生间位置时，除考虑建筑功能和建筑布局外，应尽量减少其热水管线的长度，且对连接家用热水器的热水管道进行保温，并组织力量开发与燃气热水器配套的回水装置。除此之外，还应选择适宜的加热和贮热设备，在不同条件下满足用户对热水的水温、水量和水压要求，尽量减少这种非使用性的水量浪费。,（1）高层建筑采用变频调速泵供水。采用变频调速供水设备和气压罐供水，可取消给水系统中的高位水箱，避免由于二次污染造成的水量浪费。（2）新建建筑的生活与消防水池分开设置。当高层建筑的生活与消防贮水池合建时，水池容积过大，生活用水储量一般不足总储量的20%，生活用水贮存时间过长，有时长达23天。有研究表明，夏季水温较高时，水箱中的水在贮存12小时后，余氯即为零，此时细菌快速繁殖。因此，新建建筑的生活与消防水池要分开设置。（3）严格执行设计规范中有关防止水质污染的规定。应严格执行设计规范中有关水池（箱）材质选用、配管和构造设计以及防止管道系统回流污染等规定，杜绝此类因素引起的水质污染。,5、合理设计和管理，防止二次污染造成的浪费,（1）大力发展建筑中水工程（2）充分利用雨水资源,6、利用非传统水源，实现雨污水的资源化,2002年国家就颁布了节水型生活用水器具的产品标准，采用节水型生活用水器具势在必行。1节水型便器 2节水型水龙头 3节水型淋浴设施 4节水型洗衣机,四、节水器具与设备,8-3 绿色施工,绿色施工是指工程建设中，在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源并减少对环境负面影响的施工活动，实现节能、节地、节水、节材和环境保护。绿色施工作为建筑全寿命周期中的一个重要阶段，是实现建筑领域资源节约和节能减排的关键环节，是实现建筑业可持续发展的重要途径。,一、施工节材及主要措施二、施工节水及主要措施三、施工节能及主要措施 四、施工节地及主要措施,8-3 绿色施工,施工节材指的是在施工中利用先进的施工技术和材料加工技术，降低建筑材料的消耗度，实现建筑材料的充分利用和再利用，提高其利用率。施工节材不仅是降低施工成本的重要手段之一，也是节约有限建筑资源的有效途径。,一、施工节材及主要措施,（1）加强图纸会审的材料审核（2）合理选择材料（3）合理安排材料运输（4）保管和保养材料（5）精确计算材料用量（6）优化方案和工艺（7）其他措施,二、施工节水及主要措施,施工节水并不是简单的减少施工用水量，而是指在施工中采取多种措施减少水的无效损耗，提高用水效率，并加强对非传统水源的利用，从而缓解资源型缺水。,1、施工现场用水管理措施2、节约用水措施 3、循环和重复用水措施4、利用非传统水源措施,1、施工现场用水管理措施,首先，应加强施工用水的定额管理，国家对建筑业的不同工程结构形式、建筑类别等因素，分门别类地制定了用水消耗定额，各单位在编制施工临时用水的施工组织设计时，应按定额执行，且施工中严格控制。其次，应建立施工现场用水节水制度，做好现场用水计量节水工作。如施工现场分别对生活用水与工程用水确定用水定额指标，并实行分别计量管理机制；大型工程的不同单项工程、不同标段、不同分包生活区的用水量，在条件许可的情况下，均应实行分别计量管理机制等等,2、节约用水措施,加强宣传教育，增强全体职工的节水意识和环保意识。施工现场办公区、生活区的生活用水应采用节水系统和节水器具，提高节水器具配置比率，并安装计量装置，监视水的消耗量；现场所有出水点均使用节水龙头，杜绝跑、冒、滴、漏等现象，发现问题及时更换。施工现场用水量最大的主要是混凝土养护用水，因此现场应采用新的施工工艺，推广新的科技成果。如立面结构拆模后涂刷养护液，替代用水养护；平面结构采用洒水覆塑料薄膜养护，减少养护用水量，保证养护质量；给水管网应合理布设，使之路线最短，并经常检修管网的完整性，避免渗漏，且不使用自来水进行路面喷洒和绿化浇灌等等,3、循环和重复用水措施,合理使用基坑降水，在施工现场修建蓄水池，将地下降水抽进水池沉淀，在施工现场进行二次利用，可用于冲洗进出工地的车辆、施工现场的降尘洒水、及施工现场混凝土的养护。在运输车辆清洗处设置沉沙池，冲洗后的水经沉淀后进行二次回收利用，可用于洒水降尘、冲洗车辆等。在施工现场设施工污水的循环渠道，循环渠道经过格栅与沉淀池连接，沉淀池对来水进行处理后可用于出车辆的清洗，道路洒水、降尘，混凝土养护等等。,4、利用非传统水源措施,建筑施工过程中的非传统水源主要指雨水和中水。为加大非传统水源的开发和利用量，促进其在施工领域的开发利用，绿色施工导则明确提出，要力争施工中非传统水源和循环水的再利用量大于30%。因此，施工中应充分和优先利用非传统水源，如在雨水充沛地区，建立雨水收集装置收集雨水，可用作进出车辆的清洗，道路洒水、降尘，混凝土养护等；优先采用中水搅拌、中水养护，冲洗设备和喷洒路面等等。,三、施工节能及主要措施,施工节能是指建筑工程企业在施工过程中，采取技术上可行、经济上合理、有利于环境、社会可接受的措施，提高施工所耗费能源的利用率。施工节能可从施工组织设计、施工机械设备及机具、施工临时设施等方面，在保证安全的前提下，最大限度地降低施工过程中的能量损耗，提高能源利用率。,1、制定合理的施工能耗指标，提高施工能源利用率2、合理选择和维护设备，降低设备能耗。3、合理安排施工，节约施工耗能4、多措施并举，节约生活用电5、充分利用可再生能源，降低不可再生能源的消耗 6、做好节能设计，降低施工临时用电,1、制定合理的施工能耗指标，提高施工能源利用率,施工中，应建立能源消耗指标数据，定期对消耗量进行分析，参照能耗指标实施监控，加强用能的管理，且建设单位和施工单位，都要有专人负责。根据建筑施工用电的特点，建筑施工临时用电应该分别设定生产、生活、办公和施工设备的用电控制指标，定期进行计量、核算、对比分析，并有预防和纠正措施。,2、合理选择和维护设备，降低设备能耗,要优先采用技术成熟、能源消耗相对较低的设备，如选用变频技术的节能施工设备等；在条件允许和可能时，对施工期相对较长的工程，要逐步淘汰能耗大的机械及设备；禁止耗能超标机械进入施工现场；所选机械设备应与工程量相匹配，在减少设备耗能的同时，提高机械使用效率；对设备进行定期维护、保养，保证设备运转正常，降低能源消耗；在施工机械闲置时关掉电源；确实做好供电线路的设计及优化，减少设备的无负荷运行时间等等。,3、合理安排施工，节约施工耗能,根据施工组织设计，分析施工机械的使用频次、进场时间、使用时间等，合理安排施工顺序和工作面等，以减少施工现场或作业面内的机械使用数量和电力资源的浪费，提高机械设备的满载率。选择施工工艺时，应优先考虑耗用电能或其他能耗较少的工艺，如钢筋的连接施工，尽量采用机械连接，减少采用焊接连接等；对能源消耗量大的工艺必须制定专项降耗措施。根据实际情况，应用节能技术，如热泵技术、节能锅炉等，减少施工期间的能源消耗。另外，合理安排施工时间，避开用电高峰，也可在用电需求侧提高能源的使用效率；在施工进度允许的前提下，尽可能减少夜间施工作业时间，以降低施工照明所消耗的电能。,4、多措施并举，节约生活用电,在节约生活用电方面，办公及生活照明应使用低电压照明线路，采用比较省电的节能灯具，规定宿舍内所有照明设施的节能灯配置率为100%，并利用声控与光控等技术节约照明用电；办公室白天尽可能使用自然光源照明，并养成人走灯熄的习惯，杜绝白昼灯、长明灯；合理控制空调使用时间和温度，夏季空调温度设置应大于26，冬季空调制热温度不大于20，并养成空调开启即关闭门窗、间断使用的习惯，避免出现“开着窗户开空调”的现象等等,5、充分利用可再生能源，降低不可再生能源的消耗,根据项目区域气候和自然条件，充分利用太阳能、地热等可再生能源，这是施工节能不得不考虑的重要因素。如在日照时间相对较长的我国南方地区，应当充分利用太阳能提供热水；工地办公场所的体形、朝向、间距和窗墙面积比等应合理设计，使其获得良好的日照、自然采光和自然通风，降低采光和空调所消耗的电能；南方地区可根据需要，在其外墙窗设遮阳设施，降低用于降温的能耗；临时设施提倡采用节能材料，墙体、屋面使用隔热性能好的材料，减少夏季空调、冬季取暖设备的使用时间和耗能量；地热资源丰富的地区，在施工人员生活方面应当考虑尽可能多地使用地热能等等。,6、做好节能设计，降低施工临时用电,有条件的企业，施工临时用电应该进行节能设计，明确施工用电位置及常用电点的位置，根据用电位置和设备的施工需要，设计合理的线路走向，在保证工程就近用电的情况下，避免重复铺设或不必要的铺设，减少用电设备与电源间的路程，降低电能在传输过程中的损耗。其次，应在临时用电配电箱的设计和选用方面进行节能设计，根据具体施工情况进行增加或减少配电点，并遵守“三级控制、二级保护”、“一机一闸一箱一漏电”的安全原则，以保证施工人员的人身安全及施工现场的防火安全，减少不必要的损失。最后，还应根据图纸分析，确定施工期间照明的设置，并结合有关规定的照明亮度，对施工照明用电进行合理布局，在保证照明的情况下合理减少不必要的浪费，避免出现双重照明及照明漏点，以达到减少临电用量的目的。,（一）定义,（二）主要措施,施工节地是指在工程施工建设中，严格控制临时用地，合理布置施工总平面，以达到节省施工用地，提高施工用地利用效率的目的，从而建立和发展紧凑型的施工建设模式，最大限度地节约和保护土地资源。,三、施工节地及主要措施,1、控制临时用地 2、合理布置施工总平面,1、控制临时用地,合理减少临时用地的占用面积，可从以下方面积极采取措施：在环境与技术条件可能的条件下，积极采用新技术、新工艺、新材料进行施工。对深基坑施工方案进行优化，减少土方开挖和回填量，保护周边自然生态环境。严格控制临时用地的数量，施工便道、各种料场和预制场等，要结合工程进度和工程永久用地统筹考虑，尽可能将临时用地设置在公共用地范围内。通过精度较高且又方便有效的理论计算，制定最佳的土石方调配方案，以便在经济运距内充分利用移挖作填，严格控制土石方工程量。合理确定施工场地、取土场和弃（土）场的地点及数量、以及取土方式，避免大规模取土，并将取土、弃土和改地、造田结合起来；在有条件的地方，减量采用符合要求的固体废物进行筑填，尽可能减少取土量和取土用地。在公路、铁路等线性工程建设中，充分利用地形，认真进行高填路堤与桥梁、深挖路堑与隧道、低路堤和浅路堑等施工方案的优化，尽量减少填、取活动给土地资源带来的干扰和影响。,1、控制临时用地,临时用地的恢复和保护措施：清除临时用地上的废土、废渣、废料和临时建筑等，翻土且平整土地，造林种草，恢复土地的种植植被。对占用的农田仍尽量复垦用作农地，在对临时用地进行清理、翻松、平整后，适当布设土埂，恢复破坏的排水和灌溉系统。临时用地需占用耕地的，用地单位在建设过程中，应及时将耕作层（表层30cm土层）的熟土剥离并堆放在指定地点，集中管理，以便用于土地复垦、绿化和重新造地，以提高土地复垦质量，恢复土地原有的使用功能。施工现场应避让和保护施工场区及周边的古树名木、现存的文物、地方特色资源等。利用和保护施工用地范围内原有绿色植被，对施工周期较长的现场，可按建筑永久绿化的要求，安排场地新建绿化等等。,2、合理布置施工总平面,施工现场应合理规划出办公区、生活服务区、材料堆放与仓储区、材料加工作业区，各区应分开设置。施工现场设置围挡，围挡外侧与道路之间宜采用绿化或者硬化铺装措施；用绿化代替场地硬化，减少场地硬化面积。施工临时设施布置应紧凑，应减少废弃地及死角，尽量减少临时设施占地面积；临时设施应尽量采用装配式施工设施，以提高其安拆速度。充分利用施工场地环境、市政动力、交通等资源条件，减少临时设施的重复建设。施工现场仓库、材料堆场、加工区等布置，宜靠近已有交通线路或即将修建的正式或临时交通线路，缩短运输距离。施工现场道路、临时性构筑物和管线应按照永久和临时相结合的原则布置。按照“准时制生产”的原则供应原材料、建筑器材及构件，减少材料堆积的用地面积，各种材料能按计划分期分批进行。,