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摘 要：当前，环保节能已成为大势所趋，在建筑物的设计使用过程中，随着设计更趋于合理，建筑物运营阶段的能耗已大大减少。然而在建筑物的施工过程中，能耗问题一直没有得到应有的重视。结合调研的融汇温泉住宅工程中的节能措施，分析研究了混凝土在施工过程中的能耗途径以及相应的各个环节中的节能措施和改进方法。
关键词：混凝土 施工能耗 节能措施
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）006-001-02
1 引言
随着环境问题日趋严重，公众需求的建筑物设计要变得更加节能，日常维持所需的能源越来越少。因此，建筑施工和建筑原材料的生产能耗显得尤为重要。建筑施工对于环境的影响主要是通过占用土地、消耗原材料和产生建筑垃圾来体现的。通过查阅文献，我们得知建筑材料的结构（混凝土和钢筋）在建筑物总内含能中的比重最大，从66.73%到59.57%不等，相比来说，建筑物外表材料所占比重较低。
由于目前国内外关于建筑施工能耗定额研究的程度不高，所以本文主要从施工阶段入手，研究施工过程中的能源消耗。整个施工过程工序繁多，技术复杂，涉及面非常广泛，碍于篇幅与时限，这里着重选取其中一部分进行能耗定额研究。
2 混凝土的能耗途径
混凝土是各种施工现场频繁使用的材料之一，它在原材料的生产，运输，浇筑和养护过程中，都将产生大量的能耗。目前重庆地区施工中所使用的混凝 土以商品混凝土为主，所以本文着重研究重庆地区商品混凝土生产运输施工过程中的能耗。
2.1 混凝土生产能耗
混凝土的生产包括配料和搅拌两部分，需要分别计算两部分的能耗。混凝土原材料包括水泥，骨料，水和添加剂，不同水泥所选择的原材料不同，配合比不同，材料称量也不尽相同，需要通过对原材料种类的确定，配合比的确定以及材料用量的确定来计算所采用的原材料的用量，从而确定原材料的总内含能。
混凝土的拌制就是将水泥，水，骨料和外加剂等原材料混合在一起进行均匀拌合的过程。这一过程的能耗主要由搅拌机械产生，可根据搅拌机械功率，工作时长，计算得到混凝土搅拌过程中产生的能耗。
2.2 运输能耗
运输主要包括原材料的运输和混凝土成品的运输，需根据原料生产地到搅拌站距离，搅拌站到施工现场的距离，以及运输工具类型，从而确定运输的总能耗。
2.3 混凝土施工能耗
混凝土施工主要包括浇筑和养护两个过程，需要分别计算其能耗。浇筑过程需使用泵送机械和振捣机械，通过机械功率，使用时长，可确定浇筑过程的总能耗。养护过程的能耗主要产生于以下方面，首先是养护用水，塑料薄膜等，需计算这些材料的内含能，其次，如有加热养护，还应计算加热过程中消耗的能源。
3 工程概况
为了具体实施混凝土施工能耗研究与节能控制，我们将选取典型工程项目作为调研分析对象，通过实地考察该工程项目中混凝土的施工能耗，提出一些节能控制的措施与建议，下面将简单介绍一下该工程的概况。
该工程项目的名称为融汇温泉住宅项目，由重庆建工集团二建公司主持修建，位于重庆天杨路以北的A分区（24-1/03）块地，地块呈不规则长条形。项目规划建设净用地总面积为24435.90平方米，总建筑面积为115100.20平方米，容积率为4.0，建筑总高度为99.90/99.40米，为剪力墙/框架结构。该项目总造价28000万元，争创重庆市安全文明工地。
调研过程中我们将主要关注该工程项目中的以下几点：
(1)建筑使用混凝土来源，种类与数量；并将调研在混凝土生产过程中所产生的能耗（原材料内含能以及拌制过程中的能耗）。
(2)混凝土运输所用车辆型号，数量以及所消耗能源。
(3)混凝土浇筑振捣过程中所用泵送设备与振捣设备等的机械功率与所用时长。
(4)混凝土养护过程用所用材料及其能耗。
4 混凝土的节能控制措施
4.1 “设计”环节的节能路线
在设计时，我们建议设计师考虑使用泡沫混凝土或者加气混凝土替代现有的普通混凝土以达到节能的效果。泡沫混凝土是混凝土大家族中的一员，近年来，国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与开发，使其在建筑领域的应用越来越广。
泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙，使其具有保温隔热性能良好、轻质、隔音耐火性能好等的物理力学性能。而其中，保温隔热性能良好使其在节能方面具有无可比拟的优势。
当前泡沫混凝土主要使用在：
(1)泡沫混凝土砌块；(2)泡沫混凝土轻质墙板；(3)泡沫混凝土补偿地基。
大规模的普及使用还在试验中，不过我们相信在未来这种节能环保的大趋势下，泡沫混凝土的使用将会越来越多。
4.2 “选材及生产”环节的节能措施
经过我们的实验模拟以及市场调查之后发现，选材环节的节能措施主要有合理设计混凝土的配合比以及采用可再生粘合剂和再生混凝土骨料RCA分别替代普通水泥和天然骨料以达到节能效果。
目前最常见的可再生粘合剂主要有粒化高炉矿渣粉GGBS，硅粉和粉煤灰。采用不同的替代材料、替代百分比生产而得的混凝土具有不同的特性，节能效果也不同。例如，国外研究表明采用50% 的GGBS作为水泥替代品，温室气体排放量将减少40％，且含有GGBS的混凝土混合料具有更高的极限强度并且产生更低的水化热。此外，近年来在国外，回收建筑拆迁和开挖的废弃物用在混凝土中以部分替代天然骨料。例如，在英国新威塞克斯水作业中心项目，使用再生混凝土骨料替代天然骨料的初始资本花费约占混凝土浇筑成本的5-6％。Kwong证实说，再生混凝土骨料在澳大利亚昆士兰州用于生产高强度和高性能混凝土在经济上可行的。这些实践也为我们指明了节能的方向，我们可以充分利用工业废料以及建筑废渣用以部分替代混凝土配料，从而达到节能的效果。当然替代的比例需要根据实验以及更多的实践加以确定，从而使建筑物节能更安全。 4.3 “运输”环节的节能措施
混凝土的运输环节有两种。一种是利用混凝土搅拌车从商品混凝土搅拌站运输到工地，另外一种是在工地上用混凝土泵送机运至高层建筑上进行浇注。
对于前一种运输方式，我们建议首先在对混凝土搅拌站进行综合对比后，选取离项目较近的搅拌站，这样可以有效地减少运输设备在运输路途上的能源损耗，并且还可以使用车载GPS系统，在加强运输监管的同时也可以根据行驶时间和路径制定出最优的运输节能方案。其次对于运输车的选择也十分重要，我国目前运送混凝土基本上已经以搅拌车取代了翻斗汽车，还可以进一步采用更为节能的搅拌车来达到节能目的。
在混凝土的泵送环节，同样也要关注设备的节能问题。在不影响可泵性的条件下，应该使用小功率的泵送机，且尽量使用直管进行泵送，以减小混凝土泵送时产生的阻力带来的能耗。在施工过程中，应该尽量避免堵管等现象发生。总之，如今科技越来越发达，混凝土泵送技术在输送和浇灌混凝土过程中所显示的优点，已越来越为人们所重视，相信以后会有更大的突破。
4.4 “施工”环节的节能措施
施工环节能够进行大量的节能措施，所以在推行节能施工的项目上应该去建立节能施工管理体系和管理制度，实施目标管理。
节能施工实施是一个综合性很强的协调管理工作，其核心是行之有效的管理。以施工组织设计和施工方案控制项目节能低耗施工、灵活整合组织，以节能低耗的管理理念融合各个专业的项目施工队伍。
比如商品混凝土、预拌砂浆可集中利用粉煤灰、人工砂、矿山及工业废料和废渣等，对资源节约、减少现场扬尘具有重要意义。并且应该在既定施工目标条件下，做到均衡施工、流水施工。特别要避免突击赶工期的无序施工、造成人力、物力和财力浪费等现象。
夜间作业不仅施工效率低，而且需要大量的人工照明，用电量大，应根据施工工艺特点，合理安排施工作业时间。如白天进行混凝土浇捣，晚上养护等。
施工现场选择节能型（如节水型洗车设备、变频机电设备）设备，不使用国家、行业、地方政府明令淘汰的施工设备、机具和产品。
5 工程应用效果
在施工中，融汇温泉住宅工程始终注重减少混凝土的建筑施工能耗，得到了业主，监理等的一致好评，由于采用了一系列节约施工能耗的措施，减少了施工用水用电量，节约了施工成本，为施工单位创造综合价值约100万。
6 结语
资源枯竭和气候变化一直是当今的热点话题，因为它们对各国政府和公众的影响已变得越来越明显，如果人类一直以现在的模式发展，地球上的资源必然是不可持续的。目前各国各行各业都在通过努力提高生产效率以达到节能减排的目标。其中包括，建筑施工企业正在通过努力以减少施工过程中对环境的影响，对资源的消耗。同时还必须提供高品质的建筑，这是一个非常艰巨的任务。
通过在融汇温泉住宅工程中对混凝土施工能耗的调研，分析总结出一系列的节能减排措施，赢得了社会的好评，为公司创造了价值。
参考文献：
[1] 陈荣.利用GPS技术加强商品混凝土运输环节监管[J].商品混凝土,2010(10).
[2] 董新华.浅析混凝土泵送施工技术[J].知识经济,2010(11).
[3] 万振华,郭艳红,李升才.基于全生命周期的建筑节能措施探讨[J].嘉应学院学报(自然科学),2009(12).
[4] 甄兰平,李成,建筑耗能、环境与寿命周期节能设计[J].工业建筑,2003(2).
[5] 李思堂,李惠强.住宅建筑施工初始能耗定量计算[J].华中科技大学学报,2005(12).
[6] R.J.Collins.The Use of Recycled Aggregates in Concrete, Building ResearchEstablishment,Watford,1994.
[7] D.Higgins.GGBS and sustainability,Proceedings of the Institution of Civil Engineers,Construction Materials 160 (3) (2007) 99-101.
[8] T.Savage.Using recycled aggregates:Wessex Water New Operations Centre, Bath, The Structural Engineer 79 (12) (2001).
[9] C.Kwong.The use of recycled concrete aggregate in structural concrete around South East Queensland,Unpublished BE Thesis,University of Southern Queens- land,Australia,2006.
关键词：混凝土 施工能耗 节能措施
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）006-001-02
1 引言
随着环境问题日趋严重，公众需求的建筑物设计要变得更加节能，日常维持所需的能源越来越少。因此，建筑施工和建筑原材料的生产能耗显得尤为重要。建筑施工对于环境的影响主要是通过占用土地、消耗原材料和产生建筑垃圾来体现的。通过查阅文献，我们得知建筑材料的结构（混凝土和钢筋）在建筑物总内含能中的比重最大，从66.73%到59.57%不等，相比来说，建筑物外表材料所占比重较低。
由于目前国内外关于建筑施工能耗定额研究的程度不高，所以本文主要从施工阶段入手，研究施工过程中的能源消耗。整个施工过程工序繁多，技术复杂，涉及面非常广泛，碍于篇幅与时限，这里着重选取其中一部分进行能耗定额研究。
2 混凝土的能耗途径
混凝土是各种施工现场频繁使用的材料之一，它在原材料的生产，运输，浇筑和养护过程中，都将产生大量的能耗。目前重庆地区施工中所使用的混凝 土以商品混凝土为主，所以本文着重研究重庆地区商品混凝土生产运输施工过程中的能耗。
2.1 混凝土生产能耗
混凝土的生产包括配料和搅拌两部分，需要分别计算两部分的能耗。混凝土原材料包括水泥，骨料，水和添加剂，不同水泥所选择的原材料不同，配合比不同，材料称量也不尽相同，需要通过对原材料种类的确定，配合比的确定以及材料用量的确定来计算所采用的原材料的用量，从而确定原材料的总内含能。
混凝土的拌制就是将水泥，水，骨料和外加剂等原材料混合在一起进行均匀拌合的过程。这一过程的能耗主要由搅拌机械产生，可根据搅拌机械功率，工作时长，计算得到混凝土搅拌过程中产生的能耗。
2.2 运输能耗
运输主要包括原材料的运输和混凝土成品的运输，需根据原料生产地到搅拌站距离，搅拌站到施工现场的距离，以及运输工具类型，从而确定运输的总能耗。
2.3 混凝土施工能耗
混凝土施工主要包括浇筑和养护两个过程，需要分别计算其能耗。浇筑过程需使用泵送机械和振捣机械，通过机械功率，使用时长，可确定浇筑过程的总能耗。养护过程的能耗主要产生于以下方面，首先是养护用水，塑料薄膜等，需计算这些材料的内含能，其次，如有加热养护，还应计算加热过程中消耗的能源。
3 工程概况
为了具体实施混凝土施工能耗研究与节能控制，我们将选取典型工程项目作为调研分析对象，通过实地考察该工程项目中混凝土的施工能耗，提出一些节能控制的措施与建议，下面将简单介绍一下该工程的概况。
该工程项目的名称为融汇温泉住宅项目，由重庆建工集团二建公司主持修建，位于重庆天杨路以北的A分区（24-1/03）块地，地块呈不规则长条形。项目规划建设净用地总面积为24435.90平方米，总建筑面积为115100.20平方米，容积率为4.0，建筑总高度为99.90/99.40米，为剪力墙/框架结构。该项目总造价28000万元，争创重庆市安全文明工地。
调研过程中我们将主要关注该工程项目中的以下几点：
(1)建筑使用混凝土来源，种类与数量；并将调研在混凝土生产过程中所产生的能耗（原材料内含能以及拌制过程中的能耗）。
(2)混凝土运输所用车辆型号，数量以及所消耗能源。
(3)混凝土浇筑振捣过程中所用泵送设备与振捣设备等的机械功率与所用时长。
(4)混凝土养护过程用所用材料及其能耗。
4 混凝土的节能控制措施
4.1 “设计”环节的节能路线
在设计时，我们建议设计师考虑使用泡沫混凝土或者加气混凝土替代现有的普通混凝土以达到节能的效果。泡沫混凝土是混凝土大家族中的一员，近年来，国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与开发，使其在建筑领域的应用越来越广。
泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙，使其具有保温隔热性能良好、轻质、隔音耐火性能好等的物理力学性能。而其中，保温隔热性能良好使其在节能方面具有无可比拟的优势。
当前泡沫混凝土主要使用在：
(1)泡沫混凝土砌块；(2)泡沫混凝土轻质墙板；(3)泡沫混凝土补偿地基。
大规模的普及使用还在试验中，不过我们相信在未来这种节能环保的大趋势下，泡沫混凝土的使用将会越来越多。
4.2 “选材及生产”环节的节能措施
经过我们的实验模拟以及市场调查之后发现，选材环节的节能措施主要有合理设计混凝土的配合比以及采用可再生粘合剂和再生混凝土骨料RCA分别替代普通水泥和天然骨料以达到节能效果。
目前最常见的可再生粘合剂主要有粒化高炉矿渣粉GGBS，硅粉和粉煤灰。采用不同的替代材料、替代百分比生产而得的混凝土具有不同的特性，节能效果也不同。例如，国外研究表明采用50% 的GGBS作为水泥替代品，温室气体排放量将减少40％，且含有GGBS的混凝土混合料具有更高的极限强度并且产生更低的水化热。此外，近年来在国外，回收建筑拆迁和开挖的废弃物用在混凝土中以部分替代天然骨料。例如，在英国新威塞克斯水作业中心项目，使用再生混凝土骨料替代天然骨料的初始资本花费约占混凝土浇筑成本的5-6％。Kwong证实说，再生混凝土骨料在澳大利亚昆士兰州用于生产高强度和高性能混凝土在经济上可行的。这些实践也为我们指明了节能的方向，我们可以充分利用工业废料以及建筑废渣用以部分替代混凝土配料，从而达到节能的效果。当然替代的比例需要根据实验以及更多的实践加以确定，从而使建筑物节能更安全。 4.3 “运输”环节的节能措施
混凝土的运输环节有两种。一种是利用混凝土搅拌车从商品混凝土搅拌站运输到工地，另外一种是在工地上用混凝土泵送机运至高层建筑上进行浇注。
对于前一种运输方式，我们建议首先在对混凝土搅拌站进行综合对比后，选取离项目较近的搅拌站，这样可以有效地减少运输设备在运输路途上的能源损耗，并且还可以使用车载GPS系统，在加强运输监管的同时也可以根据行驶时间和路径制定出最优的运输节能方案。其次对于运输车的选择也十分重要，我国目前运送混凝土基本上已经以搅拌车取代了翻斗汽车，还可以进一步采用更为节能的搅拌车来达到节能目的。
在混凝土的泵送环节，同样也要关注设备的节能问题。在不影响可泵性的条件下，应该使用小功率的泵送机，且尽量使用直管进行泵送，以减小混凝土泵送时产生的阻力带来的能耗。在施工过程中，应该尽量避免堵管等现象发生。总之，如今科技越来越发达，混凝土泵送技术在输送和浇灌混凝土过程中所显示的优点，已越来越为人们所重视，相信以后会有更大的突破。
4.4 “施工”环节的节能措施
施工环节能够进行大量的节能措施，所以在推行节能施工的项目上应该去建立节能施工管理体系和管理制度，实施目标管理。
节能施工实施是一个综合性很强的协调管理工作，其核心是行之有效的管理。以施工组织设计和施工方案控制项目节能低耗施工、灵活整合组织，以节能低耗的管理理念融合各个专业的项目施工队伍。
比如商品混凝土、预拌砂浆可集中利用粉煤灰、人工砂、矿山及工业废料和废渣等，对资源节约、减少现场扬尘具有重要意义。并且应该在既定施工目标条件下，做到均衡施工、流水施工。特别要避免突击赶工期的无序施工、造成人力、物力和财力浪费等现象。
夜间作业不仅施工效率低，而且需要大量的人工照明，用电量大，应根据施工工艺特点，合理安排施工作业时间。如白天进行混凝土浇捣，晚上养护等。
施工现场选择节能型（如节水型洗车设备、变频机电设备）设备，不使用国家、行业、地方政府明令淘汰的施工设备、机具和产品。
5 工程应用效果
在施工中，融汇温泉住宅工程始终注重减少混凝土的建筑施工能耗，得到了业主，监理等的一致好评，由于采用了一系列节约施工能耗的措施，减少了施工用水用电量，节约了施工成本，为施工单位创造综合价值约100万。
6 结语
资源枯竭和气候变化一直是当今的热点话题，因为它们对各国政府和公众的影响已变得越来越明显，如果人类一直以现在的模式发展，地球上的资源必然是不可持续的。目前各国各行各业都在通过努力提高生产效率以达到节能减排的目标。其中包括，建筑施工企业正在通过努力以减少施工过程中对环境的影响，对资源的消耗。同时还必须提供高品质的建筑，这是一个非常艰巨的任务。
通过在融汇温泉住宅工程中对混凝土施工能耗的调研，分析总结出一系列的节能减排措施，赢得了社会的好评，为公司创造了价值。
参考文献：
[1] 陈荣.利用GPS技术加强商品混凝土运输环节监管[J].商品混凝土,2010(10).
[2] 董新华.浅析混凝土泵送施工技术[J].知识经济,2010(11).
[3] 万振华,郭艳红,李升才.基于全生命周期的建筑节能措施探讨[J].嘉应学院学报(自然科学),2009(12).
[4] 甄兰平,李成,建筑耗能、环境与寿命周期节能设计[J].工业建筑,2003(2).
[5] 李思堂,李惠强.住宅建筑施工初始能耗定量计算[J].华中科技大学学报,2005(12).
[6] R.J.Collins.The Use of Recycled Aggregates in Concrete, Building ResearchEstablishment,Watford,1994.
[7] D.Higgins.GGBS and sustainability,Proceedings of the Institution of Civil Engineers,Construction Materials 160 (3) (2007) 99-101.
[8] T.Savage.Using recycled aggregates:Wessex Water New Operations Centre, Bath, The Structural Engineer 79 (12) (2001).
[9] C.Kwong.The use of recycled concrete aggregate in structural concrete around South East Queensland,Unpublished BE Thesis,University of Southern Queens- land,Australia,2006.