石福純

（甘肅路橋第三公路工程有限責(zé)任公司）

1 引言

隨著全球化進(jìn)程的推進(jìn)和人類對環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，綠色、環(huán)保、節(jié)能成為了建筑行業(yè)的重要發(fā)展方向。隧道橋梁作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其建設(shè)和運(yùn)營對環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)的影響也越來越受到關(guān)注，綠色節(jié)能在隧道橋梁建設(shè)中的應(yīng)用不僅可以降低資源消耗和環(huán)境污染，提高能源效率，也可以為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來積極的影響。

2 綠色節(jié)能在隧道橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 綠色建材的使用

綠色建材的應(yīng)用不僅能夠在隧道和橋梁的建設(shè)中實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，而且能夠提高建筑的使用效率和舒適度，為未來的可持續(xù)發(fā)展提供可能。在眾多綠色建材中，回收和可再生材料能夠降低對新資源的依賴，減少廢棄物的產(chǎn)生，并降低整體的能耗。一些廢棄物，如廢舊混凝土、廢舊金屬、廢塑料等，經(jīng)過處理后，可以變成新的建筑材料，再次用于建設(shè)工程，天然的可再生材料，如竹材、木材等，也在橋梁和隧道建設(shè)中廣泛應(yīng)用。另一方面，使用低碳和環(huán)保材料也是推動隧道和橋梁建設(shè)綠色化的重要手段。低碳材料主要指在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中產(chǎn)生的碳排放較低的材料，比如綠色混凝土、高性能絕緣材料等，可以顯著降低建筑的能耗和溫室氣體排放，為緩解全球氣候變化作出貢獻(xiàn)。而環(huán)保材料則主要指在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境污染較小，且在廢棄后易于回收和處理的材料，如無機(jī)非金屬材料、水性涂料等，可以提高建筑的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。因此，綠色建材的使用是推動隧道和橋梁建設(shè)向綠色、環(huán)保、節(jié)能方向發(fā)展的重要途徑。無論是回收和可再生材料，還是低碳和環(huán)保材料，都代表了新的建筑材料科學(xué)的發(fā)展方向，綠色建材在隧道橋梁中的應(yīng)用不僅對建設(shè)項目本身有利，也對整個社會和環(huán)境有益，在設(shè)計和建設(shè)過程中應(yīng)全面考慮到環(huán)境和資源的因素，作出合理的選擇，實(shí)現(xiàn)綠色建設(shè)，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的未來。

2.2 節(jié)能設(shè)計和技術(shù)的應(yīng)用

在隧道和橋梁的建設(shè)中，節(jié)能設(shè)計和技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素。節(jié)能設(shè)計和技術(shù)的應(yīng)用既體現(xiàn)在設(shè)計階段的節(jié)能策略，也體現(xiàn)在建設(shè)階段的節(jié)能技術(shù)。設(shè)計階段的節(jié)能策略是指在項目的設(shè)計階段，通過合理的設(shè)計選擇和決策，以實(shí)現(xiàn)項目的最大能源效率和環(huán)保效果，具體來說包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、材料選擇、施工方法等方面的考慮[1]。例如，通過優(yōu)化隧道和橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以減少材料的使用，從而降低能源消耗。而在建設(shè)階段，節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用則主要涉及具體的施工過程，通過優(yōu)化施工過程，改進(jìn)施工技術(shù)，提高施工效率等方式，進(jìn)一步減少能源的消耗，降低環(huán)境的影響。例如，可以采用機(jī)械化、自動化和數(shù)字化的施工方式，提高施工的效率和精度，減少能源的浪費(fèi)。又如，通過改進(jìn)施工技術(shù)，提高混凝土的澆筑質(zhì)量，改進(jìn)焊接工藝等等，都可以進(jìn)一步減少能源的消耗。

2.3 綠色施工方法

在隧道和橋梁的建設(shè)過程中，綠色施工方法涵蓋了低噪音、低塵土施工，節(jié)水和減少廢棄物的施工方法等多個方面。采用低噪音和低塵土施工方法能夠降低施工對周邊環(huán)境和人們生活的干擾，可以選擇噪聲低的施工設(shè)備，或是合理安排施工時間，避免在夜間或者休息時間進(jìn)行噪音大的施工活動。在降低塵土污染方面，應(yīng)用封閉施工、濕式施工等方法可以顯著減少塵土產(chǎn)生，同時，施工現(xiàn)場的綠化覆蓋、定期清掃和灑水等措施也有助于防止塵土揚(yáng)起。在施工過程中，合理利用水資源，減少水的浪費(fèi)，不僅能夠節(jié)約資源，而且能夠降低施工成本。例如，合理規(guī)劃施工用水，避免過度澆灌；使用封閉循環(huán)水系統(tǒng)，進(jìn)行施工用水的循環(huán)利用；采用節(jié)水型設(shè)備和工藝等，都是節(jié)水施工的有效方法。而在減少廢棄物方面，可以采取減量化設(shè)計、優(yōu)化施工工藝、廢棄物回收利用等措施。減量化設(shè)計可以降低施工過程中廢棄物的產(chǎn)生；優(yōu)化施工工藝可以提高材料的利用率，降低廢棄物的產(chǎn)出；廢棄物回收利用可以將廢棄物變?yōu)橘Y源，節(jié)約資源，降低污染。

2.4 綠色運(yùn)營和維護(hù)

在隧道和橋梁的運(yùn)營和維護(hù)階段，綠色運(yùn)營管理關(guān)鍵在于降低能源消耗，減少環(huán)境污染，同時保證隧道和橋梁的正常運(yùn)行和使用安全。從隧道橋梁的維護(hù)角度來說，定期的檢修和保養(yǎng)可以避免設(shè)備運(yùn)行不正常導(dǎo)致的能源浪費(fèi)，對于產(chǎn)生的廢棄物應(yīng)盡可能實(shí)施分類回收，將可回收材料送至可再生資源處理廠進(jìn)行處理，降低廢棄物對環(huán)境的影響。在可再生能源的使用方面，太陽能和風(fēng)能的應(yīng)用為隧道和橋梁的綠色運(yùn)營提供了強(qiáng)有力的支撐[2]。例如，在風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，可以通過安裝風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，為隧道和橋梁的運(yùn)營供電，既可以節(jié)約傳統(tǒng)能源，降低碳排放，又可以提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)綠色運(yùn)營。

3 綠色節(jié)能在隧道橋梁建設(shè)中的可行性分析

3.1 技術(shù)可行性

在節(jié)能設(shè)計和技術(shù)方面，近年來有許多實(shí)用的技術(shù)已經(jīng)在工程項目中得到了實(shí)踐驗證。比如，高性能混凝土和鋼材通常具有更高的強(qiáng)度和耐久性，可以在較小的截面尺寸下承受更大的荷載，使得設(shè)計師能夠采用更精簡的結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少材料使用量，從而減少能源消耗和碳排放，這些材料還具有較好的抗震性能，可以提高橋梁的安全性和可靠性。同時，通過先進(jìn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和分析方法，可以確定最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，基于考慮橋梁的荷載要求、幾何形狀和材料特性等因素，以最小化結(jié)構(gòu)重量和材料使用，并借助計算機(jī)輔助設(shè)計工具和數(shù)值模擬技術(shù)，使其在保持足夠強(qiáng)度和剛度的同時減少材料消耗[3]。

在可再生材料和能源的使用方面，隨著技術(shù)的發(fā)展和政策的推動，可再生材料和能源的使用也越來越廣泛。美國的East Span Bay Bridge項目是舊金山灣區(qū)Bay Bridge 的一部分，連接奧克蘭和圣弗朗西斯科。在East Span Bay Bridge 項目中，橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)使用了再生混凝土，其中包括回收的混凝土顆粒和其他再生材料，如粉煤灰和礦渣，再生材料取代了部分新鮮原材料，減少了資源消耗和廢棄物產(chǎn)生。而在能源方面，可再生能源如太陽能、風(fēng)能等的使用也已經(jīng)越來越普遍。Kronsberg 橋是德國漢諾威的一座城市橋梁，橫跨于交通要道上。為了實(shí)現(xiàn)更為可持續(xù)和節(jié)能的運(yùn)行，該橋梁的設(shè)計中采用了太陽能光伏板，被安裝在橋梁的上部結(jié)構(gòu)、護(hù)欄和行人通道上，充分利用陽光資源。光伏板所收集到的太陽能被轉(zhuǎn)化為電能，供給橋梁的照明系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)備使用，相比傳統(tǒng)的電力供應(yīng)方式，采用太陽能光伏板可以減少大量的污染物排放。

3.2 經(jīng)濟(jì)可行性

關(guān)于初始投資和運(yùn)營維護(hù)成本，一般來說綠色節(jié)能建筑的初始投資相比傳統(tǒng)建筑可能會更高，主要原因在于節(jié)能材料和設(shè)備以及綠色建筑設(shè)計等方面的成本投入。而在運(yùn)營維護(hù)階段，盡管綠色建筑需要進(jìn)行定期的設(shè)備檢查和維護(hù)，但是由于其高效的能源使用，使得運(yùn)營成本相比傳統(tǒng)建筑要低。從法規(guī)和政策角度看，隨著全球環(huán)保意識的提升和綠色發(fā)展的趨勢，許多國家和地區(qū)都出臺了一系列的環(huán)保法規(guī)和政策，對綠色建筑的建設(shè)給予了明確的支持和引導(dǎo)，涵蓋了各個方面，包括建筑設(shè)計、材料選用、施工方法、運(yùn)營管理等。政策明確要求或鼓勵建筑項目采用節(jié)能設(shè)計和環(huán)保材料，同時為這些項目提供了稅收優(yōu)惠、貸款優(yōu)惠等政策支持，不僅降低了綠色建筑的建設(shè)成本，提高了其經(jīng)濟(jì)效益，也進(jìn)一步增強(qiáng)了綠色建筑在環(huán)境保護(hù)方面的積極作用[4]。歐盟在2010年發(fā)布了《能源效率指令》，明確規(guī)定到2020年，所有新建建筑必須達(dá)到幾乎零能耗（Nearly Zero-Energy Buildings）的標(biāo)準(zhǔn)，歐盟還有各種資金支持計劃，如“地平線2020”項目，旨在鼓勵研究和開發(fā)更高效的能源技術(shù)；中國政府在2005年開始實(shí)施綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)，并于2013年提出“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃，要求到2020 年，綠色建筑占新建建筑的比例應(yīng)達(dá)到50%，支持并推廣綠色建筑評價和認(rèn)證體系。

3.3 社會可行性

隨著公眾環(huán)保意識的提升和綠色生活方式的普及，人們對于綠色建筑的接受度越來越高。綠色建筑不僅能幫助緩解全球氣候變化，保護(hù)地球資源，還能為使用者提供健康舒適的生活和工作環(huán)境，提升生活質(zhì)量。對于社會整體而言，綠色建筑的普及意味著城市的可持續(xù)發(fā)展和綠色轉(zhuǎn)型，也對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生積極影響。對于使用者來說，綠色建筑能提供更為健康的環(huán)境。在隧道和橋梁的設(shè)計中，可以考慮采用通風(fēng)系統(tǒng)和過濾設(shè)備，以確保室內(nèi)空氣的質(zhì)量，對于隧道中的車輛排放和橋梁周圍的環(huán)境污染物具有重要意義，合適的通風(fēng)和過濾系統(tǒng)能夠有效去除有害氣體和顆粒物，提供更為清潔和健康的室內(nèi)空氣[5]。隧道和橋梁的建設(shè)中還可以使用環(huán)境友好材料，如可再生材料和回收材料，以減少資源消耗和環(huán)境影響，采用低揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的涂料和建材，可以減少有害氣體的釋放，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量；在橋梁設(shè)計和周圍景觀規(guī)劃中，可以考慮保護(hù)和維護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)。

4 結(jié)語

通過深入研究和全面分析，得知綠色節(jié)能在隧道橋梁建設(shè)中的應(yīng)用不僅技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會可行性也高，為推動綠色建筑的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。然而，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能在隧道橋梁建設(shè)中的廣泛應(yīng)用，還需要全社會的共同努力，需要政府、建筑商、設(shè)計師和消費(fèi)者等各方的積極參與和配合。在今后的工作中，將繼續(xù)深入研究綠色節(jié)能在隧道橋梁建設(shè)中的應(yīng)用，探索更多的節(jié)能設(shè)計、技術(shù)和策略，推動隧道橋梁建設(shè)向綠色、環(huán)保、節(jié)能的方向發(fā)展。