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探討土木工程的可持續(xù)發(fā)展前景【摘要】實(shí)現(xiàn)我國土木工程的可持續(xù)性發(fā)展就必須要重視高新技術(shù)、生態(tài)建材的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)資源的再利用和人力資源的能動(dòng)性。本文分析了我國土木工程發(fā)展現(xiàn)狀,對土木工程可持續(xù)發(fā)展前景進(jìn)行了展望,力求通過理論研究實(shí)現(xiàn)土木工程建設(shè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】土木工程;建筑;現(xiàn)狀;發(fā)展
當(dāng)前,中國正在從事世界上最大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),在宏大的基礎(chǔ)建設(shè)過程中,如何調(diào)整土木工程建設(shè)的腳步,使得土木工程建設(shè)出現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展的可能成為了建筑行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。本文分析了我國土木工程發(fā)展現(xiàn)狀,對土木工程可持續(xù)發(fā)展前景進(jìn)行了展望,力求通過理論研究實(shí)現(xiàn)土木工程建設(shè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。
1土木工程發(fā)展現(xiàn)狀
1.1環(huán)境保護(hù)問題
土木工程建設(shè)的發(fā)展需要有環(huán)境工作做為支持,只有在可持續(xù)性發(fā)展的環(huán)境支持下,土木工程建設(shè)才是成功的。目前,土木工程發(fā)展過程中出現(xiàn)的環(huán)境問題主要是由于資源開發(fā)嚴(yán)重而導(dǎo)致的對自然資源的破壞,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)導(dǎo)致的綠地減少、水污染嚴(yán)重、工程噪音嚴(yán)重等。這些問題都屬于工程建設(shè)過程中必須面對的問題。如何一方面加大土木工程建設(shè)的力度,另一方又保持自然環(huán)境的穩(wěn)定是當(dāng)前土木工程發(fā)展的關(guān)鍵問題。1
1.2土木工程材料的發(fā)展
土木工程材料主要包括金屬材料和非金屬材料,功能分類以建筑功能材料、墻體材料、建筑結(jié)構(gòu)材料三類為主。在土木工程建設(shè)過程中,這些建筑工程材料的作用十分重要,為了適應(yīng)建筑需要,工程材料也在不斷的變革發(fā)展。例如:采用高強(qiáng)度鋼材的鋼柱,在整體穩(wěn)定方面,極限應(yīng)力δu與屈服強(qiáng)度fy的比值δu/fy(即整體穩(wěn)定系數(shù)φ),要比普通強(qiáng)度鋼材鋼柱高很多。同時(shí)能夠減小構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)重量,相應(yīng)地減少焊接工作量和焊接材料用量,減少各種涂層(防銹、防火等)的用量及其施工工作量,使得運(yùn)輸安裝更加容易。
1.3新資源利用
土木工程建設(shè)過程中會產(chǎn)生大量的建筑垃圾,這種垃圾的再次利用率較低,往往只能進(jìn)行掩埋、取暖和鋪路,而且利用率有限,使得土木工程建設(shè)成為當(dāng)前最大資源利用的消耗項(xiàng)目。受世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)影響,土木工程建設(shè)過程中的能源問題屬于新的發(fā)展研究方向,對于土木工程建設(shè)來講為了利用新資源必須要對建設(shè)用料進(jìn)行可重復(fù)利用的開拓,保證對建筑垃圾的控制和再利用就是對資源的節(jié)約。
2土木工程可持續(xù)發(fā)展前景
2.1高新技術(shù)下的可持續(xù)性發(fā)展
土木工程為了進(jìn)入可持續(xù)性發(fā)展的空間必須要依靠高新技術(shù),進(jìn)行土木建筑結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展。這里所指的健康檢測主要是指利用現(xiàn)場的無損傳感技術(shù)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的特性分析包括結(jié)構(gòu)的響應(yīng),以達(dá)到檢測結(jié)構(gòu)損傷或退化的一些變化。理想的健康監(jiān)測與損傷檢測方法應(yīng)能在結(jié)構(gòu)損傷出現(xiàn)的較早時(shí)期發(fā)現(xiàn)損傷,在傳感器精度允許的情況下確定損傷的位置,估計(jì)損傷的程度,并預(yù)測出結(jié)構(gòu)的未來穩(wěn)定性。這種高新技術(shù)為土木工程的發(fā)展提供了良好的遠(yuǎn)景,例如:紅外熱像技術(shù)作為一門新興的無損檢測技術(shù),具有非接觸、大面積、響應(yīng)快、測試精度高等優(yōu)點(diǎn),目前在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,從最初的建筑物外墻的檢測,到建筑節(jié)能,從路面混凝土工程、受損混凝土檢測到加固工程中,都有應(yīng)用。紅外成像無損檢測技術(shù)目前可以認(rèn)為是在土木工程領(lǐng)域最有前景的無損檢測技術(shù)。
2.2資源再利用下的可持續(xù)性發(fā)展
土木工程活動(dòng)是人類作用于自然生態(tài)環(huán)境最重要的生產(chǎn)活動(dòng)之一,工程材料的生產(chǎn)與使用、工程設(shè)計(jì)、工程施工、工程建成后的使用及報(bào)廢后的拆除等過程均要消耗大量的能源,并不斷產(chǎn)生廢棄物,這些問題都將對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大影響。為了實(shí)現(xiàn)土木工程建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展就必須要實(shí)現(xiàn)資源的再利用,一方面減少垃圾維護(hù),另一方面節(jié)約資源降低消耗,建設(shè)更為理想的低碳土木建設(shè)。各種工業(yè)廢渣與副產(chǎn)物、建筑垃圾等在水泥、混凝土、墻體材料、陶瓷、磚瓦等產(chǎn)業(yè)中的無害化、資源化再利用技術(shù)的發(fā)展,顯著提升建材行業(yè)在建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會中的地位和作用。比如,我們可以充分利用建筑綠化,在夏季有效降低灰磚墻表面溫度,從而減少空調(diào)的使用量;可以使用節(jié)能保溫型的多孔磚或復(fù)合墻體作為墻體材料,達(dá)到冬季保溫隔熱的作用;還可以太陽能、地下熱能等新能源,減少不可再生資源用量的減少。在這方面我國的建筑研究已經(jīng)取得了一定的成果,例如:南方科技大學(xué)在建設(shè)中將建筑廢棄物綜合利用,轉(zhuǎn)化為多種綠色再生建材產(chǎn)品取得成功,這也是國內(nèi)首例建筑垃圾處理制造綠色建材再利用項(xiàng)目。經(jīng)測算,南方科大建筑廢棄物采用現(xiàn)場處理的方法,可節(jié)約土地資源約6公頃,按建筑廢棄物資源化綜合利用轉(zhuǎn)化率90%計(jì)算,減少天然砂石原料消耗60萬立方米。從這些方面研究來看,土木工程的可持續(xù)性發(fā)展已經(jīng)指日可待。2
2.3人力資源下的可持續(xù)性發(fā)展
人才是創(chuàng)新發(fā)展的第一資源,沒有一流的人才不可能取得一流的成果。建材行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展需要高層次專業(yè)人才。重視人才才能開闊視野形成全面的土木建筑工程開發(fā)和可持續(xù)性發(fā)展探索。對于土木工程建筑的人才來講除了要具備專業(yè)建筑知識之外,還必須是綜合性的建筑設(shè)計(jì)施工人才。具體來講,土木建筑人才應(yīng)該包括這樣幾方面的綜合才能:(1)專業(yè)知識、包括自然科學(xué)基礎(chǔ)知識、工程學(xué)的相關(guān)知識、建筑工具表達(dá)知識、社會科學(xué)類經(jīng)濟(jì)和自然界可持續(xù)發(fā)展管理的相關(guān)知識。(2)管理交流能力。對土木建筑而言必須要考慮到其與土木建設(shè)有關(guān)系的相關(guān)知識內(nèi)容,例如:對建筑行業(yè)內(nèi)的法律有一定了解,對環(huán)境、交通等知識有所涉獵,同時(shí)要有合作交流的能力,能夠?qū)Ρ緦I(yè)的管理知識與一定的掌握。(3)科學(xué)技術(shù)的研究能力。科學(xué)技術(shù)的研究能力主要包括本專業(yè)的研究能力和非專業(yè)的研究能力。首先要對本專業(yè)的工程前沿科學(xué)有探索精神,能夠利用多種方法進(jìn)行前沿知識的探索,形成自主學(xué)習(xí)能力,調(diào)整土木工程建設(shè)發(fā)展的技術(shù)規(guī)劃和發(fā)展要求。(4)工程實(shí)踐能力。土木工程建設(shè)屬于實(shí)踐工作內(nèi)容,綜合性人才必須要對土木工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工等問題有一定的實(shí)踐操作能力,能夠在國內(nèi)外的競爭過程中依靠技術(shù)力量獲得成功。(5)人文素質(zhì)。綜合能力需要有人文素養(yǎng)做指導(dǎo),要認(rèn)清土木工程建設(shè)的未來發(fā)展趨勢,有科學(xué)的認(rèn)識,善用調(diào)整發(fā)展眼光,具備科學(xué)探索和開拓精神,并具有集體合作能力。
2.4生態(tài)建材下的可持續(xù)性發(fā)展
建筑材料作為能耗高,資源消耗大,污染嚴(yán)重的工業(yè)產(chǎn)業(yè),在改善人居住環(huán)境的同時(shí),對人類的環(huán)境污染負(fù)有不可推卸的責(zé)任。因此,如何減輕建筑材料的環(huán)境負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)建筑材料的生態(tài)化,是建筑材料可持續(xù)發(fā)展的中長期目標(biāo)。生態(tài)建材的引入使得建筑材料生態(tài)化發(fā)展成為可能,同時(shí)又滿足了基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需要,滿足了建筑市場對資源消耗的需求。生態(tài)建筑材料的主要功能就是能夠節(jié)約資源和能源;其次是減少環(huán)境污染,避免溫室效應(yīng)與臭氧層的破壞;第三是容易回收和循環(huán)利用。例如:抗菌建材、空氣凈化建材等都在一定程度上減少了粉塵污染,礦渣巖石的放射性污染、化學(xué)建材的化學(xué)污染。水泥和墻體材料等土木建筑材料工業(yè)向生態(tài)環(huán)保型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展將重塑建材產(chǎn)業(yè)的社會形象,提升土木工程建設(shè)在國家經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展中的重要定位。
綜上所述,要實(shí)現(xiàn)我國土木工程的可持續(xù)性發(fā)展就必須要重視高新技術(shù)、生態(tài)建材的
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