土木工程與環(huán)境

土木工程與環(huán)境的若干了解土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動有關(guān)的各類工程設(shè)施，如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察、設(shè)計、施工等工程技術(shù)活動?，F(xiàn)代土木工程不斷地為人類社會創(chuàng)造嶄新的物質(zhì)環(huán)境，成為人類社會現(xiàn)代文明的重要組成部分。但是有些負(fù)面問題卻是我們不可以逃避的，環(huán)境問題是當(dāng)前世界各國極為關(guān)注的問題，尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀(jì)人類必須解決的重大課題。這也對土木工程提出了新的要求，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。人們在創(chuàng)造大量物質(zhì)文明的時候，同時也污染了自然環(huán)境，破壞了生態(tài)平衡，為解決土木工程對環(huán)境污染所帶來的問題，作為大一新生，我們必須首先了解環(huán)境與土木工程的若干問題，才能為我們?nèi)蘸笥懈蟮淖鳛樽龊脺?zhǔn)備。首先，我國的土木工程有自己的特殊性?！爸袊鞘澜缟先丝谧疃嗟膰?，一項大資源被13億一除即變得微不足道，而一個小問題乘以13億就成了大問題。”此語切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、石油、天然氣、水、森林總量均居于世界前列，而人均占有量卻全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經(jīng)成為我國所面臨的四大嚴(yán)酷問題。由于我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟還不發(fā)達(dá)，基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民生活和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求，所以在基本建設(shè)方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項專業(yè)活動中，都應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展。這些專業(yè)活動包括：建筑物、公路、鐵路、橋梁、機場等工程的建設(shè)，海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。所以土木工程，也必當(dāng)立足長遠(yuǎn)，走出一條可持續(xù)發(fā)展之路。放眼世界，美國的現(xiàn)代化進(jìn)程可謂先進(jìn)，而現(xiàn)今資料表明：未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態(tài)，譬如，氯離子所引發(fā)的建筑銹蝕等等。作為當(dāng)代土木工程師，在傳承前人輝煌成就的同時，也必須多多吸取已出事故的教訓(xùn)，在今后的工作中進(jìn)行創(chuàng)新改良，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。所以減少土木工程中對環(huán)境的污染，實質(zhì)上就是我們要在土木工程中走可持續(xù)發(fā)展的道路，在查閱一些資料后，我覺得我們從以下幾個方面來做。（一）發(fā)展高新技術(shù)，應(yīng)用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展土木工程在實際使用過程中，會出現(xiàn)不同程度的損傷或性能退化，這將影響起承載能力和耐久性，甚至引發(fā)嚴(yán)重的工程事故，帶來重大的人員傷亡和經(jīng)濟損失，產(chǎn)生嚴(yán)重的社會影響。因此，從建筑建成的一刻起，就要做好健康監(jiān)測、修復(fù)和加固的準(zhǔn)備。

隨著現(xiàn)代傳感技術(shù)、計算機與通訊技術(shù)、信號分析與處理技術(shù)及結(jié)構(gòu)動力分析理論的迅速發(fā)展，人們提出了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的概念，給土木工程的發(fā)展帶來革命性的變化。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)通過在結(jié)構(gòu)上安裝各種傳感器，自動、實時地測量結(jié)構(gòu)的環(huán)境、荷載、響應(yīng)等，對結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行評估，科學(xué)有效地提供結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)管理的決策依據(jù)，確保結(jié)構(gòu)安全運營，延長結(jié)構(gòu)使用壽命。通過發(fā)展結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全預(yù)警，在第一時間發(fā)現(xiàn)建筑可能出現(xiàn)的問題，及時進(jìn)行修復(fù)與加固，既避免了可能出現(xiàn)的建筑事故，也基本解決了建筑過快老化損壞，不得不拆去重修的尷尬局面，及由此造成的大量經(jīng)濟、資源、時間上的浪費，實現(xiàn)建筑使用的可持續(xù)發(fā)展。（二）合理利用自然資源，注重既有土木工程設(shè)施的再利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展“可持續(xù)發(fā)展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下，滿足當(dāng)前的需要”。合理利用自然資源，則要在土木工程的建設(shè)、使用和維護(hù)過程中，土木工程師主動做到節(jié)能節(jié)地，并最大限度地發(fā)揮既有土木工程設(shè)施的作用。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。另外，對既有建筑的再利用也是可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。這方面，上海已經(jīng)取得不少成功的經(jīng)驗：大量不用的廠房，很多已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檎褂[廳、辦公樓、藝術(shù)家工作室等。這樣的改造再利用，既符合現(xiàn)代使用的要求，又節(jié)約了能源，避免了浪費，不失為一種有效的辦法。未來能源一一太陽能（三）開發(fā)利用再生資源和綠色資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展未來能源一一太陽能世界上每年拆除的廢舊混凝土，工程建設(shè)產(chǎn)生的廢舊混凝土等均會產(chǎn)生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設(shè)產(chǎn)生的建筑垃圾達(dá)4000萬噸，產(chǎn)生的廢混凝

土就有1360萬噸，清運處理工作量大，環(huán)境污染嚴(yán)重。此外，我國是20年來世界水泥生產(chǎn)的第一大國，而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環(huán)境的行業(yè)。與其他材料相比，鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展這樣的綠色建材。例如：日本的愛知世博會，在材料方面，世博會的各種建筑材料表面上看很高檔，但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建筑用木材廢料加工而成，到處擺放的坐椅，是電視機殼粉碎后制成。豐田展館內(nèi)壁由回收的廢紙加工而成，長久會場日本館，既追求了人與自然和諧，也節(jié)約了經(jīng)濟開支，所使用的大部分鋼材和木料，都可以回收利用。同時，竹壁的優(yōu)越性在3到9月愛知的酷暑也顯現(xiàn)無遺。竹子本身的性能大大降低了室內(nèi)溫度，空調(diào)的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考：在建筑選材方面，在合適之處應(yīng)用自然的可再生資源，節(jié)約開支的同時，也實現(xiàn)了生態(tài)與建筑的和諧可持續(xù)發(fā)展，何樂而不為呢？另外，在日本愛知世博會長久手會場，繭狀日本館為減少熱負(fù)荷，利用墻面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材（森林中被砍掉的細(xì)木材）實現(xiàn)了環(huán)保功能。以“自然的智慧”為主題的愛知世博會，展館建設(shè)大量應(yīng)用現(xiàn)代科技成果，突出環(huán)保性和功能性，反映出人類對自然美的孜孜追求。而這，也應(yīng)當(dāng)是未來土木工程師要學(xué)習(xí)和發(fā)展的方向。繭狀日本館但是，可持續(xù)發(fā)展，絕不是一味地追求節(jié)省，而是要尋求一種最合理的中間狀態(tài)，既要保證建筑有足夠的創(chuàng)意，也要追求完美的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，以