裝配式綠色建筑創(chuàng)新設(shè)計(jì)與研究

孫杰 韓冕 孫廣賓 孔龍飛

【摘 ?要】建筑產(chǎn)業(yè)化與系統(tǒng)化發(fā)展的趨勢(shì)就是裝配式建筑，它是我國(guó)現(xiàn)階段大力倡導(dǎo)的建筑類型，而綠色建筑則是建筑行業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向，因而本文結(jié)合裝配式建筑與綠色建筑的設(shè)計(jì)理念，探討裝配式綠色建筑的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，首先對(duì)裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，進(jìn)而舉例分析裝配式綠色建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑;綠色建筑;預(yù)制件設(shè)計(jì)

引言

在建筑業(yè)不斷發(fā)展過(guò)程中，綠色可持續(xù)發(fā)展理念發(fā)揮極大作用，而節(jié)能減排的重要性也愈發(fā)突出，并已得到建筑行業(yè)的高度重視和關(guān)注。其中，在建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展中，裝配式建筑結(jié)構(gòu)得到充分體現(xiàn)，基于全球范圍視角，在城鎮(zhèn)化發(fā)展與城市建設(shè)推進(jìn)的同時(shí)，浪費(fèi)了諸多資源，而且對(duì)于生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的破壞作用，這與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求不符。而建筑裝配化施工，可對(duì)建筑垃圾和廢氣等排放量進(jìn)行有效控制，彰顯節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)，因此提升綠色施工普及率，方可確保建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化水平的穩(wěn)步提高。

1綠色裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)

（1）促進(jìn)節(jié)能減排。綠色裝配式建筑施工所使用的構(gòu)件均是在工廠中生產(chǎn)的，這樣就可以有效的減少施工現(xiàn)濕作業(yè)，并可以充分的利用工業(yè)廢料降低水電、鋼材等使用量。同時(shí)可以降低建筑垃圾的產(chǎn)生量，提升整體施工效率。此外，在施工的過(guò)程中可以減少污染物的排放量，并可以降低安全事故的發(fā)生率。（2）有效的提升生產(chǎn)率。綠色裝配式建筑是利用在工廠中生產(chǎn)好的構(gòu)件進(jìn)行建筑主體結(jié)構(gòu)施工。在進(jìn)行主體構(gòu)件安裝的過(guò)程中主要是利用機(jī)械設(shè)備來(lái)完成，這樣在一定程度上可以降低人工的使用量，提升生產(chǎn)效率，同時(shí)可以有效的降低人員雇傭成本。在進(jìn)行整體安裝施工的過(guò)程中，一定程度上減少了濕作業(yè)施工量，這樣工程不會(huì)受到季節(jié)、溫度的制約，使工程安排更加合理，在此基礎(chǔ)上提升了生產(chǎn)效率。

2裝配式建筑存在的問(wèn)題分析

（1）板底勾縫砂漿易脫落問(wèn)題：混凝土預(yù)制板通常設(shè)置為倒八結(jié)構(gòu)，這個(gè)容易出現(xiàn)正八形的板縫，存在安全隱患。（2）元件尺寸偏差問(wèn)題：預(yù)制構(gòu)件雖然是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)和預(yù)制出來(lái)的，但大規(guī)模生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件在每個(gè)工藝過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生尺寸偏差。這將直接影響到整個(gè)裝配式建筑的施工進(jìn)度和質(zhì)量，同時(shí)成本也相應(yīng)增加，甚至?xí)o建筑施工帶來(lái)安全隱患的影響。（3）建造成本較高：我國(guó)裝配式建筑發(fā)展較晚，仍處于初級(jí)階段，技術(shù)不成熟，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化程度低，產(chǎn)業(yè)組織一體化程度低。因此，裝配式建筑的工程造價(jià)比傳統(tǒng)建筑高出20%左右，且成本會(huì)隨著裝配率的增加而增加。（4）配套支持政策尚不完善：政策鼓勵(lì)推廣還不夠積極，相關(guān)的法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全，設(shè)計(jì)咨詢、招標(biāo)投標(biāo)、造價(jià)管理、施工安全、質(zhì)量驗(yàn)收和其他方面的建設(shè)產(chǎn)業(yè)化工程項(xiàng)目不完善。

3裝配式綠色建筑的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

3.1預(yù)埋件設(shè)計(jì)

高層裝配式建筑設(shè)計(jì)中，首先需要設(shè)計(jì)建筑的預(yù)埋件，而預(yù)埋件是預(yù)先安裝在工程內(nèi)部的重要構(gòu)建，通常用以進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的搭接。包括構(gòu)建吊裝施工預(yù)埋件、建筑主體與預(yù)制構(gòu)件之間進(jìn)行連接的預(yù)埋件。裝配式建筑所使用的鋼筋混凝土構(gòu)件需要根據(jù)建筑設(shè)計(jì)與專業(yè)需求采用預(yù)埋件進(jìn)行連接，包括建筑吊頂、門窗、管道等，設(shè)計(jì)預(yù)埋件時(shí)，需要充分考量其耐久性與實(shí)用性，可以通過(guò)紅丹防銹漆的噴涂來(lái)預(yù)防銹蝕，以此來(lái)避免建筑預(yù)埋件銹蝕影響建筑質(zhì)量，提高建筑的使用壽命。在設(shè)計(jì)預(yù)埋件連接方法時(shí)，通常會(huì)使用預(yù)埋吊釘，常見(jiàn)的成品預(yù)埋吊釘為圓頭吊釘，在設(shè)計(jì)的預(yù)埋件連接時(shí)，這種圓頭吊釘?shù)氖褂每梢员ＷC預(yù)埋件連接的整體性，避免后期加工帶來(lái)的不確定性。在綠色建筑中運(yùn)用裝配式設(shè)計(jì)與施工方法，需要盡量減少材料投入與材料使用中的不必要浪費(fèi)，在進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件施工時(shí)，需要采用科學(xué)合理的施工技術(shù)，并做好工程預(yù)制構(gòu)件的管理與存放。在實(shí)際的預(yù)埋與安裝之前，預(yù)埋件需要按照要求進(jìn)行抗拉拔實(shí)驗(yàn)，以確認(rèn)預(yù)埋件的質(zhì)量與效果;預(yù)埋螺栓孔也應(yīng)當(dāng)保障其通透性，避免混凝土材料灌入，在螺栓孔成型之后，在孔內(nèi)填充泡沫棒進(jìn)行保護(hù)，以保證預(yù)埋螺栓孔的實(shí)用效果。

3.2常見(jiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）建筑物外殼節(jié)能設(shè)計(jì)。1）適當(dāng)之門窗開口比例;2）樓梯間自然采光。（2）空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)：1）公共空間采用分離式冷氣設(shè)計(jì)。（3）照明節(jié)能設(shè)計(jì)：1）高效率節(jié)能燈具使用;2）公共空間照明分區(qū)多段設(shè)計(jì);3）生產(chǎn)節(jié)約模板、腳手等。（4）因采用預(yù)制裝配式建筑，建筑構(gòu)件采用吊裝裝配施工，減少模板、人、器材物需求量。（5）因不采用濕作業(yè)和現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆搗，有效減少?gòu)U棄物的排放，避免了垃圾源的產(chǎn)生，大量廢水和廢漿污染源得到抑制。（6）減少運(yùn)輸車輛，控制揚(yáng)塵。（7）外墻面磚預(yù)制，減少落塵。（8）采用結(jié)構(gòu)預(yù)制，不使用振搗棒、混凝土泵、裝修錘擊等以降低噪聲。（9）項(xiàng)目不需要夜間施工，沒(méi)有光污染的影響。

3.3裝配整體式住宅設(shè)計(jì)

在進(jìn)行裝配整體式住宅設(shè)計(jì)時(shí)，建筑的外圍剪力墻、填充墻、樓板與樓梯都采用預(yù)制方法，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊裝，之后再進(jìn)行混凝土澆筑或灌漿施工，從而保障其整體結(jié)構(gòu)受力的合理性。垂直剪力墻的縱向連接可以設(shè)計(jì)為套筒灌漿的方式，在套筒中插入連接鋼筋，灌注高強(qiáng)灌漿料之后進(jìn)行鋼筋連接，這種連接方式可以進(jìn)一步提高構(gòu)件連接的強(qiáng)度與整體性。采用裝配整體式住宅設(shè)計(jì)理念，使用了大量的新材料與新工藝，極大地減少了建筑資源的不必要消耗，減少能源資源的損耗，減少建筑垃圾與粉塵等污染的產(chǎn)生，預(yù)估傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法之下的建筑施工消耗與裝配整體式住宅設(shè)計(jì)的建筑消耗相對(duì)比，每百平米減少鋼材439kg、木材0.35方、水泥600kg、水資源1430kg，十分有效地體現(xiàn)了綠色節(jié)能降耗的建筑需求。同時(shí)，其綠色建筑的結(jié)構(gòu)安全、防火安全、隔音降噪、保溫隔熱等性能都得到了大幅度提高。

4裝配式建筑未來(lái)的發(fā)展前景分析

2018年5月30號(hào)，國(guó)際裝配式建筑發(fā)展高峰論壇（武漢站）在東湖國(guó)際會(huì)議中心舉行。來(lái)自政府部門、行業(yè)協(xié)會(huì)、行業(yè)專家、全國(guó)知名地產(chǎn)商、建筑行業(yè)同仁等400余人，代表共同探討裝配式建筑的發(fā)展應(yīng)用情況，促進(jìn)裝配式建筑技術(shù)國(guó)際化發(fā)展。高峰論壇伊始，國(guó)家發(fā)改委經(jīng)濟(jì)研究所原所長(zhǎng)、中國(guó)大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主席、歐盟中國(guó)城市委員會(huì)高級(jí)專家于小冬教授做《綠色建筑發(fā)展形勢(shì)分析》主題演講。他表示當(dāng)下各地方政府都在推行綠色建筑，而裝配式建筑是落實(shí)綠色建筑的重要抓手。推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展，不單只是一種先進(jìn)技術(shù)的要求，更應(yīng)該深入貫徹落實(shí)綠色發(fā)展理念，全面提升發(fā)展格局，從理念到技術(shù)，與國(guó)際接軌，實(shí)現(xiàn)數(shù)量到質(zhì)量的升級(jí)，實(shí)現(xiàn)人民對(duì)美好生活的向往。現(xiàn)在的裝配式結(jié)構(gòu)由于人們的改進(jìn)變得更加靈活和多樣化，使裝配式也可以成批建造，樣式也十分豐富。過(guò)去的傳統(tǒng)建造方式在建造時(shí)往往要在建筑物外圍搭腳手架等，浪費(fèi)大量的人力物力資源，隨著裝配式建筑的發(fā)展，基于它節(jié)能、環(huán)保、可循環(huán)利用的特點(diǎn)，在未來(lái)的建筑行業(yè)必將大放異彩。

結(jié)語(yǔ)

在綠色可持續(xù)發(fā)展理念的影響下，對(duì)裝配式建筑提出了全新要求，必須要加強(qiáng)裝配式建筑節(jié)能減排，滿足節(jié)水、節(jié)能等方面的要求，貫徹落實(shí)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，防止環(huán)境污染現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而確保較高的資源循環(huán)利用效率，在整體上賦予建筑行業(yè)全新的生機(jī)和活力。

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（作者單位：1.濟(jì)南天華建筑設(shè)計(jì)有限公司;2.成都基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計(jì)有限公司濟(jì)南分公司;3.4.筑博設(shè)計(jì)股份有限公司深圳分公司）