預制裝配式構件在園林建筑施工中的應用及節(jié)能環(huán)保價值

于德新，黃龍龍，高 飛

(中建八局第一建設有限公司，山東 濟南 250100)

很長時間以來，現(xiàn)場施工是我國建筑行業(yè)所主要采用的方式，具體地講就是從模板支設、腳手架搭設、鋼筋綁扎到混凝土澆筑，這些工作大部分都是由人工在施工現(xiàn)場來完成[1]，這種工作方式不但施工現(xiàn)場混亂、勞動強度大，而且也會消耗大量的建筑材料，同時施工產(chǎn)生較多的建筑垃圾，很大程度上影響了周圍的環(huán)境[2-3]。

近些年來，勞動力成本不斷上漲，以這種低廉價格的勞動力為基礎的建筑現(xiàn)場施工生產(chǎn)方式正日益受到嚴峻挑戰(zhàn)[4-7]。

1 預制裝配式構件的發(fā)展

近年來，我國各地社會經(jīng)濟和建設水平出現(xiàn)高速發(fā)展趨勢，預制裝配式施工方式，越來越受到業(yè)界的關注[8-9]，這類預制式建筑項目也開始順應時代發(fā)展潮流，出現(xiàn)了高速發(fā)展的情況。簡單來說，裝配式是將工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品部件在施工現(xiàn)場進行組合安裝的方式[5]，目前主要有裝配式公路、建筑、鋼橋、裝修等領域。預制裝配式建筑在20世紀初就開始引起人們的興趣，到60年代，預制裝配式建筑在世界各國得到大量推廣[10]。預制裝配式構件如圖1所示，預制式構件在混凝土結構中的占比情況見表1。

圖1 預制裝配式構件Fig.1 Prefabricated components

表1 預制式構件在混凝土結構中的占比情況Tab.1 Proportion of prefabricated components in concrete structure

由于預制裝配式建筑生產(chǎn)成本低、建造速度快，迅速在世界各地推廣開來。預制裝配式構件在建筑中使用時具有以下優(yōu)點[11-13]：①可塑性高，預制建筑可以實現(xiàn)更為復雜的外觀和造型；②預制裝配式建筑所使用的混凝土外觀具有更優(yōu)良的質量；③可以不受常規(guī)澆現(xiàn)混凝土的諸多限制；④預制裝配式建筑所使用的構件與鋼構件更容易結合；⑤整體工期速度比鋼結構建筑快，并且具有免防火施工、免搭架外裝修和免打底粉光的優(yōu)點；⑥預制外墻板表面可以根據(jù)需要做各種面飾處理和美化；⑦預制構件廠具有很高的機動性，構件生產(chǎn)更方便；⑧預制裝配式建筑可使用更容易制造的預制夾心保溫外墻板；⑨預制裝配式建筑工地更符合環(huán)保要求。

2 在園林建筑中的應用

正是由于預制裝配式構件具有以上諸多優(yōu)點，近些年來也在園林建筑中得到快速應用和發(fā)展。園林建筑的定義為在園林綠地中既有使用功能，同時又可用來觀賞的景觀建筑或者其他構筑物。隨著園林建筑的發(fā)展，目前園林建筑發(fā)展到生態(tài)園林的階段[14]，生態(tài)園林建設的特點是特別強調以植物造景為主，同時將園林建筑的使用降低到最少的使用程度。中國的古典園林在園林建筑的造型、風格、色彩以及組景的手法上都又有其獨到的地方，深受各國人民的喜愛。在園林景觀中，有些產(chǎn)品可以在工廠完成全部工序后運輸?shù)焦さ?，主要產(chǎn)品是水泥仿木/仿樹皮/仿樹藤異形桌椅、坐凳、仿樹皮垃圾桶之類預制品。園林建筑預制構件如圖2所示。

圖2 園林建筑預制構件Fig.2 Prefabricated components of landscape architecture

根據(jù)項目的要求以及制作造型的不同，園林景觀中的水泥制品可以仿木、仿古、仿真，具備很強的裝飾效果的同時，也有很好的實用性[15-16]。在園林建筑中可以利用預制水泥仿木工藝制作如景觀涼亭、護欄、路邊座椅、垃圾桶和指示牌等各種各樣的設施，目前這種技術已廣泛應用到景區(qū)和公園等野外設施之中。

預制水泥工藝具有很多其他材質無法比擬的優(yōu)點[17-19]：① 防蟲、防蟻，使用壽命更長；②可以在水泥中添加所需要的色彩，制作出豐富多樣的構件，而且還不褪色；③防水、防潮，不像木制材料在潮濕和多水環(huán)境中容易吸水受潮后發(fā)生膨脹和腐爛的問題，因此使用場景更廣泛；④造型新穎別致。這種仿木工藝是水泥鋼筋結構，設計者創(chuàng)作空間很大；⑤無污然、無公害，更具環(huán)保性；⑥水泥材料能有效阻燃，防火等級很高，并且不產(chǎn)生任何有毒氣體；⑦由于水泥制作的特性，可塑性更高；⑧水泥構件制品結實耐磨，不容易損壞，能夠節(jié)省后期維修和保養(yǎng)費用。

常用于園林建筑中的預制塊料類產(chǎn)品還有路泥石、流水石、雨水篦子、鋪路小磚、植草磚等[20]，其材料規(guī)格基本見表2。

表2 園林建筑預制塊料類產(chǎn)品規(guī)格Tab.2 Specification table of prefabricated block materials for landscape architecture mm

水泥仿制構件基本上是用模具生產(chǎn)，材料為鋼筋混凝土，上面的木紋石為模具自有的，至于噴漆，是專門的水性漆，還有仿木頭材料的，滿足人們對自然、對個性的追求。高強度、耐水、耐火，性能超過普通石材，天然木質品無法比擬；安裝方便、組合快捷、無需維護、不腐朽、不風化、抗沖擊、不變色；無需砍伐森林樹木，保護地球上有限的森林資源就是保護人類賴以生存的家園。

在保證安全和質量的情況下，園林景觀工程類項目要盡量縮短項目進度，完成合同約定的進度目標，如果能提前完工，施工企業(yè)還可能得到一定的提前完工獎金。在成本開支方面，預制裝配式水泥構件也能為企業(yè)單在工程上節(jié)約數(shù)萬元開支，由此可見，預制裝配式水泥構件的使用帶來的好處是非常多的。

3 園林預制裝配式構件安裝施工

園林預制構件安裝施工如圖3所示。

圖3 園林預制構件安裝施工Fig.3 Installation and construction of prefabricated components in landscape

園林建筑中的亭臺樓榭等景觀經(jīng)常用到樓板預制件，這里以樓板預制件的外墻安裝為例，介紹建園林預制件的安裝工藝流程。裝配式預制外墻安裝的工藝流程為樓板預埋件布設→彈外墻板安裝控制線→外墻板安裝入位→臨時固定→安裝精調→封堵墻板底座縫隙。

園林預制構件的安裝要點：①垂直墻板方向校正；②平行墻板方向校正；③墻板水平標高校正；④墻板垂直度校正。

此外以預制鋪路石板的應用為例，當進行園林無障礙設施施工時，對無障礙設施的地面抗滑擺值也有具體的要求?；跓o障礙設施地面抗滑擺值要求，所使用的園林預制石板等構件應滿足涉及和相關規(guī)范要求，地面抗滑系數(shù)≥0.5，構件的抗滑系數(shù)可采用摩擦系數(shù)檢測儀進行測定，也可采用市面上的地面摩擦系數(shù)測定儀器進行檢測，構件的抗滑指標應符合要求。

對于園林施工過程中常用到的瀝青，這里也對攪拌時間對瀝青的影響進行了調研和分析。由于瀝青混合料需要在一定的溫度下進行高溫攪拌混合使其均勻，攪拌時間對物料成型的穩(wěn)定性、流動性等性能有直接的影響。在采用7.2%和7.4%瀝青的混合料中，對攪拌時間分別為1.0、1.5、2.0、2.5 h進行對比研究，其他條件為試驗溫度60 ℃，貫入度試驗溫度為40 ℃。測試結果見表3。攪拌時間與動穩(wěn)定度、貫入度、流動性的關系如圖4—圖6所示。

表3 不同攪拌時間下的測試結果分析Tab.3 Analysis of test results under different stirring time

圖4 攪拌時間與動穩(wěn)定度關系Fig.4 Relationship between stirring time and dynamic stability

由圖4—圖6可以看出，隨著瀝青的混合攪拌時間的延長，穩(wěn)定度呈現(xiàn)增大的趨勢，而與此相反貫入度和流動性呈現(xiàn)減小的趨勢；在同一攪拌時間下，隨著瀝青含量的提升，貫入度提高，動穩(wěn)定性和流動性變差。因此，綜合考慮各個因素的影響，園林施工瀝青混合物的攪拌時間在2.0～2.5 h為佳。

圖5 攪拌時間與貫入度關系Fig.5 Relationship between mixing time and penetration

圖6 攪拌時間與流動性關系Fig.6 Relationship between stirring time and fluidity

4 園林建筑預制裝配式存在的問題

研究人員通過對園林建筑中的小型預制裝配式構件進行調研發(fā)現(xiàn)，目前小型預制構件存在的一些問題主要有掉角、外觀蜂窩麻面、強度不足、鋼筋網(wǎng)外露等。對340件小型預制裝配式構件樣品進行了質量統(tǒng)計，結果見表4。

表4 園林小型預制裝配式構件質量統(tǒng)計Tab.4 Quality statistical table of small prefabricated garden components

在調研過程中，調研樣品總數(shù)為N，出現(xiàn)單個檢查項目問題的樣品頻數(shù)為n1，n2，n3，…，ni，則出現(xiàn)該問題的頻率為：

出現(xiàn)質量問題的預制裝配式構件的累積頻率計算方法：

根據(jù)以上調研數(shù)據(jù)，可以繪制園林建筑預制裝配師構件質量問題排列圖(圖7)。

圖7 園林建筑預制裝配師構件質量問題排列Fig.7 Arrangement chart of component quality problems of prefabricated assembler in landscape architecture

通過調研發(fā)現(xiàn)，園林建筑中的小型預制裝配式構件質量問題主要有蓋板掉角及外觀蜂窩麻面2類，需要在后期的預制構件設計研制和加工過程中多加注意。

5 園林建筑預制裝配式構件發(fā)展趨勢

隨著可持續(xù)發(fā)展理念的推廣與深入，人們對環(huán)保的認識以及對環(huán)境的舒適度的要求都在逐漸深入和提高。預制式構件施工現(xiàn)場以吊裝為主，節(jié)能環(huán)保，從而能夠最大化實現(xiàn)綠色環(huán)保施工，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的理念與要求。從目前預制裝配式建筑的發(fā)展情況來看，未來對該項技術的發(fā)展一定會得到國家技術和資金的大力支持。建筑行業(yè)內越來越多的建筑工程團隊也會選擇預制裝配式建筑模式來提高公司的建筑效率和降低經(jīng)營成本，但預制裝配式構件在園林建筑中的應用技術目前仍然存在許多問題。例如：與西方發(fā)達國家的技術水平相比差別比較懸殊，國內市場沒有形成完整的統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)鏈。因此，在接下來的發(fā)展中相關部門應該加強對預制裝配式建筑施工的資金支持、政策支持以及技術支持。投入專業(yè)的科研團隊對此項技術進行深入的研究，積極探索更加成熟的技術方法和先進的技術理念；不斷培養(yǎng)該項技術的高端科技人才，打造健全的產(chǎn)業(yè)鏈；在立法與法律保護方面加強完善工作，為技術的發(fā)展提供保護力量。除此之外，還要拓展預制裝配式施工技術在建筑行業(yè)領域內的發(fā)展范圍?？焖偬嵘绊懱栒倭ΓT就更加堅實的產(chǎn)業(yè)技術品牌力量。