綠色建筑背景下裝配式建筑技術的應用

文／齊雙雙 濰坊昌大建設集團有限公司 山東濰坊 261061

引言：

裝配式建筑是一種新型建筑模式，其簡化了傳統建筑建造流程，具有施工效率高、工期短、成本低等優勢。近年來，隨著我國國民生活水平不斷提升和社會生產力不斷發展，人們對建筑的要求也越來越高，除了追求良好的建筑使用功能以外，亦追求建筑的綠色性能。綠色發展是現代建筑業發展的中心思想，因此在裝配式建筑建設中也應注重打造綠色建筑。

1、相關概念簡介

1.1 綠色建筑

建筑業屬于社會中污染與能耗較大的一個行業，過去很長一段時間，在我國建筑業的生產和發展過程中存在著嚴重的環境污染和資源能源浪費現象，這顯然與當前的生態文明建設及可持續發展戰略要求背道而馳，在此背景下，發展綠色建筑成為了建筑業的必然趨勢。尤其是自黨的18 屆五中全會提出“綠色發展”理念后，建筑業的發展也必須要以綠色發展為基本原則，積極建設綠色建筑。簡單來說，綠色建筑就是一種致力于實現節約資源、減少污染、保護環境、與自然和諧共生，提供健康、適用、高效的使用空間的建筑。綠色建筑要求在建筑全壽命周期內盡可能將對各種資源能源的消耗量控制在最低水平，并達到各種污染物質，如廢氣、廢水、廢渣等的排放量最低化。建設綠色建筑的根本目的，是實現生態環境與建筑的協調發展。

1.2 裝配式建筑

裝配式建筑就是由預制結構和構件在施工現場裝配而成的建筑。裝配式建筑在建造模式上可以類比為機械設備的生產模式，也就是先提前在零部件工廠中加工好各類零部件，再將零部件統一運送到機械設備生產工廠中拼裝組合成機械設備產品。總的來說，裝配式建筑的特征和優勢主要有以下幾點：一是標準化設計。裝配式建筑在設計中是基于一定的共性條件對各類預制結構和構件實施統一的標準以及采取統一的模式。二是工廠化生產。裝配式建筑在建造中是遵照特定的標準提前批量化生產品質統一的預制結構和構件。三是綜合成本低。由于裝配式建筑減少了現場施工、實現了預制結構和構件的批量生產，所以也大大降低了建筑成本。四是環保節能。裝配式建筑在建造中往往無廢料且少污染。

2、綠色建筑背景下裝配式建筑技術的應用原則

2.1 整體規劃原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術應用實踐中，必須要充分遵循整體規劃原則。裝配式建筑乃是城市的重要組成，因此在其設計和建造過程中，必須要對城市的整體規劃做出充分考慮，與城市生態文明建設、經濟發展等有機結合，也就是將裝配式建筑的建設與城市規劃建設中的眾多重要因素之間形成密切的聯系。

2.2 以人為本原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術應用實踐中，必須要充分遵循以人為本原則。“以人為本”的理念起源于古希臘哲學家普羅泰戈拉的著名論斷“人是萬物的尺度”，其強調在美觀的同時，根據人的生活習慣和操作習慣來創造方便人的事物，追求既能滿足人對功能方面的訴求、又能滿足人心理方面的需要。裝配式建筑是的本質功能是為人提供服務，因此在其設計和建造過程中必須要重視人本性，充分體現出對人的尊重、理解和支持。

2.3 因地制宜原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術應用實踐中，必須要充分遵循因地制宜原則。“因地制宜”的釋義是根據不同地區、不同環境的具體情況而制定具有針對性的、適宜的辦法，其在裝配式建筑設計和建造過程中的具體表現即是根據當地實際自然環境、資源條件、風俗文化等來開展具體的工作，以盡可能提高建筑與當地自然景觀之間的協調性、方便資源調度利用以及充分體現審美與文化。

2.4 生態保護原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術應用實踐中，必須要充分遵循生態保護原則。在傳統粗放式經濟發展模式下，人們是以犧牲生態環境為代價來發展經濟，其雖然推動了社會經濟的迅速發展，但伴隨而來的環境污染問題卻日益加劇。近年來，隨著人們環保意識的不斷提升，越來越強調在發展經濟的同時保護生態環境，這點在裝配式建筑建設中也應有所體現。基于生態保護方面的要求，在裝配式建筑設計和建造過程中應做到順應自然，尊重自然界的客觀規律，積極尋找親近自然之道，使自身成為城市整體生態構成中的一部分，有效維護城市發展與生態保護間的和諧關系。

2.5 節能降耗原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術應用實踐中，必須要充分遵循節能降耗原則。隨著現代工業化發展速度的不斷加快，人們對能源的需求也越來越高，但能源并非取之不盡用之不竭的，只有在發展的同時注重節能降耗，才是長遠之道。同樣，在裝配式建筑的發展中也應注重節能降耗，即在裝配式建筑設計和建造過程中盡可能提高資源能源利用效率、減少資源能源浪費以及優先選擇使用可再生資源能源。

2.6 成本節約原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術應用實踐中，必須要充分遵循成本節約原則。成本問題是在任何工程建設中都必須要高度重視的一項問題，在裝配式建筑建設中也不例外。雖然裝配式建筑的各方面建設要求均遠高于普通建筑，但其要求的實現卻不能以一味增加成本為代價，而應在切實保證滿足相關建設要求的前提下，最大限度降低成本，減少不必要的支出。

3、綠色建筑背景下裝配式建筑設計技術的應用

在綠色建筑背景下裝配式建筑設計中，主要需應用到先進的BIM 技術。BIM 技術即建筑信息模型，該技術是基于建筑的各項真實信息數據構建工程三維BIM 模型，對建筑工程進行仿真模擬。BIM 技術主要具有模擬性、協調性、可視化等優勢。在綠色建筑背景下裝配式建筑設計中，只需在BIM 系統中輸入工程的相關信息數據，構建出相應的工程三維BIM 模型，即能夠清晰全面地展示出裝配式建筑設計方案，從全局上把控設計中的數據修改問題；其次，BIM 設計本質是利用了“族”的方式來體現裝配式建筑中的各類結構和構件，依托BIM 系統中自帶的Revita、MagiCAD 等先進繪圖軟件和插件，可以根據實際需求對各類結構和構件做出任意調整和修改，并精準確定它們的具體位置，實時掌握它們在不同位置時的具體表現情況，從而指導裝配式建筑設計優化；再者，BIM 系統中還自帶碰撞檢測功能，可實現對裝配式建筑設計方案的高效化、智能化、精準化碰撞檢測，并指導進行設計方案改進。

4、綠色建筑背景下裝配式建筑施工技術的應用

4.1 預制結構和構件準備

在綠色建筑背景下的裝配式建筑施工前，先要做好相關預制結構和構件準備。一般情況下，裝配式建筑中比較主要的預制結構和構件有預制墻板、預制疊合板、預制樓梯板、預制陽臺板、預制空調板等，既要確保這些預制結構和構件的生產質量合格且符合工程標準要求，又要確保將它們完好無損地運輸至施工現場。

4.2 臨時運輸道路準備

臨時運輸道路準備是綠色建筑背景下裝配式建筑施工準備的一項關鍵內容，通常裝配式建筑施工現場所開辟的臨時運輸道路需將倉庫、加工廠、預制結構和構件堆場、實際施工點等地方有效地貫穿起來，道路地面需進行硬化處理和排水處理，并根據實際運貨量需求及消防需求等來合理選擇使用雙行道或單行循環道。

4.3 鋁模爬架一體化施工技術

在綠色建筑背景下的裝配式建筑施工中經常需應用到鋁模爬架一體化施工技術。該技術是將鋁合金模板、全鋼智能爬架、外墻全現澆、樓層截水系統、全工序穿插等工藝有機結合起來，以實現外墻免抹灰及主體結構、土建、裝修、機電安裝施工過程中各工序的全穿插與無縫對接，從而可以大幅度縮短工期。鋁模可以結合建筑外圍護結構，確保混凝土測試數據符合建筑施工標準，真正達到薄層抹灰、零抹灰；爬架可以提高防護效果，并有利于提高整體美觀程度。在具體施工中，第一步是進行鋁模施工，先對PC構件進行吊裝，綁扎局部大梁鋼筋，再對鋁膜進行安裝，并對鋁膜的位置進行檢查、調整，最后對疊合板進行吊裝；第二步是搭建爬架，應根據工程整體結構布局、預制結構和構件、塔式起重機、鋁模樣式等實際情況制定科學、合理的爬架搭建方案，確保塔式起重機與爬架爬升的附著位置均避開爬升軌道，且穩固地固定在現澆結構上；第三步是穿插提效一體化施工，即以“預制結構和構件+鋁模+爬架”的體系進行一體化施工。

4.4 預制結構和構件安裝技術

在綠色建筑背景下的裝配式建筑施工中，預制結構和構件安裝技術乃是最關鍵的施工技術之一。其中，在PC板安裝中，首先要在吊裝過程中預留好吊環，然后檢查確認PC 板安裝位置是否準確、PC 板與預制板之間有無裂縫，最后嚴格按照相關規范開展混凝土澆筑作業；在預制疊合板和陽臺板安裝中，多是選擇采用模數化吊裝安裝技術，在實際安裝過程中注意要保證安裝的平穩性，加強對構件連接處的控制，根據實際情況選擇機械式連接方式或者現澆式連接方式；在剪力墻施工中，需重點關注預制剪力墻結構的連接問題，根據實際情況選擇使用機械連接技術、漿錨連接技術或是套筒連接技術。

4.5 現場混凝土澆筑技術

雖然裝配式建筑在建造中將大部分現場施工作業改為工廠預制作業，但現場混凝土澆筑工作依然至關重要。在綠色建筑背景下的裝配式建筑現場混凝土澆筑環節，需按照合理的主次順序，采用分層澆注法進行澆筑。需注意，在澆筑前先要在底層鋪設3-5cm 的石子水泥砂漿，目的是預防在澆筑期間發生漏漿。在實際澆筑中，應合理控制好每層的澆筑厚度，邊澆筑邊進行振動，合理掌控好振距，保持快插慢拔，有效防止泌水問題，并避免預埋件、模板與鋼筋之間出現碰撞。再者，在現場混凝土澆筑完畢后，應及時進行二次澆灌或二次壓光。此外，在現場混凝土澆筑期間及澆筑完畢后都要對混凝土溫度和濕度進行有效控制，尤其是澆筑后要及時對混凝土表面進行澆水養護。

4.6 內裝修集成化施工技術

內裝修施工是建筑建設中的一項重點內容，裝配式建筑也不例外。在綠色建筑背景下的裝配式建筑內裝修施工中，宜采用內裝修集成化施工技術，將各系統協調合理地組裝起來，以實現節約資源能源的目的。在實際施工中，需把握好以下要點：首先，各類管線應優先采用集中布置，并盡量在功能復雜和空間狹小的位置進行管線布置；其次，應采用少規格與多組合的方式，盡可能使內裝系列化、多樣化以及豐富化；再者，應遵循可逆安裝的原則，保證各類預制結構和構件的安裝是可逆的，以方便后續更新、更換；最后，管線宜鋪設在地面架空層或者吊頂龍骨之間，將管線與結構相分離，充分滿足干式工法的實際要求。此外，還應優先采用可調節的結構和構件，從而防止在安裝過程中偏差的出現。

5、綠色建筑背景下裝配式建筑綠色技術的應用

5.1 外墻保溫技術應用

墻體是建筑主體結構的重要組成部分，墻體保溫效果直接影響著建筑的節能效果，因此在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設中，應合理應用墻體保溫節能技術。現階段，比較常用的墻體保溫節能技術有三種：內保溫技術、中間保溫技術、外墻保溫技術。不過，前兩者由于會對墻體結構及后續墻面裝飾施工造成一些不良影響，近年來已逐漸被淘汰。外墻保溫技術是一種新型墻體保溫節能技術，在裝配式建筑中具有著極高應用價值。通過在裝配式建筑建設中應用外墻保溫技術，能夠大大提高裝配式建筑的節能效果，促進綠色建筑目標的實現。

5.2 屋頂保溫技術應用

建筑的屋頂當遭受光照、輻射、雨淋、霜凍、冰雪堆積等不利因素影響時，均會引起整個建筑的能耗增加。由此可見，屋頂不但是建筑主體結構的重要組成部分，更是建筑中最易受外界干擾的一個部分。因此，在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設中，應高度重視屋頂保溫問題，通過合理應用屋頂保溫技術來提高裝配式建筑屋頂的抗干擾能力、降低建筑能耗。通常情況下，裝配式建筑屋頂的鋪設宜采用一些熱導率低的新型材料，或是在頂面鋪設太陽能板。再者，還可以在屋頂適當種植一些綠色植被以提高屋頂的保溫效果，更好地滿足綠色建筑建設要求。

5.3 節能門窗技術應用

建筑中門窗的主要功能是交換與流通空氣，這決定了門窗的能耗往往在建筑中占比較高。在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設中，為有效降低門窗能耗，可以應用節能門窗技術。一般情況下，可以給裝配式建筑選用一些節能性能佳及可減少門窗反射率的新型門窗材料，如節能型玻璃、低輻射玻璃、鋁等。與此同時，還應結合實際情況合理調節門窗比例、可見光比、遮陽系數以及外窗氣密性等，從而既保證裝配式建筑內擁有良好的采光效果、又提高裝配式建筑的保溫效果。

5.4 幕墻節能技術應用

幕墻屬于建筑外圍護結構或裝飾結構，幕墻雖然具有一定的位移能力和變形能力，但卻不分擔建筑主體結構的荷載作用力。在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設中，應積極應用幕墻節能技術，最大限度提高幕墻的節能效果。目前，常用的節能型幕墻類型主要有構件式幕墻、單元式幕墻、點支式幕墻、呼吸式幕墻、全玻幕墻等，應根據實際情況進行合理選擇。并且，在裝配式建筑幕墻設計和施工前，先要對周邊環境進行全面調查和分析，充分了解環境溫度、光照條件、氣候條件等，并結合幕墻的功能和性能選擇出最佳的幕墻建設方案。再者，還應根據裝配式建筑的具體朝向、高度、功能等信息對幕墻方案進行不斷優化，結合裝配式施工技術進行整體幕墻方案分析，充分考慮可能會對幕墻產生影響的各方面因素，據此選擇合理適宜的節能技術。此外，還要重點關注幕墻的遮陽、采光、傳熱性以及水密性等性能，確保裝配式建筑的幕墻各項性能達標。

5.5 節材技術應用

在裝配式建筑建設中需使用大量不同類型的材料，且這些材料的成本占比較高，因此在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設中，節材技術的應用至關重要。在實踐中，應提前對各類材料的使用量做出準確評估，以便于實現材料的精準投入，減少不必要的材料浪費。其次，在材料選擇時，應選擇符合國家標準要求的、正規廠家生產的、有合格證明的材料，做好材料質量檢查，避免因材料質量不合格而引起浪費。再者，應優先選擇綠色材料，嚴禁使用有毒有害材料，從而增強裝配式建筑的綠色性能。此外，還應適當對一些廢舊材料進行循環應用，如包裝物品、墻壁貼紙、橡膠廢棄物、有色玻璃等，將它們改造成一些有趣的裝飾物。

結語：

綜上所述，在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術應用實踐中，必須要充分遵循整體規劃、以人為本、因地制宜、生態保護、節能降耗、成本節約等原則，在此基礎上，根據實際情況合理應用先進的BIM 技術進行裝配式建筑設計，強化鋁模爬架一體化施工技術、預制結構和構件安裝技術、現場混凝土澆筑技術、內裝修集成化施工技術等裝配式建筑施工技術應用，以及積極應用外墻保溫技術、屋頂保溫技術、節能門窗技術、幕墻節能技術、節材技術等綠色技術。