裝配式建筑與生態建筑的互融發展研究

文／郭飛 中國十七冶集團有限公司工程設計分公司 安徽馬鞍山 243000

引言：

建筑業的耗能相對較大，在新時代大環境下，加強建筑業生態化建設就顯的十分主要。現階段，已有大部分企業認識到裝配式建筑與生態建筑互融的重要性，但實際的實施過程中存在一些制約因素和待于解決的問題。因此，研究裝配式建筑與生態建筑互融發展，已然成為有關部門和各參建企業工作的重中之重。

1、裝配式建筑概述

裝配式建筑具有建設速度較快、壽命較長和成本較低的特點。其設計核心為預制構件，即通過特殊連接和裝配技術，處理提前制作好的混凝土構件，以此構建裝配式建筑。例如：通過工業方式針對所需配件進行生產，如墻板、樓梯、地板等，隨后將檢驗合格的配件以運輸的方式送往各個施工現場，經過連接和組裝后即可投入使用[1]。此外，該建筑方式與傳統建筑模式相比，其外部墻體不僅是維護結構，也是保溫結構，還具備在有限時間內可重復使用預制件的設備以及生產模式的優勢，這不僅符合了節能減排和生態環保的要求，也為社會的可持續發展提供了有利條件，從而進一步獲得了人們的認可、使用和推廣。

2、生態建筑概述

所謂生態建筑也可稱之為綠色建筑，主要是建筑性能的體現，例如：節能性、環保性和可持續發展性等。即指在建筑的設計、使用、維護等過程中，實現最高限度的環境保護、資源節約和空間利用，在為人們提供良好居住環境的同時，還能進一步促進人與自然的和諧發展。其建筑理念主要可表現在以下幾個方面：一是綠色建筑設計；二是建筑結構設計；三是節能技術的應用；四是智能建筑設計[2]。

3、裝配式建筑與生態建筑互融優勢

3．1 水、電資源節約明顯

裝配式建筑與生態建筑互融，可有效節約水電資源，縮減施工資金的投入。在節電方面，首先是減少各種施工設備的使用次數，如電焊機、起重機等，可高效分配電力資源，達到節電的目的；其次是針對室內和室外電能實施有效管理，在各個環節實現了最大化節電。在節水方面，首先是先進技術的應用，大幅降低了攪拌機和水泵等設備的使用次數，節省了清潔設備的用水量；其次是減少了相關洗滌設備的用水總量，也在一定程度上避免了污水對施工現場及其周邊環境的污染[3]。此外，裝配式建筑與生態建筑互融還推動了循環用水系統的發展，將一切可利用的水源進行循環使用，不僅增加了節水效果，還提升了水資源的利用率。

3．2 有利于廢棄物品的減少

裝配式建筑與生態建筑互融，多角度優化了建筑效率，并能有效減少了廢棄物品的產生，例如：節省了標準模板以及腳手架的使用。此外，在實際的裝配式施工期間，主要通過起重機實現構件的連接和組裝，不僅有效節約了人力資源，還在很大程度上減少了物力資源的投入。同時，裝配式建筑與生態建筑相融合還能減少濕法施工和混凝土的使用，縮減了此方面的資源消耗。

3．3 利于精益與集成施工

裝配式建筑與生態建筑互融發展高效實現以下兩種施工模式的價值：一是精益施工；二是集成施工。其中，集成施工主要內容為在施工現場連接和組裝建筑構件，其具備較好的快速性、高效性、便捷性和集約性。另外，集成施工還進一步實現了施工的自動化和智能化，只需相關人員設定程序即可，應用較為廣泛。精益施工則更側重于施工模式智能化，不僅能較好的縮減材料使用總量，還能進一步節約相關能源[4]。同時，還可細化并結合建筑構件、建筑裝飾需求、材料類型、機電設備等資源，達到多重功能充分融合的目的，提升了精益施工的實際效果。

4、裝配式建筑與生態建筑互融發展的制約因素

4．1 相關政策法規和行業標準相對欠缺

在實際的裝配式建筑與生態建筑互融發展過程中，存在相關政策法規以及行業標準相對欠缺的現象。雖我國較多地區相繼出臺相關政策扶持裝配式施工企業，但并不能惠及相關的構件企業，在一定程度上制約了裝配式建筑與生態建筑的順利融合。另外，現階段的裝配式建筑和生態建筑的標準化水平相對不高，在欠缺統一性的同時，還會致使裝配式建筑構件無法在工廠內部進行統一的生產，針對裝配式建筑的發展產生了較為嚴重的影響。

4．2 協調機制不夠完善

在將裝配式建筑與生態建筑互融的過程中，相關設計人員在考慮建筑本身的同時，還應在建筑設計時綜合考慮建筑和建筑周邊的環境關系，如建筑實際位置的選取，是否會對建筑周邊環境造成影響。但個別設計人員并未重視這一點，對生態建筑的建設產生了不良影響[5]。此外，還存在市場引導機制以及監管機制不夠完善的現象。與此同時，多數施工建設單位受傳統施工方式影響，仍采取現澆方式，未能將預制構件和現澆部件進行有機結合。

4．3 產品質量以及物流運輸限制

由于裝配式建筑構件施工效果會直接受到預制件尺寸、結構、質量和外觀的影響。因此，在實際的施工過程中，對于模具的質量提出了較高的要求。但目前多數的模具制造單位生產的相關模具存在較大的誤差性，并不能很好的滿足施工需求，在一定程度上阻礙了裝配式建筑的施工和發展。除此之外，部分企業還常常出現預制件標識模糊、預留孔位置不夠精準等問題，直接影響了裝配式施工的質量和效果。另外，與傳統的現澆混凝土建筑方式相比，預制構件生產相關的企業數量較少，是制約裝配式建筑與生態建筑的互融發展的主要因素之一。同時，完善的物流體系對于裝配式建筑與生態建筑的互融也起著十分重要的作用，不僅能實現快速運輸，還能確保部件在實際的運輸途中不受損壞。但現階段，實際的運輸體系并不完善，不僅提升了建筑運輸資金的投入，也無法保證相關建筑材料的完整性。

4．4 專業人才的匱乏

專業人才的匱乏是裝配式建筑與生態建筑的互融過程中的常見問題之一。因裝配式建筑是一項較新的建筑技術，在我國應用的時間相對較短，多數開發企業存在以下幾點問題：（1）缺乏熟知裝配式建筑管理流程的專業人員；（2）現有相關人員對于裝配式建筑的認識不足；（3）人才培養機制不夠完善。以上原因均可導致相關專業人才匱乏，嚴重制約了裝配式建筑與生態建筑的互融發展。

5、裝配式建筑與生態建筑的互融發展策略

5．1 健全相關法律法規和行業標準

健全的法律法規和行業標準是推動裝配式建筑與生態建筑融合發展的保障。對此，各地區有關部門應結合地方實際的發展情況，科學完善現行法律法規，例如：（1）給予稅收方面的優惠；（2）提供一次性的技術升級補貼。這不僅能有效惠及各類與之相關的企業，還能鼓勵企業針對自身的生產工藝水平進行提升[6]。與此同時，各建造企業和相關生產企業應針對技術體系中的問題進行研究和明確，并采取行之有效的辦法進行改進，以此構建完善的行業標準體系，確保裝配式建筑與生態建筑的順利互融和發展。

5．2 針對協同機制進行科學優化

若想更好的融合裝配式建筑與生態建筑，相關部門可針對協同機制進行科學的優化，具體優化方法可分為以下幾點：（1）構建一體化總承包模式，采取政府激勵、補貼方式，積極推動企業裝配式設計、施工、構建三者一體發展，激發市場參與者的積極性和創造能力；（2）針對裝備制造業的生產能力進行提升，加大并整合企業的發展動力，并大力宣傳和實施生態建筑總承包責任制，實現審批監管規范統一，促進裝配式建筑與生態建筑的協調健康發展。

5．3 不斷優化相關設計環節

設計環節不僅是裝配式建筑項目施工的重要組成部分，也能為裝配式建筑與生態建筑的互融發展奠定良好的基礎。其不僅決定了裝配式建筑項目的進度，還決定了項目的施工質量和施工成本。因此，裝配式建筑設計應秉承標準化、模塊化、集成化的設計原則，堅持工業化建筑理念，實現建筑結構構建的標準化生產，并協同設計建筑、結構、暖通、電氣、給排水和智能模塊。同時，生態建筑設計的側重點應為節能環保、節約資源、經濟可行，盡可能的充分協調生態功能和經濟價值之間的關系[7]。因此，為有效促進裝配式建筑與生態建筑的互融，相關設計人員應圍繞項目功能需求、建筑類型、設計總投資等方面，針對建筑結構類型進行合理的選擇，并優化新型結構體系，充分發揮生態特性，例如：生態建材、節能建筑設備、工業化生產構件、可重復利用的施工設施等。

5．4 使用生態節能建材

生態節能建材的優點可體現為以下三各方面：一是安全環保；二是廢棄物利用；三是性能相對較好。為促進裝配式建筑與生態建筑的有效融合，在實際的施工過程中，可科學使用生態節能建材。其中，比較適合裝配式建筑模式的新型生態材料為新型墻體材料和新型屋面材料，該種材料有纖維化和復合化材料制作而成，其優勢較為明顯，不僅材料整體重量相對較輕，還具有安裝簡單便捷、施工耗時較短的特點。同時，還能針對建筑物的保溫、隔熱等性能進行提升，可有效滿足建筑物的節能需求。此外，在裝配式建筑的門窗除了應具備透光、通風作用外，還應具備保溫、隔熱、耐久、防火、隔音等特點，可依照實際情況選用較為合適的門窗材料，例如：斷橋鋁、塑鋼等，其性能不僅能較好的滿足大部分設計需求，在經濟上也具有一定的合理性，是裝配式建筑與生態建筑互融發展的有利條件之一。

5．5 使用生態節能建筑設備和技術

通常情況下，建筑設備主要起到照明、排水、采暖、通風、空調等作用。為確保裝配式建筑與生態建筑的互融發展，使用的建筑設備應符合節能環保的需求。例如：（1）給排水節能設備可選擇節水型水龍頭、節水型淋浴器、節水型坐便器等；（2）可充分發揮雨水收集技術作用，收集、儲存、凈化后的雨水可用于地面水源（非飲用）；（3）在公共照明系統中可應用太陽能照明系統，包含了屋頂光伏技術、幕墻光伏技術等，此類技術研發和使用相對成熟。也別是在農村地區，此類技術不僅能滿足家庭照明需求，還可將多余的電量并入國家電網，具有較好的環保性、實用性和經濟性；（4）科學結合空調通風系統和自然通風系統，并將建筑地區的氣象資料作為參考，盡量實現自然風的充分利用，以此減少空調系統的使用頻率，達到節約能源的目的；（5）可將傳統電能和熱能的使用轉換為再生能源，如地熱泵技術，可在供暖期間大幅降低污染物的排放。經計算，該技術與傳統的空調供熱相比，能有效節約百分之四十的電力能源。另外，還可使用外墻保溫模板一體化構件技術，可實現建筑模板和墻體保溫等多項功能，不僅能提升建筑施工的效率，還能有效解決在建筑使用期間更換保溫材料的問題，確保保溫材料與建筑結構的使用時間同步。

5．6 利用信息化手段進行施工管理

為推動裝配式建筑與生態建筑的互融發展，還可在實際的施工安裝期間使用以下兩項信息化技術手段：一是BIM 技術；二是物聯網技術。實際使用方法可細化為以下幾個方面：（1）可使用BIM5d 技術和數字建筑平臺針對臨時建筑、材料堆放、構件倉儲管理等方面進行模擬，以此實現施工現場的總平面布置，為施工做好前期準備；（2）在運輸預制構件期間，可利用物聯網以及RFID 標簽信息功能，針對預制構件的進出庫信息、位置信息、其他狀態信息進行獲取，確保預制構件的安全性和完整性；（3）可通過BIM 三維可視功能，針對施工吊裝環節進行模擬，此種方式便于挖掘質量監控的關鍵點和做出風險預警，不僅能動態管理施工進度，還能進一步實現精細化施工；（4）吊裝構件過程中，現場操作人員可利用移動終端傳遞并接受構件領料信息、安裝記錄信息、人員信息等，并將此類信息匯總至數據庫，可為施工進度管理奠定了較好的數據基礎；（5）技術人員可在裝配構件之前，通過VR 技術針對現場施工安全開展技術交底培訓工作，以此規范相關工作人員的技術和行為，避免發生質量安全事故。以上技術的應用，能在提升施工質量的同時，確保工程的施工效率，避免出現返工和材料構建損壞等情況，較好的節約了資源和時間成本，是裝配式建筑與生態建筑互融發展的必要條件。

5．7 施工中使用生態建筑新技術

施工中使用生態建筑新技術可高效實現裝配式建筑與生態建筑的互融發展。生態建筑新技術可具體分為以下三種：（1）現場臨時設施循環使用技術，在實際的施工期間，針對起到辦公和生活作用的活動板房，其骨架可使用輕鋼，維護材料可使用夾芯板，施工現場的圍擋可使用彩鋼板，以上方式不僅具有反復使用、安裝方面、施工快捷等特點，還能較好滿足節能環保需求；（2）構配件整體吊裝施工技術，可在地面針對跨度大、結構復雜的大型構建進行組裝，待成型后通過計算機控制提升裝置，實現預制構件的吊裝，此技術不僅能確保大型預制構件吊裝的安全性，還能有效節約施工時間，在一定程度上降低了施工項目的成本投入；（3）建筑廢棄物再生利用技術，回收且再利用施工現場的廢棄鋼筋、砌塊、混凝土、木質材料、玻璃等廢舊資源，并將其作為新型建材的原材料，在節約廢棄物品清運時間和費用的同時，還能對施工現場周邊的環境進行保護，并推動了資源的可持續發展，為裝配式建筑與生態建筑互融發展提供了有效保障。

5．8 加強相關人才培養

完善人才隊伍是推動裝配式建筑與生態建筑互融發展的基礎。因此，各參建企業應做好以下兩個方面的人員培訓工作：（1）加強BIM 技術人才培訓，在施工企業內部針對相關人員和新入職的員工開展BIM技術培訓，并將該技術的考核作為人員績效的參考之一；（2）加強管理人才培訓，不定期組織并開展培訓活動，提升管理人員專業性以及對裝配式建筑知識的了解和掌握，促使其能有效協助企業內部人員盡快適應并使用裝配式流程，起到良好管理裝配式建筑的作用。此外，各企業還可邀請相關技術工程師開展現場指導工作，以此不斷提升相關人員的技術水平和業務能力，促進裝配式建筑與生態建筑的互融發展。

結語：

綜上所述，裝配式建筑與生態建筑的互融發展可有效推動建筑與自然的和諧發展，是我國建筑業發展的必然趨勢。因此，有關部門和參建企業應了解裝配式建筑與生態建筑的概念和作用，明確裝配式建筑與生態建筑互融發展的各項優勢，并分析裝配式建筑與生態建筑互融發展的制約因素，做好健全相關法律法規和行業標準、科學優化協同機制和建筑設計、使用生態節能建材、設備和技術、利用信息化手段進行施工管理、使用生態建筑新技術、加強相關人才培養等工作，以此實現裝配式建筑與生態建筑的高效互融和良性發展。