裝配式建筑助推綠色建筑發(fā)展

文／張芳菲 深圳市龍崗區(qū)節(jié)能科技與建材管理中心 廣東深圳 518172

引言：

城市化進程不斷加快的今天，對建筑工程的需求越來越大，為更好的協(xié)調工程建設和綠色持續(xù)發(fā)展之間的關系，需要在現(xiàn)有的模式下進行調整，選擇新的技術工藝作為支持，以較高的材料利用率為基礎，實現(xiàn)高效率、高質量的建設。裝配式建筑因為更符合綠色建筑發(fā)展理念，近幾年發(fā)展尤為迅速，通過合理應用能夠明顯縮短工程建設工期，施工過程中消耗的資源量大大減少，且施工噪音小，對周邊環(huán)境產生的影響小。全面發(fā)展裝配式建筑，利用其所具有的的技術優(yōu)勢，來推動全國綠色建筑的持續(xù)發(fā)展。

1、綠色建筑發(fā)展要求

綠色建筑是堅持可持續(xù)發(fā)展基本原則，在工程建設過程中，同時做好節(jié)約資源以及環(huán)境保護，降低工程建設對周邊環(huán)境產生的不利影響。可持續(xù)發(fā)展理念的提出，對建筑行業(yè)的發(fā)展提出了全新的要求，不僅僅要考慮工程功能性，還要兼顧環(huán)保性，調整施工模式減少資源消耗，杜絕不必要的浪費，減少環(huán)境的破壞，為現(xiàn)代建筑業(yè)高質量的發(fā)展提供支持。目前來看，雖然我國對于綠色建筑方面的研究越來越深入，也采取了系列的措施，但僅憑現(xiàn)有技術水平還很難完全達到預期的目標[1]。更重要的還是要打破傳統(tǒng)技術帶來的限制，結合條件進行綜合分析，設計出更具有可行性和合理性的方案，做好各類資源的配置，推動綠色施工作業(yè)的順利執(zhí)行。

2、裝配式建筑施工特點

2.1 裝配式建筑特點

裝配式建筑越來越常見，尤其是對于工期比較緊張的工程項目，選擇裝配式建筑施工技術可以進一步提高施工效率，加快施工進度。與以往施工模式不同的是，裝配式建筑可以在工廠進行構配件的加工制造，然后運輸?shù)綀鲞M行安裝，可以根據(jù)需求同步進行構件加工和安裝施工，大大縮減了時間成本[2]。就目前來看，受裝配式建筑安裝技術限制，多被用于鋼筋混凝土結構、鋼結構以及簡易木結構。對裝配式建筑特點進行總結，主要包括以下幾個方面：

（1）設計標準化。根據(jù)設計圖紙在工廠內進行集中加工制造，對構件尺寸的把握更加精準，可滿足構件生產的設計標準化原則。裝配式建筑內部空間的設計靈活性更高，墻體可分為疊合墻、柱、疊合梁等構件，打破了傳統(tǒng)施工房間布局限制。

（2）生產工廠化。裝配式建筑各構件均可在工廠加工生產，不僅尺寸精確，而且全部利用先進的儀器進行生產和上色噴涂，完全實現(xiàn)建筑工程的高質量建設。通過工廠集中生產，消除了材料以及結構之間的影響，材料保溫隔熱、耐火性和抗凍性均可以達到設計標準[3]。預制加工的構配件運輸?shù)綀鲞M行安裝，不僅效率高，而且現(xiàn)場準備的材料大大減少，現(xiàn)場更加干凈整潔，避免了對施工作業(yè)的影響，在提高材料利用率的同時，降低了對周邊環(huán)境的影響，達到節(jié)能環(huán)保的效果。

（3）安裝高效化。相比傳統(tǒng)建筑工程，裝配式建筑的整體質量明顯減小，對地基基礎的要求更低，直接按照圖紙對運輸?shù)綀龅臉嬇浼M行組裝即可。裝配式建筑安裝難度小，對施工人員的現(xiàn)場施工技能要求低，對人力物力的需求性低。另一方面，現(xiàn)場濕作業(yè)減少，施工噪音較低，更符合綠色施工要求。裝配式建筑施工更容易管理，只需要按照順序完成各配件的安裝即可，連接的精確性比較高，在保證施工質量的同時，利用更短的時間完成工程建設。

（4）功能現(xiàn)代化。裝配式建筑施工技術在不斷地更新，在節(jié)能、抗震以及智能化等方面均具有現(xiàn)代化功能特點。為實現(xiàn)綠色施工，可選擇新型環(huán)保材料，杜絕資源浪費的同時，還可以達到更好的保溫隔熱效果，使得屋頂以及外墻等結構均具有良好的保溫特性。在搭配使用現(xiàn)代供熱、制冷技術，節(jié)能降耗的同時滿足居住要求。并且，因為構配件制造材料質量小，建筑整體重量降低，裝配式連接的框架剪力墻體系結構的抗震性能更高。在現(xiàn)場組裝施工時，還應用了信息傳輸與接收技術，在設備自動控制系統(tǒng)、計算機智能化控制系統(tǒng)等先進技術的支持下，可以做到施工過程的動態(tài)監(jiān)管，及時發(fā)現(xiàn)并調整不規(guī)范行為，達到更好的施工效果[4]。

2.2 裝配式建筑技術優(yōu)勢

裝配式建筑的核心在于預制件的規(guī)模化生產和系統(tǒng)化的組裝，整個流程均可以進行實時的監(jiān)管和優(yōu)化，保證了高質量的施工建設。對于通用結構構件，可以利用模具進行大批量生產，生產成本可以進一步減少。并且，工廠化集中生產，對廢棄物的處理也更為專業(yè)，具有更強的環(huán)保性，減少了施工過程的噪聲污染與粉塵污染。相比傳統(tǒng)建筑施工，裝配式建筑具有更多技術優(yōu)勢，可體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）工期短

現(xiàn)澆式建筑工程施工周期比較長，需要分別進行主體和各結構的施工，按照由下往上的順序進行各樓層的施工，每層所花費的時間均在一周以上。同時，施工過程中也很容易受到外界因素的影響，導致工期延長，甚至會因后期追趕工期而出現(xiàn)質量不達標的情況。裝配式建筑完全避免了上述的各種問題，可根據(jù)需求同時生產不同類型的構件，運輸?shù)綀龊笾恍枰M行吊裝和安裝，全程可實現(xiàn)機械化作業(yè)，效率高質量有保障[5]。以及整個施工流程的各環(huán)節(jié)所需成本更少，勞動強度大大降低，每層施工所需時間縮短到3～4d。

（2）成本低

裝配式建筑工程量減少，對人力的需求也有所降低，再加上現(xiàn)場機械化作業(yè)，相比傳統(tǒng)建筑的人力成本明顯減少。裝配式構件在工廠均是流水線生產，機械化作業(yè)，技能性要求低，員工多需要進行重復性工作，熟練度提高也代表著質量的提升，避免了因為質量不達標產生的額外費用。現(xiàn)場安裝效率高，能夠在預定工期內完成所有作業(yè)內容，且對外界影響因素的抵抗力更強，應對各類風險的能力高，實際成本能夠更好的控制在預算以內。

（3）節(jié)能降耗

建筑工程建設需要大量的材料作為支持，尤其是現(xiàn)在工程規(guī)模的不斷增大，對材料的需求量更大，相應的施工產生的浪費也就越多。裝配式建筑可實現(xiàn)工廠化生產，大大減少了材料的浪費，并且模具還可以做到重復使用。現(xiàn)澆施工存在著大量的濕作業(yè)，對水資源的浪費比較嚴重。再加上模板、腳手架等設備，需要用到大量的鋼材與木材。裝配式建筑完全改變了這一施工模式，現(xiàn)場所用材料大大減少，施工工藝更加簡單，噪聲和粉塵的問題得到有效解決，更好的達到了綠色施工的效果。

（4）質量高

所有工廠生產的預制裝配式構件均要接受嚴格的質量檢測，所有到場安裝的構件均可達到專業(yè)施工標準，避免了以往工程建設中因為環(huán)境以及人為等因素影響出現(xiàn)的質量問題。裝配式建筑做到了質量、成本和安全多管齊下的施工管理，提高了工程建設的綜合效益，更符合我國建筑行業(yè)綠色建設的基本理念。

3、基于綠色發(fā)展理念的裝配式建筑

3.1 一體化成套裝配

綠色建筑發(fā)展理念下的裝配式建筑施工，首先要保證所有預制構配件質量達標，要提前進行設計打樣，精準把握尺寸進行高效、高質量生產，還可以根據(jù)不同建造場景進行材料配比的調整，滿足不同位置施工要求。一體化成套裝配技術的應用，可以進一步提高施工效率，節(jié)約成本費用，工廠生產也可以減少廢棄物對環(huán)境的污染。另外，還可以滿足部分建筑工程個性化的需求，定制更加簡單[6]。

3.2 特殊部件預制施工

以往建筑工程施工均會提前預留出門窗洞口和空間，在完成安裝后在對多余空間進行填補處理。此類工藝存在一定的概率會出現(xiàn)滲漏水問題，且后期填補的部分也會與原有墻漆顏色出現(xiàn)差異，在質量與美觀方面存在一定缺陷。裝配式綠色建筑施工技術，可以在墻板預制之前留出門框位置，以及將滴水線、砌口等部位澆筑定型，全面提升工程施工質量。

3.3 防水保溫性能優(yōu)化

裝配式建筑所有構配件的尺寸均嚴格按照設計圖紙進行，精確性更強，安裝后不會出現(xiàn)滲漏等質量問題。屋頂與房屋的防水保溫可以提前用模板進行主體的澆鑄成型，無需分開建造，不僅可以確保兩個部分與主體結構更加牢固的筑成一體，還可以減少多次高空作業(yè)，施工效率大大提升。另外，墻體預制生產時，選擇將保溫材料直接放入墻體內部，達到更好的保溫、隔音、防火等效果[7]。

3.4 大穿插施工技術

現(xiàn)代建筑工程的功能性趨于完善，包括車庫、園林以及休閑娛樂區(qū)等多項基礎設施，一般情況下均是在主體施工形成大致輪廓后進行統(tǒng)一施工，以此來保證較高的施工效率。但是疊加施工往往會遺留下諸多的隱患，尤其是管理不到位出現(xiàn)的資源浪費問題。通過大穿插施工技術的應用，對建筑外圍區(qū)域進行穿插施工，可以達到更高的施工統(tǒng)一性，獲得更高效率的施工，有利于進一步縮短工期。

3.5 全鋼覆蓋集成式升降架支架

建筑施工作業(yè)經(jīng)常會用到腳手架，傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑需要根據(jù)施工高度來搭建腳手架，不僅需要花費大量的時間，而且還需要較多的鋼材作為支持。裝配式建筑工程應用集成式升降架支架，可以在施工區(qū)域進行拼裝組合，所需時間更短，且可以根據(jù)需求靈活調節(jié)高度[8]。相比來講，在實際應用中能夠達到節(jié)約人力資源和降低工作強度的目的。另外，升降架所使用的鋼材料可以長期使用，更符合可持續(xù)發(fā)展原則。

3.6 不同結構分項設計

建筑工程施工必須要嚴格按照設計圖紙進行，準確把握每一項參數(shù)，根據(jù)設計內容進行剪力墻鋼筋放樣試驗。比較常見的便是應用CAD軟件來進行構件排列，然后對鋼筋加工進行優(yōu)化處理，得到最佳加工方案。面對較大工程量的混凝土工程，應分區(qū)澆筑，并做好澆筑區(qū)域數(shù)量、排列方式以及澆筑量指標等方面的優(yōu)化。通過對鋼筋與混凝土工程的分項設計，能夠更好的把握好細節(jié)，做到精細化、全面化管理，在提高施工質量的同時，減少材料的浪費。

3.7 BIM技術深度應用

裝配式建筑雖然施工難度有所降低，但是為有效掌握每一個施工環(huán)節(jié)，還需要選擇新興技術作為支持，指導每一項工作均可以順利進行。BIM技術在裝配式建筑施工中應用效果顯著，包括前期的生產制造環(huán)節(jié)，以及后期的構件安裝工藝。構建計算機制造集成系統(tǒng)，從設計到施工實施全生命周期的管理。基于BIM技術來進行建筑施工方案的構建，精準控制每一個細節(jié)，確定適應性最強的施工方案。預制裝配式構件在工廠加工完成后運輸?shù)浆F(xiàn)場，面對大量的相同構件，便可以利用BIM技術實現(xiàn)標準化建設。即模具設計和預制件族庫的標準化統(tǒng)一，利用BIM信息技術的優(yōu)勢，建立企業(yè)標準件的生產管理運行模式。另外，在運輸環(huán)節(jié)，通過BIM技術可直接與上產廠家對接，將分散的2D圖紙集結到一個裝配模型內，做到與廠家之間數(shù)據(jù)的實時共享[9]。BIM技術在建筑工程施工中的應用，能夠實現(xiàn)施工數(shù)據(jù)的可視化，靈活掌握每一道工序，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題均可以及時解決，達到最佳施工效果。

4、綠色裝配式建筑綜合效益指標體系

4.1 經(jīng)濟效益指標

從經(jīng)濟效益方面來研究綠色裝配式建筑的建設與發(fā)展，可以從節(jié)能性、節(jié)材性以及節(jié)水性等方面進行。

（1）節(jié)能性。裝配式建筑施工節(jié)能性分析，應選擇容易量化的角度進行，例如變頻塔吊、LED燈具、變頻空調等設備的應用。對于寒冷區(qū)域的建筑工程，預制墻體設計和生產時，可適當?shù)脑黾颖貙雍穸龋掖皯舨捎秒p層玻璃的形式。而冬暖夏熱以及炎熱的區(qū)域，保溫層則可適當減小，以3cm為宜，或者是直接不采取保溫措施[10]。

（2）節(jié)材性。想要突出裝配式建筑節(jié)材性，就需要從傳統(tǒng)建筑材料的用量出發(fā)，結合施工模式的轉變，進行綜合評價。綜合建筑材料生產、運輸以及應用的整個流程，面對預制構配件運輸難度大、運輸費用高的問題，可以直接就地取材，進一步降低材料的制作以及運輸成本，減少環(huán)境壓力和經(jīng)濟壓力。并且，裝配式建筑工廠加工生產構配件精度高，大大減少了現(xiàn)場施工材料的浪費。

（3）節(jié)水性

淡水資源十分稀缺，經(jīng)統(tǒng)計我國近幾年淡水資源損失嚴重，因此基于綠色建筑發(fā)展要求，在進行裝配式建筑施工時，還需要強調其用水少的優(yōu)勢，逐漸取代傳統(tǒng)施工模式，減少濕作業(yè)量，合理控制現(xiàn)場施工用水總量[11]。裝配式建筑節(jié)水性還可以通過配備各種節(jié)水設備實現(xiàn)，進一步節(jié)省水資源，加強對水資源的重復利用。

4.2 環(huán)境效益指標

與傳統(tǒng)建筑不同的是，裝配式建筑更注重環(huán)保，更大程度上實現(xiàn)了節(jié)能減排，面對資源日益緊缺的情況，對環(huán)境以及不可再生資源提供了更有利的條件。

（1）噪聲等級。裝配式建筑施工工序得到了簡化，現(xiàn)場作業(yè)更加簡單便捷，產生的噪音也更少。應用噪聲監(jiān)測儀器和噪聲等級標準對裝配式建筑聲環(huán)境進行測評，然后采取系列措施進行降噪，營造更加安靜舒適的居住環(huán)境。

（2）通風率。建筑工程具有較高的通風率，能夠在一定程度上減少用電量，達到節(jié)能環(huán)保的效果。

（3）采光率。室內館環(huán)境的質量可以通過采光系數(shù)體現(xiàn)，而這也是綠色建筑建設的重要指標之一，利用自然光代替人工照明，減少電能損耗。

（4）固體廢棄物。建筑工程施工過程中不可避免的會產生一些固體廢棄物，相比來講裝配式建筑產品的應用，大大降低了固體廢棄物的產生，而且各類材料的回收利用率更高，減少了材料浪費與環(huán)境污染。

結語：

裝配式建筑更符合綠色建筑發(fā)展理念，相比傳統(tǒng)建筑施工技術也具有諸多的優(yōu)勢。但是就目前來看，裝配式建筑在取得成就的同時也存在諸多的不足，還需要我們繼續(xù)進行研究，爭取將其所具有的優(yōu)勢更有效的發(fā)揮出來，推動我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。