綠色可持續發展的裝配式建筑節能減排思考

趙本玉

(山東華邦建設集團有限公司 山東 濰坊 262500)

1 裝配式建筑的應用及優點

1.1 應用背景

隨著我國社會現代化發展,城市建設中受到的污染也有所增加,很多土地資源開始被建筑所占領,同時自然環境在城市擴張壓力下遭受到了一定的不良影響,同時城市擴張也從一定程度上威脅了而野生動物的生存。在這一背景下,我國提出了綠色建筑的發展理念,追求社會和自然環境和諧發展,加大了能源消耗和生態環境污染問題的防控力度[1]。

相比于傳統的建筑,裝配式建筑無論是碳排放還是材料的制造優勢都十分明顯。裝配式建筑的生產方式為規?；S加工,可以將消耗建筑材料用量、產生建筑垃圾量都大大減小,可以將施工中其他能源消耗有效控制。在工廠生產預制構件時,可以回收利用一些邊角料和質量不合格的材料,重新進行冶煉加工。在具體施工階段,可以采用機械化安裝的方式將噪音、廢物、廢水的排放量有效減少,同時可以將整個建筑生命周期的碳排放量減少,這對于我國實現碳中和、碳達峰的目標大有裨益,裝配式建筑具有十分明顯的綠色環保效益,在未來發展中必然會得到進一步的推廣應用[2]。

1.2 裝配式建筑的優點

我國建筑工程項目隨著城市化進程的推進不斷發展,建筑行業消耗越來越多的資源,同時也從很大程度上污染了周圍的生態環境。這不符合我國長期穩定、健康發展的目標,此時國家引導各個企業加強節能減排生產,提出了綠色施工、綠色建筑等一系列可持續發展理念,很多企業開始探索新材料和新技術,以期能夠將建筑工程的資源消耗和污染有效降低。在建筑工程項目施工中,通過合理應用裝配式施工技術能夠顯著加快施工效率,可以將建設周期縮短。具體來講,裝配式建筑具有如下的優勢:

1.2.1 加快建設周期

裝配式建筑最為顯著的特點就是在工廠內加工完成主要的建筑構件,這就促使可以同時開展構件加工和其他基礎施工作業等,這將施工時間大大縮短,同時裝配式建筑在生產完構件后可以用專門的設備運輸到現場,快速安裝構件,依靠機械設備進行吊裝和安裝作業,這將加工和安裝效率顯著提高,節省了大量的人力和人為工作量?？梢?裝配式建筑在建設周期控制方面有很好的效果。

1.2.2 施工較為方便快捷

在建筑行業應用裝配式施工技術可以便捷地完成施工作業,可以直接安裝很多建筑結構,并且隨著標準化程度的提升,可以將繁瑣的施工工序節省,快捷、簡單地完成整個施工過程。此外,裝配式建筑需要在工廠加工完成主要的構建,能夠方便地完成材料加工,可以批量生產,整個施工過程得到最大程度的簡化[3]。

1.2.3 有利于實現節能減排

在綠色建筑背景下,裝配式建筑的應用可以將資源消耗和污染排放量大大減少,符合節能減排施工理念。裝配式建筑是用專門的綠色施工材料加工制造構件,在生產環境改善、廢物排放控制方面有著顯著的效果。此外,所有的原材料都可以在工廠加工完成,這對于控制資源消耗有著很大的效果。

1.2.4 有利于促進綠色材料的應用

裝配式建筑的應用可以保證更加合理地應用綠色建筑材料。相比于傳統的鋼結構施工技術和鋼筋混凝土結構施工技術,裝配式建筑預制并且現場安裝完成,在材料加工階段,可以根據安裝需求盡量選擇綠色環保材料比如在進行裝配式建筑施工中可以選擇性能良好的鋼結構,在拆除裝配式建筑時能夠重復利用這些鋼材,這樣就將資源的利用率顯著提高[3]。

1.2.5 建筑項目維護管理便利

裝配式建筑有著較為簡單的安裝和拆卸方式,在建筑后期維護管理中能夠高效地處理一些滲水、開裂等質量問題,能夠加固和更換構件,能夠簡化建筑工程維護管理工作,不會對建筑項目的正常使用產生不良影響。

2 綠色建筑理念的應用

相比于傳統的建筑建造方式,裝配式建筑本身的環保節能優勢就十分明顯。裝配式建筑使用的預制結構構件可以改善裝配施工工藝方法,可以將能耗降低,將建筑建設的生態環保性提高。在裝配式建筑中應用綠色建筑理念可以從優化設計、材料使用、生產組裝等多方面體現出來。

2.1 預制結構構件生產方面節能減排

構成裝配式建筑的基礎為混凝土構件。在設計階段,設計師可以利用現代信息技術管理混凝土構件及其結構的全生命周期,比如當前BIM 技術、CAD 技術等都得到了進一步的推廣和應用。利用計算機可以搭建建筑信息模型,通過BIM 軟件對裝配式建筑的力學性能、施工過程進行分析和模擬,優化施工方案,分析裝配式混凝土結構施工方案的不足,實現結構簡化,達到材料節約的效果。

在建筑工程中大規模地使用預制結構構件可以實現節能減排的效果,所以在裝配式建筑設計和施工中要盡量選擇統一的預制構件,做好不同區域預制結構構件的統一分析和處理。比如可以統一設計和分析屋面結構中的排水天溝構件和泛水構件,可以統一生產樓梯預制構件等。同時,要充分考慮預制構件的其他用途,盡量減輕后續施工建設任務負擔。在裝配式建筑建設中,很多排水天溝構件和泛水構件都可以在裝飾中發揮一定的效果,在保證了排水疏通效果的同時達到了內部建筑美化的作用,將人工工作量大大減少。

有的結構構件強度和剛性要求不高,預制結構構件可以選用綠色真空玻璃等輕型環保材料,避免使用質量較大的混凝土材料。有的裝配式建筑有著較高的節能減排要求,可以綜合采用環保性混凝土進行施工建設,可以從水泥用量控制、生產工藝優化、生產設備優化等方面入手。

2.2 生產、組裝工藝優化

在預制結構構建運輸中需要使用大型的運輸設備,這對設備、運輸路線等方面都提出了較高的要求,為了將運輸階段的成本盡量節約,可以堅持就近原則,在施工區域附近選擇預制構件生產企業進行構件生產。工作人員在進行預制構件生產時還要對混凝土余料的二次利用進行綜合考慮分析,做好臨時性透水磚材料的設置,在臨時性區域做好混凝土余料的處理。工作人員要嚴格按照建筑施工標準修建施工現場臨時生產區域。為了能夠循環利用臨時生產區,節約工程建設成本,將資源利用率提高,可以在修建下一個施工區域時轉化臨時生產區域。

在建設裝配式建筑過程中,為了將綠色環保理念、節能減排思想充分落實,可以使用鋁膜板施工技術和疊合板施工技術綜合完成豎向類結構預制構件的施工。此類施工技術可以簡化施工工序,有助于材料用量和人力成本的控制。在修筑過程中,通過減少模板和木方的使用量可以實現森林資源的節約,同時能夠減少疊合板施工工藝,在噪聲污染控制和粉塵污染控制方面發揮著良好的效果。在組裝預制構件過程中,可以用原來的鋼管材料、扣件材料作為工具化支撐系統,實現傳統作業環境的改善,保證快速搭建建筑模塊。

2.3 裝配式建筑優化設計

裝配式住宅對多種環境因素要進行綜合性考慮分析,比如通風、光照、溫度等。良好的設計可以充分將裝配式建筑的節能減排價值凸顯出來。比如通過建筑周圍的凹凸設計可以發揮其遮陽效果,能夠將室內熱量敷設適當減少。建筑群是否會形成熱島效應直接受到建筑物總體規劃的影響,所以在設計過程中要對建筑熱環境和氣流流動關系進行深入地考慮分析,通過科學地設計和合理布置周圍的環境達到熱島效應控制的目的。

2.4 屋面與外窗節能

通常裝配式建筑屋面需要設置多層結構,其中包括保溫層、防水層、屋面瓦面板、符合保溫面板。施工人員在建筑墻面上固定好一系列的面板,并且填充密實面板的夾層,密封處理后可以使用。為了充分保護好屋面結構,可以在屋面上均勻地涂抹大約25mm 厚度的泥漿。

塑鋼材料、斷橋鋁材料是當前常用的外窗材質,這類材料具有良好的密封性和隔熱性,能夠減少室內外熱量交換,進而保證室內處于較為恒定的溫度,減少空調等設備的使用頻率。玻璃最常用的是雙層中空玻璃,這種雙層玻璃的保溫效果明顯。在裝配式建筑地面施工中,要按照從上到下的順序進行施工。如果建筑物地面面層厚度為20mm 那么可以做好找平層的處理,常用的找平材料為水泥砂漿。如果建筑物地面面層厚度在60mm 以上,那么可以使用復合式保溫面層。

3 裝配式建筑節能減排策略

3.1 項目設計階段節能分析

設計人員要以項目所在區域的地形、規劃要求等合理有效地應用周圍生態環境和新材料、新工藝。設計師要從整個區域角度綜合性分析并且有效銜接周邊的交通、用地、市政等內容,將設計方案科學性和合理性提高。

基地內部做好使用步行系統,可以按照就近原則設置機動車進入地下車庫要道。在平面布局方面,要堅持因地制宜,做好住宅建筑高度標準的控制,要堅持高低起伏的原則。工作人員要合理布置道路密度、景觀、日照等,有效利用自然光源,提高住宅舒適度。

3.2 項目施工階段節能

3.2.1 新型建筑節能材料的使用

合理地應用新材料和新技術可以將裝配式建筑的熱環境綜合指標提高。工作人員可以根據符合力學計算對節能、高性能建筑材料進行合理地應用。比如在裝配式建筑中可以積極發揮輕質隔墻的作用,采用節能保溫材料將建筑的保溫性能提高,將建筑能源流失減小。項目中還可以使用一些黏土空心磚、符合板材、加氣混凝土磚等新型的節能墻體材料。

3.2.2 加強項目施工管理

在裝配式建筑施工中要嚴格控制建材的使用,根據消耗定額基本情況落實限額發放制度,嚴格審批超限額領用的材料,對于沒有消耗的材料要通過指標控制法制定領用材料指標。管理者要精確地檢查材料物資的具體收發情況、投料情況,嚴格計量,提高計量的精確度,嚴格控制材料浪費問題。在建設裝配式建筑過程中,可以減少木模板的應用,積極使用可多次循環利用并且可回收的鋁模板,從而提高整體使用壽命和周轉率。工作人員還要合理安排施工生產實踐,做好機械設備的強化調度,提高現場設備利用率。

4 結語

各個地區裝配式建筑相繼得到推廣和應用,取得了良好的節能減排效果,在改善當地環境質量方面效果顯著。隨著國民思想意識的不斷提高,對低碳生活重視度的不斷提升,裝配式建筑越來越受到廣大環保愛好者的青睞。裝配式建筑這種半成品的建造方式改變了傳統建筑建設方法,但是想要大規模地使用裝配式建筑,就要加強控制裝配式建筑的施工成本,推動標準化、規模化生產。相信在相關工作者以及國家的不斷努力下,裝配式建筑會得到進一步的改進和優化。