探析綠色發(fā)展背景下如何有效應(yīng)用裝配式建筑技術(shù)

[中圖分類號(hào)]F27 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著碳中和與碳達(dá)峰目標(biāo)的提出，裝配式建筑技術(shù)迎來了新的生機(jī)，建筑工程項(xiàng)目不斷增加，但也產(chǎn)生了一定的污染問題，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。2021年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，明確提出要推廣綠色低碳建材和綠色建造方式，加快推進(jìn)新型建筑工業(yè)化，大力發(fā)展裝配式建筑。此外，根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2022年印發(fā)的《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，到2025年，裝配式建筑占新建建筑比例將達(dá)到 30% 以上。這表明裝配式建筑對(duì)于推動(dòng)綠色建造、智慧建造及建筑工業(yè)化起關(guān)鍵作用。

1裝配式建筑技術(shù)概述

1.1概念

裝配式建筑是指將建筑構(gòu)件與相關(guān)配件在工廠中預(yù)制化生產(chǎn)，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，并通過可靠的連接方式組裝而成的建筑。一方面，采用工廠預(yù)制，這有助于在嚴(yán)格質(zhì)量控制下，確保建筑材料與相關(guān)構(gòu)件的精確度，減少在施工現(xiàn)場(chǎng)的誤差，提升勞動(dòng)質(zhì)量安全水平。另一方面，裝配式建筑技術(shù)模式主要有預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)（PC）、鋼結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)三種，每種技術(shù)自成體系，具有高效、節(jié)能環(huán)保、靈活等顯著特點(diǎn)［1]。

1.2 原則

1.2.1 可持續(xù)性原則

裝配式建筑應(yīng)遵循建筑全壽命期的可持續(xù)性原則。一方面，系統(tǒng)性推進(jìn)綠色建造，加快新型建筑工業(yè)化道路，確保其在使用過程中的環(huán)保性能，如預(yù)制裝配式建筑集成化生產(chǎn)，減少建筑原材料消耗。另一方面，裝配式建筑注重節(jié)能減排、回收再利用等環(huán)保概念，選擇符合綠色環(huán)保要求的材料，并考慮室內(nèi)空氣質(zhì)量等健康因素，進(jìn)一步增強(qiáng)其可持續(xù)性。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化原則

裝配式建筑強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)及工廠預(yù)制化生產(chǎn)，涵蓋了從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到施工、管理的各個(gè)環(huán)節(jié)。一方面，裝配式建筑采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，統(tǒng)一接口，按照少規(guī)格、多組合的原則生產(chǎn)、安裝構(gòu)件，這不僅提高了施工效率，而且保障了各個(gè)部件之間的兼容性。另一方面，制定實(shí)施裝配式建筑綠色建造評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，貫穿裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修等建造全階段，如根據(jù)《裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》要求，對(duì)系統(tǒng)性指標(biāo)綜合打分，將裝配率作為考量標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范綠色建造。

1.2.3 安全性原則

裝配式建筑在設(shè)計(jì)、施工、材料使用方面必須符合國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)文件以及施工方案的規(guī)定。首先，裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須確保其承載能力、穩(wěn)定性以及抗震性能良好，必須嚴(yán)格按照安全性要求選用安裝，保障結(jié)構(gòu)安全。其次，施工過程中使用的設(shè)備、機(jī)具、工具與計(jì)量器具應(yīng)在合格檢查有效期內(nèi)，施工現(xiàn)場(chǎng)采用流水施工等組織手段，以增強(qiáng)施工安全性。最后，裝配式建筑部件、施工連接質(zhì)量應(yīng)得到保障，以提高建筑整體安全性能。此外，由原設(shè)計(jì)單位確認(rèn)設(shè)計(jì)圖紙，保障其質(zhì)量可靠性。

1.2.4 智能化原則

利用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑智能化管理運(yùn)營(yíng)，提高建筑使用壽命。一方面，在施工現(xiàn)場(chǎng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)建筑設(shè)備及環(huán)境及時(shí)監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制與優(yōu)化調(diào)度。例如，使用傳感器或者無人機(jī)進(jìn)場(chǎng)巡檢，減少人力成本，提高安全性。另一方面，利用BIM（建筑信息模型）、數(shù)字孿生、智能化設(shè)計(jì)軟件等大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)施精細(xì)化設(shè)計(jì)模擬，自動(dòng)完成預(yù)制構(gòu)件模型創(chuàng)建、拆分設(shè)計(jì)、裝配率統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)化配筋和碰撞檢查等任務(wù)，保障設(shè)計(jì)方案的可行性，提高施工效率。

2綠色發(fā)展背景下應(yīng)用裝配式建筑技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用

2.1有效節(jié)約能源，減少環(huán)境污染

在綠色發(fā)展背景下，應(yīng)用裝配式建筑技術(shù)可以有效節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，為人們營(yíng)造一個(gè)舒適、健康、環(huán)保的生活環(huán)境。首先，傳統(tǒng)施工技術(shù)多采用預(yù)制混凝土作業(yè)，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土控制管理，減少水泥用量，能有效控制工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的噪聲、揚(yáng)塵問題，以減少污染。其次，傳統(tǒng)建筑施工常伴隨著大量廢棄材料，而裝配式建筑技術(shù)將建筑相關(guān)元件在工廠中精確制造，最大限度地減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，節(jié)約了建筑資源。最后，裝配式建筑在生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配等環(huán)節(jié)減少碳排放量，進(jìn)一步減少能源消耗，防止污染嚴(yán)重［2]。

2.2縮短建設(shè)周期，加快建筑施工進(jìn)度

在綠色發(fā)展背景下，建筑行業(yè)領(lǐng)域逐漸朝著信息化、智能化方向發(fā)展，同時(shí)也對(duì)建筑施工技術(shù)提出了新的要求，即縮短建設(shè)周期，有序推進(jìn)施工進(jìn)度。一方面，裝配式建筑應(yīng)采用工廠化制造以及現(xiàn)場(chǎng)拼裝方式完成。另一方面，裝配式建筑具備提前生產(chǎn)條件，在項(xiàng)目開工前就有序生產(chǎn)所需預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)只需簡(jiǎn)單拼裝，這不僅減少了現(xiàn)場(chǎng)施工人力需求，還極大地提高了施工效率，有效縮短項(xiàng)目建造周期。

2.3有利于減少勞動(dòng)力，提高建設(shè)工程的安全性能

在綠色發(fā)展背景下，應(yīng)用裝配式建筑技術(shù)不僅能有效減少勞動(dòng)力，而且還能顯著提高建設(shè)工程安全性能，帶來其他諸多經(jīng)濟(jì)與環(huán)保上的優(yōu)勢(shì)。首先，裝配式建筑技術(shù)在工廠中開展大規(guī)模生產(chǎn)預(yù)制作業(yè)，減少了現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力需求，這不僅提高了施工速度，而且減少了對(duì)勞動(dòng)力的依賴。其次，由于相關(guān)構(gòu)件在工廠中預(yù)制，可以精確控制生產(chǎn)溫度、濕度等參數(shù)，提高建筑整體安全等級(jí)，增強(qiáng)其抗震性能。最后，裝配式建筑施工速度快、周期短，且受季節(jié)影響較小，全年均可正常施工，這使得整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目能夠安全完成。

2.4促進(jìn)綠色建筑理念升級(jí)，提高綠色建材比重

應(yīng)用裝配式建筑技術(shù)不僅能夠引入環(huán)境友好型理念，而且還能顯著提高綠色建材比重。首先，裝配式建筑發(fā)展需要使用綠色建材，如鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等，具有較高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效減少碳排放，節(jié)約能源消耗。其次，裝配式建筑整合現(xiàn)代化信息技術(shù)，落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修與信息化管理理念，更有助于監(jiān)測(cè)管理建筑的碳排放消耗，進(jìn)一步推動(dòng)綠色發(fā)展。最后，國(guó)家政策大力推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展，完善綠色建材產(chǎn)品認(rèn)證制度，鼓勵(lì)使用綠色建材。

3綠色發(fā)展背景下裝配式建筑技術(shù)的施工要點(diǎn)

3.1綠色構(gòu)件生產(chǎn)管理

構(gòu)件生產(chǎn)是裝配式建筑技術(shù)的關(guān)鍵，為保證構(gòu)件生產(chǎn)符合綠色發(fā)展要求，在生產(chǎn)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：首先，在選擇構(gòu)件材料時(shí)，應(yīng)在確保構(gòu)件滿足施工要求的前提下盡可能為可回收、可再生的原材料。同時(shí)還應(yīng)關(guān)注構(gòu)件材料本身的環(huán)保特征、節(jié)能性能，選擇綠色無污染、環(huán)保性能高的材料。其次，在生產(chǎn)構(gòu)件模具時(shí)，應(yīng)確保模具精度和模具性能，避免后續(xù)出現(xiàn)模具形狀、尺寸、形狀、性能不符合施工要求而出現(xiàn)二次設(shè)計(jì)生產(chǎn)，盡可能提高模具穩(wěn)定性，使其能夠循環(huán)利用。最后，應(yīng)盡可能提高生產(chǎn)制造的精細(xì)化程度，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持“將材料應(yīng)用價(jià)值發(fā)揮到極致”的原則，在生產(chǎn)時(shí)，同樣堅(jiān)持精細(xì)化材料切割理念，最大化發(fā)揮材料應(yīng)用價(jià)值。

3.2構(gòu)件綠色運(yùn)輸把控

裝配式預(yù)制構(gòu)件本身的尺寸和重量較大，對(duì)運(yùn)輸條件要求較為嚴(yán)苛，再加上綠色理念下裝配式構(gòu)建材料大多擁有保溫層，不穩(wěn)定的運(yùn)輸環(huán)境極易導(dǎo)致保溫層運(yùn)輸受損。因此在運(yùn)輸構(gòu)件時(shí)必須加強(qiáng)運(yùn)輸過程管理，做好構(gòu)件支撐保護(hù)管理，針對(duì)極易受損的構(gòu)件，應(yīng)采取適當(dāng)保護(hù)措施，并根據(jù)構(gòu)件特性選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸存放形式。如針對(duì)橫向構(gòu)件如預(yù)制梁、疊合板，可以直接平放在鋼架上，如需疊放則應(yīng)在構(gòu)件之間放置墊板，且墊板之間應(yīng)保持垂直，防止構(gòu)件額外受力；針對(duì)豎向構(gòu)件如墻板，應(yīng)采用靠放或插放，必要時(shí)可以使用三角結(jié)構(gòu)如木楔增加構(gòu)件放置穩(wěn)定性。

3.3構(gòu)件安裝施工細(xì)節(jié)

構(gòu)件安裝施工細(xì)節(jié)把控能進(jìn)一步提高裝配式建筑技術(shù)的綠色性能，有效滿足綠色建筑要求。第一，在安裝構(gòu)件時(shí)，必須嚴(yán)格控制施工誤差范圍和發(fā)生率，當(dāng)出現(xiàn)安裝偏差后，應(yīng)及時(shí)確定偏差范圍和特征，在第一時(shí)間打磨找平。第二，做好構(gòu)件的接縫處的填充工作。這一環(huán)節(jié)應(yīng)盡可能選用聚苯乙烯泡沫棒等具有較高彈性和良好保溫效果的材料，確保建筑物的隔熱和節(jié)能性能。第三，完成填充后需要進(jìn)一步對(duì)縫隙密封處理以提高建筑物穩(wěn)定性。在施工時(shí)應(yīng)注意外界溫濕度適宜性，避免在溫度過高或過低、雨天、雪天、大風(fēng)天氣施工。打膠應(yīng)嚴(yán)格按照施工步驟進(jìn)行，確保均勻注膠，避免后續(xù)返工增加施工環(huán)保壓力。

4綠色發(fā)展背景下裝配式建筑技術(shù)的應(yīng)用措施

4.1采用BIM技術(shù)，提高作業(yè)效率

在綠色發(fā)展背景下，應(yīng)用裝配式建筑技術(shù)需要加強(qiáng)BIM技術(shù)應(yīng)用，以提高項(xiàng)目作業(yè)效率。首先，在設(shè)計(jì)階段，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目全生命周期管理，建立合理設(shè)計(jì)模型，收集大量建筑數(shù)據(jù)，提高設(shè)計(jì)圖紙的精確度，確保預(yù)制部件尺寸、規(guī)格符合標(biāo)準(zhǔn)要求。其次，在施工階段，智能化平臺(tái)輔助BIM技術(shù)應(yīng)用。BIM技術(shù)統(tǒng)一信息模型，鼓勵(lì)建筑企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、科研院所展開合作，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的融合應(yīng)用。同時(shí)，結(jié)合智能建造技術(shù)，開發(fā)基于BIM技術(shù)支持的手機(jī)App，幫助施工人員隨時(shí)隨地開展質(zhì)量管理與問題追蹤流程，提升整體施工質(zhì)量[3］。最后，在運(yùn)維階段，加強(qiáng)人員應(yīng)用培訓(xùn)。加強(qiáng)從業(yè)人員對(duì)BIM技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本參數(shù)表達(dá)以及與新興信息化技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，開展系統(tǒng)技能培訓(xùn)，提升從業(yè)人員BIM技術(shù)應(yīng)用水平。

4.2做好協(xié)同設(shè)計(jì)，優(yōu)化技術(shù)策劃階段管理

加強(qiáng)裝配式建筑技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)，注重項(xiàng)目整體布局，將綠色發(fā)展理念融入建筑設(shè)計(jì)，做好技術(shù)優(yōu)化管理。首先，在初步設(shè)計(jì)階段，各環(huán)節(jié)應(yīng)根據(jù)方案設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)要求，建立一個(gè)全面數(shù)字模型，涵蓋建筑行業(yè)所有方面，從而實(shí)現(xiàn)多專業(yè)之間高效協(xié)同設(shè)計(jì)，優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件種類，開展專項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，分析影響成本的各項(xiàng)因素，最終制訂合理方案。比如，可以利用Revit、Dynamo、PKPM-PC、盈建科等軟件完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定預(yù)制構(gòu)件及連接型式，確保統(tǒng)一節(jié)點(diǎn)做法。其次，在策劃實(shí)施階段，對(duì)建筑各外部條件、成本限額、產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)、建設(shè)規(guī)模以及項(xiàng)目定位等內(nèi)容進(jìn)行分析，鼓勵(lì)建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、施工等環(huán)節(jié)的專業(yè)人員共同參與設(shè)計(jì)，制訂出符合裝配式建筑實(shí)際情況的技術(shù)方案，以便模擬預(yù)演，提前預(yù)知效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題。最后，在策劃考核階段，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)卣摺⑼恋睾贤s束、項(xiàng)目定位、項(xiàng)目進(jìn)度、施工技術(shù)、質(zhì)量成本、銷售等多個(gè)指標(biāo)，選擇相對(duì)成熟、成本較低的方案。

4.3瞄定“雙碳”目標(biāo)，制定“綠色”標(biāo)準(zhǔn)

建立綠色裝配式建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制度體系是建設(shè)綠色城市、生態(tài)城市的重要舉措，從源頭上加強(qiáng)對(duì)裝配式建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的管理。一方面，完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。加快編制、修訂裝配式建筑的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)，確保能夠全面覆蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、使用、維護(hù)的全過程，以滿足裝配式建筑技術(shù)推廣應(yīng)用。目前，我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了200多項(xiàng)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，形成了較為完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。另一方面，制定綠色低碳策略。開展節(jié)能減排活動(dòng)，要合理設(shè)置綠色低碳發(fā)展策略，編制減少能源消耗的系統(tǒng)化解決方案，制定碳減排與碳中和標(biāo)準(zhǔn)，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)［4]。基于此，完善綠色建材產(chǎn)品認(rèn)證制度，開展綠色建材應(yīng)用示范工程建設(shè)，鼓勵(lì)使用綜合產(chǎn)品。

4.4采用套筒灌漿技術(shù)，優(yōu)化整體施工效果

基于綠色發(fā)展要求，充分發(fā)揮裝配式建筑技術(shù)在套筒灌漿技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化整體施工效果，實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保的建筑施工目標(biāo)。第一，優(yōu)化混凝土配比。在套筒灌漿前，對(duì)鋼筋進(jìn)行有效連接，使其形成一個(gè)整體，承受住鋼筋壓力。同時(shí)，將水泥與水按照一定比例調(diào)配，達(dá)到混凝土的強(qiáng)度要求。第二，合理選擇灌漿設(shè)備。在施工作業(yè)前，對(duì)灌漿設(shè)備進(jìn)行充分調(diào)試檢查，對(duì)灌漿設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整控制，全面分析灌漿設(shè)備性能，確保其能夠正常工作。第三，選擇合適的鋼筋套筒。在操作過程中，將帶肋鋼筋插入內(nèi)腔作為凹凸面的灌漿套筒，并在間隙中注入專用高強(qiáng)度水泥基注漿料，使灌漿材料錨固在套筒中，實(shí)現(xiàn)鋼筋與套筒牢固連接，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。第四，選擇合適的灌漿時(shí)間。在灌漿施工前，嚴(yán)格控制灌漿料溫度、灌漿量，確保灌漿時(shí)間滿足相關(guān)施工要求。

4.5考慮節(jié)能減排，提高建筑裝配率

加強(qiáng)裝配式建筑技術(shù)，提高節(jié)能減排效果，就需要考慮基礎(chǔ)設(shè)備的裝配率，既能有效提高工程施工質(zhì)量，又能節(jié)約資源，降低資源消耗。首先，實(shí)施智能化管理。利用BIM與Dynamo參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，自動(dòng)計(jì)算裝配率，統(tǒng)計(jì)、分析不同裝配率，作為預(yù)制配件應(yīng)用比例的選擇參考，提高施工效率[5]。其次，實(shí)施工廠化生產(chǎn)。裝配式建筑的核心在于將傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)轉(zhuǎn)移到預(yù)制工廠中進(jìn)行，做好工程配件，如樓板、墻板、樓梯、陽(yáng)臺(tái)等后，再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)快速裝配，構(gòu)建柔性制造方法，靈活調(diào)整生產(chǎn)線，最大限度地克服墻體開裂、滲漏等質(zhì)量通病，并提高建筑整體安全等級(jí)、防火性與耐久性、抗震性等。最后，綜合應(yīng)用新材料、新技術(shù)。建筑企業(yè)在設(shè)計(jì)階段，充分利用自然采光、通風(fēng)條件，采用高效節(jié)能低碳設(shè)備，提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱、防火性能。同時(shí)，利用預(yù)制混凝土夾芯保溫外墻板、預(yù)制pcf板等新材料，促進(jìn)裝配式建筑與綠色建材、綠色建筑有效融合。

5結(jié)語

裝配式建筑技術(shù)具有環(huán)保、節(jié)能、低碳的特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展理念的重要手段，因此應(yīng)用裝配式建筑技術(shù)，要積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的建筑施工觀念，積極推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用，不斷創(chuàng)新裝配式建筑施工技術(shù)，做好協(xié)同設(shè)計(jì)，優(yōu)化技術(shù)策劃階段管理，有效提升工程建設(shè)質(zhì)量。同時(shí)，不斷完善裝配式建筑技術(shù)體系管理制度，規(guī)范相關(guān)施工行為，采用套筒灌漿技術(shù)，充分考慮基礎(chǔ)應(yīng)用設(shè)備，優(yōu)化整體施工效果，以確保裝配式建筑技術(shù)能在工程建設(shè)中更好地發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)

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