預制結構體系在三星級綠色住宅建筑中的運用

摘要：自2006年住房和城鄉建設部頒布《綠色建筑評價標準》以來，綠色建筑迅速發展，各主要省市均出臺了地方性綠色建筑相關標準，無論是綠色居住建筑還是綠色公共建筑均得到了快速的發展。綠色建筑分一星、二星、三星三個等級，三星級綠色建筑要求最高。本文將就綠色建筑在設計階段運用預制結構體系的優勢進行討論研究。

關鍵詞：綠色建筑；預制結構；

前言：預制結構體系在住宅中的運用，既住宅產業化，這在國內也有很多年的研究，只是沒有得到快速的發展。目前得益于綠色建筑的普及，預制結構體系作為滿足綠色建筑的一項評判標準可以得到大量的推廣和運用，本文將研究預制結構體系在三星級綠色住宅建筑中的運用。

一、三星級綠色住宅建筑的評判標準

規范中一般項為40項，優選項為9項。要滿足三星級居住建筑的要求，優選項要滿足5條。室內環境質量和運營管理中2條易滿足且從成本角度看這兩條應該滿足。此外設計階段住宅建筑參評項數7條中應滿足3條。一般項的實施難度不大很容易達標；優選項由于參評的條文較少，幾乎沒有什么可選擇的余地。下面為設計階段居住建筑可選擇的優選項：

節地與室外環境：4.1.17合理開發利用地下空間。4.1.18合理選用廢棄場地進行建設。對已被污染的廢棄地，進行處理并達到有關標準。

節能與資源利用：4.2.10采暖或空調能耗不高于國家批準或備案的建筑節能標準規定值的80%。4.2.11可再生能源的使用量占建筑總能耗的比例大于10%。

節水與水資源利用：4.3.12非傳統水源利用率不低于30%。

節材與材料資源利用：4.4.10采用資源消耗和環境影響小的建筑結構體系。4.4.11 可再利用建筑材料的使用率大于5%。

按三星級居住建筑的評判要求：優選項需達標3項，第4.1.17條和4.2.10條易達標，一般項目4.1.18條不可能達標，可供選擇的只有4.2.11條、4.3.12條、4.4.10條或4.4.11條。4.4.11條可再利用建筑材料對于70年產權的住宅應用不多。若選用4.2.11條、4.3.12條項目會增加設備環節的造價而且存在系統運用后使用和維護費用較高的問題。采用4.4.10條則可以通過采用預制結構體系來實現。

二、預制結構體系的優勢

傳統方式蓋房子先做土建，再裝設備最后做裝修；建設過程中有揚塵，廢料和建筑垃圾對環境有很大的污染。采用預制結構就有明顯的優勢，采用的預制構件在工廠生產，然后在工地現場裝配而形成，避免了傳統方式過程的污染問題。

另一方面，由于人力成本的不斷提高，在未來房地產業的發展是不能建立在資源能源投入的大量透潤和廉價的勞動力基礎上，這時候就需要企業不斷發展新技術，采用更經濟更效率的生產方式，以整體技術進步帶動行業的發展。目前像萬科這樣的大型房地產公司都在研究和運用預制結構體系。中小型開發企業由于技術能力有限不能大量運用預制結構體系，只能選擇成本較大的方式，這無疑影響了中小企業開發三星級綠色建筑的積極性。

在目前房地產行業發展的形式下，對傳統設計行業也提出了新的要求。不具備研究能力的開發企業只能依靠具備預制結構體系設計能力的設計院。在國外尤其日本，預制結構體系發展已經很成熟，相關規范標準均很成熟；國內發展較為緩慢，但隨著綠色建筑的普及和裝配整體式住宅的推廣和發展，國內也出現了一些優秀的設計企業和開發公司。如：南京長江都市建筑設計股份有限公司設計項目：南京上坊北側經濟適用房項目，其中采用棟全預制裝配整體式技術的框架結構住宅樓高度已經達到15層45米。

三、預制結構體系的設計

預制結構的設計與傳統的結構設計不盡相同，相同的部分是均可以用傳統的設計軟件建模整體計算，不相同的部分是：傳統的結構設計可以用101G圖集系列的表示方法將配件簡單的表示出來，有設計和施工經驗的人均能看懂；預制結構的設計則更側重于構件的表示，有點類似于金屬構件的加工圖紙，由于沒有圖集，沒有構件都要繪制出來，這無疑會費時費力，而且構件鋼筋的排布要事先考慮好，到了現場如果鋼筋打架又難以調整就會很麻煩。這樣看來預制結構的設計是會比傳統設計更復雜一些，在實際運用時可以采用BIM實體建模的方式，在構件加工前調整好鋼筋的排布，保證在施工時構件都能很好的銜接。

預制結構體系的設計運用方面，可按結構的形式選擇可以預制的的構件。預制結構設計時構布局應量規則相同，減少不同構件的數量，減少模具的使用，盡可能的降低成本。

對于一般的框架結構，可以在規范允許的范圍內梁板柱均采用預制結構。如上文提到的南京上坊北側經濟適用房項目預制樓，該樓棟戶型全相同，這樣的優勢就是大量的預制疊合樓板為同一尺寸，大大的提高的預制構件的生產效率，梁柱預制的效率也會有所提高。剪力墻結由于墻體鋼筋較多施工復雜，雖然技術上可以實現但實際運用中多數為現澆，其他他構件可采用預制。

預制疊合樓板采用預應力鋼筋，可減少樓板結構的含鋼量，預制樓梯和預制板在工廠內預先生產，現場僅需安裝，施工過程中僅需要支撐，不需模板。施工現場鋼筋及混凝土工程量較少，板底不需粉刷。與現澆樓板結構相比，具有明顯的工期、質量、環保及造價等優勢。

預制結構設計的重點是節點設計，傳統結構設計的原則是強剪弱彎、強節點弱構件；部分設計人員認為現澆結構的性能優于預制結構，其重要原因就是現澆結構的節點性能是優于預制結構的，但隨著技術的發展預制結構也是能達到同等的性能。現在豎向鋼筋的鏈接可采用套筒方式鏈接，注漿后的性能與現澆的無異。剪力的傳遞也可以通過設置抗剪鍵的方式來解決。在日本預制框架結構按規范可以做到200m，日本這樣地震多發的國家能大力發展裝配式結構可見該結構在規范的指引下還是很可靠的。預制結構不改變建筑的結構體系，其設總體設計可按現有的結構設計過分，構件設計也可以套用現規范算法。

其他非結構構件也可以采用預制構件如：預制女兒墻、煙道井、內外墻預制NALC板；在后期的裝修過程中也可以采用整體廚衛，整體廚衛安裝方便避免以往毛坯造成的二次裝修浪費和垃圾污染。集成式的廚房和衛生間合理的布局節約了使用空間，同時具有耐用不滲漏，隔熱節能，易于清洗的特點。使用預制構件不僅可以降低人工成本還可以實現無抹灰作業，讓建筑施工過程中真正變成綠色。

為滿足三星級綠色住宅建筑的評判標準可按相關要求采用適合的預制結構。可采用預制疊合板結構體系及預制樓梯，以滿足三星級綠色建筑對優選項的要求。

預制結構的運用在減少環境影響的同時可減少施工人員，節約施工時間，加快施工進度，有利于降低整個項目的成本。

結語：住房和城鄉建設部制定的《建筑業“十二五”發展規劃》提出了，建設過程中藥堅持節能減排與科技創新的結合，推廣發展綠色建筑，工程建設全過程控制節能減排，實現生產過程的低耗、環保、高效；積極推動建筑工業化，提高建筑構配件的工業化制造水平，促進結構構件集成化、模塊化生產，鼓勵建設工程制造、裝配技術發展。綠色建筑的發展和預制結構的發展是相輔相成的，通過運用預制結構可以讓住宅更綠色，居住在其中的住戶享受更綠色的環境。

[1]. 中華人民共和國建設部. 綠色建筑評價標準[S]GB/T50378-2006，北京：中國建筑工業出版社，2006

[2].周鐘宏 李寧 殷寶才 張懷金. 高層預制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結構設計 江蘇建筑[J] 2013年3期

[3].吳敦軍 李寧 預應力混凝土疊合板在高層住宅中的應用研究 江蘇建筑[J] 2012年1期