裝配式建筑關鍵技術在綠色建筑中的應用

李 兵（國貿工程設計院， 北京 100037）

目前，越來越多的城市新建建筑開始實施綠色建筑標準。為實現“建筑與自然和諧共生”，在建筑全壽命期內，設計是非常重要的環節，決定了從建筑立項、選址到建造、使用諸環節對資源和環境的影響程度。綠色建筑的建設應依托于一系列適宜而必要的技術支撐，而裝配式建筑技術正是綠色建筑發展的最好抓手之一。

1 裝配式建筑技術優勢

大力發展裝配式建筑，對改變我國目前建筑業現狀，促進城鄉建設發展方式轉型升級具有重要意義。裝配式建筑的優勢主要體現在以下幾個方面：① 提高質量──構件尺寸精確、建筑品質精良；② 方便施工──工業生產優勢 、減少現場作業；③ 保護環境──減少施工垃圾 、降低噪聲影響；④ 縮短工期──精準控制進度 、有效縮短工期；⑤ 控制成本──降低人工成本 、減少材料浪費。

大力推廣裝配式建筑，減少建筑垃圾和揚塵污染，縮短建造工期，提升工程質量，加快推進以“標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、成品化裝修、信息化管理”為特征的建筑產業現代化，有利于提高勞動生產率、降低資源能源消耗、提升建筑品質和改善人居環境質量，有利于促進建筑產業的綠色化發展。

2 運用裝配式建筑技術滿足綠建評價要求

GB/T 50378─2014《綠色建筑評價標準》中第7章“節材與材料資源利用”分為“控制項”和“評分項”，“評分項”又分為“節材設計”以及“材料選用”兩部分，其中所包括的綠色建筑評價要求均可通過裝配式建筑相關技術實現，具體如下：

(1) 7.1.3 條要求：“建筑造型要素應簡約，且無大量裝飾性構件。”

裝配式建筑平面設計采用模數協調的方法整合開間、進深尺寸，將功能空間做成模塊，從而踐行少規格、多組合的設計原則，實現建筑立面設計的簡約。利用基本單元的變化組合形成多樣化的建筑平面，通過外墻材料、色彩、紋理的變化等來豐富立面效果。具體技術措施有：① 利用立面上有使用功能構件的光影效果，改善體型的單調感。可以充分利用陽臺、空調板、空調百葉等不同功能構件及組合方式形成豐富的光影關系，用“光”實現建筑之美。② 利用不同色彩和質感的變化實現建筑立面的多樣化設計，實現立面外墻構件的標準化和類型的最少化。建筑立面呈現出整齊劃一、簡潔精致、富有裝配式建筑特點的韻律效果。③ 立面裝修效果及裝飾材料應符合設計要求，預制外墻板可采用工廠預涂刷涂料、裝飾材料反打、肌理混凝土等裝飾一體化的生產工藝。

(2) 7.2.5 條要求：“采用工業化生產的預制構件”。這一條只有通過裝配式建筑來實現。

(3) 7.2.4 條、7.2.6 條要求：采用可重復使用的隔斷(墻)、采用整體化定型設計的廚房、衛浴間。

裝配式建筑要求全裝修設計，遵循建筑、裝修、部品一體化的設計原則，如采用輕質隔墻、集成式廚房、集成式衛生間部品一體化技術。

裝配式建筑的優勢在精確，關鍵在于集成。只有將建筑看作一個有機整體系統，才是真正意義上的裝配式建筑。

3 裝配式建筑關鍵技術應用舉例

裝配式建筑中預制構件連接節點的構造設計是裝配式設計的關鍵，決定著設計的成敗。預制外墻板的接縫、門窗洞口等防水薄弱部位的構造節點與材料選用應滿足建筑的物理性能、力學性能、耐久性能及裝飾性能的要求。

3.1 裝配式建筑中各類接縫設計

預制外墻板的各類接縫設計應滿足“構造合理、施工方便、堅固耐久”的要求，應根據工程實際和所在氣候區等情況，合理進行節點設計，滿足防水及節能要求。預制外墻板垂直縫宜采用材料防水和構造防水相結合的做法，可采用槽口縫或平口縫，如圖1 所示(尺寸單位：mm)。

圖1 外墻板豎向直縫示意圖

預制外墻板水平縫采用構造防水時宜采用企口縫或高低縫，如圖2 所示(尺寸單位：mm)。

圖2 外墻板水平直縫示意圖

預制外墻板的連接節點應滿足保溫、防火、防水以及隔聲的要求，外墻板連接節點的密封膠應具有與混凝土的相容性以及規定的抗剪切和伸縮變形能力，還應具有防霉、防水、防火、耐候性等材料性能。預制外墻板上的門窗安裝應確保連接的安全性、可靠性及密閉性，預制外墻板窗的上下口安裝分別如圖3、圖4 所示(尺寸單位：mm)。

圖3 窗上口安裝示意

圖4 窗下口安裝示意

3.2 裝配式建筑防水構造技術應用

預制剪力墻外墻板的接縫及門窗洞口是易發生滲漏的部位，是防水的關鍵部位。外墻縫(橫、豎)防水等問題需要更好的材料和辦法解決，目前國內的外墻板接縫防水薄弱部位主要采用結構防水、材料防水和構造防水相結合的做法。窗未在工廠預安裝，夾心保溫墻板洞口處在工廠預安裝用于固定窗框的防腐木磚等。目前我國及新加坡采用的防水構造有以下幾種做法。

3.2.1 我國北方裝配式建筑防水構造技術

我國北方地區預制剪力墻外墻板采用夾心保溫墻板，剪力墻之間豎向縫一般采用預留鋼筋現澆混凝土帶進行連接，形成了結構防水，外葉板及保溫層外伸作為豎向現澆帶的外模板所形成的縫需進行保溫及防水處理。剪力墻水平縫處，設置現澆帶或現澆圈梁，并通過灌漿套筒實現上下墻體的連接，形成了結構防水，外葉板上下做企口構造并對水平縫進行保溫及防水處理。接縫處的被襯材料采用聚乙烯塑料棒，密封材料采用硅橡膠填縫。有防火要求時，PE 棒后填塞巖棉。豎向縫采用防火、防水構造

3.2.2 我國南方裝配式建筑防水構造技術

我國南方地區預制剪力墻外墻板僅用于承重，不考慮保溫，一般在邊緣構件部分采用現澆混凝土進行水平鋼筋的連接，建筑外立面存在現澆的條帶，可視作結構防水，墻板下部節點采用的是平縫，水平縫、豎向縫均在接縫處用聚乙烯塑料棒作為被襯材料，再采用耐候膠填縫。

我國港臺地區裝配式建筑防水構造的主要特點如下：

(1) 香港公屋預制外墻板均無保溫，但窗在工廠與外墻板預裝，無滲漏問題。外墻板縫均采用結構防水，墻板下方做有披水構造防水，不再用防水材料處理。

(2) 臺灣潤泰采用預制框架結構，主要采用預制柱、疊合梁、疊合樓板、外掛墻板等構件。由于是預制外墻掛板，因此對防水材料變位的要求較高，除了主要對 3 個部位(建筑主體、板面涂料、縫嵌膠條)進行防水外，還特別采用了“關節式”防水和導水排水方式：在預制板周邊加設一道韌帶加強，以有效抵抗變位，通過現場預制構件拼接實現二道防水；導水排水則是連通豎向縫在下方每隔幾層做斷水及排水口。

3.2.3 新加坡裝配式建筑防水構造技術

新加坡組合房屋的預制外墻板一般不做保溫，僅在東西山墻采用預制夾芯板(30 mm 厚巖棉)。窗是在預制加工廠與墻板一體澆筑完成的，無滲漏，但考慮多雨，所有外墻板的接縫部位采用結構防水、材料防水和構造防水。在工程設計和施工中針對外墻板所處的位置不同，提供不同的防水構造，考慮比較細致，特殊部位有特殊構造，對防水材料的選用及耐久性也有較高要求。防水構造一般有以下幾種方法：① 直接淋水板端采用企口構造，采用水泥砂漿座漿后，采用浸瀝青海綿條進行填塞，外墻板下端室內采用防水材料進行角部加強。② 不直接淋水外墻板采用水泥座漿后，板下端內外均采用防水材料進行角部加強。③用于有水房間時，均做混凝土坎墻上翻。④ 外墻板側邊連接時，水平縫局部采用防水片材做成“雨披”形式進行防水加強，垂直縫采用水泥砂漿灌縫后，在迎水面填塞聚乙烯泡沫棒，再用耐候膠密封處理。

4 結 語

裝配式建筑在建設過程中應優先考慮生態環境問題，而利用裝配式建筑的先進建造方式提供成熟、成套技術，促進綠色建筑的發展是當前我國建筑業的重要任務。希望通過沉淀本土經驗、借鑒國際先進技術，深入研究裝配式建筑技術，加快推動我國綠色建筑的發展。