裝配式建筑在綠色建筑中的應用分析

周康

【摘要】當前我國正在推進產業轉型升級和環境治理，民眾也自覺參與到綠色、環保、低碳的行動中。然而，傳統建筑行業仍處于粗放和勞動密集階段，施工過程中伴生的資源消耗量大、標準化程度低、環境污染嚴重、工期安全質量難以控制等問題，使得傳統建筑行業弊端凸顯，亟需向綠色節約、標準化、信息化等方向轉型升級。裝配式建筑可以有效地節約資源，改善生活環境，提高施工效率，因而得到了更為廣泛的應用。文章分析了裝配式綠色建造方式的特點和優勢，介紹了裝配式技術的主要應用方向，以及闡述了裝配式建筑與綠色建筑融合發展的未來趨勢，以期對我國綠色建筑技術的推廣起到積極作用。

【關鍵詞】建筑業;裝配式建筑;綠色建筑 ? ? 【中圖分類號】TU741 ? ?【文獻標識碼】A

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.06.

引言：

綠色建筑背景下裝配式建筑的發展解決了建筑生態轉型對節約資源、減少浪費等諸多方面的問題，相比較傳統建筑模式，裝配式建筑利用計算機技術可以提前對建筑主體結構形態、材料的選擇、空間布局等進行調整，并對不同建筑結構的直接成本、間接成本等進行預測，從而實現綠色建筑背景下關于建筑節能、環保等方面的相關要求，推動傳統建筑形態的轉型發展，為裝配式建筑設計的推廣應用奠定基礎，同時也能夠形成差異化的裝配式建筑應用形態，為人們提供更加舒適、健康和安全的建筑。

1、裝配式建筑概述

1.1 裝配式建筑的發展

隨著互聯網等信息技術的快速發展，作為我國國民經濟的重要支柱產業之一的建筑行業也迎來了新的發展機遇。裝配式建筑就是通過裝配技術提高建筑的工業化水平，將部件預制，并進行模塊化組裝，產品部件可以部分或者全部由工廠完成生產，運到施工現場后，根據不同的部件選擇不同的吊裝方法，讓機械設備完成所有的安裝，安裝后符合設計要求、結構荷載并且具有使用功能的建筑就叫作裝配式建筑。裝配式建造技術就是傳統的建筑施工工法和新技術融合的產物。裝配式建筑形式分為三種：高層、多層、單層。結構主要包括開間、鋼架結構、全預制裝配結構。當前，裝配式建筑隨著BIM技術的發展，已經在我國得到了有效推廣，基于大量的工程實踐以及不斷進行的綠色建造技術的嘗試可以得出，裝配式綠色建筑技術有助于建筑行業的高質量發展。

1.2 裝配式建筑工程與普通建筑工程管理的區別

通常來說，裝配式建筑工程管理相較于常規建筑工程管理的主要區別在于工程規模較大，需要應用到的構件類型較多，在實施管理活動時，需要在關注材料質量的基礎上，重點關注構件的生產質量以及安裝質量。在施工的過程中，還需要對各類吊裝作業嚴加管控，確保吊裝過程中的施工質量。除此以外，在施工現場，需要做好各部門以及各流程的協調管理，安全管理的難度也較高，在施工的過程中需要對預制構件的生產安裝以及成品保護展開精細化管理，以保障后續施工的質量水平。

1.3 優勢

（1）加強資源利用效率的提升，在當前的裝備式建筑建設過程中，增強技術優勢的發揮，可以有效的提高資源的利用效率，利用疊合板進行安裝，可以減少木材與鋼材的使用，降低整體的成本投入。同時，減少了建筑垃圾的產生，降低了企業在廢棄物處理方面的成本，有效地提高企業的經濟效益。相比于傳統的混凝土施工而言，推行裝配式建筑，可以實現預制建材工廠化生產，加工耗材使用量較少，生產噪音較小，減輕了對周邊人群眾的影響，減少廢水以及有害物質的排放，滿足了建筑施工環保措施的要求。（2）提高時間成本的節約效率，傳統建筑在建設的過程中完成主體結構，要等待一定時間才能進行屋頂防水以及樓面工作施工，而裝配式建筑采用預制構件由標準化的工廠進行制作，對施工工藝進行應用與優化，在施工現場進行安裝，可以縮短施工的時間。同時，裝配式建筑施工中應用技術措施，加強各項技術的對接，在滿足主體結構設計要求的情況下，封頂可以實現外圍封閉，這能有效縮短工期，節約時間成本。

2、綠色建筑概述

2.1 綠色建筑理念

“綠色、環保、節能”是國家重要發展戰略之一，傳統建筑行業作為能源消耗嚴重、環境不友好行業，更應加強環境保護意識，樹立綠色發展理念。因此將綠色理念融入到建筑設計中意義重大，是建筑行業未來發展趨勢。綠色建筑是指在建筑設計施工階段，利用現有的資源，在保護環境的前提下，最大限度地使建筑達到“四節一環保”，實現建筑與自然和諧共存、資源可持續利用。2016年9月國務院出臺《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》明確要求提高綠色建材在裝配式建筑中的應用比例。

2.2 綠色建筑發展

（1）經過調查綠色建筑的發展現狀，主要存在兩個問題：①市場還未形成，據不完全統計，92%以上的人對綠色建筑的相關知識幾乎一無所知，就連部分從事建筑行業的人員也是知之甚少;②缺乏激勵機制，政府雖然鼓勵企業發展綠色建筑，但激勵程度不夠，企業無法支撐起運營維護成本而放棄繼續發展綠色建筑，使得國家提倡力度與地方企業實際落實程度差距過大。

（2）需要采取相關措施使得綠色建筑行業更好地發展：①綠色建筑成長空間巨大，發展前景開闊，應加強從業人員培訓，加大宣傳力度，提升人們對綠色建筑的普遍認同感，做大綠色建筑市場規模，提高其市場競爭力;②各個地區應根據其地區發展程度因地制宜，結合綠色建筑設計技術標準，制定未來短期及長期的發展戰略，完善其相關的行業市場管理體制，設立綠色建筑評價標準及相應的設計標識，嚴格把守各個方面的規定相關，以完善綠色建筑評估機制。

3、超低能耗裝配式建筑的發展情況

我國在超低能耗裝配式建筑相關技術的研究上，給予了高度重視。為了促進城市綠色低碳發展，推動生態文明建設，自2009年起，中華人民共和國住房和城鄉建設部對節能科技做出了重要的指示，拉開了我國裝配式建筑研究的序幕，并且在2010年的上海世博會上，展出了我國首個超低能耗裝配式建筑“漢堡之家”。為了加快裝配式建筑研究進程，我國加深了與德國在這一領域的合作，積極參與寒冷地區被動式建筑的應用研究，并且取得了非常不錯的成果。尤其是隨著建筑施工工藝的改良，我國裝配式建筑施工技術的逐漸普及和規范化，進一步提高了建筑施工階段的節能水平，將裝配式建筑理念融入建筑施工中，完善了建筑各個階段的節能減排制度。目前，我國超低能耗裝配式建筑相關技術已經躋身國際先進水平。在裝配式建筑設計施工中，雖然有效節約了一定的施工材料，但對于預埋件、螺栓等結構件的使用大幅增加，導致最終的節約成效有限。并且，受到生產裝配式材料的廠家模具尺寸與運輸車輛尺寸的限制，生產的預制構件不能超過要求的尺寸范圍，否則很難運輸與安裝，特別是大型混凝土構件還應在施工現場制作。裝配式建筑對于大型吊裝機械有著很高的要求，對于相關的施工人員也有著很高的要求，為了節約運輸成本，預制件生產廠家不能與施工現場有太遠的距離，否則會增加運輸成本，不能很好地實現資源的節約效果。gzslib202204031516

4、裝配式建筑在綠色建筑中的應用分析

4.1 一體化成套裝配

預制是裝配式綠色建筑技術發展的重要前提。所有的產品部件，可以根據設計師的設計打樣，按照尺寸進行高精度的生產。在生產的過程中，廠家還可以針對不同的建造場景進行更佳的材料配比。所有的預制構件，在工廠生產、運輸到工地再進行裝配式安裝。一體化成套裝配技術的應用，提高了效率、節約了成本、減少了污染，計算機技術的應用還使定制、個性化變得簡單。

4.2 裝配式構件的深化設計

裝配式構件的深化設計實質上是在構件優化設計的基礎上，對住宅構件進行綜合的專業設計。這是基于綠色施工管理理念裝配式住宅施工的關鍵環節，在傳統住宅設計過程中是不具備的。裝配式住宅構件的深化設計，首先需要學習專業住宅設計者的設計經驗，并搜集客戶的不同需求，經過綜合分析后將其體現在圖紙中，完成這一過程需要設計者和施工人員的共同參與。依照目前的建筑施工實際情況，生產廠家會收集各個設計單位的設計想法。由于構件生產廠家不具備專業的管理知識，所以通常不能取得明顯的設計效果。裝配式住宅構件的深化設計需要交由總包單位負責，因為總包單位綜合能力強，且建筑施工經驗非常豐富，能將各個設計單位提出的專業意見整合到一起，形成一個有效的解決方案。除此之外，該方案還經過了施工單位的深化設計，即裝配式住宅構件廠根據構件生產技術，將解決方案細化，并將其體現在圖紙上，從而滿足設計單位預埋預留的要求。施工總承包單位對方案進行嚴格核驗，確保無誤后，按照施工方案進行施工。裝配式構件深化的重點是各個單位的設計需求，業主需求是整個構件深化設計的關鍵，在裝配式構件生產和安裝中起主導作用。其次是設計需求和專業需求，設計單位要盡可能滿足業主對建材的需求，構件深化設計時要考慮防水材料、給排水材料、水電預留材料的情況，綜合考慮各方需求和意見，從而形成最終的設計結果。裝配式構件深化設計有效率較高，基于綠色施工管理理念，可防止施工單位在建筑施工時出現錯誤，實現綠色化生產。

4.3 地面和抗震防火處理

為使地面施工達到最佳的施工效果，要注意材料的選擇，根據地面的厚度要求，選擇恰當的材料種類。比如，當地面厚度在20mm左右時，更適宜采用水泥砂漿材料;而地面厚度超過60mm的情況下，多選用復合式保溫板。為使得裝配式建筑中的地面施工可以達到最佳的效果，在保溫板的固定處理方面，首先需將地面做好平整處理，并涂上對應的涂層，在此基礎上才能進行保溫板的添加。地面施工時要結合總體的施工要求，進行施工方式的科學選擇，盡可能減小地面施工環節的損耗。裝配式建筑有著嚴格的防火要求，為提升建筑的防火性能，需從外墻和內墻方面來實施，因為內外墻采用的材料有所不同，外墻多以塊式混凝土掛板為主，而內墻則采用的是閉孔泡沫式條板，經由內外墻的有效配合，提升了裝配式建筑墻體的隔熱保溫性能。而墻體掛板中的鋼架結構嵌入，也就是在墻面內部進行鋼梁的安裝，在這一處理方式下，即使建筑構件受到了高溫條件的影響，出現斷裂、燃燒等的概率也大大降低，結構防火性能得以提升。針對裝配式建筑的抗震施工，可在墻面內部進行鋼柱、鋼梁的安裝，鑲嵌式連接所形成的鋼架結構和掛板，在建筑結構內形成了對應的圍護構架和承重結構，墻面穩定性增強的同時也使得裝配式建筑的抗震性得以提升。

4.4 預制疊合板安裝

在預制疊合板安裝施工技術應用的過程中，要將預制疊合板與作業層之間的距離進行合理的控制，確定疊合板的安裝方向，對方向進行調整，降低施工中的誤差。對預制疊合板安裝的方式進行選擇，要采用模數化吊裝的方式，在底部設置臨時的支架完成后可以對于支架進行拆除，在雙層結構安裝時，要結合工程的具體狀況，利用混凝土澆筑施工對于強度進行檢測，當強度達到標準后，拆除下一層的支架，保證整體的建設質量。

4.5 制定質量檢驗規范

我國當前的裝配式施工還存在很多問題，需要進一步完善和解決，優化施工技術可以提升裝配式建筑的整體質量，對裝配式建筑的施工環節進行相對應的質量檢測可以保證整體的建筑質量。例如在裝配式建筑施工過程中，施工人員需要將已有的鋼筋混凝土進行檢測，檢測其是否已經到達了合格標準。出臺更具體的質量技術工程，對裝配式施工工程的每個環節都提出具體的硬性要求，保證每一步操作都有相對應的標準可查。在具體的裝配式施工的工程中，管理人員可以及時發現施工過程中出現的不符合施工標準的安全隱患問題，及時采取補救措施，減少建筑施工過程中的安全隱患，保障施工人員的人身安全的同時，也可以減少企業資金的投入，為我國裝配式建筑工程的可持續發展提供良好的制度保障。

4.6 節約用水措施

傳統施工中，現澆和養護環節的水資源消耗量巨大，裝配式建筑主體結構施工中，經由裝配式技術的科學應用，可以省去現澆和養護環節，使得水資源用量顯著降低。工程實踐中，對于需要用水的施工環節，也可以通過技術手段，將水資源的消耗量控制在合理的范圍內。比如，在裝配式建筑周邊的綠化灌溉中，通過噴灌、微灌等節水技術的應用，就可以有效節約灌溉中的水資源;在供水設計方面，經由分區形式的供水設計，使得實際的供水壓力顯著減小，再通過供水管網中的高性能管材、閥門和附件使用，保障了供水系統內高效運轉，降低了供水系統內密封性不足所導致的水資源浪費。

5、裝配式建筑與綠色建筑融合發展

隨著信息技術時代的進步，各行業陸續進行了機械化、工業化改革，綠色發展理念也逐漸深入人心，傳統現澆式建筑能源消耗大、環境污染嚴重的問題一直為人們詬病。裝配式建筑應運而生，通過精確預制設計、批量工廠生產、現場集成施工的三合一建設體系，恰好達到未來建筑“四節一環保”的綠色理念，以此開辟了建筑行業發展的新道路。1）國家政策促使綠色裝配式建筑快速發展。我國早在十八大會議中就提出：未來經濟發展路線是以“綠色”作為基底，走向生態文明新時代。關于建筑行業，支持發展節能環保的綠色建筑，并以裝配式建筑作為重點發展對象。國家倡導全國發展裝配式建筑，鼓勵各個地區以兩個總目標為基礎，因地制宜，為裝配式建筑的發展提供助力。2）綠色裝配式建筑將成為建筑行業未來發展的趨勢。我國目前正處于轉型升級的關鍵時期，但是當下可再生能源消費占比增長緩慢、環境污染嚴重、人口老齡化等問題仍然十分嚴峻。面對這些現實的問題，建筑行業又該何去何從？裝配式建筑的工廠化生產減少了工人和建材的消耗量，也在一定程度上減輕了噪聲、粉塵等污染;綠色建筑利用環境中太陽能、風能等可再生資源，緩解了一部分能源問題;當二者結合，剛好與建筑綠色的未來發展理念重合。在價格成本方面，裝配式建筑的優勢并不明顯，但它可以通過合適的配套方案和建立良好的設計工具來降低在其設計、生產、運輸中增加的成本，比如通過精確測量來規模化生產預制構件，從而減少成本。考慮到在實現一定的規模效應后，建筑構件的成本也將明顯下降，而傳統建造產生的成本有著不可逆的上升趨勢，裝配式建筑的實際需求可能會實現更快的增長，最終成為市場化的最佳選擇。

結束語：

如何在進行大體量建造的同時，節約資源、保護環境，做到可持續發展，一直是建筑行業發展中需要解決的重要問題之一。基于綠色建筑的裝配式建筑技術的發展和應用，尤其與信息技術的融合，以科學、高效、低碳為目標，為建筑行業的碳中和帶來了新思路，也為進一步推進建筑行業的供給側結構性改革和高質量發展奠定了技術基礎。

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