綠色建筑背景下裝配式建筑施工技術(shù)的應(yīng)用

賀緒仲

(晉城市金建建筑有限公司 山西 晉城 048000)

1 裝配式建筑

進(jìn)入到二十一世紀(jì)后,我國科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。建筑業(yè)是我國支柱產(chǎn)業(yè)中的一種,科學(xué)技術(shù)同樣為建筑業(yè)發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用。尤其是信息工業(yè)化、建筑科技化發(fā)展背景下,很多發(fā)達(dá)國家裝配式建筑施工技術(shù)逐漸成熟,裝配式建筑市場(chǎng)區(qū)域不斷擴(kuò)大,截止到2021年全球裝配式建筑市場(chǎng)區(qū)域結(jié)構(gòu)如下圖(圖1)。由于裝配式建筑具有諸多優(yōu)勢(shì),其逐漸滲透到建筑業(yè)各個(gè)項(xiàng)目中。尤其是城市化建設(shè)進(jìn)程加快,為了滿足建筑項(xiàng)目周轉(zhuǎn)需求,很多建筑工程項(xiàng)目工期緊張,通過裝配式建筑模式,能切實(shí)提升施工進(jìn)度。實(shí)際上,裝配式建筑指的是將事先加工好的構(gòu)件,在施工場(chǎng)地進(jìn)行有效安裝。由于相關(guān)構(gòu)件可以在加工廠中進(jìn)行預(yù)加工,實(shí)現(xiàn)了大批量加工,能夠?qū)崿F(xiàn)加工與安裝同時(shí)進(jìn)行的目的,對(duì)提高施工進(jìn)度有很大幫助。當(dāng)前,裝配式建筑結(jié)構(gòu)包括簡(jiǎn)易木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等,利用標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)與加工流程,同時(shí)利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備等,實(shí)現(xiàn)了智能化安裝。

圖1 2021年全球裝配式建筑市場(chǎng)區(qū)域結(jié)構(gòu)(%)

建筑信息化是我國建筑行業(yè)發(fā)展重要方向,是節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略下推動(dòng)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要措施。通過裝配式建筑,還能夠緩解城市住房緊張問題。當(dāng)前裝配式建筑包括多層、單層以及高層建筑,而結(jié)構(gòu)以大開間為主,同時(shí)還包括全預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)、鋼架構(gòu)。利用復(fù)合墻體替代傳統(tǒng)的鋼筋混凝土墻,在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配,大大減輕了材料的重量,施工難度降低。綠色建筑背景下,裝配式建筑與綠色理念相符,與傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)相比,其能夠降低資源消耗,對(duì)周邊環(huán)境的干擾也相對(duì)較小,當(dāng)前很多城市中都開始大面積推廣裝配式建筑施工技術(shù)。

2 裝配式建筑施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

建筑行業(yè)發(fā)展過程中,在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),也造成了大量資源消耗,環(huán)境污染問題也逐漸嚴(yán)重,綠色建筑理念在此基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生,意在能夠降低建筑資源消耗,起到建筑業(yè)與環(huán)境和諧發(fā)展的效果。裝配式建筑施工技術(shù)正是在這一背景下產(chǎn)生,其主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:

2.1 有利于縮短工程建設(shè)周期

對(duì)于裝配式建筑來說,主要的建筑構(gòu)件都可以事先在加工廠加工,通過合理的施工方案,可以在構(gòu)件加工的同時(shí)進(jìn)行裝配施工,兩者同時(shí)進(jìn)行,讓施工效率大大提升。將預(yù)先生產(chǎn)后的建筑構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)中,按照裝配施工圖紙進(jìn)行安裝。現(xiàn)代化建筑發(fā)展中,利用相關(guān)機(jī)械設(shè)備完成安裝,讓整個(gè)安裝過程十分順暢,還能降低人工操作帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)、質(zhì)量隱患,有效縮短建筑工程建設(shè)周期。

2.2 施工環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單、便捷

采用裝配式建筑施工技術(shù),與傳統(tǒng)建筑施工模式相比更為方便,絕大多數(shù)施工結(jié)構(gòu)采取安裝模式,具有統(tǒng)一的安裝施工標(biāo)準(zhǔn),省去了復(fù)雜繁瑣的施工程序,讓整個(gè)施工過程更加便捷。在加工廠內(nèi)進(jìn)行大批量構(gòu)件生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)機(jī)械化加工,大大簡(jiǎn)化了施工過程。

2.3 符合節(jié)能減排理念

綠色建筑理念作為當(dāng)前建筑行業(yè)重要理念,其主要目的在于控制污染物的排放量,降低相關(guān)資源消耗。采用裝配式建筑施工技術(shù),將施工材料在加工廠中進(jìn)行預(yù)加工,改變了傳統(tǒng)建筑施工模式,避免了現(xiàn)場(chǎng)施工造成的環(huán)境污染問題,同時(shí)廢物排放也能德奧控制。原材料在工廠加工,借助于數(shù)控技術(shù)、流水線設(shè)計(jì)與加工,提高了材料利用率,減少資源浪費(fèi)。

2.4 有助于促進(jìn)綠色材料使用

裝配式建筑施工技術(shù)運(yùn)用,讓綠色建筑材料得到廣泛的推廣。傳統(tǒng)的建筑施工體系中,主要體現(xiàn)在鋼筋混凝土施工、鋼結(jié)構(gòu)施工兩個(gè)方面,而裝配式建筑施工利用預(yù)加工+現(xiàn)場(chǎng)安裝的模式,施工材料加工過程中,按照裝配需求,將綠色環(huán)保材料引入到建筑中。利用鋼結(jié)構(gòu)材料,其不僅具有良好的材料性能,在拆除后還能夠重復(fù)利用,建筑材料利用率更高。

3 綠色建筑背景下裝配式建筑施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用

3.1 優(yōu)化PC構(gòu)件設(shè)計(jì)

PC構(gòu)件作為裝配式建筑常見部分,同時(shí)PC構(gòu)件也是容易發(fā)生資源浪費(fèi)及環(huán)境污染的重要環(huán)節(jié),只有強(qiáng)化PC 設(shè)計(jì)優(yōu)化工作,才能解決上述問題。具體優(yōu)化過程中,可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)塔吊吊裝能力、位置等,對(duì)預(yù)制樓梯重量進(jìn)行適當(dāng)減輕,還可以采用疊合陽臺(tái),這樣不僅減輕了預(yù)制構(gòu)件重量,保證了其質(zhì)量,同時(shí)還能降低原材料使用量,避免相關(guān)質(zhì)量通病發(fā)生。同時(shí),在陽臺(tái)、空調(diào)板、飄窗以及樓梯位置預(yù)制過程中,應(yīng)該充分考慮建筑外墻保溫層厚度,同時(shí)結(jié)合百葉尺寸、空調(diào)位置等,保證預(yù)制生產(chǎn)質(zhì)量。另外,還可以采用BIM 技術(shù)、CAD 技術(shù)等進(jìn)行建模,對(duì)PC 構(gòu)件每一個(gè)安裝節(jié)點(diǎn)實(shí)施建模,保證設(shè)計(jì)精度,通過可視化施工解決土建與安裝之間的協(xié)調(diào)問題,避免出現(xiàn)返工問題[1]。

3.2 成套裝配技術(shù)

按照裝配式建筑施工設(shè)計(jì)要求,采用定制構(gòu)件的方式,將樓梯、陽臺(tái)、墻板、梁柱及各個(gè)連接件在車間進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn),根據(jù)不同單元質(zhì)量要求,對(duì)混料配比進(jìn)行嚴(yán)格控制,避免在灌澆環(huán)節(jié)發(fā)生裂紋、麻面等問題,施工現(xiàn)場(chǎng)安裝裝配標(biāo)準(zhǔn)將這些構(gòu)件組裝起來。當(dāng)前,隨著成套裝配技術(shù)的發(fā)展,利用樣板間模式,客戶可以根據(jù)樣板間選擇房屋結(jié)構(gòu),根據(jù)客戶的選擇實(shí)現(xiàn)流水線作業(yè),大大提升了裝配施工效率,還能夠降低整體成本。當(dāng)然,對(duì)于客戶個(gè)性化需求,也可以采取定制預(yù)制模式。在傳統(tǒng)建筑工程施工模式下,主體施工完成后需要借助腳手架、吊籃等開展外墻裝飾作業(yè),而利用成套裝配施工技術(shù),采用外墻裝飾技術(shù)一次澆筑成型,大大節(jié)約人力資源[2]。

3.3 套筒灌漿施工技術(shù)

與傳統(tǒng)建筑施工技術(shù)相比,裝配式建筑在節(jié)能環(huán)保層面上具有明顯優(yōu)勢(shì),其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,得到了各部門的高度重視。通過套筒連接模式,能夠保證構(gòu)件裝配節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性,促進(jìn)裝配式建筑整體質(zhì)量提升,是裝配式建筑中必不可少的一部分。對(duì)于鋼筋構(gòu)件連接,傳統(tǒng)的焊接方式容易出現(xiàn)焊接不牢、焊接點(diǎn)銹蝕等問題,而借助于套筒灌漿技術(shù),在凹凸性狀的圓形套筒中灌注預(yù)先配制的漿料,讓鋼筋緊密的連接起來,套筒灌漿施工平面解析圖如下(圖2)。該技術(shù)具有極強(qiáng)的抗拉、抗壓能力,利用套筒間作用讓鋼筋連接更加緊密,對(duì)提升裝配式建筑質(zhì)量效果顯著。漿料凝固后可以滿足一級(jí)接頭標(biāo)準(zhǔn)。節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量關(guān)系到裝配式建筑整體質(zhì)量,引入套筒灌漿技術(shù)保證鋼筋節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量,注漿口能夠形成剛性的連接點(diǎn),但這種施工工藝相對(duì)復(fù)雜,工程造價(jià)相對(duì)較高,具體施工中必須保證灌漿飽滿,提升鋼筋連接性能,確保套筒材料的質(zhì)量,為裝配式建筑施工效果奠定基礎(chǔ)。

圖2 套筒灌漿施工技術(shù)平面解析

3.4 門窗預(yù)制技術(shù)

門窗是建筑節(jié)能重要部分,傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目中,通常采用預(yù)留洞口的方式進(jìn)行門窗施工,在安裝門窗后利用相關(guān)材料將多與空隙填滿。但這種方式不僅整體美觀度較差,同時(shí)也容易出現(xiàn)滲漏等問題。裝配式建筑模式下,可以通過預(yù)制門窗方式,在墻板預(yù)制中需要根據(jù)裝配圖紙的相關(guān)要求,將門窗框的位置預(yù)留出來,利用門窗洞口模板對(duì)門窗框散水坡、砌口以及滴水線進(jìn)行一次澆筑定型,保證尺寸精確。完成門窗預(yù)制后,能夠保證其與房屋主體一同安裝,避免門窗發(fā)生泄漏,同時(shí)也能夠提升建筑整體美觀度。

3.5 防水保溫技術(shù)

防水保溫作為房屋建筑施工中的重點(diǎn)項(xiàng)目,傳統(tǒng)的房屋建筑施工中,房屋整體防水保溫、屋頂防水等工作,都是在后期開展,各部位防水保溫需要單獨(dú)施工,不僅耗時(shí)耗力,同時(shí)加上高層、超高層建筑中,建材運(yùn)輸難度增加,高空作業(yè)會(huì)導(dǎo)致施工危險(xiǎn)系數(shù)增加。通過裝配式建筑模式,能夠避免上述問題,利用磨具能夠?qū)⑺枰牧现黧w進(jìn)行澆筑成型,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高。保溫施工環(huán)節(jié)中,可以將保溫材料置于墻體中,采取預(yù)制保溫施工技術(shù),不僅可以提升建筑保暖性,在防火、隔音等方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。

3.6 裝飾施工技術(shù)

裝配式建筑裝飾工作通常利用PC 構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù),樹立提質(zhì)增效、降低成本的指導(dǎo)思想,借助PC 構(gòu)件技術(shù)開展裝飾施工。在屋面區(qū)域內(nèi),應(yīng)該合理設(shè)置泛水構(gòu)件、排水天溝構(gòu)件,提升整體排水性能,同時(shí)還能發(fā)揮裝飾效果。在拼裝施工模式下,人工工作量大大降低,裝飾施工效率明顯提升,成本大大降低。利用PC構(gòu)件設(shè)計(jì)出建筑圍擋結(jié)構(gòu),替代了混凝土裝飾環(huán)節(jié),可以將其直接鋪貼在地面層當(dāng)中,裝飾效果明顯,混凝土使用量大大降低,符合節(jié)能環(huán)保理念。

4 綠色建筑背景下裝配式建筑施工技術(shù)應(yīng)用措施

我國建筑行業(yè)正在向著可持續(xù)方向發(fā)展,必須不斷引入先進(jìn)技術(shù),提升裝配式施工水平,利用有效的輔助工具,強(qiáng)化裝配式建筑管理,促進(jìn)裝配式建筑施工項(xiàng)目效益最大化目標(biāo)。

4.1 強(qiáng)化施工管理

為了進(jìn)一步推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展,需要從強(qiáng)化管理入手,落實(shí)每一個(gè)裝配施工環(huán)節(jié)的管控。例如,在以往轉(zhuǎn)角板運(yùn)輸、安裝中,容易發(fā)生破損問題,對(duì)裝配式建筑施工質(zhì)量造成影響。為了避免轉(zhuǎn)角板質(zhì)量受損,可以引入“L 型”轉(zhuǎn)角板吊具,可以起到分散拉力的作用,從而確保轉(zhuǎn)角板質(zhì)量。同時(shí),平板護(hù)角設(shè)置過程中,應(yīng)該結(jié)合型號(hào)、種類等,選用橡膠護(hù)角,在預(yù)制工廠完成生產(chǎn)加工,在轉(zhuǎn)角板上套上護(hù)角,避免在運(yùn)輸、安裝中發(fā)生磨損,同時(shí)還能保證平板護(hù)角循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約。

4.2 落實(shí)推廣

在裝配式建筑推廣過程中還存在一定的不足,包括缺少行業(yè)規(guī)范、回報(bào)率偏低、工業(yè)化程度不高、建筑自身格局局限性等。

因此,第一,國家通過出臺(tái)相關(guān)政策,完善裝配式部件標(biāo)準(zhǔn),為構(gòu)件工廠化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ);第二,地方政府可以利用回遷項(xiàng)目推廣裝配式建筑,在城市中樹立裝配式建筑標(biāo)桿,切實(shí)提升裝配式普及范圍;第三,政府采取一定的政策補(bǔ)助措施,通過獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)方式,為推廣裝配式建筑提供幫助;第四,加強(qiáng)裝配構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展,通過發(fā)展能夠大批量生產(chǎn)裝配式構(gòu)件的廠商,為裝配式建筑發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

通過上述分析可知,綠色建筑理念是當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展必須遵循的理念,裝配式建筑施工技術(shù)符合綠色施工理念,能夠節(jié)約建筑材料,避免資源浪費(fèi),同時(shí)能夠減少環(huán)境污染問題。

在具體施工過程中,必須強(qiáng)化管理,同時(shí)采取有效的推廣措施,提高裝配式建筑普及率,為建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供助力。