綠色建筑背景下裝配式建筑技術(shù)的應用

文／齊雙雙 濰坊昌大建設(shè)集團有限公司 山東濰坊 261061

引言：

裝配式建筑是一種新型建筑模式，其簡化了傳統(tǒng)建筑建造流程，具有施工效率高、工期短、成本低等優(yōu)勢。近年來，隨著我國國民生活水平不斷提升和社會生產(chǎn)力不斷發(fā)展，人們對建筑的要求也越來越高，除了追求良好的建筑使用功能以外，亦追求建筑的綠色性能。綠色發(fā)展是現(xiàn)代建筑業(yè)發(fā)展的中心思想，因此在裝配式建筑建設(shè)中也應注重打造綠色建筑。

1、相關(guān)概念簡介

1.1 綠色建筑

建筑業(yè)屬于社會中污染與能耗較大的一個行業(yè)，過去很長一段時間，在我國建筑業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展過程中存在著嚴重的環(huán)境污染和資源能源浪費現(xiàn)象，這顯然與當前的生態(tài)文明建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求背道而馳，在此背景下，發(fā)展綠色建筑成為了建筑業(yè)的必然趨勢。尤其是自黨的18 屆五中全會提出“綠色發(fā)展”理念后，建筑業(yè)的發(fā)展也必須要以綠色發(fā)展為基本原則，積極建設(shè)綠色建筑。簡單來說，綠色建筑就是一種致力于實現(xiàn)節(jié)約資源、減少污染、保護環(huán)境、與自然和諧共生，提供健康、適用、高效的使用空間的建筑。綠色建筑要求在建筑全壽命周期內(nèi)盡可能將對各種資源能源的消耗量控制在最低水平，并達到各種污染物質(zhì)，如廢氣、廢水、廢渣等的排放量最低化。建設(shè)綠色建筑的根本目的，是實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與建筑的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1.2 裝配式建筑

裝配式建筑就是由預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件在施工現(xiàn)場裝配而成的建筑。裝配式建筑在建造模式上可以類比為機械設(shè)備的生產(chǎn)模式，也就是先提前在零部件工廠中加工好各類零部件，再將零部件統(tǒng)一運送到機械設(shè)備生產(chǎn)工廠中拼裝組合成機械設(shè)備產(chǎn)品。總的來說，裝配式建筑的特征和優(yōu)勢主要有以下幾點：一是標準化設(shè)計。裝配式建筑在設(shè)計中是基于一定的共性條件對各類預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件實施統(tǒng)一的標準以及采取統(tǒng)一的模式。二是工廠化生產(chǎn)。裝配式建筑在建造中是遵照特定的標準提前批量化生產(chǎn)品質(zhì)統(tǒng)一的預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。三是綜合成本低。由于裝配式建筑減少了現(xiàn)場施工、實現(xiàn)了預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的批量生產(chǎn)，所以也大大降低了建筑成本。四是環(huán)保節(jié)能。裝配式建筑在建造中往往無廢料且少污染。

2、綠色建筑背景下裝配式建筑技術(shù)的應用原則

2.1 整體規(guī)劃原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術(shù)應用實踐中，必須要充分遵循整體規(guī)劃原則。裝配式建筑乃是城市的重要組成，因此在其設(shè)計和建造過程中，必須要對城市的整體規(guī)劃做出充分考慮，與城市生態(tài)文明建設(shè)、經(jīng)濟發(fā)展等有機結(jié)合，也就是將裝配式建筑的建設(shè)與城市規(guī)劃建設(shè)中的眾多重要因素之間形成密切的聯(lián)系。

2.2 以人為本原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術(shù)應用實踐中，必須要充分遵循以人為本原則。“以人為本”的理念起源于古希臘哲學家普羅泰戈拉的著名論斷“人是萬物的尺度”，其強調(diào)在美觀的同時，根據(jù)人的生活習慣和操作習慣來創(chuàng)造方便人的事物，追求既能滿足人對功能方面的訴求、又能滿足人心理方面的需要。裝配式建筑是的本質(zhì)功能是為人提供服務，因此在其設(shè)計和建造過程中必須要重視人本性，充分體現(xiàn)出對人的尊重、理解和支持。

2.3 因地制宜原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術(shù)應用實踐中，必須要充分遵循因地制宜原則。“因地制宜”的釋義是根據(jù)不同地區(qū)、不同環(huán)境的具體情況而制定具有針對性的、適宜的辦法，其在裝配式建筑設(shè)計和建造過程中的具體表現(xiàn)即是根據(jù)當?shù)貙嶋H自然環(huán)境、資源條件、風俗文化等來開展具體的工作，以盡可能提高建筑與當?shù)刈匀痪坝^之間的協(xié)調(diào)性、方便資源調(diào)度利用以及充分體現(xiàn)審美與文化。

2.4 生態(tài)保護原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術(shù)應用實踐中，必須要充分遵循生態(tài)保護原則。在傳統(tǒng)粗放式經(jīng)濟發(fā)展模式下，人們是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價來發(fā)展經(jīng)濟，其雖然推動了社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，但伴隨而來的環(huán)境污染問題卻日益加劇。近年來，隨著人們環(huán)保意識的不斷提升，越來越強調(diào)在發(fā)展經(jīng)濟的同時保護生態(tài)環(huán)境，這點在裝配式建筑建設(shè)中也應有所體現(xiàn)。基于生態(tài)保護方面的要求，在裝配式建筑設(shè)計和建造過程中應做到順應自然，尊重自然界的客觀規(guī)律，積極尋找親近自然之道，使自身成為城市整體生態(tài)構(gòu)成中的一部分，有效維護城市發(fā)展與生態(tài)保護間的和諧關(guān)系。

2.5 節(jié)能降耗原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術(shù)應用實踐中，必須要充分遵循節(jié)能降耗原則。隨著現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展速度的不斷加快，人們對能源的需求也越來越高，但能源并非取之不盡用之不竭的，只有在發(fā)展的同時注重節(jié)能降耗，才是長遠之道。同樣，在裝配式建筑的發(fā)展中也應注重節(jié)能降耗，即在裝配式建筑設(shè)計和建造過程中盡可能提高資源能源利用效率、減少資源能源浪費以及優(yōu)先選擇使用可再生資源能源。

2.6 成本節(jié)約原則

在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術(shù)應用實踐中，必須要充分遵循成本節(jié)約原則。成本問題是在任何工程建設(shè)中都必須要高度重視的一項問題，在裝配式建筑建設(shè)中也不例外。雖然裝配式建筑的各方面建設(shè)要求均遠高于普通建筑，但其要求的實現(xiàn)卻不能以一味增加成本為代價，而應在切實保證滿足相關(guān)建設(shè)要求的前提下，最大限度降低成本，減少不必要的支出。

3、綠色建筑背景下裝配式建筑設(shè)計技術(shù)的應用

在綠色建筑背景下裝配式建筑設(shè)計中，主要需應用到先進的BIM 技術(shù)。BIM 技術(shù)即建筑信息模型，該技術(shù)是基于建筑的各項真實信息數(shù)據(jù)構(gòu)建工程三維BIM 模型，對建筑工程進行仿真模擬。BIM 技術(shù)主要具有模擬性、協(xié)調(diào)性、可視化等優(yōu)勢。在綠色建筑背景下裝配式建筑設(shè)計中，只需在BIM 系統(tǒng)中輸入工程的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建出相應的工程三維BIM 模型，即能夠清晰全面地展示出裝配式建筑設(shè)計方案，從全局上把控設(shè)計中的數(shù)據(jù)修改問題；其次，BIM 設(shè)計本質(zhì)是利用了“族”的方式來體現(xiàn)裝配式建筑中的各類結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，依托BIM 系統(tǒng)中自帶的Revita、MagiCAD 等先進繪圖軟件和插件，可以根據(jù)實際需求對各類結(jié)構(gòu)和構(gòu)件做出任意調(diào)整和修改，并精準確定它們的具體位置，實時掌握它們在不同位置時的具體表現(xiàn)情況，從而指導裝配式建筑設(shè)計優(yōu)化；再者，BIM 系統(tǒng)中還自帶碰撞檢測功能，可實現(xiàn)對裝配式建筑設(shè)計方案的高效化、智能化、精準化碰撞檢測，并指導進行設(shè)計方案改進。

4、綠色建筑背景下裝配式建筑施工技術(shù)的應用

4.1 預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件準備

在綠色建筑背景下的裝配式建筑施工前，先要做好相關(guān)預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件準備。一般情況下，裝配式建筑中比較主要的預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件有預制墻板、預制疊合板、預制樓梯板、預制陽臺板、預制空調(diào)板等，既要確保這些預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量合格且符合工程標準要求，又要確保將它們完好無損地運輸至施工現(xiàn)場。

4.2 臨時運輸?shù)缆窚蕚?/h3>

臨時運輸?shù)缆窚蕚涫蔷G色建筑背景下裝配式建筑施工準備的一項關(guān)鍵內(nèi)容，通常裝配式建筑施工現(xiàn)場所開辟的臨時運輸?shù)缆沸鑼}庫、加工廠、預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件堆場、實際施工點等地方有效地貫穿起來，道路地面需進行硬化處理和排水處理，并根據(jù)實際運貨量需求及消防需求等來合理選擇使用雙行道或單行循環(huán)道。

4.3 鋁模爬架一體化施工技術(shù)

在綠色建筑背景下的裝配式建筑施工中經(jīng)常需應用到鋁模爬架一體化施工技術(shù)。該技術(shù)是將鋁合金模板、全鋼智能爬架、外墻全現(xiàn)澆、樓層截水系統(tǒng)、全工序穿插等工藝有機結(jié)合起來，以實現(xiàn)外墻免抹灰及主體結(jié)構(gòu)、土建、裝修、機電安裝施工過程中各工序的全穿插與無縫對接，從而可以大幅度縮短工期。鋁模可以結(jié)合建筑外圍護結(jié)構(gòu)，確保混凝土測試數(shù)據(jù)符合建筑施工標準，真正達到薄層抹灰、零抹灰；爬架可以提高防護效果，并有利于提高整體美觀程度。在具體施工中，第一步是進行鋁模施工，先對PC構(gòu)件進行吊裝，綁扎局部大梁鋼筋，再對鋁膜進行安裝，并對鋁膜的位置進行檢查、調(diào)整，最后對疊合板進行吊裝；第二步是搭建爬架，應根據(jù)工程整體結(jié)構(gòu)布局、預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件、塔式起重機、鋁模樣式等實際情況制定科學、合理的爬架搭建方案，確保塔式起重機與爬架爬升的附著位置均避開爬升軌道，且穩(wěn)固地固定在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)上；第三步是穿插提效一體化施工，即以“預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件+鋁模+爬架”的體系進行一體化施工。

4.4 預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件安裝技術(shù)

在綠色建筑背景下的裝配式建筑施工中，預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件安裝技術(shù)乃是最關(guān)鍵的施工技術(shù)之一。其中，在PC板安裝中，首先要在吊裝過程中預留好吊環(huán)，然后檢查確認PC 板安裝位置是否準確、PC 板與預制板之間有無裂縫，最后嚴格按照相關(guān)規(guī)范開展混凝土澆筑作業(yè)；在預制疊合板和陽臺板安裝中，多是選擇采用模數(shù)化吊裝安裝技術(shù)，在實際安裝過程中注意要保證安裝的平穩(wěn)性，加強對構(gòu)件連接處的控制，根據(jù)實際情況選擇機械式連接方式或者現(xiàn)澆式連接方式；在剪力墻施工中，需重點關(guān)注預制剪力墻結(jié)構(gòu)的連接問題，根據(jù)實際情況選擇使用機械連接技術(shù)、漿錨連接技術(shù)或是套筒連接技術(shù)。

4.5 現(xiàn)場混凝土澆筑技術(shù)

雖然裝配式建筑在建造中將大部分現(xiàn)場施工作業(yè)改為工廠預制作業(yè)，但現(xiàn)場混凝土澆筑工作依然至關(guān)重要。在綠色建筑背景下的裝配式建筑現(xiàn)場混凝土澆筑環(huán)節(jié)，需按照合理的主次順序，采用分層澆注法進行澆筑。需注意，在澆筑前先要在底層鋪設(shè)3-5cm 的石子水泥砂漿，目的是預防在澆筑期間發(fā)生漏漿。在實際澆筑中，應合理控制好每層的澆筑厚度，邊澆筑邊進行振動，合理掌控好振距，保持快插慢拔，有效防止泌水問題，并避免預埋件、模板與鋼筋之間出現(xiàn)碰撞。再者，在現(xiàn)場混凝土澆筑完畢后，應及時進行二次澆灌或二次壓光。此外，在現(xiàn)場混凝土澆筑期間及澆筑完畢后都要對混凝土溫度和濕度進行有效控制，尤其是澆筑后要及時對混凝土表面進行澆水養(yǎng)護。

4.6 內(nèi)裝修集成化施工技術(shù)

內(nèi)裝修施工是建筑建設(shè)中的一項重點內(nèi)容，裝配式建筑也不例外。在綠色建筑背景下的裝配式建筑內(nèi)裝修施工中，宜采用內(nèi)裝修集成化施工技術(shù)，將各系統(tǒng)協(xié)調(diào)合理地組裝起來，以實現(xiàn)節(jié)約資源能源的目的。在實際施工中，需把握好以下要點：首先，各類管線應優(yōu)先采用集中布置，并盡量在功能復雜和空間狹小的位置進行管線布置；其次，應采用少規(guī)格與多組合的方式，盡可能使內(nèi)裝系列化、多樣化以及豐富化；再者，應遵循可逆安裝的原則，保證各類預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的安裝是可逆的，以方便后續(xù)更新、更換；最后，管線宜鋪設(shè)在地面架空層或者吊頂龍骨之間，將管線與結(jié)構(gòu)相分離，充分滿足干式工法的實際要求。此外，還應優(yōu)先采用可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，從而防止在安裝過程中偏差的出現(xiàn)。

5、綠色建筑背景下裝配式建筑綠色技術(shù)的應用

5.1 外墻保溫技術(shù)應用

墻體是建筑主體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，墻體保溫效果直接影響著建筑的節(jié)能效果，因此在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設(shè)中，應合理應用墻體保溫節(jié)能技術(shù)。現(xiàn)階段，比較常用的墻體保溫節(jié)能技術(shù)有三種：內(nèi)保溫技術(shù)、中間保溫技術(shù)、外墻保溫技術(shù)。不過，前兩者由于會對墻體結(jié)構(gòu)及后續(xù)墻面裝飾施工造成一些不良影響，近年來已逐漸被淘汰。外墻保溫技術(shù)是一種新型墻體保溫節(jié)能技術(shù)，在裝配式建筑中具有著極高應用價值。通過在裝配式建筑建設(shè)中應用外墻保溫技術(shù)，能夠大大提高裝配式建筑的節(jié)能效果，促進綠色建筑目標的實現(xiàn)。

5.2 屋頂保溫技術(shù)應用

建筑的屋頂當遭受光照、輻射、雨淋、霜凍、冰雪堆積等不利因素影響時，均會引起整個建筑的能耗增加。由此可見，屋頂不但是建筑主體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，更是建筑中最易受外界干擾的一個部分。因此，在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設(shè)中，應高度重視屋頂保溫問題，通過合理應用屋頂保溫技術(shù)來提高裝配式建筑屋頂?shù)目垢蓴_能力、降低建筑能耗。通常情況下，裝配式建筑屋頂?shù)匿佋O(shè)宜采用一些熱導率低的新型材料，或是在頂面鋪設(shè)太陽能板。再者，還可以在屋頂適當種植一些綠色植被以提高屋頂?shù)谋匦Ч玫貪M足綠色建筑建設(shè)要求。

5.3 節(jié)能門窗技術(shù)應用

建筑中門窗的主要功能是交換與流通空氣，這決定了門窗的能耗往往在建筑中占比較高。在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設(shè)中，為有效降低門窗能耗，可以應用節(jié)能門窗技術(shù)。一般情況下，可以給裝配式建筑選用一些節(jié)能性能佳及可減少門窗反射率的新型門窗材料，如節(jié)能型玻璃、低輻射玻璃、鋁等。與此同時，還應結(jié)合實際情況合理調(diào)節(jié)門窗比例、可見光比、遮陽系數(shù)以及外窗氣密性等，從而既保證裝配式建筑內(nèi)擁有良好的采光效果、又提高裝配式建筑的保溫效果。

5.4 幕墻節(jié)能技術(shù)應用

幕墻屬于建筑外圍護結(jié)構(gòu)或裝飾結(jié)構(gòu)，幕墻雖然具有一定的位移能力和變形能力，但卻不分擔建筑主體結(jié)構(gòu)的荷載作用力。在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設(shè)中，應積極應用幕墻節(jié)能技術(shù)，最大限度提高幕墻的節(jié)能效果。目前，常用的節(jié)能型幕墻類型主要有構(gòu)件式幕墻、單元式幕墻、點支式幕墻、呼吸式幕墻、全玻幕墻等，應根據(jù)實際情況進行合理選擇。并且，在裝配式建筑幕墻設(shè)計和施工前，先要對周邊環(huán)境進行全面調(diào)查和分析，充分了解環(huán)境溫度、光照條件、氣候條件等，并結(jié)合幕墻的功能和性能選擇出最佳的幕墻建設(shè)方案。再者，還應根據(jù)裝配式建筑的具體朝向、高度、功能等信息對幕墻方案進行不斷優(yōu)化，結(jié)合裝配式施工技術(shù)進行整體幕墻方案分析，充分考慮可能會對幕墻產(chǎn)生影響的各方面因素，據(jù)此選擇合理適宜的節(jié)能技術(shù)。此外，還要重點關(guān)注幕墻的遮陽、采光、傳熱性以及水密性等性能，確保裝配式建筑的幕墻各項性能達標。

5.5 節(jié)材技術(shù)應用

在裝配式建筑建設(shè)中需使用大量不同類型的材料，且這些材料的成本占比較高，因此在綠色建筑背景下的裝配式建筑建設(shè)中，節(jié)材技術(shù)的應用至關(guān)重要。在實踐中，應提前對各類材料的使用量做出準確評估，以便于實現(xiàn)材料的精準投入，減少不必要的材料浪費。其次，在材料選擇時，應選擇符合國家標準要求的、正規(guī)廠家生產(chǎn)的、有合格證明的材料，做好材料質(zhì)量檢查，避免因材料質(zhì)量不合格而引起浪費。再者，應優(yōu)先選擇綠色材料，嚴禁使用有毒有害材料，從而增強裝配式建筑的綠色性能。此外，還應適當對一些廢舊材料進行循環(huán)應用，如包裝物品、墻壁貼紙、橡膠廢棄物、有色玻璃等，將它們改造成一些有趣的裝飾物。

結(jié)語：

綜上所述，在綠色建筑背景下的裝配式建筑技術(shù)應用實踐中，必須要充分遵循整體規(guī)劃、以人為本、因地制宜、生態(tài)保護、節(jié)能降耗、成本節(jié)約等原則，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況合理應用先進的BIM 技術(shù)進行裝配式建筑設(shè)計，強化鋁模爬架一體化施工技術(shù)、預制結(jié)構(gòu)和構(gòu)件安裝技術(shù)、現(xiàn)場混凝土澆筑技術(shù)、內(nèi)裝修集成化施工技術(shù)等裝配式建筑施工技術(shù)應用，以及積極應用外墻保溫技術(shù)、屋頂保溫技術(shù)、節(jié)能門窗技術(shù)、幕墻節(jié)能技術(shù)、節(jié)材技術(shù)等綠色技術(shù)。