裝配式建筑與綠色建筑協(xié)同發(fā)展路徑研究

謝永輝

(山東華邦建設(shè)集團有限公司 山東 濰坊 262500)

構(gòu)建建筑與自然和諧共生的環(huán)境是國家2030年前需要實現(xiàn)的目標(biāo),因此,綠色建筑作為建筑行業(yè)中節(jié)能減排的手段備受推崇。其中,裝配式建筑是綠色建筑中不可或缺的組成部分,也是當(dāng)前建筑產(chǎn)業(yè)化與工業(yè)化的重點。改善當(dāng)前的粗獷型的建筑模式,需要讓裝配式建筑與綠色建筑一同協(xié)調(diào)發(fā)展,構(gòu)建二者的協(xié)同體系,從而以裝配式建筑帶動綠色建筑的全面應(yīng)用,實現(xiàn)建筑全面轉(zhuǎn)型并與自然和諧共生的目標(biāo)。

1 綠色建筑與裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展概述

綠色建筑融合了生態(tài)學(xué)與建筑學(xué)的概念,是一種希冀與自然和諧共生,倡導(dǎo)節(jié)能減排低碳環(huán)保的建筑發(fā)展目標(biāo)。對于正處在新城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的建筑行業(yè)來說,進一步實現(xiàn)全面綠色建筑是轉(zhuǎn)型的必然要求。住建部提出,在2022 年綠色建筑在城鎮(zhèn)規(guī)劃的占比應(yīng)要達(dá)到70%[1],而裝配式建筑則是實現(xiàn)綠色建筑的一種標(biāo)志性手段。自20世紀(jì)50年代起,裝配式建筑就開始在中國落地。但鑒于各種現(xiàn)實原因的阻礙,裝配式建筑的發(fā)展十分曲折,歷經(jīng)了萌芽、停滯、再發(fā)展等幾個階段。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢

作為一種節(jié)能、減排且能迅速搭建使用的建筑模式,裝配式建筑在面臨重大自然災(zāi)害事故以及公共衛(wèi)生事件時被廣泛使用,譬如,疫情防控期間通過裝配式建筑技術(shù)快速搭建了火神山醫(yī)院與雷神山醫(yī)院。日前,為加快建筑工業(yè)化現(xiàn)代化精細(xì)化的轉(zhuǎn)型,各地正在以產(chǎn)業(yè)化試點的形式進行裝配式建筑的全面推廣。裝配是建筑在施工過程當(dāng)中,能夠通過工業(yè)化方式進行提前制造,結(jié)合信息化和機械化的技術(shù)手段,有效的改變了傳統(tǒng)施工建筑過程中主要以人為重要勞動力的落后生產(chǎn)方式,有效的提升了建設(shè)施工水平和施工效率,將原本較為分散的建筑施工轉(zhuǎn)變?yōu)榱斯S化的施工措施,因此,這項技術(shù)的有效應(yīng)用,不僅極大的提高了建設(shè)水平,同時也有效地節(jié)約了人力資源的應(yīng)用。

2 裝配式建筑特點

2.1 建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化

在裝配式建筑的施工過程當(dāng)中,通常具有統(tǒng)一的建筑模板,并以此為基礎(chǔ)來形成具有標(biāo)準(zhǔn)化的建筑模塊,而這種類型的施工方式所有施工中的夠配件都具有通用性,能夠在施工過程當(dāng)中擁有互換性原則,施工過程相對來說較為簡單,快捷,能夠有效控制建筑造價。

2.2 構(gòu)配件生產(chǎn)工業(yè)化

在裝配式建筑的發(fā)展過程當(dāng)中,無論是相關(guān)企業(yè)還是有關(guān)政府部門,都出臺了相應(yīng)的發(fā)展方向和激勵措施,促使裝配式建筑獲得了更廣闊的發(fā)展空間。其構(gòu)配件能夠成套供應(yīng),大大節(jié)約了采購成本和時間,也是對于建筑行業(yè)發(fā)展的有效推動。在這一類型的建筑過程中,由于裝配式建筑的相關(guān)配件都是事先制定好的構(gòu)件,因此在施工過程當(dāng)中能夠擁有滿足構(gòu)件、配件,以及其他零部件等材料相關(guān)生產(chǎn)要求的生產(chǎn)工廠,而在施工過程中為其構(gòu)建現(xiàn)代化的流水線施工條件這一舉措,也使得建設(shè)生產(chǎn)過程更加高效,同時相關(guān)配件的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也能夠滿足建設(shè)使用需求。除此之外,利用流水線的生產(chǎn)方式,能夠為施工企業(yè)生產(chǎn)出具有豐富類型、較高質(zhì)量的配件,為企業(yè)有效的節(jié)約時間成本和相關(guān)材料的采購成本,使得經(jīng)濟利潤獲得最大化提升。同時在施工過程當(dāng)中還應(yīng)用了大量的節(jié)能環(huán)保材料,例如青鋼木質(zhì)板材等材料,使得裝配式的建筑在現(xiàn)代化的發(fā)展當(dāng)中,更符合綠色環(huán)保,可持續(xù)發(fā)展需求。

2.3 施工管道集成化

在裝配式建筑的施工過程當(dāng)中,相關(guān)施工管道也能夠獲得集成化的安裝布置。通過提前預(yù)設(shè)相關(guān)管道位置,在構(gòu)建的生產(chǎn)過程中形成與之相應(yīng)的產(chǎn)品,既能夠滿足工業(yè)化的生產(chǎn)制造要求,同時在后期的管道安裝過程當(dāng)中也能夠促使工作流程更加順暢,極大地節(jié)省了施工時間,有效節(jié)約人力成本,為施工效率的提升打好基礎(chǔ)。

2.4 建筑形式多樣化

而裝配式建筑除了擁有上述優(yōu)勢以外,在現(xiàn)代化的建設(shè)過程當(dāng)中,不僅要滿足企業(yè)功能性需求,同時還需要結(jié)合實現(xiàn)對于城市景觀的美化。那么這就要求裝配式建筑在施工過程當(dāng)中還需要滿足多樣化的建筑形式,而這一特點,在裝配式建筑的不斷發(fā)展過程當(dāng)中已經(jīng)得到了有效的體現(xiàn),改變了傳統(tǒng)建筑千篇一律的外觀形式,使得建筑外形更加豐富多樣,充滿活力。

3 裝配式建筑與綠色建筑發(fā)展的制約因素

現(xiàn)在未能全面推廣綠色裝配式建筑主要存在下列3個方面的問題:

3.1 建筑師缺乏整體思維

綠色裝配式建筑是集生產(chǎn)與施工于一體的工業(yè)化建筑模式,標(biāo)準(zhǔn)化的整體感是其設(shè)計之中的重點和難點,這與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑存在較大的區(qū)別。在這之中,建筑師起到了一個非常重要的銜接作用。但部分建筑師的設(shè)計思維還不能有效適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、一體化的生產(chǎn)模式,一直停留在傳統(tǒng)作業(yè)的施工方式之中,只是將以往的施工圖紙進行拆分,缺乏對綠色裝配式建筑的整合認(rèn)識,從而導(dǎo)致了設(shè)計圖紙表達(dá)不清晰[2]。最終嚴(yán)重阻礙了降低了高效加工裝配的綠色裝配式建筑完成效果,導(dǎo)致其工業(yè)化一體化的整體生產(chǎn)優(yōu)勢無法顯現(xiàn)出來。

3.2 不健全的政策機制

首先是關(guān)于激勵措施。雖然各地已經(jīng)制定了綠色建筑與裝配式建筑的發(fā)展目標(biāo),但具體的激勵政策或浮于表面,或還未正式出臺。與此同時,已經(jīng)發(fā)布的措施之中存在不系統(tǒng)激勵、不重視技術(shù)研發(fā)、不提高預(yù)制率等問題,對如何度過建筑轉(zhuǎn)型期缺乏一個科學(xué)的長遠(yuǎn)規(guī)劃[3]。

其次是監(jiān)管機制不到位。傳統(tǒng)的建造模式是設(shè)計生產(chǎn)施工三者分開的監(jiān)管機制,但對于綠色裝配式建造模式來說,則是設(shè)計施工一體化的模式。在一體化建筑中,對于招投標(biāo)、施工、質(zhì)量檢測等等監(jiān)管流程之中,還未形成一個完善的新型一體化產(chǎn)業(yè)化建筑監(jiān)管機制。這在一定程度加劇了工業(yè)化建筑轉(zhuǎn)型的困難,同時加大了項目標(biāo)準(zhǔn)化管理的難度。

最后是相關(guān)指標(biāo)不完整。裝配式建筑不等同于綠色建筑,也不等同于預(yù)制建筑。部分地方的政策只提及了預(yù)制建筑與預(yù)制率,忽略了其他也隸屬于裝配式建筑的一體化模式建筑,不利于推動綠色裝配式建筑的一體化發(fā)展。

3.3 成本過高

現(xiàn)在采用綠色裝配式建筑較少的一個重要原因就是使用傳統(tǒng)現(xiàn)澆的建造方式平均成本更低。成本問題,成為了制約裝配式建筑與綠色建筑發(fā)展的主要問題,而在這之中,包含兩個方面的原因。

一方面,是綠色裝配式建筑相關(guān)聯(lián)的技術(shù)還不夠成熟。由于國內(nèi)的綠色裝配式建筑發(fā)展歷程復(fù)雜,雖然歷史不短,但可以說是尚在起步階段。對于高性能低能耗的關(guān)鍵產(chǎn)品技術(shù)尚未得到突破性的全面發(fā)展,有效的一體化裝配體系還沒形成、施工現(xiàn)場對于工業(yè)化建筑模式的不適應(yīng)等都在一定程度上增加了綠色裝配式建筑的成本。另一方面是大多數(shù)項目存在試點階段,未能全面鋪開。由于施工現(xiàn)場傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式跟綠色裝配式模式并存,無形之中進行了重復(fù)施工,等于,額外增加了不必要的施工成本。同時,試點的數(shù)量過少,不足以讓建筑市場產(chǎn)生規(guī)模化的效應(yīng),建造成本、研發(fā)成本、技術(shù)成本和人工成本都不能得到攤銷,也增大了綠色裝配式建筑的平均成本。

4 構(gòu)建裝配式建筑與綠色建筑協(xié)同發(fā)展的路徑

4.1 加快完善新型建筑工業(yè)化的政策扶持機制

推動綠色裝配式建筑市場發(fā)展的關(guān)鍵在于綠色建筑市場的開發(fā)環(huán)境與綠色生態(tài)的價值[4]。從國家的角度上來說,對于綠色裝配式建筑應(yīng)當(dāng)給予全面的配套措施保障,在立法上確定工業(yè)化建筑的必要性,并建立健全的工業(yè)化建筑監(jiān)管體制。從政府的角度上來說,應(yīng)當(dāng)起到帶頭表率作用,優(yōu)先在政府相關(guān)項目使用綠色裝配式建筑,從而引導(dǎo)建筑行業(yè)對于該模式的使用。

4.2 加強宣傳

當(dāng)前無論是對于綠色建筑還是裝配式建筑,各媒體的宣傳工作都不到位,社會各界并不了解或是存在著很大的誤解。譬如,認(rèn)為裝配式建筑會比傳統(tǒng)建筑質(zhì)量更差,無法應(yīng)對地震臺風(fēng)等自然災(zāi)害。實際上,作為一個多自然災(zāi)害的國家,日本就大規(guī)模使用裝配式建筑,而這些建筑也經(jīng)受住了高烈度的地震和高強度的臺風(fēng),這說明了裝配式建筑的性能并不比傳統(tǒng)建筑物的差,甚至可能更加穩(wěn)定。又如,有些人將裝配式建筑誤解為千篇一律的低端建筑,只適合作為政府保障房或是安居房。事實上,裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是在建筑產(chǎn)品模塊設(shè)計之中的標(biāo)準(zhǔn)化,并不會損傷建筑的多樣性[5]。

相反,可以通過不同建筑模塊的組合搭配出更多個性化的建筑。而這一建造模式也是當(dāng)前最為先進的模式,建造出來的非但不是低端建筑,而是先進化現(xiàn)代化一體化的高端建筑。于此,應(yīng)當(dāng)積極宣傳裝配式建筑與綠色建筑的優(yōu)勢,從而提高其社會認(rèn)知度,使得更多人了解綠色裝配式建筑,進而帶動市場推出更多綠色裝配式建筑[6]。

4.3 全面應(yīng)用BIM 信息化技術(shù)

成本問題制約了裝配式建筑與綠色建筑的協(xié)同發(fā)展,為了解決這一問題,應(yīng)當(dāng)加快對于高科技手段的引入,如BIM 信息技術(shù)。在現(xiàn)代發(fā)展中,信息化與工業(yè)化的融合是一個必然的發(fā)展趨勢。

而BIM 信息技術(shù)作為一種常見科技手段對于裝配式建筑與綠色建筑的協(xié)同發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。第一個作用是可以通過BIM 技術(shù)搭建一個虛擬建筑技術(shù)應(yīng)用的平臺,實現(xiàn)設(shè)計到施工整個流程之中的信息交互與快速共享[7]。第二個作用是利用BIM協(xié)助工廠進行管理,通過物聯(lián)網(wǎng)精準(zhǔn)定位到建造作業(yè)之中所需要的產(chǎn)品,減輕一體化的難度。第三個作用是將裝配式建筑的預(yù)制工廠變?yōu)橹悄芑S。采用BIM 技術(shù)設(shè)計的模型,生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)字化,極大提高了生產(chǎn)效率。最后一個也是最為重要的作用是,通過BIM 技術(shù)建造一個一體化的云服務(wù)平臺。將物聯(lián)網(wǎng)和建筑管理系統(tǒng)等集成一體化,利用BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫的建設(shè),可以讓多方參與其中并且實現(xiàn)高效協(xié)同[8]。

5 結(jié)語

綜上所述,裝配式建筑與綠色建筑都屬于工業(yè)化建筑的重要組成部分,盡管目前存在著不健全的政策機制、成本過高等發(fā)展中的問題,但依舊可以通過完善相關(guān)政策扶持機制、加強宣傳和全面應(yīng)用BIM 信息化技術(shù)促進其協(xié)同發(fā)展,最終實現(xiàn)全面推進一體化建筑的總目標(biāo)。