論綠色建筑背景下裝配式建筑施工技術

郭哲

（山西六建集團有限公司，山西 太原 030009）

0 引言

新時期背景下，我國建筑行業正快速向工業化生產模式轉型，希望通過現代化的安裝、制造、加工、運輸以及科學的管理辦法來取代傳統分散式、高能耗的建筑施工手段。而裝配式建筑工藝則完美的契合了這一發展理念，《太原市“十四五”住房和城鄉建設規劃》中全力推廣了裝配式建筑生產方式，并提出截至2025年，城鎮新建建筑全面要達到綠色建筑標準。在這一背景下，人們需對此給予足夠重視，達成我國建筑行業的升級目標。

1 工程概況

JY建筑項目位于山西省太原市，東側為已建住宅用地，西、南兩側均為市政規劃道路。項目由12棟6層洋房、6棟17層的小高層住宅組成，其中，小高層住宅建筑總高度為49.9m，除1層層高為3m之外，其余層高均為2.8m。建筑主體為框架剪力墻結構，同時采用鉆孔灌注樁基礎，詳細建筑工程技術指標如表1所示。

表1 小高層主要工程技術指標

2 技術選擇

裝配式建筑在施工過程中面臨的主要障礙因素在于項目建材與各項資源的循環利用方面難以把控，并且國家及地方上頒布的綠色施工管理標準不同，因此便強調裝配式建筑項目在施工開展過程中需要結合當地市場與環境狀況，建立相應的綠色建筑技術綜合評價指標體系，以便于能夠準確評價各項施工技術的可行性，確保發揮出理想的節材、節能效果[1]。

2.1 技術標準

JY項目為裝配式建筑工程，在施工開展期間主要的工作目標就是在保障安全、質量、進度的前提下，對現場施工材料的運輸、生產、管理、采購以及廢料回收進行統籌安排。同時避免施工行為對現場環境造成污染，以此形成“無害施工—統一處理—節材降耗—循環利用”的裝配式建筑技術體系，從而實現綠色環保的施工目標[2]。

2.2 評價方法的選擇

（1）ANP法。ANP又稱為“網絡層次分析法”，在使用過程中最為明顯的應用優勢便是將復雜問題進行分解，解構為多個具有因果關系的子因素，并按照邏輯順序將其排列為階梯層次結構，隨后在計算機軟件的處理下，形成矩陣公式計算每一個子因素的權重。

（2）熵權法。熵權法是指在評價某項決策的過程中，全面考慮由此引發的一系列后續事件，并通過采集大量基礎數據計算事件的指標權重。其中“熵值”的數學表達公式為熵權”的數學表達公式在得出某一事件的熵值“hi”后，“hi”代表的數字越大，則反映出相關指標的離散程度也越高，同時其攜帶的信息也更加復雜。

裝配式建筑施工技術在使用過程中會明顯受到外界因素的干擾，同時各項技術質變的重疊性與相互聯系較為緊密。因此在評價其技術可行性的過程中，可以將ANP法與熵權法搭配使用，通過主、客觀賦權法綜合評價技術的權重數值[3]。

2.3 技術選取

在進行技術選取的過程中，工作人員可以從JY裝配式建筑項目的實際情況入手，結合因素提取、問卷調查以及現場統計的方式確認工程項目對不同綠色施工技術帶來的影響因素。為此在經過深入調查之后，首先確認了JY工程施工開展期間主要存在以下4個方面的影響因素。

（1）新技術（主要包括BIM、資產管理系統等）的使用情況。

（2）成品構件的管理與存放。

（3）材料的循環使用。

（4）裝配式建筑的施工特點。

在此基礎上，工作人員可進一步對JY工程施工期間的主要作業內容進行分析，從主體工程、基礎工程、安裝工程、防水工程、裝飾裝修工程等5項內容當中羅列出對眾多對綠色施工基礎造成影響的因素，最終通過逐一比選與專家討論的形式，確認了JY工程的綠色施工技術主要可以從“成品材料”“信息化管控”以及“物料回收”等3個方面進行選擇，詳細技術體系如表2所示。

表2 JY裝配式工程綠色施工技術體系

3 綠色建筑背景下裝配式建筑施工技術的具體應用

3.1 成品建筑材料的使用

JY項目預制率達到70%左右，施工期間涉及的成品材料眾多，因此在進行綠色施工技術篩選的過程中，主要考慮配合一些環保性較高的成品材料來優化施工方案，確保在體現出綠色施工理念的同時，也進一步控制建筑的成本、質量及進度，為此主要采取了以下措施。

（1）基坑支護技術。“基坑支護”的目的主要是為了增強建筑的穩定性，同時控制施工期間出現的沉降與變形現象。JY項目在進行基坑支護處理的過程中選擇了“排樁土釘墻”技術，主要以成品鋼板樁材料與土釘進行搭配使用，施工過程中先在土中鉆孔，然后植入鋼筋進行加固，同時以釘長作為標準，每間隔2～3m設置對中支架，確保土釘位于鉆孔的中心位置。最后進行注漿處理，并在漿體凝固之后，對土釘裸露在外的部分施加10%左右的預應力，以起到主動受力的作用。而鋼板樁在這一過程中主要起到被動受力的作用，在施工過程中可將鋼板樁以垂直形式打入土中，并在插入土體4～5m后，使用線錘來進一步調整其垂直度，直至鋼板完全打入土體之后，每間隔10m使用水準儀測量樁頂標桿，以保證鋼板樁受力均勻[4]，如圖1所示。

圖1 鋼板支護樁

通過這樣的方式不僅能夠有效提高基坑支護強度，同時也減少了土方開挖量，避免對現場環境造成擾動，不僅如此，鋼板樁施工具有可回收利用且成本較低的特點，不但體現出了良好的環保特點，同時也進一步控制了施工成本。

（2）高性能混凝土材料。高性能混凝土是一種新型技術產物，其相較于普通混凝土材料無論是在耐久性還是強度方面都更為出色，同時高性能混凝土在使用過程中具有低水膠比與低水泥耗量的特征，不僅能夠減少資源損耗，同時也有效控制碳排放。通過現場實驗對比，高性能混凝土材料在同強度下可以減少25%～30%的水泥用量，以及10%～15%的鋼筋用量。因此可以有效縮小墻體截面尺寸，并擴大室內1.1%～1.5%的建筑面積，故而擁有更為明顯的綜合效益。

JY項目在施工期間采用了高性能混凝土作為局部主體的施工材料，同時在施工過程中采用預拌砂漿代替自拌，不但保證了材料配比更加穩定，同時也避免了現場揚塵污染問題的出現。

（3）新型輕質隔墻板。輕質隔墻板具有拼縫小、易切割的特點，進行現場安裝的過程中具有較高的精度，由于統一采用了工廠預制的方式，不但避免了現場多余建筑垃圾的產生，同時也省去了抹灰找平環節，避免墻面污染問題的出現，因此無論是環保性還是經濟性都有很大的應用優勢。

（4）鋼結構“三板”體系。“三板”即指使用鋼筋桁架結構組成屋面板與樓板，并將其與底模聯系在一起，不僅能夠省略模板支撐環節，同時也減少了材料的使用情況，避免了對資源的過度消耗。但是在板塊鋪設期間，要注意大于4.8m的板塊需要設置臨時支護，保證建筑結構的穩定性。

3.2 信息化管控

（1）智慧管理系統。智慧管理系統主要以數字技術作為基礎，通過在現場裝載不同的傳感裝置，采集施工期間的各項生產數據，同時以物聯網作為工作平臺，加強對現場的信息化管控，避免物料浪費的同時，也能夠有效監督作業人員的施工行為。例如，通過在現場設施塔機監控、揚塵檢測、噪聲檢測、智能水電表、庫房監控、現場檢查系統、人員實名制系統等，可以有效監督現場文明施工行為的開展，同時減少材料浪費、環境污染問題[5]。

（2）BIM技術精細化管控。基于BIM技術的三維建模處理，可以結合施工圖紙生成詳細的工程量清單，并通過碰撞檢測技術的使用進一步優化圖紙設計，從而有效提前察覺圖紙中的設計誤差，并實現精準控制材料用量的目的。例如在施工過程中，JY項目通過這一技術手段建立了主體裝配模型、鋼筋配筋模型、設備安裝模型、鋼結構模型等，并利用可視化修改技術做好了復雜節點的交底工作，不但為裝配式施工提供了準確的參考依據，同時也能夠合理的安排材料計劃，減少了資源損耗與浪費現象的發生。除此之外，通過BIM技術與GIS技術的配合使用，JY項目對場地的交通與材料的堆放位置進行了合理布置，避免在材料運輸或裝卸的過程中出現二次轉運現象，不僅創造了現場便捷的施工條件，也有效減少了交通設備的能耗問題。

3.3 物料回收

（1）建筑垃圾重新利用。JY項目在施工過程中涉及原址拆除環節，因此在這一過程中產生了大量建筑垃圾，其中一些粉類、碎石類建筑材料極易造成粉塵污染，并且會使棄置地點周邊的生態環境惡化。為此JY項目采用了無害處理的方式，將這部分建筑垃圾作為現場臨時道路的路基材料進行回填，不僅解決了環境污染問題，同時也有效節約了生產物料，避免修筑路基造成額外的成本損耗，實現了綠色施工項目的要求。

（2）包裝物料回收。JY項目在施工期間涉及大量成品構件使用，廠家為避免產生運輸損耗，經常會采用過度包裝的形式對構件加以保護。雖然有效減少了材料損壞，但是隨著現場拆卸完畢，同時會產生大量的包裝垃圾，如木箱、毛氈、扎帶、塑料薄膜等，給周邊環境帶來極為嚴重的負荷。為此JY項目在施工期間，采用包裝物料回收終端，對于一些特殊的包裝材料要求反復使用，以確保減少白色污染問題的出現。

（3）再生骨料。JY項目要求現場損壞、剩余的混凝土材料不可隨意棄置，而是經過粉碎分級之后，重新作為混凝土梁或墻體的制作材料，或是經過粉碎加工之后，將其作為混凝土再生骨料，在保證施工質量的前提下，進行混凝土的可回收利用。在這一模式下，不僅有效減少了現場環境污染問題，同時也極大地節約了物料成本，實現了綠色施工理念中的可持續發展目標[6]。

4 結語

綜上所述，裝配式建筑技術會受到材料、市場環境、政策標準等諸多干擾因素，在綠色施工背景下，想要完整的發揮其環保價值，需要采用科學的評估手段分析各項施工技術的可行性，并基于裝配式建筑的自身特點，靈活地將施工技術與新型材料進行配合，以此發揮出理想的節能、節材效果。