綠色低碳視域下的裝配式建筑技術研究

廖旭芳

廣西建設職業技術學院 廣西 南寧 530003

裝配式建筑技術是一種加速工業化轉型、減少勞動力投入、是實現綠色環保、提高建筑品質的工程建造新模式。推動裝配式建筑的發展，是建筑行業貫徹綠色發展理念與創新發展理念的重要舉措，也是實現建筑產業現代化發展、推進建筑業提檔升級的有效手段[1]。與此同時，我國在第75屆聯合國大會上宣布，力爭于2030年前達到二氧化碳排放峰值，爭取于2060年前實現碳中和，這也要求我國建筑行業需大力探索綠色低碳發展路徑。再加上我國建筑行業勞動力趨緊，在這些因素的綜合作用下，為了提高我國建筑產業的現代化水平，應積極發展裝配式建筑。

1 綠色低碳及裝配式建筑

1.1 綠色低碳建筑

綠色建筑和低碳建筑的概念大致相同，但綠色建筑重點關注建造與使用建筑物時產生的二氧化碳，對于拆除建筑物時產生的二氧化碳缺乏關注。就這一點而言，低碳建筑屬于綠色建筑的概念延伸，應包含了綠色建筑，同時并非所有綠色建筑均為低碳建筑。綠色低碳建筑則是低碳建筑和綠色建筑的融合升級，是建筑領域引入可持續發展理念與低碳經濟的產物，是我國建筑行業未來的重要發展方向。

1.2 裝配式建筑

在20世紀70年代我國借鑒東歐的經驗，發展過一段時間的裝配式建筑，但因為受到技術條件和經濟等方面因素限制，當時裝配式建筑施工方法和技術路徑均不成熟，存在保溫差、隔音差、屋面滲漏等功能缺陷。隨著現澆式建筑在20世紀90年代-21世紀初的快速發展，裝配式建筑漸漸被市場所淡忘。一直到2012年裝配式建筑才開始重新走回大眾視野。住房和城鄉建設部在2017年3月出臺的《“十三五”裝配式建筑行動方案》中，明確指出要積極發展裝配式建筑，到2025年的時候新建建筑中裝配式建筑占比要達到30%。同時，自2018年以來，相繼頒布了裝配式各技術要求和標準，不斷優化完善著行業發展環境。

裝配式建筑是在工廠完成建筑預制構件生產后，再運輸到施工現場組裝而成的建筑。預制裝配式鋼結構、現代木結構和混凝土結構等，是當前裝配式建筑的常見類型。而裝配式建筑的施工過程則大致分為，生產加工、構件運輸和起吊安裝3個階段，擁有管理信息化、施工裝配化、生產工廠化及設計標準化等特點[2]。因為其在工廠生產主要構件，受外界各種因素的影響較小，能使構件質量得到顯著改善，并且伴隨工藝的日益成熟，也不斷提高著生產中的智能化和自動化程度，展開現場施工時，能夠有效簡化施工工序，加快施工進度，更關鍵的是不會產生較多環境污染與能源消耗，生態環保效益顯著。所以，裝配式建筑與綠色低碳發展理念相符，能夠推動建筑行業綠色低碳發展。

2 綠色低碳視域下裝配式建筑技術的應用要點

2.1 選擇合作單位

預制構件生產質量是否良好，關系著后續工程能否穩定進行。故此，一方面生產廠家的選擇，要結合運輸路線、生產能力和生產質量等因素，確保廠家綜合實力過硬，能夠按量、按時供應預制構件，產品合格率良好，以免由于供應量不足、產品不合格等問題延誤工期。同時，制定合理的運輸線路，確保能夠在一定時間、距離內將預制構件送到施工現場，以免出現意外情況。另一方面，選擇安裝單位時，也應優選具有豐富經驗、能力突出的單位，簽訂規范的合同，明確各自的義務、責任，以及解決爭議的方式，以免由于雙方爭議導致經濟上的損失。

2.2 起吊機械選型

裝配式建筑項目不同，預制構件的大小與重量也具有較大差異，因此，要保證起吊安裝工作順利，要選擇適宜的起吊機械。并且，需對場區道路、成本費用、覆蓋范圍、結構特點等因素做綜合考慮。譬如，預制構件重量在某段區域集中，無較重預制構件，可結合吊重與吊距進行塔吊型號的選擇；若有一些較重的預制構件，吊裝則要采取塔吊與汽車吊組合方式，此種方式能夠避免由于少數構件而使用大塔吊，實現機械費用的節省。

2.3 場內運輸道路

運輸預制構件的車輛一般具有較大體量，因此需對場內運輸線路與道路的合理性予以更多關注，具體包含堆放地點、轉彎半徑、回車場地和道路寬度等方面。同時，場內道路要盡量做到互相連通，形成行車環路，沿著待建建筑物四周布置，如此能夠使預制構件在靠近安裝現場的位置對方，為塔吊起吊提供方便，以免發生超出工作范圍的情況[3]。此外，要結合運輸重量，對道路及地下室頂板的承載能力進行評估，若承載力不足，需要采用相應的加固加強措施，以免頂板與道路開裂。并且，場內運輸道路要盡量結合永久性道路，規劃合理的方案，以免增加臨時道路施工成本。

2.4 堆放預制構件

堆放預制構件所需場地較大，若不能合理安排，則可能出現二次搬運的情況，造成大量資源的消耗。故此，需要做好構件進場前的規劃設計，根據塔吊工作范圍、堆場面承載、吊裝順序、場區道路和尺寸重量等方面展開規劃。保證預制構件堆放場所至少滿足承載力、寬度、長度等要求[4]。并且，要根據塔吊的起重性能，進行吊裝順序的合理安排，以免互相影響。需要從東南西北四個面考慮外掛板的吊裝順序，根據吊裝面起始不同展開規劃。

2.5 驗收預制構件

當預制構件進場后，要展開嚴格的質量驗收工作，若產品質量存在問題，要采取報廢或返修整改處理，尤其是主控項目，一定要嚴格檢查且全部合格。針對一般項目，重點檢查尺寸與外觀兩方面，不可超出允許偏差范圍。同時展開進場驗收工作時，要結合設計圖紙展開嚴格核對，包含預留鋼筋長度和大小、構件規格尺寸、焊接質量與長度等，若存在問題要采用有效的補救措施，以免給現場施工效率與質量造成影響。

2.6 預制墻板吊裝

預制墻板吊裝施工工藝流程較為繁瑣，如安裝定位件、測量放線、微調位置、就位安裝、吊運、纜風繩安裝、構件編號確認、連接件安裝、取鉤等。譬如，要保證埋件定位無較大偏差，以免給墻板和埋件之間的連接產生影響，安裝預制墻板前，要于結構柱標記1m控制線，來對墻板水平標高進行調整[5]。安裝固定的時候，要采用吊線錘或激光儀控制預制墻板垂直標高，借助靠尺控制相鄰預制墻板間的平整度，以免相鄰墻板出現裂縫情況，且用灌漿的方式處理預制墻板和樓層之間的裂縫，防止滲漏情況的出現。最終安裝定位，要借助斜支撐與轉換層墊片完成微調，保證整體的水平度與垂直度。

2.7 疊合梁吊裝

該環節施工工藝流程，主要為測量放線、構件編號確認、標高測定、安裝梁夾具與支撐；纜風繩安裝、落位調整、安裝就位、支撐固定、質量驗收、取鉤等。為了保證施工效率和質量，要對圖紙提前熟悉，將吊裝順序與堆放場地規劃好，結合施工計劃進行預制構件進場時間的安排，注意正確擺放主次梁前后位置，切不可擺反主梁。在使用角鋼將鋼筋桁架樓承板和預制梁連接的時候，需要對預制梁兩側角鋼做現場加工，旨在進一步提高安裝的精度，最好在預制梁部分底部進行底膜地鋪設，達到良好保護的效果。可用平衡梁進行疊合梁吊裝，或是采用吊繩，如此速度較快且操作簡單。

3 綠色低碳視域下裝配式建筑技術的推廣應用困境

客觀來講，目前仍主要是政府強力推動裝配式建筑的推廣，社會投資項目并未積極參與，之所以如此主要是存在如下問題：

一方面，裝配式建筑相較于傳統現澆技術，擁有環境友好、節材省時等顯著優勢，能夠有效節省人工與后續居住環節的成本，全生命周期下經濟效益良好。然而因為其具有的技術特點，在建造時所用直接成本更多。倘若考慮運費因素，相較于現澆的造價，裝配式建筑造價要稍高一些。并且，因為其技術應用尚不成熟，總體建筑環節具有潛在的超額損耗，因此整體而言裝配式建筑造價成本更高。由于裝配式建筑的全壽命周期成本優勢，重點體現于運營維護階段，而對于工程項目投資人而言，該階段經濟指標并非其關注的重點，受一次性建設成本的影響，工程項目投資人更青睞于現澆式建筑。

另一方面，隨著裝配式建筑的日漸興起，建筑業更為需求裝配式建筑技術人才。通過搜集文獻資料和新聞報道，能夠得知當前我國裝配式人才供需矛盾突出，導致此種現狀的主要原因是：裝配式人才培養規格不能良好滿足企業的實際需求，特別是企業崗位需求和高職院校培養的人才存在銜接性問題；在國內裝配式建筑市場快速發展的背景下，裝配式人才缺口呈4.3%的速度增長。尤其是隨著裝配式建筑項目規模不斷變大，對于高職院校裝配式人才培養的規格和數量也提出了更高要求。雖然，近年來高職院校投入了大量物力、人力培養裝配式人才，譬如進一步密切了與企業之間的合作，借助校企合作提供訂單式人才，但依舊存在人才質量問題。

4 綠色低碳視域下如何推動裝配式建筑發展

4.1 加強政策推動，不斷擴大裝配式建筑比例

加強政策推動，才能使裝配式建筑在一次性建筑成本略高的現實條件下，實現良好發展。第一，在政府主導、投資建設的建筑工程和保障性住房項目中，率先推廣裝配式建筑，引導現代化建筑產業鏈的形成。堅持智能化應用、信息化管理、一體化裝修、裝配化施工、工廠化生產、標準化設計，持續提升技術水平與工程質量，推動建筑產業的可持續發展。第二，在工程規劃或土地出讓階段，明確一些控制性指標，如裝配式建筑實施比例和實施范圍等，在規劃設計條件內納入裝配式建筑發展專業規劃的相關要求，加強規劃引領[6]。第三，加強建筑材料、部品部件、工程技術標準之間的良好銜接，制定凸顯地方特色的裝配式建筑地方標準，推進關鍵技術與成套技術研究成果轉為標準規范，健全技術標準體系，引導企業實現技術創新。第四，制定裝配式住宅戶型標準圖集和部品部件標準圖集。對模數化、通用化、標準化設計方式做全面推行，以使標準化部品部件應用比例得以提升。重視裝配式建筑設計理念的更新，提倡集成設計，注重設計與施工能力同步發展，加強設計對機電設備、部品部件、建筑結構、裝配式施工和裝飾裝修的統籌。

4.2 完善產業配套，降低項目全壽命周期成本

第一，目前我國PC市場需求量大，有數據顯示該市場實際需求在2200萬m2以上。因此，要盡早健全裝配式建筑產業鏈，借助規模效應，實現產品成本的降低。對此，政府要深化放管服改革，繼續加大裝配式建筑產業的扶持力度，通過加強交通物流扶持、科技創新扶持和財稅扶持，推進裝配式產業鏈的完善。第二，加強全裝修交房的推行力度，促使完整工業化裝修思維的建立，通過不斷積累項目經驗，使設計、生產及施工環節得到持續優化，并且積極應用信息化技術，大力研發核心材料，從而在成本上優于傳統裝修，使房屋業主消費心理得以逐漸轉變。第三，支持大型施工、部品部件生產及設計企業調整組織架構、健全管理體系，嘗試轉型為擁有工程設計、施工、管理、采購、生產能力的工程總承包企業，以使適應裝配式建筑的工程總承包模式得到有效推行。第四，圍繞BIM技術建立信息化管理與監管模式，將BIM技術良好應用于設計、勘察、生產、施工、裝修及運行維護等建設全程，通過應用建筑信息化模型，降低項目全壽命周期成本。

4.3 借助大數據技術，建立人才培養數據管理平臺

要想促使高職院校和企業形成良好銜接，培養出更優質的裝配式建筑人才，高職院校應積極迎合時代潮流，善用大數據等先進技術，實現自身人才培養體系的優化。分析企業崗位和裝配式建筑技術人才培養對接性不強的原因，很大程度便是企業需求和高職院校裝配式建筑人才培養之間存在對接信息失效的問題，所以，高職院校要善用大數據技術進行人才培養平臺的構建，該平臺具體包含如下作用：第一，高效采集信息。培養裝配式建筑技術人才是一個長期性的工作，需要裝配式行業協會、高職院校及企業等主體的積極參與、良好合作，通過采集各方面信息后，制訂科學、詳細的人才培養方案，從而提高裝配式人才培養質量。第二，實現校企信息良好聯動。大數據技術能夠分析海量信息，以往影響裝配式人才培養質量的重要原因，便是校企之間信息溝通不暢，導致人才培養出現滯后。利用大數據技術打造人培養平臺，能夠有效的匯總分析裝配式人才培養信息。譬如，企業能夠借助人才培養平臺，向高職院校及時反饋學生實踐中的一些不足，高職院校在收到反饋后，則能夠針對性調整人才培養方案。第三，診斷評價人才培養質量。面對巨大的裝配式建筑技術人才需求，保證所培養人才符合企業需求是推動職業教育發展的重點。尤其是當前我國裝配式市場技術發展較快，會不斷涌現一些新方法、新技術，為了保證人才能夠契合市場需求，就需要高職院校做好人才培養方案的及時調整。借助大數據技術能夠綜合多方面信息，快速診斷分析目前高職院校人才培養工作，進而展開人才培養方案的適當優化，保證培養更為優質的人才。

5 結語

推動裝配式建筑的發展，是建筑行業貫徹綠色發展理念與創新發展理念的重要舉措，也是實現建筑產業現代化發展、推進建筑業提檔升級的有效手段。在我國大力倡導綠色低碳生產生活方式的背景下，不管是城市或是農村地區，裝配式建筑技術都具有極高的應用價值，能夠在取得經濟效益的同時，兼顧環境保護。所以，為了更多發揮裝配式建筑技術的實際效用，相關人員既要明確裝配式建筑建設中各環節的要點，也要認清裝配式建筑發展面臨的困境，積極探索該如何推動裝配式建筑的穩步發展，從而讓工程建設更為綠色環保且高效。