裝配式建筑關鍵技術在綠色建筑中的應用

陳楚曉

(河北工業職業技術大學,河北 石家莊 050000)

0 引 言

《“十四五”建筑業發展規劃》中提出,建筑業要確立全新的發展思路,將轉變發展模式與擴大內需進行深度融合,同步推進,從對高速增長的追求轉變為對高質量發展的追求,從數量擴張轉向質量提升,走內涵集約式的發展道路?？梢?國家對建筑質量的要求逐漸提升[1]。在此背景下,裝配式建筑逐漸成了建筑行業的主要發展方向。裝配式建筑秉承了綠色環保的施工理念,盡量降低能源損耗,節約施工成本,具備良好的技術性與經濟性。[2]在實際施工過程中,合理使用裝配式施工技術,能夠有效縮短建筑項目的工期,滿足綠色環保施工理念。為了進一步推動裝配型施工技術的應用和發展,需要抓住其施工技術優勢,在實際項目中充分體現其應用效果。為此,文章對裝配式建筑關鍵技術在綠色建筑中的應用進行了系統論述,以此推動我國建筑行業的快速發展。

1 裝配式建筑概述

隨著生態理念的逐漸深入,綠色建筑開始進入了人們的生活,綠色建筑涵蓋了大自然建筑、生態建筑、可持續發展建筑以及節能環保建筑等,指的是在建筑建設過程中,將節約能源、降低污染、保護環境作為根本目標,最大化地為人們提供合理、安全、健康的建筑空間。這種形式的建筑能夠充分使用環境當中的各類自然資源,比如利用陽光可以為居住者創設一種親近自然的感覺,突顯任其自然的平衡。

在經濟快速發展的背景下,信息技術水平得以飛速提升,綠色建筑建設過程中,裝配式建筑施工技術被廣泛應用。裝配式建筑即預制裝配式建筑,是指采用工業化生產模式建造的建筑,在工廠中完成建筑的部分或者是全部構件的生產,并將其運輸到施工現場,利用可靠的連接方式將所有的構件組裝起來,最終建成的住宅。[3]裝配式建筑在日本與歐美地區也被稱作工業化建筑或者是產業化建筑。裝配式建筑不同于“拼裝房”,只是預制了部分構件,所有構件到達施工現場以后和傳統建筑一樣都需要澆筑,并非僅僅做“搭積木”般的拼接,所以,單從外觀來看,裝配式建筑和傳統建筑是沒有差異的。

相較于傳統建筑而言,裝配式建筑具備了標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理的基本特征。[4]并且,裝配式建筑的施工時間是傳統建筑的30%,建筑構件有著更高的精度,可以最大化地解決筑滲漏和墻體開裂的問題,并且能夠提升住宅的防火等級、安全等級以及耐久性。[5]此外,裝配式建筑更加環保、節能,利用工廠化生產以及現場裝配施工,可以顯著降低建筑污水與建筑垃圾的產生,減少建筑噪聲和粉塵、有害氣體的排放,削減人力成本。[6]

2 綠色建筑中裝配式關鍵技術的應用實例

2.1 項目介紹

本項目總建筑面積為69 158m2,地下建筑和地面建筑占地面積分別為3 237.38m2和65 920.6m2。工程具備了一定的綜合性特征,包含了9棟住宅,其中三棟住宅為14層,6棟住宅為16層。項目建設過程中采用了裝配式建筑方式,在實際施工過程中,采用了預制構件施工技術和工藝,比如疊合板、承重墻、外墻板以及預制樓板等。項目構件的數量相對較多,共有15塊疊合梁和38塊疊合板,此外還有一些外墻板、樓梯板等預制構件。

本項目預制PC構件生產工廠和施工現場之間的距離相對較近,同時考慮可以利用預制構件生產進程中的混凝土余料,所以本項目的住宅區域、施工主干道以及材料堆放區域除少數幾個部分使用鋪設透水磚外,其他的地方都使用預制混凝土地面磚路面。在預制混凝土地面磚路面的施工過程中,對其簡易處理以后,完成地面鋪裝,滿足施工進程中人員通行、行車以及材料堆放的基本要求,項目施工以后吊運到后續項目繼續使用,避免混凝土浪費,節省了現澆混凝土破除費用,有助于環境保護。這類預制臨時混凝土路面的成本和傳統現澆混凝土路面相仿,但預制地面磚可以用于后續工程,其成本能夠節約50%左右。

項目主體部分則使用了頂板疊合板、預制空調板、預制陽臺、樓梯間隔墻、預制樓梯、裝飾PC構件以及J型板等預制構件,豎向結構通常使用鋁模+疊合板的施工技術。在屋面、電井、水井部位則使用了多種裝飾PC構件。屋面的水簸箕、排水天溝、門檻以及泛水等部位利用了預制PC構件實現了清水混凝土的裝飾效果,不需要對其表面做裝飾層施工,防止了屋面因為雨淋日曬而產生裝飾層開裂的問題,同時拼裝式施工能夠顯著降低人工成本,提升了施工的效率。電井橋架洞口圍擋預制PC構件的有效應用,使得圍擋結構不需要等待裝飾混凝土地面層施工,能夠直接在結構地面層上方進行鋪設,圍擋預設PC構件能夠實現裝飾清水混凝土的效果,不需要采用粘貼石材裝飾,縮短了工期,降低了成本。

2.2 預制疊合樓板后澆板帶支模技術

在項目施工過程中,存在樓板尺寸過大、超出預制樓板尺寸的情況。此時,需要拆分樓板,樓板會由多塊預制板共同拼接而成。為了保證整個樓板的整體性,通常會采用預制疊合樓板后澆板帶支模技術進行處理,如圖1所示。針對綠色建筑節約成本以及提升效率的要求,我們在施工過程中采用了“吊模”方式。通過在后澆板帶下方設置木模,木模下方平行放置2根40mm×40mm×1.0mm的方鋼管為縱向加強背楞,將縱向加強背楞放置在橫向加強背楞上,橫向加強背楞的兩端采用吊桿螺栓將其固定于預制板上,可有效實現免支模架狀態下對模板的有效固定,便于澆板帶混凝土澆搗。后澆板帶混凝土澆筑的時候,荷載會傳遞給模板,然后依次傳遞給縱向背楞和橫向背楞,然后再由橫向背楞通過吊桿螺栓將荷載傳送給后澆板帶兩側位置的預制疊合樓板。這種施工技術使得后澆板帶兩側預制疊合樓板成為受力點,有效地規避了模板底部獨立支模架搭設工序,有著更加簡潔的支撐體系、明確的荷載傳遞路徑、快速的使用效率,可有效節約人力與物力成本。

圖1 疊合板后澆帶支?，F場施工圖

2.3 套管灌漿施工技術

項目中采用的鋼筋會使用套筒灌漿連接,材料為灌漿套筒與灌漿料。在金屬套筒以及帶肋鋼筋間隙位置填充灌漿料,實現構件的粘結,并完成荷載傳遞。

首先,檢查灌漿孔和排漿孔。如果套筒內部不暢通將會造成灌漿料無法充滿套筒,導致鋼筋連接不滿足規范要求。所以,灌漿之前為了保證孔路的暢通,要對灌漿孔、排漿孔內部的雜物進行檢查。我們在施工過程中,會采用細鋼絲從上部排漿孔一直伸入到套筒,假如鋼絲能夠從底部伸出,而且從下部灌漿孔能夠看到細鋼絲,代表灌漿孔是暢通的。[7]反之,則代表里面存在異物,此時要清除異物。

其次,完成分倉,底部接縫位置四周封堵。對倉體做分倉處理,機械灌漿的時候,單倉的長度控制在1m以下;手動灌漿的時候,單倉的長度控制在0.3m以下,可有效防止因為倉體過大導致灌漿不密實的問題。使用預埋定位螺栓加模板封堵的形式進行底部接縫位置的四周封堵,以此提升封堵的效率。[8]本項目為墻板+保溫兩層構造的預制剪力墻板,接縫的位置保溫板斷開,此時可以利用接縫位置四周模板封堵的形式。在上下兩層墻板內預埋螺栓固定外側模板,利用預埋在混凝土模板內部的木方、螺栓以及木楔等方式調整、固定內側模板。內墻板我們采用了木楔與木方模板封堵。

再次,灌漿施工。嚴格依據本批產品的出廠檢驗報告的相關要求和配比完成灌漿料和水的稱量,并完成灌漿料,攪拌以后將其靜置3～5min,排除灌漿料內部的氣泡。采用灌漿機從PC構件的下方灌漿孔進行壓力灌漿,按照漿料排出順序,采用和孔洞相符的塑料堵頭完成封堵,并停止灌漿。待所有的灌漿工作結束以后,漿料凝固之前要對接頭位置做巡視檢查,如果存在漏漿的情況要及時補灌灌漿料。

最后,檢查接頭的充盈情況。待灌漿料凝固以后,取下灌、排漿孔位置封堵的膠塞,對孔內凝固灌漿料進行檢查,并保證其上表面要比排漿孔下緣高5mm以上。

2.4 保溫一體化外墻施工技術

如圖2所示,在預制一體化外墻過程中,項目使用200mm厚度混凝土內葉板、60mm厚度的混凝土外葉板、50mm厚度的保溫板制作墻體,這樣能夠保證一體化墻體板有著足夠保溫功能,不需要單獨進行外葉板的設計,能夠實現對墻體尺寸的有效控制,減少墻體負荷。

圖2 保溫一體化外墻施工

第一,XPS板開槽。依據設計方案在XPS板進行開槽加工,將開槽的形狀設定為等腰梯形,并有效控制誤差。開槽技術為反打技術,將XPS板作為底模,利用振搗方式進行混凝土的填充,形成鎖扣工藝,保證二者粘結緊密。

第二,防火條的粘結。依據設計方案明確防火條的尺寸以及數量,利用專用粘結砂漿對XPS板以及防火條進行粘結,保證二者間涂有粘結砂漿,按照定位線做平整,處理好多余的粘結砂漿,確保XPS板能夠和防火板處于同一個平面,并且要確保表面的清潔度。

第三,建設XPS板分倉防火體系,把分倉防火系統放在模板上進行邊模的搭建,保證邊模能夠和XPS板緊密粘合,有效控制邊模尺寸誤差。此外,使用螺絲栓固定,方便保護層以及鋼筋的鋪設。完成混凝土澆筑作業,使用分層澆筑法進行澆筑,振搗的進程中按照先慢后快的方式分層振搗,以確保每層的插入深度能夠滿足要求?；炷翝仓Y束以后還要做灑水養護相關工作,通常在澆筑結束以后6～8h做灑水養護,能夠使用維持飽和水的草袋、麻袋等遮蓋混凝土結構表面,養護時間維持在28d以上。

第四,邊模拆卸結束以后,使用起重機懸空構件,對墻體構件位置進行合理調配,在構件落地前要在地面上鋪設橡膠墊。

第五,鋪設玻璃纖維網格布。鋪設玻璃纖維網格布之前,要對XPS板表面進行清潔,鋪設的進程中,XPS板上要做專用粘結砂漿的覆蓋,防止粘結砂漿混入到防火條與XPS間隙。然后在上部進行玻璃纖維網格布的鋪設,嚴格地依據設計方案對網格布進行切割,保證平整度和其與XPS板表面的貼合性。

第六,飾面層涂刷。在涂刷飾面層之前,要填涂封閉底漆,保證墻面的平整、清潔、無凸起。此外,嚴格地依據設計方案完成飾面層涂刷,采用的方法主要是滿粘法,應保證空氣被充分排出和飾面層的穩固平整。采用柔性飾面板裝飾墻面,在基層上進行自清潔涂料的涂抹。

2.5 預制樓梯預埋螺栓施工技術

在預制樓梯的施工進程中,預制樓梯板和現澆混凝土梯梁間的連接固定非常重要。一般在現澆混凝土梯梁當中預埋螺栓,在預制樓梯板的位置預留螺栓洞口,待樓梯板吊裝的過程中,在預制樓梯板螺栓洞口位置嵌入梯梁處的預埋螺栓,然后填筑灌漿料,采用砂漿進行封堵,并保證預制樓梯板能夠緊密地固定到梯梁上,如圖3所示。為了提升吊裝的速度,降低因為吊裝進程中產生的預埋螺栓碰撞損壞的情況,可以改變預埋螺栓,在梯梁內預埋L形直螺紋套筒,將其焊接到梯梁鋼筋上,梯梁混凝土完全澆筑結束、預制樓梯完成吊裝以后,采用套筒扳手將其擰入預先埋設的直螺紋套筒內部,產生完整預埋件,這種方法可以有效地避免因為預制樓梯吊裝過程中碰撞預埋螺栓而產生的破壞與返工,節約時間,降低成本。

圖3 預制樓梯安裝

3 結束語

綠色建筑與裝配式建筑都是建筑行業未來的發展方向,將裝配式建筑施工技術用于綠色建筑,應秉承環保性與科學化的原則,充分使用預制PC構件的生產技術,發揮綠色施工理念和技術優勢,有助于提升整個工程的施工質量,實現節能環保的目標。本文分析了裝配式建筑施工技術如何與綠色建筑進行融合,探究了幾種裝配式建筑施工技術的應用方法,為施工實踐提供指導。隨著建筑行業的繼續發展以及技術革新的加快,未來將會有更多更先進的技術模式被應用于綠色裝配式建筑施工中,為普及綠色施工理念、保證行業可持續發展奠定了扎實基礎。