探析綠色發(fā)展背景下如何有效應用裝配式建筑技術

[中圖分類號]F27 文獻標志碼：A

隨著碳中和與碳達峰目標的提出，裝配式建筑技術迎來了新的生機，建筑工程項目不斷增加，但也產(chǎn)生了一定的污染問題，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重影響。2021年，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》，明確提出要推廣綠色低碳建材和綠色建造方式，加快推進新型建筑工業(yè)化，大力發(fā)展裝配式建筑。此外，根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部于2022年印發(fā)的《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，到2025年，裝配式建筑占新建建筑比例將達到 30% 以上。這表明裝配式建筑對于推動綠色建造、智慧建造及建筑工業(yè)化起關鍵作用。

1裝配式建筑技術概述

1.1概念

裝配式建筑是指將建筑構件與相關配件在工廠中預制化生產(chǎn)，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，并通過可靠的連接方式組裝而成的建筑。一方面，采用工廠預制，這有助于在嚴格質(zhì)量控制下，確保建筑材料與相關構件的精確度，減少在施工現(xiàn)場的誤差，提升勞動質(zhì)量安全水平。另一方面，裝配式建筑技術模式主要有預制混凝土結構（PC）、鋼結構與木結構三種，每種技術自成體系，具有高效、節(jié)能環(huán)保、靈活等顯著特點［1]。

1.2 原則

1.2.1 可持續(xù)性原則

裝配式建筑應遵循建筑全壽命期的可持續(xù)性原則。一方面，系統(tǒng)性推進綠色建造，加快新型建筑工業(yè)化道路，確保其在使用過程中的環(huán)保性能，如預制裝配式建筑集成化生產(chǎn)，減少建筑原材料消耗。另一方面，裝配式建筑注重節(jié)能減排、回收再利用等環(huán)保概念，選擇符合綠色環(huán)保要求的材料，并考慮室內(nèi)空氣質(zhì)量等健康因素，進一步增強其可持續(xù)性。

1.2.2 標準化原則

裝配式建筑強調(diào)標準化設計及工廠預制化生產(chǎn)，涵蓋了從設計、生產(chǎn)到施工、管理的各個環(huán)節(jié)。一方面，裝配式建筑采用標準化設計，統(tǒng)一接口，按照少規(guī)格、多組合的原則生產(chǎn)、安裝構件，這不僅提高了施工效率，而且保障了各個部件之間的兼容性。另一方面，制定實施裝配式建筑綠色建造評價標準，貫穿裝配式建筑設計、生產(chǎn)、施工、裝修等建造全階段，如根據(jù)《裝配式建筑評價標準》要求，對系統(tǒng)性指標綜合打分，將裝配率作為考量標準，規(guī)范綠色建造。

1.2.3 安全性原則

裝配式建筑在設計、施工、材料使用方面必須符合國家現(xiàn)行相關標準、設計文件以及施工方案的規(guī)定。首先，裝配式建筑結構設計必須確保其承載能力、穩(wěn)定性以及抗震性能良好，必須嚴格按照安全性要求選用安裝，保障結構安全。其次，施工過程中使用的設備、機具、工具與計量器具應在合格檢查有效期內(nèi)，施工現(xiàn)場采用流水施工等組織手段，以增強施工安全性。最后，裝配式建筑部件、施工連接質(zhì)量應得到保障，以提高建筑整體安全性能。此外，由原設計單位確認設計圖紙，保障其質(zhì)量可靠性。

1.2.4 智能化原則

利用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術，實現(xiàn)建筑智能化管理運營，提高建筑使用壽命。一方面，在施工現(xiàn)場，利用物聯(lián)網(wǎng)技術對建筑設備及環(huán)境及時監(jiān)管，實現(xiàn)自動化控制與優(yōu)化調(diào)度。例如，使用傳感器或者無人機進場巡檢，減少人力成本，提高安全性。另一方面，利用BIM（建筑信息模型）、數(shù)字孿生、智能化設計軟件等大數(shù)據(jù)技術實施精細化設計模擬，自動完成預制構件模型創(chuàng)建、拆分設計、裝配率統(tǒng)計、自動化配筋和碰撞檢查等任務，保障設計方案的可行性，提高施工效率。

2綠色發(fā)展背景下應用裝配式建筑技術的優(yōu)勢作用

2.1有效節(jié)約能源，減少環(huán)境污染

在綠色發(fā)展背景下，應用裝配式建筑技術可以有效節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，為人們營造一個舒適、健康、環(huán)保的生活環(huán)境。首先，傳統(tǒng)施工技術多采用預制混凝土作業(yè)，加強對現(xiàn)場澆筑混凝土控制管理，減少水泥用量，能有效控制工程建設過程中產(chǎn)生的噪聲、揚塵問題，以減少污染。其次，傳統(tǒng)建筑施工常伴隨著大量廢棄材料，而裝配式建筑技術將建筑相關元件在工廠中精確制造，最大限度地減少了現(xiàn)場作業(yè)，節(jié)約了建筑資源。最后，裝配式建筑在生產(chǎn)、運輸、裝配等環(huán)節(jié)減少碳排放量，進一步減少能源消耗，防止污染嚴重［2]。

2.2縮短建設周期，加快建筑施工進度

在綠色發(fā)展背景下，建筑行業(yè)領域逐漸朝著信息化、智能化方向發(fā)展，同時也對建筑施工技術提出了新的要求，即縮短建設周期，有序推進施工進度。一方面，裝配式建筑應采用工廠化制造以及現(xiàn)場拼裝方式完成。另一方面，裝配式建筑具備提前生產(chǎn)條件，在項目開工前就有序生產(chǎn)所需預制構件，現(xiàn)場只需簡單拼裝，這不僅減少了現(xiàn)場施工人力需求，還極大地提高了施工效率，有效縮短項目建造周期。

2.3有利于減少勞動力，提高建設工程的安全性能

在綠色發(fā)展背景下，應用裝配式建筑技術不僅能有效減少勞動力，而且還能顯著提高建設工程安全性能，帶來其他諸多經(jīng)濟與環(huán)保上的優(yōu)勢。首先，裝配式建筑技術在工廠中開展大規(guī)模生產(chǎn)預制作業(yè)，減少了現(xiàn)場勞動力需求，這不僅提高了施工速度，而且減少了對勞動力的依賴。其次，由于相關構件在工廠中預制，可以精確控制生產(chǎn)溫度、濕度等參數(shù)，提高建筑整體安全等級，增強其抗震性能。最后，裝配式建筑施工速度快、周期短，且受季節(jié)影響較小，全年均可正常施工，這使得整個建設項目能夠安全完成。

2.4促進綠色建筑理念升級，提高綠色建材比重

應用裝配式建筑技術不僅能夠引入環(huán)境友好型理念，而且還能顯著提高綠色建材比重。首先，裝配式建筑發(fā)展需要使用綠色建材，如鋼結構、現(xiàn)代木結構等，具有較高的環(huán)保標準，能夠有效減少碳排放，節(jié)約能源消耗。其次，裝配式建筑整合現(xiàn)代化信息技術，落實標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修與信息化管理理念，更有助于監(jiān)測管理建筑的碳排放消耗，進一步推動綠色發(fā)展。最后，國家政策大力推動裝配式建筑發(fā)展，完善綠色建材產(chǎn)品認證制度，鼓勵使用綠色建材。

3綠色發(fā)展背景下裝配式建筑技術的施工要點

3.1綠色構件生產(chǎn)管理

構件生產(chǎn)是裝配式建筑技術的關鍵，為保證構件生產(chǎn)符合綠色發(fā)展要求，在生產(chǎn)中應注意以下幾點：首先，在選擇構件材料時，應在確保構件滿足施工要求的前提下盡可能為可回收、可再生的原材料。同時還應關注構件材料本身的環(huán)保特征、節(jié)能性能，選擇綠色無污染、環(huán)保性能高的材料。其次，在生產(chǎn)構件模具時，應確保模具精度和模具性能，避免后續(xù)出現(xiàn)模具形狀、尺寸、形狀、性能不符合施工要求而出現(xiàn)二次設計生產(chǎn)，盡可能提高模具穩(wěn)定性，使其能夠循環(huán)利用。最后，應盡可能提高生產(chǎn)制造的精細化程度，在設計時，應堅持“將材料應用價值發(fā)揮到極致”的原則，在生產(chǎn)時，同樣堅持精細化材料切割理念，最大化發(fā)揮材料應用價值。

3.2構件綠色運輸把控

裝配式預制構件本身的尺寸和重量較大，對運輸條件要求較為嚴苛，再加上綠色理念下裝配式構建材料大多擁有保溫層，不穩(wěn)定的運輸環(huán)境極易導致保溫層運輸受損。因此在運輸構件時必須加強運輸過程管理，做好構件支撐保護管理，針對極易受損的構件，應采取適當保護措施，并根據(jù)構件特性選擇適當?shù)倪\輸存放形式。如針對橫向構件如預制梁、疊合板，可以直接平放在鋼架上，如需疊放則應在構件之間放置墊板，且墊板之間應保持垂直，防止構件額外受力；針對豎向構件如墻板，應采用靠放或插放，必要時可以使用三角結構如木楔增加構件放置穩(wěn)定性。

3.3構件安裝施工細節(jié)

構件安裝施工細節(jié)把控能進一步提高裝配式建筑技術的綠色性能，有效滿足綠色建筑要求。第一，在安裝構件時，必須嚴格控制施工誤差范圍和發(fā)生率，當出現(xiàn)安裝偏差后，應及時確定偏差范圍和特征，在第一時間打磨找平。第二，做好構件的接縫處的填充工作。這一環(huán)節(jié)應盡可能選用聚苯乙烯泡沫棒等具有較高彈性和良好保溫效果的材料，確保建筑物的隔熱和節(jié)能性能。第三，完成填充后需要進一步對縫隙密封處理以提高建筑物穩(wěn)定性。在施工時應注意外界溫濕度適宜性，避免在溫度過高或過低、雨天、雪天、大風天氣施工。打膠應嚴格按照施工步驟進行，確保均勻注膠，避免后續(xù)返工增加施工環(huán)保壓力。

4綠色發(fā)展背景下裝配式建筑技術的應用措施

4.1采用BIM技術，提高作業(yè)效率

在綠色發(fā)展背景下，應用裝配式建筑技術需要加強BIM技術應用，以提高項目作業(yè)效率。首先，在設計階段，實施標準化設計。應用BIM技術，實現(xiàn)建筑項目全生命周期管理，建立合理設計模型，收集大量建筑數(shù)據(jù)，提高設計圖紙的精確度，確保預制部件尺寸、規(guī)格符合標準要求。其次，在施工階段，智能化平臺輔助BIM技術應用。BIM技術統(tǒng)一信息模型，鼓勵建筑企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、科研院所展開合作，加強物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術在建筑領域中的融合應用。同時，結合智能建造技術，開發(fā)基于BIM技術支持的手機App，幫助施工人員隨時隨地開展質(zhì)量管理與問題追蹤流程，提升整體施工質(zhì)量[3］。最后，在運維階段，加強人員應用培訓。加強從業(yè)人員對BIM技術基礎理論知識、基本參數(shù)表達以及與新興信息化技術結合應用的認識，開展系統(tǒng)技能培訓，提升從業(yè)人員BIM技術應用水平。

4.2做好協(xié)同設計，優(yōu)化技術策劃階段管理

加強裝配式建筑技術的協(xié)同設計，注重項目整體布局，將綠色發(fā)展理念融入建筑設計，做好技術優(yōu)化管理。首先，在初步設計階段，各環(huán)節(jié)應根據(jù)方案設計相關技術要求，建立一個全面數(shù)字模型，涵蓋建筑行業(yè)所有方面，從而實現(xiàn)多專業(yè)之間高效協(xié)同設計，優(yōu)化預制構件種類，開展專項經(jīng)濟性評價，分析影響成本的各項因素，最終制訂合理方案。比如，可以利用Revit、Dynamo、PKPM-PC、盈建科等軟件完善結構設計，確定預制構件及連接型式，確保統(tǒng)一節(jié)點做法。其次，在策劃實施階段，對建筑各外部條件、成本限額、產(chǎn)業(yè)化目標、建設規(guī)模以及項目定位等內(nèi)容進行分析，鼓勵建筑、結構、電氣、施工等環(huán)節(jié)的專業(yè)人員共同參與設計，制訂出符合裝配式建筑實際情況的技術方案，以便模擬預演，提前預知效果，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題。最后，在策劃考核階段，應充分考慮當?shù)卣摺⑼恋睾贤s束、項目定位、項目進度、施工技術、質(zhì)量成本、銷售等多個指標，選擇相對成熟、成本較低的方案。

4.3瞄定“雙碳”目標，制定“綠色”標準

建立綠色裝配式建筑技術標準制度體系是建設綠色城市、生態(tài)城市的重要舉措，從源頭上加強對裝配式建筑技術標準的管理。一方面，完善標準規(guī)范體系。加快編制、修訂裝配式建筑的國家標準、行業(yè)標準及地方標準，確保能夠全面覆蓋設計、生產(chǎn)、施工、使用、維護的全過程，以滿足裝配式建筑技術推廣應用。目前，我國已經(jīng)出臺了200多項相關行業(yè)標準規(guī)范，形成了較為完整的標準體系。另一方面，制定綠色低碳策略。開展節(jié)能減排活動，要合理設置綠色低碳發(fā)展策略，編制減少能源消耗的系統(tǒng)化解決方案，制定碳減排與碳中和標準，助力實現(xiàn)“雙碳”目標［4]。基于此，完善綠色建材產(chǎn)品認證制度，開展綠色建材應用示范工程建設，鼓勵使用綜合產(chǎn)品。

4.4采用套筒灌漿技術，優(yōu)化整體施工效果

基于綠色發(fā)展要求，充分發(fā)揮裝配式建筑技術在套筒灌漿技術上的優(yōu)勢，優(yōu)化整體施工效果，實現(xiàn)高效、環(huán)保的建筑施工目標。第一，優(yōu)化混凝土配比。在套筒灌漿前，對鋼筋進行有效連接，使其形成一個整體，承受住鋼筋壓力。同時，將水泥與水按照一定比例調(diào)配，達到混凝土的強度要求。第二，合理選擇灌漿設備。在施工作業(yè)前，對灌漿設備進行充分調(diào)試檢查，對灌漿設備參數(shù)進行調(diào)整控制，全面分析灌漿設備性能，確保其能夠正常工作。第三，選擇合適的鋼筋套筒。在操作過程中，將帶肋鋼筋插入內(nèi)腔作為凹凸面的灌漿套筒，并在間隙中注入專用高強度水泥基注漿料，使灌漿材料錨固在套筒中，實現(xiàn)鋼筋與套筒牢固連接，增強結構的穩(wěn)定性。第四，選擇合適的灌漿時間。在灌漿施工前，嚴格控制灌漿料溫度、灌漿量，確保灌漿時間滿足相關施工要求。

4.5考慮節(jié)能減排，提高建筑裝配率

加強裝配式建筑技術，提高節(jié)能減排效果，就需要考慮基礎設備的裝配率，既能有效提高工程施工質(zhì)量，又能節(jié)約資源，降低資源消耗。首先，實施智能化管理。利用BIM與Dynamo參數(shù)化設計方法，自動計算裝配率，統(tǒng)計、分析不同裝配率，作為預制配件應用比例的選擇參考，提高施工效率[5]。其次，實施工廠化生產(chǎn)。裝配式建筑的核心在于將傳統(tǒng)現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移到預制工廠中進行，做好工程配件，如樓板、墻板、樓梯、陽臺等后，再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場快速裝配，構建柔性制造方法，靈活調(diào)整生產(chǎn)線，最大限度地克服墻體開裂、滲漏等質(zhì)量通病，并提高建筑整體安全等級、防火性與耐久性、抗震性等。最后，綜合應用新材料、新技術。建筑企業(yè)在設計階段，充分利用自然采光、通風條件，采用高效節(jié)能低碳設備，提高建筑圍護結構的保溫隔熱、防火性能。同時，利用預制混凝土夾芯保溫外墻板、預制pcf板等新材料，促進裝配式建筑與綠色建材、綠色建筑有效融合。

5結語

裝配式建筑技術具有環(huán)保、節(jié)能、低碳的特點，是實現(xiàn)綠色發(fā)展理念的重要手段，因此應用裝配式建筑技術，要積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的建筑施工觀念，積極推進BIM技術應用，不斷創(chuàng)新裝配式建筑施工技術，做好協(xié)同設計，優(yōu)化技術策劃階段管理，有效提升工程建設質(zhì)量。同時，不斷完善裝配式建筑技術體系管理制度，規(guī)范相關施工行為，采用套筒灌漿技術，充分考慮基礎應用設備，優(yōu)化整體施工效果，以確保裝配式建筑技術能在工程建設中更好地發(fā)揮作用。

參考文獻

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[3]張偉，張琳昌.綠色建筑背景下裝配式建筑技術的應用策略[J].散裝水泥，2023（2）：119-121.

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[5]李棟，屈亮，曹，等.綠色建筑背景下裝配式建筑技術的應用分析[J].城市建筑空間，2022，29（S2）：191-192.