綠色建筑背景下裝配式建筑技術(shù)的應(yīng)用分析

王剛，朱崇選，封月恒，袁軍輝

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司）

1 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，二氧化碳的排放量逐年上升，威脅到全球的生態(tài)系統(tǒng)。2020 年年底召開(kāi)的我國(guó)中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議，將碳達(dá)峰和碳中和作為2021 年的工作重點(diǎn)任務(wù)之一，要求各部委積極推進(jìn)碳減排。建筑業(yè)作為碳排放的重要行業(yè)，應(yīng)響應(yīng)黨和國(guó)家的號(hào)召，推進(jìn)綠色建筑的發(fā)展，有利于推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型，引領(lǐng)全球綠色經(jīng)濟(jì)技術(shù)變革的新方向，助力碳中和。在此背景下，裝配式建筑以其低碳、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效的特點(diǎn)，應(yīng)在各項(xiàng)工程中得到大力推廣應(yīng)用。

當(dāng)前，城市化進(jìn)程的加快，大體量的建筑工程項(xiàng)目對(duì)綠色環(huán)保問(wèn)題缺乏足夠認(rèn)識(shí)，制約了建筑行業(yè)的發(fā)展。建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，必然要堅(jiān)持綠色建筑的理念，利用新興信息技術(shù)，探尋綠色建造工法，選擇合理高效的施工技術(shù)，從根本上為建筑業(yè)的發(fā)展提質(zhì)增效，在建立和諧人居環(huán)境的同時(shí)，還能提高經(jīng)濟(jì)效益，帶動(dòng)行業(yè)的健康發(fā)展[1]。

2 裝配式建筑

2.1 裝配式建筑的發(fā)展

隨著互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的快速發(fā)展，作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一的建筑行業(yè)也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。裝配式建筑就是通過(guò)裝配技術(shù)提高建筑的工業(yè)化水平，將部件預(yù)制，并進(jìn)行模塊化組裝，產(chǎn)品部件可以部分或者全部由工廠完成生產(chǎn)，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)不同的部件選擇不同的吊裝方法，讓機(jī)械設(shè)備完成所有的安裝，安裝后符合設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)荷載并且具有使用功能的建筑就叫作裝配式建筑。

裝配式建造技術(shù)就是傳統(tǒng)的建筑施工工法和新技術(shù)融合的產(chǎn)物。裝配式建筑形式分為三種：高層、多層、單層。結(jié)構(gòu)主要包括開(kāi)間、鋼架結(jié)構(gòu)、全預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，裝配式建筑隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)在我國(guó)得到了有效推廣，基于大量的工程實(shí)踐以及不斷進(jìn)行的綠色建造技術(shù)的嘗試可以得出，裝配式綠色建筑技術(shù)有助于建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

2.2 裝配式綠色建筑技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

裝配式綠色建造技術(shù)節(jié)約資源、降低污染、便于成本管控和施工管理，能夠在滿足施工質(zhì)量要求的同時(shí)，又滿足綠色建筑可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)具體有四個(gè)方面。

1）設(shè)計(jì)

裝配式綠色建筑技術(shù)結(jié)合信息技術(shù)，能夠快速設(shè)計(jì)出不同需求和功能的建筑圖，并根據(jù)數(shù)據(jù)模型，實(shí)時(shí)更新和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2）生產(chǎn)

通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件，可以預(yù)制出所有產(chǎn)品構(gòu)件，并保證構(gòu)件尺寸的精確度。

（6）底泥分別控制在70%、50%、30%與有機(jī)肥料按體積進(jìn)行配比，試驗(yàn)結(jié)果存在差異；通過(guò)觀察植物生長(zhǎng)情況，底泥控制在30%左右，植物生長(zhǎng)情況相對(duì)最好，生物量最大。

3）施工

能夠提高施工現(xiàn)場(chǎng)的工作效率：將在工廠中已經(jīng)預(yù)制好的產(chǎn)品構(gòu)件運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，然后像造汽車一樣安裝房子，模塊化、精準(zhǔn)度高、時(shí)間短。污染少：裝配式建筑的施工不需要混凝土的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，大大減少了環(huán)境污染。

4）建造裝修的一體化發(fā)展

由于裝配式預(yù)制構(gòu)件的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，可以邊施工建造房屋，邊進(jìn)行房屋的內(nèi)部裝修，可以有效縮短工期[2]。

3 綠色建筑背景下裝配式建筑技術(shù)的應(yīng)用

3.1 一體化成套裝配

預(yù)制是裝配式綠色建筑技術(shù)發(fā)展的重要前提，所有的產(chǎn)品部件，可以根據(jù)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)打樣，按照尺寸進(jìn)行高精度的生產(chǎn)，在生產(chǎn)的過(guò)程中，廠家還可以針對(duì)不同的建造場(chǎng)景進(jìn)行更佳的材料配比。所有的預(yù)制構(gòu)件，在工廠生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)焦さ卦龠M(jìn)行裝配式安裝。一體化成套裝配技術(shù)的應(yīng)用，提高了效率、節(jié)約了成本、減少了污染，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用還使定制、個(gè)性化變得簡(jiǎn)單。

3.2 門窗等部件的預(yù)制

以前，工人們?cè)谑┕r(shí)，會(huì)給門窗預(yù)先留好洞口和空間，這樣，安裝完門窗之后，還需要將多余的空間進(jìn)行填補(bǔ)。這樣做大概率會(huì)造成門窗的滲漏，填補(bǔ)的部分也不能與原來(lái)的墻漆保持顏色一致，影響了美觀度。在裝配式綠色建筑技術(shù)中，工人會(huì)在墻板預(yù)制之前就留好門框位置，并將滴水線、砌口等部位進(jìn)行澆筑定型。

3.3 防水保溫

3.4 施工管理

①輔助工具的使用，將L型轉(zhuǎn)角板吊具應(yīng)用在裝配式構(gòu)件的運(yùn)輸、吊裝和管理的過(guò)程中，能夠提高工作效率；

②對(duì)工人要求持證上崗，提高工人工作的標(biāo)準(zhǔn)化水平，進(jìn)行安全操作考核，加大培訓(xùn)和教育工作，降低安全事故的發(fā)生；

③提高工人整體素質(zhì)，落實(shí)質(zhì)量管理責(zé)任，提高規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化施工的要求；

④提高混凝土澆筑工作的科學(xué)性和合理性，提高建造質(zhì)量；

⑤盡量減小疊合板的跨度，避免在吊裝過(guò)程中發(fā)生斷裂。

4 綠色建筑背景下裝配式建筑的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 建立樣板引路制度

預(yù)制裝配式建筑的綠色建造建筑工程實(shí)際操作中，為有效提升建設(shè)速率并確保工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)，在施工準(zhǔn)備階段通常建立施工樣板引路制度。此種制度主要沿用PC 結(jié)構(gòu)的制造工序，將預(yù)制裝配式建筑技術(shù)合理應(yīng)用于建筑物防水問(wèn)題的構(gòu)件堆放及結(jié)構(gòu)連接方面。但是，此項(xiàng)制度需得到建設(shè)單位、相應(yīng)設(shè)計(jì)單位及政府監(jiān)管部門的認(rèn)可和審核，通過(guò)嚴(yán)格的審核環(huán)節(jié)方能開(kāi)展大范圍推廣及應(yīng)用[3]。

4.2 預(yù)制構(gòu)件的物流管理技術(shù)

在預(yù)制裝配式建筑工程實(shí)施階段，為有效協(xié)調(diào)其架構(gòu)供應(yīng)時(shí)間，相關(guān)施工單位就要按照施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況及相關(guān)物流管理辦法，選用適當(dāng)?shù)奈锪鞴芾砑夹g(shù)滿足當(dāng)前材料的使用需求。因此，要在物流管理運(yùn)用的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的類別劃分，如材料方向劃分為豎向板、水平板，而后按照制作、儲(chǔ)存或者安裝方式順序?qū)ζ溥M(jìn)行相對(duì)科學(xué)的記錄及統(tǒng)計(jì)。

4.3 高精度快拆組合式的模板施工

在管理人員及施工人員深入熟悉了解施工圖紙的情況下，進(jìn)一步掌握施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)施搭設(shè)工序，從而在建筑物外墻板內(nèi)側(cè)進(jìn)行高精度的快拆組合式模板施工，其構(gòu)件主要材質(zhì)為鋁合金。在具體施工過(guò)程中主要采用構(gòu)件預(yù)埋等較為直觀方式進(jìn)行，定向固定接駁器與五段螺桿，此舉能夠在節(jié)省木材使用成本等方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。將預(yù)制裝配式建筑的特性應(yīng)用于深化模板的過(guò)程中，則應(yīng)選取三維建模方法模擬板體構(gòu)件，并在整體工序中合理配置單支頂、鋼背楞及三角斜撐的部件。鋁膜的最終施工流程則是指以墻柱定位為前提，開(kāi)展安裝墻體的標(biāo)高抄平，且按照已安裝的大梁模板開(kāi)展相關(guān)的平整度檢測(cè)及工序檢查。

4.4 飾面預(yù)制構(gòu)件的保護(hù)

裝配式建造模式的發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)建筑業(yè)的改革與升級(jí)有著深遠(yuǎn)的影響。裝配式建造模式是建筑工業(yè)化和模塊化，建筑物的部分或全部構(gòu)件在預(yù)制工廠中生產(chǎn)，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)施工吊裝方案，由起重設(shè)備和機(jī)械完成安裝，安裝完成后符合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求和具有使用功能的建筑模式。

在工程建筑過(guò)程中，污損現(xiàn)象是不可避免的，其主要來(lái)源于石材外飾墻面的預(yù)制構(gòu)件。對(duì)此，施工方應(yīng)采取維修或更新措施，降低石材外飾墻面的預(yù)制構(gòu)件的能源消耗面積。與此同時(shí)，要在固定期限內(nèi)開(kāi)展檢測(cè)，確保飾面預(yù)制構(gòu)件的污損程度降到最低。

4.5 BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)和裝配式建筑的結(jié)合，可以將整個(gè)建筑模型進(jìn)行數(shù)據(jù)化的分析，并可以模擬施工進(jìn)度，對(duì)把控施工進(jìn)度和提高施工管理的質(zhì)量起到積極作用。在BIM模型中，裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝都可以進(jìn)行協(xié)同和數(shù)據(jù)互通，大大提高了設(shè)計(jì)師和建造者的工作效率。通過(guò)數(shù)據(jù)的協(xié)同和模型的模擬，施工管理中可以數(shù)據(jù)的分析為決策依據(jù)，發(fā)布相關(guān)信息和舉措，整體把控整個(gè)項(xiàng)目的情況。同時(shí)，甲方可以明晰的看到成本的損貨情況，避免資源的閑置，提高使用效率。BIM模型的可視化模擬等特點(diǎn)，可以應(yīng)用在項(xiàng)目的應(yīng)急預(yù)案設(shè)計(jì)中，從而確保建筑項(xiàng)目的順利實(shí)施。信息化手段+裝配式綠色建造方式，打破了人們對(duì)建筑施工高污染、高浪費(fèi)的固有想法，是建筑方式的又一次變革。

5 結(jié)語(yǔ)

如何在進(jìn)行大體量建造的同時(shí)，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，做到可持續(xù)發(fā)展，一直是建筑行業(yè)發(fā)展中需要解決的重要問(wèn)題之一。基于綠色建筑的裝配式建筑技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，尤其與信息技術(shù)的融合，以科學(xué)、高效、低碳為目標(biāo)，為建筑行業(yè)的碳中和帶來(lái)了新思路，也為進(jìn)一步推進(jìn)建筑行業(yè)的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和高質(zhì)量發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。