“雙碳”目標(biāo)背景下裝配式裝修技術(shù)應(yīng)用研究*

金 曈，李進(jìn)軍，王平山

(1.華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200041；2.上海裝配式建筑技術(shù)集成工程技術(shù)研究中心，上海 200011)

0 引言

碳達(dá)峰及碳中和的目標(biāo)對(duì)傳統(tǒng)建筑行業(yè)加快升級(jí)轉(zhuǎn)型提出新的要求。長(zhǎng)期以來(lái)，建筑行業(yè)的高能耗問(wèn)題飽受詬病，清華大學(xué)節(jié)能研究中心發(fā)布的《中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2021》顯示，2019年我國(guó)建筑運(yùn)營(yíng)碳排放和民用建筑建造過(guò)程中的碳排放量之和幾乎達(dá)到我國(guó)碳排放總量的40%，推動(dòng)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的目標(biāo)任重道遠(yuǎn)。

“裝配式”作為實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的有力抓手之一，價(jià)值日益凸顯，得到國(guó)家的大力推廣和市場(chǎng)的廣泛關(guān)注。以裝配式裝修為例，其一體化的設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)、裝配化的安裝方式，能有效減少傳統(tǒng)裝修方式帶來(lái)的高耗能、噪聲、粉塵污染、建筑垃圾多等問(wèn)題，在建筑全生命周期的各階段降低碳排放。因此，本文旨在探析在“雙碳”政策背景下裝配式裝修技術(shù)的重要性與應(yīng)用。

1 裝配式裝修定義及特點(diǎn)

裝配式裝修是指采用干式工法，將工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)裝部品在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組合安裝的裝修方式。由裝配式隔墻、裝配式吊頂、裝配式樓地面、裝配式貼面墻、集成式廚房和衛(wèi)生間等系統(tǒng)組成的滿足室內(nèi)空間功能使用需求的整體稱為裝配式內(nèi)裝系統(tǒng)。裝配式裝修核心特征是用干式施工代替大量現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，用工廠批量化生產(chǎn)代替現(xiàn)場(chǎng)繁復(fù)的工程組織，將多工種輪流進(jìn)場(chǎng)變成流水化安裝，提高了施工效率、施工質(zhì)量和環(huán)保交付指數(shù)，降低了人工成本。同時(shí)，由于裝配式裝修的大部分由工廠化生產(chǎn)的部品、部件采用干式連接組合而成，使得施工、維護(hù)和改造更加方便，大大減少建筑垃圾和能源消耗。根據(jù)王強(qiáng)等針對(duì)北京市密云區(qū)長(zhǎng)安新村和南菜園新村回遷房項(xiàng)目中裝配式樓地面部品的碳排放計(jì)算，裝配式地面比傳統(tǒng)地面做法減少的碳排放量高達(dá)73%，具有非常顯著的節(jié)能減排作用。

2 裝配式裝修應(yīng)用現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)裝配式裝修的發(fā)展欣欣向榮，全國(guó)新開(kāi)工的面積逐年遞增(見(jiàn)圖1)。供應(yīng)鏈企業(yè)在類型上從早期僅有少數(shù)幾家提供整體衛(wèi)浴產(chǎn)品的廠商，逐步發(fā)展到墻面、地面等內(nèi)裝部品廠商出現(xiàn)，提供全屋裝配式裝修的企業(yè)增多，一些傳統(tǒng)的施工企業(yè)開(kāi)始聯(lián)合裝配式裝修企業(yè)共同研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系和裝配式裝修系統(tǒng)的相輔相成?？傮w上，裝配式裝修隨著市場(chǎng)的發(fā)展，其品類不斷擴(kuò)展，技術(shù)不斷革新，行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈日益完善，實(shí)施范圍也不單局限于保障房中，在模塊化可拆卸售樓部、長(zhǎng)租公寓、辦公樓、酒店改造等各類型項(xiàng)目中也得到良好應(yīng)用(見(jiàn)圖2～4)。

圖1 2016—2020年全國(guó)裝配式裝修新開(kāi)工面積

圖2 保利云上模塊化可拆裝售樓部(優(yōu)積建筑科技發(fā)展(上海)有限公司)

圖3 利爾達(dá)社區(qū)長(zhǎng)租公寓(品宅裝飾科技有限公司)

圖4 江西南昌航信大廈辦公樓(上海森臨建筑裝飾系統(tǒng)有限公司)

3 基于SI體系的裝配式裝修技術(shù)

3.1 推動(dòng)建筑長(zhǎng)壽命發(fā)展

建筑的長(zhǎng)壽命發(fā)展是建筑持續(xù)性節(jié)能降耗的關(guān)鍵。SI體系，即建筑的結(jié)構(gòu)支撐體(skeleton)和內(nèi)部填充體(infill)分離的建筑體系，解決了建筑主體結(jié)構(gòu)和室內(nèi)裝修壽命不同問(wèn)題，是建筑長(zhǎng)壽命發(fā)展的必要條件之一。我國(guó)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限≥50年，而室內(nèi)裝修的更換周期約為10年。根據(jù)董晶濤等針對(duì)老舊小區(qū)的調(diào)研顯示，下水管道擁堵、管線老化等是老舊建筑中的共性問(wèn)題。然而傳統(tǒng)裝修方式的管道、管線基本嵌入主體結(jié)構(gòu)中安裝，需要采用“砸、鑿、剔”的方式進(jìn)行全屋的裝修改造，不僅對(duì)主體結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p壞、產(chǎn)生大量建筑垃圾，施工工期也較長(zhǎng)。而基于SI體系的裝配式裝修技術(shù)采用螺栓或輕鋼龍骨等架空部件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)面層與裝飾面間分離，利用二者之間的空腔實(shí)現(xiàn)設(shè)備管線和結(jié)構(gòu)層的分離，使裝修在對(duì)主體結(jié)構(gòu)不造成損壞的情況下具有可更新性，延長(zhǎng)了主體結(jié)構(gòu)的使用壽命；同時(shí)，也能較好地實(shí)現(xiàn)部分墻地面改造、部分管線改造等室內(nèi)局部快速裝修改造的需求，無(wú)須對(duì)全屋進(jìn)行重裝，延長(zhǎng)了室內(nèi)裝修的壽命，拆卸的部品、部件也可進(jìn)行回收再利用。

3.2 推廣低碳化部品、部件的應(yīng)用

裝配式裝修部品、部件具有低碳化優(yōu)勢(shì)，大范圍推廣對(duì)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)意義重大。目前我國(guó)推廣裝配式裝修部品、部件存在一些阻力，主要原因之一在于結(jié)構(gòu)精度不高，影響了裝配式裝修部品的標(biāo)準(zhǔn)化程度，導(dǎo)致建造成本提高、施工效率降低等一系列問(wèn)題。裝配式主體結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件出廠精度為厘米級(jí)，而建筑內(nèi)裝部品出廠精度為毫米級(jí)，基于SI體系的裝配式裝修解決方案通過(guò)空腔為主體結(jié)構(gòu)和內(nèi)裝系統(tǒng)這2個(gè)精度不同的體系提供合理的調(diào)差空間，從而提高裝配式裝修部品、部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，是大規(guī)模推廣裝配式裝修部品、部件應(yīng)用的重要路徑。

4 裝配式裝修項(xiàng)目案例

華建集團(tuán)裝配式集成技術(shù)試驗(yàn)樓(以下簡(jiǎn)稱“試驗(yàn)樓”)是集成多項(xiàng)裝配式技術(shù)打造的長(zhǎng)壽命建筑，總建筑面積335.62m2，共2層，1層為會(huì)議與展示空間，2層為居住空間。主體結(jié)構(gòu)為PEC鋼混結(jié)構(gòu)，樓板采用SP預(yù)應(yīng)力空心樓板，外掛墻板為采用UHPC作為飾面的集成墻板。試驗(yàn)樓室內(nèi)裝修采用了基于SI體系的裝配式裝修技術(shù)，具體包括裝配式樓地面、裝配式貼面墻、裝配式隔墻、集成廚房等裝配式裝修系統(tǒng)。

4.1 全生命周期可變建筑平面設(shè)計(jì)

綜合考慮建筑功能和長(zhǎng)壽命發(fā)展理念，試驗(yàn)樓2層居住空間的設(shè)計(jì)方案為可適應(yīng)“核心家庭—二孩家庭—適老性家庭”的建筑全生命周期變化的平面方案(見(jiàn)圖5)。

圖5 試驗(yàn)樓2層全生命周期可變平面設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)可變平面設(shè)計(jì)，試驗(yàn)樓采用了3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：①SI體系 將管線敷設(shè)在鋼龍骨中與主體結(jié)構(gòu)分離。②靈活隔斷 建筑采用框架結(jié)構(gòu)，室內(nèi)固定墻體少，空間多用家具或可拆卸隔墻進(jìn)行靈活分隔；如圖6a所示，在2層起居室和書房間的頂部預(yù)留可移動(dòng)隔墻導(dǎo)軌，方便后期空間劃分的改變。③同層排水技術(shù) 目前國(guó)內(nèi)常用的異層排水方式導(dǎo)致建筑管理和后期更新不便，試驗(yàn)樓基于SI體系采用降板式同層排水，同時(shí)預(yù)留適老性衛(wèi)生間改造需要的降板空間，使衛(wèi)生間的大小、設(shè)施位置有足夠的調(diào)整空間。

圖6 實(shí)現(xiàn)建筑可變?cè)O(shè)計(jì)的3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

4.2 大空間可拆卸裝配式隔墻系統(tǒng)

試驗(yàn)樓采用上海森臨建筑裝飾系統(tǒng)有限公司研發(fā)的全鋼制裝配式可拆卸隔墻系統(tǒng)(見(jiàn)圖7)，由豎龍骨、天地頂?shù)撞?、頂部連接件、面板、構(gòu)配件等組成(見(jiàn)圖8)。整個(gè)隔墻系統(tǒng)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)裝配式安裝，采用鉤掛方式進(jìn)行裝配式軟連接，具有施工便捷、環(huán)保、耐久性佳、防火、隔聲、耐撞擊等優(yōu)勢(shì)。該隔墻系統(tǒng)可反復(fù)、無(wú)損地進(jìn)行拆卸、更換，也可異地重復(fù)再利用，是一種低碳、環(huán)保的建造技術(shù)。

圖7 試驗(yàn)樓可拆卸隔墻導(dǎo)軌預(yù)留與隔墻安裝后效果

圖8 全鋼制裝配式可拆卸隔墻系統(tǒng)

4.3 裝配式貼面墻系統(tǒng)

試驗(yàn)樓的裝配式內(nèi)裝墻面采用2種系統(tǒng)，1層會(huì)議和展廳空間采用上海品宅裝飾科技有限公司研發(fā)的竹木纖維板裝配式貼面墻系統(tǒng)(見(jiàn)圖9)，2層居住空間采用上海森臨建筑裝飾系統(tǒng)有限公司研發(fā)的鍍鋅鋼板裝配式貼面墻系統(tǒng)。2種裝配式貼面墻系統(tǒng)皆采用在外墻板上直接固定龍骨后安裝飾面板的干式連接方式。在完成效果上，木紋理的竹木纖維板密拼縫隱形，結(jié)構(gòu)面到飾面板完成面僅2cm；鍍鋅鋼板裝配式墻面系統(tǒng)可利用室內(nèi)的凸柱，打造儲(chǔ)物空間(見(jiàn)圖10)。裝配式貼面墻系統(tǒng)采用龍骨調(diào)平和飾面板代替?zhèn)鹘y(tǒng)墻面裝修“鏟墻-批膩?zhàn)?粉刷”步驟，施工便捷迅速，質(zhì)量可控、綠色環(huán)保；在頂角、踢腳、洞口均采用專用型材進(jìn)行收口，具有拆卸、替換方便的優(yōu)勢(shì)。

圖9 竹木纖維板裝配式貼面墻系統(tǒng)

圖10 鍍鋅鋼板裝配式貼面墻系統(tǒng)打造儲(chǔ)物空間

4.4 裝配式樓地面系統(tǒng)

試驗(yàn)樓采用中高密度水泥壓板和地腳螺栓調(diào)平2種架空地板的構(gòu)造，架空高度為4cm，面層板為SPC石塑地板?；赟I體系的裝配式樓地面系統(tǒng)可直接在原有的結(jié)構(gòu)樓板上用地腳螺栓進(jìn)行調(diào)平，無(wú)須重新找平，還可選擇使用增加采暖模塊，具有快速鋪裝、可重復(fù)利用、無(wú)甲醛等優(yōu)勢(shì)(見(jiàn)圖11)。

圖11 裝配式樓地面構(gòu)造

4.5 裝配式集成式廚房系統(tǒng)

試驗(yàn)樓2層居住空間采用蘇州科逸住宅設(shè)備股份有限公司研發(fā)的集成式廚房系統(tǒng)。廚房的地板、墻面、櫥柜全部采用干式工法，櫥柜在設(shè)計(jì)階段根據(jù)廠家提供的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇，柜體采用SMC材料一體化壓制，由900，300，750mm的模塊組成。集成式廚房系統(tǒng)的使用可減少鋪磚等工序的濕作業(yè)，櫥柜的柜體材料綠色、環(huán)保，臺(tái)面無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)切割制作，減少了現(xiàn)場(chǎng)的粉塵，安裝速度快(見(jiàn)圖12)。

圖12 裝配式集成廚房系統(tǒng)

5 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的背景下，基于SI體系的裝配式裝修技術(shù)將逐步發(fā)展成型。首先，基于SI體系的裝配式裝修技術(shù)采用管線分離、靈活分隔室內(nèi)空間的方式，使內(nèi)裝部品方便拆卸更換及回收再利用，滿足使用者多樣化需求的同時(shí)提高了資源利用效率；同時(shí)，干法作業(yè)減少了日后改造對(duì)主體結(jié)構(gòu)的不利影響，維護(hù)了建筑的安全性能，延長(zhǎng)了建筑的使用壽命。其次，裝配式裝修技術(shù)速度快、噪聲小、建筑垃圾少，低碳化部品的運(yùn)用使裝修工程在材料生產(chǎn)、施工、運(yùn)維等階段大大減少了建筑的碳排放。此外，內(nèi)裝部品為在工廠生產(chǎn)的成品材料，甲醛含量極低，可實(shí)現(xiàn)裝修完成后立即“拎包入住”，提高了建筑的環(huán)保性。簡(jiǎn)而言之，裝配式裝修技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)粗放式裝修方式，將為建筑的節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。