裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展研究

文／郭飛 中國十七冶集團有限公司工程設計分公司 安徽馬鞍山 243000

引言：

建筑業(yè)的耗能相對較大，在新時代大環(huán)境下，加強建筑業(yè)生態(tài)化建設就顯的十分主要?，F(xiàn)階段，已有大部分企業(yè)認識到裝配式建筑與生態(tài)建筑互融的重要性，但實際的實施過程中存在一些制約因素和待于解決的問題。因此，研究裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展，已然成為有關部門和各參建企業(yè)工作的重中之重。

1、裝配式建筑概述

裝配式建筑具有建設速度較快、壽命較長和成本較低的特點。其設計核心為預制構件，即通過特殊連接和裝配技術，處理提前制作好的混凝土構件，以此構建裝配式建筑。例如：通過工業(yè)方式針對所需配件進行生產(chǎn)，如墻板、樓梯、地板等，隨后將檢驗合格的配件以運輸?shù)姆绞剿屯鱾€施工現(xiàn)場，經(jīng)過連接和組裝后即可投入使用[1]。此外，該建筑方式與傳統(tǒng)建筑模式相比，其外部墻體不僅是維護結構，也是保溫結構，還具備在有限時間內(nèi)可重復使用預制件的設備以及生產(chǎn)模式的優(yōu)勢，這不僅符合了節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)保的要求，也為社會的可持續(xù)發(fā)展提供了有利條件，從而進一步獲得了人們的認可、使用和推廣。

2、生態(tài)建筑概述

所謂生態(tài)建筑也可稱之為綠色建筑，主要是建筑性能的體現(xiàn)，例如：節(jié)能性、環(huán)保性和可持續(xù)發(fā)展性等。即指在建筑的設計、使用、維護等過程中，實現(xiàn)最高限度的環(huán)境保護、資源節(jié)約和空間利用，在為人們提供良好居住環(huán)境的同時，還能進一步促進人與自然的和諧發(fā)展。其建筑理念主要可表現(xiàn)在以下幾個方面：一是綠色建筑設計；二是建筑結構設計；三是節(jié)能技術的應用；四是智能建筑設計[2]。

3、裝配式建筑與生態(tài)建筑互融優(yōu)勢

3．1 水、電資源節(jié)約明顯

裝配式建筑與生態(tài)建筑互融，可有效節(jié)約水電資源，縮減施工資金的投入。在節(jié)電方面，首先是減少各種施工設備的使用次數(shù)，如電焊機、起重機等，可高效分配電力資源，達到節(jié)電的目的；其次是針對室內(nèi)和室外電能實施有效管理，在各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)了最大化節(jié)電。在節(jié)水方面，首先是先進技術的應用，大幅降低了攪拌機和水泵等設備的使用次數(shù)，節(jié)省了清潔設備的用水量；其次是減少了相關洗滌設備的用水總量，也在一定程度上避免了污水對施工現(xiàn)場及其周邊環(huán)境的污染[3]。此外，裝配式建筑與生態(tài)建筑互融還推動了循環(huán)用水系統(tǒng)的發(fā)展，將一切可利用的水源進行循環(huán)使用，不僅增加了節(jié)水效果，還提升了水資源的利用率。

3．2 有利于廢棄物品的減少

裝配式建筑與生態(tài)建筑互融，多角度優(yōu)化了建筑效率，并能有效減少了廢棄物品的產(chǎn)生，例如：節(jié)省了標準模板以及腳手架的使用。此外，在實際的裝配式施工期間，主要通過起重機實現(xiàn)構件的連接和組裝，不僅有效節(jié)約了人力資源，還在很大程度上減少了物力資源的投入。同時，裝配式建筑與生態(tài)建筑相融合還能減少濕法施工和混凝土的使用，縮減了此方面的資源消耗。

3．3 利于精益與集成施工

裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展高效實現(xiàn)以下兩種施工模式的價值：一是精益施工；二是集成施工。其中，集成施工主要內(nèi)容為在施工現(xiàn)場連接和組裝建筑構件，其具備較好的快速性、高效性、便捷性和集約性。另外，集成施工還進一步實現(xiàn)了施工的自動化和智能化，只需相關人員設定程序即可，應用較為廣泛。精益施工則更側重于施工模式智能化，不僅能較好的縮減材料使用總量，還能進一步節(jié)約相關能源[4]。同時，還可細化并結合建筑構件、建筑裝飾需求、材料類型、機電設備等資源，達到多重功能充分融合的目的，提升了精益施工的實際效果。

4、裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的制約因素

4．1 相關政策法規(guī)和行業(yè)標準相對欠缺

在實際的裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展過程中，存在相關政策法規(guī)以及行業(yè)標準相對欠缺的現(xiàn)象。雖我國較多地區(qū)相繼出臺相關政策扶持裝配式施工企業(yè)，但并不能惠及相關的構件企業(yè)，在一定程度上制約了裝配式建筑與生態(tài)建筑的順利融合。另外，現(xiàn)階段的裝配式建筑和生態(tài)建筑的標準化水平相對不高，在欠缺統(tǒng)一性的同時，還會致使裝配式建筑構件無法在工廠內(nèi)部進行統(tǒng)一的生產(chǎn)，針對裝配式建筑的發(fā)展產(chǎn)生了較為嚴重的影響。

4．2 協(xié)調(diào)機制不夠完善

在將裝配式建筑與生態(tài)建筑互融的過程中，相關設計人員在考慮建筑本身的同時，還應在建筑設計時綜合考慮建筑和建筑周邊的環(huán)境關系，如建筑實際位置的選取，是否會對建筑周邊環(huán)境造成影響。但個別設計人員并未重視這一點，對生態(tài)建筑的建設產(chǎn)生了不良影響[5]。此外，還存在市場引導機制以及監(jiān)管機制不夠完善的現(xiàn)象。與此同時，多數(shù)施工建設單位受傳統(tǒng)施工方式影響，仍采取現(xiàn)澆方式，未能將預制構件和現(xiàn)澆部件進行有機結合。

4．3 產(chǎn)品質(zhì)量以及物流運輸限制

由于裝配式建筑構件施工效果會直接受到預制件尺寸、結構、質(zhì)量和外觀的影響。因此，在實際的施工過程中，對于模具的質(zhì)量提出了較高的要求。但目前多數(shù)的模具制造單位生產(chǎn)的相關模具存在較大的誤差性，并不能很好的滿足施工需求，在一定程度上阻礙了裝配式建筑的施工和發(fā)展。除此之外，部分企業(yè)還常常出現(xiàn)預制件標識模糊、預留孔位置不夠精準等問題，直接影響了裝配式施工的質(zhì)量和效果。另外，與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土建筑方式相比，預制構件生產(chǎn)相關的企業(yè)數(shù)量較少，是制約裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展的主要因素之一。同時，完善的物流體系對于裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融也起著十分重要的作用，不僅能實現(xiàn)快速運輸，還能確保部件在實際的運輸途中不受損壞。但現(xiàn)階段，實際的運輸體系并不完善，不僅提升了建筑運輸資金的投入，也無法保證相關建筑材料的完整性。

4．4 專業(yè)人才的匱乏

專業(yè)人才的匱乏是裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融過程中的常見問題之一。因裝配式建筑是一項較新的建筑技術，在我國應用的時間相對較短，多數(shù)開發(fā)企業(yè)存在以下幾點問題：（1）缺乏熟知裝配式建筑管理流程的專業(yè)人員；（2）現(xiàn)有相關人員對于裝配式建筑的認識不足；（3）人才培養(yǎng)機制不夠完善。以上原因均可導致相關專業(yè)人才匱乏，嚴重制約了裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展。

5、裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展策略

5．1 健全相關法律法規(guī)和行業(yè)標準

健全的法律法規(guī)和行業(yè)標準是推動裝配式建筑與生態(tài)建筑融合發(fā)展的保障。對此，各地區(qū)有關部門應結合地方實際的發(fā)展情況，科學完善現(xiàn)行法律法規(guī)，例如：（1）給予稅收方面的優(yōu)惠；（2）提供一次性的技術升級補貼。這不僅能有效惠及各類與之相關的企業(yè)，還能鼓勵企業(yè)針對自身的生產(chǎn)工藝水平進行提升[6]。與此同時，各建造企業(yè)和相關生產(chǎn)企業(yè)應針對技術體系中的問題進行研究和明確，并采取行之有效的辦法進行改進，以此構建完善的行業(yè)標準體系，確保裝配式建筑與生態(tài)建筑的順利互融和發(fā)展。

5．2 針對協(xié)同機制進行科學優(yōu)化

若想更好的融合裝配式建筑與生態(tài)建筑，相關部門可針對協(xié)同機制進行科學的優(yōu)化，具體優(yōu)化方法可分為以下幾點：（1）構建一體化總承包模式，采取政府激勵、補貼方式，積極推動企業(yè)裝配式設計、施工、構建三者一體發(fā)展，激發(fā)市場參與者的積極性和創(chuàng)造能力；（2）針對裝備制造業(yè)的生產(chǎn)能力進行提升，加大并整合企業(yè)的發(fā)展動力，并大力宣傳和實施生態(tài)建筑總承包責任制，實現(xiàn)審批監(jiān)管規(guī)范統(tǒng)一，促進裝配式建筑與生態(tài)建筑的協(xié)調(diào)健康發(fā)展。

5．3 不斷優(yōu)化相關設計環(huán)節(jié)

設計環(huán)節(jié)不僅是裝配式建筑項目施工的重要組成部分，也能為裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展奠定良好的基礎。其不僅決定了裝配式建筑項目的進度，還決定了項目的施工質(zhì)量和施工成本。因此，裝配式建筑設計應秉承標準化、模塊化、集成化的設計原則，堅持工業(yè)化建筑理念，實現(xiàn)建筑結構構建的標準化生產(chǎn)，并協(xié)同設計建筑、結構、暖通、電氣、給排水和智能模塊。同時，生態(tài)建筑設計的側重點應為節(jié)能環(huán)保、節(jié)約資源、經(jīng)濟可行，盡可能的充分協(xié)調(diào)生態(tài)功能和經(jīng)濟價值之間的關系[7]。因此，為有效促進裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融，相關設計人員應圍繞項目功能需求、建筑類型、設計總投資等方面，針對建筑結構類型進行合理的選擇，并優(yōu)化新型結構體系，充分發(fā)揮生態(tài)特性，例如：生態(tài)建材、節(jié)能建筑設備、工業(yè)化生產(chǎn)構件、可重復利用的施工設施等。

5．4 使用生態(tài)節(jié)能建材

生態(tài)節(jié)能建材的優(yōu)點可體現(xiàn)為以下三各方面：一是安全環(huán)保；二是廢棄物利用；三是性能相對較好。為促進裝配式建筑與生態(tài)建筑的有效融合，在實際的施工過程中，可科學使用生態(tài)節(jié)能建材。其中，比較適合裝配式建筑模式的新型生態(tài)材料為新型墻體材料和新型屋面材料，該種材料有纖維化和復合化材料制作而成，其優(yōu)勢較為明顯，不僅材料整體重量相對較輕，還具有安裝簡單便捷、施工耗時較短的特點。同時，還能針對建筑物的保溫、隔熱等性能進行提升，可有效滿足建筑物的節(jié)能需求。此外，在裝配式建筑的門窗除了應具備透光、通風作用外，還應具備保溫、隔熱、耐久、防火、隔音等特點，可依照實際情況選用較為合適的門窗材料，例如：斷橋鋁、塑鋼等，其性能不僅能較好的滿足大部分設計需求，在經(jīng)濟上也具有一定的合理性，是裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的有利條件之一。

5．5 使用生態(tài)節(jié)能建筑設備和技術

通常情況下，建筑設備主要起到照明、排水、采暖、通風、空調(diào)等作用。為確保裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展，使用的建筑設備應符合節(jié)能環(huán)保的需求。例如：（1）給排水節(jié)能設備可選擇節(jié)水型水龍頭、節(jié)水型淋浴器、節(jié)水型坐便器等；（2）可充分發(fā)揮雨水收集技術作用，收集、儲存、凈化后的雨水可用于地面水源（非飲用）；（3）在公共照明系統(tǒng)中可應用太陽能照明系統(tǒng)，包含了屋頂光伏技術、幕墻光伏技術等，此類技術研發(fā)和使用相對成熟。也別是在農(nóng)村地區(qū)，此類技術不僅能滿足家庭照明需求，還可將多余的電量并入國家電網(wǎng)，具有較好的環(huán)保性、實用性和經(jīng)濟性；（4）科學結合空調(diào)通風系統(tǒng)和自然通風系統(tǒng)，并將建筑地區(qū)的氣象資料作為參考，盡量實現(xiàn)自然風的充分利用，以此減少空調(diào)系統(tǒng)的使用頻率，達到節(jié)約能源的目的；（5）可將傳統(tǒng)電能和熱能的使用轉換為再生能源，如地熱泵技術，可在供暖期間大幅降低污染物的排放。經(jīng)計算，該技術與傳統(tǒng)的空調(diào)供熱相比，能有效節(jié)約百分之四十的電力能源。另外，還可使用外墻保溫模板一體化構件技術，可實現(xiàn)建筑模板和墻體保溫等多項功能，不僅能提升建筑施工的效率，還能有效解決在建筑使用期間更換保溫材料的問題，確保保溫材料與建筑結構的使用時間同步。

5．6 利用信息化手段進行施工管理

為推動裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展，還可在實際的施工安裝期間使用以下兩項信息化技術手段：一是BIM 技術；二是物聯(lián)網(wǎng)技術。實際使用方法可細化為以下幾個方面：（1）可使用BIM5d 技術和數(shù)字建筑平臺針對臨時建筑、材料堆放、構件倉儲管理等方面進行模擬，以此實現(xiàn)施工現(xiàn)場的總平面布置，為施工做好前期準備；（2）在運輸預制構件期間，可利用物聯(lián)網(wǎng)以及RFID 標簽信息功能，針對預制構件的進出庫信息、位置信息、其他狀態(tài)信息進行獲取，確保預制構件的安全性和完整性；（3）可通過BIM 三維可視功能，針對施工吊裝環(huán)節(jié)進行模擬，此種方式便于挖掘質(zhì)量監(jiān)控的關鍵點和做出風險預警，不僅能動態(tài)管理施工進度，還能進一步實現(xiàn)精細化施工；（4）吊裝構件過程中，現(xiàn)場操作人員可利用移動終端傳遞并接受構件領料信息、安裝記錄信息、人員信息等，并將此類信息匯總至數(shù)據(jù)庫，可為施工進度管理奠定了較好的數(shù)據(jù)基礎；（5）技術人員可在裝配構件之前，通過VR 技術針對現(xiàn)場施工安全開展技術交底培訓工作，以此規(guī)范相關工作人員的技術和行為，避免發(fā)生質(zhì)量安全事故。以上技術的應用，能在提升施工質(zhì)量的同時，確保工程的施工效率，避免出現(xiàn)返工和材料構建損壞等情況，較好的節(jié)約了資源和時間成本，是裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的必要條件。

5．7 施工中使用生態(tài)建筑新技術

施工中使用生態(tài)建筑新技術可高效實現(xiàn)裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展。生態(tài)建筑新技術可具體分為以下三種：（1）現(xiàn)場臨時設施循環(huán)使用技術，在實際的施工期間，針對起到辦公和生活作用的活動板房，其骨架可使用輕鋼，維護材料可使用夾芯板，施工現(xiàn)場的圍擋可使用彩鋼板，以上方式不僅具有反復使用、安裝方面、施工快捷等特點，還能較好滿足節(jié)能環(huán)保需求；（2）構配件整體吊裝施工技術，可在地面針對跨度大、結構復雜的大型構建進行組裝，待成型后通過計算機控制提升裝置，實現(xiàn)預制構件的吊裝，此技術不僅能確保大型預制構件吊裝的安全性，還能有效節(jié)約施工時間，在一定程度上降低了施工項目的成本投入；（3）建筑廢棄物再生利用技術，回收且再利用施工現(xiàn)場的廢棄鋼筋、砌塊、混凝土、木質(zhì)材料、玻璃等廢舊資源，并將其作為新型建材的原材料，在節(jié)約廢棄物品清運時間和費用的同時，還能對施工現(xiàn)場周邊的環(huán)境進行保護，并推動了資源的可持續(xù)發(fā)展，為裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展提供了有效保障。

5．8 加強相關人才培養(yǎng)

完善人才隊伍是推動裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的基礎。因此，各參建企業(yè)應做好以下兩個方面的人員培訓工作：（1）加強BIM 技術人才培訓，在施工企業(yè)內(nèi)部針對相關人員和新入職的員工開展BIM技術培訓，并將該技術的考核作為人員績效的參考之一；（2）加強管理人才培訓，不定期組織并開展培訓活動，提升管理人員專業(yè)性以及對裝配式建筑知識的了解和掌握，促使其能有效協(xié)助企業(yè)內(nèi)部人員盡快適應并使用裝配式流程，起到良好管理裝配式建筑的作用。此外，各企業(yè)還可邀請相關技術工程師開展現(xiàn)場指導工作，以此不斷提升相關人員的技術水平和業(yè)務能力，促進裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展。

結語：

綜上所述，裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展可有效推動建筑與自然的和諧發(fā)展，是我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此，有關部門和參建企業(yè)應了解裝配式建筑與生態(tài)建筑的概念和作用，明確裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的各項優(yōu)勢，并分析裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的制約因素，做好健全相關法律法規(guī)和行業(yè)標準、科學優(yōu)化協(xié)同機制和建筑設計、使用生態(tài)節(jié)能建材、設備和技術、利用信息化手段進行施工管理、使用生態(tài)建筑新技術、加強相關人才培養(yǎng)等工作，以此實現(xiàn)裝配式建筑與生態(tài)建筑的高效互融和良性發(fā)展。