文/周康 柳州市城市投資建設(shè)發(fā)展有限公司 廣西柳州 545001
綠色建筑背景下裝配式建筑的發(fā)展解決了建筑生態(tài)轉(zhuǎn)型對(duì)節(jié)約資源、減少浪費(fèi)等諸多方面的問(wèn)題,相比較傳統(tǒng)建筑模式,裝配式建筑利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以提前對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)形態(tài)、材料的選擇、空間布局等進(jìn)行調(diào)整,并對(duì)不同建筑結(jié)構(gòu)的直接成本、間接成本等進(jìn)行預(yù)測(cè),從而實(shí)現(xiàn)綠色建筑背景下關(guān)于建筑節(jié)能、環(huán)保等方面的相關(guān)要求,推動(dòng)傳統(tǒng)建筑形態(tài)的轉(zhuǎn)型發(fā)展,為裝配式建筑設(shè)計(jì)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ),同時(shí)也能夠形成差異化的裝配式建筑應(yīng)用形態(tài),為人們提供更加舒適、健康和安全的建筑。
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。
通常來(lái)說(shuō),裝配式建筑工程管理相較于常規(guī)建筑工程管理的主要區(qū)別在于工程規(guī)模較大,需要應(yīng)用到的構(gòu)件類型較多,在實(shí)施管理活動(dòng)時(shí),需要在關(guān)注材料質(zhì)量的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)關(guān)注構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量以及安裝質(zhì)量。在施工的過(guò)程中,還需要對(duì)各類吊裝作業(yè)嚴(yán)加管控,確保吊裝過(guò)程中的施工質(zhì)量。除此以外,在施工現(xiàn)場(chǎng),需要做好各部門以及各流程的協(xié)調(diào)管理,安全管理的難度也較高,在施工的過(guò)程中需要對(duì)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)安裝以及成品保護(hù)展開精細(xì)化管理,以保障后續(xù)施工的質(zhì)量水平。
(1)加強(qiáng)資源利用效率的提升,在當(dāng)前的裝備式建筑建設(shè)過(guò)程中,增強(qiáng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮,可以有效的提高資源的利用效率,利用疊合板進(jìn)行安裝,可以減少木材與鋼材的使用,降低整體的成本投入。同時(shí),減少了建筑垃圾的產(chǎn)生,降低了企業(yè)在廢棄物處理方面的成本,有效地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。相比于傳統(tǒng)的混凝土施工而言,推行裝配式建筑,可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制建材工廠化生產(chǎn),加工耗材使用量較少,生產(chǎn)噪音較小,減輕了對(duì)周邊人群眾的影響,減少?gòu)U水以及有害物質(zhì)的排放,滿足了建筑施工環(huán)保措施的要求。(2)提高時(shí)間成本的節(jié)約效率,傳統(tǒng)建筑在建設(shè)的過(guò)程中完成主體結(jié)構(gòu),要等待一定時(shí)間才能進(jìn)行屋頂防水以及樓面工作施工,而裝配式建筑采用預(yù)制構(gòu)件由標(biāo)準(zhǔn)化的工廠進(jìn)行制作,對(duì)施工工藝進(jìn)行應(yīng)用與優(yōu)化,在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝,可以縮短施工的時(shí)間。同時(shí),裝配式建筑施工中應(yīng)用技術(shù)措施,加強(qiáng)各項(xiàng)技術(shù)的對(duì)接,在滿足主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的情況下,封頂可以實(shí)現(xiàn)外圍封閉,這能有效縮短工期,節(jié)約時(shí)間成本。
“綠色、環(huán)保、節(jié)能”是國(guó)家重要發(fā)展戰(zhàn)略之一,傳統(tǒng)建筑行業(yè)作為能源消耗嚴(yán)重、環(huán)境不友好行業(yè),更應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí),樹立綠色發(fā)展理念。因此將綠色理念融入到建筑設(shè)計(jì)中意義重大,是建筑行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。綠色建筑是指在建筑設(shè)計(jì)施工階段,利用現(xiàn)有的資源,在保護(hù)環(huán)境的前提下,最大限度地使建筑達(dá)到“四節(jié)一環(huán)?!保瑢?shí)現(xiàn)建筑與自然和諧共存、資源可持續(xù)利用。2016年9月國(guó)務(wù)院出臺(tái)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》明確要求提高綠色建材在裝配式建筑中的應(yīng)用比例。
(1)經(jīng)過(guò)調(diào)查綠色建筑的發(fā)展現(xiàn)狀,主要存在兩個(gè)問(wèn)題:①市場(chǎng)還未形成,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),92%以上的人對(duì)綠色建筑的相關(guān)知識(shí)幾乎一無(wú)所知,就連部分從事建筑行業(yè)的人員也是知之甚少;②缺乏激勵(lì)機(jī)制,政府雖然鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展綠色建筑,但激勵(lì)程度不夠,企業(yè)無(wú)法支撐起運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本而放棄繼續(xù)發(fā)展綠色建筑,使得國(guó)家提倡力度與地方企業(yè)實(shí)際落實(shí)程度差距過(guò)大。
(2)需要采取相關(guān)措施使得綠色建筑行業(yè)更好地發(fā)展:①綠色建筑成長(zhǎng)空間巨大,發(fā)展前景開闊,應(yīng)加強(qiáng)從業(yè)人員培訓(xùn),加大宣傳力度,提升人們對(duì)綠色建筑的普遍認(rèn)同感,做大綠色建筑市場(chǎng)規(guī)模,提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;②各個(gè)地區(qū)應(yīng)根據(jù)其地區(qū)發(fā)展程度因地制宜,結(jié)合綠色建筑設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),制定未來(lái)短期及長(zhǎng)期的發(fā)展戰(zhàn)略,完善其相關(guān)的行業(yè)市場(chǎng)管理體制,設(shè)立綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí),嚴(yán)格把守各個(gè)方面的規(guī)定相關(guān),以完善綠色建筑評(píng)估機(jī)制。
我國(guó)在超低能耗裝配式建筑相關(guān)技術(shù)的研究上,給予了高度重視。為了促進(jìn)城市綠色低碳發(fā)展,推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè),自2009年起,中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部對(duì)節(jié)能科技做出了重要的指示,拉開了我國(guó)裝配式建筑研究的序幕,并且在2010年的上海世博會(huì)上,展出了我國(guó)首個(gè)超低能耗裝配式建筑“漢堡之家”。為了加快裝配式建筑研究進(jìn)程,我國(guó)加深了與德國(guó)在這一領(lǐng)域的合作,積極參與寒冷地區(qū)被動(dòng)式建筑的應(yīng)用研究,并且取得了非常不錯(cuò)的成果。尤其是隨著建筑施工工藝的改良,我國(guó)裝配式建筑施工技術(shù)的逐漸普及和規(guī)范化,進(jìn)一步提高了建筑施工階段的節(jié)能水平,將裝配式建筑理念融入建筑施工中,完善了建筑各個(gè)階段的節(jié)能減排制度。目前,我國(guó)超低能耗裝配式建筑相關(guān)技術(shù)已經(jīng)躋身國(guó)際先進(jìn)水平。在裝配式建筑設(shè)計(jì)施工中,雖然有效節(jié)約了一定的施工材料,但對(duì)于預(yù)埋件、螺栓等結(jié)構(gòu)件的使用大幅增加,導(dǎo)致最終的節(jié)約成效有限。并且,受到生產(chǎn)裝配式材料的廠家模具尺寸與運(yùn)輸車輛尺寸的限制,生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件不能超過(guò)要求的尺寸范圍,否則很難運(yùn)輸與安裝,特別是大型混凝土構(gòu)件還應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)制作。裝配式建筑對(duì)于大型吊裝機(jī)械有著很高的要求,對(duì)于相關(guān)的施工人員也有著很高的要求,為了節(jié)約運(yùn)輸成本,預(yù)制件生產(chǎn)廠家不能與施工現(xiàn)場(chǎng)有太遠(yuǎn)的距離,否則會(huì)增加運(yùn)輸成本,不能很好地實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約效果。
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。
裝配式構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是在構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,對(duì)住宅構(gòu)件進(jìn)行綜合的專業(yè)設(shè)計(jì)。這是基于綠色施工管理理念裝配式住宅施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在傳統(tǒng)住宅設(shè)計(jì)過(guò)程中是不具備的。裝配式住宅構(gòu)件的深化設(shè)計(jì),首先需要學(xué)習(xí)專業(yè)住宅設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),并搜集客戶的不同需求,經(jīng)過(guò)綜合分析后將其體現(xiàn)在圖紙中,完成這一過(guò)程需要設(shè)計(jì)者和施工人員的共同參與。依照目前的建筑施工實(shí)際情況,生產(chǎn)廠家會(huì)收集各個(gè)設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)想法。由于構(gòu)件生產(chǎn)廠家不具備專業(yè)的管理知識(shí),所以通常不能取得明顯的設(shè)計(jì)效果。裝配式住宅構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)需要交由總包單位負(fù)責(zé),因?yàn)榭偘鼏挝痪C合能力強(qiáng),且建筑施工經(jīng)驗(yàn)非常豐富,能將各個(gè)設(shè)計(jì)單位提出的專業(yè)意見整合到一起,形成一個(gè)有效的解決方案。除此之外,該方案還經(jīng)過(guò)了施工單位的深化設(shè)計(jì),即裝配式住宅構(gòu)件廠根據(jù)構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù),將解決方案細(xì)化,并將其體現(xiàn)在圖紙上,從而滿足設(shè)計(jì)單位預(yù)埋預(yù)留的要求。施工總承包單位對(duì)方案進(jìn)行嚴(yán)格核驗(yàn),確保無(wú)誤后,按照施工方案進(jìn)行施工。裝配式構(gòu)件深化的重點(diǎn)是各個(gè)單位的設(shè)計(jì)需求,業(yè)主需求是整個(gè)構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,在裝配式構(gòu)件生產(chǎn)和安裝中起主導(dǎo)作用。其次是設(shè)計(jì)需求和專業(yè)需求,設(shè)計(jì)單位要盡可能滿足業(yè)主對(duì)建材的需求,構(gòu)件深化設(shè)計(jì)時(shí)要考慮防水材料、給排水材料、水電預(yù)留材料的情況,綜合考慮各方需求和意見,從而形成最終的設(shè)計(jì)結(jié)果。裝配式構(gòu)件深化設(shè)計(jì)有效率較高,基于綠色施工管理理念,可防止施工單位在建筑施工時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤,實(shí)現(xiàn)綠色化生產(chǎn)。
為使地面施工達(dá)到最佳的施工效果,要注意材料的選擇,根據(jù)地面的厚度要求,選擇恰當(dāng)?shù)牟牧戏N類。比如,當(dāng)?shù)孛婧穸仍?0mm左右時(shí),更適宜采用水泥砂漿材料;而地面厚度超過(guò)60mm的情況下,多選用復(fù)合式保溫板。為使得裝配式建筑中的地面施工可以達(dá)到最佳的效果,在保溫板的固定處理方面,首先需將地面做好平整處理,并涂上對(duì)應(yīng)的涂層,在此基礎(chǔ)上才能進(jìn)行保溫板的添加。地面施工時(shí)要結(jié)合總體的施工要求,進(jìn)行施工方式的科學(xué)選擇,盡可能減小地面施工環(huán)節(jié)的損耗。裝配式建筑有著嚴(yán)格的防火要求,為提升建筑的防火性能,需從外墻和內(nèi)墻方面來(lái)實(shí)施,因?yàn)閮?nèi)外墻采用的材料有所不同,外墻多以塊式混凝土掛板為主,而內(nèi)墻則采用的是閉孔泡沫式條板,經(jīng)由內(nèi)外墻的有效配合,提升了裝配式建筑墻體的隔熱保溫性能。而墻體掛板中的鋼架結(jié)構(gòu)嵌入,也就是在墻面內(nèi)部進(jìn)行鋼梁的安裝,在這一處理方式下,即使建筑構(gòu)件受到了高溫條件的影響,出現(xiàn)斷裂、燃燒等的概率也大大降低,結(jié)構(gòu)防火性能得以提升。針對(duì)裝配式建筑的抗震施工,可在墻面內(nèi)部進(jìn)行鋼柱、鋼梁的安裝,鑲嵌式連接所形成的鋼架結(jié)構(gòu)和掛板,在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)形成了對(duì)應(yīng)的圍護(hù)構(gòu)架和承重結(jié)構(gòu),墻面穩(wěn)定性增強(qiáng)的同時(shí)也使得裝配式建筑的抗震性得以提升。
在預(yù)制疊合板安裝施工技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,要將預(yù)制疊合板與作業(yè)層之間的距離進(jìn)行合理的控制,確定疊合板的安裝方向,對(duì)方向進(jìn)行調(diào)整,降低施工中的誤差。對(duì)預(yù)制疊合板安裝的方式進(jìn)行選擇,要采用模數(shù)化吊裝的方式,在底部設(shè)置臨時(shí)的支架完成后可以對(duì)于支架進(jìn)行拆除,在雙層結(jié)構(gòu)安裝時(shí),要結(jié)合工程的具體狀況,利用混凝土澆筑施工對(duì)于強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后,拆除下一層的支架,保證整體的建設(shè)質(zhì)量。
我國(guó)當(dāng)前的裝配式施工還存在很多問(wèn)題,需要進(jìn)一步完善和解決,優(yōu)化施工技術(shù)可以提升裝配式建筑的整體質(zhì)量,對(duì)裝配式建筑的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)可以保證整體的建筑質(zhì)量。例如在裝配式建筑施工過(guò)程中,施工人員需要將已有的鋼筋混凝土進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)其是否已經(jīng)到達(dá)了合格標(biāo)準(zhǔn)。出臺(tái)更具體的質(zhì)量技術(shù)工程,對(duì)裝配式施工工程的每個(gè)環(huán)節(jié)都提出具體的硬性要求,保證每一步操作都有相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)可查。在具體的裝配式施工的工程中,管理人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中出現(xiàn)的不符合施工標(biāo)準(zhǔn)的安全隱患問(wèn)題,及時(shí)采取補(bǔ)救措施,減少建筑施工過(guò)程中的安全隱患,保障施工人員的人身安全的同時(shí),也可以減少企業(yè)資金的投入,為我國(guó)裝配式建筑工程的可持續(xù)發(fā)展提供良好的制度保障。
傳統(tǒng)施工中,現(xiàn)澆和養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的水資源消耗量巨大,裝配式建筑主體結(jié)構(gòu)施工中,經(jīng)由裝配式技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用,可以省去現(xiàn)澆和養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié),使得水資源用量顯著降低。工程實(shí)踐中,對(duì)于需要用水的施工環(huán)節(jié),也可以通過(guò)技術(shù)手段,將水資源的消耗量控制在合理的范圍內(nèi)。比如,在裝配式建筑周邊的綠化灌溉中,通過(guò)噴灌、微灌等節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用,就可以有效節(jié)約灌溉中的水資源;在供水設(shè)計(jì)方面,經(jīng)由分區(qū)形式的供水設(shè)計(jì),使得實(shí)際的供水壓力顯著減小,再通過(guò)供水管網(wǎng)中的高性能管材、閥門和附件使用,保障了供水系統(tǒng)內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn),降低了供水系統(tǒng)內(nèi)密封性不足所導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)。
隨著信息技術(shù)時(shí)代的進(jìn)步,各行業(yè)陸續(xù)進(jìn)行了機(jī)械化、工業(yè)化改革,綠色發(fā)展理念也逐漸深入人心,傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題一直為人們?cè)嵅?。裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生,通過(guò)精確預(yù)制設(shè)計(jì)、批量工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)集成施工的三合一建設(shè)體系,恰好達(dá)到未來(lái)建筑“四節(jié)一環(huán)保”的綠色理念,以此開辟了建筑行業(yè)發(fā)展的新道路。1)國(guó)家政策促使綠色裝配式建筑快速發(fā)展。我國(guó)早在十八大會(huì)議中就提出:未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線是以“綠色”作為基底,走向生態(tài)文明新時(shí)代。關(guān)于建筑行業(yè),支持發(fā)展節(jié)能環(huán)保的綠色建筑,并以裝配式建筑作為重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。國(guó)家倡導(dǎo)全國(guó)發(fā)展裝配式建筑,鼓勵(lì)各個(gè)地區(qū)以兩個(gè)總目標(biāo)為基礎(chǔ),因地制宜,為裝配式建筑的發(fā)展提供助力。2)綠色裝配式建筑將成為建筑行業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)目前正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期,但是當(dāng)下可再生能源消費(fèi)占比增長(zhǎng)緩慢、環(huán)境污染嚴(yán)重、人口老齡化等問(wèn)題仍然十分嚴(yán)峻。面對(duì)這些現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題,建筑行業(yè)又該何去何從?裝配式建筑的工廠化生產(chǎn)減少了工人和建材的消耗量,也在一定程度上減輕了噪聲、粉塵等污染;綠色建筑利用環(huán)境中太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生資源,緩解了一部分能源問(wèn)題;當(dāng)二者結(jié)合,剛好與建筑綠色的未來(lái)發(fā)展理念重合。在價(jià)格成本方面,裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)并不明顯,但它可以通過(guò)合適的配套方案和建立良好的設(shè)計(jì)工具來(lái)降低在其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸中增加的成本,比如通過(guò)精確測(cè)量來(lái)規(guī)?;a(chǎn)預(yù)制構(gòu)件,從而減少成本??紤]到在實(shí)現(xiàn)一定的規(guī)模效應(yīng)后,建筑構(gòu)件的成本也將明顯下降,而傳統(tǒng)建造產(chǎn)生的成本有著不可逆的上升趨勢(shì),裝配式建筑的實(shí)際需求可能會(huì)實(shí)現(xiàn)更快的增長(zhǎng),最終成為市場(chǎng)化的最佳選擇。
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)。