装配式绿色建筑创新设计与研究

刘伏良

（中国水利水电第八工程局有限公司 湖南长沙 410000）

前言

随着世界环境逐渐恶化与资源总量的逐渐减少，近年来绿色环保理念已经逐渐覆盖到各行各业当中，绿色建筑也已经成为建筑行业发展的一大趋势。而装配式建筑凭借其建筑施工时的低污染、高效率、可回收、高质量与规模化的优势而备受关注，装配式绿色建筑理念逐渐兴起。

1 装配式建筑优势

装配式建筑不同于传统的建筑形式，在其施工作业方面有独特优势，主要体现在以下方面：①绿色环保优势，装配式建筑所使用的建筑构件都是由预制厂商提前加工制作成型之后，运输到施工现场进行组装，而在这个过程中，可以有效减少工程扬尘污染、噪音污染等。在进行房屋装配时，可以尽量避免夜间施工作业，就可以减少由于夜间施工照明系统而产生的电能消耗，减少施工噪音等各种污染源对于周围居民及环境的影响。另外，预制装配式构件通常都使用吊装的方式进行安装，因此现场可以尽量减少脚手架的使用，进一步减少扬尘污染；②装配式建筑的设计与施工，是建筑产业化发展的重要体现，其建筑构件的设计与生产都具有极高的精确性，极大地减少了以往建筑过程中的材料与成本投入，并且有助于提高装配式构件的安全性、耐久性等使用效果。因而装配式构件可以具备多种使用功能；③装配式建筑的预制构件可以重复利用，其利用效率就得以大大提升，进一步减少建筑施工过程中的材料与资源损耗。装配式建筑的施工周期较短，且由于并非现场浇筑材料，因而也较少受到环境因素的影响，建筑质量就得到了有效保障。吊装的建筑方式有效减少了施工人员的工作量，减少在施工作业中的人力成本投入，进一步体现了绿色环保与节能降耗的特点[1]。

2 装配式绿色建筑的创新设计

为了更好地探讨装配式绿色建筑的设计，本文以长沙某高层住宅为例进行研究。该项目位于长沙市某地块，项目是由6栋住宅楼共同组成，分别为18层住宅3栋、17层住宅1栋、14层住宅1栋与13层住宅1栋，此外还包括1个独立的地下车库。该项目的高程住宅采用剪力墙结构，高层住宅的基础结构采用了桩基与筏板相结合的结构，其中桩基材质为预应力混凝土管桩，规格为φ400mm。

2.1 预埋件设计

高层装配式建筑设计中，首先需要设计建筑的预埋件，而预埋件是预先安装在工程内部的重要构建，通常用以进行结构上的搭接。本文所阐述的预埋件设计，包括构建吊装施工预埋件、建筑主体与预制构件之间进行连接的预埋件。装配式建筑所使用的钢筋混凝土构件需要根据建筑设计与专业需求采用预埋件进行连接，包括建筑吊顶、门窗、管道等，设计预埋件时，需要充分考量其耐久性与实用性，可以通过红丹防锈漆的喷涂来预防锈蚀，以此来避免建筑预埋件锈蚀影响建筑质量，提高建筑的使用寿命。在设计预埋件连接方法时，通常会使用预埋吊钉，常见的成品预埋吊钉为圆头吊钉，在设计的预埋件连接时，这种圆头吊钉的使用可以保证预埋件连接的整体性，避免后期加工带来的不确定性。

图1 预埋圆头吊钉

在绿色建筑中运用装配式设计与施工方法，需要尽量减少材料投入与材料使用中的不必要浪费，在进行预制构件施工时，需要采用科学合理的施工技术，并做好工程预制构件的管理与存放。在实际的预埋与安装之前，预埋件需要按照要求进行抗拉拔实验，以确认预埋件的质量与效果；预埋螺栓孔也应当保障其通透性，避免混凝土材料灌入，在螺栓孔成型之后，在孔内填充泡沫棒进行保护，以保证预埋螺栓孔的实用效果。

2.2 卫生间整体沉箱设计

预制装配式建筑工程施工作业的过程中，就卫生间工程可以采用整体沉箱式施工方法，首先根据工程的实际要求与施工的实际需要，对卫生间防水方案进行编制，进而对管径翻边质量进行检查，如果翻边不合格的情况出现，则需要立即对翻边情况进行整改处理，保障翻边的完整性。砌卫生间非管井墙体，并且为管井砌体留马牙槎与拉结筋，在管井内部安装管道。加强对于管井内水平管道的周边封堵，对煤层管井吊模浇筑C20细石混凝土以起到封堵效果，确保混凝土干凝硬化之后进行蓄水试验。对管道内的垃圾与杂物进行清理，规管道井砌体进行砌筑。就沉箱侧面进行拉毛处理，对底板找坡找平与压光处理；对卫生间进行聚氨酯防水层施工，制作保护层。在具体的技术应用过程中，应当注意的是，必须确保管道周边与管道井的封堵密实，经过建设单位与施工单位的技术人员、监理人员的共同验收并确认合格之后才能够进行后续施工。

2.3 装配整体式住宅设计

装配式建筑与绿色建筑设计理念相互融合，以新型装配式结构取代传统现浇结构，采用现浇暗柱与预制墙板相结合的方式进行施工作业。预制剪力墙结构更加有利于空间的分布，且较高的预制率进一步减少了现浇湿作业，具有较高的施工效率与较低的施工成本，因此具备高效性、经济性与合理性优势。在进行装配整体式住宅设计时，建筑的外围剪力墙、填充墙、楼板与楼梯都采用预制方法，进行现场吊装，之后再进行混凝土浇筑或灌浆施工，从而保障其整体结构受力的合理性[2]。垂直剪力墙的纵向连接可以设计为套筒灌浆的方式，在套筒中插入连接钢筋，灌注高强灌浆料之后进行钢筋连接，这种连接方式可以进一步提高构件连接的强度与整体性。采用装配整体式住宅设计理念，使用了大量的新材料与新工艺，极大地减少了建筑资源的不必要消耗，减少能源资源的损耗，减少建筑垃圾与粉尘等污染的产生，预估传统设计方法之下的建筑施工消耗与装配整体式住宅设计的建筑消耗相对比，每百平米减少钢材439kg、木材0.35方、水泥600kg、水资源1430kg，十分有效地体现了绿色节能降耗的建筑需求。同时，其绿色建筑的结构安全、防火安全、隔音降噪、保温隔热等性能都得到了大幅度提高。

2.4 防水抗渗创新设计

本文所阐述的工程项目位于长沙市，而长沙市降水丰沛，在进行建筑设计时可以充分考虑这一因素，对于预制装配式建筑采取合理的防水抗渗设计，并在园区整体进行雨水收集系统的设计。为此，可以采用预制叠合保温外挂墙板的方式进行防水处理。传统现浇混凝土建筑中，防水设施通常是采用“堵水”的方式进行预防，全面封堵外部雨水可能会渗漏到室内的全部路径以实现室内的防水抗渗，但基本上还是会在一定程度上出现雨水渗漏的现象。在预制装配式建筑中，防水抗渗处理主要是以疏导为主，充分明确雨水对传统外层防水层的渗漏情况，在实际的建筑施工中，除了传统的防水处理之外，还需要从排水的角度出发，合理设计雨水的科学排水路径，以便于及时将渗漏的雨水进行疏导，使其通过排水系统排出到室外。并与室外雨水一起，通过社区雨水管道进行雨水收集，楼面雨水与经过雨水斗进行收集，由管道传输至散水，经过自然流散以雨水管道进行收集，由雨水处理系统进行回收与处理。在实际的施工中，预制装配式建筑墙板之间存在纵向与横向的接缝，采用外挂墙板的防水处理措施，就需要在接缝处使用聚乙烯棒进行填塞，以起到良好的防水抗渗效果[3]。

3 结语

以长沙某高层住宅的设计为例，该住宅为装配式住宅，在设计中充分体现了绿色建筑的理念与优势，通过合理设计预埋件，提高预埋件的使用价值与可回收性，有效减少了材料的浪费。通过沉降观测设计提高建筑的安全性与稳定性，通过装配整体式住宅设计提高建筑整体的使用性能与强度，进而以雨水收集系统来加强对于雨水的回收与利用。

[1]胥晓睿.预制装配式高层住宅设计与绿色施工[J].建筑施工，2016，38（1）：97～99.

[2]苏 超.装配式住宅在绿色建筑中的应用分析[J].智能城市，2016（8）.

[3]易玉梅.装配式住宅在绿色建筑中的应用研究[J].房地产导刊，2017（3）.