装配式绿色建筑创新设计与研究

孙杰 韩冕 孙广宾 孔龙飞

【摘  要】建筑产业化与系统化发展的趋势就是装配式建筑，它是我国现阶段大力倡导的建筑类型，而绿色建筑则是建筑行业的未来发展方向，因而本文结合装配式建筑與绿色建筑的设计理念，探讨装配式绿色建筑的创新设计，首先对装配式建筑的优势进行分析，进而举例分析装配式绿色建筑设计的创新方法。

【关键词】装配式建筑;绿色建筑;预制件设计

引言

在建筑业不断发展过程中，绿色可持续发展理念发挥极大作用，而节能减排的重要性也愈发突出，并已得到建筑行业的高度重视和关注。其中，在建筑结构发展中，装配式建筑结构得到充分体现，基于全球范围视角，在城镇化发展与城市建设推进的同时，浪费了诸多资源，而且对于生态环境产生极大的破坏作用，这与可持续发展战略要求不符。而建筑装配化施工，可对建筑垃圾和废气等排放量进行有效控制，彰显节能环保特点，因此提升绿色施工普及率，方可确保建筑产业现代化水平的稳步提高。

1绿色装配式建筑的优势

（1）促进节能减排。绿色装配式建筑施工所使用的构件均是在工厂中生产的，这样就可以有效的减少施工现湿作业，并可以充分的利用工业废料降低水电、钢材等使用量。同时可以降低建筑垃圾的产生量，提升整体施工效率。此外，在施工的过程中可以减少污染物的排放量，并可以降低安全事故的发生率。（2）有效的提升生产率。绿色装配式建筑是利用在工厂中生产好的构件进行建筑主体结构施工。在进行主体构件安装的过程中主要是利用机械设备来完成，这样在一定程度上可以降低人工的使用量，提升生产效率，同时可以有效的降低人员雇佣成本。在进行整体安装施工的过程中，一定程度上减少了湿作业施工量，这样工程不会受到季节、温度的制约，使工程安排更加合理，在此基础上提升了生产效率。

2装配式建筑存在的问题分析

（1）板底勾缝砂浆易脱落问题：混凝土预制板通常设置为倒八结构，这个容易出现正八形的板缝，存在安全隐患。（2）元件尺寸偏差问题：预制构件虽然是通过标准化的生产环节生产和预制出来的，但大规模生产预制构件在每个工艺过程中不可避免地会产生尺寸偏差。这将直接影响到整个装配式建筑的施工进度和质量，同时成本也相应增加，甚至会给建筑施工带来安全隐患的影响。（3）建造成本较高：我国装配式建筑发展较晚，仍处于初级阶段，技术不成熟，专业化、标准化、模块化程度低，产业组织一体化程度低。因此，装配式建筑的工程造价比传统建筑高出20%左右，且成本会随着装配率的增加而增加。（4）配套支持政策尚不完善：政策鼓励推广还不够积极，相关的法律法规标准体系不健全，设计咨询、招标投标、造价管理、施工安全、质量验收和其他方面的建设产业化工程项目不完善。

3装配式绿色建筑的创新设计

3.1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。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。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。

3.2常见节能设计

（1）建筑物外壳节能设计。1）适当之门窗开口比例;2）楼梯间自然采光。（2）空调节能设计：1）公共空间采用分离式冷气设计。（3）照明节能设计：1）高效率节能灯具使用;2）公共空间照明分区多段设计;3）生产节约模板、脚手等。（4）因采用预制装配式建筑，建筑构件采用吊装装配施工，减少模板、人、器材物需求量。（5）因不采用湿作业和现场混凝土浇捣，有效减少废弃物的排放，避免了垃圾源的产生，大量废水和废浆污染源得到抑制。（6）减少运输车辆，控制扬尘。（7）外墙面砖预制，减少落尘。（8）采用结构预制，不使用振捣棒、混凝土泵、装修锤击等以降低噪声。（9）项目不需要夜间施工，没有光污染的影响。

3.3装配整体式住宅设计

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。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。

4装配式建筑未来的发展前景分析

2018年5月30号，国际装配式建筑发展高峰论坛（武汉站）在东湖国际会议中心举行。来自政府部门、行业协会、行业专家、全国知名地产商、建筑行业同仁等400余人，代表共同探讨装配式建筑的发展应用情况，促进装配式建筑技术国际化发展。高峰论坛伊始，国家发改委经济研究所原所长、中国大健康产业联盟主席、欧盟中国城市委员会高级专家于小冬教授做《绿色建筑发展形势分析》主题演讲。他表示当下各地方政府都在推行绿色建筑，而装配式建筑是落实绿色建筑的重要抓手。推动装配式建筑发展，不单只是一种先进技术的要求，更应该深入贯彻落实绿色发展理念，全面提升发展格局，从理念到技术，与国际接轨，实现数量到质量的升级，实现人民对美好生活的向往。现在的装配式结构由于人们的改进变得更加灵活和多样化，使装配式也可以成批建造，样式也十分丰富。过去的传统建造方式在建造时往往要在建筑物外围搭脚手架等，浪费大量的人力物力资源，随着装配式建筑的发展，基于它节能、环保、可循环利用的特点，在未来的建筑行业必将大放异彩。

结语

在绿色可持续发展理念的影响下，对装配式建筑提出了全新要求，必须要加强装配式建筑节能减排，满足节水、节能等方面的要求，贯彻落实环境保护目标，防止环境污染现象的出现，从而确保较高的资源循环利用效率，在整体上赋予建筑行业全新的生机和活力。

参考文献：

[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]吕明.装配式建筑发展存在的问题及对策分析[J].绿色环保建材，2018（12）：225+227.

[3]陈华元.提高我国建筑全生命周期绿色发展水平[J].建筑设计管理，2017（4）：42.

（作者单位：1.济南天华建筑设计有限公司;2.成都基准方中建筑设计有限公司济南分公司;3.4.筑博设计股份有限公司深圳分公司）