装配式建筑在绿色建筑中的应用分析

周康

【摘要】当前我国正在推进产业转型升级和环境治理，民众也自觉参与到绿色、环保、低碳的行动中。然而，传统建筑行业仍处于粗放和劳动密集阶段，施工过程中伴生的资源消耗量大、标准化程度低、环境污染严重、工期安全质量难以控制等问题，使得传统建筑行业弊端凸显，亟需向绿色节约、标准化、信息化等方向转型升级。装配式建筑可以有效地节约资源，改善生活环境，提高施工效率，因而得到了更为广泛的应用。文章分析了装配式绿色建造方式的特点和优势，介绍了装配式技术的主要应用方向，以及阐述了装配式建筑与绿色建筑融合发展的未来趋势，以期对我国绿色建筑技术的推广起到积极作用。

【关键词】建筑业;装配式建筑;绿色建筑     【中图分类号】TU741    【文献标识码】A

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.06.

引言：

绿色建筑背景下装配式建筑的发展解决了建筑生态转型对节约资源、减少浪费等诸多方面的问题，相比较传统建筑模式，装配式建筑利用计算机技术可以提前对建筑主体结构形态、材料的选择、空间布局等进行调整，并对不同建筑结构的直接成本、间接成本等进行预测，从而实现绿色建筑背景下关于建筑节能、环保等方面的相关要求，推动传统建筑形态的转型发展，为装配式建筑设计的推广应用奠定基础，同时也能够形成差异化的装配式建筑应用形态，为人们提供更加舒适、健康和安全的建筑。

1、装配式建筑概述

1.1 装配式建筑的发展

随着互联网等信息技术的快速发展，作为我国国民经济的重要支柱产业之一的建筑行业也迎来了新的发展机遇。装配式建筑就是通过装配技术提高建筑的工业化水平，将部件预制，并进行模块化组装，产品部件可以部分或者全部由工厂完成生产，运到施工现场后，根据不同的部件选择不同的吊装方法，让机械设备完成所有的安装，安装后符合设计要求、结构荷载并且具有使用功能的建筑就叫作装配式建筑。装配式建造技术就是传统的建筑施工工法和新技术融合的产物。装配式建筑形式分为三种：高層、多层、单层。结构主要包括开间、钢架结构、全预制装配结构。当前，装配式建筑随着BIM技术的发展，已经在我国得到了有效推广，基于大量的工程实践以及不断进行的绿色建造技术的尝试可以得出，装配式绿色建筑技术有助于建筑行业的高质量发展。

1.2 装配式建筑工程与普通建筑工程管理的区别

通常来说，装配式建筑工程管理相较于常规建筑工程管理的主要区别在于工程规模较大，需要应用到的构件类型较多，在实施管理活动时，需要在关注材料质量的基础上，重点关注构件的生产质量以及安装质量。在施工的过程中，还需要对各类吊装作业严加管控，确保吊装过程中的施工质量。除此以外，在施工现场，需要做好各部门以及各流程的协调管理，安全管理的难度也较高，在施工的过程中需要对预制构件的生产安装以及成品保护展开精细化管理，以保障后续施工的质量水平。

1.3 优势

（1）加强资源利用效率的提升，在当前的装备式建筑建设过程中，增强技术优势的发挥，可以有效的提高资源的利用效率，利用叠合板进行安装，可以减少木材与钢材的使用，降低整体的成本投入。同时，减少了建筑垃圾的产生，降低了企业在废弃物处理方面的成本，有效地提高企业的经济效益。相比于传统的混凝土施工而言，推行装配式建筑，可以实现预制建材工厂化生产，加工耗材使用量较少，生产噪音较小，减轻了对周边人群众的影响，减少废水以及有害物质的排放，满足了建筑施工环保措施的要求。（2）提高时间成本的节约效率，传统建筑在建设的过程中完成主体结构，要等待一定时间才能进行屋顶防水以及楼面工作施工，而装配式建筑采用预制构件由标准化的工厂进行制作，对施工工艺进行应用与优化，在施工现场进行安装，可以缩短施工的时间。同时，装配式建筑施工中应用技术措施，加强各项技术的对接，在满足主体结构设计要求的情况下，封顶可以实现外围封闭，这能有效缩短工期，节约时间成本。

2、绿色建筑概述

2.1 绿色建筑理念

“绿色、环保、节能”是国家重要发展战略之一，传统建筑行业作为能源消耗严重、环境不友好行业，更应加强环境保护意识，树立绿色发展理念。因此将绿色理念融入到建筑设计中意义重大，是建筑行业未来发展趋势。绿色建筑是指在建筑设计施工阶段，利用现有的资源，在保护环境的前提下，最大限度地使建筑达到“四节一环保”，实现建筑与自然和谐共存、资源可持续利用。2016年9月国务院出台《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》明确要求提高绿色建材在装配式建筑中的应用比例。

2.2 绿色建筑发展

（1）经过调查绿色建筑的发展现状，主要存在两个问题：①市场还未形成，据不完全统计，92%以上的人对绿色建筑的相关知识几乎一无所知，就连部分从事建筑行业的人员也是知之甚少;②缺乏激励机制，政府虽然鼓励企业发展绿色建筑，但激励程度不够，企业无法支撑起运营维护成本而放弃继续发展绿色建筑，使得国家提倡力度与地方企业实际落实程度差距过大。

（2）需要采取相关措施使得绿色建筑行业更好地发展：①绿色建筑成长空间巨大，发展前景开阔，应加强从业人员培训，加大宣传力度，提升人们对绿色建筑的普遍认同感，做大绿色建筑市场规模，提高其市场竞争力;②各个地区应根据其地区发展程度因地制宜，结合绿色建筑设计技术标准，制定未来短期及长期的发展战略，完善其相关的行业市场管理体制，设立绿色建筑评价标准及相应的设计标识，严格把守各个方面的规定相关，以完善绿色建筑评估机制。

3、超低能耗装配式建筑的发展情况

我国在超低能耗装配式建筑相关技术的研究上，给予了高度重视。为了促进城市绿色低碳发展，推动生态文明建设，自2009年起，中华人民共和国住房和城乡建设部对节能科技做出了重要的指示，拉开了我国装配式建筑研究的序幕，并且在2010年的上海世博会上，展出了我国首个超低能耗装配式建筑“汉堡之家”。为了加快装配式建筑研究进程，我国加深了与德国在这一领域的合作，积极参与寒冷地区被动式建筑的应用研究，并且取得了非常不错的成果。尤其是随着建筑施工工艺的改良，我国装配式建筑施工技术的逐渐普及和规范化，进一步提高了建筑施工阶段的节能水平，将装配式建筑理念融入建筑施工中，完善了建筑各个阶段的节能减排制度。目前，我国超低能耗装配式建筑相关技术已经跻身国际先进水平。在装配式建筑设计施工中，虽然有效节约了一定的施工材料，但对于预埋件、螺栓等结构件的使用大幅增加，导致最终的节约成效有限。并且，受到生产装配式材料的厂家模具尺寸与运输车辆尺寸的限制，生产的预制构件不能超过要求的尺寸范围，否则很难运输与安装，特别是大型混凝土构件还应在施工现场制作。装配式建筑对于大型吊装机械有着很高的要求，对于相关的施工人员也有着很高的要求，为了节约运输成本，预制件生产厂家不能与施工现场有太远的距离，否则会增加运输成本，不能很好地实现资源的节约效果。gzslib202204031516

4、装配式建筑在绿色建筑中的应用分析

4.1 一体化成套装配

预制是装配式绿色建筑技术发展的重要前提。所有的产品部件，可以根据设计师的设计打样，按照尺寸进行高精度的生产。在生产的过程中，厂家还可以针对不同的建造场景进行更佳的材料配比。所有的预制构件，在工厂生产、运输到工地再进行装配式安装。一体化成套装配技术的应用，提高了效率、节约了成本、减少了污染，计算机技术的应用还使定制、个性化变得简单。

4.2 装配式构件的深化设计

装配式构件的深化设计实质上是在构件优化设计的基础上，对住宅构件进行综合的专业设计。这是基于绿色施工管理理念装配式住宅施工的关键环节，在传统住宅设计过程中是不具备的。装配式住宅构件的深化设计，首先需要学习专业住宅设计者的设计经验，并搜集客户的不同需求，经过综合分析后将其体现在图纸中，完成这一过程需要设计者和施工人员的共同参与。依照目前的建筑施工实际情况，生产厂家会收集各个设计单位的设计想法。由于构件生产厂家不具备专业的管理知识，所以通常不能取得明显的设计效果。装配式住宅构件的深化设计需要交由总包单位负责，因为总包单位综合能力强，且建筑施工经验非常丰富，能将各个设计单位提出的专业意见整合到一起，形成一个有效的解决方案。除此之外，该方案还经过了施工单位的深化设计，即装配式住宅构件厂根据构件生产技术，将解决方案细化，并将其体现在图纸上，从而满足设计单位预埋预留的要求。施工总承包单位对方案进行严格核验，确保无误后，按照施工方案进行施工。装配式构件深化的重点是各个单位的设计需求，业主需求是整个构件深化设计的关键，在装配式构件生产和安装中起主导作用。其次是设计需求和专业需求，设计单位要尽可能满足业主对建材的需求，构件深化设计时要考虑防水材料、给排水材料、水电预留材料的情况，综合考虑各方需求和意见，从而形成最终的设计结果。装配式构件深化设计有效率较高，基于绿色施工管理理念，可防止施工单位在建筑施工时出现错误，实现绿色化生产。

4.3 地面和抗震防火处理

为使地面施工达到最佳的施工效果，要注意材料的选择，根据地面的厚度要求，选择恰当的材料种类。比如，当地面厚度在20mm左右时，更适宜采用水泥砂浆材料;而地面厚度超过60mm的情况下，多选用复合式保温板。为使得装配式建筑中的地面施工可以达到最佳的效果，在保温板的固定处理方面，首先需将地面做好平整处理，并涂上对应的涂层，在此基础上才能进行保温板的添加。地面施工时要结合总体的施工要求，进行施工方式的科学选择，尽可能减小地面施工环节的损耗。装配式建筑有着严格的防火要求，为提升建筑的防火性能，需从外墙和内墙方面来实施，因为内外墙采用的材料有所不同，外墙多以块式混凝土挂板为主，而内墙则采用的是闭孔泡沫式条板，经由内外墙的有效配合，提升了装配式建筑墙体的隔热保温性能。而墙体挂板中的钢架结构嵌入，也就是在墙面内部进行钢梁的安装，在这一处理方式下，即使建筑构件受到了高温条件的影响，出现断裂、燃烧等的概率也大大降低，结构防火性能得以提升。针对装配式建筑的抗震施工，可在墙面内部进行钢柱、钢梁的安装，镶嵌式连接所形成的钢架结构和挂板，在建筑结构内形成了对应的围护构架和承重结构，墙面稳定性增强的同时也使得装配式建筑的抗震性得以提升。

4.4 预制叠合板安装

在预制叠合板安装施工技术应用的过程中，要将预制叠合板与作业层之间的距离进行合理的控制，确定叠合板的安装方向，对方向进行调整，降低施工中的误差。对预制叠合板安装的方式进行选择，要采用模数化吊装的方式，在底部设置临时的支架完成后可以对于支架进行拆除，在双层结构安装时，要结合工程的具体状况，利用混凝土浇筑施工对于强度进行检测，当强度达到标准后，拆除下一层的支架，保证整体的建设质量。

4.5 制定质量检验规范

我国当前的装配式施工还存在很多问题，需要进一步完善和解决，优化施工技术可以提升装配式建筑的整体质量，对装配式建筑的施工环节进行相对应的質量检测可以保证整体的建筑质量。例如在装配式建筑施工过程中，施工人员需要将已有的钢筋混凝土进行检测，检测其是否已经到达了合格标准。出台更具体的质量技术工程，对装配式施工工程的每个环节都提出具体的硬性要求，保证每一步操作都有相对应的标准可查。在具体的装配式施工的工程中，管理人员可以及时发现施工过程中出现的不符合施工标准的安全隐患问题，及时采取补救措施，减少建筑施工过程中的安全隐患，保障施工人员的人身安全的同时，也可以减少企业资金的投入，为我国装配式建筑工程的可持续发展提供良好的制度保障。

4.6 节约用水措施

传统施工中，现浇和养护环节的水资源消耗量巨大，装配式建筑主体结构施工中，经由装配式技术的科学应用，可以省去现浇和养护环节，使得水资源用量显著降低。工程实践中，对于需要用水的施工环节，也可以通过技术手段，将水资源的消耗量控制在合理的范围内。比如，在装配式建筑周边的绿化灌溉中，通过喷灌、微灌等节水技术的应用，就可以有效节约灌溉中的水资源;在供水设计方面，经由分区形式的供水设计，使得实际的供水压力显著减小，再通过供水管网中的高性能管材、阀门和附件使用，保障了供水系统内高效运转，降低了供水系统内密封性不足所导致的水资源浪费。

5、装配式建筑与绿色建筑融合发展

随着信息技术时代的进步，各行业陆续进行了机械化、工业化改革，绿色发展理念也逐渐深入人心，传统现浇式建筑能源消耗大、环境污染严重的问题一直为人们诟病。装配式建筑应运而生，通过精确预制设计、批量工厂生产、现场集成施工的三合一建设体系，恰好达到未来建筑“四节一环保”的绿色理念，以此开辟了建筑行业发展的新道路。1）国家政策促使绿色装配式建筑快速发展。我国早在十八大会议中就提出：未来经济发展路线是以“绿色”作为基底，走向生态文明新时代。关于建筑行业，支持发展节能环保的绿色建筑，并以装配式建筑作为重点发展对象。国家倡导全国发展装配式建筑，鼓励各个地区以两个总目标为基础，因地制宜，为装配式建筑的发展提供助力。2）绿色装配式建筑将成为建筑行业未来发展的趋势。我国目前正处于转型升级的关键时期，但是当下可再生能源消费占比增长缓慢、环境污染严重、人口老龄化等问题仍然十分严峻。面对这些现实的问题，建筑行业又该何去何从？装配式建筑的工厂化生产减少了工人和建材的消耗量，也在一定程度上减轻了噪声、粉尘等污染;绿色建筑利用环境中太阳能、风能等可再生资源，缓解了一部分能源问题;当二者结合，刚好与建筑绿色的未来发展理念重合。在价格成本方面，装配式建筑的优势并不明显，但它可以通过合适的配套方案和建立良好的设计工具来降低在其设计、生产、运输中增加的成本，比如通过精确测量来规模化生产预制构件，从而减少成本。考虑到在实现一定的规模效应后，建筑构件的成本也将明显下降，而传统建造产生的成本有着不可逆的上升趋势，装配式建筑的实际需求可能会实现更快的增长，最终成为市场化的最佳选择。

结束语：

如何在进行大体量建造的同时，节约资源、保护环境，做到可持续发展，一直是建筑行业发展中需要解决的重要问题之一。基于绿色建筑的装配式建筑技术的发展和应用，尤其与信息技术的融合，以科学、高效、低碳为目标，为建筑行业的碳中和带来了新思路，也为进一步推进建筑行业的供给侧结构性改革和高质量发展奠定了技术基础。

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