绿色建筑和装配式建筑的经济优势浅析
2023-01-27刘妍
刘妍
摘要:绿色建筑和装配式建筑均是近年来提出的新型建筑模式,并取得了广阔的发展前景,相比传统建筑而言也有着更多优势。文章通过对这两种新型建筑模式进行简要分析,并就建筑经济效益方面展开讨论。通过明确绿色建筑和装配式建筑相较于传统建筑的经济优势,为行业提供相关参考。
关键词:绿色建筑;装配式建筑;建筑经济效益
我国建筑行业已经有了较为成熟的体系,建筑规模和体量均处于世界前茅,建筑技术在国际中也有较高地位。近年来,在能源背景和经济体制改革的影响下,对于建筑行业的实施也提出了新的要求。我国建筑行业快速发展的同时,也带来了能源过量消耗与环境污染情况。同时,部分建筑因设计或施工质量缺陷造成使用阶段问题,难以达成使用年限等。
在建筑能源消耗和建筑质量追求的背景之下,新型建筑模式和理念被提出。绿色建筑即是一种新型建筑理念,其秉承以环境保护、能源节约、使用舒适的核心理念;装配式建筑则主要是一种新的施工形式,改变了传统建筑在现场进行分部施工的模式。这两种新型建筑模式和理念,能够对建筑行业能源消耗和建筑质量提升提供解决方案,同时有助于建筑综合经济效益显著提高。
一、绿色建筑与装配式建筑概述
(一)绿色建筑
绿色建筑的完整定义是在全寿命期内,节约资源、保护环境、减少污染、为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。绿色建筑即为能够达到节能减排目的的建筑物,但并不是所有对能源进行节约的建筑均能称为绿色建筑。除了对能源节约和环境保护有要求之外,绿色建筑还需为人们提供舒适高效的使用空间,同时实现人与自然的和谐共处。
对于绿色建筑,我国住建部门在2006年提出了《绿色建筑评价标准》,对于绿色建筑的材料使用、能源节约形式、内部空间、使用阶段的舒适与便利程度等均进行了量化要求,根据建筑上述指标的完成度与符合度,对建筑进行相关认证和分级,各项均能满足其最低要求的建筑即为绿色建筑。此外国外也有类似标准对绿色建筑进行认证。
(二)装配式建筑
装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行,在工厂加工制作好建筑用构件和配件,如樓板、墙板、楼梯、阳台等,运输到建筑施工现场,通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。装配式建筑改变了原有在施工现场进行所有工序施工的模式,将构件配件的生产与安装分开进行。
不同于绿色建筑,对于装配式建筑并没有严格的认证体系。装配式建筑已经在行业内有所应用,通常情况下,根据实际工程需要,本着成本控制与便于施工的原则,目前大部分装配式建筑采用的是装配与现浇相结合的形式,即楼板、外墙、部分剪力墙、楼梯等根据实际需求进行预制,其他部分仍采用混凝土现浇形式。
二、绿色建筑优势与特点
(一)政策导向性
当前我国对于绿色建筑已经推行了推荐性标准,在未来绿色建筑也是具有更大前景的施工模式。当前在行业内,大力发展绿色建筑的政策导向是非常明确的,根据当今国家推荐性标准和部分地方有关政策要求,建筑应趋向于节能高效提高能源利用率的方式,再结合目前市场上对于高品质建筑的需求,绿色建筑这种新型建筑模式能够确保建筑符合节能需求,同时对提升高品质建筑和打造舒适居住环境有积极作用。
绿色建筑将是在政策之下最为迅速发展的一种建筑形式,绿色建筑所提倡的能源节约和材料高效利用以及充分调动自然资源,在全球能源利用居高不下的大环境下,这种建筑模式是全球建筑行业的共识。绿色建筑已经被欧洲先进国家率先推广,自我国提出绿色建筑的概念以来也对相关政策逐渐完善。
在现阶段,我国对于绿色建筑具有大力扶持,对于新建建筑采用绿色建筑模式或通过相关认证即可获得较高的补贴,能够弥补因打造绿色建筑而额外提高的成本。故对于建筑企业而言,在成本相同的前提下,打造更高品质的建筑为使用者提供更舒适的居住或办公空间,对于打造建筑企业品牌形象和市场地位提高有很大帮助。
(二)能源节约性
当前的能源背景及建筑行业对于能源的使用,在建筑的建造阶段会消耗较多能源,且大多数为不可再生资源和非清洁能源。在此背景下,我国建筑行业高速发展的代价就是对于资源的过度利用,据可靠调查,在建筑的建造和使用阶段所产生的能耗占我国总能耗的一半以上。与过去工业的高速发展而言,建筑业的蓬勃发展使能源消耗变得更为急速。
可持续发展理念的提出,核心思想就是当代人在进行发展的同时,不能损害未来利益,显然建筑业对于能源的过度利用是不符合可持续发展理念、绿色建筑的。理念之一就是节约资源,但资源的节约并不是不利用资源。做建筑节能的大前提是保证建筑的使用场景前且能够提供舒适实用的功能。
绿色建筑对于能源节约的优势体现在材料和使用阶段,绿色建筑所使用的材料大多为可再生或可回收材料,在生产运输使用的过程中,均不会消耗过多的能源,更不会产生有害气体。绿色建筑的使用阶段,节能体现在被动式节能方面,通过多种措施,例如新型墙体材料、新型技术等能够降低建筑在使用阶段能耗,且不会影响建筑内部的环境或使用功能。
绿色建筑对于能源节约的特性也是其巨大的优势,相对于传统建筑而言能够降低在建造阶段的直接能耗和间接能耗,能够更安全更高效打造高质量建筑。在使用阶段,绿色建筑措施不影响室内正常的使用功能,相比于传统建筑的内部环境而言,有更舒适的热环境、风环境,对人体健康也是有利的。这种特性作为其明显的优势,也是绿色建筑得以快速发展的重要原因。
(三)符合发展趋势
现如今人们的生活追求与经济水平都在不断提高,对于建筑也提出了新的要求。在建筑外观上,行业内已经追求个性化外观,能满足挑剔的审美效果;在建筑内部使用上,对于光照、温度、湿度的追求,也相比于过去有着更严格的标准;在能源利用方面;无论是政策导向还是使用者的意识,对于能源节约型建筑都有较高的认同。
综合上述几个方面,未来建筑的发展趋势是以节能、舒适为中心,辅以传统建筑中的安全實用为基本原则。从这个角度看,绿色建筑在未来是更符合发展趋势的。绿色建筑所提倡的能源节约和高效利用方面,在使用者意识和政策导向之下,短期内并不会与流行政策相悖。在这一点上就能够保证,采用绿色建筑原则所建造的建筑,能够在生命周期内符合使用者的需求。
建筑的理念是不断发展和革新的,随着环境影响以及政策导向的改变,人们对于建筑的追求也在逐渐更迭当中。绿色建筑属于新型的建筑理念,其所运用的技术、材料、设备、措施等均为先进的技术措施和建造手段。在当今时代背景来看绿色建筑在理论上能够趋近于完美,这样的建筑模式在未来也是有发展空间的。
(四)提高建筑品质
提及建筑品质,在传统意义上,人们更关注的是建筑的质量与使用安全,认为能够在建筑全寿命周期内发挥其使用功能的建筑,即为符合品质要求的建筑。随着国家政策与相关法律法规的不断完善,目前对于建筑安全与使用年限已经有了明确要求,在过去意义上的建筑品质概念已经成为了强制要求。若能正常取得政府许可并投入使用即确保该建筑的质量与使用安全合格。
绿色建筑具有严格的执行标准执行和认证体系,能够符合绿色建筑要求的建筑其使用安全、结构安全、年限保证等均在传统的建筑水平之上,对于使用者而言,在建筑选择时选取具有绿色建筑认证的构筑物,不仅能够满足基本意义上的建筑品质需求,对于建筑节能及使用年限上相比于传统建筑有更高的标准。
建筑品质还体现在建筑使用过程的舒适度方面。为了打造稳定的室内使用环境,传统建筑一般采用空调、电灯等作为光控和温控设备,使用除湿器、加湿器等控制空气湿度,以达到人体最为舒适的效果、绿色建筑将光控设备、温控设备均进行革新,通过合理设计对自然采光和自然风进行利用。作为室内的环境构成部分,绿色建筑通过种种先进技术能够使室内环境舒适,所构筑的室内环境更接近于自然环境,且能够降低使用能耗。在这个角度上,采用绿色建筑理念进行设计和建造的建筑,在品质方面也有较高提升。
三、装配式建筑的优势与特点
(一)施工效率高
对于大型建筑而言,通常施工周期是比较长的,并且会受到天气、温度、政策等影响造成工期的拖延。建造周期对于建筑的经济效益和工程运营来讲是非常重要的,工期的增加会提高施工过程中的管理费用,若不按时完工交付,可能会涉及到经济损失。大部分项目只有在完全完工之后才能开始收回建造成本,实现经济价值,若能缩短工期,无疑则对于建筑运营是很重要的。
上文中已经对装配式建筑进行简要介绍,装配式建筑是使用预制构件进行拼接建造的一种方式,它的施工速度相比于传统工程更快,受到天气和温度的影响较少,即使在寒冷的冬季也能够正常使用装配式进行建筑主体的施工工作。在我国大部分北方地区,若采用传统施工模式,每年将会面临2~4个月的停工,对于大型建筑工程而言不利于建筑尽快投入使用。采取装配式的形式,因其受环境温度的影响较小,所以很少受到天气影响的程度大大降低。
装配式建筑对于施工效率的提高还体现在预制和拼装的流程上,对于混凝土结构而言,若采用在现场浇筑的方式浇筑后达到目标强度,通常需要7天以上的时间;若为特种建筑,需要达到最大强度后才能继续施工,这个过程通常大于14天。装配式建筑混凝土构件的预制并不在现场进行,根据实际施工进度与生产厂家进行构件的预制生排产,而后运送到现场。现场的混凝土构件是早已在工厂中养护完成且强度达标后直接进行使用。在施工后也无须进行养护的流程,可连续施工。这种施工模式相比于过去的每层养护一次而言,能够大大提高施工使用效率。
(二)建筑质量可靠
大型工程的最大难点就在于施工质量的管控,对于大部分建筑而言,混凝土质量决定着整个建筑的结构安全。现浇混凝土的质量控制通常是整个工程的难点之一,因混凝土工程的体量大、涉及点多,在进行质量控制工作也很难做到面面俱到。钢筋工程属于隐蔽工程,对于隐蔽工程验收,在目前的制度规范下也有较多不完善的地方,最终造成现浇混凝土质量不达标。
装配式混凝土建筑的构件并不在现场进行浇筑,多在专业混凝土预制厂家生产完成后运送到现场进行拼装。这样的工艺流程下,只需确保使用的构件质量合格,则最终建筑主体的质量就是合格的。同传统工程不同的是,混凝土工程的构件来源多是外部购买,所以混凝土厂家与建造企业之间并没有直接的利益关系,仅是生产方与购买方之间的关系。这样的买卖关系,构件生产厂家需确保商品合格,防止因质量问题造成的无法销售;而建筑企业作为购买方而言,也需对购买的产品进行完善的质量验收。相比于传统混凝土工程中的简单验收,装配式混凝土建筑通常需要进行多方多次对构件及其他原材料进行验收工作,保证建筑质量。
对于建筑质量的保证还体现在工艺流程及技术要点上。对于传统混凝土现浇工程而言,质量的把控工厂与现场技术人员有着密切关系,因为同时开工数量多、体量大,而项目内所配备的技术人员有限,无法做到逐一验收,最终造成因施工失误导致的质量问题。装配式建筑的构件生产过程中会有专业技术人员对质量密切关注,施工现场仅需按流程安装即可,即使出现工艺错误或技术错误也不会造成质量严重影响。
(三)空间布局合理
为了满足使用者对于建筑的个性化和多元化需求,当今大部分民用建筑的交付形式均为毛坯交付,而后使用者再根据自己的使用需求对建筑进行装修,在装修的过程中必须注意建筑的结构部分及承重部分不能随意进行更改。目前大部分建筑施工时所遵循的基本原则是安全与成本,在安全和成本的平衡协调中,可能降低混凝土强度,通过增加构造柱和承重墙的形式来保证安全,这样的结果即为室内的空间格局难以改变,在进行室内装修的过程中,构造柱比承重强是无法进行变更的,从而对室内格局的个性化追求也难以实现。
装配式建筑的出现很好的地解决了这个问题,通常而言装配式混凝土结构所使用的构件强度是高于現浇混凝土的。通常情况下,仅对于建筑的外墙板和内部少部分剪力墙采取混凝土装配的模式,其余内部格局均采用砌块进行砌筑。装配式建筑的内部空间较大,单个梁跨径较长,这样的格局在进行内部装修时,可以对非承重墙体进行改造。对于空间格局有更多要求的使用者而言,装配式建筑是能够满足多元化、个性化的内部布局的。
在空间布局上,传统建筑对于空间格局而言通常是固定的,为了满足相关政策要求或使室内的采光通风效果更好,通常会造成格局浪费或功能分区设置不合理,对于这种情况装配式建筑也能很好解决这个问题。装配式建筑大多采用装配与现浇相结合的形式,而其强度的主要来源是装配结构。当装配结构固定之后,在建筑的空间布局阶段,对于现浇混凝土结构可进行灵活组排,只要满足强度要求和结构安全即可。对于使用者特殊需求或实现更多功能,装配式建筑的大开间和大进深也能够为空间合理布局提供更多可能。
(四)降低施工过程成本
装配式建筑对于成本的节约,首先体现在工期方面,在传统的工程项目施工中,每年均会因天气因素造成或多或少的延期。在此期间工程项目的管理费,必要的租金支出,以及工人窝工费等均需进行支付。这样的费用支出无法避免,并且对于建筑的整体工程效益不会得到提升,属于非必要支出内容。工期统筹方面,装配式建筑是能够做到成本节约的,因其不会因环境天气的影响造成停工,故对于整体管理费和工人窝工费用能够减少或避免,从而综合提高经济效益。
装配式建筑的工程成本还体现在工序流程方面,装配式建筑的构件往往是质量可靠且合规的。目前大部分混凝土装配式在进行预制的过程中,通常将保温层集合到混凝土层外侧,能够保证质量合格的同时,应用到施工方面也具有成本节约的意义,无须进行保温专项施工。相比于传统建筑而言,需要进行混凝土浇筑和保温工程两项专项施工工作,其所产生的工期、措施费、材料成本等会有相应提高。
在材料使用上,所使用的主要材料即为装配式构件,其特点是在工厂预制完成而后运送至现场进行使用,在现场只需少量工序即可将混凝土构件安装完成,在此过程中能够减少因材料浪费造成的成本提升。对于项目材料的整体应用统筹而言,在工厂中进行混凝土构件的预制工作也能够对材料高效利用产生积极意义。
四、绿色建筑和装配式建筑的经济优势
(一)政策与发展趋势
建筑业经济发展的趋势与政策导向有着必然的联系,政策允许且提倡的建筑体系和理念,通常在报批报建、质量验收、,合规运营等方面有着更多的优惠政策。对于新型建筑理念体系下的合规建筑,政府也会有相应的补贴用来鼓励新型建筑的发展。现阶段,绿色建筑因工艺和材料的原因通常会使建筑成本提高,而装配式建筑因为技术发展不够成熟,也可能会相对于传统建筑有更多的成本支出,但这些造成绿色建筑和装配式建筑造价成本略高的因素,均会随着绿色建筑和装配式建筑日益发展成熟而逐渐抵消。目前全国各地大部分地区均出台了相应政策,对绿色建筑和装配式建筑进行补贴,补贴的通常形式是经济形式。这也就能够帮助建筑企业平衡因提升建筑品质、应用新型建筑理念,而带来的额外成本提升。
绿色建筑和装配式建筑无疑也是符合未来发展趋势的,建筑的周期通常较长,在建筑周期内可能会存在政策导向变化或环境因素影响。若采取了传统的建筑理念或行业内标准的最低点,虽在建造之初能够满足相关政策要求,但对长久发展而言,这样的建筑类型并不能持续发展。就未来发展而言,绿色建筑和装配式建筑这两种新型的建筑理念更具发展空间。
(二)建造阶段能源节约
环境保护和能源节约也一直是我国政府工作的重点,随着近期碳中、碳达峰、碳中和战略理念的提出,建筑行业在建造阶段的能源使用与浪费也成为了行业聚焦问题。传统建筑在建造阶段因成本或管理问题,对于新型材料、新型管理办法和节能型设备的应用并不普及,这也间接导致建造阶段不必要的资源浪费情况。
能源与经济效益之间有着必然的联系,节约能源就是提高经济效益,绿色建筑和装配式建筑均有着能源节约的先天优势。我国建筑体量庞大,新建建筑多,若未来均使用这两种新型的建筑模式和理念,将会在建造阶段节约大量能源,从而提升各个项目的综合经济效益。
(三)降低建筑维保成本
项目的维保成本是指项目在完工交付之后所产生的维修和保障费用,通常因项目质量问题或未达目标功能等出现维保情况。项目的维保属于额外支出内容,并不能为项目带来收益,故维保成本对于项目综合经济方面有较大影响。项目维保问题是无法完全避免的,因在管理过程中的管理差异或技术失误,会造成项目的质量下滑或施工问题。目前在建筑质量验收阶段也多采用抽查的形式,对于个别质量问题可能无法知悉察觉即进行交付。项目在带病交付之后就可能会产生质量问题,从而产生维保。
绿色建筑有着严格的认证体系,在认证过程中,除了对绿色建筑专项进行认证之外,其基本质量要点对比传统建筑更高要求,验收内容更完善,对于质量问题的把控更为严格。通过绿色建筑认证的构筑物在交付后会具有更少的质量问题,使用阶段出现的维保情况更少,经济效益更高。
装配式建筑的质量控制要点少,且装配式建筑技术相对简单,对于构件的质量把控也更为严格。在这样的条件和背景之下,装配式建筑的质量高于传统建筑模式,因装配式建筑特殊的构造主体的渗漏开裂情况也更不易出现。采用了装配式进行施工的建筑,在使用阶段同样会有着更低的维保成本。
(四)使用阶段成本降低
建筑使用阶段的能耗也是很高的,对于民用建筑而言,建筑使用阶段的能耗通常分为使用功能能耗和环境构件能耗。使用功能能耗指的是该建筑,为了实现设计功能而产生的能耗如热水器、电梯、智能设备等设施的能源消耗;环境构建能耗指的是为了达成舒适的使用环境,对光、温度、湿度等指标进行改变而产生的能耗,如空调、加湿器、电灯等。通过查阅资料可得知建筑在使用阶段的能耗很大,其中温控设备的能耗占比三分之一以上。
绿色建筑的核心之一就是能源节约,故对于绿色建筑而言,其在使用阶段对于成本的把控相比于传统建筑是更有优势的,绿色建筑通常采用被动式门窗、高效保温结构、新型温控设备等方式对建筑整体能耗进行降低,且不会影响使用过程的舒适度。通过提高维护结构的密闭性,进而使建筑使用阶段对于温控设备的依赖减少,进而使全寿命周期能耗降低,提高经济效益。装配式建筑通常是保温结构一体型建筑,相比于传统建筑而言装配式建筑的维护结构更为严密,整体传热系数更低,更利于室内维护稳定的热环境。所以这两种新型建筑模式,都能降低使用阶段的成本。
(五)符合可持续发展趋势
可持续发展理念,不仅针对环境保护和能源节约而言,在行业迅速发展的今天,各种新型建筑模式也如雨后春笋般簇拥而生。绿色建筑是行业内所共同认可的高品质建筑形式,无论是建造过程还是使用阶段,都能满足人对高品质建筑的需求,采用绿色建筑理念并通过绿色建筑认证的构筑物,在整个建筑行业中是具有广阔发展前景的。装配式建筑因效率更高、能源利用率高、质量控制完善等诸多显著优势,也决定了其迅速的发展。这两种新型建筑理念,对行业的健康发展和建筑企业的健康运营而言,是在建筑行业市场大环境下发展的必然选择。
五、总结与展望
本文简要介绍了两种新型建筑模式,分别为绿色建筑和装配式建筑。这两种建筑模式均是在近年来被提出且处于发展中阶段,其共同特点之一,就是对建筑的经济效益有明显优势。绿色建筑通过能源节约与高效利用的核心从而实现建筑使用阶段的经济效益最大化;装配式建筑通过施工效率和施工质量的优势从而提高工程项目综合的经济效益。
近年来,建筑行业取得了迅猛飞速的发展,市场需求的更新迭代也注定了建筑业形势的转型升级,进步与改革。绿色建筑与装配式建筑均有着显著明显的优势与特点,并且对建筑运营的经济效益而言都有积极的作用。在多年的发展与进步中,绿色建筑与装配式建筑也有了相对成熟的规范和体系,在未来建筑行业,也会取得更大规模的普及。
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(作者单位:长沙市绿色建筑发展中心)