“双碳”目标下装配式建筑技术发展研究

周琳

（中国十七冶集团有限公司）

1 “双碳”目标下装配式建筑概述

1.1 装配式建筑的重要性

装配式建筑以预制式构件为主，是经过了装配处理和连接后形成的混凝土建筑物，近年来在建筑行业取得了明显的进步，能够达到节能减耗、提高建筑质量、延长使用寿命等效果。目前，我国建筑行业的工业化程度逐渐增加，港澳等较为发达的地区也开始出现住宅工业化趋势，由此可以看出，装配式建筑是未来建筑行业的主要发展方向。

1.2 装配式建筑的特点

装配式建筑的特点主要表现为以下几方面：

1）形式多样化

目前建筑行业在对建筑住宅进行设计时，过度追求外观的美观度，忽视了住户对居住条件的需求，在设计时承重墙过多，严重缩减了住户的室内空间，房间的空间设置不灵活。相比之下，装配式建筑的开间具有灵活性、多变性的特点，能够根据住户的需求，对房间内的空间进行分隔，一般以大开间为主，通过材质较轻的材料将室内空间分隔开，再在吊顶、隔墙等区域使用轻钢龙骨与石膏板，从而起到节能环保的效果[3]；

2）构建质量高

一般情况下，装配式建筑的预构件以环保、绿色的材料为主，能够有效减少污染，主要用于建筑墙面、屋顶、顶面等，具有一定的耐磨性、耐火性，同时装配式建筑的结构材料相对较轻，驾驭有良好的抗震能力，是地震高发地区的最佳选择。同时，还可以根据不同建筑构件的特点，适当采用保温节能材料，达到节能减排的效果；

3）工期短

保障性住房建筑对建筑的质量要求较高，施工企业不仅需要在规定时间内完成工程，还需要对工程的质量进行检验，近年来我国保障房的建设逐渐纳入到相关政策中，寻求进一步缩短建筑的施工周期。装配式建筑采用的是预制构件，无需对模板、墙面进行过度处理，仅需要对建筑构件进行浇筑即可达到理想的效果，不仅节约了大量的人力、物力，同时也加速了施工的周期；

4）成本低

目前装配式建筑多用于保障房的施工中，在全国范围内也得到了一定的普及，因此必须要重视保障房建筑的造价，在保证建筑质量的基础上，尽量节省资金，建造更多的保障房。在传统的建筑工程中，工程造价、预算、审价等均可能对施工单位的经济效益造成影响，而装配式建筑则能减少工程原材料与设备的施工成本，为更多的居民提供住房。

1.3 装配式建筑的优势

装配式建筑的特点主要包括以下几方面：

1）有利于提高建筑的质量

装配式建筑的整个建造过程都是按照既定标准开展的，每个环节都需要根据标准进行生产设计，避免了盲目施工、随意施工的情况。同时，装配式建筑的原材料大多为新型建筑材料，具有保温性强、隔热等多重优势，进一步提高了建筑的性能；

2）建造效率高

与目前常见的现浇建筑相比，装配式建筑通过标准化的设计方式、机械化的施工模式以及协同化管理，有效提高了施工的效率，进一步提高建筑企业的经济收益[4]；

3）符合工业化发展理念

我国虽然地域广阔，但资源有限，在传统建筑的施工过程中，需要浪费大量的资源与能源，而装配式建筑则能有效减少能源的消耗，预估可以节约80%的水资源与20%的材料资源。由此可以看出，装配式建筑是我国“双碳”目标下建筑行业的重要支柱；

4）有利于提高施工队伍综合素质

装配式建筑对施工人员的技术有着较高的要求，为了进一步促进装配式建筑的发展，建筑企业必然会重点关注对相关人员的培训，提高人员的专业知识与技能水平，对建筑行业的持续发展有着深远的影响；

5）有利于促进建筑行业体制的改革

项目管理是建筑工程施工的重要环节之一，良好的管理体系是保证工程质量、施工进度与成本的基础，通过装配式建筑的发展，其管理能够与BIM等先进技术有效结合，形成集成管理，对提高建筑工程的管理质量具有积极的影响。

2 “双碳”目标下装配式建筑的技术体系

目前装配式建筑的体系以通用结构体系、专用结构体系为主，需要根据地区情况、建筑功能、性能要求等因素进行选择。

2.1 通用结构体系

目前市场中的装配式混凝土结构能够全面满足我国对于建筑的相关要求，具有安全性、适用性、耐久性的特点。装配式混凝土结构主要分为三种，分别是框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-现浇剪力墙结构体系，需要根据工程的高度、体量、抗震需求、功能要求等进行选择[5]。

装配式框架结构主要是根据现浇进行设计时，全部梁或部分梁、柱的材料选择PC 构件，预制率可达到70%，若采用预制外挂墙板作为围护结构，则主体结构的预制率可达到100%。全预制剪力墙结构和部分预制剪力墙结构均属于装配式剪力墙结构，其中全预制剪力墙结构中的竖向构件以预制构件为主，水平构件则以预制叠合构件为主。部分预制剪力墙除了一部分预制构件之外，承重墙以可拆解的构件为主。预制剪力墙可以采用两种方式，包括整体预制墙板和预制叠合墙板，对于处于地震区的建筑，应以预制叠合板为主，具备更强的抗震能力。

2.2 专用结构体系

专用结构体系和通用结构体系的主要区别在于要根据不同地区、建筑造型、经济水平、施工技术等因素，进行针对性地研究开发。该结构体系能够针对性地提高预制构件的质量与整体预制率，有利于提高工程的施工效率，减少施工周期与成本[6]。从全球范围分析，一些经济水平发展较高的国家会根据自身的需求对装配式建筑的专用结构体系进行设计，而我国目前较常用的专用结构体系主要出现在装配式混凝土单层工业厂房、住宅用多层装配式剪力墙结构体系等。经过多年的发展，目前我国也研究出了一系列的预制混凝土结构体系，与通用结构体系相比，专用结构体系能够进一步提高建筑的适用性与经济性，是建筑行业未来的主要发展方向。

3 “双碳”目标下装配式建筑技术的发展趋势

目前，我国建筑工程在施工时采用的仍是传统的浇筑施工技术，该技术虽然能够保证建筑的质量，但施工工序多、施工现场混乱，还会对周围的环境造成严重的影响，施工周期较长，无法满足快速建造的需求[7]。因此建筑企业在建筑的策划阶段，就要对工程进行全面的分析，明确“双碳”目标，采用合理的装配式建筑结构，从而减少工程消耗的资源。从目前的应用情况分析，装配式建筑技术的发展趋势主要有以下几方面。

1）围护墙结构热工性能

装配式建筑围护结构的热工性能与能否减少建筑消耗的资源密切相关，不仅要满足我国对建筑的相关标准，还要根据热工性能指标，对建筑的节能效果进行评价。在对装配式建筑外围护结构进行设计时，要考虑到建筑结构采暖、制冷的总负荷，可以在外墙内侧设置额外的XPS 板，厚度控制在21mm 左右，通过射钉固定于建筑外墙板，从而达到理想的热工性能。另一方面，在外墙外侧与XPS板之间，还可以适当填充棉保温板，进一步提高建筑的保暖效果。

2）屋面与外窗节能

多数情况下，装配式建筑的屋面结构以保温层面板、屋面瓦面板、EPS-复合保温面板、防水面板为主，这种屋面需要直接固定于建筑墙面，而为了对屋面保温层起到理想的保护效果，还会在屋面上涂抹水泥砂浆，厚度一般为25mm。为了保证建筑能够达到理想的节能效果，在选择外窗框架时，以塑钢材料为主，并将双层中空玻璃作为面板，从而起到一定的保温作用。在对装配式建筑的地面进行处理时，一般会遵循由上至下的顺序。当地面的厚度在20mm左右时，找平层可以选择水泥砂浆，但当地面的厚度超过60mm时，则需要使用复合式的保温面层。

3）建立技术标准体系

建立装配式建筑的技术标准体系对装配式建筑的未来发展至关重要，我国装配式建筑的发展起步时间较晚，完善的标准体系有利于完善施工的各个流程，为装配式建筑的施工提供技术支持，因此相关部门应当意识到建立装配式建筑技术标准体系的重要性。首先，相关部门需要对市场的现状进行调查，了解行业内部的经济情况，结合技术特点开发包括装配设施、维护手段、产业结构的建筑体系，从而提高装配式建筑的标准化水平；其次，应当重视对装配式建筑与部件之间的关系，建立符合建筑工业化生产需求的装配式结构体系，使装配式构件能够配套生产，提高我国装配式建筑结构体系的协调[8]；第三，在建立技术标准体系时，还需要关注相关网络信息，建立相应的互联网平台，了解上下游企业的发展情况，并及时根据市场的变化情况，对内部管理模式进行完善、修改、创新，加强建筑行业的管理力度。最后再通过产业的激励制度，为建筑企业营造互惠共赢的发展理念，重视对创新型技术的培养，保证装配式建筑资源的合理分配。

4 结语

从我国制定的“双碳”目标分析，建筑行业作为碳排放的主要行业，必须要对施工技术、原材料进行一定的创新，从而减少工程对环境造成的影响。装配式建筑作为一种建筑行业的新兴技术之一，在“双碳”目标下有着独特的优势，不仅能够减少工程的资源消耗，减轻对环境造成的影响，还能够降低工程的造价与施工周期，是建筑行业未来发展的重要方向。建筑行业目前要根据装配式建筑的发展情况，重点关注围护墙热工性能、屋面与外窗应用、技术标准等方面的研究，充分发挥装配式建筑的优势。