绿色建筑背景下装配式建筑技术的应用

文／齐双双 潍坊昌大建设集团有限公司 山东潍坊 261061

引言：

装配式建筑是一种新型建筑模式，其简化了传统建筑建造流程，具有施工效率高、工期短、成本低等优势。近年来，随着我国国民生活水平不断提升和社会生产力不断发展，人们对建筑的要求也越来越高，除了追求良好的建筑使用功能以外，亦追求建筑的绿色性能。绿色发展是现代建筑业发展的中心思想，因此在装配式建筑建设中也应注重打造绿色建筑。

1、相关概念简介

1.1 绿色建筑

建筑业属于社会中污染与能耗较大的一个行业，过去很长一段时间，在我国建筑业的生产和发展过程中存在着严重的环境污染和资源能源浪费现象，这显然与当前的生态文明建设及可持续发展战略要求背道而驰，在此背景下，发展绿色建筑成为了建筑业的必然趋势。尤其是自党的18 届五中全会提出“绿色发展”理念后，建筑业的发展也必须要以绿色发展为基本原则，积极建设绿色建筑。简单来说，绿色建筑就是一种致力于实现节约资源、减少污染、保护环境、与自然和谐共生，提供健康、适用、高效的使用空间的建筑。绿色建筑要求在建筑全寿命周期内尽可能将对各种资源能源的消耗量控制在最低水平，并达到各种污染物质，如废气、废水、废渣等的排放量最低化。建设绿色建筑的根本目的，是实现生态环境与建筑的协调发展。

1.2 装配式建筑

装配式建筑就是由预制结构和构件在施工现场装配而成的建筑。装配式建筑在建造模式上可以类比为机械设备的生产模式，也就是先提前在零部件工厂中加工好各类零部件，再将零部件统一运送到机械设备生产工厂中拼装组合成机械设备产品。总的来说，装配式建筑的特征和优势主要有以下几点：一是标准化设计。装配式建筑在设计中是基于一定的共性条件对各类预制结构和构件实施统一的标准以及采取统一的模式。二是工厂化生产。装配式建筑在建造中是遵照特定的标准提前批量化生产品质统一的预制结构和构件。三是综合成本低。由于装配式建筑减少了现场施工、实现了预制结构和构件的批量生产，所以也大大降低了建筑成本。四是环保节能。装配式建筑在建造中往往无废料且少污染。

2、绿色建筑背景下装配式建筑技术的应用原则

2.1 整体规划原则

在绿色建筑背景下的装配式建筑技术应用实践中，必须要充分遵循整体规划原则。装配式建筑乃是城市的重要组成，因此在其设计和建造过程中，必须要对城市的整体规划做出充分考虑，与城市生态文明建设、经济发展等有机结合，也就是将装配式建筑的建设与城市规划建设中的众多重要因素之间形成密切的联系。

2.2 以人为本原则

在绿色建筑背景下的装配式建筑技术应用实践中，必须要充分遵循以人为本原则。“以人为本”的理念起源于古希腊哲学家普罗泰戈拉的著名论断“人是万物的尺度”，其强调在美观的同时，根据人的生活习惯和操作习惯来创造方便人的事物，追求既能满足人对功能方面的诉求、又能满足人心理方面的需要。装配式建筑是的本质功能是为人提供服务，因此在其设计和建造过程中必须要重视人本性，充分体现出对人的尊重、理解和支持。

2.3 因地制宜原则

在绿色建筑背景下的装配式建筑技术应用实践中，必须要充分遵循因地制宜原则。“因地制宜”的释义是根据不同地区、不同环境的具体情况而制定具有针对性的、适宜的办法，其在装配式建筑设计和建造过程中的具体表现即是根据当地实际自然环境、资源条件、风俗文化等来开展具体的工作，以尽可能提高建筑与当地自然景观之间的协调性、方便资源调度利用以及充分体现审美与文化。

2.4 生态保护原则

在绿色建筑背景下的装配式建筑技术应用实践中，必须要充分遵循生态保护原则。在传统粗放式经济发展模式下，人们是以牺牲生态环境为代价来发展经济，其虽然推动了社会经济的迅速发展，但伴随而来的环境污染问题却日益加剧。近年来，随着人们环保意识的不断提升，越来越强调在发展经济的同时保护生态环境，这点在装配式建筑建设中也应有所体现。基于生态保护方面的要求，在装配式建筑设计和建造过程中应做到顺应自然，尊重自然界的客观规律，积极寻找亲近自然之道，使自身成为城市整体生态构成中的一部分，有效维护城市发展与生态保护间的和谐关系。

2.5 节能降耗原则

在绿色建筑背景下的装配式建筑技术应用实践中，必须要充分遵循节能降耗原则。随着现代工业化发展速度的不断加快，人们对能源的需求也越来越高，但能源并非取之不尽用之不竭的，只有在发展的同时注重节能降耗，才是长远之道。同样，在装配式建筑的发展中也应注重节能降耗，即在装配式建筑设计和建造过程中尽可能提高资源能源利用效率、减少资源能源浪费以及优先选择使用可再生资源能源。

2.6 成本节约原则

在绿色建筑背景下的装配式建筑技术应用实践中，必须要充分遵循成本节约原则。成本问题是在任何工程建设中都必须要高度重视的一项问题，在装配式建筑建设中也不例外。虽然装配式建筑的各方面建设要求均远高于普通建筑，但其要求的实现却不能以一味增加成本为代价，而应在切实保证满足相关建设要求的前提下，最大限度降低成本，减少不必要的支出。

3、绿色建筑背景下装配式建筑设计技术的应用

在绿色建筑背景下装配式建筑设计中，主要需应用到先进的BIM 技术。BIM 技术即建筑信息模型，该技术是基于建筑的各项真实信息数据构建工程三维BIM 模型，对建筑工程进行仿真模拟。BIM 技术主要具有模拟性、协调性、可视化等优势。在绿色建筑背景下装配式建筑设计中，只需在BIM 系统中输入工程的相关信息数据，构建出相应的工程三维BIM 模型，即能够清晰全面地展示出装配式建筑设计方案，从全局上把控设计中的数据修改问题；其次，BIM 设计本质是利用了“族”的方式来体现装配式建筑中的各类结构和构件，依托BIM 系统中自带的Revita、MagiCAD 等先进绘图软件和插件，可以根据实际需求对各类结构和构件做出任意调整和修改，并精准确定它们的具体位置，实时掌握它们在不同位置时的具体表现情况，从而指导装配式建筑设计优化；再者，BIM 系统中还自带碰撞检测功能，可实现对装配式建筑设计方案的高效化、智能化、精准化碰撞检测，并指导进行设计方案改进。

4、绿色建筑背景下装配式建筑施工技术的应用

4.1 预制结构和构件准备

在绿色建筑背景下的装配式建筑施工前，先要做好相关预制结构和构件准备。一般情况下，装配式建筑中比较主要的预制结构和构件有预制墙板、预制叠合板、预制楼梯板、预制阳台板、预制空调板等，既要确保这些预制结构和构件的生产质量合格且符合工程标准要求，又要确保将它们完好无损地运输至施工现场。

4.2 临时运输道路准备

临时运输道路准备是绿色建筑背景下装配式建筑施工准备的一项关键内容，通常装配式建筑施工现场所开辟的临时运输道路需将仓库、加工厂、预制结构和构件堆场、实际施工点等地方有效地贯穿起来，道路地面需进行硬化处理和排水处理，并根据实际运货量需求及消防需求等来合理选择使用双行道或单行循环道。

4.3 铝模爬架一体化施工技术

在绿色建筑背景下的装配式建筑施工中经常需应用到铝模爬架一体化施工技术。该技术是将铝合金模板、全钢智能爬架、外墙全现浇、楼层截水系统、全工序穿插等工艺有机结合起来，以实现外墙免抹灰及主体结构、土建、装修、机电安装施工过程中各工序的全穿插与无缝对接，从而可以大幅度缩短工期。铝模可以结合建筑外围护结构，确保混凝土测试数据符合建筑施工标准，真正达到薄层抹灰、零抹灰；爬架可以提高防护效果，并有利于提高整体美观程度。在具体施工中，第一步是进行铝模施工，先对PC构件进行吊装，绑扎局部大梁钢筋，再对铝膜进行安装，并对铝膜的位置进行检查、调整，最后对叠合板进行吊装；第二步是搭建爬架，应根据工程整体结构布局、预制结构和构件、塔式起重机、铝模样式等实际情况制定科学、合理的爬架搭建方案，确保塔式起重机与爬架爬升的附着位置均避开爬升轨道，且稳固地固定在现浇结构上；第三步是穿插提效一体化施工，即以“预制结构和构件+铝模+爬架”的体系进行一体化施工。

4.4 预制结构和构件安装技术

在绿色建筑背景下的装配式建筑施工中，预制结构和构件安装技术乃是最关键的施工技术之一。其中，在PC板安装中，首先要在吊装过程中预留好吊环，然后检查确认PC 板安装位置是否准确、PC 板与预制板之间有无裂缝，最后严格按照相关规范开展混凝土浇筑作业；在预制叠合板和阳台板安装中，多是选择采用模数化吊装安装技术，在实际安装过程中注意要保证安装的平稳性，加强对构件连接处的控制，根据实际情况选择机械式连接方式或者现浇式连接方式；在剪力墙施工中，需重点关注预制剪力墙结构的连接问题，根据实际情况选择使用机械连接技术、浆锚连接技术或是套筒连接技术。

4.5 现场混凝土浇筑技术

虽然装配式建筑在建造中将大部分现场施工作业改为工厂预制作业，但现场混凝土浇筑工作依然至关重要。在绿色建筑背景下的装配式建筑现场混凝土浇筑环节，需按照合理的主次顺序，采用分层浇注法进行浇筑。需注意，在浇筑前先要在底层铺设3-5cm 的石子水泥砂浆，目的是预防在浇筑期间发生漏浆。在实际浇筑中，应合理控制好每层的浇筑厚度，边浇筑边进行振动，合理掌控好振距，保持快插慢拔，有效防止泌水问题，并避免预埋件、模板与钢筋之间出现碰撞。再者，在现场混凝土浇筑完毕后，应及时进行二次浇灌或二次压光。此外，在现场混凝土浇筑期间及浇筑完毕后都要对混凝土温度和湿度进行有效控制，尤其是浇筑后要及时对混凝土表面进行浇水养护。

4.6 内装修集成化施工技术

内装修施工是建筑建设中的一项重点内容，装配式建筑也不例外。在绿色建筑背景下的装配式建筑内装修施工中，宜采用内装修集成化施工技术，将各系统协调合理地组装起来，以实现节约资源能源的目的。在实际施工中，需把握好以下要点：首先，各类管线应优先采用集中布置，并尽量在功能复杂和空间狭小的位置进行管线布置；其次，应采用少规格与多组合的方式，尽可能使内装系列化、多样化以及丰富化；再者，应遵循可逆安装的原则，保证各类预制结构和构件的安装是可逆的，以方便后续更新、更换；最后，管线宜铺设在地面架空层或者吊顶龙骨之间，将管线与结构相分离，充分满足干式工法的实际要求。此外，还应优先采用可调节的结构和构件，从而防止在安装过程中偏差的出现。

5、绿色建筑背景下装配式建筑绿色技术的应用

5.1 外墙保温技术应用

墙体是建筑主体结构的重要组成部分，墙体保温效果直接影响着建筑的节能效果，因此在绿色建筑背景下的装配式建筑建设中，应合理应用墙体保温节能技术。现阶段，比较常用的墙体保温节能技术有三种：内保温技术、中间保温技术、外墙保温技术。不过，前两者由于会对墙体结构及后续墙面装饰施工造成一些不良影响，近年来已逐渐被淘汰。外墙保温技术是一种新型墙体保温节能技术，在装配式建筑中具有着极高应用价值。通过在装配式建筑建设中应用外墙保温技术，能够大大提高装配式建筑的节能效果，促进绿色建筑目标的实现。

5.2 屋顶保温技术应用

建筑的屋顶当遭受光照、辐射、雨淋、霜冻、冰雪堆积等不利因素影响时，均会引起整个建筑的能耗增加。由此可见，屋顶不但是建筑主体结构的重要组成部分，更是建筑中最易受外界干扰的一个部分。因此，在绿色建筑背景下的装配式建筑建设中，应高度重视屋顶保温问题，通过合理应用屋顶保温技术来提高装配式建筑屋顶的抗干扰能力、降低建筑能耗。通常情况下，装配式建筑屋顶的铺设宜采用一些热导率低的新型材料，或是在顶面铺设太阳能板。再者，还可以在屋顶适当种植一些绿色植被以提高屋顶的保温效果，更好地满足绿色建筑建设要求。

5.3 节能门窗技术应用

建筑中门窗的主要功能是交换与流通空气，这决定了门窗的能耗往往在建筑中占比较高。在绿色建筑背景下的装配式建筑建设中，为有效降低门窗能耗，可以应用节能门窗技术。一般情况下，可以给装配式建筑选用一些节能性能佳及可减少门窗反射率的新型门窗材料，如节能型玻璃、低辐射玻璃、铝等。与此同时，还应结合实际情况合理调节门窗比例、可见光比、遮阳系数以及外窗气密性等，从而既保证装配式建筑内拥有良好的采光效果、又提高装配式建筑的保温效果。

5.4 幕墙节能技术应用

幕墙属于建筑外围护结构或装饰结构，幕墙虽然具有一定的位移能力和变形能力，但却不分担建筑主体结构的荷载作用力。在绿色建筑背景下的装配式建筑建设中，应积极应用幕墙节能技术，最大限度提高幕墙的节能效果。目前，常用的节能型幕墙类型主要有构件式幕墙、单元式幕墙、点支式幕墙、呼吸式幕墙、全玻幕墙等，应根据实际情况进行合理选择。并且，在装配式建筑幕墙设计和施工前，先要对周边环境进行全面调查和分析，充分了解环境温度、光照条件、气候条件等，并结合幕墙的功能和性能选择出最佳的幕墙建设方案。再者，还应根据装配式建筑的具体朝向、高度、功能等信息对幕墙方案进行不断优化，结合装配式施工技术进行整体幕墙方案分析，充分考虑可能会对幕墙产生影响的各方面因素，据此选择合理适宜的节能技术。此外，还要重点关注幕墙的遮阳、采光、传热性以及水密性等性能，确保装配式建筑的幕墙各项性能达标。

5.5 节材技术应用

在装配式建筑建设中需使用大量不同类型的材料，且这些材料的成本占比较高，因此在绿色建筑背景下的装配式建筑建设中，节材技术的应用至关重要。在实践中，应提前对各类材料的使用量做出准确评估，以便于实现材料的精准投入，减少不必要的材料浪费。其次，在材料选择时，应选择符合国家标准要求的、正规厂家生产的、有合格证明的材料，做好材料质量检查，避免因材料质量不合格而引起浪费。再者，应优先选择绿色材料，严禁使用有毒有害材料，从而增强装配式建筑的绿色性能。此外，还应适当对一些废旧材料进行循环应用，如包装物品、墙壁贴纸、橡胶废弃物、有色玻璃等，将它们改造成一些有趣的装饰物。

结语：

综上所述，在绿色建筑背景下的装配式建筑技术应用实践中，必须要充分遵循整体规划、以人为本、因地制宜、生态保护、节能降耗、成本节约等原则，在此基础上，根据实际情况合理应用先进的BIM 技术进行装配式建筑设计，强化铝模爬架一体化施工技术、预制结构和构件安装技术、现场混凝土浇筑技术、内装修集成化施工技术等装配式建筑施工技术应用，以及积极应用外墙保温技术、屋顶保温技术、节能门窗技术、幕墙节能技术、节材技术等绿色技术。