装配式建筑与生态建筑的互融发展研究

文／郭飞 中国十七冶集团有限公司工程设计分公司 安徽马鞍山 243000

引言：

建筑业的耗能相对较大，在新时代大环境下，加强建筑业生态化建设就显的十分主要。现阶段，已有大部分企业认识到装配式建筑与生态建筑互融的重要性，但实际的实施过程中存在一些制约因素和待于解决的问题。因此，研究装配式建筑与生态建筑互融发展，已然成为有关部门和各参建企业工作的重中之重。

1、装配式建筑概述

装配式建筑具有建设速度较快、寿命较长和成本较低的特点。其设计核心为预制构件，即通过特殊连接和装配技术，处理提前制作好的混凝土构件，以此构建装配式建筑。例如：通过工业方式针对所需配件进行生产，如墙板、楼梯、地板等，随后将检验合格的配件以运输的方式送往各个施工现场，经过连接和组装后即可投入使用[1]。此外，该建筑方式与传统建筑模式相比，其外部墙体不仅是维护结构，也是保温结构，还具备在有限时间内可重复使用预制件的设备以及生产模式的优势，这不仅符合了节能减排和生态环保的要求，也为社会的可持续发展提供了有利条件，从而进一步获得了人们的认可、使用和推广。

2、生态建筑概述

所谓生态建筑也可称之为绿色建筑，主要是建筑性能的体现，例如：节能性、环保性和可持续发展性等。即指在建筑的设计、使用、维护等过程中，实现最高限度的环境保护、资源节约和空间利用，在为人们提供良好居住环境的同时，还能进一步促进人与自然的和谐发展。其建筑理念主要可表现在以下几个方面：一是绿色建筑设计；二是建筑结构设计；三是节能技术的应用；四是智能建筑设计[2]。

3、装配式建筑与生态建筑互融优势

3．1 水、电资源节约明显

装配式建筑与生态建筑互融，可有效节约水电资源，缩减施工资金的投入。在节电方面，首先是减少各种施工设备的使用次数，如电焊机、起重机等，可高效分配电力资源，达到节电的目的；其次是针对室内和室外电能实施有效管理，在各个环节实现了最大化节电。在节水方面，首先是先进技术的应用，大幅降低了搅拌机和水泵等设备的使用次数，节省了清洁设备的用水量；其次是减少了相关洗涤设备的用水总量，也在一定程度上避免了污水对施工现场及其周边环境的污染[3]。此外，装配式建筑与生态建筑互融还推动了循环用水系统的发展，将一切可利用的水源进行循环使用，不仅增加了节水效果，还提升了水资源的利用率。

3．2 有利于废弃物品的减少

装配式建筑与生态建筑互融，多角度优化了建筑效率，并能有效减少了废弃物品的产生，例如：节省了标准模板以及脚手架的使用。此外，在实际的装配式施工期间，主要通过起重机实现构件的连接和组装，不仅有效节约了人力资源，还在很大程度上减少了物力资源的投入。同时，装配式建筑与生态建筑相融合还能减少湿法施工和混凝土的使用，缩减了此方面的资源消耗。

3．3 利于精益与集成施工

装配式建筑与生态建筑互融发展高效实现以下两种施工模式的价值：一是精益施工；二是集成施工。其中，集成施工主要内容为在施工现场连接和组装建筑构件，其具备较好的快速性、高效性、便捷性和集约性。另外，集成施工还进一步实现了施工的自动化和智能化，只需相关人员设定程序即可，应用较为广泛。精益施工则更侧重于施工模式智能化，不仅能较好的缩减材料使用总量，还能进一步节约相关能源[4]。同时，还可细化并结合建筑构件、建筑装饰需求、材料类型、机电设备等资源，达到多重功能充分融合的目的，提升了精益施工的实际效果。

4、装配式建筑与生态建筑互融发展的制约因素

4．1 相关政策法规和行业标准相对欠缺

在实际的装配式建筑与生态建筑互融发展过程中，存在相关政策法规以及行业标准相对欠缺的现象。虽我国较多地区相继出台相关政策扶持装配式施工企业，但并不能惠及相关的构件企业，在一定程度上制约了装配式建筑与生态建筑的顺利融合。另外，现阶段的装配式建筑和生态建筑的标准化水平相对不高，在欠缺统一性的同时，还会致使装配式建筑构件无法在工厂内部进行统一的生产，针对装配式建筑的发展产生了较为严重的影响。

4．2 协调机制不够完善

在将装配式建筑与生态建筑互融的过程中，相关设计人员在考虑建筑本身的同时，还应在建筑设计时综合考虑建筑和建筑周边的环境关系，如建筑实际位置的选取，是否会对建筑周边环境造成影响。但个别设计人员并未重视这一点，对生态建筑的建设产生了不良影响[5]。此外，还存在市场引导机制以及监管机制不够完善的现象。与此同时，多数施工建设单位受传统施工方式影响，仍采取现浇方式，未能将预制构件和现浇部件进行有机结合。

4．3 产品质量以及物流运输限制

由于装配式建筑构件施工效果会直接受到预制件尺寸、结构、质量和外观的影响。因此，在实际的施工过程中，对于模具的质量提出了较高的要求。但目前多数的模具制造单位生产的相关模具存在较大的误差性，并不能很好的满足施工需求，在一定程度上阻碍了装配式建筑的施工和发展。除此之外，部分企业还常常出现预制件标识模糊、预留孔位置不够精准等问题，直接影响了装配式施工的质量和效果。另外，与传统的现浇混凝土建筑方式相比，预制构件生产相关的企业数量较少，是制约装配式建筑与生态建筑的互融发展的主要因素之一。同时，完善的物流体系对于装配式建筑与生态建筑的互融也起着十分重要的作用，不仅能实现快速运输，还能确保部件在实际的运输途中不受损坏。但现阶段，实际的运输体系并不完善，不仅提升了建筑运输资金的投入，也无法保证相关建筑材料的完整性。

4．4 专业人才的匮乏

专业人才的匮乏是装配式建筑与生态建筑的互融过程中的常见问题之一。因装配式建筑是一项较新的建筑技术，在我国应用的时间相对较短，多数开发企业存在以下几点问题：（1）缺乏熟知装配式建筑管理流程的专业人员；（2）现有相关人员对于装配式建筑的认识不足；（3）人才培养机制不够完善。以上原因均可导致相关专业人才匮乏，严重制约了装配式建筑与生态建筑的互融发展。

5、装配式建筑与生态建筑的互融发展策略

5．1 健全相关法律法规和行业标准

健全的法律法规和行业标准是推动装配式建筑与生态建筑融合发展的保障。对此，各地区有关部门应结合地方实际的发展情况，科学完善现行法律法规，例如：（1）给予税收方面的优惠；（2）提供一次性的技术升级补贴。这不仅能有效惠及各类与之相关的企业，还能鼓励企业针对自身的生产工艺水平进行提升[6]。与此同时，各建造企业和相关生产企业应针对技术体系中的问题进行研究和明确，并采取行之有效的办法进行改进，以此构建完善的行业标准体系，确保装配式建筑与生态建筑的顺利互融和发展。

5．2 针对协同机制进行科学优化

若想更好的融合装配式建筑与生态建筑，相关部门可针对协同机制进行科学的优化，具体优化方法可分为以下几点：（1）构建一体化总承包模式，采取政府激励、补贴方式，积极推动企业装配式设计、施工、构建三者一体发展，激发市场参与者的积极性和创造能力；（2）针对装备制造业的生产能力进行提升，加大并整合企业的发展动力，并大力宣传和实施生态建筑总承包责任制，实现审批监管规范统一，促进装配式建筑与生态建筑的协调健康发展。

5．3 不断优化相关设计环节

设计环节不仅是装配式建筑项目施工的重要组成部分，也能为装配式建筑与生态建筑的互融发展奠定良好的基础。其不仅决定了装配式建筑项目的进度，还决定了项目的施工质量和施工成本。因此，装配式建筑设计应秉承标准化、模块化、集成化的设计原则，坚持工业化建筑理念，实现建筑结构构建的标准化生产，并协同设计建筑、结构、暖通、电气、给排水和智能模块。同时，生态建筑设计的侧重点应为节能环保、节约资源、经济可行，尽可能的充分协调生态功能和经济价值之间的关系[7]。因此，为有效促进装配式建筑与生态建筑的互融，相关设计人员应围绕项目功能需求、建筑类型、设计总投资等方面，针对建筑结构类型进行合理的选择，并优化新型结构体系，充分发挥生态特性，例如：生态建材、节能建筑设备、工业化生产构件、可重复利用的施工设施等。

5．4 使用生态节能建材

生态节能建材的优点可体现为以下三各方面：一是安全环保；二是废弃物利用；三是性能相对较好。为促进装配式建筑与生态建筑的有效融合，在实际的施工过程中，可科学使用生态节能建材。其中，比较适合装配式建筑模式的新型生态材料为新型墙体材料和新型屋面材料，该种材料有纤维化和复合化材料制作而成，其优势较为明显，不仅材料整体重量相对较轻，还具有安装简单便捷、施工耗时较短的特点。同时，还能针对建筑物的保温、隔热等性能进行提升，可有效满足建筑物的节能需求。此外，在装配式建筑的门窗除了应具备透光、通风作用外，还应具备保温、隔热、耐久、防火、隔音等特点，可依照实际情况选用较为合适的门窗材料，例如：断桥铝、塑钢等，其性能不仅能较好的满足大部分设计需求，在经济上也具有一定的合理性，是装配式建筑与生态建筑互融发展的有利条件之一。

5．5 使用生态节能建筑设备和技术

通常情况下，建筑设备主要起到照明、排水、采暖、通风、空调等作用。为确保装配式建筑与生态建筑的互融发展，使用的建筑设备应符合节能环保的需求。例如：（1）给排水节能设备可选择节水型水龙头、节水型淋浴器、节水型坐便器等；（2）可充分发挥雨水收集技术作用，收集、储存、净化后的雨水可用于地面水源（非饮用）；（3）在公共照明系统中可应用太阳能照明系统，包含了屋顶光伏技术、幕墙光伏技术等，此类技术研发和使用相对成熟。也别是在农村地区，此类技术不仅能满足家庭照明需求，还可将多余的电量并入国家电网，具有较好的环保性、实用性和经济性；（4）科学结合空调通风系统和自然通风系统，并将建筑地区的气象资料作为参考，尽量实现自然风的充分利用，以此减少空调系统的使用频率，达到节约能源的目的；（5）可将传统电能和热能的使用转换为再生能源，如地热泵技术，可在供暖期间大幅降低污染物的排放。经计算，该技术与传统的空调供热相比，能有效节约百分之四十的电力能源。另外，还可使用外墙保温模板一体化构件技术，可实现建筑模板和墙体保温等多项功能，不仅能提升建筑施工的效率，还能有效解决在建筑使用期间更换保温材料的问题，确保保温材料与建筑结构的使用时间同步。

5．6 利用信息化手段进行施工管理

为推动装配式建筑与生态建筑的互融发展，还可在实际的施工安装期间使用以下两项信息化技术手段：一是BIM 技术；二是物联网技术。实际使用方法可细化为以下几个方面：（1）可使用BIM5d 技术和数字建筑平台针对临时建筑、材料堆放、构件仓储管理等方面进行模拟，以此实现施工现场的总平面布置，为施工做好前期准备；（2）在运输预制构件期间，可利用物联网以及RFID 标签信息功能，针对预制构件的进出库信息、位置信息、其他状态信息进行获取，确保预制构件的安全性和完整性；（3）可通过BIM 三维可视功能，针对施工吊装环节进行模拟，此种方式便于挖掘质量监控的关键点和做出风险预警，不仅能动态管理施工进度，还能进一步实现精细化施工；（4）吊装构件过程中，现场操作人员可利用移动终端传递并接受构件领料信息、安装记录信息、人员信息等，并将此类信息汇总至数据库，可为施工进度管理奠定了较好的数据基础；（5）技术人员可在装配构件之前，通过VR 技术针对现场施工安全开展技术交底培训工作，以此规范相关工作人员的技术和行为，避免发生质量安全事故。以上技术的应用，能在提升施工质量的同时，确保工程的施工效率，避免出现返工和材料构建损坏等情况，较好的节约了资源和时间成本，是装配式建筑与生态建筑互融发展的必要条件。

5．7 施工中使用生态建筑新技术

施工中使用生态建筑新技术可高效实现装配式建筑与生态建筑的互融发展。生态建筑新技术可具体分为以下三种：（1）现场临时设施循环使用技术，在实际的施工期间，针对起到办公和生活作用的活动板房，其骨架可使用轻钢，维护材料可使用夹芯板，施工现场的围挡可使用彩钢板，以上方式不仅具有反复使用、安装方面、施工快捷等特点，还能较好满足节能环保需求；（2）构配件整体吊装施工技术，可在地面针对跨度大、结构复杂的大型构建进行组装，待成型后通过计算机控制提升装置，实现预制构件的吊装，此技术不仅能确保大型预制构件吊装的安全性，还能有效节约施工时间，在一定程度上降低了施工项目的成本投入；（3）建筑废弃物再生利用技术，回收且再利用施工现场的废弃钢筋、砌块、混凝土、木质材料、玻璃等废旧资源，并将其作为新型建材的原材料，在节约废弃物品清运时间和费用的同时，还能对施工现场周边的环境进行保护，并推动了资源的可持续发展，为装配式建筑与生态建筑互融发展提供了有效保障。

5．8 加强相关人才培养

完善人才队伍是推动装配式建筑与生态建筑互融发展的基础。因此，各参建企业应做好以下两个方面的人员培训工作：（1）加强BIM 技术人才培训，在施工企业内部针对相关人员和新入职的员工开展BIM技术培训，并将该技术的考核作为人员绩效的参考之一；（2）加强管理人才培训，不定期组织并开展培训活动，提升管理人员专业性以及对装配式建筑知识的了解和掌握，促使其能有效协助企业内部人员尽快适应并使用装配式流程，起到良好管理装配式建筑的作用。此外，各企业还可邀请相关技术工程师开展现场指导工作，以此不断提升相关人员的技术水平和业务能力，促进装配式建筑与生态建筑的互融发展。

结语：

综上所述，装配式建筑与生态建筑的互融发展可有效推动建筑与自然的和谐发展，是我国建筑业发展的必然趋势。因此，有关部门和参建企业应了解装配式建筑与生态建筑的概念和作用，明确装配式建筑与生态建筑互融发展的各项优势，并分析装配式建筑与生态建筑互融发展的制约因素，做好健全相关法律法规和行业标准、科学优化协同机制和建筑设计、使用生态节能建材、设备和技术、利用信息化手段进行施工管理、使用生态建筑新技术、加强相关人才培养等工作，以此实现装配式建筑与生态建筑的高效互融和良性发展。