论绿色建筑背景下装配式建筑施工技术

郭哲

（山西六建集团有限公司，山西 太原 030009）

0 引言

新时期背景下，我国建筑行业正快速向工业化生产模式转型，希望通过现代化的安装、制造、加工、运输以及科学的管理办法来取代传统分散式、高能耗的建筑施工手段。而装配式建筑工艺则完美的契合了这一发展理念，《太原市“十四五”住房和城乡建设规划》中全力推广了装配式建筑生产方式，并提出截至2025年，城镇新建建筑全面要达到绿色建筑标准。在这一背景下，人们需对此给予足够重视，达成我国建筑行业的升级目标。

1 工程概况

JY建筑项目位于山西省太原市，东侧为已建住宅用地，西、南两侧均为市政规划道路。项目由12栋6层洋房、6栋17层的小高层住宅组成，其中，小高层住宅建筑总高度为49.9m，除1层层高为3m之外，其余层高均为2.8m。建筑主体为框架剪力墙结构，同时采用钻孔灌注桩基础，详细建筑工程技术指标如表1所示。

表1 小高层主要工程技术指标

2 技术选择

装配式建筑在施工过程中面临的主要障碍因素在于项目建材与各项资源的循环利用方面难以把控，并且国家及地方上颁布的绿色施工管理标准不同，因此便强调装配式建筑项目在施工开展过程中需要结合当地市场与环境状况，建立相应的绿色建筑技术综合评价指标体系，以便于能够准确评价各项施工技术的可行性，确保发挥出理想的节材、节能效果[1]。

2.1 技术标准

JY项目为装配式建筑工程，在施工开展期间主要的工作目标就是在保障安全、质量、进度的前提下，对现场施工材料的运输、生产、管理、采购以及废料回收进行统筹安排。同时避免施工行为对现场环境造成污染，以此形成“无害施工—统一处理—节材降耗—循环利用”的装配式建筑技术体系，从而实现绿色环保的施工目标[2]。

2.2 评价方法的选择

（1）ANP法。ANP又称为“网络层次分析法”，在使用过程中最为明显的应用优势便是将复杂问题进行分解，解构为多个具有因果关系的子因素，并按照逻辑顺序将其排列为阶梯层次结构，随后在计算机软件的处理下，形成矩阵公式计算每一个子因素的权重。

（2）熵权法。熵权法是指在评价某项决策的过程中，全面考虑由此引发的一系列后续事件，并通过采集大量基础数据计算事件的指标权重。其中“熵值”的数学表达公式为熵权”的数学表达公式在得出某一事件的熵值“hi”后，“hi”代表的数字越大，则反映出相关指标的离散程度也越高，同时其携带的信息也更加复杂。

装配式建筑施工技术在使用过程中会明显受到外界因素的干扰，同时各项技术质变的重叠性与相互联系较为紧密。因此在评价其技术可行性的过程中，可以将ANP法与熵权法搭配使用，通过主、客观赋权法综合评价技术的权重数值[3]。

2.3 技术选取

在进行技术选取的过程中，工作人员可以从JY装配式建筑项目的实际情况入手，结合因素提取、问卷调查以及现场统计的方式确认工程项目对不同绿色施工技术带来的影响因素。为此在经过深入调查之后，首先确认了JY工程施工开展期间主要存在以下4个方面的影响因素。

（1）新技术（主要包括BIM、资产管理系统等）的使用情况。

（2）成品构件的管理与存放。

（3）材料的循环使用。

（4）装配式建筑的施工特点。

在此基础上，工作人员可进一步对JY工程施工期间的主要作业内容进行分析，从主体工程、基础工程、安装工程、防水工程、装饰装修工程等5项内容当中罗列出对众多对绿色施工基础造成影响的因素，最终通过逐一比选与专家讨论的形式，确认了JY工程的绿色施工技术主要可以从“成品材料”“信息化管控”以及“物料回收”等3个方面进行选择，详细技术体系如表2所示。

表2 JY装配式工程绿色施工技术体系

3 绿色建筑背景下装配式建筑施工技术的具体应用

3.1 成品建筑材料的使用

JY项目预制率达到70%左右，施工期间涉及的成品材料众多，因此在进行绿色施工技术筛选的过程中，主要考虑配合一些环保性较高的成品材料来优化施工方案，确保在体现出绿色施工理念的同时，也进一步控制建筑的成本、质量及进度，为此主要采取了以下措施。

（1）基坑支护技术。“基坑支护”的目的主要是为了增强建筑的稳定性，同时控制施工期间出现的沉降与变形现象。JY项目在进行基坑支护处理的过程中选择了“排桩土钉墙”技术，主要以成品钢板桩材料与土钉进行搭配使用，施工过程中先在土中钻孔，然后植入钢筋进行加固，同时以钉长作为标准，每间隔2～3m设置对中支架，确保土钉位于钻孔的中心位置。最后进行注浆处理，并在浆体凝固之后，对土钉裸露在外的部分施加10%左右的预应力，以起到主动受力的作用。而钢板桩在这一过程中主要起到被动受力的作用，在施工过程中可将钢板桩以垂直形式打入土中，并在插入土体4～5m后，使用线锤来进一步调整其垂直度，直至钢板完全打入土体之后，每间隔10m使用水准仪测量桩顶标杆，以保证钢板桩受力均匀[4]，如图1所示。

图1 钢板支护桩

通过这样的方式不仅能够有效提高基坑支护强度，同时也减少了土方开挖量，避免对现场环境造成扰动，不仅如此，钢板桩施工具有可回收利用且成本较低的特点，不但体现出了良好的环保特点，同时也进一步控制了施工成本。

（2）高性能混凝土材料。高性能混凝土是一种新型技术产物，其相较于普通混凝土材料无论是在耐久性还是强度方面都更为出色，同时高性能混凝土在使用过程中具有低水胶比与低水泥耗量的特征，不仅能够减少资源损耗，同时也有效控制碳排放。通过现场实验对比，高性能混凝土材料在同强度下可以减少25%～30%的水泥用量，以及10%～15%的钢筋用量。因此可以有效缩小墙体截面尺寸，并扩大室内1.1%～1.5%的建筑面积，故而拥有更为明显的综合效益。

JY项目在施工期间采用了高性能混凝土作为局部主体的施工材料，同时在施工过程中采用预拌砂浆代替自拌，不但保证了材料配比更加稳定，同时也避免了现场扬尘污染问题的出现。

（3）新型轻质隔墙板。轻质隔墙板具有拼缝小、易切割的特点，进行现场安装的过程中具有较高的精度，由于统一采用了工厂预制的方式，不但避免了现场多余建筑垃圾的产生，同时也省去了抹灰找平环节，避免墙面污染问题的出现，因此无论是环保性还是经济性都有很大的应用优势。

（4）钢结构“三板”体系。“三板”即指使用钢筋桁架结构组成屋面板与楼板，并将其与底模联系在一起，不仅能够省略模板支撑环节，同时也减少了材料的使用情况，避免了对资源的过度消耗。但是在板块铺设期间，要注意大于4.8m的板块需要设置临时支护，保证建筑结构的稳定性。

3.2 信息化管控

（1）智慧管理系统。智慧管理系统主要以数字技术作为基础，通过在现场装载不同的传感装置，采集施工期间的各项生产数据，同时以物联网作为工作平台，加强对现场的信息化管控，避免物料浪费的同时，也能够有效监督作业人员的施工行为。例如，通过在现场设施塔机监控、扬尘检测、噪声检测、智能水电表、库房监控、现场检查系统、人员实名制系统等，可以有效监督现场文明施工行为的开展，同时减少材料浪费、环境污染问题[5]。

（2）BIM技术精细化管控。基于BIM技术的三维建模处理，可以结合施工图纸生成详细的工程量清单，并通过碰撞检测技术的使用进一步优化图纸设计，从而有效提前察觉图纸中的设计误差，并实现精准控制材料用量的目的。例如在施工过程中，JY项目通过这一技术手段建立了主体装配模型、钢筋配筋模型、设备安装模型、钢结构模型等，并利用可视化修改技术做好了复杂节点的交底工作，不但为装配式施工提供了准确的参考依据，同时也能够合理的安排材料计划，减少了资源损耗与浪费现象的发生。除此之外，通过BIM技术与GIS技术的配合使用，JY项目对场地的交通与材料的堆放位置进行了合理布置，避免在材料运输或装卸的过程中出现二次转运现象，不仅创造了现场便捷的施工条件，也有效减少了交通设备的能耗问题。

3.3 物料回收

（1）建筑垃圾重新利用。JY项目在施工过程中涉及原址拆除环节，因此在这一过程中产生了大量建筑垃圾，其中一些粉类、碎石类建筑材料极易造成粉尘污染，并且会使弃置地点周边的生态环境恶化。为此JY项目采用了无害处理的方式，将这部分建筑垃圾作为现场临时道路的路基材料进行回填，不仅解决了环境污染问题，同时也有效节约了生产物料，避免修筑路基造成额外的成本损耗，实现了绿色施工项目的要求。

（2）包装物料回收。JY项目在施工期间涉及大量成品构件使用，厂家为避免产生运输损耗，经常会采用过度包装的形式对构件加以保护。虽然有效减少了材料损坏，但是随着现场拆卸完毕，同时会产生大量的包装垃圾，如木箱、毛毡、扎带、塑料薄膜等，给周边环境带来极为严重的负荷。为此JY项目在施工期间，采用包装物料回收终端，对于一些特殊的包装材料要求反复使用，以确保减少白色污染问题的出现。

（3）再生骨料。JY项目要求现场损坏、剩余的混凝土材料不可随意弃置，而是经过粉碎分级之后，重新作为混凝土梁或墙体的制作材料，或是经过粉碎加工之后，将其作为混凝土再生骨料，在保证施工质量的前提下，进行混凝土的可回收利用。在这一模式下，不仅有效减少了现场环境污染问题，同时也极大地节约了物料成本，实现了绿色施工理念中的可持续发展目标[6]。

4 结语

综上所述，装配式建筑技术会受到材料、市场环境、政策标准等诸多干扰因素，在绿色施工背景下，想要完整的发挥其环保价值，需要采用科学的评估手段分析各项施工技术的可行性，并基于装配式建筑的自身特点，灵活地将施工技术与新型材料进行配合，以此发挥出理想的节能、节材效果。