装配式建筑与绿色建筑协同发展路径研究

谢永辉

(山东华邦建设集团有限公司 山东 潍坊 262500)

构建建筑与自然和谐共生的环境是国家2030年前需要实现的目标,因此,绿色建筑作为建筑行业中节能减排的手段备受推崇。其中,装配式建筑是绿色建筑中不可或缺的组成部分,也是当前建筑产业化与工业化的重点。改善当前的粗犷型的建筑模式,需要让装配式建筑与绿色建筑一同协调发展,构建二者的协同体系,从而以装配式建筑带动绿色建筑的全面应用,实现建筑全面转型并与自然和谐共生的目标。

1 绿色建筑与装配式建筑发展现状

1.1 发展概述

绿色建筑融合了生态学与建筑学的概念,是一种希冀与自然和谐共生,倡导节能减排低碳环保的建筑发展目标。对于正处在新城镇化、工业化、产业化的建筑行业来说,进一步实现全面绿色建筑是转型的必然要求。住建部提出,在2022 年绿色建筑在城镇规划的占比应要达到70%[1],而装配式建筑则是实现绿色建筑的一种标志性手段。自20世纪50年代起,装配式建筑就开始在中国落地。但鉴于各种现实原因的阻碍,装配式建筑的发展十分曲折,历经了萌芽、停滞、再发展等几个阶段。

1.2 应用优势

作为一种节能、减排且能迅速搭建使用的建筑模式,装配式建筑在面临重大自然灾害事故以及公共卫生事件时被广泛使用,譬如,疫情防控期间通过装配式建筑技术快速搭建了火神山医院与雷神山医院。日前,为加快建筑工业化现代化精细化的转型,各地正在以产业化试点的形式进行装配式建筑的全面推广。装配是建筑在施工过程当中,能够通过工业化方式进行提前制造,结合信息化和机械化的技术手段,有效的改变了传统施工建筑过程中主要以人为重要劳动力的落后生产方式,有效的提升了建设施工水平和施工效率,将原本较为分散的建筑施工转变为了工厂化的施工措施,因此,这项技术的有效应用,不仅极大的提高了建设水平,同时也有效地节约了人力资源的应用。

2 装配式建筑特点

2.1 建筑设计标准化

在装配式建筑的施工过程当中,通常具有统一的建筑模板,并以此为基础来形成具有标准化的建筑模块,而这种类型的施工方式所有施工中的够配件都具有通用性,能够在施工过程当中拥有互换性原则,施工过程相对来说较为简单,快捷,能够有效控制建筑造价。

2.2 构配件生产工业化

在装配式建筑的发展过程当中,无论是相关企业还是有关政府部门,都出台了相应的发展方向和激励措施,促使装配式建筑获得了更广阔的发展空间。其构配件能够成套供应,大大节约了采购成本和时间,也是对于建筑行业发展的有效推动。在这一类型的建筑过程中,由于装配式建筑的相关配件都是事先制定好的构件,因此在施工过程当中能够拥有满足构件、配件,以及其他零部件等材料相关生产要求的生产工厂,而在施工过程中为其构建现代化的流水线施工条件这一举措,也使得建设生产过程更加高效,同时相关配件的工业标准也能够满足建设使用需求。除此之外,利用流水线的生产方式,能够为施工企业生产出具有丰富类型、较高质量的配件,为企业有效的节约时间成本和相关材料的采购成本,使得经济利润获得最大化提升。同时在施工过程当中还应用了大量的节能环保材料,例如青钢木质板材等材料,使得装配式的建筑在现代化的发展当中,更符合绿色环保,可持续发展需求。

2.3 施工管道集成化

在装配式建筑的施工过程当中,相关施工管道也能够获得集成化的安装布置。通过提前预设相关管道位置,在构建的生产过程中形成与之相应的产品,既能够满足工业化的生产制造要求,同时在后期的管道安装过程当中也能够促使工作流程更加顺畅,极大地节省了施工时间,有效节约人力成本,为施工效率的提升打好基础。

2.4 建筑形式多样化

而装配式建筑除了拥有上述优势以外,在现代化的建设过程当中,不仅要满足企业功能性需求,同时还需要结合实现对于城市景观的美化。那么这就要求装配式建筑在施工过程当中还需要满足多样化的建筑形式,而这一特点,在装配式建筑的不断发展过程当中已经得到了有效的体现,改变了传统建筑千篇一律的外观形式,使得建筑外形更加丰富多样,充满活力。

3 装配式建筑与绿色建筑发展的制约因素

现在未能全面推广绿色装配式建筑主要存在下列3个方面的问题:

3.1 建筑师缺乏整体思维

绿色装配式建筑是集生产与施工于一体的工业化建筑模式,标准化的整体感是其设计之中的重点和难点,这与传统现浇式建筑存在较大的区别。在这之中,建筑师起到了一个非常重要的衔接作用。但部分建筑师的设计思维还不能有效适应标准化、产业化、一体化的生产模式,一直停留在传统作业的施工方式之中,只是将以往的施工图纸进行拆分,缺乏对绿色装配式建筑的整合认识,从而导致了设计图纸表达不清晰[2]。最终严重阻碍了降低了高效加工装配的绿色装配式建筑完成效果,导致其工业化一体化的整体生产优势无法显现出来。

3.2 不健全的政策机制

首先是关于激励措施。虽然各地已经制定了绿色建筑与装配式建筑的发展目标,但具体的激励政策或浮于表面,或还未正式出台。与此同时,已经发布的措施之中存在不系统激励、不重视技术研发、不提高预制率等问题,对如何度过建筑转型期缺乏一个科学的长远规划[3]。

其次是监管机制不到位。传统的建造模式是设计生产施工三者分开的监管机制,但对于绿色装配式建造模式来说,则是设计施工一体化的模式。在一体化建筑中,对于招投标、施工、质量检测等等监管流程之中,还未形成一个完善的新型一体化产业化建筑监管机制。这在一定程度加剧了工业化建筑转型的困难,同时加大了项目标准化管理的难度。

最后是相关指标不完整。装配式建筑不等同于绿色建筑,也不等同于预制建筑。部分地方的政策只提及了预制建筑与预制率,忽略了其他也隶属于装配式建筑的一体化模式建筑,不利于推动绿色装配式建筑的一体化发展。

3.3 成本过高

现在采用绿色装配式建筑较少的一个重要原因就是使用传统现浇的建造方式平均成本更低。成本问题,成为了制约装配式建筑与绿色建筑发展的主要问题,而在这之中,包含两个方面的原因。

一方面,是绿色装配式建筑相关联的技术还不够成熟。由于国内的绿色装配式建筑发展历程复杂,虽然历史不短,但可以说是尚在起步阶段。对于高性能低能耗的关键产品技术尚未得到突破性的全面发展,有效的一体化装配体系还没形成、施工现场对于工业化建筑模式的不适应等都在一定程度上增加了绿色装配式建筑的成本。另一方面是大多数项目存在试点阶段,未能全面铺开。由于施工现场传统现浇模式跟绿色装配式模式并存,无形之中进行了重复施工,等于,额外增加了不必要的施工成本。同时,试点的数量过少,不足以让建筑市场产生规模化的效应,建造成本、研发成本、技术成本和人工成本都不能得到摊销,也增大了绿色装配式建筑的平均成本。

4 构建装配式建筑与绿色建筑协同发展的路径

4.1 加快完善新型建筑工业化的政策扶持机制

推动绿色装配式建筑市场发展的关键在于绿色建筑市场的开发环境与绿色生态的价值[4]。从国家的角度上来说,对于绿色装配式建筑应当给予全面的配套措施保障,在立法上确定工业化建筑的必要性,并建立健全的工业化建筑监管体制。从政府的角度上来说,应当起到带头表率作用,优先在政府相关项目使用绿色装配式建筑,从而引导建筑行业对于该模式的使用。

4.2 加强宣传

当前无论是对于绿色建筑还是装配式建筑,各媒体的宣传工作都不到位,社会各界并不了解或是存在着很大的误解。譬如,认为装配式建筑会比传统建筑质量更差,无法应对地震台风等自然灾害。实际上,作为一个多自然灾害的国家,日本就大规模使用装配式建筑,而这些建筑也经受住了高烈度的地震和高强度的台风,这说明了装配式建筑的性能并不比传统建筑物的差,甚至可能更加稳定。又如,有些人将装配式建筑误解为千篇一律的低端建筑,只适合作为政府保障房或是安居房。事实上,装配式建筑的标准化生产是在建筑产品模块设计之中的标准化,并不会损伤建筑的多样性[5]。

相反,可以通过不同建筑模块的组合搭配出更多个性化的建筑。而这一建造模式也是当前最为先进的模式,建造出来的非但不是低端建筑,而是先进化现代化一体化的高端建筑。于此,应当积极宣传装配式建筑与绿色建筑的优势,从而提高其社会认知度,使得更多人了解绿色装配式建筑,进而带动市场推出更多绿色装配式建筑[6]。

4.3 全面应用BIM 信息化技术

成本问题制约了装配式建筑与绿色建筑的协同发展,为了解决这一问题,应当加快对于高科技手段的引入,如BIM 信息技术。在现代发展中,信息化与工业化的融合是一个必然的发展趋势。

而BIM 信息技术作为一种常见科技手段对于装配式建筑与绿色建筑的协同发展具有至关重要的作用。第一个作用是可以通过BIM 技术搭建一个虚拟建筑技术应用的平台,实现设计到施工整个流程之中的信息交互与快速共享[7]。第二个作用是利用BIM协助工厂进行管理,通过物联网精准定位到建造作业之中所需要的产品,减轻一体化的难度。第三个作用是将装配式建筑的预制工厂变为智能化工厂。采用BIM 技术设计的模型,生产业务数字化,极大提高了生产效率。最后一个也是最为重要的作用是,通过BIM 技术建造一个一体化的云服务平台。将物联网和建筑管理系统等集成一体化,利用BIM 技术可以实现标准化数据库的建设,可以让多方参与其中并且实现高效协同[8]。

5 结语

综上所述,装配式建筑与绿色建筑都属于工业化建筑的重要组成部分,尽管目前存在着不健全的政策机制、成本过高等发展中的问题,但依旧可以通过完善相关政策扶持机制、加强宣传和全面应用BIM 信息化技术促进其协同发展,最终实现全面推进一体化建筑的总目标。