绿色可持续发展的装配式建筑节能减排思考

赵本玉

(山东华邦建设集团有限公司 山东 潍坊 262500)

1 装配式建筑的应用及优点

1.1 应用背景

随着我国社会现代化发展,城市建设中受到的污染也有所增加,很多土地资源开始被建筑所占领,同时自然环境在城市扩张压力下遭受到了一定的不良影响,同时城市扩张也从一定程度上威胁了而野生动物的生存。在这一背景下,我国提出了绿色建筑的发展理念,追求社会和自然环境和谐发展,加大了能源消耗和生态环境污染问题的防控力度[1]。

相比于传统的建筑,装配式建筑无论是碳排放还是材料的制造优势都十分明显。装配式建筑的生产方式为规模化工厂加工,可以将消耗建筑材料用量、产生建筑垃圾量都大大减小,可以将施工中其他能源消耗有效控制。在工厂生产预制构件时,可以回收利用一些边角料和质量不合格的材料,重新进行冶炼加工。在具体施工阶段,可以采用机械化安装的方式将噪音、废物、废水的排放量有效减少,同时可以将整个建筑生命周期的碳排放量减少,这对于我国实现碳中和、碳达峰的目标大有裨益,装配式建筑具有十分明显的绿色环保效益,在未来发展中必然会得到进一步的推广应用[2]。

1.2 装配式建筑的优点

我国建筑工程项目随着城市化进程的推进不断发展,建筑行业消耗越来越多的资源,同时也从很大程度上污染了周围的生态环境。这不符合我国长期稳定、健康发展的目标,此时国家引导各个企业加强节能减排生产,提出了绿色施工、绿色建筑等一系列可持续发展理念,很多企业开始探索新材料和新技术,以期能够将建筑工程的资源消耗和污染有效降低。在建筑工程项目施工中,通过合理应用装配式施工技术能够显著加快施工效率,可以将建设周期缩短。具体来讲,装配式建筑具有如下的优势:

1.2.1 加快建设周期

装配式建筑最为显著的特点就是在工厂内加工完成主要的建筑构件,这就促使可以同时开展构件加工和其他基础施工作业等,这将施工时间大大缩短,同时装配式建筑在生产完构件后可以用专门的设备运输到现场,快速安装构件,依靠机械设备进行吊装和安装作业,这将加工和安装效率显著提高,节省了大量的人力和人为工作量。可见,装配式建筑在建设周期控制方面有很好的效果。

1.2.2 施工较为方便快捷

在建筑行业应用装配式施工技术可以便捷地完成施工作业,可以直接安装很多建筑结构,并且随着标准化程度的提升,可以将繁琐的施工工序节省,快捷、简单地完成整个施工过程。此外,装配式建筑需要在工厂加工完成主要的构建,能够方便地完成材料加工,可以批量生产,整个施工过程得到最大程度的简化[3]。

1.2.3 有利于实现节能减排

在绿色建筑背景下,装配式建筑的应用可以将资源消耗和污染排放量大大减少,符合节能减排施工理念。装配式建筑是用专门的绿色施工材料加工制造构件,在生产环境改善、废物排放控制方面有着显著的效果。此外,所有的原材料都可以在工厂加工完成,这对于控制资源消耗有着很大的效果。

1.2.4 有利于促进绿色材料的应用

装配式建筑的应用可以保证更加合理地应用绿色建筑材料。相比于传统的钢结构施工技术和钢筋混凝土结构施工技术,装配式建筑预制并且现场安装完成,在材料加工阶段,可以根据安装需求尽量选择绿色环保材料比如在进行装配式建筑施工中可以选择性能良好的钢结构,在拆除装配式建筑时能够重复利用这些钢材,这样就将资源的利用率显著提高[3]。

1.2.5 建筑项目维护管理便利

装配式建筑有着较为简单的安装和拆卸方式,在建筑后期维护管理中能够高效地处理一些渗水、开裂等质量问题,能够加固和更换构件,能够简化建筑工程维护管理工作,不会对建筑项目的正常使用产生不良影响。

2 绿色建筑理念的应用

相比于传统的建筑建造方式,装配式建筑本身的环保节能优势就十分明显。装配式建筑使用的预制结构构件可以改善装配施工工艺方法,可以将能耗降低,将建筑建设的生态环保性提高。在装配式建筑中应用绿色建筑理念可以从优化设计、材料使用、生产组装等多方面体现出来。

2.1 预制结构构件生产方面节能减排

构成装配式建筑的基础为混凝土构件。在设计阶段,设计师可以利用现代信息技术管理混凝土构件及其结构的全生命周期,比如当前BIM 技术、CAD 技术等都得到了进一步的推广和应用。利用计算机可以搭建建筑信息模型,通过BIM 软件对装配式建筑的力学性能、施工过程进行分析和模拟,优化施工方案,分析装配式混凝土结构施工方案的不足,实现结构简化,达到材料节约的效果。

在建筑工程中大规模地使用预制结构构件可以实现节能减排的效果,所以在装配式建筑设计和施工中要尽量选择统一的预制构件,做好不同区域预制结构构件的统一分析和处理。比如可以统一设计和分析屋面结构中的排水天沟构件和泛水构件,可以统一生产楼梯预制构件等。同时,要充分考虑预制构件的其他用途,尽量减轻后续施工建设任务负担。在装配式建筑建设中,很多排水天沟构件和泛水构件都可以在装饰中发挥一定的效果,在保证了排水疏通效果的同时达到了内部建筑美化的作用,将人工工作量大大减少。

有的结构构件强度和刚性要求不高,预制结构构件可以选用绿色真空玻璃等轻型环保材料,避免使用质量较大的混凝土材料。有的装配式建筑有着较高的节能减排要求,可以综合采用环保性混凝土进行施工建设,可以从水泥用量控制、生产工艺优化、生产设备优化等方面入手。

2.2 生产、组装工艺优化

在预制结构构建运输中需要使用大型的运输设备,这对设备、运输路线等方面都提出了较高的要求,为了将运输阶段的成本尽量节约,可以坚持就近原则,在施工区域附近选择预制构件生产企业进行构件生产。工作人员在进行预制构件生产时还要对混凝土余料的二次利用进行综合考虑分析,做好临时性透水砖材料的设置,在临时性区域做好混凝土余料的处理。工作人员要严格按照建筑施工标准修建施工现场临时生产区域。为了能够循环利用临时生产区,节约工程建设成本,将资源利用率提高,可以在修建下一个施工区域时转化临时生产区域。

在建设装配式建筑过程中,为了将绿色环保理念、节能减排思想充分落实,可以使用铝膜板施工技术和叠合板施工技术综合完成竖向类结构预制构件的施工。此类施工技术可以简化施工工序,有助于材料用量和人力成本的控制。在修筑过程中,通过减少模板和木方的使用量可以实现森林资源的节约,同时能够减少叠合板施工工艺,在噪声污染控制和粉尘污染控制方面发挥着良好的效果。在组装预制构件过程中,可以用原来的钢管材料、扣件材料作为工具化支撑系统,实现传统作业环境的改善,保证快速搭建建筑模块。

2.3 装配式建筑优化设计

装配式住宅对多种环境因素要进行综合性考虑分析,比如通风、光照、温度等。良好的设计可以充分将装配式建筑的节能减排价值凸显出来。比如通过建筑周围的凹凸设计可以发挥其遮阳效果,能够将室内热量敷设适当减少。建筑群是否会形成热岛效应直接受到建筑物总体规划的影响,所以在设计过程中要对建筑热环境和气流流动关系进行深入地考虑分析,通过科学地设计和合理布置周围的环境达到热岛效应控制的目的。

2.4 屋面与外窗节能

通常装配式建筑屋面需要设置多层结构,其中包括保温层、防水层、屋面瓦面板、符合保温面板。施工人员在建筑墙面上固定好一系列的面板,并且填充密实面板的夹层,密封处理后可以使用。为了充分保护好屋面结构,可以在屋面上均匀地涂抹大约25mm 厚度的泥浆。

塑钢材料、断桥铝材料是当前常用的外窗材质,这类材料具有良好的密封性和隔热性,能够减少室内外热量交换,进而保证室内处于较为恒定的温度,减少空调等设备的使用频率。玻璃最常用的是双层中空玻璃,这种双层玻璃的保温效果明显。在装配式建筑地面施工中,要按照从上到下的顺序进行施工。如果建筑物地面面层厚度为20mm 那么可以做好找平层的处理,常用的找平材料为水泥砂浆。如果建筑物地面面层厚度在60mm 以上,那么可以使用复合式保温面层。

3 装配式建筑节能减排策略

3.1 项目设计阶段节能分析

设计人员要以项目所在区域的地形、规划要求等合理有效地应用周围生态环境和新材料、新工艺。设计师要从整个区域角度综合性分析并且有效衔接周边的交通、用地、市政等内容,将设计方案科学性和合理性提高。

基地内部做好使用步行系统,可以按照就近原则设置机动车进入地下车库要道。在平面布局方面,要坚持因地制宜,做好住宅建筑高度标准的控制,要坚持高低起伏的原则。工作人员要合理布置道路密度、景观、日照等,有效利用自然光源,提高住宅舒适度。

3.2 项目施工阶段节能

3.2.1 新型建筑节能材料的使用

合理地应用新材料和新技术可以将装配式建筑的热环境综合指标提高。工作人员可以根据符合力学计算对节能、高性能建筑材料进行合理地应用。比如在装配式建筑中可以积极发挥轻质隔墙的作用,采用节能保温材料将建筑的保温性能提高,将建筑能源流失减小。项目中还可以使用一些黏土空心砖、符合板材、加气混凝土砖等新型的节能墙体材料。

3.2.2 加强项目施工管理

在装配式建筑施工中要严格控制建材的使用,根据消耗定额基本情况落实限额发放制度,严格审批超限额领用的材料,对于没有消耗的材料要通过指标控制法制定领用材料指标。管理者要精确地检查材料物资的具体收发情况、投料情况,严格计量,提高计量的精确度,严格控制材料浪费问题。在建设装配式建筑过程中,可以减少木模板的应用,积极使用可多次循环利用并且可回收的铝模板,从而提高整体使用寿命和周转率。工作人员还要合理安排施工生产实践,做好机械设备的强化调度,提高现场设备利用率。

4 结语

各个地区装配式建筑相继得到推广和应用,取得了良好的节能减排效果,在改善当地环境质量方面效果显著。随着国民思想意识的不断提高,对低碳生活重视度的不断提升,装配式建筑越来越受到广大环保爱好者的青睐。装配式建筑这种半成品的建造方式改变了传统建筑建设方法,但是想要大规模地使用装配式建筑,就要加强控制装配式建筑的施工成本,推动标准化、规模化生产。相信在相关工作者以及国家的不断努力下,装配式建筑会得到进一步的改进和优化。