装配式建筑关键技术在绿色建筑中的应用

李 兵（国贸工程设计院， 北京 100037）

目前，越来越多的城市新建建筑开始实施绿色建筑标准。为实现“建筑与自然和谐共生”，在建筑全寿命期内，设计是非常重要的环节，决定了从建筑立项、选址到建造、使用诸环节对资源和环境的影响程度。绿色建筑的建设应依托于一系列适宜而必要的技术支撑，而装配式建筑技术正是绿色建筑发展的最好抓手之一。

1 装配式建筑技术优势

大力发展装配式建筑，对改变我国目前建筑业现状，促进城乡建设发展方式转型升级具有重要意义。装配式建筑的优势主要体现在以下几个方面：① 提高质量──构件尺寸精确、建筑品质精良；② 方便施工──工业生产优势 、减少现场作业；③ 保护环境──减少施工垃圾 、降低噪声影响；④ 缩短工期──精准控制进度 、有效缩短工期；⑤ 控制成本──降低人工成本 、减少材料浪费。

大力推广装配式建筑，减少建筑垃圾和扬尘污染，缩短建造工期，提升工程质量，加快推进以“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、成品化装修、信息化管理”为特征的建筑产业现代化，有利于提高劳动生产率、降低资源能源消耗、提升建筑品质和改善人居环境质量，有利于促进建筑产业的绿色化发展。

2 运用装配式建筑技术满足绿建评价要求

GB/T 50378─2014《绿色建筑评价标准》中第7章“节材与材料资源利用”分为“控制项”和“评分项”，“评分项”又分为“节材设计”以及“材料选用”两部分，其中所包括的绿色建筑评价要求均可通过装配式建筑相关技术实现，具体如下：

(1) 7.1.3 条要求：“建筑造型要素应简约，且无大量装饰性构件。”

装配式建筑平面设计采用模数协调的方法整合开间、进深尺寸，将功能空间做成模块，从而践行少规格、多组合的设计原则，实现建筑立面设计的简约。利用基本单元的变化组合形成多样化的建筑平面，通过外墙材料、色彩、纹理的变化等来丰富立面效果。具体技术措施有：① 利用立面上有使用功能构件的光影效果，改善体型的单调感。可以充分利用阳台、空调板、空调百叶等不同功能构件及组合方式形成丰富的光影关系，用“光”实现建筑之美。② 利用不同色彩和质感的变化实现建筑立面的多样化设计，实现立面外墙构件的标准化和类型的最少化。建筑立面呈现出整齐划一、简洁精致、富有装配式建筑特点的韵律效果。③ 立面装修效果及装饰材料应符合设计要求，预制外墙板可采用工厂预涂刷涂料、装饰材料反打、肌理混凝土等装饰一体化的生产工艺。

(2) 7.2.5 条要求：“采用工业化生产的预制构件”。这一条只有通过装配式建筑来实现。

(3) 7.2.4 条、7.2.6 条要求：采用可重复使用的隔断(墙)、采用整体化定型设计的厨房、卫浴间。

装配式建筑要求全装修设计，遵循建筑、装修、部品一体化的设计原则，如采用轻质隔墙、集成式厨房、集成式卫生间部品一体化技术。

装配式建筑的优势在精确，关键在于集成。只有将建筑看作一个有机整体系统，才是真正意义上的装配式建筑。

3 装配式建筑关键技术应用举例

装配式建筑中预制构件连接节点的构造设计是装配式设计的关键，决定着设计的成败。预制外墙板的接缝、门窗洞口等防水薄弱部位的构造节点与材料选用应满足建筑的物理性能、力学性能、耐久性能及装饰性能的要求。

3.1 装配式建筑中各类接缝设计

预制外墙板的各类接缝设计应满足“构造合理、施工方便、坚固耐久”的要求，应根据工程实际和所在气候区等情况，合理进行节点设计，满足防水及节能要求。预制外墙板垂直缝宜采用材料防水和构造防水相结合的做法，可采用槽口缝或平口缝，如图1 所示(尺寸单位：mm)。

图1 外墙板竖向直缝示意图

预制外墙板水平缝采用构造防水时宜采用企口缝或高低缝，如图2 所示(尺寸单位：mm)。

图2 外墙板水平直缝示意图

预制外墙板的连接节点应满足保温、防火、防水以及隔声的要求，外墙板连接节点的密封胶应具有与混凝土的相容性以及规定的抗剪切和伸缩变形能力，还应具有防霉、防水、防火、耐候性等材料性能。预制外墙板上的门窗安装应确保连接的安全性、可靠性及密闭性，预制外墙板窗的上下口安装分别如图3、图4 所示(尺寸单位：mm)。

图3 窗上口安装示意

图4 窗下口安装示意

3.2 装配式建筑防水构造技术应用

预制剪力墙外墙板的接缝及门窗洞口是易发生渗漏的部位，是防水的关键部位。外墙缝(横、竖)防水等问题需要更好的材料和办法解决，目前国内的外墙板接缝防水薄弱部位主要采用结构防水、材料防水和构造防水相结合的做法。窗未在工厂预安装，夹心保温墙板洞口处在工厂预安装用于固定窗框的防腐木砖等。目前我国及新加坡采用的防水构造有以下几种做法。

3.2.1 我国北方装配式建筑防水构造技术

我国北方地区预制剪力墙外墙板采用夹心保温墙板，剪力墙之间竖向缝一般采用预留钢筋现浇混凝土带进行连接，形成了结构防水，外叶板及保温层外伸作为竖向现浇带的外模板所形成的缝需进行保温及防水处理。剪力墙水平缝处，设置现浇带或现浇圈梁，并通过灌浆套筒实现上下墙体的连接，形成了结构防水，外叶板上下做企口构造并对水平缝进行保温及防水处理。接缝处的被衬材料采用聚乙烯塑料棒，密封材料采用硅橡胶填缝。有防火要求时，PE 棒后填塞岩棉。竖向缝采用防火、防水构造

3.2.2 我国南方装配式建筑防水构造技术

我国南方地区预制剪力墙外墙板仅用于承重，不考虑保温，一般在边缘构件部分采用现浇混凝土进行水平钢筋的连接，建筑外立面存在现浇的条带，可视作结构防水，墙板下部节点采用的是平缝，水平缝、竖向缝均在接缝处用聚乙烯塑料棒作为被衬材料，再采用耐候胶填缝。

我国港台地区装配式建筑防水构造的主要特点如下：

(1) 香港公屋预制外墙板均无保温，但窗在工厂与外墙板预装，无渗漏问题。外墙板缝均采用结构防水，墙板下方做有披水构造防水，不再用防水材料处理。

(2) 台湾润泰采用预制框架结构，主要采用预制柱、叠合梁、叠合楼板、外挂墙板等构件。由于是预制外墙挂板，因此对防水材料变位的要求较高，除了主要对 3 个部位(建筑主体、板面涂料、缝嵌胶条)进行防水外，还特别采用了“关节式”防水和导水排水方式：在预制板周边加设一道韧带加强，以有效抵抗变位，通过现场预制构件拼接实现二道防水；导水排水则是连通竖向缝在下方每隔几层做断水及排水口。

3.2.3 新加坡装配式建筑防水构造技术

新加坡组合房屋的预制外墙板一般不做保温，仅在东西山墙采用预制夹芯板(30 mm 厚岩棉)。窗是在预制加工厂与墙板一体浇筑完成的，无渗漏，但考虑多雨，所有外墙板的接缝部位采用结构防水、材料防水和构造防水。在工程设计和施工中针对外墙板所处的位置不同，提供不同的防水构造，考虑比较细致，特殊部位有特殊构造，对防水材料的选用及耐久性也有较高要求。防水构造一般有以下几种方法：① 直接淋水板端采用企口构造，采用水泥砂浆座浆后，采用浸沥青海绵条进行填塞，外墙板下端室内采用防水材料进行角部加强。② 不直接淋水外墙板采用水泥座浆后，板下端内外均采用防水材料进行角部加强。③用于有水房间时，均做混凝土坎墙上翻。④ 外墙板侧边连接时，水平缝局部采用防水片材做成“雨披”形式进行防水加强，垂直缝采用水泥砂浆灌缝后，在迎水面填塞聚乙烯泡沫棒，再用耐候胶密封处理。

4 结 语

装配式建筑在建设过程中应优先考虑生态环境问题，而利用装配式建筑的先进建造方式提供成熟、成套技术，促进绿色建筑的发展是当前我国建筑业的重要任务。希望通过沉淀本土经验、借鉴国际先进技术，深入研究装配式建筑技术，加快推动我国绿色建筑的发展。