文/郭飛 中國十七冶集團有限公司工程設計分公司 安徽馬鞍山 243000
建筑業(yè)的耗能相對較大,在新時代大環(huán)境下,加強建筑業(yè)生態(tài)化建設就顯的十分主要。現(xiàn)階段,已有大部分企業(yè)認識到裝配式建筑與生態(tài)建筑互融的重要性,但實際的實施過程中存在一些制約因素和待于解決的問題。因此,研究裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展,已然成為有關部門和各參建企業(yè)工作的重中之重。
裝配式建筑具有建設速度較快、壽命較長和成本較低的特點。其設計核心為預制構件,即通過特殊連接和裝配技術,處理提前制作好的混凝土構件,以此構建裝配式建筑。例如:通過工業(yè)方式針對所需配件進行生產,如墻板、樓梯、地板等,隨后將檢驗合格的配件以運輸的方式送往各個施工現(xiàn)場,經過連接和組裝后即可投入使用[1]。此外,該建筑方式與傳統(tǒng)建筑模式相比,其外部墻體不僅是維護結構,也是保溫結構,還具備在有限時間內可重復使用預制件的設備以及生產模式的優(yōu)勢,這不僅符合了節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)保的要求,也為社會的可持續(xù)發(fā)展提供了有利條件,從而進一步獲得了人們的認可、使用和推廣。
所謂生態(tài)建筑也可稱之為綠色建筑,主要是建筑性能的體現(xiàn),例如:節(jié)能性、環(huán)保性和可持續(xù)發(fā)展性等。即指在建筑的設計、使用、維護等過程中,實現(xiàn)最高限度的環(huán)境保護、資源節(jié)約和空間利用,在為人們提供良好居住環(huán)境的同時,還能進一步促進人與自然的和諧發(fā)展。其建筑理念主要可表現(xiàn)在以下幾個方面:一是綠色建筑設計;二是建筑結構設計;三是節(jié)能技術的應用;四是智能建筑設計[2]。
裝配式建筑與生態(tài)建筑互融,可有效節(jié)約水電資源,縮減施工資金的投入。在節(jié)電方面,首先是減少各種施工設備的使用次數,如電焊機、起重機等,可高效分配電力資源,達到節(jié)電的目的;其次是針對室內和室外電能實施有效管理,在各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)了最大化節(jié)電。在節(jié)水方面,首先是先進技術的應用,大幅降低了攪拌機和水泵等設備的使用次數,節(jié)省了清潔設備的用水量;其次是減少了相關洗滌設備的用水總量,也在一定程度上避免了污水對施工現(xiàn)場及其周邊環(huán)境的污染[3]。此外,裝配式建筑與生態(tài)建筑互融還推動了循環(huán)用水系統(tǒng)的發(fā)展,將一切可利用的水源進行循環(huán)使用,不僅增加了節(jié)水效果,還提升了水資源的利用率。
裝配式建筑與生態(tài)建筑互融,多角度優(yōu)化了建筑效率,并能有效減少了廢棄物品的產生,例如:節(jié)省了標準模板以及腳手架的使用。此外,在實際的裝配式施工期間,主要通過起重機實現(xiàn)構件的連接和組裝,不僅有效節(jié)約了人力資源,還在很大程度上減少了物力資源的投入。同時,裝配式建筑與生態(tài)建筑相融合還能減少濕法施工和混凝土的使用,縮減了此方面的資源消耗。
裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展高效實現(xiàn)以下兩種施工模式的價值:一是精益施工;二是集成施工。其中,集成施工主要內容為在施工現(xiàn)場連接和組裝建筑構件,其具備較好的快速性、高效性、便捷性和集約性。另外,集成施工還進一步實現(xiàn)了施工的自動化和智能化,只需相關人員設定程序即可,應用較為廣泛。精益施工則更側重于施工模式智能化,不僅能較好的縮減材料使用總量,還能進一步節(jié)約相關能源[4]。同時,還可細化并結合建筑構件、建筑裝飾需求、材料類型、機電設備等資源,達到多重功能充分融合的目的,提升了精益施工的實際效果。
在實際的裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展過程中,存在相關政策法規(guī)以及行業(yè)標準相對欠缺的現(xiàn)象。雖我國較多地區(qū)相繼出臺相關政策扶持裝配式施工企業(yè),但并不能惠及相關的構件企業(yè),在一定程度上制約了裝配式建筑與生態(tài)建筑的順利融合。另外,現(xiàn)階段的裝配式建筑和生態(tài)建筑的標準化水平相對不高,在欠缺統(tǒng)一性的同時,還會致使裝配式建筑構件無法在工廠內部進行統(tǒng)一的生產,針對裝配式建筑的發(fā)展產生了較為嚴重的影響。
在將裝配式建筑與生態(tài)建筑互融的過程中,相關設計人員在考慮建筑本身的同時,還應在建筑設計時綜合考慮建筑和建筑周邊的環(huán)境關系,如建筑實際位置的選取,是否會對建筑周邊環(huán)境造成影響。但個別設計人員并未重視這一點,對生態(tài)建筑的建設產生了不良影響[5]。此外,還存在市場引導機制以及監(jiān)管機制不夠完善的現(xiàn)象。與此同時,多數施工建設單位受傳統(tǒng)施工方式影響,仍采取現(xiàn)澆方式,未能將預制構件和現(xiàn)澆部件進行有機結合。
由于裝配式建筑構件施工效果會直接受到預制件尺寸、結構、質量和外觀的影響。因此,在實際的施工過程中,對于模具的質量提出了較高的要求。但目前多數的模具制造單位生產的相關模具存在較大的誤差性,并不能很好的滿足施工需求,在一定程度上阻礙了裝配式建筑的施工和發(fā)展。除此之外,部分企業(yè)還常常出現(xiàn)預制件標識模糊、預留孔位置不夠精準等問題,直接影響了裝配式施工的質量和效果。另外,與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土建筑方式相比,預制構件生產相關的企業(yè)數量較少,是制約裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展的主要因素之一。同時,完善的物流體系對于裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融也起著十分重要的作用,不僅能實現(xiàn)快速運輸,還能確保部件在實際的運輸途中不受損壞。但現(xiàn)階段,實際的運輸體系并不完善,不僅提升了建筑運輸資金的投入,也無法保證相關建筑材料的完整性。
專業(yè)人才的匱乏是裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融過程中的常見問題之一。因裝配式建筑是一項較新的建筑技術,在我國應用的時間相對較短,多數開發(fā)企業(yè)存在以下幾點問題:(1)缺乏熟知裝配式建筑管理流程的專業(yè)人員;(2)現(xiàn)有相關人員對于裝配式建筑的認識不足;(3)人才培養(yǎng)機制不夠完善。以上原因均可導致相關專業(yè)人才匱乏,嚴重制約了裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展。
健全的法律法規(guī)和行業(yè)標準是推動裝配式建筑與生態(tài)建筑融合發(fā)展的保障。對此,各地區(qū)有關部門應結合地方實際的發(fā)展情況,科學完善現(xiàn)行法律法規(guī),例如:(1)給予稅收方面的優(yōu)惠;(2)提供一次性的技術升級補貼。這不僅能有效惠及各類與之相關的企業(yè),還能鼓勵企業(yè)針對自身的生產工藝水平進行提升[6]。與此同時,各建造企業(yè)和相關生產企業(yè)應針對技術體系中的問題進行研究和明確,并采取行之有效的辦法進行改進,以此構建完善的行業(yè)標準體系,確保裝配式建筑與生態(tài)建筑的順利互融和發(fā)展。
若想更好的融合裝配式建筑與生態(tài)建筑,相關部門可針對協(xié)同機制進行科學的優(yōu)化,具體優(yōu)化方法可分為以下幾點:(1)構建一體化總承包模式,采取政府激勵、補貼方式,積極推動企業(yè)裝配式設計、施工、構建三者一體發(fā)展,激發(fā)市場參與者的積極性和創(chuàng)造能力;(2)針對裝備制造業(yè)的生產能力進行提升,加大并整合企業(yè)的發(fā)展動力,并大力宣傳和實施生態(tài)建筑總承包責任制,實現(xiàn)審批監(jiān)管規(guī)范統(tǒng)一,促進裝配式建筑與生態(tài)建筑的協(xié)調健康發(fā)展。
設計環(huán)節(jié)不僅是裝配式建筑項目施工的重要組成部分,也能為裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展奠定良好的基礎。其不僅決定了裝配式建筑項目的進度,還決定了項目的施工質量和施工成本。因此,裝配式建筑設計應秉承標準化、模塊化、集成化的設計原則,堅持工業(yè)化建筑理念,實現(xiàn)建筑結構構建的標準化生產,并協(xié)同設計建筑、結構、暖通、電氣、給排水和智能模塊。同時,生態(tài)建筑設計的側重點應為節(jié)能環(huán)保、節(jié)約資源、經濟可行,盡可能的充分協(xié)調生態(tài)功能和經濟價值之間的關系[7]。因此,為有效促進裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融,相關設計人員應圍繞項目功能需求、建筑類型、設計總投資等方面,針對建筑結構類型進行合理的選擇,并優(yōu)化新型結構體系,充分發(fā)揮生態(tài)特性,例如:生態(tài)建材、節(jié)能建筑設備、工業(yè)化生產構件、可重復利用的施工設施等。
生態(tài)節(jié)能建材的優(yōu)點可體現(xiàn)為以下三各方面:一是安全環(huán)保;二是廢棄物利用;三是性能相對較好。為促進裝配式建筑與生態(tài)建筑的有效融合,在實際的施工過程中,可科學使用生態(tài)節(jié)能建材。其中,比較適合裝配式建筑模式的新型生態(tài)材料為新型墻體材料和新型屋面材料,該種材料有纖維化和復合化材料制作而成,其優(yōu)勢較為明顯,不僅材料整體重量相對較輕,還具有安裝簡單便捷、施工耗時較短的特點。同時,還能針對建筑物的保溫、隔熱等性能進行提升,可有效滿足建筑物的節(jié)能需求。此外,在裝配式建筑的門窗除了應具備透光、通風作用外,還應具備保溫、隔熱、耐久、防火、隔音等特點,可依照實際情況選用較為合適的門窗材料,例如:斷橋鋁、塑鋼等,其性能不僅能較好的滿足大部分設計需求,在經濟上也具有一定的合理性,是裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的有利條件之一。
通常情況下,建筑設備主要起到照明、排水、采暖、通風、空調等作用。為確保裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展,使用的建筑設備應符合節(jié)能環(huán)保的需求。例如:(1)給排水節(jié)能設備可選擇節(jié)水型水龍頭、節(jié)水型淋浴器、節(jié)水型坐便器等;(2)可充分發(fā)揮雨水收集技術作用,收集、儲存、凈化后的雨水可用于地面水源(非飲用);(3)在公共照明系統(tǒng)中可應用太陽能照明系統(tǒng),包含了屋頂光伏技術、幕墻光伏技術等,此類技術研發(fā)和使用相對成熟。也別是在農村地區(qū),此類技術不僅能滿足家庭照明需求,還可將多余的電量并入國家電網,具有較好的環(huán)保性、實用性和經濟性;(4)科學結合空調通風系統(tǒng)和自然通風系統(tǒng),并將建筑地區(qū)的氣象資料作為參考,盡量實現(xiàn)自然風的充分利用,以此減少空調系統(tǒng)的使用頻率,達到節(jié)約能源的目的;(5)可將傳統(tǒng)電能和熱能的使用轉換為再生能源,如地熱泵技術,可在供暖期間大幅降低污染物的排放。經計算,該技術與傳統(tǒng)的空調供熱相比,能有效節(jié)約百分之四十的電力能源。另外,還可使用外墻保溫模板一體化構件技術,可實現(xiàn)建筑模板和墻體保溫等多項功能,不僅能提升建筑施工的效率,還能有效解決在建筑使用期間更換保溫材料的問題,確保保溫材料與建筑結構的使用時間同步。
為推動裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展,還可在實際的施工安裝期間使用以下兩項信息化技術手段:一是BIM 技術;二是物聯(lián)網技術。實際使用方法可細化為以下幾個方面:(1)可使用BIM5d 技術和數字建筑平臺針對臨時建筑、材料堆放、構件倉儲管理等方面進行模擬,以此實現(xiàn)施工現(xiàn)場的總平面布置,為施工做好前期準備;(2)在運輸預制構件期間,可利用物聯(lián)網以及RFID 標簽信息功能,針對預制構件的進出庫信息、位置信息、其他狀態(tài)信息進行獲取,確保預制構件的安全性和完整性;(3)可通過BIM 三維可視功能,針對施工吊裝環(huán)節(jié)進行模擬,此種方式便于挖掘質量監(jiān)控的關鍵點和做出風險預警,不僅能動態(tài)管理施工進度,還能進一步實現(xiàn)精細化施工;(4)吊裝構件過程中,現(xiàn)場操作人員可利用移動終端傳遞并接受構件領料信息、安裝記錄信息、人員信息等,并將此類信息匯總至數據庫,可為施工進度管理奠定了較好的數據基礎;(5)技術人員可在裝配構件之前,通過VR 技術針對現(xiàn)場施工安全開展技術交底培訓工作,以此規(guī)范相關工作人員的技術和行為,避免發(fā)生質量安全事故。以上技術的應用,能在提升施工質量的同時,確保工程的施工效率,避免出現(xiàn)返工和材料構建損壞等情況,較好的節(jié)約了資源和時間成本,是裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的必要條件。
施工中使用生態(tài)建筑新技術可高效實現(xiàn)裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展。生態(tài)建筑新技術可具體分為以下三種:(1)現(xiàn)場臨時設施循環(huán)使用技術,在實際的施工期間,針對起到辦公和生活作用的活動板房,其骨架可使用輕鋼,維護材料可使用夾芯板,施工現(xiàn)場的圍擋可使用彩鋼板,以上方式不僅具有反復使用、安裝方面、施工快捷等特點,還能較好滿足節(jié)能環(huán)保需求;(2)構配件整體吊裝施工技術,可在地面針對跨度大、結構復雜的大型構建進行組裝,待成型后通過計算機控制提升裝置,實現(xiàn)預制構件的吊裝,此技術不僅能確保大型預制構件吊裝的安全性,還能有效節(jié)約施工時間,在一定程度上降低了施工項目的成本投入;(3)建筑廢棄物再生利用技術,回收且再利用施工現(xiàn)場的廢棄鋼筋、砌塊、混凝土、木質材料、玻璃等廢舊資源,并將其作為新型建材的原材料,在節(jié)約廢棄物品清運時間和費用的同時,還能對施工現(xiàn)場周邊的環(huán)境進行保護,并推動了資源的可持續(xù)發(fā)展,為裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展提供了有效保障。
完善人才隊伍是推動裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的基礎。因此,各參建企業(yè)應做好以下兩個方面的人員培訓工作:(1)加強BIM 技術人才培訓,在施工企業(yè)內部針對相關人員和新入職的員工開展BIM技術培訓,并將該技術的考核作為人員績效的參考之一;(2)加強管理人才培訓,不定期組織并開展培訓活動,提升管理人員專業(yè)性以及對裝配式建筑知識的了解和掌握,促使其能有效協(xié)助企業(yè)內部人員盡快適應并使用裝配式流程,起到良好管理裝配式建筑的作用。此外,各企業(yè)還可邀請相關技術工程師開展現(xiàn)場指導工作,以此不斷提升相關人員的技術水平和業(yè)務能力,促進裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展。
綜上所述,裝配式建筑與生態(tài)建筑的互融發(fā)展可有效推動建筑與自然的和諧發(fā)展,是我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此,有關部門和參建企業(yè)應了解裝配式建筑與生態(tài)建筑的概念和作用,明確裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的各項優(yōu)勢,并分析裝配式建筑與生態(tài)建筑互融發(fā)展的制約因素,做好健全相關法律法規(guī)和行業(yè)標準、科學優(yōu)化協(xié)同機制和建筑設計、使用生態(tài)節(jié)能建材、設備和技術、利用信息化手段進行施工管理、使用生態(tài)建筑新技術、加強相關人才培養(yǎng)等工作,以此實現(xiàn)裝配式建筑與生態(tài)建筑的高效互融和良性發(fā)展。