摘要:现代社会进步和发展下,建筑工程规模不断扩大,但是能源消耗量和环境污染问题随之而来,打造绿色建筑已经逐渐成为建筑行业的主流发展趋势。在可持续发展背景下,基于人们对美好生活的期待,为新时期装配式建筑发展提供良好的发展空间。在绿色建筑中应用装配式建筑技术,可以提升建筑结构抗震性能,资源循环利用,外观更加亲近自然,为人门提供舒适的居住空间。本文就绿色建筑中装配式建筑技术应用展开分析,明确装配式建筑技术的优势特点基础上,寻求合理措施应用到实践中。
关键词:绿色建筑;装配式建筑;全装修
在当前激烈的市场竞争背景下,推进绿色建筑建设和发展,逐渐成为建筑行业的主流发展趋势。通过打造绿色建筑,在人与自然和谐共处理念指导下,有助于提升建筑企业市场竞争优势,在激烈市场竞争中谋求可持续发展。通过装配式建筑技术应用,在建筑全寿命周期内,优化建筑设计和施工,降低建筑资源和能源损耗,构建低能耗的绿色建筑,营造良好的生活环境。2014年杭州市被浙江省政府命名为“建筑强市”,为实现“杭改十条”提出推进美丽杭州建设的美好愿景,应积极推进新型建筑工业化。故此,应该在绿色建筑建设和发展中,灵活运用装配式建筑技术,降低建筑能耗的同时,推动我省建筑行业朝着更高层次发展。
一、装配式建筑分类优势分析
(一)装配式木结构建筑
木结构建筑是我国的传统建筑结构,梁架结构,具有良好的抗震性能和抗压性能,隔音保温效果可观,冬暖夏凉,可以实现梁柱、板材资源的循环回收利用。此种建筑结构结构安全、保温节能和舒适耐久,同时具备较突出的隔音性能和抗震性能,以其独特的优势得到了广泛应用。而木结构以木材为主,此种工程结构体系可以降低能耗和二氧化碳排放,更符合循环经济发展要求。
图1 木结构
(二)装配式钢结构建筑
此种建筑类型自重轻,施工便捷,可以根据业主需求灵活优化空间布置,可以提升建筑抗压性和抗震性能,并且实现材料循环利用[1]。但同时,此种建筑结构的投入高,保温隔音和防火性能要远远低于木结构建筑和混凝土建筑结构。
(三)装配式混凝土结构建筑
混凝土结构是当前建筑主要结构类型,以其独特的优势在上个世纪广泛应用,其结构形式较多,主要包括:装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式框架—现浇剪力墙结构、装配整体式框架—现浇核心筒结构、装配整体式部分框支剪力墙结构、叠合板式混凝土剪力墙结构等。装配式结构建筑是国家近些年来大力提倡的建筑结构,遵循建筑全生命周期,引进新型建筑材料和前沿科技成果,并通过集成化设计来打造高质量的绿色建筑项目[2]。大面广的绿色建筑,钢筋混凝土是装配式结构建筑的主要构件,施工中遵循刚柔结合原则,可以有效提升建筑构件适应能力和抗震性能,最大程度上规避建筑裂缝问题的出现,对于延长建筑使用寿命具有积极作用。
(四)钢框架—混凝土核心筒(剪力墙)混合结构建筑
混合结构体系是近年来在我国迅速发展的一种新型结构体系,主要以钢梁、钢柱(或型钢混凝土梁、型钢混凝土柱、钢管混凝土柱)代替混凝土梁柱。混合结构在降低结构自重、减少结构断面尺寸、加快施工进度等方面有着明显优点,被认为是符合我国现阶段国情的高层建筑结构形式。目前混合结构体系已成为超高层公共建筑的主要结构形式,而且混合结构也符合节能减排、建设节约型社会要求。
二、装配式建筑混凝土结构关键技术
(一)科学建筑拆分
装配式建筑是绿色建筑中的重要内容,具有标准化和工业化特点,如何保证装配式建筑施工质量,科学建筑拆分是首要前提。通过建筑科学拆分,对于建筑结构安全性、受力特点和造价影响较大,由于建筑拆分方式不同可能导致工程性能和质量存在显著差异。因此,提升预制构件水平,对构建设计、生产和安装各个环节优化设计,在减少现场湿作业量的同时,协调各专业作业,提升生产水平。
(二)装配式建筑关键技术处理
装配式建筑关键技术处理,应该把握设计和施工重点,综合考量建筑保温隔音性能、防火性能和抗震性能,保证绿色建筑施工质量。装配式建筑关键节点处理,包括对装配式建筑框架柱设计和装配式建筑墙板设计,包括板端形状设计、墙板尺寸和墙体错固件布设等内容;主体结构和墙体连接;外墙构造密封和口窗洞口密封;屋面位置和板缝位置保温。当前装配式建筑中的关键技术,主要表现在以下几种:
(1)钢筋浆锚连接技术。此种技术将尺寸规格相同的两种钢筋搭设在一起,合理控制钢筋搭设间距,在凹槽、节点和灌浆套筒中锚固处理,并进行横向配筋。在这个过程中,应该综合考量影响钢筋浆锚连接强度的因素,控制钢筋抗拉拔强度,避免混凝土劈裂破坏和灌浆料剪切破坏问题出现[3]。通常情况下,竖向构件框架柱施工多为现浇施工方式,在剪力墙边缘构件施工中同样可以获得可观效果,大大提升建筑施工质量和效率。
(2)钢筋套筒连接技术。此项技术最初诞生于上个世纪70年代,主要是在美国和日本建筑领域应用[4]。钢筋套筒连接技术实际应用中,一端钢筋通过螺纹机械连接,另一端则是通过灌浆连接,赋予钢筋套筒足够强度和抗震性,实现灌浆材料、套筒和钢筋匹配。
(3)三明治墙板。三明治墙板投入到建筑工程中,主要是由三层构成,内侧采用内叶板结构支撑,中间层采用保温材料,在兼顾保温性能同时,具有结构支撑作用。三明治墙板在工厂预制生产完成,墙体错固件连接,具有保温隔音和防火性能,满足绿色建筑施工质量要求。
三、装配式建筑技术应用与评价条件
(一)BIM技术
BIM技术是一种前沿技术,在当前建筑工程中该应用较广,可以建立三维建筑信息模型,更加直观了解到工程各个环节具体情况,与住宅体系结合可以实现集约化经营管理,降低人工劳动强度和成本同时,有效提升资源利用效率和施工水平。当前在装配式建筑工程中应用BIM技术,主要包括可视化较低、5D动态成本控制和施工场地管理几个方面。其一,在可视化技术交底方面,通过BIM技术可以充分展示施工过程中所运用的施工技术和工艺,将施工重点和难点三维立体呈现在设计和施工人员面前,最大程度上降低人为主观误差带来的不良影响,实现深入的技术交底,便于后续部门沟通和交流,提升作业效率。其二,5D动态成本控制,依托于BIM技术对原有的3D模型修改优化,增设成本和时间,并且模拟施工现场材料、设备和人员配置,控制施工进度,最大程度上降低施工成本,保证施工质量和安全全面可控。其三,施工场地管理,施工场地覆盖范围较广,各个环节联系较为密切,尤其是施工现场需要运用大量的机械设备,对于人员人身安全威胁较大,通过BIM技术可以计算施工场地具体情况,并模拟一些危险性较大的化解,如材料堆放和起重吊运等环节,降低人工劳动强度,提升施工效率。
(二)装配式全装修
近年来,社会上对现行住宅装修方式存在的问题普遍反映强烈,一是重复装修带来的资源极大浪费。二是装修过程中敲墙挖洞对建筑安全带来严重隐患;三是装修过程冗长,既污染了小区环境,也影响了邻里关系。所以,我省推进住宅全装修,既可降低材料采购成本,全装修部品构件的工业化生产,可以实现一个甚至几个项目装修材料的集中采购,还可以提高施工效率,缩短工期,降低财务成本;采用集中装修施工,可以使企业合理安排施工工序和流程,提高劳动生产率,减少材料损耗,降低管理成本。
四、装配式建筑施工技术难题分析
(一)组件数量约束和平面不规则问题
装配式建筑施工中,通过对施工区域地形地貌和建筑物使用性能、形状调查分析后,确定建筑物的平面,而平面形状是多样化的,如果对不同形状平面生产不同的模具,将会增加研发和生产费用,影响到装配式建筑的施工成本和经济效益。
(二)组件运输和吊装矛盾
装配式建筑中的组件运输和吊装矛盾较为明显,主要是在具体构件吊装中国,设立四个以上的吊装点,而吊装点的选择是否合理,则需要综合考量吊装运输路线和塔吊旋转半径与实际情况是否一致。受到客观因素影响,组件运输和吊装期间可能出现不同程度上的开裂问题,可以通过加强制作运输组件构造配筋方式予以解决。
(三)建筑质量保障体系不健全
当前绿色建筑工程规模不断扩大,大量新技术、新工艺和新材料应用其中,现有的建筑质量保障体系还不健全,无论是建筑设计还是施工技术都有很大改进空间。装配式建筑施工中,集合了多种专业于一体,并非仅仅是一个专业的施工任务,需要多专业协调开展工作,打造符合质量标准的建筑工程项目。
(四)装配式建筑材料限制大
绿色建筑是以节能环保为原则,采用低能耗和低污染的材料,尽可能降低资源损耗和环境污染。装配式建筑由于材料限制,无法实现原材料的回收利用,并非是完全绿色环保产品。
(五)建筑行业可持续发展基础不良
装配式建筑中先进技术的应用,配套政策不健全,即便部分省市推出了住宅产业化政策,但是鼓励开发商大力建设装配式建筑的政策却难以全面落实到实处。而当前建筑行业的可持续发展基础还不够扎实,短期内装配式建筑造价要远远高于现浇混凝土结构,在忽视政策补贴情况下,极大的束缚技术发展。加强上下游企业联系与合作,形成完整产业链,是装配式建筑发展的重要内容。
五、结语
综上所述,绿色建筑是建筑行业发展的主流趋势,在新技术、新工艺和新材料广泛应用背景下,绿色建筑规模进一步扩大。装配式建筑关键技术在绿色建筑中应用,在降低资源消耗量和环境污染的同时,打造环境友好型建筑,以便于推动建筑行业健康持续发展。
参考文献:
[1]田雪梅,王胜男.房屋建筑装配式混凝土结构施工关键技术探析[J].居舍,2018,28(35):70.
[2]高东山.湖南省推进装配式建筑创新发展的探索与实践[J].建设科技,2018,37(20):49-52.
[3]于竞宇,张龙雨,王静峰,钟治峰,朱力.钢结构建筑产业化政策分析与推进机制研究[J].建筑钢结构进展,2018,20(02):1-12.
[4]李兵.装配式建筑关键技术在绿色建筑中的应用[J].绿色建筑,2017,9(06):51-53.
论文作者:郑珊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
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