論綠色建筑視角下裝配式建筑的優(yōu)勢與發(fā)展_第1頁
論綠色建筑視角下裝配式建筑的優(yōu)勢與發(fā)展_第2頁
論綠色建筑視角下裝配式建筑的優(yōu)勢與發(fā)展_第3頁
論綠色建筑視角下裝配式建筑的優(yōu)勢與發(fā)展_第4頁
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文檔簡介

摘要:裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建筑工程中的構(gòu)件、配件生產(chǎn)從施工現(xiàn)場轉(zhuǎn)移至工廠,再將其運輸至施工現(xiàn)場進行裝配安裝,與綠色發(fā)展理念相契合。在政策的支持下,裝配式建筑逐漸發(fā)展成規(guī)模,形成一定的應(yīng)用體系,但仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。從未來發(fā)展前景看,其數(shù)字化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、個性化、高質(zhì)量化等趨勢較為明顯。建筑行業(yè)應(yīng)當(dāng)充分利用裝配式建筑優(yōu)勢,緊抓其未來發(fā)展前景采取針對性措施推動行業(yè)轉(zhuǎn)型升級,以促進綠色發(fā)展。本文對裝配式建筑的定義與分類進行簡單介紹,并站在綠色建筑視角下分析裝配式建筑的優(yōu)勢,討論其發(fā)展現(xiàn)狀,具體包括相關(guān)政策支持、發(fā)展情況、應(yīng)用情況以及面臨挑戰(zhàn)等,最后提出幾點應(yīng)用措施,并展望其發(fā)展前景,旨在為裝配式建筑的推廣與應(yīng)用提供借鑒。關(guān)鍵詞:綠色建筑;裝配式建筑;優(yōu)勢;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展前景引言2016年9月,《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》發(fā)布。2019年3月,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工作要點中明確要“開展裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅試點”,同年10月,《裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》正式實施。有數(shù)據(jù)顯示,目前,部分省市要求到2025年裝配式建筑面積占比達到50%。這意味著基于裝配式建筑的建筑行業(yè)變革已勢不可擋。一、裝配式建筑概念及優(yōu)勢所謂裝配式建筑,指事先在工廠中生產(chǎn)建筑工程所需的部品部件,再在建筑施工現(xiàn)場對其進行安裝,也可稱其為預(yù)制構(gòu)件建筑,是建筑工業(yè)化、綠色化的綜合體現(xiàn)。主要分為PC類、鋼結(jié)構(gòu)類、木結(jié)構(gòu)類等。第一,高精度。傳統(tǒng)建筑模式下,建筑構(gòu)件的生產(chǎn)容易受自然環(huán)境變化的影響,其精度難以保障。因此后續(xù)施工中常有工程推倒重建的情況。裝配式建筑模式下,建筑構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)在工廠中完成,以減少施工現(xiàn)場不確定性對構(gòu)件精度的影響。第二,高效率。應(yīng)用于裝配式建筑的構(gòu)件是事先在工廠中預(yù)制好的,實際工程建設(shè)時,建筑施工單位只需對其進行裝配,而不再需要進行重復(fù)的現(xiàn)場測量與加工,提高了施工效率。第三,綠色節(jié)能。建筑部品部件的生產(chǎn)中難免會產(chǎn)生廢棄物及污染物,嚴(yán)重影響施工現(xiàn)場的環(huán)境質(zhì)量,而裝配式建筑模式下,工廠能夠?qū)λa(chǎn)生的廢棄物進行回收及再利用,同時對污染物的產(chǎn)生進行有效控制,更好地幫助建筑施工企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排。二、綠色建筑視角下裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀(一)政策支持《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》明確裝配式建筑的發(fā)展意義,并點明其發(fā)展中存在的問題,如建造方式大多仍以現(xiàn)場澆筑為主,裝配式建筑比例和規(guī)?;潭容^低,同時提出了健全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系、創(chuàng)新裝配式建筑設(shè)計、優(yōu)化部品部件水平、提升裝配施工水平、推進建筑全裝修、推廣綠色建材、推行工程總承包等任務(wù)。在此背景下,各地紛紛結(jié)合地方實際出臺系列政策以支持裝配式建筑發(fā)展。例如:《北京市“十四五”時期能源發(fā)展規(guī)劃目錄》指出“大力發(fā)展綠色建筑、裝配式建筑,積極推廣超低能耗建筑”;《上海市住房發(fā)展“十四五”規(guī)劃》指出“扎實推進裝配式建筑發(fā)展”;《天津市加快發(fā)展新型消費實施方案》指出“推廣鋼結(jié)構(gòu)裝配式等新型建造方式”;《河北省生態(tài)環(huán)境保護“十四五”規(guī)劃》指出“大力推廣綠色建材,推行裝配式建筑、鋼結(jié)構(gòu)建筑及裝配化裝修”。(二)發(fā)展情況中研網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,2021年裝配式建筑總量已達到7.4億立方米,市場規(guī)模達到13257億元,新建裝配式建筑面積占城鎮(zhèn)新建建筑面積比例從2015年的2.7%提高到2021年的24.5%,但是整體發(fā)展與發(fā)達國家有較大差距,多數(shù)發(fā)達國家的裝配式建筑占比超過70%。從產(chǎn)業(yè)鏈來看,產(chǎn)業(yè)鏈上游木材產(chǎn)量呈現(xiàn)出先下降后增長的發(fā)展趨勢,鋼鐵、水泥等其他關(guān)鍵原材料產(chǎn)量則呈現(xiàn)下降趨勢。智研咨詢數(shù)據(jù)顯示,2021年我國木材產(chǎn)量為9888萬立方米,同比下降3.60%,2022年產(chǎn)量達到10693萬立方米;鋼鐵產(chǎn)量從2021年的11.3億噸下降到2022年的10.1億噸;水泥產(chǎn)量從2021年的23.8億噸下降到2022年的21億噸。產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為裝配式建筑設(shè)計商、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)商等,隨著市場競爭者的增多,其中裝配式建筑在新開工房屋面積中的占比呈現(xiàn)持續(xù)上漲趨勢,數(shù)據(jù)顯示2022年其占比已達到25%。產(chǎn)業(yè)鏈下游為建筑行業(yè)及房地產(chǎn)行業(yè),受宏觀經(jīng)濟變動影響,其行業(yè)發(fā)展速度減緩。(三)應(yīng)用情況第一,應(yīng)用流程。首先,預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計與生產(chǎn)。為保持成本最優(yōu),設(shè)計單位在設(shè)計時會考慮其使用要求、材料的性能以及具體的施工條件等因素,做好標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,并使不同預(yù)制構(gòu)件能夠隨意組合與搭配。生產(chǎn)重點強調(diào)模具制作與脫模管理,實施生產(chǎn)全過程管控,以保障其質(zhì)量[1]。其次,運輸。預(yù)制完成的部品部件從工廠運輸至施工現(xiàn)場用于建筑裝配,而運輸過程中的不確定因素較多,需要按照預(yù)制構(gòu)件的特性、數(shù)量等對運輸時間、路線進行合理安排,盡可能減少運輸中的損耗。到達施工現(xiàn)場后,由建筑施工單位對預(yù)制構(gòu)件進行分類管理。最后,把握安裝、連接、固定、吊裝等施工要點。遵循基本的施工規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),選擇適宜的安裝工藝、設(shè)備、位置、角度等按順序安裝。比如:按“腳柱—邊柱—中柱”的順序安裝預(yù)制柱;根據(jù)外墻先行吊裝原則安裝預(yù)制剪力板墻。考慮不同連接方式與材料的差異化特點,采取針對性措施連接預(yù)制構(gòu)件。一般運用支撐與固定架固定預(yù)制構(gòu)件,不同預(yù)制構(gòu)件所選擇的固定方式有明顯差異,比如:選擇高強度螺栓焊接的方式固定需要傳遞較大荷載的預(yù)制構(gòu)件;選擇套筒連接方式固定小型預(yù)制構(gòu)件。吊裝中要著重考慮吊裝安全問題,通常而言,通過吊裝過程管理及安全風(fēng)險管理保障吊裝安全,以免出現(xiàn)人為事故。第二,應(yīng)用體系建設(shè)。目前來看,裝配式建筑行業(yè)形成多層次的競爭結(jié)構(gòu),市場份額逐步向行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)集中。而在行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)當(dāng)中,少數(shù)標(biāo)桿企業(yè)已建成了基于裝配式建筑的新建造體系。例如,BGY建立了“12369”SSGF體系,該體系可概括為“‘1’個體系、‘2’條主線、‘3’大核心、‘6’項措施、‘9’大配套方法”,并包括預(yù)制墻板、預(yù)制構(gòu)件、全穿插施工等12項核心工藝。據(jù)其內(nèi)部測算,SSFG的新型環(huán)保模夾使用率、木模節(jié)省率、免抹灰率均可達90%以上,項目建造周期較傳統(tǒng)建筑方式減少6~8個月。第三,新建材、新技術(shù)應(yīng)用。綠色建筑視角下的裝配式建筑建設(shè)多選擇綠色建材。所謂綠色建材是在建材原料采購、生產(chǎn)、回收處理等各環(huán)節(jié)嚴(yán)格貫徹綠色理念的建材,相較于傳統(tǒng)建材更加節(jié)能環(huán)保[2]。綠色建材原材料大多為工業(yè)廢棄物或者生產(chǎn)生活垃圾等廢棄資源,既提高了廢棄資源的有效利用率,也減少其對環(huán)境的危害,同時節(jié)約天然資源,一舉多得。例如,XH建材集團致力于將自身打造成裝配式低層建筑造房專家,經(jīng)過多年的自主研發(fā),生產(chǎn)出以秸稈、舊木材、粉煤灰等為原料的綠色建材,做到低碳、環(huán)保、節(jié)能、無毒、無輻射、0甲醛。除了綠色建材之外,綠色施工技術(shù)在打造綠色裝配式建筑中功不可沒,具體如揚塵控制技術(shù)、光伏技術(shù)、節(jié)水技術(shù)等[3]。就光伏技術(shù)而言,引入光伏技術(shù),運用光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,有利于減少建筑運行階段的能耗。盡管其目前應(yīng)用不多,但總的來看,光伏技術(shù)加裝配式建筑將是未來實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的有力舉措。(四)面臨挑戰(zhàn)第一,施工管理難點多。與傳統(tǒng)施工方式相比,裝配式建筑施工中有大量吊裝作業(yè),需要相應(yīng)大型設(shè)備配合,如何選擇和安排垂直運輸設(shè)備問題,關(guān)系到整個工程的順利實施與施工效率的提升。具體施工過程中,多種大型起重機械相互配合,要求相關(guān)單位做好安全管理,以免出現(xiàn)人員傷亡。此外,大量預(yù)制構(gòu)件的堆積問題也影響裝配式建筑項目的推進,相關(guān)單位需要做好施工現(xiàn)場的組織調(diào)節(jié)工作,以減少預(yù)制構(gòu)件堆積對項目進度的影響。第二,市場接受程度不高。裝配式建筑是綠色建筑的一種表現(xiàn)形式,其推廣應(yīng)用無疑會引發(fā)建筑行業(yè)的重大變革。由于裝配式建筑在成本方面的優(yōu)勢不明顯,導(dǎo)致企業(yè)收益較低甚至沒有收益,使企業(yè)對裝配式建筑產(chǎn)生抵觸情緒,缺乏參與積極性[4]。第三,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范不完善。雖然裝配式建筑的市場規(guī)模有所擴大,而國家政府也針對其設(shè)計、施工與評價出臺了相應(yīng)的政策文件,但國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、社會團體標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)體系不統(tǒng)一,且相互之間缺乏協(xié)調(diào)性,容易造成建筑成本的增加。第四,高素質(zhì)、專業(yè)化人才欠缺。裝配式建筑的人才需求較高,但目前傳統(tǒng)建筑隊伍轉(zhuǎn)型速度緩慢,導(dǎo)致行業(yè)缺少高素質(zhì)、專業(yè)化的人才。比如,山東省高端人才引育不夠,缺少領(lǐng)軍人才,全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)管理人員知識更新滯后,一線勞務(wù)人員老齡化加劇,高技能實用型產(chǎn)業(yè)工人嚴(yán)重短缺。三、綠色建筑視角下裝配式建筑發(fā)展措施與前景展望(一)有效應(yīng)用措施第一,持續(xù)加強施工管理。施工準(zhǔn)備階段,充分考量地塊面積、交通便利程度、基礎(chǔ)設(shè)施齊全程度、地下管網(wǎng)分布情況等,選擇合適的土地用以分類堆放構(gòu)件,明確不同類型構(gòu)件的儲存條件,做好相應(yīng)的防護措施,并制定安全管理計劃與環(huán)境管理措施,注重垂直運輸設(shè)備的合理選擇與安排,同時審查、解決圖紙施工矛盾,做好技術(shù)交底。正式施工階段,采用輕量化材料減輕構(gòu)件的整體自重,或是通過設(shè)置鋼骨架或纖維增強材料增加橫截面,提高構(gòu)件的承重能力,利用BIM等技術(shù)協(xié)調(diào)各管理系統(tǒng),借助自動化設(shè)備進行定位及組裝等操作,減少人為操作失誤,并定期進行安全巡查與檢查,實施安全管理考核。第二,提高市場接受程度。積極宣傳裝配式相關(guān)政策內(nèi)容,將其高精度、高效率、綠色節(jié)能等優(yōu)勢作為宣傳重點,同時借助行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的實踐案例深化企業(yè)及群眾認知,使其認識到裝配式建筑是未來建筑發(fā)展的主要方向之一。第三,不斷完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。2017年,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》,將其列為國家標(biāo)準(zhǔn),2022年,該部門又發(fā)布《裝配式住宅設(shè)計選型標(biāo)準(zhǔn)》,將其列為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。地方政府應(yīng)以國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為參考,結(jié)合實際進一步完善地方標(biāo)準(zhǔn)體系并統(tǒng)一社會團體標(biāo)準(zhǔn),提高標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)性。第四,加強人才培養(yǎng)。政府端,地方政府牽頭組織召開裝配式建筑技能競賽,引導(dǎo)廣大青年群體學(xué)習(xí)其技能,或是舉辦主題培訓(xùn)。企業(yè)端,企業(yè)加快與高校、科研院所合作,通過“校企合作”打造人才高地,比如,企業(yè)與高校合作建立裝配式建筑產(chǎn)學(xué)研實訓(xùn)基地,依托該基地圍繞裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件設(shè)計、生產(chǎn)制造、裝配施工等內(nèi)容對學(xué)生進行教育培訓(xùn),以實現(xiàn)“人崗合一”。高校端,高校聚焦裝配式建筑行業(yè)人才需求,結(jié)合地方對于裝配式建筑的推廣應(yīng)用情況,嘗試開發(fā)以培養(yǎng)多層次人才為目標(biāo)的理論與實踐課程體系。(二)發(fā)展前景大數(shù)據(jù)時代,大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、AI、BIM、GIS等技術(shù)正在推動傳統(tǒng)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,今后裝配式建筑行業(yè)也必將實現(xiàn)覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全建筑流程的數(shù)字化、智能化管理。目前,成本較高是裝配式建筑市場主體缺乏積極性的主要原因之一,隨著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系的不斷完善,成本高的問題能夠通過標(biāo)準(zhǔn)化、流程化得到有效解決,為企業(yè)帶來更高的收益。傳統(tǒng)建筑模式下,建筑風(fēng)格較為統(tǒng)一,“互聯(lián)網(wǎng)+建筑”的發(fā)展使裝配式建筑的個性化定制成為可能。相關(guān)單位根據(jù)不同客戶需求進行個性化的設(shè)計與生產(chǎn),以滿足多元化的市場需求。多年以來,國家政府高度重視綠色發(fā)展。2021年3月,政府工作報告提出“3060”雙碳目標(biāo)。在此背景下,節(jié)能減排成為熱點話題。綠色建材、綠色技術(shù)也逐漸被應(yīng)用到裝配式建筑當(dāng)中,以減少建筑運行損耗與建筑污染。從整體的發(fā)展趨勢來看,裝配式建筑行業(yè)正在走向綠色發(fā)展之路。結(jié)束語我國裝配式建筑總量持續(xù)增加,市場規(guī)模不斷擴大,已初步形成相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。就應(yīng)用而言,搭建裝配式建筑,先要設(shè)計、生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件,再將其運輸至施工現(xiàn)場進行裝配,并在裝配過程中把握好安裝、連接

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