林森 劉迅 譚鳳

(江南大學環(huán)境與土木工程學院，江蘇無錫 214000)

0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展及人們對住房水平需求的提升，每年建筑活動使用的自然資源量占人類使用總量的40%，而造成的建筑垃圾也占人類活動產(chǎn)生垃圾總量的40%，而這一情況在我國更甚。因此，推動綠色建筑的發(fā)展刻不容緩。

一個建筑體系，是否可稱為綠色建筑體系，其界定原則主要考慮它是否貫徹了可持續(xù)發(fā)展原則:一是應(yīng)從建筑全壽命周期過程中，對環(huán)境和資源影響方面考慮;另一個要從建筑材料及使用功能對室內(nèi)、室外，對局地、區(qū)域及全球環(huán)境和資源影響方面考慮。綠色建筑體系應(yīng)符合“四節(jié)一環(huán)保”的要求，是符合生態(tài)調(diào)控規(guī)律的建筑體系［1］。

目前我國住宅產(chǎn)業(yè)化正處于蓬勃發(fā)展的勢頭，兩個主要發(fā)展方向是裝配式住宅建設(shè)技術(shù)和住宅室內(nèi)全裝修技術(shù)，住宅產(chǎn)業(yè)化對于實現(xiàn)節(jié)能減排、保護生態(tài)環(huán)境、改善人居環(huán)境都有重要意義，是住宅建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。Colin Davidson認為，住宅產(chǎn)業(yè)化是各國解決人口居住問題和資源環(huán)境保護問題最有潛力的方法之一［2］。若將住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑，即能達到產(chǎn)業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)綠色建筑的效果，最大限度的實現(xiàn)節(jié)約能源、保護環(huán)境和減少污染的目的。

本文積極探索住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)于裝配式結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用，以期達到提高裝配式住宅品質(zhì)與性能，促進節(jié)能減排，降低住房建設(shè)成本，將裝配式住宅發(fā)展為綠色建筑的目的。

1 裝配式結(jié)構(gòu)體系

裝配式結(jié)構(gòu)(Prefabricated Concrete，簡稱PC)，是以預(yù)制構(gòu)件為主要受力構(gòu)件，經(jīng)裝配連接而成的混凝土結(jié)構(gòu)。裝配式結(jié)構(gòu)體系在國外已經(jīng)發(fā)展成熟并得到很好的推廣，而目前在國內(nèi)，處于大力倡導(dǎo)和積極探索階段，形成了具有中國特色的裝配式住宅，即形成了以輕鋼結(jié)構(gòu)為主，以木結(jié)構(gòu)、輕鋼—木結(jié)構(gòu)、輕鋼—鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和輕鋼—鋼結(jié)構(gòu)為補充的裝配式住宅結(jié)構(gòu)體系［3］(見圖1)。但經(jīng)過一系列有益的實踐，并未得到規(guī)模性的推廣。究其原因，理論實踐受技術(shù)水平和經(jīng)濟條件的約束，機具設(shè)備和運輸工具落后，無法滿足工藝的要求，加之推廣力度不大等客觀條件遏制了裝配式結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展。

目前，鋼筋混凝土工程施工中，現(xiàn)澆體系處于主導(dǎo)地位。這一體系在國內(nèi)發(fā)展成熟，并得到廣泛認可和使用，但由于需要現(xiàn)場進行支模，鋼筋綁扎連接，混凝土振搗養(yǎng)護等一系列手工操作，因此現(xiàn)澆體系存在諸多弊端:工程施工工期長;工程成本不易有效控制;工程質(zhì)量難以可靠保證;全面工業(yè)化生產(chǎn)難以實現(xiàn)［4］。

裝配式結(jié)構(gòu)體系雖然目前存在一些缺陷，但是相較于現(xiàn)澆體系，存在巨大的優(yōu)勢:1)住宅建造由工地化向工廠化轉(zhuǎn)變，使影響住宅質(zhì)量和性能的不可控環(huán)節(jié)納入到可控制的體系下;2)采用預(yù)制鋼筋混凝土外墻及梁、柱，在工廠進行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，再運至現(xiàn)場直接裝配連接，安全快捷，節(jié)能環(huán)保;3)各預(yù)制構(gòu)件機械化程度高，提高構(gòu)件尺寸的精確度，減少材料浪費;4)現(xiàn)場作業(yè)人員減少，勞動量降低，作業(yè)時間減少，提高效率;5)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)材、保護環(huán)境，社會效益提高。

圖1 裝配式結(jié)構(gòu)建筑

因而，建筑業(yè)應(yīng)打破目前的建筑體系格局，積極引入住宅產(chǎn)業(yè)化的先進技術(shù)，揚長避短，大力發(fā)展裝配式結(jié)構(gòu)住宅。

2 裝配式住宅的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)應(yīng)用

2.1 動態(tài)交融性空間設(shè)計

居住空間是人類賴以生存的物質(zhì)空間，一方面滿足了人們對日常生活環(huán)境的需要，另一方面又受人類生活方式變化的影響。隨著當今時代與人們居住行為的進步，人們對居住環(huán)境提出了越來越多的要求，如:

1)住宅、辦公、商業(yè)三大功能的界限日趨模糊;2)合租、分租現(xiàn)象日益增多;3)隨著老齡化時代的開始，“二代局”現(xiàn)象增加;4)家庭辦公的流行。這些現(xiàn)象對居住建筑設(shè)計提出了更高的要求，即滿足不同功能的空間需求［5］。

動態(tài)的居住空間設(shè)計應(yīng)在模塊化設(shè)計的前提下，預(yù)先考慮空間功能的通融性，使住宅無論在居住、辦公、商業(yè)三者之間轉(zhuǎn)換使用時還是滿足分租、合租、二代家庭使用時，都能以較小的結(jié)構(gòu)改動做出相應(yīng)的空間調(diào)整，滿足用戶以較小的資源損耗和資金投入獲得最大程度的使用自由，使住宅在扮演不同角色時能盡量減少二次資源的消耗，包括人力、物力等方面的損耗，達到建筑在全壽命周期內(nèi)空間的動態(tài)使用。

同時，在設(shè)計中應(yīng)注意應(yīng)用高技術(shù)和優(yōu)質(zhì)材料。建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三個方面，包括建筑材料和設(shè)備制造，材料、設(shè)備從產(chǎn)地到建筑工地的運輸及施工中的污染與能耗，這些將是建筑材料取舍的依據(jù)［6］。

2.2 工業(yè)化施工技術(shù)體系

2.2.1 我國目前施工現(xiàn)狀

當前我國的施工建造水平還停留在過分依靠手工操作、資源浪費嚴重的傳統(tǒng)施工階段，建筑的建造質(zhì)量精細程度比較低，施工建造方式效率低，材料浪費、環(huán)境污染方面問題突出。在工業(yè)化生產(chǎn)的時代沒有實現(xiàn)建筑工業(yè)化施工，這也是我國綠色住宅發(fā)展和國外差距的最主要原因［7］。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們環(huán)保意識的提高，對工業(yè)化施工的認識也進一步加強。目前，工業(yè)化施工技術(shù)主要包括剪力墻施工、單元組拼、單元吊裝、單元連接、樓梯及陽臺施工、信息化系統(tǒng)、產(chǎn)品保護措施等。核心理念包括:綠色施工、精益施工、集成施工和安全施工［8］，工業(yè)化施工流程圖見圖2。

圖2 工業(yè)化施工流程圖

2.2.2 工業(yè)化施工特點

1)保障住宅質(zhì)量和性能。

集成施工做到了組合裝配、高效快捷，因為工業(yè)化建筑多使用預(yù)制構(gòu)件，所以施工現(xiàn)場主要依靠機械，勞動力使用少且精，自動化程度高，施工速度快;精益施工做到了精確智能，住宅工業(yè)化施工將構(gòu)件、機電和裝飾等需求融合到一起，采用構(gòu)件標準化和模數(shù)化的方式，形成有機結(jié)合的整體，實現(xiàn)多重功能一體化。住宅建造的工地化向工廠化的轉(zhuǎn)變，使影響住宅質(zhì)量和性能的不可控環(huán)節(jié)納入到可控制的體系下，保障了建筑產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和精確性，實現(xiàn)住宅整體質(zhì)量性能的要求。

2)實現(xiàn)了施工的節(jié)能減排。

節(jié)電:部品工廠化預(yù)制與現(xiàn)場裝配，減少了混凝土澆搗的振動棒、垂直運輸?shù)乃鹾秃附铀璧碾姾笝C等的使用頻率。

節(jié)材:建筑構(gòu)件采用吊裝裝配施工，模板、腳手架等器材使用減少了。

節(jié)水:施工現(xiàn)場濕作業(yè)減少，施工用水量減少;施工人員減少，生活用水量減少。

保護環(huán)境:由于采用部品工廠化預(yù)制與現(xiàn)場裝配，施工現(xiàn)場基本無混凝土現(xiàn)澆和鋼材加工作業(yè)，實現(xiàn)了干法施工，減少了建筑垃圾的產(chǎn)生和污水的排放及有害氣體和噪聲的產(chǎn)生。

2.2.3 工業(yè)化施工注意問題

工業(yè)化施工過程中，應(yīng)實施清潔生產(chǎn)［9］，即在不犧牲建筑產(chǎn)品工程質(zhì)量、成本、功能的前提下，不斷采取改進設(shè)計、使用清潔的能源和原料、改善管理等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，實施“廢棄物的處理和回收”，以減輕或消除對人類健康和環(huán)境的危害［10］。

2.3 工業(yè)化裝修

2.3.1 國內(nèi)裝修技術(shù)現(xiàn)狀

目前，我國存在三種裝修模式:

1)傳統(tǒng)現(xiàn)場裝修模式。我國目前大部分采用的是現(xiàn)場裝修模式，即住宅市場提供的是毛坯房，需要業(yè)主自行裝修才可入住。

2)全裝修模式。全裝修模式指房屋交付前，所有功能空間的固定面全部鋪裝或粉刷完成，廚房和衛(wèi)生間的基本設(shè)備全部安裝完畢，簡稱全裝修住宅。

3)工業(yè)化裝修模式。工業(yè)化裝修是指工廠中生產(chǎn)住宅裝修材料和部品，最后進行集成化裝配的模式，它主要由菜單式設(shè)計、工業(yè)化生產(chǎn)和集成化供應(yīng)等三個主要部分構(gòu)成［10］。消費者根據(jù)“菜單”，依照自己的消費水準選擇產(chǎn)品顏色和款式，工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)揮了產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢，節(jié)約能源，降低成本，保證穩(wěn)定質(zhì)量的同時，縮短了裝修工期，也摒棄了現(xiàn)場裝修的諸多弊端，見圖3。

圖3 傳統(tǒng)施工與工業(yè)化施工資源消耗對比

2.3.2 工業(yè)化裝修提出的要求

設(shè)計一體化:目前裝修行業(yè)中存在的最大問題是裝修設(shè)計與建筑安裝設(shè)計不能相統(tǒng)一，造成了交房后，消費者在裝修時對新房的重新拆墻補墻，開槽改造原有的不合理的水電線路，墻體水電的二次改造造成了極大的浪費，同時也帶來了房屋的安全隱患。所以，必須在最初設(shè)計時考慮好日后裝修設(shè)計的需要，這就要求裝修設(shè)計與建筑安裝設(shè)計必須一體化，即在施工前做建筑設(shè)計和安裝工程設(shè)計時，必須同時做裝修設(shè)計。

3 結(jié)語

本文從建筑業(yè)對環(huán)境破壞嚴重，資源利用率低的背景出發(fā)，以裝配式結(jié)構(gòu)住宅為例，提出了將住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)應(yīng)用于住宅建設(shè)，使建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)綠色建筑，最大限度的實現(xiàn)節(jié)約能源、保護環(huán)境和減少污染的目的。在建筑業(yè)由粗放型轉(zhuǎn)型到集約型過程中，提高住宅的品質(zhì)和性能，促進節(jié)能減排，使住宅產(chǎn)業(yè)化和綠色建筑邁入新的發(fā)展階段。

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