目前,越來越多的城市新建建筑開始實施綠色建筑標準。為實現(xiàn)“建筑與自然和諧共生”,在建筑全壽命期內,設計是非常重要的環(huán)節(jié),決定了從建筑立項、選址到建造、使用諸環(huán)節(jié)對資源和環(huán)境的影響程度。綠色建筑的建設應依托于一系列適宜而必要的技術支撐,而裝配式建筑技術正是綠色建筑發(fā)展的最好抓手之一。
大力發(fā)展裝配式建筑,對改變我國目前建筑業(yè)現(xiàn)狀,促進城鄉(xiāng)建設發(fā)展方式轉型升級具有重要意義。裝配式建筑的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:① 提高質量——構件尺寸精確、建筑品質精良;② 方便施工——工業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢 、減少現(xiàn)場作業(yè);③ 保護環(huán)境——減少施工垃圾 、降低噪聲影響;④ 縮短工期——精準控制進度 、有效縮短工期;⑤ 控制成本——降低人工成本 、減少材料浪費。
大力推廣裝配式建筑,減少建筑垃圾和揚塵污染,縮短建造工期,提升工程質量,加快推進以“標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、成品化裝修、信息化管理”為特征的建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化,有利于提高勞動生產(chǎn)率、降低資源能源消耗、提升建筑品質和改善人居環(huán)境質量,有利于促進建筑產(chǎn)業(yè)的綠色化發(fā)展。
GB/T 50378─2014《綠色建筑評價標準》中第7章“節(jié)材與材料資源利用”分為“控制項”和“評分項”,“評分項”又分為“節(jié)材設計”以及“材料選用”兩部分,其中所包括的綠色建筑評價要求均可通過裝配式建筑相關技術實現(xiàn),具體如下:
(1) 7.1.3 條要求:“建筑造型要素應簡約,且無大量裝飾性構件?!?/p>
裝配式建筑平面設計采用模數(shù)協(xié)調的方法整合開間、進深尺寸,將功能空間做成模塊,從而踐行少規(guī)格、多組合的設計原則,實現(xiàn)建筑立面設計的簡約。利用基本單元的變化組合形成多樣化的建筑平面,通過外墻材料、色彩、紋理的變化等來豐富立面效果。具體技術措施有:① 利用立面上有使用功能構件的光影效果,改善體型的單調感??梢猿浞掷藐柵_、空調板、空調百葉等不同功能構件及組合方式形成豐富的光影關系,用“光”實現(xiàn)建筑之美。② 利用不同色彩和質感的變化實現(xiàn)建筑立面的多樣化設計,實現(xiàn)立面外墻構件的標準化和類型的最少化。建筑立面呈現(xiàn)出整齊劃一、簡潔精致、富有裝配式建筑特點的韻律效果。③ 立面裝修效果及裝飾材料應符合設計要求,預制外墻板可采用工廠預涂刷涂料、裝飾材料反打、肌理混凝土等裝飾一體化的生產(chǎn)工藝。
(2) 7.2.5 條要求:“采用工業(yè)化生產(chǎn)的預制構件”。這一條只有通過裝配式建筑來實現(xiàn)。
(3) 7.2.4 條、7.2.6 條要求:采用可重復使用的隔斷(墻)、采用整體化定型設計的廚房、衛(wèi)浴間。
裝配式建筑要求全裝修設計,遵循建筑、裝修、部品一體化的設計原則,如采用輕質隔墻、集成式廚房、集成式衛(wèi)生間部品一體化技術。
裝配式建筑的優(yōu)勢在精確,關鍵在于集成。只有將建筑看作一個有機整體系統(tǒng),才是真正意義上的裝配式建筑。
裝配式建筑中預制構件連接節(jié)點的構造設計是裝配式設計的關鍵,決定著設計的成敗。預制外墻板的接縫、門窗洞口等防水薄弱部位的構造節(jié)點與材料選用應滿足建筑的物理性能、力學性能、耐久性能及裝飾性能的要求。
預制外墻板的各類接縫設計應滿足“構造合理、施工方便、堅固耐久”的要求,應根據(jù)工程實際和所在氣候區(qū)等情況,合理進行節(jié)點設計,滿足防水及節(jié)能要求。預制外墻板垂直縫宜采用材料防水和構造防水相結合的做法,可采用槽口縫或平口縫,如圖1 所示(尺寸單位:mm)。
圖1 外墻板豎向直縫示意圖
預制外墻板水平縫采用構造防水時宜采用企口縫或高低縫,如圖2 所示(尺寸單位:mm)。
預制外墻板的連接節(jié)點應滿足保溫、防火、防水以及隔聲的要求,外墻板連接節(jié)點的密封膠應具有與混凝土的相容性以及規(guī)定的抗剪切和伸縮變形能力,還應具有防霉、防水、防火、耐候性等材料性能。預制外墻板上的門窗安裝應確保連接的安全性、可靠性及密閉性,預制外墻板窗的上下口安裝分別如圖3、圖4 所示(尺寸單位:mm)。
圖2 外墻板水平直縫示意圖
圖3 窗上口安裝示意
圖4 窗下口安裝示意
預制剪力墻外墻板的接縫及門窗洞口是易發(fā)生滲漏的部位,是防水的關鍵部位。外墻縫(橫、豎)防水等問題需要更好的材料和辦法解決,目前國內的外墻板接縫防水薄弱部位主要采用結構防水、材料防水和構造防水相結合的做法。窗未在工廠預安裝,夾心保溫墻板洞口處在工廠預安裝用于固定窗框的防腐木磚等。目前我國及新加坡采用的防水構造有以下幾種做法。
3.2.1 我國北方裝配式建筑防水構造技術
我國北方地區(qū)預制剪力墻外墻板采用夾心保溫墻板,剪力墻之間豎向縫一般采用預留鋼筋現(xiàn)澆混凝土帶進行連接,形成了結構防水,外葉板及保溫層外伸作為豎向現(xiàn)澆帶的外模板所形成的縫需進行保溫及防水處理。剪力墻水平縫處,設置現(xiàn)澆帶或現(xiàn)澆圈梁,并通過灌漿套筒實現(xiàn)上下墻體的連接,形成了結構防水,外葉板上下做企口構造并對水平縫進行保溫及防水處理。接縫處的被襯材料采用聚乙烯塑料棒,密封材料采用硅橡膠填縫。有防火要求時,PE 棒后填塞巖棉。豎向縫采用防火、防水構造
3.2.2 我國南方裝配式建筑防水構造技術
我國南方地區(qū)預制剪力墻外墻板僅用于承重,不考慮保溫,一般在邊緣構件部分采用現(xiàn)澆混凝土進行水平鋼筋的連接,建筑外立面存在現(xiàn)澆的條帶,可視作結構防水,墻板下部節(jié)點采用的是平縫,水平縫、豎向縫均在接縫處用聚乙烯塑料棒作為被襯材料,再采用耐候膠填縫。
我國港臺地區(qū)裝配式建筑防水構造的主要特點如下:
(1) 香港公屋預制外墻板均無保溫,但窗在工廠與外墻板預裝,無滲漏問題。外墻板縫均采用結構防水,墻板下方做有披水構造防水,不再用防水材料處理。
(2) 臺灣潤泰采用預制框架結構,主要采用預制柱、疊合梁、疊合樓板、外掛墻板等構件。由于是預制外墻掛板,因此對防水材料變位的要求較高,除了主要對 3 個部位(建筑主體、板面涂料、縫嵌膠條)進行防水外,還特別采用了“關節(jié)式”防水和導水排水方式:在預制板周邊加設一道韌帶加強,以有效抵抗變位,通過現(xiàn)場預制構件拼接實現(xiàn)二道防水;導水排水則是連通豎向縫在下方每隔幾層做斷水及排水口。
3.2.3 新加坡裝配式建筑防水構造技術
新加坡組合房屋的預制外墻板一般不做保溫,僅在東西山墻采用預制夾芯板(30 mm 厚巖棉)。窗是在預制加工廠與墻板一體澆筑完成的,無滲漏,但考慮多雨,所有外墻板的接縫部位采用結構防水、材料防水和構造防水。在工程設計和施工中針對外墻板所處的位置不同,提供不同的防水構造,考慮比較細致,特殊部位有特殊構造,對防水材料的選用及耐久性也有較高要求。防水構造一般有以下幾種方法:① 直接淋水板端采用企口構造,采用水泥砂漿座漿后,采用浸瀝青海綿條進行填塞,外墻板下端室內采用防水材料進行角部加強。② 不直接淋水外墻板采用水泥座漿后,板下端內外均采用防水材料進行角部加強。③用于有水房間時,均做混凝土坎墻上翻。④ 外墻板側邊連接時,水平縫局部采用防水片材做成“雨披”形式進行防水加強,垂直縫采用水泥砂漿灌縫后,在迎水面填塞聚乙烯泡沫棒,再用耐候膠密封處理。
裝配式建筑在建設過程中應優(yōu)先考慮生態(tài)環(huán)境問題,而利用裝配式建筑的先進建造方式提供成熟、成套技術,促進綠色建筑的發(fā)展是當前我國建筑業(yè)的重要任務。希望通過沉淀本土經(jīng)驗、借鑒國際先進技術,深入研究裝配式建筑技術,加快推動我國綠色建筑的發(fā)展。