唐 午

中國(guó)有色金屬長(zhǎng)沙勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410011

自20世紀(jì)80年代以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也開始蓬勃發(fā)展，并成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。高速發(fā)展的同時(shí)也伴隨著建筑材料資源及能耗浪費(fèi)的問題，因此，國(guó)家越來越重視低碳、環(huán)保、綠色施工，并出臺(tái)了一系列相關(guān)的條令[1]。同時(shí)，由于城市中心位置的優(yōu)質(zhì)土地資源不斷減少，建筑行業(yè)開始將目光放在高層及超高層建筑上，從而有效緩解土地資源緊張的情況。高層及超高層住宅主要建筑材料為混凝土結(jié)構(gòu)，其中混凝土、鋼筋與模板為主要部分，而模板則為建筑材料和成本很重要的一部分，由此可見，模板是建筑行業(yè)發(fā)展中很重要的一環(huán)，如圖1 所示。在國(guó)家更加嚴(yán)格要求低碳、節(jié)能、環(huán)保、綠色施工的趨勢(shì)下，對(duì)建筑施工中模板如何實(shí)現(xiàn)低碳、環(huán)保、綠色施工等方面的研究將具有重要意義。

我國(guó)以前傳統(tǒng)的模板主要是使用木質(zhì)模板，隨著建筑行業(yè)技術(shù)和環(huán)保要求的不斷提高，木質(zhì)模板在施工質(zhì)量、資源節(jié)約、廢料回收、綠色施工、環(huán)保低碳等方面存在相當(dāng)明顯的缺陷，建筑行業(yè)亟需在工藝方面尋找新的突破。鋁合金模板的出現(xiàn)，符合國(guó)家和行業(yè)的發(fā)展要求，與木質(zhì)模板對(duì)比，鋁合金模板在低碳節(jié)能、環(huán)?；厥?、綠色施工等方面具有更大優(yōu)勢(shì)[2]。本文就鋁合金模板的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行研究分析。

1 我國(guó)綠色環(huán)保趨勢(shì)下的木質(zhì)模板現(xiàn)狀

模板是我國(guó)建筑工程中使用最多的周轉(zhuǎn)材料，現(xiàn)以木質(zhì)模板居多，低碳、綠色、節(jié)能的發(fā)展需求，使木質(zhì)模板的能源消耗、浪費(fèi)等問題逐漸被全社會(huì)重視。

作為全球第二大木材消耗國(guó)和第一大木材進(jìn)口國(guó)，近10 年來，我國(guó)木材消費(fèi)總量增長(zhǎng)了173%，目前全國(guó)年木材消耗量超過6 億m3，對(duì)外依賴度超過50%。隨著各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展，木材市場(chǎng)需求仍將持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)測(cè)算，到2020 年，我國(guó)的木材需求量可能達(dá)到8 億m3，缺口約為2 億m3。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，同時(shí)基于我國(guó)對(duì)森林的保護(hù)，雖然對(duì)于木材的需求增多，但是國(guó)家鼓勵(lì)木材進(jìn)口，所以未來我國(guó)木材產(chǎn)量將會(huì)持續(xù)下滑，預(yù)計(jì)到2023 年我國(guó)木材產(chǎn)量將下降到5 859.8 萬m3，如圖2 所示。

圖2 2018—2023 年我國(guó)木材產(chǎn)量預(yù)測(cè)

在國(guó)家低碳環(huán)保要求下，我國(guó)對(duì)于木材的需求日益上升，且消耗巨大。而在國(guó)內(nèi)產(chǎn)量持續(xù)下降的情況下，各個(gè)行業(yè)將面臨木材價(jià)格上漲且資源緊缺的情況。建筑行業(yè)中大量使用的木質(zhì)模板，經(jīng)濟(jì)效益將越來越低，環(huán)保問題將越來越突出，因此，建筑行業(yè)需要尋求新的材料以替代木質(zhì)模板，來滿足低碳、環(huán)保、綠色施工的要求。鋁合金模板以其優(yōu)良的特性，正慢慢被建筑行業(yè)所接受，并替代木質(zhì)模板應(yīng)用在建筑施工中。

2 鋁合金模板的優(yōu)勢(shì)

2.1 鋁合金模板的低碳、節(jié)能優(yōu)勢(shì)

鋁合金模板是一種完全不同于傳統(tǒng)木質(zhì)模板的新型模板體系，主要包括模板體系、加固體系和支撐體系，又稱鋁模板，如圖3 所示。鋁合金模板的生產(chǎn)基本在鋁合金模板廠內(nèi)完成，通過建筑結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行深化后設(shè)計(jì)配模圖，廠家在場(chǎng)內(nèi)安排下料、生產(chǎn)，通過鋸切、沖孔、焊接、校正的基本工序完成材料準(zhǔn)備，隨后在廠內(nèi)完成預(yù)拼裝并驗(yàn)收合格，再按系統(tǒng)編號(hào)、打包，最后運(yùn)輸至項(xiàng)目工地現(xiàn)場(chǎng)。

圖3 鋁合金模板安裝結(jié)構(gòu)

鋁合金模板主要原材料為鋁材，并不消耗森林資源，大量地節(jié)約森林資源，同時(shí)為鋁在市場(chǎng)中找到新的應(yīng)用途徑，如圖4 所示。

圖4 2003—2017 年我國(guó)原鋁月度產(chǎn)量（單位：萬t）

鋁合金模板因自身強(qiáng)度較大的優(yōu)勢(shì)，可重復(fù)使用300 次左右。就單個(gè)項(xiàng)目而言，鋁合金模板每棟樓的配量，只需要按圖紙配一套鋁合金模板即可，若項(xiàng)目所有樓棟建筑結(jié)構(gòu)都一致且不搶工期，理論上一套鋁合金模板可滿足整個(gè)項(xiàng)目的需求。而木質(zhì)模板在應(yīng)用中，重復(fù)使用率相對(duì)而言很低，周轉(zhuǎn)4 次以上，模板邊角部分容易出現(xiàn)翹曲的問題。因此，就單個(gè)項(xiàng)目而言，木質(zhì)模板的使用量是鋁合金模板的數(shù)倍以上，對(duì)整個(gè)建筑行業(yè)的模板使用量而言，因其體量巨大，木質(zhì)模板對(duì)森林資源的消耗將是一個(gè)巨大數(shù)字，而鋁合金模板則完全沒有這方面的消耗，極大地節(jié)約了森林資源。

從以上模板的生產(chǎn)原料及應(yīng)用的對(duì)比中，可以明顯看出鋁合金模板極大地節(jié)約了木材資源，保護(hù)了森林和自然環(huán)境，符合國(guó)家低碳、環(huán)保發(fā)展的要求[3]。

2.2 鋁合金模板環(huán)?；厥諆?yōu)勢(shì)

模板的回收，也是建筑施工環(huán)保要求中的重要一環(huán)。木質(zhì)模板在使用過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的邊角余料，這些邊角余料無法進(jìn)行回收再利用，成為一次性消耗品，產(chǎn)生大量的木材資源浪費(fèi)。同時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)施工中臨時(shí)切割情況較多，且形狀大小不一，退場(chǎng)回收整理較為困難，加上在使用過程中通過釘子進(jìn)行連接、固定，增加了安全隱患。木質(zhì)模板在廢棄后需要安排專人進(jìn)行清理，清理后裝車，又因其形狀、大小不一，致使車載空間利用率較低，廢料運(yùn)輸處理成本較高?？傮w來說，對(duì)我國(guó)木材資源造成了極大的浪費(fèi)，違背了我國(guó)低碳環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)。

鋁合金模板在生產(chǎn)當(dāng)中，也會(huì)產(chǎn)生一定的邊角余料，這些邊角余料并不是一次性消耗品，可以返廠再充當(dāng)原材料使用，重新加工成全新的鋁合金模板，不會(huì)產(chǎn)生一次性消耗和資源浪費(fèi)。在項(xiàng)目使用過程當(dāng)中，鋁合金模板主要通過銷釘、背楞進(jìn)行連接和加固，鋁合金模板在退場(chǎng)回收清理時(shí)，可整齊堆放，按編號(hào)打包，車載空間利用率高，其中的標(biāo)準(zhǔn)板可在下個(gè)項(xiàng)目中重復(fù)使用，非標(biāo)準(zhǔn)板因項(xiàng)目差異性，不能再次直接投入使用，但其可充當(dāng)廢料返廠，作為原材料使用。鋁合金模板的殘值很高，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也沒有產(chǎn)生資源浪費(fèi)。在生產(chǎn)余料再利用及清理回收過程中，鋁合金模板也具有綠色、環(huán)保的特性，并且在回收運(yùn)輸中產(chǎn)生節(jié)能、低碳、環(huán)保的邊際效應(yīng)。

2.3 鋁合金模板的綠色施工優(yōu)勢(shì)

建筑行業(yè)快速發(fā)展，為我國(guó)帶來了很多資源、環(huán)境、社會(huì)問題，為解決這些問題，針對(duì)綠色施工我國(guó)制定了許多指導(dǎo)條令。木質(zhì)模板在工地現(xiàn)場(chǎng)，需要進(jìn)行充足備料，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求進(jìn)行切割或替換，因此，工地現(xiàn)場(chǎng)需要為木質(zhì)模板準(zhǔn)備物料倉(cāng)庫(kù)、加工設(shè)備、切割場(chǎng)地及廢料堆放場(chǎng)地，如圖5 所示。這將占用大量場(chǎng)地并且增大工地現(xiàn)場(chǎng)噪音、灰塵及電能的消耗，同時(shí)木質(zhì)模板在運(yùn)輸過程中需要借助垂直運(yùn)輸設(shè)備，這些都將增加設(shè)備及人員的能耗。

圖5 廢棄木質(zhì)模板堆積

鋁合金模板因其強(qiáng)度和剛度較高，表面平坦度較好，加工尺寸較為精確，模板之間的接縫較少，這些特性使得澆筑好的砼外觀光滑，平整度、垂直度好，基本達(dá)到清水混凝土的質(zhì)量和效果。較木質(zhì)模板而言，可省去二次抹灰工序，節(jié)約了原材料、人工等費(fèi)用。同時(shí)，因?yàn)殇X合金模板重量較輕，拆裝靈活，通過運(yùn)料口進(jìn)行運(yùn)輸，在施工中不需要垂直運(yùn)輸設(shè)備，也在一定程度上起到了節(jié)能的作用。另外，鋁合金模板幾乎不需要現(xiàn)場(chǎng)加工，不需要為其單獨(dú)設(shè)置加工場(chǎng)地，同時(shí)其形狀規(guī)整，幾乎現(xiàn)場(chǎng)不產(chǎn)生廢料，大幅減少了對(duì)場(chǎng)地的占用，降低能源和人員的消耗，并且對(duì)建筑企業(yè)產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

3 鋁合金模板應(yīng)用推廣中存在的問題

鋁合金模板在低碳、環(huán)保、綠色施工等方面擁有極大的優(yōu)勢(shì)，但因其自身成本較高，需要標(biāo)準(zhǔn)板利用率高、非標(biāo)準(zhǔn)板總占比例低，才能實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。受制于以上原因，現(xiàn)在鋁合金模板大量應(yīng)用在高層及超高層建筑施工上，在其他領(lǐng)域無法完全代替木質(zhì)模板。同時(shí)，在高層及超高層的一些特殊需求上，因?yàn)榭紤]到經(jīng)濟(jì)效益和施工工藝，需要鋁合金模板和木質(zhì)模板結(jié)合使用來滿足需求。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）建筑施工中鋁合金模板的采用，能有效減少木模板原材料的消耗，節(jié)約大量的森林資源、降低能耗；因其工藝質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)，還將壓縮后期工序及工程工期，間接降低建筑施工中的邊際能耗，起到降耗節(jié)能作用。

（2）鋁合金模板在建筑施工時(shí)能降低噪音、減少揚(yáng)塵等方面的環(huán)境污染；建筑施工回收中不產(chǎn)生一次性消耗，廢料能再利用，起到綠色環(huán)保作用。

（3）鋁合金模板因自身經(jīng)濟(jì)效益及工藝限制，現(xiàn)階段還無法完全取代傳統(tǒng)木質(zhì)模板，建筑施工中仍需要鋁合金模板和木質(zhì)模板的有機(jī)結(jié)合，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能、綠色環(huán)保的最優(yōu)功能及經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

（4）鋁合金模板現(xiàn)階段主要應(yīng)用在高層及超高層建筑施工領(lǐng)域，其他領(lǐng)域的拓展應(yīng)用仍需要相關(guān)科研部門的積極研發(fā)和探索。