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        建筑工程施工的新技術與新材料的應用研究

        2021-04-03 09:45:41張冠杰
        建筑與裝飾 2021年4期
        關鍵詞:源熱泵裝配式建筑施工

        張冠杰

        廣東省化州市建筑工程總公司 廣東 茂名 525100

        科學技術是第一生產力,科技的創(chuàng)新發(fā)展,帶動建筑行業(yè)的突飛猛進,建筑產業(yè)也朝著智能化方向發(fā)展,而智能化發(fā)展的背后也對應著新技術、新工藝的誕生。其運用也帶來我國建筑施工技術水平和施工能力的提升,更帶來建筑施工質量和效率的提升。新技術、新材料的運用是建筑工程施工創(chuàng)新發(fā)展的必然路徑。

        1 建筑工程施工中的新材料

        (1)保溫隔熱材料。保溫隔熱材料能有效阻擋熱流,在建筑施工中應用較為廣泛。常見的保溫隔熱材料如珍珠巖保溫板,其保溫隔熱之外,還能有效防潮、防火、防水,不易變形,運輸壓力小。再如膨脹聚苯板,其質量輕便,導熱性能低。再如聚氨酯保溫板,其作為聚合物,實現(xiàn)了發(fā)泡劑輔助下醇和異氰酸酯的制備,屬于硬質泡沫材質[1]。保溫隔熱新材料在熱工設備、熱力管道、冷藏室施工中應用廣泛,且減少能源消耗,增強建筑使用性能。

        (2)節(jié)能材料。比較典型的是碳素纖維材料,作為新型的微晶石墨材料,在經過石墨化處理后,其抗壓能力強,柔韌度高,在高溫、高寒的極端環(huán)境中也能保持性能的穩(wěn)定發(fā)揮,并且使用壽命較長。再比如節(jié)能墻體。新節(jié)能墻可以取代實心黏土磚,降低建筑成本,節(jié)約土地資源,降低能耗,且抗震性能更優(yōu)。再比如節(jié)能門窗,其利用自身材料性能能提高門窗熱性能,而利用中空玻璃又保證空氣密度性和隔熱性,減少建筑外部與建筑內部的熱傳遞,減少熱量損耗,建筑節(jié)能效果明顯。

        (3)智能材料。智能材料多為復合型的材料,其具有感知、驅動等功能,反應較靈敏,在混凝土中融入智能材料可以增強建筑物的抗震能力[2]。變色玻璃等智能材料既帶來使用上的優(yōu)勢體驗,也使得建筑更具審美性。最具代表性的是智能玻璃涂層,利用太陽能,低溫時吸取太陽能熱量,高溫時反射熱量,冬暖夏涼。除了調節(jié)室內溫度,還能調節(jié)室內光線,符合生態(tài)城市建設理念。

        2 施工新技術

        (1)深基坑支護技術。隨著建筑高層化方向發(fā)展,樓層高對應的建筑結構復雜,對基體的要求也相應地提高,為確保建筑工程施工質量與安全,引入了深基坑支護技術。對基坑側壁及周邊環(huán)境用支擋加固與保護,保證地下結構、施工環(huán)境的穩(wěn)定安全。排樁支護、樁撐、樁錨、地下連續(xù)墻支護、水泥土擋板、放坡基坑內支撐是常見的基坑支護形式。深基坑支護技術對應的是科學先進的技術體系[3],其在具體應用中減少建筑施工對地下結構的破壞,同時做好地下水的控制。

        (2)大面積混凝土施工技術。在建筑工程施工中采用大體積混凝土施工技術,能有效地應對混凝土裂縫問題。深入了解施工環(huán)境,基于現(xiàn)有的施工條件,以大體積混凝土施工減少溫度裂縫、收縮裂縫概率。大面積混凝土施工保證澆筑結構的穩(wěn)定,且通過模板的優(yōu)化處理、科學的模板施工,減少了澆筑環(huán)節(jié)模板偏差、偏移等問題。

        (3)鋼筋連接施工技術。鑒于傳統(tǒng)鋼筋施工中遇到的各種問題,采用新型的鋼筋連接施工技術,其是采用直螺紋接頭的連接方式確保雙向鋼筋熔絲更理想。

        (4)擠密樁施工。擠密樁施工是地基處理過程中較為常見的施工方法,在黏性土體或濕陷性黃土施工中最常用,有灰土樁與沙石樁兩種施工方法[4],前者通過利用振動、水沖、沖擊等方式,于軟弱地基中成孔,將沙石擠壓到土孔中,構造密實的樁體,對周邊土層進行擠壓,提升土層穩(wěn)固性。后者通過鋼管以錘擊的方式打入土中,分層回填,夯實處理,提高地基基本承載能力。

        (5)置換與拌入施工技術。常應用于碎石量大的地基處理。在松軟的土層中添加膠結硬化材料涂層,產生膠結效果,地基穩(wěn)定性提升,奠定后續(xù)碎石高效處理的基礎。置換和拌入施工技術常配合換土墊層、深層攪拌、振沖擊等施工技術。

        (6)磚石砌筑新技術。建筑施工中的磚石磚筑施工必不可少,其是以往施工工藝改良基礎上產生的新的施工工藝,具體分三部分:第一部分落實好磚石膠水與砂漿攪拌工作[5]。磚石材料的主要構成是黏土磚,在對其進行施工之前要實施澆水操作,這樣能夠保證磚石的基本含水量。第二部分為擺磚樣與找平彈線工作,主要是做好磚石磚筑的準備工作,找出彈出墻的邊線與軸線,彈線找平操作之后,根據(jù)要求合理擺放磚樣,進一步核查彈線的精準度,及時調整優(yōu)化。磚樣擺放時合理控制磚石縫寬,且確保寬度均勻。第三部分做好磚筑與勾縫,立皮數(shù)桿等工作,實現(xiàn)上墻體尺寸的合理把控。建筑工程施工中多需在墻體交接位置安裝標志桿裝置。

        (7)建筑測量技術。建筑工程施工期間需要對各種技術數(shù)據(jù)進行準確測量,而在科技創(chuàng)新的同時,也出現(xiàn)了新的測量技術,首推GPS測控技術。其在建筑施工中應用廣泛,效果較好。GPS測控技術精準度高效率高,為建筑施工操作提供高質量的數(shù)據(jù)支持,帶來建筑工程施工效率的穩(wěn)步提升,而GPS測量技術的使用也減少了人力資源的投入,大大節(jié)約工程施工成本。

        (8)節(jié)能技術。隨著人們資源節(jié)約意識的增強,建筑施工中節(jié)能新技術也不斷問世,減少能源消耗,推動社會的可持續(xù)發(fā)展,提升資源利用率,也降低建筑施工成本。主要如地源熱泵節(jié)能技術。地源熱泵分類較多,有土壤源熱泵系統(tǒng)、地表水源熱泵系統(tǒng),還有地下水源熱泵系統(tǒng),對應的是垂直埋管、水平埋管兩種配置形式,選擇什么樣的配置形式和地源熱泵類型需要根據(jù)施工實際情況確定,豎直埋管更適合土地面積受限制的施工場所。再如雨水回收技術。將雨水收集后經過處理,使其達到應用標準重復使用。雨水收集系統(tǒng)有屋頂雨水收集系統(tǒng)和地面雨水收集系統(tǒng),前者簡單過濾,進入蓄水系統(tǒng)處理使用,而后者需要過濾后配合沉淀處理。雨水收集能節(jié)約能源,節(jié)能減排,也使得緊急情況下如干旱、火災發(fā)生時水供應充足及時。再如太陽能節(jié)能技術,其應用較為廣泛,有太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能光電系統(tǒng)。熱水系統(tǒng)是由冷水進口到熱水出口一整套的太陽能加熱水的裝置。光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池半導體材料的光伏效應,將太陽光輻射能轉變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電系統(tǒng),光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接并網(wǎng)運行,降低造價成本,且其環(huán)保性能優(yōu),減少了室內溫室氣體和污染物的排放。

        3 建筑施工的智能創(chuàng)新技術——BIM技術

        3.1 BIM技術概述及特征

        BIM技術是建筑施工的輔助工具,屬于建筑信息模型,其具有模擬化特性,對裝配式建筑整個建設周期全方位模擬,及時發(fā)現(xiàn)問題,及時調整,節(jié)約維修成本。其具有可出圖性的性能,及時進行施工評估試驗,根據(jù)問題改進工作,避免了重復性、機械性的檢修。其具有協(xié)調性的特性。其能模擬施工現(xiàn)場運行的各個環(huán)節(jié),并使之配合協(xié)調,提升裝配式建筑施工效率。其具有可視性特點,較之傳統(tǒng)二維圖紙,三維模擬呈現(xiàn)使得技術人員有效掌握裝配式建筑設計、施工等各個階段的具體情況。

        3.2 BIM技術在裝配式施工中的具體應用

        以BIM技術指導裝配式建筑施工,最大限度降低施工事故發(fā)生概率,也有效控制資源消耗。如裝配式建筑施工中需要吊裝PC構建,以BIM技術模擬分析整個吊裝過程,PC構件屬性及參數(shù)寫入施工計劃,進行施工模擬,指導實際的吊裝施工。施工各個階段模擬動畫有效銜接,施工過程表達直觀,完整。BIM技術也可以用來檢測裝配式建筑碰撞情況,以自帶軟件檢測設計圖紙范圍內建筑管線布置、結構布置橫向縱向上的碰撞情況,在發(fā)現(xiàn)構件沖突時,及時指導人員改進設計圖紙,節(jié)約施工成本,提高施工效率。其也能管理裝配式建筑的施工材料。即將施工現(xiàn)場各項數(shù)據(jù)參數(shù)模擬出來,掌握施工現(xiàn)場具體情況,統(tǒng)計各環(huán)節(jié)所需要的PC構件,分批預制,減少了材料施工現(xiàn)場的大量堆積或者材料短缺的問題。應用BIM技術,仔細分析PC構件信息參數(shù),提升材料驗收水平,方便后續(xù)材料管控的有序進行。

        4 結束語

        綜合來說,新技術、新材料的誕生推動了建筑行業(yè)的發(fā)展,也使得建筑工程施工質量和效率方面有了明顯提升。我國建筑行業(yè)不斷發(fā)展,新技術與新材料的研發(fā)也將更為深入,應用將更為成熟。而隨著建筑施工新材料和新技術的成熟應用,建筑施工質量也將實現(xiàn)質的飛躍。

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