摘 要：建筑行業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。傳統(tǒng)建筑施工過(guò)程中資源消耗多，環(huán)境污染嚴(yán)重，因此國(guó)家大力推動(dòng)綠色建筑、節(jié)能建筑的發(fā)展。裝配式建筑有著設(shè)計(jì)一體化、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、施工規(guī)范化的特點(diǎn)，符合國(guó)家對(duì)于建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的期望。為此，就綠色建筑理念下的裝配式建筑設(shè)計(jì)展開(kāi)探討，以期推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；裝配式建筑；建筑設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，建筑行業(yè)各環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，人們對(duì)于建筑的追求已經(jīng)從滿足基礎(chǔ)居住需求開(kāi)始轉(zhuǎn)向滿足綠色、節(jié)能、環(huán)保方面的需要。裝配式建筑具有設(shè)計(jì)一體化、生產(chǎn)工業(yè)化、施工標(biāo)準(zhǔn)化的鮮明特點(diǎn)，能夠大幅提升施工效率，減少對(duì)于資源、能源的浪費(fèi)，因此裝配式建筑是最符合綠色建筑理念的建筑形式。目前，國(guó)家大力扶持裝配式建筑的發(fā)展，但在裝配式建筑設(shè)計(jì)中綠色建筑理念的體現(xiàn)相對(duì)不足，因此有必要通過(guò)多種途徑促進(jìn)綠色建筑理念與裝配式建筑設(shè)計(jì)的融合。

一、綠色建筑理念的內(nèi)涵與特點(diǎn)

（一）綠色建筑的內(nèi)涵

綠色建筑是指在建筑的全生命周期內(nèi)，在確保人們舒適性和建筑實(shí)用性的前提下，最大限度地節(jié)約資源（如節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材），保護(hù)環(huán)境，減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，是與自然和諧共生的建筑。

項(xiàng)目選址、能源利用、材料選擇等均是綠色建筑建設(shè)中重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，會(huì)大量應(yīng)用對(duì)環(huán)境危害小、可回收的建筑材料。綠色建筑能為人們提供宜居、環(huán)保的居住環(huán)境，同時(shí)也在推動(dòng)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，通過(guò)多種方式的結(jié)合，降低建筑能源消耗。

當(dāng)今世界環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，需要各個(gè)行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域共同協(xié)作，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，減少資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)建筑施工過(guò)程會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，因此綠色建筑設(shè)計(jì)以減少負(fù)面影響為主要的考量標(biāo)準(zhǔn)，要求從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到施工等各個(gè)環(huán)節(jié)充分控制資源消耗與環(huán)境污染。綠色建筑通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和采用高效節(jié)能技術(shù)，降低能源消耗，節(jié)約資源，降低成本。如充分利用自然采光、通風(fēng)等自然資源，以及太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源，推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展（圖1）。

（二）綠色建筑的特點(diǎn)

綠色建筑具有較顯著的地域性特點(diǎn)。我國(guó)幅員遼闊，不同的地域環(huán)境對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)的要求有很大區(qū)別。要符合社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，利用新興理念與新型建造技術(shù)對(duì)建筑展開(kāi)多種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)居民可根據(jù)自身需求選擇不同結(jié)構(gòu)和環(huán)境的建筑。每一座城市都有其獨(dú)特的魅力，不同的自然環(huán)境也會(huì)影響建筑風(fēng)格，建筑區(qū)與休閑區(qū)的建設(shè)在設(shè)計(jì)風(fēng)格和技術(shù)要求上存在很大差異[1]。這就要求設(shè)計(jì)師綜合考量項(xiàng)目所在地的環(huán)境條件、民族風(fēng)俗等，充分利用地域優(yōu)勢(shì)制定設(shè)計(jì)策略。綠色建筑設(shè)計(jì)還要重點(diǎn)考量建筑的節(jié)能與環(huán)保特性，但不能一味地追求形式上的綠色節(jié)能，而忽略最終的成本問(wèn)題。要通過(guò)設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)減少資源浪費(fèi)、降低能源消耗，在節(jié)能減排與成本控制間保持平衡。同時(shí)，綠色建筑設(shè)計(jì)理念應(yīng)貫穿項(xiàng)目建設(shè)的全過(guò)程。

二、裝配式建筑概述

隨著我國(guó)開(kāi)始強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)、堅(jiān)持綠色發(fā)展理念，裝配式建筑在建筑行業(yè)得到了快速發(fā)展。與現(xiàn)澆式建筑相比，裝配式建筑的建造是一項(xiàng)更為復(fù)雜的，需要統(tǒng)籌兼顧多主體、多目標(biāo)和多元素的系統(tǒng)性工程[2]。在裝配式建筑中，其梁、板、柱、墻等構(gòu)件均是在工廠完成生產(chǎn)，之后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)完成安裝。由此，裝配式建筑能顯著縮短現(xiàn)場(chǎng)施工周期，且構(gòu)件在工廠實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)有利于提高質(zhì)量，同時(shí)能夠減少施工廢棄物和能源消耗，優(yōu)化資源利用效果，降低成本。

我國(guó)目前大力推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展，主要原因就是裝配式建筑從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到施工環(huán)節(jié)均符合國(guó)家對(duì)于綠色建筑的要求。裝配式建筑的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要一環(huán)。雖然裝配式建筑在我國(guó)建筑中的占比不斷提升，但較其他國(guó)家仍有一些差距，因此裝配式建筑在我國(guó)還有巨大的發(fā)展空間。裝配式建筑的發(fā)展得益于國(guó)家政策的支持，且國(guó)家的支持大大推動(dòng)了裝配式建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，為建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型開(kāi)辟了新的道路。

三、綠色建筑理念在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)

（一）綠色建筑理念下裝配式建筑的選址

在我國(guó)，建設(shè)項(xiàng)目有著鮮明的地域色彩，不同地區(qū)的建筑風(fēng)格不盡相同。為了充分實(shí)現(xiàn)綠色建筑理念與裝配式建筑設(shè)計(jì)的融合，科學(xué)選擇項(xiàng)目地址至關(guān)重要。選址應(yīng)充分考慮周邊自然環(huán)境，選擇具有良好自然條件的地段，如充足的采光、通風(fēng)，以減少對(duì)能源的依賴。同時(shí)，選址應(yīng)充分考慮周邊地形地貌，以便建筑建造時(shí)可利用地形優(yōu)勢(shì)，如坡度適宜，則可實(shí)現(xiàn)自然采光和通風(fēng)。選址還應(yīng)充分考慮周邊氣候條件，關(guān)注風(fēng)向、風(fēng)速、溫度等對(duì)建筑能耗的影響。在太陽(yáng)光照充足地區(qū)，可以通過(guò)設(shè)置光伏屋面加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)能的利用，從而減少能源消耗。

（二）綠色建筑理念下裝配式建筑的選材

能源浪費(fèi)、環(huán)境污染是傳統(tǒng)建筑施工過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，隨著綠色建筑的發(fā)展，人們對(duì)于建筑施工環(huán)節(jié)的節(jié)能環(huán)保特性愈加重視。

裝配式建筑設(shè)計(jì)應(yīng)從圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使用高性能的保溫材料，提高墻體、屋面和地面的保溫性能，減少熱量散失。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)注重提高外墻的保溫性能，從而減少室內(nèi)與室外的熱交換，降低室外環(huán)境對(duì)室內(nèi)的影響。裝配式建筑結(jié)構(gòu)、裝飾、保溫一體化外墻板技術(shù)又稱為三明治保溫外墻板技術(shù)，其是裝配式建筑常采用的外墻做法，此種墻體中間為保溫層，保溫層受內(nèi)外層混凝土防護(hù)，能夠有效提升保溫節(jié)能效率，延長(zhǎng)保溫壽命，同時(shí)解決保溫層的防火問(wèn)題。

門(mén)窗是裝配式建筑設(shè)計(jì)中體現(xiàn)綠色建筑理念的關(guān)鍵部分，其是造成室內(nèi)與室外熱交換的主要因素，因此在裝配式建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)高度重視門(mén)窗設(shè)計(jì)，有效提高門(mén)窗的氣密性，減少熱交換。在選擇窗戶型材時(shí)，工作人員需要考慮其熱傳導(dǎo)性能，因?yàn)槭褂脽醾鲗?dǎo)性能低的窗戶型材可以有效降低建筑室外環(huán)境對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響，例如采用Low-E玻璃、在玻璃的夾層空腔中充入稀有氣體等[3]。

裝配式建筑的構(gòu)件均是在工廠生產(chǎn)，因此構(gòu)件生產(chǎn)所用的原材料能夠得到更加精準(zhǔn)的控制，且工廠批量生產(chǎn)相比于現(xiàn)場(chǎng)施工，更有利于節(jié)約資源，降低人力成本。流水線生產(chǎn)構(gòu)件能夠有效提高制作精度，以便現(xiàn)場(chǎng)施工，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效利用。在裝配式建筑的材料選擇中，除了要求環(huán)保外，運(yùn)輸與存放環(huán)節(jié)也是應(yīng)高度重視的內(nèi)容。要充分考慮構(gòu)件的運(yùn)輸成本和存放條件，因?yàn)檫\(yùn)輸距離過(guò)遠(yuǎn)將大大增加資源浪費(fèi)，存放條件不符合要求也將造成構(gòu)件損壞，產(chǎn)生資源浪費(fèi)。

裝配式建筑的材料選擇需注重材料的節(jié)能環(huán)保，會(huì)用到大量可循環(huán)利用的材料，比如鋼材、木材、環(huán)保建材、新型建筑材料等。綠色建筑理念下裝配式建筑的材料選擇較傳統(tǒng)建筑更注重環(huán)保，有利于材料的二次利用和建筑的可持續(xù)發(fā)展。

（三）綠色建筑理念下裝配式建筑的戶外施工

裝配式建筑采用的是數(shù)字化設(shè)計(jì)和工廠化制造相結(jié)合的施工手段，在其施工過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，盡量減少材料浪費(fèi)和資源消耗。裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)在工廠進(jìn)行，這樣能夠顯著減少模板等建筑材料的消耗。在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，應(yīng)用灌漿等連接手段可減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，能夠有效改善現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境。

為了提高裝配式建筑的現(xiàn)場(chǎng)施工效率，在構(gòu)件制作環(huán)節(jié)就可以將大量的預(yù)埋件置入構(gòu)件中，如管道、插座等。這樣能夠有效縮短現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝時(shí)間，有效避免人力資源的浪費(fèi)。提前在工廠預(yù)埋構(gòu)件，能夠減少后期現(xiàn)場(chǎng)布線的安裝時(shí)間。裝配式建筑的現(xiàn)場(chǎng)施工與傳統(tǒng)建筑相比，現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土量更少，部分節(jié)點(diǎn)采用灌漿等方式連接，因此具有清潔和無(wú)塵的顯著優(yōu)勢(shì)，且現(xiàn)場(chǎng)施工控制標(biāo)準(zhǔn)更高，能夠有效減少現(xiàn)場(chǎng)廢物排放，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

（四）綠色建筑理念下裝配式建筑的室內(nèi)施工

給排水設(shè)計(jì)是裝配式建筑室內(nèi)施工過(guò)程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，為了避免傳統(tǒng)施工方式中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重點(diǎn)考慮對(duì)環(huán)境的影響。例如在傳統(tǒng)施工環(huán)節(jié)，給水泵房設(shè)備產(chǎn)生的噪聲會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成影響，因此在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)考慮采用橡膠隔震墊等降噪措施。建筑中存在大量的排水管道，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇噪聲較小的排水器具，并通過(guò)適當(dāng)調(diào)整水箱高度等方式達(dá)到降噪的目的。

在通風(fēng)設(shè)計(jì)和供暖設(shè)計(jì)方面，暖通系統(tǒng)是關(guān)鍵部分，尤其是在北方地區(qū)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)采取有效措施增強(qiáng)建筑保溫性能，減少室內(nèi)外熱交換，合理布置室內(nèi)供暖管線，降低供暖損耗。另外，應(yīng)充分利用項(xiàng)目周邊環(huán)境，合理布置窗戶的朝向，以調(diào)整室內(nèi)外溫差，減少對(duì)于能源的依賴，并有效利用自然通風(fēng)條件，減少對(duì)于空調(diào)的需求。

在照明設(shè)計(jì)方面，應(yīng)充分發(fā)揮裝配式建筑的模塊化特點(diǎn)，考慮建筑模塊的組合和拆分，確保照明系統(tǒng)的靈活性和可重復(fù)性。同時(shí)，結(jié)合裝配式建筑的特點(diǎn)，將照明系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)集成設(shè)計(jì)，提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率。選擇高效、節(jié)能的燈具和光源，降低能耗。最大限度地利用自然采光，減少對(duì)人工照明的依賴。采用智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)燈光的靈活調(diào)節(jié)和節(jié)能管理。為了充分提高實(shí)際照明效果，設(shè)計(jì)階段可以通過(guò)采光模擬軟件優(yōu)化照明設(shè)計(jì)，提高能效。

（五）綠色建筑理念下裝配式建筑的模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)是裝配式建筑設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，其指將整體建筑結(jié)構(gòu)拆分為數(shù)個(gè)模塊，并將模塊在構(gòu)件加工廠完成生產(chǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝。此種設(shè)計(jì)方法能夠有效提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率，降低人工成本，縮短工期。模塊化設(shè)計(jì)構(gòu)件能夠大幅提升構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度和質(zhì)量，較傳統(tǒng)施工過(guò)程，能夠減少人工差異對(duì)于建筑質(zhì)量的影響。裝配式建筑的模塊化設(shè)計(jì)，便于調(diào)整、擴(kuò)展和改造，然而，其也面臨一些問(wèn)題。其中一個(gè)重要的問(wèn)題是設(shè)計(jì)復(fù)雜度高，預(yù)制組件的制造具有嚴(yán)格的精度標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)設(shè)計(jì)師的能力提出了更高的要求[4]。

四、綠色建筑理念下裝配式建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展

在國(guó)家大力推動(dòng)發(fā)展裝配式建筑的同時(shí)，信息化、數(shù)字化技術(shù)的研發(fā)也如火如荼地開(kāi)展起來(lái)。目前，在從結(jié)構(gòu)構(gòu)件到精裝修的精細(xì)化設(shè)計(jì)全流程中，一些企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用。在以往的設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣一種情況，即業(yè)主提出一個(gè)很普通的方案修改要求，但前后幾萬(wàn)個(gè)建筑構(gòu)件全部要改。同時(shí)，傳統(tǒng)方式都是手工修改圖紙，設(shè)計(jì)師通宵趕圖亦是常態(tài)。那么怎樣才能便捷地實(shí)現(xiàn)多工廠、多項(xiàng)目的協(xié)同呢？這就需要用到信息化技術(shù)[5]。

在裝配式建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)體現(xiàn)了數(shù)字化的特點(diǎn)，通過(guò)建立三維模型，從而在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等環(huán)節(jié)提高效率。項(xiàng)目之初，可以依靠BIM模型，對(duì)材料、人工等成本開(kāi)展預(yù)測(cè)，對(duì)每個(gè)階段的成本進(jìn)行預(yù)估，從而達(dá)到精確控制成本的目的。在設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)可以將各個(gè)專業(yè)有機(jī)融合，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員在相同模型上進(jìn)行處理，可以減少溝通障礙，有利于項(xiàng)目推進(jìn)。設(shè)計(jì)人員可以充分利用BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)、修改模型，從而指導(dǎo)對(duì)構(gòu)件的調(diào)整。在構(gòu)件加工階段，設(shè)計(jì)人員可以和工廠生產(chǎn)人員通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用及時(shí)溝通構(gòu)件的優(yōu)化方案，從而為施工環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)，同時(shí)也有利于提升構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度，提高生產(chǎn)質(zhì)量。在施工過(guò)程中，BIM模型能顯示施工技術(shù)和進(jìn)度，能對(duì)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，以便提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，減少施工過(guò)程中的弊端?？梢?jiàn)，在裝配式建筑設(shè)計(jì)中結(jié)合BIM技術(shù)能夠有效提高施工效率，減少能源浪費(fèi)，縮短工期，這是裝配式建筑設(shè)計(jì)與綠色建筑理念有機(jī)融合的體現(xiàn)。

綜上所述，綠色建筑理念在裝配式建筑中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、提高居住質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境等目標(biāo)，在綠色建筑理念的引導(dǎo)下，裝配式建筑可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑、節(jié)能建筑是我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的重要方向，在此理念指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)加大力度，從選址、選材、戶外施工、室內(nèi)施工等各個(gè)方面促進(jìn)綠色建筑理念與裝配式建筑設(shè)計(jì)的深度融合，從而有效提升施工效率，節(jié)約資源能源，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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