隨著哥本哈根世界氣候大會召開，“低碳”成為熱詞，以節(jié)能、環(huán)保、綠色、低排放為特點的低碳建筑應(yīng)運而生。低碳建筑是指在建材與設(shè)備制造、施工建造及建筑使用全生命周期內(nèi)，減少石化能源消耗、提高能效、降低二氧化碳排放，并已逐漸成為國際建筑界的主流趨勢。一個關(guān)鍵事實是：建筑在二氧化碳排放總量中占比近50%，遠超運輸和工業(yè)領(lǐng)域，因此發(fā)展低碳經(jīng)濟繞不開建筑的“節(jié)能”與“低碳”。

從綠色低碳環(huán)保的角度來講，開展裝配式建筑工程施工，能有效的降低對生態(tài)環(huán)境帶來的污染，從根本上實現(xiàn)低碳排放的施工目標(biāo)，加快推動建筑領(lǐng)域朝向綠色環(huán)保方向快速發(fā)展。本文通過對綠色低碳環(huán)保下的裝配式建筑進行探討，具有一定現(xiàn)實研究意義。

一、工程概況

北湖核心區(qū)東側(cè)片區(qū)B地塊安置房項目工程總承包（EPC）二標(biāo)段，位于濟南市天橋區(qū)，七一路以西、東濼河路以東、北園大街以北，項目總建筑面積21.17萬平方米，其中地上約15萬平方米、地下約6萬平方米，涵蓋高層住宅樓、地下車庫、配套商業(yè)、換熱站、門衛(wèi)等14個單體建筑。住宅樓層數(shù)為19層至33層不等。項目共安置1378戶、4410人。

該項目作為濟南市重要的民生保障工程，項目自開工之初就確立了“高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、高品質(zhì)交付”的建設(shè)目標(biāo)，工程始終將綠色低碳理念貫穿設(shè)計、施工、運維全過程。

二、主要研究內(nèi)容

（一）地基基礎(chǔ)綠色施工研究

北湖片區(qū)地處黃河沖積平原，淤泥土質(zhì)深厚、地下水位高，給基坑工程和基礎(chǔ)施工帶來巨大挑戰(zhàn)。項目團隊針對深基坑滲漏、復(fù)雜地質(zhì)成孔效率低、車庫防水難度大等痛點，開展了四項技術(shù)創(chuàng)新。

深基坑防滲漏技術(shù)。項目基坑深度約9米，采用鉆孔灌注樁+旋噴錨索支護+止水帷幕的方案。由于淤泥土質(zhì)嚴(yán)重，錨索滲漏問題較為普遍。項目團隊研制了一種錨索孔口涌水封堵裝置，在止水帷幕與錨桿孔對應(yīng)的位置開設(shè)安裝孔，孔內(nèi)設(shè)置封堵組件，包括封堵球、壓力介質(zhì)注入管及塞體。施工時通過壓力介質(zhì)注入管向封堵球內(nèi)注入水、空氣或水泥漿進行壓力充填，使封堵球膨脹至與安裝孔內(nèi)壁抵緊，有效封堵錨桿孔，防止富水地層內(nèi)的水涌入基坑。該裝置對錨索滲漏節(jié)點進行了有效加強，基坑滲漏率較傳統(tǒng)工藝降低60%以上。

復(fù)雜地質(zhì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)。項目同時采用反循環(huán)鉆機及旋挖鉆機兩種成孔機械。反循環(huán)鉆機在土質(zhì)層中成孔效率較高，但入巖后鉆進速度慢，入巖后鉆進1米平均用時3小時；旋挖鉆機在土質(zhì)層中容易塌孔，但入巖后鉆進效率高，入巖后鉆進1米平均用時0.5小時。團隊創(chuàng)新采用兩種鉆機接力套打的成孔方法，土質(zhì)層用反循環(huán)鉆機、巖石層用旋挖鉆機，充分發(fā)揮兩種機械的特性和優(yōu)勢，大幅提高成孔速度和質(zhì)量，形成了一套完善的反循環(huán)加旋挖鉆機接力套打成孔體系，整體成孔效率提高約40%。

車庫防排一體化技術(shù)。項目底板采用S-CLF強力交叉層壓膜自粘防水卷材，皮膚式防水系統(tǒng)能與混凝土反應(yīng)形成致密的防水體系，即使出現(xiàn)滲漏水點也不會竄水，將滲漏水風(fēng)險降至最低。頂板采用“防排一體化”系統(tǒng)，通過高分子防護排蓄水異型片上多余的水經(jīng)虹吸排水槽有組織地排至集水井，實現(xiàn)雨水和滲透水的循環(huán)再利用，同時保持土壤透氣性和透水性，保障植物根系正常生長。

除塵挖掘機技術(shù)。傳統(tǒng)土方作業(yè)采用移動霧炮隨挖掘機移動降塵，安置時間長、施工效率低。項目團隊在挖掘機上集成除塵噴灑裝置，噴灑覆蓋半徑大于2m，省去了霧炮移動安置時間，同時滿足除塵降塵要求，土方作業(yè)區(qū)PM10濃度較傳統(tǒng)方式降低約35%。

（二）裝配式低碳建造技術(shù)研究

圍繞裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅建造關(guān)鍵技術(shù)，項目團隊從模板體系、構(gòu)件安裝、節(jié)點優(yōu)化等方面開展全鏈條創(chuàng)新，形成了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。

工具式鋁合金模板一體化技術(shù)。項目主樓地上部分全面應(yīng)用鋁合金模板技術(shù)，結(jié)合快拆體系操作輕便快捷，周轉(zhuǎn)率高，有效降低施工成本。

隔離式納塑外模板結(jié)合鋁模板施工技術(shù)。項目創(chuàng)新應(yīng)用隔離式納塑保溫外模板，采用錨固連接件與混凝土牢固連接，保溫板實現(xiàn)100%牢固粘結(jié)，與內(nèi)側(cè)澆筑的混凝土實現(xiàn)同材質(zhì)有機結(jié)合，達到節(jié)能結(jié)構(gòu)一體化的技術(shù)要求，確保粘結(jié)強度和質(zhì)量，實現(xiàn)建筑物保溫與結(jié)構(gòu)同壽命。復(fù)合保溫外模板采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)置內(nèi)外側(cè)粘結(jié)增強層和加強筋，提高了保溫模板的抗折、抗壓、抗沖擊等力學(xué)性能，達到現(xiàn)澆混凝土模板使用技術(shù)要求，減少了模板用量。

可折疊式ALC墻板安裝機具研發(fā)。ALC墻板傳統(tǒng)人力安裝效率低、質(zhì)量難保證、安全系數(shù)低。市場上的安裝機具普遍構(gòu)造復(fù)雜、體型笨重，在住宅布局緊湊的空間中移動不靈活。項目團隊研制了一種簡易可折疊式ALC墻板安裝機具，鋼框架由矩形鋼管焊接而成，后端設(shè)電動卷揚機，前端上部設(shè)有可折疊軌架，通過斜拉桿鉸接固定。需要通過狹窄空間時，拆除斜拉桿即可向后折疊。工作時電動卷揚機通過滑輪和鋼絲繩將ALC板吊起安裝。該機具減少了勞動力投入，安裝效率提高約50%，施工安全性顯著提升。

重型預(yù)制樓梯縱向分段施工技術(shù)。施工現(xiàn)場常用塔吊最大起重量為4噸，當(dāng)預(yù)制樓梯自重超限或吊裝幅度過大時，需更換大型塔吊或租用場外大型起重設(shè)備，增加施工成本。項目團隊創(chuàng)新采用重型預(yù)制樓梯縱向分段施工技術(shù)，將重型預(yù)制樓梯分段制作、分段吊裝，減少了吊裝重量，避免了更換大型塔吊的額外費用支出，施工安全性更高。

（三）智慧精益建造技術(shù)研究

項目以“安全第一、質(zhì)量為本、文明至上、關(guān)愛民生”為指導(dǎo)思想，以“知道工地過去、了解工地現(xiàn)在、預(yù)見工地未來”為目標(biāo)，打造智慧工地管理系統(tǒng)，涵蓋碳排放監(jiān)測、全息沙盤、AI行為分析等30余項功能。

大體積混凝土智能測溫技術(shù)。大體積混凝土施工采用預(yù)先埋入的熱敏傳感器，通過數(shù)據(jù)采集器與智慧工地平臺連接，實現(xiàn)自動測溫及溫度預(yù)警，對大體積混凝土內(nèi)外溫差進行實時監(jiān)測，指導(dǎo)養(yǎng)護措施，有效控制內(nèi)外溫差，避免混凝土開裂。測溫數(shù)據(jù)實時上傳平臺，可隨時查詢歷史曲線，為施工質(zhì)量控制提供數(shù)據(jù)支撐。

細碎金屬收集裝置研發(fā)。主體結(jié)構(gòu)施工清理時，建筑垃圾中混雜大量鐵釘?shù)燃毸榻饘伲y以分離，造成材料浪費。項目團隊借鑒“強磁除鐵器”“金屬粉塵吸塵器”的工作原理，研制了一種細碎金屬收集裝置：利用吸塵器的氣壓差產(chǎn)生吸力，將金屬和其他垃圾一同吸入桶內(nèi)，再通過桶內(nèi)磁鐵分離出金屬并收集。該裝置有效回收了建筑垃圾分類中的金屬廢料，減少了材料浪費，體現(xiàn)了精益建造的綠色理念。

穿插式可伸縮護欄研發(fā)。高層施工中臨邊防護護欄因工序穿插需要頻繁拆裝，人工耗費大、材料損耗快。項目團隊研發(fā)了穿插式可伸縮防護欄桿，底部和頂部采用60×30×3槽鋼約束護欄，頂部留有5mm空隙，需要挪動時向一側(cè)推動即可供人員通過，施工完畢后恢復(fù)原狀。該護欄操作方便，整體穩(wěn)定性和安全性好，可多次周轉(zhuǎn)使用，大幅降低了護欄使用成本和材料浪費。

智慧工地綜合管理平臺。項目智慧工地系統(tǒng)包含人員實名制、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、塔吊監(jiān)測、升降機監(jiān)測、基坑監(jiān)測、高支模監(jiān)測、AI行為分析、碳排放監(jiān)測、全息沙盤等30余項功能。其中碳排放監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)建造階段碳排放計算方法，統(tǒng)計工地每日水電、柴油等消耗，通過碳排因子計算得出碳排放量，指導(dǎo)項目采取減排措施。AI行為分析系統(tǒng)可自動識別未戴安全帽、未系安全帶等不安全行為，有效降低現(xiàn)場安全隱患。

BIM技術(shù)全周期應(yīng)用。項目從設(shè)計階段、施工階段到運維階段全面應(yīng)用BIM技術(shù)，實現(xiàn)了裝配式構(gòu)件深化設(shè)計、管線綜合排布、施工模擬、質(zhì)量管控等全流程數(shù)字化管理，提高了工程建設(shè)的科技含量和管理效率。

三、社會效益

依托北湖核心區(qū)東側(cè)片區(qū)B地塊安置房項目，“裝配式住宅綠色低碳建造關(guān)鍵技術(shù)”成果經(jīng)山東土木建筑學(xué)會組織的科技成果評價專家組評審，一致認為該成果整體技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，在地基基礎(chǔ)綠色施工、裝配式低碳建造、智慧精益建造等方面具有突出創(chuàng)新性和推廣價值，榮獲山東土木建筑學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎；工程質(zhì)量方面，項目榮獲詹天佑住宅小區(qū)金獎，是中國土木工程領(lǐng)域工程質(zhì)量的重要榮譽，在行業(yè)內(nèi)產(chǎn)生了廣泛的示范效應(yīng)。中施企協(xié)在該項目組織了綠色施工觀摩，收到建設(shè)單位濟南濱湖地產(chǎn)有限公司的表揚信，社會效益顯著。

下一步，山東建工集團將持續(xù)深耕裝配式建筑綠色低碳建造技術(shù)領(lǐng)域，加快科技成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用，不斷推動建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，為山東省建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻更多建工智慧。

                                                  （三直屬公司 鄭曉冉）