一、背景分析
经过多年高速发展,我国的城镇住宅建设取得了巨大的进步。截至2019年,我国城镇人均居住面积达到39.8平方米,比1978年改革开放初期增加了5倍。整体上看,住宅的供应已经迈过了总量短缺的阶段。当然,在一些特大城市,住房供应的结构性不均衡问题,成为住房问题的主要矛盾,即高昂的房价将大多数新市民挡在购房的大门之外,因此,如何提供可负担得起的租赁住房,就成为这些城市的主要任务。目前,虽然住宅的总量达到了一个较高的水平,但我国住宅的工程质量问题却频频爆出,成为社会各界持续关注的热点。近期外墙外保温脱落成了社会关注的一个问题,导致一些城市出台政策禁止采用外墙外保温薄抹灰技术。类似的建筑工程质量通病虽在经各方努力解决,但是仍然没有明显改善。这表明,传统的建造方式,已经不能满足人民对美好居住环境的要求。而以装配式建筑为代表的新型工业化建造方式,经过几年的探索和实践,已经被证明是一条可以提高建筑寿命、提升建筑质量、减少资源消耗、减少环境污染的有效途径。目前,低碳、环保、绿色、可持续发展的理念,成为全社会的共识。2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”的目标对建筑行业的发展提出了新的要求。据统计,建筑行业贡献了全社会碳排放总量的22%,近5年平均增速达到6.9%,增速较快。另外,据研究,单体建筑的全生命期中,建筑材料生产期的碳排放量约为10~30%,建造期间的碳排放约占1%,运行期间的碳排放约占70~90%,拆除期间的碳排放约1%,因此,减少运营期间能耗,降低碳排放,对实现“碳达峰”、“碳中和”目标具有决定性作用。党的十九大报告中提出,中国特色社会主义进入新时代,我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。在基本解决了居住的量的需求之后,如何在新的发展理念下提供高品质的住宅产品,是当下建筑行业亟需回答的问题。
二、高标准建筑技术的实践与应用
2016年,国家提出大力发展装配式建筑以来,装配式建筑在全国各地得到了快速发展。据住房和城乡建设部统计,2020年,全国31个省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团新开工装配式建筑共计6.3亿平方米,较2019年增长50%,占新建建筑面积的比例约为20.5%。其中,新开工装配式混凝土结构建筑4.3亿平方米,新开工装配式钢结构建筑1.9亿平方米,其中,新开工装配式钢结构住宅1206万平方米。装配式建筑经过近几年的实践,逐步克服了发展初期碰到的各种问题,无论在建筑质量还是建设速度上,均取得了长足的进步。北京市保障性住房建设投资中心建设的北焦家园(焦化厂公租房)项目采用了装配整体式剪力墙结构,预制率超过50%,全面实施了装配式装修,装配率超过91%,达到了国标《装配式建筑评价标准》AAA级水平。北京城市副中心的含英园项目,在全面实施装配式建筑的基础上,首次采用了三明治外墙外页板瓷板反打的技术,进一步提升了建筑外围护系统的质量,建筑的耐久性得到了极大的提升,建筑质量进一步提高,建筑形象的个性化得到实现。北京百湾家园公租房项目,被誉为“最美公租房”,全面实施了装配式建筑技术,实现了技术与艺术的完美结合。通州台湖公租房项目在标准化设计上达到新的高度,在5000多套公租房中,通过楼栋、单元、户型、楼电梯、厨房和卫生间的标准化设计,以2种楼型、4种户型、2种楼电梯、1种卫生间、2种厨房进行排列组合,实现了全项目的标准化。在17404件预制构件中,最小重复次数超过135次,所有标准化构件的重复次数均超过了模具的经济低限值,通过标准化设计,极大地降低了项目实施的难度,施工速度也提高到5.5天/层。通过标准化也大大降低了增量成本,初步测算,与其他同类项目400~500元的增量成本相比,本项目的增量成本只有不到300元,项目的经济效益得到了保证。近年来,北京市大力推动建筑节能,率先在北京实施80h节能标准。同时,积极试点超低能耗被动式建筑技术。2016年,在焦化厂公租房项目中,选取了3栋住宅楼进行实验,其中21#、22#楼采用现浇外墙外贴保温的传统方式进行建设,17#楼尝试装配式剪力墙技术与超低能耗技术结合。经过设计、构件生产和施工三方通力合作,成功研发出符合超低能耗建筑要求的三明治外墙。在这个项目中,利用项目地形条件,将地道风技术与新风系统进一步结合,节能效果明显。现在项目已经竣工并交付使用,效果良好。随着人们生活水平的提高,对健康宜居住宅的需要日益高涨。2017年,北京市土地出让“限房价、竞自持、竞方案”,有4个项目承诺实施绿色建筑、装配式建筑、超低能耗建筑及其他提升建筑品质和能效的产品和技术。健康建筑技术成为试点建设的一个选项。其中,中铁大兴理想家项目在配套幼儿园中全面实施超低能耗技术、健康建筑技术、结构减隔震技术,并取得了绿色三星、健康建筑WELL金级、绿色建筑LEEDNC金级等多项认证。同期,万科投报的海淀永丰18、19号地块也全部实施了装配式建筑,并在4栋楼中实施了超低能耗建筑技术。经过几年的试点与实践,装配式建筑、超低能耗被动式建筑技术、健康宜居建筑技术、绿色建筑等高标准建筑技术在北京市的住宅建设中得以应用与示范,技术也越来越成熟,增量成本对于房价的影响也越来越小。
三、高标准商品住宅的技术难点
在2021年5月首批高标准商品住宅投报中,有8个项目最终进入了高标准投报阶段。多个项目承诺实施绿色三星、装配式建筑、超低耗建筑、健康建筑、减隔震技术等多项高标准建筑技术,证明了前一段时间各项建筑技术的实践取得了良好效果,可以进入推广应用阶段。随着北京进入减量发展阶段,全面实施绿色建筑,对实现社会和环境发展目标具有重要意义。北京市已经要求副中心的公共建筑全部达到绿色三星、住宅建筑达到绿色二星。在实施装配式建筑技术方面,结构体系有多种技术选择(如装配式混凝土剪力墙技术,装配式框架结构、装配式钢结构技术等)。目前应用较多的装配式混凝土剪力墙结构体系,在连接方式上也有多种技术。除采用套筒灌浆连接方式外,也可采用经济性较好、施工简便的纵肋连接技术。装配式钢结构住宅目前的实施项目还比较少,但基本解决了户型与结构匹配、露梁露柱、结构性能、装修方面的问题。装配式内装修技术最近几年飞速发展,无论在建设质量还是建设速度上都具有很强的竞争力,在高标准商品住宅上应用主要需解决用户体验与用户消费习惯的问题。装配式建筑外围护系统,除了三明治外墙之外,也可以采用装饰幕墙与预制外墙相结合的方案。在实施超低能耗建筑技术时,最重要是高层建筑对外墙保温体系的选择,外墙保温材料需要综合考虑保温与防火要求。目前能满足A级防火要求的保温材料比较少,较常用的岩棉,由于容重与传热系数较大,保温层厚度较大,从施工措施与保温性能上都难以满足超低能耗外墙性能的要求,而传热系数小的保温材料大多不能满足A级防火的要求。因此,超低能耗建筑技术与装配式建筑技术结合时,能较好地解决保温性能和防火性能的多项问题,是适合推广的一种超低能耗技术方案。在焦化厂公租房项目中的超低能耗装配式住宅采用了三明治复合保温外墙技术方案,同时满足外墙的耐久、防火、传热系数的性能要求,并且大大简化了施工安装的难度,减少了冷桥的数量,是经过验证的成熟方案。当然,也可以采用预制外墙+保温+装饰幕墙的方案,但在实施时应重视保温层与预制外墙的结合,尽可能减少冷桥,并要注意保温层和装饰幕墙的耐久性。
四、结语
北京市本次高标准商品房投报,全面实施绿色建筑、装配式建筑、超低能耗被动式建筑、健康宜居建筑、减隔震等高标准建筑技术,是顺应新时代高质量发展要求的创新之举,也得到了市场的积极响应,代表了建筑行业未来的发展方向。虽然新技术的集成会带来一些技术和成本上的挑战,但是所有技术均有实践和技术积累,在实施过程中是可以克服的。
作者: 赵钿 王凌云
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