“双碳”目标下武汉市装配式建筑设计标准化研究.pdf

综述120节能 ENERGY CONSERVATIONNO.12 2023“双碳”目标下武汉市装配式建筑设计标准化研究陈宪清1 夏云飞2（1.武汉市建筑节能办公室，湖北 武汉 430000；2.武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430000）摘要：装配式建筑设计标准化对于推广低碳建筑、推动装配式建筑的发展、提高建筑质量和安全性、降低成本具有重要意义。以武汉市为例，在充分调研装配式建筑发展现状的基础上，提出武汉市装配式建筑设计标准化评价指标和评价方法，对预制部件标准化、平面布置标准化、柱网标准化三项一级指标进行分析，并通过实际案例验证装配式建筑设计标准化评价指标和方法的有效性和合理性，提出相关推广建议。关键词：装配式建筑；设计标准化；评价指标；低碳建筑中图分类号：TU203 文献标志码：A 文章编号：1004-7948（2023）12-0120-03 doi：10.3969/j.issn.1004-7948.2023.12.035引言降低建筑物的碳排放量和能源消耗可减少对环境的负面影响，并促进建筑行业向低碳、节能和环保方向发展1。2021年10月我国国务院发布的关于如何实现“双碳”目标的指导文件2030年前碳达峰行动方案的通知提到，拟加快发展绿色建筑，讨论如何促进绿色建材和低碳含量材料的发展，加快绿色建筑产业化的新建项目，大力发展装配式建筑，促进使用可循环建筑材料，加强绿色设计和绿色建设施工管理。装配式建筑在工厂预制构件，在现场进行组装，极大地提高了建筑施工的效率和质量，减少了传统施工方法具有的资源消耗。装配式建筑作为一种新兴的建筑方式，与“双碳”目标相契合。装配式建筑结构的高效率、低能耗有助于实现碳达峰、碳中和。尽管装配式建筑具有建造速度快、质量高和环保节能等优点，但其设计标准化在推广过程中存在障碍，影响了装配式建筑发展和应用2-3。装配式建筑设计标准化十分必要。首先，装配式建筑设计标准化可以推动装配式建筑的发展，促进低碳建筑的推广。通过建立统一的设计标准和评价指标，可以提高装配式建筑的节能性能和环保性能，标准化的设计可以促使装配式建筑更好地符合“双碳”目标的要求，从而降低能源消耗和碳排放。其次，装配式建筑设计标准化可以引导节能策略的制定和实施。通过研究和应用标准化的评价方法，可以评估装配式建筑的节能性能，并确定节能的关键因素和路径。标准化的设计可以为装配式建筑提供指导，从而实现节能目标和减少碳排放。此外，装配式建筑设计标准化还可以推动节能技术的创新和应用，通过研究和推广符合标准化要求的装配式建筑技术和材料，可以促进绿色建材和低碳技术的发展，推动绿色建筑产业的升级。标准化评价在装配式建筑标准化实施中具有重要作用，为了评价装配式建筑设计标准化程度，需要研究相应的评价方法。首先，客观地评价标准化实施情况，应通过建立全面、科学、合理的评价指标体系，发现问题和不足，为标准的制定和完善提供数据支持和依据。其次，应用评价方法对实际案例进行分析计算。再次，可通过评价结果分析及时发现和纠正实施过程中存在的问题和缺陷，为后续标准制定提供经验4-5。最后，对标准化评价结果进行分析和总结，可以不断完善和调整标准，提高其有效性和实用性，进而更好地促进装配式建筑的健康发展，促进低碳建筑的推广6。1装配式建筑设计标准化评价指标确定对装配式建筑设计过程中的关键环节进行分析，通过对现有标准、规范和相关文献的综合研究和借鉴，结合实践经验和专家意见，逐步确定相对完整、可操作性强的评价指标体系。这些指标从不同角度对装配式建筑的设计和施工进行评价，旨在提高装配式建筑的设计水平和施工质量，促进装配式建筑的标准化、规范化和产业化发展。这些指标也为从业人员提供了科学、客观的参考依据，帮助其更好地进行装配式建筑设计和施工，提高整体建筑的质量和市场竞争力。部分省市提出设计标准化相关评价指标，如深圳市装配式建筑技术评分施工图索引表（混凝土结构）中提出的“标准化设计”包含“户型标准化”和“构件标准化”两项指标。重庆市装配式建筑装配率计算细则（2021版）在主体结构部分设置了“预制构件采用标准化构件”指标项，对设计标准化进行计算。武汉市城乡作者简介：陈宪清（1966）男，本科，高级工程师，研究方向为建筑工业化推广应用。收稿日期：2023-06-08引用本文：陈宪清，夏云飞.“双碳”目标下武汉市装配式建筑设计标准化研究 J.节能，2023，42（12）：120-122.综述121NO.12 2023节能 ENERGY CONSERVATION建设局2023年1月发布的武汉市装配式建筑装配率计算细则（2023版）（以下称细则）也提出设计标准化评价指标。参考文献7至文献9，对装配式建筑设计标准化评价指标进行研究，装配式建筑设计标准化主要包含预制部件标准化、平面布置标准化、柱网标准化3个方面，预制部件标准化旨在评价装配式建筑中预制部件的标准化程度，平面布置标准化旨在评价装配式建筑平面布置的标准化程度，柱网标准化旨在评价装配式建筑中柱网的标准化程度。文中以预制部件标准化、平面布置标准化、柱网标准化为基础，形成3个一级指标，每个方面包括若干个二级指标，进一步细化完善了对装配式建筑设计标准化的评价。装配式建筑设计标准化评价指标如表1所示。2装配式建筑设计标准化评价方法目前，常见的装配式建筑设计标准化评价方法包括层次分析法、模糊综合评价法、灰色关联分析法等。综合比较各种方法的优缺点，选择适合装配式建筑设计标准化评价的方法。最终选择评分法，这种方法根据评价指标给出相应的分值，计算总分以评估装配式建筑设计的标准化水平。该方法具有以下优点：方法直观易懂，评分法是较为简单、直观的评价方法，其结果可以直观地反映被评价对象的优劣程度；评分法可以对不同指标的权重进行明确的划分，通过对指标权重的分配，准确地反映被评价对象不同方面的重要程度；评分法可以根据实际情况进行灵活调整，以适应不同的评价对象和评价目的；评分法可以考虑到不同指标之间的相互影响，进一步提高评价的准确性；评分法可以通过简单的计算和分析得出评价结果，具有较强的可操作性；评分法还可以对评价结果进行反馈和修正，进一步提高评价的准确性和可靠性。不同省市对装配式建筑设计标准化评价指标和方法不同，以武汉市装配式建筑为例，着重参考武汉市已发布的文件对装配式建筑设计标准化评价指标和方法的应用。其中，细则在“装配率计算方法”部分对装配式建筑设计标准化指标和计算方法进行了描述，包含预制部件标准化、平面布置标准化、柱网标准化。通过综合分析确定评分标准：关于预制部件标准化，当应用比例的指标范围为50%70%时，对应分值为13分；关于平面布置标准化或柱网标准化，当应用比例的指标范围为50%及以上，对应分值为1分，同时设计标准化指标项最低得分为1分。装配式建筑设计标准化指标和对应评分如表2所示。3案例分析通过实地调研武汉市具有代表性的装配式建筑项目，验证设计标准化评价指标和方法的有效性和合理性。在这个过程中，设计标准化评价指标和方法更贴近实际，具有更强的可操作性和可靠性，为装配式建筑的设计提供参考。案例分析可以帮助评估装配式建筑的设计质量和水平。将设计标准化评价指标和方法应用到具体的项目中，可以对装配式建筑的设计进行全面地评估，发现其设计中的优点和不足，为改进设计提供依据。研究选择4个武汉市代表性装配式项目进行实地调研，以验证武汉市装配式建筑设计标准化评价指标和方法的有效性和合理性。案例的标准化评价结果如表 3所示。对案例进行分析，项目A在部件标准化得分1.26分，平面布置标准化得分0分，柱网标准化得分1分，总得分2.26分；项目B在部件标准化得分0分，平面布置标准化得分1分，柱网标准化得分0分，总得分1分；项目C在部件标准化得分0分，平面布置标准化得分1分，柱网标准化得分0分，总得分1分；项目D在部件标准化得分0分，平面布置标准化得分1分，柱网标准化得分0分，总得分1分。四个项目均满足最低分值的要求，但离满分还有较大提升空间。该标准可以避免装配式建筑设计标准化评价指标的要求过于容易实现，阻碍装配式设计表2装配式建筑设计标准化指标和对应评分指标标准化预制部件平面布置标准化或柱网标准化指标要求50%比例70%比例50%指标分值131最低分值1表1装配式建筑设计标准化评价指标一级指标预制部件标准化平面布置标准化柱网标准化二级指标部件设计规格尺寸标准详图符合程度基本单元设计重复使用率功能布局合理性能源效率标准化柱网尺寸间距规范结构优化二级指标解释评估预制部件的设计规格是否符合国家、省、市的标准要求考察预制部件的尺寸是否符合标准规范，确保其在不同项目中的通用性和互换性检查预制部件的详细图纸是否符合相关标准，包括细节尺寸、连接方式等评估基本单元的设计质量和功能布局是否符合标准要求考察基本单元在不同项目中的重复使用程度，衡量其通用性和可扩展性分析基本单元内部功能空间布置是否合理，满足使用需求和人性化设计评估平面布置是否有利于最大限度地减少能源消耗评估装配式建筑中常用的柱网尺寸是否符合标准规范考察柱网中柱子之间的间距是否符合相关规范要求，确保承重均匀分布和建筑结构的稳定性优化柱网结构设计，减少材料使用量和能源消耗综述122节能 ENERGY CONSERVATIONNO.12 2023标准化推广的问题。通过以上案例的分析，验证了建筑设计标准化评价指标和方法的有效性和合理性，评价结果可以为推动装配式建筑的标准化发展提供参考。该评价方法可为其他省市推广装配式建筑提供参考。4装配式建筑设计标准化推广建议鼓励建筑行业加强预制部件的研发和生产，并推广使用符合标准化要求的预制部件，从而提高装配式建筑的设计标准化水平。预制部件标准化对于提高装配式建筑的设计标准化水平具有至关重要的作用。通过标准化生产，预制部件的质量和尺寸可以得到有效控制，从而减少了施工现场的加工和调整工作，提高了施工效率，减少了施工周期。此外，预制部件的标准化不仅有助于提高装配式建筑的设计标准化水平，还可以在节能减排和“双碳”目标方面发挥积极作用。建筑行业应鼓励采用符合绿色建筑和节能减排要求的预制部件，以降低建筑的能耗和碳排放。建筑企业应该通过研究和推广符合标准化要求的平面布置方案，提高装配式建筑的设计标准化水平。平面布置标准化对于装配式建筑的设计标准化同样具有重要作用。平面布置的标准化可以减少设计和施工过程中的错误和调整，提高生产效率和产品质量。通过研究和推广符合标准化要求的平面布置方案，减少因为设计和施工阶段中存在的错误和调整所导致的时间和经济成本的浪费。此外，应推广采用符合节能减排和绿色建筑要求的平面布置方案。如通过优化空间布局，使建筑能够更好地利用自然采光和自然通风，减少对人工照明和机械通风的需求，从而降低能源消耗。建筑企业应该通过研究和推广符合标准化要求的柱网方案，提高装配式建筑的设计标准化水平。柱网标准化也是提高装配式建筑的设计标准化水平的重要手段之一。柱网标准化有助于提高建筑的整体性能和稳定性。通过研究和推广符合标准化要求的柱网方案，有效地提高建筑的抗震能力和耐久性，从而提高建筑的安全性和使用寿命。此外，推广采用符合绿色建筑要求的柱网方案，如优化结构设计以减少材料使用、采用可再生材料、考虑建筑能耗等还可以降低建筑的能源消耗和碳排放，同时提高建筑的功能性和适用性。5结语装配式建筑具有明显的节能减排优势，推动装配式建筑发展不仅是我国实现碳达峰、碳中和的必经之路，也是响应国家建筑业绿色发展号召的重要举措。文中结合武汉市装配式建筑行业的发展，针对性地提出武汉市装配式建筑设计标准化评价指标和方法，并通过实际案例验证了评价指标和方法的有效性和合理性。具体结论如下：武汉市装配式建筑设计标准化评价主要包括预制部件标准化、平面布置标准化、柱网标准化三大方面。通过武汉市4个实际案例，验证了评价指标和方法的有效性和合理性。文中提出的评价方法不仅有助于装配式建筑设计标准化的推广，也能够促进建筑的能耗和碳排放，推动建筑业的绿色发展。参考文献1 张凯，陆玉梅，陆海曙.“双碳”目标背景下我国绿色建筑高质量发展对策研究 J.建筑经济，2022，43（3）：14-20.2 王志刚，于成龙，龙志勤.装配式建筑的发展应用研究 J.福建建材，2017（5）：28-30.3 马健，刘明霞，马斌.基于标准化的装配式建筑设计研究与应用以杭州某住宅项目为例 J.建筑结构，2022，52（增刊2）：1547-1553.4 陈伟，付杰，熊付刚，等.装配式建筑工程施工安全灰色聚类测评模型J.中国安全科学学报，2016，26（11）：70-75.5 邓轩，袁邦，张景明.装配式建筑预制构件产业园标准化设计 J.建设机械技术与管理，2022，35（4）：76-78，129.6 张卫全，雷志民，智利江.浅议装配式建筑标准化设计 J.建筑结构，2022，52（增刊1）：1699-1701.7 郭丰涛，张瀑，卫江华，等.装配式建筑标准化设计思考 J.建筑结构，2021，51（增刊1）：1088-1091.8 张玲.装配式建筑标准化设计要点分析 J.住宅与房地产，2021（2）：105-106.9 李青春.装配式建筑设计要点及相关问题研究 J.建筑技术开发，2020，47（17）：24-25.表3案例的标准化评价结果项目ABCD部件标准化标准化部件数量/个401 221738570部件总量/个763 1741 9801 780比例/%52.6338.4737.2732.02平面布置标准化标准化平面面积/m2122 802.0071 675.0050 554.0361 756.00地上总建筑面积/m2343 082.0092 510.0053 175.2968 137.45比例/%35.7977.4895.0790.63柱网标准化标准化柱网面积/m213 777.836 732.004 141.203 271.23地上总建筑面积/m225 893.0515 765.3010 843.969 643.16比例/%53.2142.7038.1933.92