装配式混凝土建筑的环境效益：混凝土消耗增减分析

对比装配式建筑与传统现浇建筑在环境效益方面有较大差异，环境效益我们可以按照“四节一环保”（节能、节地、节水、节材和环境保护）的要求进行综合评估。下面具体从能源、水资源、钢材、混凝土、木材、保温材料、水泥砂浆、建筑垃圾及粉尘和噪声等方面进行对比：

1）能源消耗。装配式建造方式相比传统现浇方式电力消耗量减少约20%。主要原因包括四方面：

一是现场施工作业减少，混凝土浇筑时应用的振捣棒、焊接所需电焊机及塔式起重机使用频率减少，以塔式起重机为例，装配式建造方式施工多是大型构件的吊装，而在传统现浇施工过程中往往是将钢筋、混凝土等各类材料分多次吊装。

二是预制外墙若采用夹心保温，保温板在预制工厂内同结构浇筑为一体，减少了现场保温施工中的电动吊篮的耗电量。

三是由于装配式建造方式相比传统现浇方式，木模板大量减少，加工耗电量也相应减少。

四是由于预制构件的工厂生产，减少或避免了夜间施工，工地照明电耗减少。当然，预制构件等在工厂生产也需要能源消耗，但由于批量生产的能源消耗摊销到工程上，要远远低于施工现场的能源消耗。

2）水资源消耗。建筑施工的大多数工序都离不开水，但目前施工环节的用水量大，水利用效率较低。

装配式建造方式相比传统现浇方式，单位平方米水泥砂浆消耗量减少20%以上。原因主要有三个方面：

一是由于构件厂在生产预制构件时采用蒸汽养护，养护用水可循环使用，并且养护时间和输汽量可以根据构件的强度变化进行科学计算和严格控制，大大减少了构件养护用水。

二是由于现场混凝土浇筑施工大大减少，进而减少了施工现场冲洗固定泵和搅拌车的用水量。

三是现场施工人员的减少导致施工生活用水减少。

3）钢材消耗。由于不同建筑高度和设计方案导致的钢材消耗量差异，会对两种建造方式的钢材消耗量产生较大影响，在进行对比时，应采取相同建筑高度和设计方案的项目进行对比。下面，笔者将影响钢材消耗的项目和原因进行简要分析：

①增加的钢材消耗，主要有六个方面：

一是所有竖向连接部位的套筒位置的箍筋加密，增加钢筋较多。

二是后浇混凝土区域钢筋增加较多。

三是由于施工叠合楼板，较现浇楼板增加了桁架钢筋。

四是采用预制混凝土夹心保温外墙板，比传统住宅外墙增加了50mm的混凝土外叶板，增加了这部分的钢筋用量。

五是预制构件在制作和安装过程中需要大量的钢制预埋件和套筒，增加了部分钢材用量。

六是由于目前预制装配式建筑在我国仍处于前期探索阶段，部分项目为使建筑安全可靠，在一些节点的设计上偏于保守，导致配筋增加。

②减少的钢材消耗，主要有三个方面：

一是预制构件的工厂化生产大大降低了钢材损耗率，提高了钢材的利用率。

二是预制构件的工厂化生产减少了现场施工的马凳筋等措施钢筋。

三是预制构件厂采用钢模台，几乎是永久性使用，另外工厂用的钢模板，周转次数都在百次以上，而一些工地采用的钢模板周转次数则比较少。

通过案例分析，装配式建筑与现浇建筑在钢材消耗上进行对比，没有明显优势。

4）混凝土消耗。与钢材消耗对比类似，不同建筑高度和设计方案导致的混凝土消耗量差异会比较大。下面将混凝土消耗的增量和减量做以分析：(www.xing528.com)

①增加的混凝土消耗，主要有两个方面：

一是由于使用叠合楼板增加了楼板厚度，导致混凝土消耗量增加。一般情况下，住宅现浇楼板为100～120mm厚，而PC叠合楼板一般为130～140mm厚（预制部分一般为60mm，现浇部分一般为70mm以上）。

二是部分项目的预制外墙采用夹芯保温，根据结构设计要求，比传统现浇外墙增加了50mm的混凝土外叶板，而在传统建筑中，外墙外保温一般采用20mm砂浆保护层。

在增加的混凝土消耗项目中，比如楼板的厚度也不是必然增加的项目。如果我们的住宅项目按照国家标准《装标》中实行管线分离的全装修方式，类似于日本住宅体系中普遍应用的顶棚做吊顶和地面做架空方式，楼板就不需要做得很厚，因为楼板增加厚度是仅仅为了埋设管线。另外，一些大跨度结构的建筑，楼板本身就需要设计得厚些，因此采用叠合楼板的方式混凝土消耗也不会增加。

②减少的混凝土消耗，在于预制构件厂对混凝土的高效利用，避免了以往在现场施工受施工条件等原因造成的浪费，提高了混凝土的使用效率，混凝土损耗率可以降低50%。

5）木材消耗。装配式建造方式相比传统现浇方式，单位平方米木材节约50%以上，优势明显。主要有两个原因：

一是预制构件在生产过程中采用周转次数高的钢模板代替木模板。

二是施工过程中，叠合楼板等预制构件在现场起到模板作用，减少了木模板的应用。另外，预制墙板可以直接安装，不像现浇方式需要采用大量的木模板支模。

6）保温材料消耗。装配式建造方式相比传统现浇方式，单位平方米保温材料消耗量减少50%以上。主要有两个原因：

一是由于保温材料保护不到位，竖向施工操作面复杂，以及工人的操作水平和环保意识较低，导致现浇住宅在现场施工过程中保温材料的废弃量较大。

二是外墙采用预制混凝土夹心保温墙板，可实现保温与建筑同寿命，而现浇建筑外墙保温薄抹灰系统的设计使用年限只有20～25年。

7）水泥砂浆消耗。装配式建造方式相比传统现浇方式，单位平方米水泥砂浆消耗量减少50%以上。原因包括：

一是外墙粘贴保温板的方式不同，装配式建造方式的预制墙体采用夹芯保温，保温板在预制构件厂内同结构浇筑在一起，不需要使用砂浆及粘结类材料。

二是预制构件无须抹灰，减少了大量传统现浇方式的墙体抹灰量。

8）建筑垃圾排放。装配式建造方式相比传统现浇方式，单位平方米固体废弃物的排放量降低80%以上，减排优势明显。减少的固体废弃物主要包括废砌块、废模板、废弃混凝土、废弃砂浆等。装配式建筑施工现场干净整洁，各项措施完善，管理严格，废弃物的产生量大大减少。同时预制构件厂在构件生产过程中控制严谨、管理规范，混凝土的损耗率很小。

9）施工现场粉尘污染。装配式施工现场的PM2.5和PM10的排放减少。原因主要有以下四个方面：

一是由于采用预制混凝土构件，减少了建筑材料运输、装卸、堆放、挖料过程和运输车辆行驶过程中产生的扬尘。

二是外墙面砖采用反打工艺直接浇筑于混凝土中，预制内外墙无须抹灰，大大减少了墙体抹灰等易起灰尘的现场作业。

三是基本不采用脚手架，减少了落地灰的产生。

四是减少了模板和砌块等切割工作，减少了相关污染物扬尘的产生。

10）施工现场噪声污染。装配式建造方式相比传统现浇方式，施工现场最高分贝噪声持续的时长减短，噪声分贝也有所降低。主要原因有：

一是由于采用工业化方式，构件和部品在工厂中预制生产，减少了现场支拆模板和混凝土振捣的大量噪声。

二是预制构件安装减少了钢筋切割的现场工序，避免了高频摩擦声的产生。

由此可以看出，装配式建筑环境效益极为显著，在节能、节水、节材和环保方面有突出效益（装配式建筑在节地方面效益不是很明显），这是中央政府和地方政府关注的核心原因之一。