混凝土结构全寿命周期中诸环节1527195337

混凝土结构全寿命周期中诸环节“绿色化”控制要点混凝土结构，作为房屋、桥梁、高架道路等建（构）筑物的主要承力构件，被广泛运用于各种环境，做好其全寿命周期中各环节的“绿色化”控制工作，对于真正实现节材、降耗、减排的绿色建造要求有着非常重要的促进作用。邓明胜教授级高级工程师，英国皇家特许建造师，中建股份海外事业部总工程师，一直从事房屋建筑工程施工及工程技术管理和相关的科研工作，在建筑施工、技术管理及绿色建造等领域的国家级杂志、国内外学术研讨会上发表过多篇论文。在现阶段的建（构）筑物建设中，几乎不存在不使用混凝土结构构件的工程，即便是以木结构、钢结构或砖石结构等为主的建筑，也会在基础、构造柱、梁、板中用到，足见混凝土结构使用范围之广。因此，如何把握混凝土结构从项目概念提出到可行性研究、设计、施工、建成投入使用、直至最终的报废拆除整个生命周期的各个阶段，令其在诸环节中实现“绿色化”，将会是混凝土结构总体上通过绿色建造、实现绿色建筑的关键。策划阶段混凝土结构的“绿色化”策划阶段，是整个项目的起步阶段，是主要功能的形成和确定其生命周期中各阶段主要控制目标的关键环节。此阶段不会确定采用何种结构构件，但策划成果却与绿色建筑目标有密切关系，为此必须在该阶段启动“绿色化”工作，并视混凝土构件的广泛运用程度，提出针对其所开展的“绿色化”控制工作。合理设定工程质量目标。在项目策划阶段，应根据项目建设目标及使用年限等要求，综合设定其质量目标，该目标应包括项目正常运行的最低质量目标和合理（适当）的高要求质量目标水平。如果必须是省优、国优，就应在立项审批报告中加以明确，并在其后各阶段目标控制中加以贯彻落实，使最终产品达到该设定目标要求，并按省优、国优的产品发挥效用。避免出现项目策划中并未要求创优目标，却将其作为竞标条件列入，带来额外的用工、材料和时间投入，以致成本增加和资源浪费等现象，如大量需要拆除的“场地硬化”混凝土、仍需装修的“清水混凝土”等。合理设定工程建造成本与运行成本控制目标。从“绿色化”控制出发，即应以长远目标控制为出发点，对于关键环节多投入，以增加短期建造成本来获取长远运行成本的降低，尤其是满足从环保控制目标出发所提出的要求。从混凝土构件的“绿色化”目标控制角度出发，充分利用混凝土的耐久性和混凝土构件表面的可装饰性，力求运用较好的模板和施工工艺以实现表面一次性装饰效果而减省抹灰装饰面层投入，总体上实现节省资源的目的。合理设定投资者与最终用户需求的“连接通道”。如投资开发者与最终用户并非同一主体时，往往会存在投资者策划设定的目标与最终使用者期盼目标不一致的现象，而这种不一致通常导致最终用户拆除原有构造（比如抹灰层等）甚至原有结构（比如构造柱、墙等）重新改造，不但资源浪费，还可能因此带来结构隐患。为此，在项目策划中应充分考虑其具体需求，合理设置“连接通道”（即满足这些具体需求的可能或可靠做法）及其建设原则或提出指导性意见，杜绝建筑物内部多次大面积拆除、改造、装修等怪现象。从混凝土构件建造“绿色化”的角度出发，可以考虑在混凝土构件制作（预制）或现场浇筑等过程中合理地设置连接沟、槽、线条或埋件、连接件等，为运用装配式装饰构件或室内分隔构件等提供可靠（有效）的方法或手段。设计阶段混凝土结构的“绿色化”设计阶段，是将策划阶段所制定的原则和确定的各种概念体现在设计图上，其成果即为施工依据，也是施工过程中是否能够较好地实现“绿色化”以及使用过程中达到“绿色化”的关键。合理布置混凝土构件。要求合理搭配结构所需混凝土构件与其它起分隔作用的建筑构造构件间的布局关系，将混凝土构件的布局融入室内、外整体装饰、装修设计中统一考虑，使混凝土构件单独布置可显其力量之美，与其它分隔物体穿插布置有对比、点缀之效。总原则是让混凝土构件“素面朝天”，以清水混凝土效果体现于装饰风格中，最多只是通过简单的表面处理即可以涂料进行装饰，取消抹灰层做法，尤其是取消在与其它构件连接位置处通过加厚抹灰层并辅以钢丝网来避免裂缝产生的劳民伤财做法。混凝土构件间的连接及其与其它构件的连接节点设计。混凝土构件包括竖向墙、柱和水平梁、板，根据竖向混凝土构件的不同位置，其将不可避免地会与水平构件和其它竖向构件相交；且该交汇部位连接做法的好坏，直接关系到其总体装饰效果，故此务必在设计文件中加以考虑，至少应提出施工指导性控制意见，为施工图深化或施工方案制定提供依据。面向使用阶段，以发展眼光着眼设计混凝土构件的连接沟、槽、线条及埋件、连接件。对于大开间住宅或办公室，尤其是用于出租的公寓型住宅和办公室，租户变化频繁，故此在设计中应根据不同需求预设不同方案，并根据方案的优先程度排列，以第一优选方案作为实施方案，而将第二、第三……方案作为使用过程中用户自行调整布局的方案。同时根据该等方案在结构混凝土构件或其它刚性墙体构件中预置连接沟、槽、线条或埋件、连接件等，并将该等预置连接方式，在实施方案装饰做法中综合考虑，或作为装饰点缀、或作为装饰线条分割整体中的一个环节、或被巧妙地隐藏于装饰件之中。后续在使用过程中重新分隔房间而形成的隔墙、隔断等与现有混凝土结构或其它刚性结构的连接按“铰接点”的方式通过连接件与结构连接成整体，并重点处理好连接部位的隔音、隔热、防水、防尘封闭即可，外侧四周以类似硅胶的胶体封闭，从而实现装饰与功能的完美结合。室外各处清水混凝土饰面效果室内各处清水混凝土装饰效果施工阶段混凝土结构的“绿色化”施工阶段，是项目实体具体成形的阶段，亦是目前情况下社会各界对“绿色化”工作普遍关注和重点强调的阶段。此阶段一方面要贯彻策划阶段所确定的“绿色化”规划，同时还要就具体施工环节，通过施工设计，从材料选择、工艺制定到操作过程和检查验收等，来确定全程所要展开的“绿色化”工作，将设计阶段所形成的各种“绿色化”设计成果具体细化到实处。施工方案制定中的“绿色化”工作。施工方案制定过程中的“绿色化”体现在混凝土构件施工的“绿色规划”上，此规划工作不仅是施工工艺的选择，还应重点做好混凝土构件完成面效果规划和因混凝土表面的平实、光华而取消抹灰层做法所带来的建设期（使用期）节材效果规划以及临时场地硬化、混凝土浇筑过程中的浪费等非建筑物所用混凝土消耗量的控制工作。绿色建筑施工过程中的四个主要环节及其关系混凝土构件完成面效果的规划，可遵循下列原则：对于设计有清水混凝土或饰面混凝土要求的混凝土构件，遵循清水混凝土或饰面混凝土效果配制模板和混凝土施工、养护工艺；对于在项目规划中（至少是在招标文件中）有省市优质工程、甚至国家优质工程（鲁班奖）质量目标的项目，结合工程总体装饰效果，合理规划清水混凝土或饰面混凝土区域（构件），并按照清水混凝土或饰面混凝土的要求组织实施；对于有大量连续外露面的混凝土构件，比如混凝土筒体，可按照清水混凝土饰面构件要求组织实施，并征得业主和设计同意后在最终装修时取消饰面抹灰层做法；对于不与其它构件（比如砖墙）连接并且最终亦无面砖、石材、金属饰面等包裹的裸露混凝土构件，比如独立柱、墙等，可以按照清水混凝土饰面构件要求组织实施，并征得业主和设计同意后在最终装修时取消饰面抹灰层做法；对于与其它结构连接，并最终必须抹灰的混凝土构件，不提倡按照清水混凝土要求组织施工，仅按照普通混凝土构件要求施工即可；对于有条件做清水混凝土饰面的构件，若最终因为其区域整体装饰效果的需要而必须作石材、金属饰面等高级装饰者，仍按照普通混凝土构件要求施工；对于凡是不宜作为清水混凝土饰面施工的构件，全部按照普通混凝土构件要求组织施工；该类构件的“内实外光”，即指外表无超过标准规定的蜂窝、麻面，无孔洞等质量瑕疵，无需采用高级模板浇筑成型，以充分节省资源。明确混凝土构件表面效果后，施工工艺选择遵循并以实现该表面效果为则。清水混凝土或饰面混凝土饰面构件，其施工的精细要求和对其面层的保护要求均非常之高，故在选择具体成型工艺时，宜首选预制装配式结构。对于确需在现场浇筑成型的混凝土构件，亦应尽量以机械化程度高的工艺为主。对于楼板或地面浇筑，应优先使用激光整平仪和混凝土标高控制工具，确保混凝土浇筑一次整平，取消其上通常均会设置的砂浆找平层。此外，混凝土构件施工过程中的“绿色化”工作，还包括降低噪声、粉尘、节约用水和减少水污染等，因此工艺的选择亦应充分考虑这些因素，比如采用环保型振捣设备替代常规振捣设备以减少噪声，采用养护液或塑料薄膜覆盖养护替代浇水养护以节省用水并减少水污染等。场地硬化等非结构耗用混凝土的替代措施。包括提前获取项目完工后的室外场地规划图，并根据其要求综合利用道路、广场等位置，按照设计标高和该场地、道路构造要求进行回填，并做好除面层外的所有基层（包括混凝土垫层），以作为场地临时道路和工具、材料堆场，面层在项目最后完工（交工）前浇筑。对于无法提前完成室外规划设计的项目，将难以在临时道路和场地中充分运用该永久性场地和道路构造做法，可在临时规划场地和道路处铺砌活动预制块，最初的预制块可批量生产或购买，待工程开展后可利用项目上混凝土结构浇筑时的边角余料不断加工补充，完工后将预制块起出运至下一个工地重复使用。对于有重车进场的道路或区域，可用专用路基箱或道路钢板铺筑。大面积的场地或料具堆场，以级配碎石或卵石铺填为主，面层不作混凝土硬化，便于雨水回归同时节省现场雨水排放处理设施，填料可直接作为工程室外道路、广场回填或运往其它工地继续使用。对于场地地质条件较好，并且需要架空存放的材料或工具，如木材、钢材、钢管等，可采用桩支承的方式布设堆场，视不同情况，可采用混凝土桩、钢桩、木桩等，工程完工后拔除运往其它现场继续使用。混凝土结构浇筑过程中“边角余料”的综合利用措施。在混凝土制备环节，尽量选用商品混凝土，通过搅拌站集中管理有效减少砂石骨料的浪费；在运送环节，尽量选用混凝土运输车，直接运送至现场浇筑点卸料，以减少混凝土溢洒造成的浪费；混凝土浇筑时，尽量选择泵送混凝土浇筑，以减少人力运送或塔吊运送造成的溢洒浪费；采用“海绵球＋高压气体”吹洗的方法清洗混凝土输送泵管，充分利用泵管中的混凝土，减少浪费；对采取各种措施后仍旧可能多余的混凝土，可视其多少来确定制作不同类型的“预制混凝土块”，混凝土预制块的制作以现场实际需要（比如钢筋保护垫块、工程室外绿化需要的路边石、人行道砌块、场地平整垫块等）为准；前文所述现场临时运用的混凝土桩，亦可采用结构施工所用混凝土的边角余料进行预制；如该工程没有类似临时使用的预制块（板、桩）需求，则以企业为单位综合布置各项目分别制作，集中使用，亦可集中后向社会销售。材料选择中的“绿色化”工作。在对混凝土的组成材料砂、石、水泥、水及各种掺合料等的选择上，仍大有“绿色化”空间。具体包括：从对自然环境的保护角度出发，选择当地或临近区域资源丰富并不对环境构成损害的砂、石料作为混凝土配制的主要粗细骨料；从对人体保护的角度出发，选择对人体无害物质的砂石料作为混凝土骨料；选用粉煤灰等工业废渣，改善混凝土性能的同时，达到替代水泥、减少废物排放等综合环境保护目的；根据混凝土构件使用部位的不同，以及不同的强度、抗渗、抗冻融、耐久性等具体指标要求，选择不同种类的高效（高性能）外加剂，有效改善混凝土的和易性、抗渗性、抗冻融性、耐久性等性能，通过性能的改善和强度的提高，来实现节省混凝土用量的目的，从而达到“绿色化”过程中的节材要求。各种混凝土预制块参考示例实施过程中的“绿色化”工作。实施过程，即是具体地贯彻落实上述环节所制定的各种措施，根据下图所示的建筑垃圾分拣处理途径，在混凝土构件成型过程中，遵循“减量化”、“资源化”、“无害化”处理原则，将节材、降耗、减少污染等各项控制目标认真落实到每个施工环节之中。建筑垃圾分拣处理途径根除或减少现场临时道路和场地硬化混凝土用量，将是从“源头”上做好节材或减少建筑垃圾的重头工作；充分利用混凝土结构浇筑后必然会存在的边角余料制作各种用途的混凝土预制块，变废为宝；及时回收各层漏浆跑模出现的混凝土浆料，如不能作为预制混凝土块加以综合利用，则将其回收到地面，根据试配结果作为建筑物中某些构造柱、扶手等二次结构混凝土原料使用；对于结构施工时因“暴