氣候變化正深刻影響著全球建筑業(yè)的發(fā)展邏輯，傳統(tǒng)“現(xiàn)場(chǎng)澆筑、高碳排放”的建造模式已難以適應(yīng)“雙碳”目標(biāo)下的行業(yè)轉(zhuǎn)型需求。裝配式建筑憑借“工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)裝配”的核心優(yōu)勢(shì)，在減少資源消耗、降低碳排放、提升氣候適應(yīng)性等方面展現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值。本文將從技術(shù)創(chuàng)新、材料革新、實(shí)踐落地三個(gè)維度，剖析裝配式建筑應(yīng)對(duì)氣候挑戰(zhàn)的解決方案，并結(jié)合國(guó)內(nèi)最新實(shí)踐案例，探討綠色建造的未來路徑。
一、氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)：從“被動(dòng)抵抗”到“主動(dòng)調(diào)節(jié)”
傳統(tǒng)建筑在極端氣候面前常顯脆弱，而裝配式建筑通過模塊化設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣候風(fēng)險(xiǎn)的主動(dòng)應(yīng)對(duì)。
1.抗寒與保溫一體化技術(shù)
在嚴(yán)寒地區(qū)，裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系結(jié)合“真空絕熱板+呼吸式幕墻”的復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可使建筑傳熱系數(shù)降低至0.15W/(㎡·K)以下，較傳統(tǒng)建筑節(jié)能60%以上。例如，哈爾濱某裝配式保障房項(xiàng)目通過工廠預(yù)制帶保溫層的疊合剪力墻，現(xiàn)場(chǎng)裝配后實(shí)現(xiàn)外墻保溫層與結(jié)構(gòu)層的無縫銜接，有效避免傳統(tǒng)施工中“冷橋”導(dǎo)致的能源損耗，冬季室內(nèi)溫度穩(wěn)定性提升30%。
2.高溫與強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
針對(duì)高溫高濕地區(qū)，裝配式混凝土(PC)構(gòu)件可集成通風(fēng)腔體設(shè)計(jì)，利用空氣層實(shí)現(xiàn)自然降溫。深圳某裝配式辦公樓項(xiàng)目采用預(yù)制外掛墻板與內(nèi)保溫層形成“雙層呼吸墻”，夏季通過腔體空氣流動(dòng)帶走熱量，室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷降低25%。在臺(tái)風(fēng)頻發(fā)的東南沿海，裝配式鋼框架支撐體系通過螺栓連接節(jié)點(diǎn)的剛性設(shè)計(jì)，可抵御17級(jí)強(qiáng)風(fēng)，較傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)提升1.5度。
3.極端降水的排水系統(tǒng)集成
面對(duì)暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)，裝配式建筑可將排水管道、集水模塊與預(yù)制樓板同步設(shè)計(jì)生產(chǎn)。上海某海綿城市試點(diǎn)項(xiàng)目中，預(yù)制混凝土樓板內(nèi)嵌入虹吸排水槽，現(xiàn)場(chǎng)裝配后形成“立體排水網(wǎng)絡(luò)”，雨水收集效率提升至80%，有效緩解城市內(nèi)澇壓力。
二、低碳建造：全生命周期的“碳足跡”壓縮
裝配式建筑的低碳價(jià)值不僅體現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)階段，更貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工的全鏈條。
1.建材生產(chǎn)：工業(yè)固廢的高值化利用
傳統(tǒng)建材生產(chǎn)是碳排放“重災(zāi)區(qū)”，而裝配式構(gòu)件可大量消納工業(yè)固廢。北京某裝配式橋梁項(xiàng)目采用30%粉煤灰替代水泥制備預(yù)制箱梁，減少水泥用量1.2萬噸，對(duì)應(yīng)碳排放降低8000噸;同時(shí)，利用鋼鐵廠廢鋼生產(chǎn)的裝配式鋼構(gòu)件，較原生鋼材料減少碳排放70%。
2.施工階段：零揚(yáng)塵與低能耗裝配
現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)的減少是裝配式建筑低碳的核心優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)顯示，裝配式建筑施工階段粉塵排放僅為傳統(tǒng)工藝的1/10，建筑垃圾減少90%，水資源消耗降低65%。成都某EPC項(xiàng)目通過“預(yù)制構(gòu)件+BIM技術(shù)”實(shí)現(xiàn)“零模板、零腳手架”施工，工期縮短40%，現(xiàn)場(chǎng)用電負(fù)荷降低50%，獲評(píng)住建部“綠色建造示范工程”。
3.運(yùn)維與拆除：循環(huán)經(jīng)濟(jì)的閉環(huán)設(shè)計(jì)
裝配式構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化連接為后期維護(hù)與拆除提供便利。長(zhǎng)沙某裝配式學(xué)校項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留構(gòu)件可拆卸節(jié)點(diǎn)，預(yù)計(jì)50年使用壽命到期后，80%的鋼構(gòu)件可回收再利用，混凝土構(gòu)件經(jīng)破碎后作為再生骨料重新生產(chǎn)預(yù)制件，全生命周期碳排放較傳統(tǒng)建筑減少45%。
三、綠色實(shí)踐案例：從技術(shù)創(chuàng)新到場(chǎng)景落地
近年來，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出一批兼具氣候適應(yīng)性與低碳效益的裝配式標(biāo)桿項(xiàng)目，為行業(yè)提供可復(fù)制經(jīng)驗(yàn)。
案例一：雄安新區(qū)“被動(dòng)房+裝配式”示范項(xiàng)目
作為國(guó)家級(jí)綠色建筑示范區(qū)，雄安某人才公寓項(xiàng)目采用“裝配式鋼結(jié)構(gòu)+被動(dòng)式超低能耗”技術(shù)路線。預(yù)制外墻板集成三層中空LowE玻璃、石墨聚苯板保溫層及呼吸紙防潮層，配合地源熱泵與新風(fēng)熱回收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑全年恒溫恒濕，無需傳統(tǒng)空調(diào)暖氣，年能耗僅為60kWh/(㎡·a)，較國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)降低75%。項(xiàng)目通過工廠數(shù)字化生產(chǎn)，構(gòu)件精度控制在±2mm，現(xiàn)場(chǎng)裝配效率達(dá)300㎡/天，施工周期壓縮至12個(gè)月，碳排放量較傳統(tǒng)建筑減少1200噸。
案例二：甘肅干旱地區(qū)裝配式生態(tài)農(nóng)房
針對(duì)西北干旱少雨、晝夜溫差大的氣候特點(diǎn)，該項(xiàng)目創(chuàng)新研發(fā)“秸稈水泥復(fù)合預(yù)制構(gòu)件”，利用當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)廢棄物秸稈替代30%水泥，減少建材運(yùn)輸距離80%。預(yù)制屋頂集成太陽能光伏板與集水模塊，年發(fā)電量滿足農(nóng)戶基本用電需求，雨水收集量達(dá)150m3，解決灌溉用水短缺問題。項(xiàng)目建成后，農(nóng)戶年均能源支出降低1800元，建筑碳排放較傳統(tǒng)土坯房減少70%，獲評(píng)“聯(lián)合國(guó)全球可持續(xù)建筑獎(jiǎng)”。
案例三：粵港澳大灣區(qū)模塊化應(yīng)急醫(yī)院
2023年珠三角疫情期間，某應(yīng)急醫(yī)院采用裝配式模塊化建造技術(shù)，28天完成2000張床位的交付。項(xiàng)目所有醫(yī)療單元為工廠預(yù)制的鋼結(jié)構(gòu)模塊，集成通風(fēng)、強(qiáng)弱電、醫(yī)療氣體管道等系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)通過螺栓快速拼接，較傳統(tǒng)臨時(shí)建筑抗震等級(jí)提升至8度，且具備重復(fù)拆裝能力。疫情結(jié)束后，模塊可拆解運(yùn)輸至其他地區(qū)重建，材料回收率達(dá)95%，避免“一次性建設(shè)”的資源浪費(fèi)。
四、行業(yè)趨勢(shì)：政策驅(qū)動(dòng)與技術(shù)突破的雙輪聯(lián)動(dòng)
裝配式建筑應(yīng)對(duì)氣候挑戰(zhàn)的能力，正通過政策引導(dǎo)與技術(shù)創(chuàng)新加速提升。2025年新版《裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》將“氣候適應(yīng)性指標(biāo)”納入評(píng)分體系，要求嚴(yán)寒地區(qū)項(xiàng)目節(jié)能率不低于75%，熱帶地區(qū)自然通風(fēng)換氣次數(shù)不低于2次/小時(shí)。技術(shù)層面，3D打印預(yù)制構(gòu)件、碳纖維復(fù)合材料替代鋼筋、數(shù)字孿生運(yùn)維等前沿技術(shù)逐步落地，未來裝配式建筑將實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)—生產(chǎn)—運(yùn)維”的全生命周期碳追蹤。
從寒地保溫到熱帶通風(fēng)，從低碳建造到循環(huán)利用，裝配式建筑正以“系統(tǒng)化解決方案”重塑建筑業(yè)的氣候韌性。隨著“雙碳”目標(biāo)深入推進(jìn)，唯有將氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)貫穿于建筑全生命周期，才能真正實(shí)現(xiàn)“人與自然和諧共生”的建造哲學(xué)。未來，當(dāng)每一棟建筑都成為氣候挑戰(zhàn)的“主動(dòng)應(yīng)對(duì)者”，城市才能在不確定的環(huán)境變化中，筑牢綠色發(fā)展的根基.
