唐 午

中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，湖南 长沙 410011

自20世纪80年代以来，随着我国经济的快速发展，建筑行业也开始蓬勃发展，并成为中国经济高速发展的重要支柱产业。高速发展的同时也伴随着建筑材料资源及能耗浪费的问题，因此，国家越来越重视低碳、环保、绿色施工，并出台了一系列相关的条令[1]。同时，由于城市中心位置的优质土地资源不断减少，建筑行业开始将目光放在高层及超高层建筑上，从而有效缓解土地资源紧张的情况。高层及超高层住宅主要建筑材料为混凝土结构，其中混凝土、钢筋与模板为主要部分，而模板则为建筑材料和成本很重要的一部分，由此可见，模板是建筑行业发展中很重要的一环，如图1 所示。在国家更加严格要求低碳、节能、环保、绿色施工的趋势下，对建筑施工中模板如何实现低碳、环保、绿色施工等方面的研究将具有重要意义。

我国以前传统的模板主要是使用木质模板，随着建筑行业技术和环保要求的不断提高，木质模板在施工质量、资源节约、废料回收、绿色施工、环保低碳等方面存在相当明显的缺陷，建筑行业亟需在工艺方面寻找新的突破。铝合金模板的出现，符合国家和行业的发展要求，与木质模板对比，铝合金模板在低碳节能、环保回收、绿色施工等方面具有更大优势[2]。本文就铝合金模板的优势进行研究分析。

1 我国绿色环保趋势下的木质模板现状

模板是我国建筑工程中使用最多的周转材料，现以木质模板居多，低碳、绿色、节能的发展需求，使木质模板的能源消耗、浪费等问题逐渐被全社会重视。

作为全球第二大木材消耗国和第一大木材进口国，近10 年来，我国木材消费总量增长了173%，目前全国年木材消耗量超过6 亿m3，对外依赖度超过50%。随着各个行业的快速发展，木材市场需求仍将持续增长。据测算，到2020 年，我国的木材需求量可能达到8 亿m3，缺口约为2 亿m3。

根据上述数据分析，同时基于我国对森林的保护，虽然对于木材的需求增多，但是国家鼓励木材进口，所以未来我国木材产量将会持续下滑，预计到2023 年我国木材产量将下降到5 859.8 万m3，如图2 所示。

图2 2018—2023 年我国木材产量预测

在国家低碳环保要求下，我国对于木材的需求日益上升，且消耗巨大。而在国内产量持续下降的情况下，各个行业将面临木材价格上涨且资源紧缺的情况。建筑行业中大量使用的木质模板，经济效益将越来越低，环保问题将越来越突出，因此，建筑行业需要寻求新的材料以替代木质模板，来满足低碳、环保、绿色施工的要求。铝合金模板以其优良的特性，正慢慢被建筑行业所接受，并替代木质模板应用在建筑施工中。

2 铝合金模板的优势

2.1 铝合金模板的低碳、节能优势

铝合金模板是一种完全不同于传统木质模板的新型模板体系，主要包括模板体系、加固体系和支撑体系，又称铝模板，如图3 所示。铝合金模板的生产基本在铝合金模板厂内完成，通过建筑结构图进行深化后设计配模图，厂家在场内安排下料、生产，通过锯切、冲孔、焊接、校正的基本工序完成材料准备，随后在厂内完成预拼装并验收合格，再按系统编号、打包，最后运输至项目工地现场。

图3 铝合金模板安装结构

铝合金模板主要原材料为铝材，并不消耗森林资源，大量地节约森林资源，同时为铝在市场中找到新的应用途径，如图4 所示。

图4 2003—2017 年我国原铝月度产量（单位：万t）

铝合金模板因自身强度较大的优势，可重复使用300 次左右。就单个项目而言，铝合金模板每栋楼的配量，只需要按图纸配一套铝合金模板即可，若项目所有楼栋建筑结构都一致且不抢工期，理论上一套铝合金模板可满足整个项目的需求。而木质模板在应用中，重复使用率相对而言很低，周转4 次以上，模板边角部分容易出现翘曲的问题。因此，就单个项目而言，木质模板的使用量是铝合金模板的数倍以上，对整个建筑行业的模板使用量而言，因其体量巨大，木质模板对森林资源的消耗将是一个巨大数字，而铝合金模板则完全没有这方面的消耗，极大地节约了森林资源。

从以上模板的生产原料及应用的对比中，可以明显看出铝合金模板极大地节约了木材资源，保护了森林和自然环境，符合国家低碳、环保发展的要求[3]。

2.2 铝合金模板环保回收优势

模板的回收，也是建筑施工环保要求中的重要一环。木质模板在使用过程中，会产生大量的边角余料，这些边角余料无法进行回收再利用，成为一次性消耗品，产生大量的木材资源浪费。同时由于现场施工中临时切割情况较多，且形状大小不一，退场回收整理较为困难，加上在使用过程中通过钉子进行连接、固定，增加了安全隐患。木质模板在废弃后需要安排专人进行清理，清理后装车，又因其形状、大小不一，致使车载空间利用率较低，废料运输处理成本较高。总体来说，对我国木材资源造成了极大的浪费，违背了我国低碳环保的发展趋势。

铝合金模板在生产当中，也会产生一定的边角余料，这些边角余料并不是一次性消耗品，可以返厂再充当原材料使用，重新加工成全新的铝合金模板，不会产生一次性消耗和资源浪费。在项目使用过程当中，铝合金模板主要通过销钉、背楞进行连接和加固，铝合金模板在退场回收清理时，可整齐堆放，按编号打包，车载空间利用率高，其中的标准板可在下个项目中重复使用，非标准板因项目差异性，不能再次直接投入使用，但其可充当废料返厂，作为原材料使用。铝合金模板的残值很高，具有很高的经济效益，同时也没有产生资源浪费。在生产余料再利用及清理回收过程中，铝合金模板也具有绿色、环保的特性，并且在回收运输中产生节能、低碳、环保的边际效应。

2.3 铝合金模板的绿色施工优势

建筑行业快速发展，为我国带来了很多资源、环境、社会问题，为解决这些问题，针对绿色施工我国制定了许多指导条令。木质模板在工地现场，需要进行充足备料，根据现场需求进行切割或替换，因此，工地现场需要为木质模板准备物料仓库、加工设备、切割场地及废料堆放场地，如图5 所示。这将占用大量场地并且增大工地现场噪音、灰尘及电能的消耗，同时木质模板在运输过程中需要借助垂直运输设备，这些都将增加设备及人员的能耗。

图5 废弃木质模板堆积

铝合金模板因其强度和刚度较高，表面平坦度较好，加工尺寸较为精确，模板之间的接缝较少，这些特性使得浇筑好的砼外观光滑，平整度、垂直度好，基本达到清水混凝土的质量和效果。较木质模板而言，可省去二次抹灰工序，节约了原材料、人工等费用。同时，因为铝合金模板重量较轻，拆装灵活，通过运料口进行运输，在施工中不需要垂直运输设备，也在一定程度上起到了节能的作用。另外，铝合金模板几乎不需要现场加工，不需要为其单独设置加工场地，同时其形状规整，几乎现场不产生废料，大幅减少了对场地的占用，降低能源和人员的消耗，并且对建筑企业产生很高的经济效益[4]。

3 铝合金模板应用推广中存在的问题

铝合金模板在低碳、环保、绿色施工等方面拥有极大的优势，但因其自身成本较高，需要标准板利用率高、非标准板总占比例低，才能实现较高的经济效应。受制于以上原因，现在铝合金模板大量应用在高层及超高层建筑施工上，在其他领域无法完全代替木质模板。同时，在高层及超高层的一些特殊需求上，因为考虑到经济效益和施工工艺，需要铝合金模板和木质模板结合使用来满足需求。

4 结语

（1）建筑施工中铝合金模板的采用，能有效减少木模板原材料的消耗，节约大量的森林资源、降低能耗；因其工艺质量优势，还将压缩后期工序及工程工期，间接降低建筑施工中的边际能耗，起到降耗节能作用。

（2）铝合金模板在建筑施工时能降低噪音、减少扬尘等方面的环境污染；建筑施工回收中不产生一次性消耗，废料能再利用，起到绿色环保作用。

（3）铝合金模板因自身经济效益及工艺限制，现阶段还无法完全取代传统木质模板，建筑施工中仍需要铝合金模板和木质模板的有机结合，力争实现低碳节能、绿色环保的最优功能及经济效应。

（4）铝合金模板现阶段主要应用在高层及超高层建筑施工领域，其他领域的拓展应用仍需要相关科研部门的积极研发和探索。