裝配式建筑與鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化

（河北科技大學(xué)建筑工程學(xué)院 河北石家莊 050018）

裝配式建筑與鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化

李其廉 張慧玲 郝凱凱 李冠順

（河北科技大學(xué)建筑工程學(xué)院 河北石家莊 050018）

隨著綠色建筑的推廣，裝配式建筑和住宅產(chǎn)業(yè)化逐漸發(fā)展起來(lái)并聯(lián)系到一起，而這二者又離不開(kāi)BIM技術(shù)的支持。這三者共同加速了建筑行業(yè)的快速發(fā)展，為建筑行業(yè)提供了新思路、新方法，新突破。這是一場(chǎng)重大的變革，將為建筑行業(yè)注入新能量，推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展。本文分析了裝配式建筑、住宅產(chǎn)業(yè)化及BIM技術(shù)三者的關(guān)系。

裝配式建筑；住宅產(chǎn)業(yè)化；鋼結(jié)構(gòu)；綠色建筑

0 前言

2016年，中央國(guó)務(wù)院出臺(tái)文件《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)的管理工作的若干意見(jiàn)》，此文件提倡大力推廣裝配式建筑，在未來(lái)十年左右時(shí)間全力爭(zhēng)取使裝配式建筑在新建建筑中的比例提到30%?！兑庖?jiàn)》中還提出對(duì)建筑的各方面要求，核心在于綠色、環(huán)保和低碳，縮短施工工期并提高建筑工程質(zhì)量。同年，李克強(qiáng)總理又連續(xù)兩次提出，要大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化，調(diào)整并升級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。為此我國(guó)各省份各大設(shè)計(jì)院紛紛完善設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。河北省北方工程設(shè)計(jì)有限公司就出臺(tái)了一套完整的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以備設(shè)計(jì)之用。

1 裝配式建筑與住宅產(chǎn)業(yè)化結(jié)合的可行性分析

裝配式建筑是先把個(gè)部件構(gòu)件預(yù)制完成，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)加以裝配的建筑。整個(gè)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)都簡(jiǎn)單快捷，因此優(yōu)點(diǎn)頗多。主要優(yōu)點(diǎn)是施工速度快、進(jìn)度高、綠色環(huán)保節(jié)能、節(jié)約成本和勞動(dòng)力、工程質(zhì)量高等等。

住宅產(chǎn)業(yè)化的是采用工業(yè)化生產(chǎn)的方式來(lái)建造住宅，以提高生產(chǎn)住宅的生產(chǎn)率，從而降低成本，時(shí)間建筑設(shè)計(jì)構(gòu)件的模塊和標(biāo)準(zhǔn)化，再加上施工現(xiàn)場(chǎng)的快速流水制作構(gòu)件作業(yè)，這樣就達(dá)到了快速生產(chǎn)的目的。住宅產(chǎn)業(yè)化能把粗放型生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械化生產(chǎn)方式，符合建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的要求。而B(niǎo)IM技術(shù)平臺(tái)已成為當(dāng)今時(shí)代實(shí)現(xiàn)裝配式與住宅產(chǎn)業(yè)化的相當(dāng)有效的途徑。

BIM（Building Information Modeling）即為建筑信息模型，它可以作為裝配式建筑和住宅產(chǎn)業(yè)化的主要?jiǎng)恿?。BIM 技術(shù)可以存在于建筑結(jié)構(gòu)的整個(gè)生命周期，包括規(guī)劃設(shè)計(jì)方法、技術(shù)手段、造價(jià)評(píng)估、施工組裝管理和運(yùn)行管理等，可以高質(zhì)量地服務(wù)于建筑業(yè)。

分析表明，在BIM技術(shù)提供平臺(tái)的基礎(chǔ)上，裝配式建筑和住宅產(chǎn)業(yè)化可以很好地結(jié)合，促進(jìn)建筑行業(yè)飛速發(fā)展。

2 鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化

要實(shí)現(xiàn)裝配式建筑和住宅產(chǎn)業(yè)化，必須選擇一種或多種結(jié)構(gòu)體系來(lái)發(fā)展。實(shí)踐證明，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系是一種較好的選擇，性?xún)r(jià)比較高。

鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化首先從國(guó)外大力發(fā)展起來(lái)，如日本、芬蘭、美國(guó)、澳大利亞、德國(guó)等。

鋼結(jié)構(gòu)住宅有很多優(yōu)點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)有：質(zhì)輕高強(qiáng)，抗震性能優(yōu)越，可用于多震地區(qū)；消耗低、能耗低、污染小、可以回收再利用；結(jié)構(gòu)施工速度快，周期短，成本造價(jià)低，在隔聲、隔熱和保溫方面優(yōu)勢(shì)明顯。此外，鋼結(jié)構(gòu)住宅符合綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的理念。

在我國(guó)杭蕭鋼構(gòu)為龍頭企業(yè)。鋼結(jié)構(gòu)住宅根據(jù)建筑高度包括低層、多層和高層；根據(jù)體系種類(lèi)可分為鋼框架結(jié)構(gòu)、鋼框架支撐結(jié)構(gòu)、交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)、鋼框架剪力墻結(jié)構(gòu)等。參考杭蕭鋼構(gòu)中的構(gòu)件屬性，結(jié)構(gòu)中的剪力墻可以采用單鋼板或雙鋼板混凝土組合剪力墻，也可以采用預(yù)支或現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻；柱子采用矩形、方形或圓形鋼管混凝土柱；梁則選用高頻焊接H型鋼；支撐選用高頻焊接H型鋼或矩形鋼管。

3 鋼結(jié)構(gòu)住宅綠色環(huán)保優(yōu)勢(shì)

我國(guó)國(guó)情決定我國(guó)建筑要選擇綠色建筑，鋼結(jié)構(gòu)住宅恰好可以最大限度滿足環(huán)保、節(jié)能節(jié)地、節(jié)水。

環(huán)保方面：相比砌體與混凝土框架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)采用的硅酸鹽水泥材料少得多，而硅酸鹽水泥材料會(huì)分解為不可循環(huán)也不可利用的廢棄物，這樣鋼結(jié)構(gòu)住宅就減少了污染；節(jié)能方面：建筑需要拆除時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)及其材料可全部回收，并且鋼結(jié)構(gòu)耗油少，可以節(jié)煤；節(jié)地方面：鋼結(jié)構(gòu)住宅可采用鋼板剪力墻，墻體厚度小于普通剪力墻，有效利用土地，增加建筑面積；節(jié)水方面：鋼結(jié)構(gòu)施工作業(yè)是干作業(yè)，除基礎(chǔ)施工時(shí)需要用水，其它環(huán)節(jié)幾乎不用水，而其它住宅用水很多，如果盡可能使用鋼結(jié)構(gòu)，可以大量節(jié)約水資源，緩解緊張的用水局面。

4 住宅產(chǎn)業(yè)化中存在的問(wèn)題及對(duì)策

住宅產(chǎn)業(yè)化雖是現(xiàn)在的流行趨勢(shì)，但也存在許多不利因素。對(duì)于住宅產(chǎn)業(yè)化，政府缺乏足夠的激勵(lì)性政策、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系及推廣力度；業(yè)內(nèi)人士不太了解住宅產(chǎn)業(yè)化和裝配式建筑，積極性和熱情不足；住宅產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)化與消費(fèi)者的需求相沖突，企業(yè)發(fā)展模式無(wú)法推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展；此外鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)中存在裂縫，技術(shù)不成熟，三板體系并不完善，其中三板包含屋面板、樓面板及墻體板。

對(duì)此，首先我國(guó)政府及住房城鄉(xiāng)建設(shè)部必須完善一套相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系，該體系必須覆蓋勘察、設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收整個(gè)過(guò)程；其次，要建立相關(guān)鼓勵(lì)政策，多多向國(guó)外的建筑模式學(xué)習(xí)、借鑒；最后，國(guó)家要加大推廣宣傳的力度，使住宅產(chǎn)業(yè)化、裝配式建筑及BIM為更多人知曉。

5 鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展前景

中建鋼構(gòu)基于實(shí)際示范項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)出兩大核心技術(shù)體系：綠色鋼結(jié)構(gòu)建筑和模塊化生態(tài)房屋。該體系貫穿了住宅建筑、文化衛(wèi)生建筑、商業(yè)建筑、高智能車(chē)庫(kù)、海洋綠色人居建筑、工業(yè)園建筑等，研發(fā)路線為從低層到高層、從二維到三維，創(chuàng)新了實(shí)踐。中建鋼構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)與輕質(zhì)板墻的體系，并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2016年是建筑業(yè)信息化的大變革。1月1日起國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)化建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》正式實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)建筑科學(xué)研究院、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心及相關(guān)單位用兩年多時(shí)間指定；6月16日《中國(guó)建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報(bào)告（2016）互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與發(fā)展》發(fā)布；7月，中建一局等多家單位建立了混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室可以用MR眼鏡把BIM技術(shù)和混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合起來(lái)，深入探索。9月，《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》和《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》出臺(tái)；11月30日，“四庫(kù)一平臺(tái)”啟用。

2017年2月，住建部印發(fā)《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》。

分析可知，鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景很廣闊。

6 總結(jié)和展望

裝配式建筑和鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化以其絕對(duì)優(yōu)勢(shì)走在了建筑行業(yè)的前端，符合綠色建筑的理念，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，勢(shì)必在未來(lái)有極大的發(fā)展。國(guó)家要抓住現(xiàn)在的機(jī)遇，克服現(xiàn)存的困難，把裝配式建筑和住宅產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合，并利用BIM技術(shù)，創(chuàng)新思路，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)更大的突破。

[1]趙麗坤，姚福義.國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化適用技術(shù)應(yīng)用對(duì)比研究[J].北方工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，2016（12）：31-216

[2]胡宇鋒.我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策研究[D].湖北：長(zhǎng)江大學(xué)，2016

[3]趙欣，吳孟霖，白瑞.鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)探討[J].浙江樹(shù)人大學(xué)學(xué)報(bào)，2016(9)：16-03

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[5]劉耀華.裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].陜西建筑，2016（06）：252

[6]宿金成，尹麗丹.BIM推動(dòng)我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的研究[J].低溫建筑技術(shù)，2016（01）：211

[7]薛兆明.BIM 技術(shù)在住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用探討[J].山西建筑，2015（07）：41-21

TU43

B

1007-6344（2017）04-0203-01

李其廉( 1965-)，男，河北臨西人，高級(jí)工程師，副教授，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、檢測(cè)及加固方面的研究；張慧玲( 1990-)，女，在讀碩士研究生