模塊化施工技術(shù)在居住建筑中的可行性研究

張 鵬

(通遼鐵建房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

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模塊化施工技術(shù)在居住建筑中的可行性研究

張 鵬

(通遼鐵建房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

介紹了模塊化建筑的產(chǎn)生背景，分析了該技術(shù)在居住建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀及可行性，并預(yù)測(cè)了模塊化施工技術(shù)在居住建筑中的發(fā)展前景，為建筑企業(yè)開(kāi)展模塊化產(chǎn)品研發(fā)提供參考。

模塊化施工，實(shí)際案例，可行性分析

1 模塊化建筑產(chǎn)生的時(shí)代背景

1.1 模塊化建筑概念

“模塊化”最初起源于歐美、日本等國(guó)家，在汽車(chē)、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，后演變到建筑領(lǐng)域。首先，將建筑單體按功能或結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)模塊。其次，將若干個(gè)模塊按照設(shè)計(jì)好的圖紙?jiān)诠S進(jìn)行預(yù)制加工，包括建筑內(nèi)部的裝飾裝修等。最后，將所有加工好的模塊以陸運(yùn)或海運(yùn)的方式運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝[1]。模塊化建筑施工與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比，具有組裝靈巧、施工簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)，高效降低了建筑所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。此外，在工廠預(yù)制的模塊，生產(chǎn)效率高，施工速度快，很少受到氣候季節(jié)等自然環(huán)境的影響，采用輕便快捷的建筑材料，提高了抗震性能及自身的重量。

1.2 模塊化建筑施工技術(shù)

模塊化建筑施工技術(shù)又稱(chēng)裝配式建筑，主要應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)中。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)為獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí)，可做到整體澆筑和運(yùn)輸；若獨(dú)立基礎(chǔ)重量大或形狀特異，可進(jìn)行分割預(yù)制再安裝，也可預(yù)制模板后再現(xiàn)場(chǎng)澆筑；當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)為條形基礎(chǔ)時(shí)，通常將基礎(chǔ)分割若干片后現(xiàn)場(chǎng)安裝，組合對(duì)接。

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)而言，其結(jié)構(gòu)由基礎(chǔ)、柱子、梁、屋面板等組成，可對(duì)其分別進(jìn)行模塊化制作。若鋼結(jié)構(gòu)下方采用混凝土模塊，可將兩種結(jié)構(gòu)模塊整合澆筑。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的材料特色，可選用 Q345 與 Q235 型成本較低、輕質(zhì)的鋼材。對(duì)于鋼柱截面及屋架截面以實(shí)腹式 H 型鋼截面為主，在關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)處，用永久性的螺栓或高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行錨固與連接。

2 模塊化技術(shù)在居住建筑中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 國(guó)外——日本輕鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅

輕鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅在1995年神戶大地震而得到廣泛推廣。日本是個(gè)多地震國(guó)家，對(duì)建筑的抗震性能要求特別高。而輕鋼結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)材料的優(yōu)良特色以及快速便捷的施工，很大程度上解決了震后百姓的安置問(wèn)題。如圖1所示，由最底部的箱形基礎(chǔ)到材料的運(yùn)輸，再到樓板的吊裝，到墻體的分割以及建筑的竣工等，僅僅需要3 d時(shí)間。在施工現(xiàn)場(chǎng)很少看到環(huán)境的污染以及聽(tīng)到繁雜的噪聲。

2.2 國(guó)內(nèi)——南京新城模塊化香悅瀾山住宅

新城·香悅瀾山最先采用世界頂級(jí)裝配式住宅技術(shù)——模塊化建筑技術(shù)，推動(dòng)裝配式住宅步入工業(yè)化5.0時(shí)代。其裝配式建筑面積比例為100%，建筑單體預(yù)制裝配率不低于30%。

作為南京第一個(gè)模塊化住宅產(chǎn)品，新城·香悅瀾山的模塊化示范住宅將預(yù)制好的模塊圍繞鋼結(jié)構(gòu)核心筒，用機(jī)械吊裝裝置進(jìn)行安裝。相對(duì)于傳統(tǒng)建筑而言，建筑施工周期節(jié)約30%～40%。以香悅瀾山兩棟小高層的建筑為例，設(shè)計(jì)階段84 d～120 d左右，模塊大約21 d即可生產(chǎn)完成，根據(jù)天氣情況等因素，安裝大約56 d～70 d完成(見(jiàn)圖2～圖4)[2]。

2.3 國(guó)內(nèi)到國(guó)外——中集模塊化施工Casuarina學(xué)生公寓

中集模塊化公司在2014年為澳洲GPT集團(tuán)建造的Casuarina學(xué)生公寓具有代表性，該公寓由187個(gè)模塊組成，303個(gè)模塊房間，由客房套間、休息室、公共廚房、閱讀室等功能組成。此外，在2015年還建造了澳洲Curtain大學(xué)學(xué)生公寓項(xiàng)目。這兩個(gè)項(xiàng)目，均是在工廠內(nèi)完成所有的內(nèi)部裝修和裝飾任務(wù)，還在很短的時(shí)間內(nèi)完成了建筑的外掛任務(wù)(見(jiàn)圖5～圖7)[3]。

3 模塊化建筑技術(shù)發(fā)展的可行性研究

作為一種新興的建筑施工技術(shù)，模塊化建筑尚處于初始階段。而且模塊化建筑缺乏市場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，理論與現(xiàn)實(shí)存在差異。針對(duì)這一普遍現(xiàn)象，文章通過(guò)對(duì)近200名相關(guān)的學(xué)者、技術(shù)工程師、普通工人、在校學(xué)生以及群眾等進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容是評(píng)價(jià)居住建筑中采用模塊化建筑技術(shù)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：應(yīng)大力發(fā)展模塊化建筑市場(chǎng)、倡導(dǎo)并應(yīng)用模塊化建筑技術(shù)、努力解決模塊化建筑現(xiàn)實(shí)問(wèn)題等。

3.1 發(fā)展模塊化建筑市場(chǎng)

十二屆全國(guó)人大五次會(huì)議中李克強(qiáng)總理強(qiáng)調(diào)：在具備條件的情況下大力推廣智能和裝配式建筑。力爭(zhēng)用10年的時(shí)間使裝配式建筑占新建建筑的30%左右?？梢?jiàn)，新型的模塊化建筑將會(huì)占領(lǐng)未來(lái)的建筑市場(chǎng)。

在調(diào)查的200名受訪者中，其中，70.4%的受訪者提倡在居住建筑中實(shí)施模塊化技術(shù)，他們希望將更多的綠色的、環(huán)保的、節(jié)約經(jīng)濟(jì)的建筑材料、建筑技術(shù)、建筑理念應(yīng)用到實(shí)際的建筑中，他們認(rèn)為：模塊化技術(shù)改變了傳統(tǒng)的施工模式，有效降低了環(huán)境的污染以及大量的噪聲污染。此外，有55.6%的受訪者同意將該建筑技術(shù)應(yīng)用在居住建筑中，愿意購(gòu)買(mǎi)模塊化建筑產(chǎn)品。43%的受訪者可將購(gòu)買(mǎi)的建筑作為國(guó)家模塊化建設(shè)的試點(diǎn)工程。

3.2 倡導(dǎo)模塊化建筑技術(shù)

近年來(lái)，模塊化建筑施工技術(shù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展中積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。與歐美國(guó)家相比，我國(guó)的模塊化技術(shù)趨近相同。尤其是以國(guó)內(nèi)新城集團(tuán)、中集集團(tuán)為主的模塊化技術(shù)，將直接引導(dǎo)著國(guó)內(nèi)發(fā)展的新方向。新城·香悅瀾山的模塊化示范住宅在節(jié)能環(huán)保和隔音等方面的技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了世界先進(jìn)水平，極大提高了建筑物的舒適度，提高了建筑的使用面積。

針對(duì)于模塊化建筑實(shí)際案例，在調(diào)查的200名受訪者中，相關(guān)的學(xué)者及施工技術(shù)人員對(duì)該項(xiàng)技術(shù)非常感興趣，他們?cè)敢鈱⒔窈蟮难芯糠较蚋嗟膬A向到新技術(shù)、新能源方面。受訪的在校學(xué)生認(rèn)為：在校期間，除了學(xué)好目前的專(zhuān)業(yè)知識(shí)外，更多的愿意了解、掌握模塊化技術(shù)并產(chǎn)生濃厚興趣，希望畢業(yè)后有機(jī)會(huì)參與到模塊化建筑的設(shè)計(jì)、預(yù)制以及安裝過(guò)程中。然而，普通群眾對(duì)于模塊化建筑施工技術(shù)的理解卻相對(duì)落后，僅有24%的群眾了解，他們更關(guān)心的是建筑的質(zhì)量以及建筑的造價(jià)問(wèn)題。

3.3 解決模塊化建筑現(xiàn)實(shí)問(wèn)題

從調(diào)查過(guò)程來(lái)看，模塊化建筑所面臨的問(wèn)題包括:市場(chǎng)認(rèn)知度和信任度偏低、缺乏詳細(xì)的政策指導(dǎo)和支持、模塊化建筑市場(chǎng)上的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才相對(duì)缺乏。

首先，建筑市場(chǎng)的主要客戶是普通民眾，他們對(duì)于模塊化建筑的理念和技術(shù)發(fā)展了解較少，對(duì)模塊化建筑的認(rèn)知和信任程度較低。一般的民眾群體并不了解住房本身的質(zhì)量問(wèn)題，僅憑經(jīng)驗(yàn)而來(lái)。對(duì)于新興的模塊化建筑市場(chǎng)難以產(chǎn)生信任。其次，國(guó)家在模塊化建筑市場(chǎng)的具體層面上還沒(méi)有形成詳細(xì)的政策指導(dǎo)。雖然國(guó)家倡導(dǎo)綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但尚未出臺(tái)專(zhuān)門(mén)的、具有特制性的政策支持。在模塊化建筑物的規(guī)劃審批以及用地要求上并沒(méi)有相應(yīng)的政策傾斜，模塊化建筑企業(yè)難以迅速發(fā)展。最后，我國(guó)模塊化建筑技術(shù)人才較匱乏。各大院校的培養(yǎng)模式依舊按照傳統(tǒng)建筑模式在培養(yǎng)，很少涉及到模塊化建筑及實(shí)訓(xùn)基地。這也將是我國(guó)模塊化施工沒(méi)有完全普及的根本原因。

4 結(jié)語(yǔ)

模塊化施工技術(shù)屬于新興的建筑領(lǐng)域，與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比，有著優(yōu)良的特性及環(huán)境價(jià)值，但也面臨著諸多的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外居住建筑的實(shí)際案例，詳細(xì)的論述了模塊化建筑施工技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)調(diào)查訪談等形式，獲得不同人群對(duì)模塊化建筑的評(píng)價(jià)，研究發(fā)現(xiàn)：雖然很少有人真正了解該技術(shù)，但越來(lái)越多的人比較關(guān)心和關(guān)注該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展以及未來(lái)的可持續(xù)狀況。綜上所述，大力發(fā)展模塊化建筑施工技術(shù)以及培養(yǎng)模塊化建筑人才成為了目前重大的使命，也是建筑行業(yè)的時(shí)代需求，是創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必由之路。

[1] 王 寧，黃永勝，黃敦堅(jiān)．模塊化——建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必由之路[J].山西建筑,2015，41(9):121-123.

[2] 王 瑋.模塊化建筑市場(chǎng)的可行性分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2015(10):54-59.

[3] http://www.precast.com.cn/index.php/subject_detail-id-3744.html[EB/OL].

[4] 田初豐．模塊化建筑的特點(diǎn)及其可行性研究[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊)，2016(6):28-29.

The feasibility study for modular construction technology in residential buildings

Zhang Peng

(TongliaoRailwayConstructionRealEstateDevelopmentLimitedLiabilityCompany，Tongliao028000,China)

The paper introduces the modular building occurring background, analyzes its application status and feasibility in residential building, and predicts development prospect of modular construction technology in residential building, which has provided some guidance for developing modular products of building enterprises.

modular construction, actual case, feasibility analysis

1009-6825(2017)11-0115-03

2017-02-07

張 鵬(1966- )，男，工程師

TU241

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