裝配式建筑的應(yīng)用和發(fā)展

陶澍

（江西同濟(jì)建筑設(shè)計咨詢有限公司 江西南昌 330000）

工廠對配件與構(gòu)件進(jìn)行預(yù)制，在施工的現(xiàn)場利用機(jī)械進(jìn)行裝配完成的建筑，我們稱作裝配式建筑。這種工廠化的生產(chǎn)以及機(jī)械裝配作業(yè)，體現(xiàn)出建筑的現(xiàn)代化以及產(chǎn)業(yè)化特點。此種建筑形式使建設(shè)速度增快，施工現(xiàn)場的環(huán)境污染降低，建設(shè)效率有效提升。裝配式建筑發(fā)展與應(yīng)用對現(xiàn)代化建筑業(yè)發(fā)展有關(guān)鍵性意義。

1 裝配式建筑應(yīng)用分析

國外的應(yīng)用分析：

從開始美洲移民時代的木結(jié)構(gòu)拼裝房屋，直至二戰(zhàn)之后，為處理日本、歐洲等國家房荒的現(xiàn)象而發(fā)展使用的裝配式建筑，由于建設(shè)速度較快，且生產(chǎn)成本較低在全球范圍內(nèi)得到廣泛推廣。

歐洲屬于工業(yè)革命的源頭，建筑的工業(yè)化非常發(fā)達(dá)，裝配式建筑的運用時間早，相對應(yīng)用比較廣泛。西歐發(fā)達(dá)國家，如英國、法國，裝配式建筑已經(jīng)得到重點發(fā)展，生產(chǎn)施工中建筑構(gòu)件的使用經(jīng)驗得到不斷積累，建設(shè)起一套適合裝配式建筑使用的體系。其中法國大板建筑技術(shù)較為先進(jìn)，非地震地區(qū)最高能夠建設(shè)25層，地震區(qū)可以建設(shè)10～12層建筑物。

1991年美國在PCI會議提出把預(yù)制裝配型建筑發(fā)展視作美國的建筑業(yè)發(fā)展機(jī)遇，由此使得預(yù)制裝配型建筑在美國得到有效發(fā)展。如今的美國，其混凝土構(gòu)造建筑中的裝配型建筑占比可以達(dá)到約35%。而且其抗震性能也可以完全滿足使用要求，采取高強(qiáng)度硅砌塊的13層建筑（加州希爾飯店遭受大地震之后仍舊完整；被稱作美國最高模塊建筑物的希爾頓帕拉西奧德爾里奧酒店，于1968年進(jìn)行設(shè)計建設(shè)，目前依舊正常使用，也有效說明了預(yù)制構(gòu)造的強(qiáng)力耐久性。

在二戰(zhàn)之后經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的日本，其建筑的工業(yè)化處在全球領(lǐng)先水平，日本的裝配型建筑發(fā)展在亞洲一直是一馬當(dāng)先?，F(xiàn)今日本建筑中的很大比例房屋都屬于裝配型建筑，這和日本在立法中為裝配型建筑的技術(shù)支持以及在財政方面提供的支持是密切相關(guān)的。

2 我國的應(yīng)用研究

在20世紀(jì)60年代，我國針對裝配式建筑的應(yīng)用研究構(gòu)造才開始進(jìn)行，其中廣泛應(yīng)用的屬于預(yù)制屋面板、吊車梁、大板建筑、預(yù)制空心樓板以及預(yù)制屋面梁，然而我國的裝配型建筑技術(shù)較為滯后，預(yù)制構(gòu)件的整體性比較差，承載能力比較低，延性較差且構(gòu)件跨度很小，因為以上在功能以及物理性能方面的局限性，直至90年代的中期，全現(xiàn)澆混凝土建筑體系不斷發(fā)展后逐步代替預(yù)制裝配型混凝土建筑。之后十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，預(yù)制裝配型施工技術(shù)以及管理水平得到增強(qiáng)，勞動力的成本不斷增長，加上預(yù)制構(gòu)件加工的質(zhì)量以及精度不斷提升，預(yù)制裝配型建筑的應(yīng)用得以再次得到發(fā)展，加上國家也有相關(guān)政策支持，發(fā)展較為迅速?，F(xiàn)今我國很多知名建筑企業(yè)，如上海萬科以及南通建工所開發(fā)的很多項目都采取預(yù)制裝配型建筑，已經(jīng)有非常不錯的實踐價值。

我國的臺灣、香港地區(qū)裝配型建筑的應(yīng)用較為廣泛，香港屋宇署已經(jīng)制定出健全的預(yù)制建筑施工設(shè)計規(guī)范，其高層建筑多采取預(yù)制外墻、預(yù)制樓梯以及疊合樓板等形式建設(shè)，廠房類的建筑通常采取裝配型框架結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)。臺灣地區(qū)的建筑體系與韓國、日本較為相似，裝配型結(jié)構(gòu)節(jié)點連接結(jié)構(gòu)與隔震、抗震技術(shù)的應(yīng)用研究比較成熟，且裝配框架梁柱以及預(yù)制外墻掛板之類構(gòu)件得到廣泛運用，預(yù)制建筑的專業(yè)化管理水平非常高，裝配型建筑的高質(zhì)量以及短工期優(yōu)點得以顯著體現(xiàn)。

3 裝配型建筑分類與發(fā)展

裝配型建筑分類：

預(yù)制裝配式建筑應(yīng)用不斷發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展出了砌塊建筑、板材建筑、模塊建筑、輕板框架建筑以及升層、升板建筑這五種形式：

（1）砌塊建筑。

墻體主要是預(yù)制塊狀材料所砌成建筑我們稱作砌塊建筑。大部分使用其建設(shè)3～5層高度建筑。其中建筑砌塊分為大型、中型以及小型，而且分成實心以及空心兩種，砌塊建筑的優(yōu)勢很多，其生產(chǎn)技術(shù)很簡單，且施工較為方便，造價非常低。

（2）板材建筑。

板材建筑稱作大板建筑，主要是預(yù)制大型的內(nèi)外墻板、屋面板以及樓板之類的板材配制組成。大部分在全裝配型建筑中使用。此建筑能夠有效減輕構(gòu)造重量，使建筑物使用面積擴(kuò)大，提高建筑物的抗震能力。板材建筑內(nèi)墻板大部分是鋼筋混凝土實心板以及空心板。外墻板大部分是有保溫層附帶的一種鋼筋混凝土復(fù)合板，又或是泡沫混凝土，大孔混凝土，另外還能采取輕骨料混凝土材料來制作外飾面墻板。

大板建筑一定程度上對建筑布局以及造型起到限制性作用，內(nèi)部欠缺靈活分隔。在設(shè)計過程中必須特別重視節(jié)點的問題。確保連接整體性。處理好外墻板的接縫防水與角部樓縫熱工處理的問題。

（3）模塊建筑。

模塊建筑主要是在板材建筑基礎(chǔ)上不斷發(fā)展而成的裝配型建筑。此建筑的工廠化程度非常高，安裝速度很快。其中盒式建筑裝配的形式包含：①整體模塊型，是承重盒子相互重疊構(gòu)成建筑。②板材模塊型，把小開間樓梯間、衛(wèi)生間以及廚房制成承重盒子，然后和墻板與樓板共同構(gòu)成建筑。③核心體模塊型，將承重衛(wèi)生間盒子用作核心，周圍利用骨架、墻板以及樓板構(gòu)成建筑。④骨架模塊型，采取輕質(zhì)材料來制作住宅單元以及單間盒子，將其支承到承重骨架而形成的建筑物。另外還有使用輕質(zhì)材料來制作包含管道與設(shè)備的衛(wèi)生間盒子，將其安裝到別的結(jié)構(gòu)形式建筑之中。盒子建筑的工業(yè)化程度非常高，然而投資金額很高，運輸很不便利，而且必須運用重型吊裝裝置，所以，其發(fā)展較為受限。

（4）輕板框架建筑。

這種建筑構(gòu)成部分為預(yù)制骨架以及板材，能夠用木、鋼制成骨架與板材的組合，然而大部分采取鋼筋混凝土構(gòu)造來用作承重骨架。其中承重結(jié)構(gòu)包含兩種：①框架構(gòu)造，承重框架主要由梁和柱構(gòu)成，然后配合非承重的樓板以及內(nèi)外墻板板。②板柱結(jié)構(gòu)，樓板與柱子進(jìn)行承重，內(nèi)外墻板都屬于非承重。骨架板材構(gòu)造能夠降低建筑自重，其內(nèi)部空間的分隔較為靈活，非常適合多層建筑以及高層建筑。這種結(jié)構(gòu)的裝配形式包含兩類：全裝配型、現(xiàn)澆與預(yù)制互相結(jié)合的整體裝配式。確保骨架板材結(jié)構(gòu)剛度要求以及整體性的要點在于構(gòu)件之間的連接，板、梁與柱之類節(jié)點的連接非常關(guān)鍵，詳細(xì)施工過程中應(yīng)當(dāng)將結(jié)構(gòu)需求以及施工條件作為前提，采取什么方法必須通過計算之后選擇。

（5）升層、升板建筑。

升板建筑就是在底層混凝土的地面對各層的樓板以及屋面板進(jìn)行重復(fù)性澆筑，將預(yù)制的鋼筋混凝土柱豎立起來，柱作為導(dǎo)桿，利用放到柱上的千斤頂將屋面板以及樓板增至要求高度，然后進(jìn)行固定處理。外墻主要采取幕墻、輕質(zhì)組合墻板、預(yù)制外墻版、砌塊墻以及磚墻等。另外可在增高樓板過程中提高澆筑外墻以及滑動模板。升板建筑通常柱距非常大，樓板的承載能力非常強(qiáng)，大部分用于多層車庫、工廠、倉庫以及商場等建筑。升層建筑要在地面上升板建筑各層樓板內(nèi)外的預(yù)制墻體安裝好之后，再共同提高，此建筑方法能夠提升施工的速度，對場地限制性較高的地區(qū)十分適用。

4 裝配式建筑發(fā)展

為了不斷推動城市建筑的現(xiàn)代化以及產(chǎn)業(yè)化，我國需要參考西方國家做法，強(qiáng)化基礎(chǔ)性的研究，不斷完善健全裝配型建筑的技術(shù)規(guī)范體系，深入研究裝配建筑的推廣中對目前的施工設(shè)計帶來良性影響，學(xué)習(xí)成熟先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，加大投入，推動科技創(chuàng)新，形成完善的現(xiàn)代化的裝配建筑體系。

5 結(jié)束語

我國目前已經(jīng)具備不少先進(jìn)的預(yù)制裝配建筑工程以及示范項目，裝配建筑與建筑的可持續(xù)發(fā)展觀念相符，將會成為我國建筑建設(shè)發(fā)展的重要趨勢，有著廣闊的前景。