發(fā)展裝配式建筑探討

孫 永 斌

(山西省建設(shè)信息中心，山西 太原 030013)

0 引言

山西省第一個裝配式建筑住宅泰瑞城項目正在實施階段，它的實施必將給山西帶來建筑建造方式的零的突破。目前我國建筑業(yè)大多數(shù)采用傳統(tǒng)的施工方法，工作量大，工期長，現(xiàn)場濕作業(yè)多；而國外建筑大部分采用的是裝配式建筑。裝配式建筑是一種新型建造技術(shù)，預(yù)制構(gòu)件先在工廠生產(chǎn)車間生產(chǎn)，然后運到施工現(xiàn)場進行組裝，現(xiàn)場施工周期快，勞動力投入少，所生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件因模數(shù)化建造而質(zhì)量提高。

1 當(dāng)前裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外發(fā)展

歐洲是最先發(fā)展裝配式建筑的，早在17世紀歐洲移民到美國的過程中，組裝木制房屋就屬于一個簡單的裝配式建筑。裝配式建筑在北美洲主要由預(yù)制墻體結(jié)構(gòu)和預(yù)制構(gòu)件兩部分組成，其特點是大型組合預(yù)應(yīng)力，對結(jié)構(gòu)的加固和連接進行了升級，在制造和安裝過程中減輕了工作量，進而縮短了施工工期。二戰(zhàn)后的德國，許多基礎(chǔ)設(shè)施遭到破壞，為解決住房短缺基礎(chǔ)設(shè)施匱乏，這一新技術(shù)在德國得到快速發(fā)展。今天，德國的裝配式技術(shù)得到突飛猛進的發(fā)展，達到相對成熟的狀態(tài)，對建筑及其附屬材料以及現(xiàn)場的要求，可在工廠生產(chǎn)車間提前完成，預(yù)制的構(gòu)件到達施工現(xiàn)場，通過起重機升降和定位固定結(jié)構(gòu)，從而縮短工期。瑞典對于裝配式建筑技術(shù)的研究開展早，所以預(yù)制技術(shù)在今天有很高的成就，在60年代，瑞典已基本實現(xiàn)了建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組件規(guī)格，有利于更多的標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)、多樣性和廣泛的應(yīng)用，也使產(chǎn)業(yè)更快速的發(fā)展。與此同時相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也相繼出現(xiàn)。瑞典現(xiàn)在有80%的建筑物是用預(yù)制技術(shù)建造的，并被擴展到其他國家。

1.2 國內(nèi)發(fā)展

二十世紀五六十年代，在我國才剛剛開始裝配式建筑的研究和應(yīng)用，應(yīng)用相對多的是建造工業(yè)廠房使用的各種預(yù)制屋面梁、預(yù)制屋面板、預(yù)制吊車梁，民用建筑使用的預(yù)制空心樓板、預(yù)制墻體大板，80年代我國城市建造了一批預(yù)制構(gòu)件裝配的大板樓建筑。但當(dāng)時我國裝配式建筑技術(shù)還比較落后，預(yù)制的構(gòu)件承載能力低、整體性差、延性不好、構(gòu)件的跨度有限制，由于以上諸多局限，到了90年代中末期，逐漸被框架結(jié)構(gòu)、全現(xiàn)澆式混凝土結(jié)構(gòu)取代。但近年來，隨著預(yù)制構(gòu)件的加工精度與質(zhì)量的提高，預(yù)制裝配式施工的施工技術(shù)和管理水平在逐步提高，并在國家住建部的大力提倡下，裝配式建筑的發(fā)展會越來越快速、態(tài)勢及前景越來越良好。

2 裝配建筑物的基本特征

2.1 裝配式建筑的概念

裝配式建筑又稱為建筑產(chǎn)業(yè)化，就是把預(yù)制的構(gòu)件在工廠里預(yù)先做好，然后運送到施工現(xiàn)場經(jīng)組裝而成的建筑物。

2.2 裝配式建筑的特點

2.2.1設(shè)計靈活

目前，現(xiàn)有大多數(shù)住宅建筑都有承重墻，對建筑空間已進行分割，使得建筑功能區(qū)不能隨意布置，住宅建筑的設(shè)計已不能滿足人們對住宅建筑的需求。而裝配式建筑靈活性很高，可根據(jù)用戶的需求進行分割，以滿足不同用戶功能區(qū)的要求。同裝配式建筑配套使用的輕質(zhì)隔墻采用鋼龍骨配以石膏板等輕質(zhì)隔墻板，更大限度的使建筑擁有靈活大空間。

2.2.2綠色環(huán)保

1)節(jié)能效果好：外墻設(shè)置保溫層，減少采暖及空調(diào)能耗；

2)隔聲效果好：外墻保溫材料具有吸聲隔聲功能，同時提高墻體和門窗的密封功能，使室內(nèi)環(huán)境安靜。

3)抗震效果好：新材質(zhì)的出現(xiàn)大大減輕了建筑原料的重量，改善了傳統(tǒng)建筑材料的權(quán)限，增加裝配式柔性連接，抗震效果大幅度提高。

2.2.3工廠化加工

構(gòu)件通過是在生產(chǎn)線專用的模具加工，機械噴涂和烘烤等工藝一次成型，外墻板美觀，外墻外噴涂料不褪色。斷橋鋁門窗的建設(shè)逐步取代了傳統(tǒng)建筑中常用的木窗、塑鋼門窗，在生產(chǎn)車間采用先進的技術(shù)，使連接更為穩(wěn)定和牢固。室內(nèi)的某些材料，如石膏板、涂料等，可在車間生產(chǎn)線加工。

2.2.4組裝式施工

相比于傳統(tǒng)的施工工藝，裝配式建筑將在現(xiàn)場攪拌混凝土、抹灰、綁扎鋼筋、支設(shè)模板等施工工序通過專用的模具代替，在車間進行構(gòu)件的生產(chǎn)，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行安裝，縮短了工期和人員配備；施工流程的減少可大大控制傳統(tǒng)施工現(xiàn)場廢水、噪聲以及濕作業(yè)環(huán)境污染，達到節(jié)能減排的目的。

2.3 裝配式建筑物的主要分類

2.3.1板材建筑

板材建筑是由預(yù)制的大型內(nèi)外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成。板材建筑的內(nèi)外墻是由不同類型的輕質(zhì)板構(gòu)成；外墻為帶有保溫和裝飾的復(fù)合板構(gòu)成。室內(nèi)的設(shè)備通常也是提前配備，以提高建筑的裝配程度。

2.3.2盒式建筑

由板材建筑發(fā)展而來的盒式建筑，其工業(yè)化加工程度更高，在前期生產(chǎn)過程中不僅需要完成外部結(jié)構(gòu)，還需對其內(nèi)部裝修及設(shè)備進行安裝。

2.3.3骨架板材建筑

骨架板材建筑是指由預(yù)制的骨架和板材組成的建筑物。適用于多層和高層的輕型裝配式建筑中，內(nèi)部分隔靈活，可以減輕建筑物的自重。

2.3.4升板和升層建筑

其施工工藝為樓板和屋面板在底部進行澆筑，通過架設(shè)在鋼筋混凝土柱上的液壓千斤頂，提升到板的設(shè)計標(biāo)高，并進行固定；提升樓板的過程中可同時滑動模板，澆筑外墻。該類型的建筑物主要優(yōu)點為：大部分作業(yè)在地面上進行，減少高空工作的工作量，降低危險發(fā)生的概率，同時也可減少模板和腳手架的用量，節(jié)約成本，并減少施工現(xiàn)場的面積。

2.4 裝配式建筑相比傳統(tǒng)建筑的優(yōu)勢

1)可提高生產(chǎn)效率。裝配式建筑構(gòu)件采用預(yù)制工廠批量生產(chǎn)，減少施工現(xiàn)場腳手架和模板使用數(shù)量及相應(yīng)的施工流程，尤其是生產(chǎn)造型較復(fù)雜的構(gòu)件時，生產(chǎn)成本相對較低的優(yōu)勢更為明顯，大大提高了時間利用率。

2)節(jié)能環(huán)保，減少污染。裝配式建筑因大量構(gòu)件在工廠車間進行生產(chǎn)，體現(xiàn)四節(jié)一環(huán)保。工廠化生產(chǎn)過程中使用鋼模板可回收利用，節(jié)約大量木材等資源。

3)確保項目的質(zhì)量和安全。裝配式建筑中大量預(yù)制構(gòu)件在工廠車間進行加工，由專業(yè)的運輸隊伍送到施工現(xiàn)場，現(xiàn)場安裝人員利用機械等相應(yīng)的設(shè)備進行安裝，其對構(gòu)件的生產(chǎn)及安裝都需要一定的精度，這樣可保證工程的施工質(zhì)量，并大大減少安全隱患。

4)縮短工期。裝配式建筑大量構(gòu)件在生產(chǎn)車間加工完成，并在施工現(xiàn)場進行拼接安裝。以工業(yè)化的生產(chǎn)方式代替人工操作，采用機械制造的方式來進行生產(chǎn)安裝。

3 現(xiàn)階段我國裝配式建筑存在的問題

1)當(dāng)前我國各城市裝配式建筑的發(fā)展情況各不相同，與之相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范也不同，導(dǎo)致各地對于構(gòu)件的設(shè)計、審批、生產(chǎn)、運輸和安裝方式各有不同。

2)施工管理水平有待提高。預(yù)制裝配式施工需要專業(yè)的工廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，由專業(yè)的機械設(shè)備和運輸團隊將其運往施工現(xiàn)場；從構(gòu)件的制造、運輸、安裝都需要專業(yè)的技術(shù)人員進行操作，相比于傳統(tǒng)的施工工藝，對管理者、施工人員都有很高的要求，因此需要管理者和施工人員更好的了解裝配式建筑，以滿足現(xiàn)場的施工要求。

3)節(jié)點關(guān)鍵技術(shù)亟待解決。在組裝型建筑的安裝過程中，只有保證連接點的質(zhì)量，才能保證裝配式建筑的質(zhì)量。因此，應(yīng)采取相應(yīng)的措施來保證節(jié)點的承載力、剛度和延性可以滿足要求。

4)一次性投資高且造價高，雖然裝配式建筑不需要現(xiàn)場大規(guī)模施工，但預(yù)制件要在生產(chǎn)車間提前生產(chǎn)，保證預(yù)制件的質(zhì)量，要求更高。需要有相關(guān)的生產(chǎn)模具，還需要維護的部件，然后運到工程現(xiàn)場安裝，需要大量的一次性投資。

4 結(jié)語

裝配式建筑經(jīng)過多年來的逐步優(yōu)化，其很多優(yōu)點逐漸顯現(xiàn)。山西省大力推廣裝配式建筑，山西的第一個裝配式建筑住宅示范工程泰瑞城項目實施必將給山西帶來建筑建造方式的零的突破。裝配式建筑必將成為現(xiàn)代建筑業(yè)發(fā)展的主流方向，為人們提供舒適安全、綠色環(huán)保的居住空間。

參考文獻:

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