大力發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)狀及思考

孫 宇 包朋華

（山東科技大學土木工程與建筑學院，山東青島266590）

目前，我國建筑行業(yè)大多采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的建筑技術(shù)，建筑行業(yè)作為我國的支柱性產(chǎn)業(yè)，目前的技術(shù)已經(jīng)不能適應現(xiàn)代社會發(fā)展的需求。傳統(tǒng)的建筑技術(shù)也存在各種缺陷，比如：浪費各種自然資源，施工現(xiàn)場臟亂，破壞周圍的環(huán)境等，因此，建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級是必要的，需要推行技術(shù)革新。在這種形勢下，裝配式新型建筑的變革，不僅造福社會，而且對改善生態(tài)環(huán)境也發(fā)揮了重要作用。

一、裝配式建筑簡介

裝配式建筑建造速度快，預制結(jié)構(gòu)施工工期短，資金回收快，對周圍居民的生活影響較小。而且，建筑的各個構(gòu)件采用標準化設(shè)計，尺寸符合固定的模數(shù)，產(chǎn)品實現(xiàn)了標準化、規(guī)范化，是一種生產(chǎn)方式的根本變革，是完成節(jié)能減排、構(gòu)建“兩型社會”的基本保證，是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展道路的一種新型模式。

1、裝配式鋼結(jié)構(gòu)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑實現(xiàn)功能的建筑圍護、內(nèi)裝和機電部品，基本上都有相關(guān)的產(chǎn)品標準、檢測標準和應用技術(shù)標準等。新引進和開發(fā)的部品，也在逐步編制相關(guān)標準。但是，裝配式鋼結(jié)構(gòu)的部品部件質(zhì)量驗收，很大部分將涉及工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品監(jiān)管，如何實施，在目前的規(guī)范層面還存在一定的問題，還需要進一步的探索與改進。

2、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)

預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是以預制的混凝土構(gòu)件為主要構(gòu)件，經(jīng)工廠預制生產(chǎn)，現(xiàn)場進行裝配連接，并在結(jié)合部分現(xiàn)澆混凝土而形成的結(jié)構(gòu)。

3、裝配式木結(jié)構(gòu)

裝配式木結(jié)構(gòu)建筑是指主要的木結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件、木組件和部品在工廠預制生產(chǎn)，并通過現(xiàn)場安裝而成的木結(jié)構(gòu)建筑。

二、裝配式鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性

1、對圍護結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟分析

圍護結(jié)構(gòu)對建筑舉足輕重。在傳統(tǒng)的建筑當中，圍護結(jié)構(gòu)公認的是指墻體，墻體的費用主要是由人工施工的費用、使用不同墻體材料的費用和各種設(shè)備的費用組成。但是，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的維護費用需要從各個方面來考慮，不僅包括傳統(tǒng)建筑技術(shù)所包含的維護費用，還包含鋼材的費用、鋼材運輸中所產(chǎn)生的運輸費、墻體維護的費用以及現(xiàn)場安裝時的費用。

2、對鋼結(jié)構(gòu)裝配式總體成本分析

傳統(tǒng)建筑技術(shù)的費用和鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的經(jīng)濟差別主要在以下三個方面：⑴生產(chǎn)性費用和人工安裝費用的差異；⑵模板材料費用的差異；⑶室內(nèi)保溫費用的有無以及后期水電的檢查維護費用。各種安裝技術(shù)在后期的裝飾和維修中的環(huán)節(jié)相同，需通過對直接費用的分析來比較鋼結(jié)構(gòu)裝配式的優(yōu)點，從樓梯、外墻、內(nèi)墻進行分析，分別得到兩者的經(jīng)濟指標。

三、裝配式木結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性

近幾年，隨著當今世界經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，人們開始注重居住的舒適度與周圍環(huán)境的相和諧，而且木結(jié)構(gòu)建筑在節(jié)能、保溫、環(huán)保、可持續(xù)等方面受到人們的關(guān)注。裝配式木結(jié)構(gòu)在歐洲發(fā)展的較為成熟，尤其是在瑞典、芬蘭等北歐國家，大約86%的木結(jié)構(gòu)建筑為裝配式木結(jié)構(gòu)，可以為國內(nèi)的發(fā)展提供一些經(jīng)驗和借鑒。雖然裝配式木結(jié)構(gòu)頗受歡迎，有很大的機遇，但它的發(fā)展也存在著一些挑戰(zhàn)。下面對裝配式木結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性進行分析。

1、施工方便，周期短

木結(jié)構(gòu)的施工期較短，可以加快房地產(chǎn)商的資金回籠。而且各預制構(gòu)件可以在基礎(chǔ)架構(gòu)開始施工的同時進行生產(chǎn)，能在較短的時間內(nèi)完成，使開發(fā)商的項目運作周期短，支付更少的銀行利息，減輕了開發(fā)商的資金壓力和風險。由于裝配式木結(jié)構(gòu)采用的是在工廠標準化進行預制構(gòu)件的生產(chǎn)，當某個構(gòu)件發(fā)生了損害可以直接替換更新，降低了材料的消耗。并且木材是可再生資源，可以循環(huán)利用，減少了材料的費用。

2、節(jié)能

木材具有吸收空氣的特點，所以，它是一種良好的保溫隔熱體。通常在墻板、屋頂板、內(nèi)墻板夾層中分別設(shè)置10cm或5cm厚的保溫隔熱層，總墻體15cm厚就能滿足要求

3、環(huán)境效益

木材是一種可在生資源，在加工過程中不會產(chǎn)生有害氣體和大量粉塵，而且對空氣的污染也很小。木材在加工的過程中產(chǎn)生的廢料還可以進行二次加工，減少了環(huán)境的污染，對于我國在氣候方面有較強的保護意義。

四、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性

1、資源消耗

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑在實際應用中，在原有的施工設(shè)計上進行了優(yōu)化，充分地考慮了混凝土預制構(gòu)件的設(shè)計，如對水電預埋、生產(chǎn)預埋、施工預埋等問題進行了較為充分的考慮和進行了相關(guān)的設(shè)計，這樣就使建筑施工速度得到提升，減少了時間的消耗，縮短了工期，同時，也加快了資金的回籠，降低了資金回收風險。

2、工程質(zhì)量

由于建筑構(gòu)件是集中進行預制的，流水線式的生產(chǎn)，擁有統(tǒng)一的標準，對混凝土的配合比、砂石料的級配和沖洗、鋼筋的數(shù)量等能很好地控制。而且，由于構(gòu)件是統(tǒng)一生產(chǎn)的，精度較高，建筑的各個構(gòu)件可以進行替換，減少了工人在工地的現(xiàn)場制作，可以提高建筑施工的質(zhì)量。

五、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展優(yōu)勢

2016年9月底，國務院發(fā)布了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）?！吨笇б庖姟访鞔_指出，投身于建筑事業(yè)的專業(yè)人員應進行建造方式創(chuàng)新，加快發(fā)展裝配式建筑和鋼結(jié)構(gòu)，改變傳統(tǒng)的建造方式并減少它的使用率，進而不斷改變裝配式建筑在新建建筑中的比重。這一政策在2017年6月開始正式實施，這意味著我國裝配式建筑的發(fā)展正式步入正規(guī)。

目前，我國擁有代表性的裝配式鋼結(jié)構(gòu)主要實踐有北新、遠大、寶鋼、杭蕭鋼構(gòu)和東南網(wǎng)架等。北新集團作為北新建材發(fā)展新型房屋業(yè)務的重要平臺，公司全套引進日本先進的輕鋼結(jié)構(gòu)房屋技術(shù)，以現(xiàn)代房屋制造業(yè)的標準化、精細化和定制化實現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計、制造、安裝，實現(xiàn)“像造汽車一樣造房屋”；寶鋼集團通過與賽博思公司研發(fā)，在抗側(cè)力系統(tǒng)、構(gòu)件節(jié)點以及墻板體系等三項關(guān)鍵領(lǐng)域產(chǎn)品化方面進行了積極探索;杭蕭鋼構(gòu)和東南網(wǎng)架等企業(yè)通過近10年來的研究和實踐，形成了結(jié)構(gòu)體系、維護體系、集成裝修等一系列技術(shù)。

通過對三種裝配式的分析比較可以看到我國裝配式建筑的造價雖然較高，但是裝配式鋼結(jié)構(gòu)是經(jīng)濟性最優(yōu)化的一種建筑形式，希望政府能出臺更多的政策來支持裝配式建筑的發(fā)展，尤其是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的高效快速發(fā)展。按照國家政策，加大推行裝配式建筑，而且我國住宅主體構(gòu)造以裝配式鋼結(jié)構(gòu)為主,不光節(jié)能環(huán)保、符合我國可持續(xù)發(fā)展的理念,能夠降低住宅在建設(shè)過程中原材料使用的數(shù)量,還能夠使我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅達到工業(yè)化、綠色化、標準化制作的目標，這樣不僅可以給社會帶來多種效益，也可以給人類生活創(chuàng)造良好的條件，減輕地球負擔，減緩全球變暖的趨勢，提升我國的國際地位，為我國創(chuàng)造建筑歷史上的輝煌。