淺析模塊化施工技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

陳德賢

摘 要：模塊化施工是隨著建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的一種新型施工技術(shù)，其將大量的現(xiàn)場(chǎng)施工內(nèi)容提前至工廠進(jìn)行，降低現(xiàn)場(chǎng)施工的安全風(fēng)險(xiǎn)。本文簡(jiǎn)要的介紹了模塊化施工技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀、其優(yōu)缺點(diǎn)以及基本的施工方法。

關(guān)鍵詞：模塊化技術(shù);建筑工程

社會(huì)不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，在物質(zhì)需求較為滿足的當(dāng)下，人們對(duì)于其他層面的需求逐步提升。建筑工程本身費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且作業(yè)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，因此，在保證建筑質(zhì)量的前提下，追求對(duì)自身缺點(diǎn)的優(yōu)化，模塊化施工技術(shù)應(yīng)時(shí)提出。

1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

長(zhǎng)沙的新方舟賓館是最為國(guó)內(nèi)最為著名的模塊化建筑，模塊化施工技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用相對(duì)起步較晚，因此相關(guān)的研究相對(duì)較少，相關(guān)的數(shù)據(jù)分析與整理仍相對(duì)有限。

2 基本概念與優(yōu)缺點(diǎn)

2.1基本概念

模塊化施工是指將提前在工廠預(yù)制好的建筑構(gòu)件進(jìn)行安裝組合到一起，進(jìn)而形成一個(gè)完整的建筑物的技術(shù)。

2.2 模塊化建筑施工的優(yōu)點(diǎn)

2.2.1 凸顯設(shè)計(jì)需求

模塊化建筑施工時(shí)，建筑構(gòu)件需要在工廠中提前制作，在一定程度上能夠更好的滿足消費(fèi)者對(duì)于個(gè)人喜好的需求。模塊化施工所構(gòu)造的模塊化建筑由各種建筑構(gòu)件組成，在專業(yè)人員的幫助下，消費(fèi)者對(duì)于建筑構(gòu)件依據(jù)個(gè)人喜好可以有更多的選擇，甚至可以是不同建筑風(fēng)格的構(gòu)件進(jìn)行糅合。

2.2.2 “工業(yè)化”生產(chǎn)

在模塊化建筑施工時(shí)，所有的建筑構(gòu)件均在工廠中進(jìn)行加工，這代表著建筑構(gòu)件“工業(yè)化”的生產(chǎn)，與傳統(tǒng)的建造方式不同，這種工業(yè)化的構(gòu)件生產(chǎn)不受天氣和季節(jié)的限制，可量化產(chǎn)出。另外，建筑構(gòu)件進(jìn)行“工業(yè)化”生產(chǎn)后，為工程節(jié)省了傳統(tǒng)建造工程中所需的大量的人力和物力，也提高了工程的施工效率以及經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.3 施工高效

模塊化施工進(jìn)行時(shí)，85%的建筑構(gòu)件可以在工廠中進(jìn)行預(yù)制，這在很大程度上縮短了建筑施工的工期，且在構(gòu)件預(yù)制時(shí)，可將構(gòu)件進(jìn)行分類后，形成多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，也就是說(shuō)，應(yīng)用模塊化建筑施工，一個(gè)建筑從設(shè)計(jì)到施工結(jié)束，與傳統(tǒng)施工相比將節(jié)省大量的時(shí)間。且由于建筑構(gòu)件的制造在工廠中進(jìn)行，不受天氣與季節(jié)的影響，本身制造相對(duì)節(jié)省時(shí)間，而且只要制造完成，就可以進(jìn)行安裝，配合機(jī)械設(shè)備施工，安裝也十分迅速?；谶@樣的特點(diǎn)，模塊化施工以及模塊化建筑可以說(shuō)是災(zāi)后重建的首選，可在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)災(zāi)民進(jìn)行安置。

2.2.4 節(jié)約資源

有研究表明，在同等建造面積的前提下，模塊化施工用工消耗比傳統(tǒng)建造方式用工量少30%左右，具體情況的用工消耗減少主要體現(xiàn)為施工人數(shù)的減少。與傳統(tǒng)建造方式相比，耗材減少近50%，建筑施工中所需的各種耗材如磚、沙子、水泥等均有減少，其中用量減少最多的是混凝土，由于模塊化施工時(shí)，可以將模塊盒壁與角柱及橫梁進(jìn)行銜接而作為建筑結(jié)構(gòu)的支撐，故此省去了大量的洪凝土使用。由于建筑構(gòu)件在工廠中進(jìn)行制造，因此省去了許多在傳統(tǒng)施工過(guò)程需要用到的機(jī)械設(shè)備，如吊塔，同時(shí)由于機(jī)械設(shè)備使用數(shù)量的減少與使用期限的縮短，只需要在安裝過(guò)程使用，也節(jié)省大量的機(jī)械設(shè)備購(gòu)買和修繕?biāo)璧馁M(fèi)用。

2.2.5 綠色環(huán)保

隨著教育接受程度的普遍提高，人們的環(huán)保意識(shí)正在逐步加強(qiáng)，人與自然的和諧相處是一種必然的模式，保護(hù)生態(tài)環(huán)境就是保護(hù)人類自己。模塊化建筑由于使用建筑構(gòu)件進(jìn)行建造，在構(gòu)件制造的選材時(shí)多使用新型環(huán)保的制造材料，保證建筑質(zhì)量的前提下，與傳統(tǒng)建筑相比更加綠色環(huán)保。新材料的使用也將會(huì)避免傳統(tǒng)建筑材料所帶來(lái)的許多問(wèn)題，例如傳統(tǒng)建筑二次裝修時(shí)甲醛的產(chǎn)生，在模塊化建筑中將得以避免。

2.3 模塊化建筑施工的缺點(diǎn)

2.3.1 安裝運(yùn)輸不便

模塊化建筑的構(gòu)件在工廠中進(jìn)行，需要從工廠中運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，但建筑構(gòu)件多體積與重量均較大，因此不便于運(yùn)輸。模塊化建筑的構(gòu)件在進(jìn)行安裝時(shí)，需要通過(guò)吊車將其安裝至合適的位置，但由于構(gòu)件體積大、重量重的問(wèn)題，在進(jìn)行吊起時(shí)也存在較大的困難。

2.3.2 施工成本較高

雖然模塊化建筑施工相對(duì)于傳統(tǒng)施工而言，節(jié)省了不少的人力、物力以及資金，但是，模塊化建筑的構(gòu)件制造費(fèi)用較高，且一整個(gè)完整的建筑構(gòu)件數(shù)量較大，從每一個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸，再到最終的安裝與拼接，每一步都需要大量資金的投入。就針對(duì)構(gòu)件的制造公司來(lái)說(shuō)，一個(gè)構(gòu)件需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，大體結(jié)構(gòu)的制造完成后還需要完善細(xì)節(jié)，最終還需要運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)去，在運(yùn)輸?shù)墓こ坦具€需要承擔(dān)構(gòu)件損壞的風(fēng)險(xiǎn)，這些環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的費(fèi)用都會(huì)算到構(gòu)件制造的成本中去，因此，一般構(gòu)件的制造價(jià)格均相對(duì)較高。

2.3.3 無(wú)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

雖然目前模塊化施工技術(shù)是建筑行業(yè)中的熱門，但由于我國(guó)模塊化施工技術(shù)的起步較晚，技術(shù)發(fā)展相對(duì)不成熟，國(guó)家還沒(méi)有出臺(tái)對(duì)于模塊化施工及模塊化建筑的統(tǒng)一要求。

3 基本施工方法

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)模塊

對(duì)于模塊化建筑施工過(guò)程中的混凝土模塊進(jìn)行建造時(shí)，需要根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性的處理，根據(jù)所采用的基礎(chǔ)形式，選擇恰當(dāng)?shù)慕ㄔ煊诎惭b方案。

3.1.1 獨(dú)立基礎(chǔ)形式

針對(duì)像城市污水井、電纜、廠房設(shè)備這類型的獨(dú)立基礎(chǔ)形式的混凝土結(jié)構(gòu)，首先在制造時(shí)需要使用統(tǒng)一的配模，進(jìn)行澆筑與運(yùn)輸時(shí)也需要整體進(jìn)行。針對(duì)重量較大或者外形不方便進(jìn)行運(yùn)輸?shù)妮^大型獨(dú)立基礎(chǔ)，可視情況進(jìn)行局部分割制造，或選擇現(xiàn)場(chǎng)模板澆筑。

3.1.2 條形基礎(chǔ)形式

模塊化建筑的模塊為條形基礎(chǔ)形式時(shí)，建筑構(gòu)件制造公司多根據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)模塊進(jìn)行分割制造，一方面更易于制造，另一方面更方便運(yùn)輸，且有助于降低模塊在運(yùn)輸過(guò)程中受到的損壞程度。

3.1.3 大型設(shè)備基礎(chǔ)形式

針對(duì)體積龐大、運(yùn)輸不便的大型設(shè)備基礎(chǔ)形式的混凝土構(gòu)件，在施工建造時(shí)多采用與傳統(tǒng)模板支撐相似的鋼殼留置澆筑方式，使用鋼套板進(jìn)行造模，同時(shí)將建筑結(jié)構(gòu)中的鋼筋與之相連接，然后進(jìn)行澆筑，這種方式應(yīng)用，可使得建筑構(gòu)架更加穩(wěn)固。

3.1.4 大型地坪

大型地坪的建造模式與大型設(shè)備基礎(chǔ)模式的建造方式類似，由于需要考慮地坪的整體性，大多在相鄰的子模塊之間布置網(wǎng)狀的鋼筋構(gòu)架，子模塊在工廠中預(yù)制完成后，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接與安裝，在專業(yè)的技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行澆筑，力求地坪的整體性與力學(xué)受力的平衡。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)模塊

鋼結(jié)構(gòu)模塊的建造思路與混凝體模塊的建造類似，根據(jù)結(jié)構(gòu)的差異進(jìn)行分類后，形成多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行制造。需注意的是，鋼結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制時(shí)往往需要進(jìn)行管線、管道的預(yù)埋，因此需要確保這些內(nèi)在結(jié)構(gòu)的精確性，通常需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)方能出廠。在實(shí)際施工時(shí)，施工應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求靈活進(jìn)行，力求在高效施工的前提下，保證安裝的位置精確性質(zhì)量。

3.3 管道管線模塊

管道管線模塊多包含在鋼結(jié)構(gòu)模塊中進(jìn)行，需要在鋼結(jié)構(gòu)模塊制造時(shí)進(jìn)行預(yù)埋，但在由于其自身特點(diǎn)，需要制造者進(jìn)行慎重的考慮，選擇符合設(shè)計(jì)需求的管型、連接方式等，在制造時(shí)需要采取相應(yīng)的措施，例如對(duì)構(gòu)件進(jìn)行編碼，以便于現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

模塊化建筑與模塊化施工是一種將建筑工程施工“工業(yè)化”的建造模式技術(shù)，其具有施工高效、節(jié)省資源等優(yōu)勢(shì)，且可以說(shuō)其實(shí)現(xiàn)了建筑建造的量化生產(chǎn)，但目前其在施工過(guò)程中仍存在一些問(wèn)題，但相信其在社會(huì)發(fā)展迅速的當(dāng)下，這些問(wèn)題將在短時(shí)間內(nèi)得到解決，且隨著我國(guó)建筑技術(shù)發(fā)展不斷的向國(guó)國(guó)際先進(jìn)施工技術(shù)的靠近，各種相關(guān)的政策規(guī)范也將相繼出臺(tái)，模塊化施工將發(fā)展的更好。