全預(yù)制裝配式技術(shù)研究現(xiàn)狀及前景展望

彭嬌 李超

（西南科技大學(xué)城市學(xué)院，四川 綿陽 621000）

在社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、建筑行業(yè)全面進步下，裝配式建筑技術(shù)興起，政府政策的大力推廣，促進著裝配式建筑在我國迅速的發(fā)展，運用也較為廣泛。依照預(yù)制構(gòu)件預(yù)制部位的差異，裝配式建筑可以分為全預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)和預(yù)制裝配整體式結(jié)構(gòu)兩類。

1 全預(yù)制裝配式建筑的概述

裝配式建筑不像傳統(tǒng)建筑一樣，需要在施工現(xiàn)場進行柱、梁、板等混凝土的澆筑，而是通過可靠的連接在施工現(xiàn)場進行裝配的，由于部分或全部組件是在工廠預(yù)先制作而成，然后再運往建筑工地,因此相對于傳統(tǒng)建筑方式而言，有著在施工現(xiàn)場取消了腳手架、抹灰、模板等工序的優(yōu)點，對于環(huán)境的保護、工期的縮短以及工作效率的提高等多方面都有著促進作用。全裝配式建筑相對于裝配整體式而言便突出于全字，概括了建筑的框架結(jié)構(gòu)體系的組成特點：所有構(gòu)架、構(gòu)件、包括梁、柱、墻、板等完全都是在工廠里統(tǒng)一進行預(yù)制，然后在現(xiàn)場組裝而成的建筑。

2 全預(yù)制裝配式建筑運用不廣的原因分析

全預(yù)制裝配式相對于裝配整體式對于環(huán)境的保護，工期的縮短有著明顯的優(yōu)勢，但就目前而言我國對全裝配式建筑技術(shù)的使用較為少，絕大部分建筑而是采用裝配整體式。對于這些影響因素有很多，本文就技術(shù)要求高、建筑造價高、結(jié)構(gòu)體系運用單一這三個方面進行分析。

2.1 技術(shù)要求高

裝配式建筑的構(gòu)件是預(yù)先在工廠制作而成的，構(gòu)件尺寸以及預(yù)埋件的精度對于生產(chǎn)廠家的要求極高，尺寸，形狀的多樣無疑增加了生產(chǎn)難度。構(gòu)件之間的連接細(xì)度要精確到鋼筋級別，這無疑增大了設(shè)計人員設(shè)計的難度，同時提前計算好各構(gòu)件尺寸以及數(shù)量，為方便制作以及運輸還需盡可能統(tǒng)一尺寸，對設(shè)計人員的設(shè)計起著限制作用。預(yù)制板在制作過程中就得進行管線的預(yù)埋，業(yè)主若后開槽裝修難度較大，因此適合精裝或者減少裝配率。裝配式建筑在安裝精度上要求極高，不僅考驗施工人員的手藝，同時也是對施工人員與機械之間的相互配合的考驗。如果想要快速、準(zhǔn)確、高質(zhì)量的安裝完成那必然也離不開新技術(shù)的支持。裝配式建筑由于是由構(gòu)件拼接而成，導(dǎo)致成型的建筑縫隙較多，在外墻以及樓蓋防水上則處于相對劣勢。預(yù)制率以及裝配率越高，這些難度也就越大。裝配式建筑的整體性以及抗震性較差，從建筑經(jīng)濟成本的角度出發(fā)，目前國內(nèi)建筑仍以抗震設(shè)計為主，但是由于裝配整體式建筑的整體性以及抗震性是介于現(xiàn)澆整體式與預(yù)制裝配式之間的，因此，我國目前而言采用不多。

2.2 建筑造價高

裝配式建筑成本普遍高于現(xiàn)澆式建筑工程5%~30%，其高出金額主要來源于土建工程中pc構(gòu)件及安裝，對于裝飾工程、給排水工程等采暖工程單方造價都有所減少?，F(xiàn)澆式建筑與裝配式建筑相對比，則無pc構(gòu)件及其安裝這一過程，然而pc構(gòu)件對于裝配式建筑而言是主要部分之一?，F(xiàn)目前我國對于pc構(gòu)件的制作還未達到工業(yè)流水化生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)機器的效率以及通用性，成產(chǎn)品的合格率，造成pc構(gòu)件制作成本高昂。pc構(gòu)件由于形狀的不統(tǒng)一，規(guī)格各樣造成運輸困難，在施工現(xiàn)場造成二次搬運，從而導(dǎo)致運輸費用高。裝配式建筑的核心技術(shù)問題之一便是其pc構(gòu)件的安裝，它的費用主要以人工費以及重型吊車機具的使用費，安裝工程的成本受著安裝速度的影響[1]。

2.3 結(jié)構(gòu)體系單一

在裝配式結(jié)構(gòu)體系上，我國普遍采用裝配整體式框架結(jié)構(gòu)和裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，但是該結(jié)構(gòu)不適用于多層建筑以及高層建筑；對于疊合剪力墻結(jié)構(gòu)運用較多，但該結(jié)構(gòu)不適用于高烈度區(qū)建筑，對于全裝配式框架結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆剪力墻-裝配式框架結(jié)構(gòu)以及多層裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較少，對于裝配式+減震體系與裝配式剪力墻-裝配式框架結(jié)構(gòu)體系甚至沒有。結(jié)構(gòu)作為一個建筑的骨架，我們在考慮它的可靠性的同時也考慮它的形態(tài)，建筑形式與結(jié)構(gòu)體系存在著一種相互作用的關(guān)系[2]，結(jié)構(gòu)體系影響著建筑形式，單一的結(jié)構(gòu)體系制約著建筑形式的表現(xiàn)以及設(shè)計人員的設(shè)計理念，從而影響全預(yù)制裝配式建筑的運用。

3 全預(yù)制裝配式技術(shù)國外研究現(xiàn)狀

我國對于預(yù)制裝配式建筑在技術(shù)，體系上還略有欠缺，國外裝配式建筑企業(yè)由于發(fā)展相對于國內(nèi)較早，因此建筑管理體系趨近于完善，相關(guān)問題的研究相對于國內(nèi)也較為成熟。

日本處于多個板塊交匯地帶，地震頻發(fā)，日本建筑的設(shè)計絕大多數(shù)均按減、隔震方法設(shè)計。目前R-PC（預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)）運用較為廣泛。豎向構(gòu)件連接主要采用套筒灌漿技術(shù)為主，全灌漿套筒數(shù)量少，直徑大。日本外圍結(jié)構(gòu)大量使用ALC條板和預(yù)制混凝土外掛墻板，采用內(nèi)保溫技術(shù)可大幅降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)難度。KSI系統(tǒng)與日本的框架結(jié)構(gòu)體系、內(nèi)保溫技術(shù)等形成一套封閉系統(tǒng)，KSI技術(shù)雖在一定程度上增加了建造成本，但延長了建筑使用壽命，提高了居住品質(zhì)[3]。日本可以使用預(yù)制梁和柱子等結(jié)構(gòu)部件建造高度超過200m的超高層集合住宅項目，在標(biāo)準(zhǔn)層以上，一般可以達到4天一層的工程項目進度[4]。

在美國，預(yù)制混凝土裝配式和鋼結(jié)構(gòu)裝配式主要應(yīng)用于大型城市的住宅。美國裝配式結(jié)構(gòu)主要強調(diào)結(jié)構(gòu)的整體性及穩(wěn)定性，其預(yù)制構(gòu)件的受力鋼筋僅在柱底與基礎(chǔ)部位進行連接，其連接方式主要通過波紋管進行間接搭接[5]。美國預(yù)制建筑行業(yè)建立了專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化的完善技術(shù)體系。近年來，探索和推廣了可持續(xù)環(huán)保、低碳節(jié)能的綠色組裝技術(shù)。法國作為世界上最早開始使用預(yù)制建筑的國家，以預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)為主，鋼結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)為輔[6]。

4 全預(yù)制裝配式建筑發(fā)展的措施與建議

4.1 提高從業(yè)資格，加強從業(yè)人員培訓(xùn)

從業(yè)人員的技術(shù)以及施工機具對預(yù)制裝配式建筑的質(zhì)量起著關(guān)鍵影響，因此，提高從業(yè)人員的技術(shù)有著必要性。一方面，要求從業(yè)人員應(yīng)持證上崗，無證不得上崗，使從業(yè)人員專業(yè)化；另一方面加強從業(yè)人員培訓(xùn)工作，使工作、培訓(xùn)交叉進行，培訓(xùn)過程中注重細(xì)節(jié)的把握，在提高從業(yè)人員技術(shù)水平的同時亦應(yīng)加強其安全防范意識，減少不必要的事故發(fā)生。

4.2 加強新技術(shù)研發(fā)

借鑒日本實施技術(shù)方案競賽制度，利用競賽的模式，促進我國建筑企業(yè)對預(yù)制裝配式技術(shù)的研發(fā)，在鼓勵企業(yè)對新技術(shù)的研發(fā)的同時激發(fā)企業(yè)的積極性，在參加競賽的同時能讓企業(yè)了解自我的不足，以及出現(xiàn)的問題，在此之后，繼續(xù)努力，加以改正。競賽制方式也可以起到一定宣傳作用，讓更多不了解預(yù)制裝配式建筑的得以了解，同時也為以后的預(yù)制裝配式行業(yè)的發(fā)掘以及提供人才的另一渠道。

4.3 推廣工程總承包管理模式

把設(shè)計、施工和采購等多方鏈接在一起，實行一體化，減少中間不必要的環(huán)節(jié)和銜接問題，不僅達到時間上的節(jié)約，同時避免了溝通有誤的情況發(fā)生。把各類構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)和工程施工企業(yè)進行“打包”的方式，亦可以有效避免設(shè)計和施工脫節(jié)，通過整合各方資源，大幅度減少協(xié)調(diào)和管理成本。工程總承包管理模式對BIM技術(shù)的應(yīng)用也有著促進作用。

4.4 政府發(fā)揮主導(dǎo)作用，加強政策推出

在我國的領(lǐng)域，對于預(yù)制裝配式建筑的應(yīng)用依舊屬于發(fā)展階段中，預(yù)制裝配式建筑技術(shù)目前在政策上還有所欠缺，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這個統(tǒng)一包括模型的統(tǒng)一，質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一以及政策的統(tǒng)一。建筑管理體系也并不完善，應(yīng)加強相應(yīng)的法律、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及所對應(yīng)的制度[7]。政策是有效保障各個行業(yè)有序發(fā)展的重要基礎(chǔ)，若想推進我國預(yù)制裝配式建筑的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，則必然離不開有效地政策扶持。因此，政府政策的積極落實對預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展起著重要因素。

5 全預(yù)制裝配式建筑發(fā)展前景

我國現(xiàn)階段以及未來的目標(biāo)是走好以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為導(dǎo)向的高質(zhì)量發(fā)展。裝配式建筑因為在工廠預(yù)先制作，減少了許多構(gòu)件在現(xiàn)場現(xiàn)澆的情況，同時也減少了施工噪音，墻體由于可以拆卸，重復(fù)使用，不會造成因拆墻而產(chǎn)生很多建筑垃圾的現(xiàn)象，使工地現(xiàn)場更加綠色環(huán)保。因此裝配式建筑得到行業(yè)認(rèn)可。目前我國運用較為廣泛的是裝配整體式，相對之下全預(yù)制裝配式建筑對環(huán)境保護的效果也更為顯著但存在抗震性和整體性較差的缺點。預(yù)制裝配式建筑近幾年來在我國發(fā)展迅速，同時我國對裝配式建筑技術(shù)的發(fā)展也積極研究、探索，對于突破全預(yù)制裝配式建筑技術(shù)是被所期待的，在未來的建筑行業(yè)全預(yù)制裝配式建筑是勢在必行的[8]。

6 結(jié)語

本文基于全預(yù)制裝配式建筑，從全預(yù)制裝配式建筑運用不廣的原因進行分析，給出一些自己的觀點，在此基礎(chǔ)上給出了一些建議和措施。同時給出了國外一些國家的研究現(xiàn)狀，希望可以在我國之后對全預(yù)制裝配式建筑的研究中有所幫助。