裝配式建筑可行性研究

潘善江 田璐

浙江中南建設(shè)集團有限公司 浙江 杭州 310052

引言

現(xiàn)階段國內(nèi)裝配式建筑的風(fēng)頭正盛，各地政府的政策紅利無疑成為裝配式興起的巨大推手?？v觀整個建筑市場，鋼結(jié)構(gòu)、PC構(gòu)件、集成飾面保溫材料等各路產(chǎn)品如雨后春筍般涌現(xiàn)出來，給本來千篇一律的傳統(tǒng)建筑行業(yè)開拓了更多可能性。然而目前我國裝配式建筑應(yīng)用過程中，仍存在著一些問題，嚴重制約了其發(fā)展，裝配式建筑管理水平仍有較大的提升空間，需進一步改進工作。這種情況下，對裝配式建筑可行性進行研究有著較強的現(xiàn)實意義。

1 裝配式建筑市場淺析

2020年，國內(nèi)疫情暴發(fā)初期，僅僅十余天，火神山、雷神山醫(yī)院拔地而起，向世界展現(xiàn)了“中國基建”的實力與速度。奇跡的背后，離不開建筑工人們廢寢忘食的奮戰(zhàn)，當(dāng)然還有另外一個重要原因——裝配式集裝箱，箱體尺寸統(tǒng)一，非常適合大量復(fù)制、快速拼裝，大幅減少了現(xiàn)場作業(yè)的工作量和工作時間，實現(xiàn)效率的最大化。同樣使用裝配式的還有浦東新區(qū)上鋼社區(qū)租賃住房項目。項目住宅樓均為預(yù)制裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，豎向構(gòu)件采用套筒灌漿連接，項目建成后，對世博地區(qū)、前灘地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才引進以及配套需求都有著積極作用[1]。

2 裝配式建筑問題分析

盡管裝配式建筑在用工、用時、低碳節(jié)能等方面都比傳統(tǒng)建筑展現(xiàn)出了更大的優(yōu)勢，但在國內(nèi)發(fā)展仍受到了極大“阻礙”，主要有以下方面問題：

2.1 技術(shù)方面

裝配式建筑技術(shù)缺乏系統(tǒng)的整合，包括預(yù)制構(gòu)件的組裝，比如平板安裝過程中極易出現(xiàn)斷裂、尺寸偏差等問題，此外還涉及水電安裝、吊裝、連接技術(shù)等多方面因素。雖然種種技術(shù)早已成熟，但缺乏的是這些技術(shù)的集成，極大地阻礙了裝配式建筑質(zhì)量的提高。

2.2 產(chǎn)能方面

從現(xiàn)階段來看，我國裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展主要以政策驅(qū)動為導(dǎo)向，發(fā)展比較粗放。而且不同類型的建筑必定需要不同的技術(shù)體系來支撐。材料生產(chǎn)、存儲、供應(yīng)、裝配企業(yè)等多個產(chǎn)業(yè)鏈之間存在著較大差異，協(xié)同合作與信息共享程度較低，嚴重影響了裝配式建筑的生產(chǎn)質(zhì)量與效率，導(dǎo)致整個行業(yè)經(jīng)濟效益低下，產(chǎn)能供應(yīng)不足。

2.3 運輸方面

受環(huán)保和土地供應(yīng)等因素影響，大多裝配工廠距城市建設(shè)核心區(qū)域較遠。像杭州、上海等城市周邊工廠離項目大都在50km以上，運輸成本較高，并且運輸時間段又受城市交通管制影響，交貨時間不確定。再則預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜、外形質(zhì)量要求高，運輸方案需要綜合考慮路況、限高、限重等情況。所以，裝配式構(gòu)件無論在運距、成本和供應(yīng)時限上都受周邊環(huán)境及政策影響較大，對裝配建筑的推進有一定阻礙[2]。

3 幾種裝配式建筑技術(shù)推薦

雖然一定程度上，裝配式建筑仍有諸多問題等待行業(yè)技術(shù)攻關(guān)，但從目前市場主要采用的應(yīng)用技術(shù)來看，筆者認為以下幾種技術(shù)還是值得推廣。

3.1 裝配式框架結(jié)構(gòu)體系

當(dāng)前社會是一個宣揚個性化的時代，越來越多風(fēng)格迥異的建筑出現(xiàn)在我們的視野中。但是建筑設(shè)計多樣化并不等于自由化，需要標準化與多樣化相結(jié)合，在標準化設(shè)計的基礎(chǔ)上爭取做到通用化和系列化。而裝配式框架結(jié)構(gòu)體系正好滿足了這一點。按照不同建筑結(jié)構(gòu)特點，將樓板、梁、柱等構(gòu)件進行拆分，先在生產(chǎn)基地進行標準化預(yù)制生產(chǎn)，然后運送至項目現(xiàn)場后采用大型吊裝機械進行安裝。裝配式框架結(jié)構(gòu)體系自重輕、空間跨度大、分隔靈活，適用于辦公樓、教學(xué)樓、大型商場、多層住宅等建筑。且裝配整體式框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件可以按照統(tǒng)一模數(shù)協(xié)調(diào)原則，進行設(shè)計標準化、定型化，使得預(yù)制構(gòu)件的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能，降低成本的同時有利于縮短工期。

3.2 雙面疊合剪力墻技術(shù)

雙面疊合剪力墻沿著厚度方向分成三部分，通過鋼筋桁架將內(nèi)外兩塊預(yù)制混凝土墻板連接起來，形成中間空腔的構(gòu)件。運至現(xiàn)場安裝后，再在空腔內(nèi)布置連接上下構(gòu)件的豎向鋼筋以及連接左右構(gòu)件的水平鋼筋，然后在中間空腔內(nèi)澆筑混凝土從而完成實心墻體的制作。雙面疊合剪力墻無須套筒或漿錨連接，上下、左右連接均利用現(xiàn)澆層和現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件等，避免了鋼筋與套筒精準定位的問題，施工質(zhì)量便于保證。同時，中間空心部分現(xiàn)澆時兩板可以當(dāng)作模板使用，整體性好且內(nèi)外墻光滑美觀，能夠大大節(jié)省人工和模具使用。除了上述優(yōu)點，保溫體系也能夠通過雙面疊合剪力墻實現(xiàn)，達到保溫節(jié)能、外墻裝飾一體化。

3.3 SI住宅體系

傳統(tǒng)裝修通常在主體結(jié)構(gòu)完成后才著手于內(nèi)裝的設(shè)計與安裝，在住宅工程中屬于最后的收尾流程，無法影響前期的建筑方案設(shè)計，只能在主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成施工的前提下進行調(diào)整，產(chǎn)生浪費和損耗較大。而SI住宅體系則恰好相反，在最初進行建筑設(shè)計的時候需要做好后期的內(nèi)裝設(shè)計、構(gòu)件選型等，實現(xiàn)建筑設(shè)計與內(nèi)裝設(shè)計一體化。其與傳統(tǒng)內(nèi)裝最大的區(qū)別點就在于其以標準化設(shè)計為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上再將主體、內(nèi)裝和管線分離。對于管線預(yù)埋問題，該體系采用在房間內(nèi)設(shè)置吊頂、裝飾墻、架空地板等方法，達到可任意更新內(nèi)裝甚至戶型的同時不破壞建筑主體結(jié)構(gòu)的效果，從而能夠有效延長住宅的使用壽命，并提高住宅未來持有的價值[3]。

4 結(jié)束語

雖然我國裝配式建筑還沒有得到廣泛的應(yīng)用與推廣，但是隨著技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，裝配式建筑結(jié)構(gòu)必定成為未來發(fā)展的一大趨勢。裝配式建筑循環(huán)經(jīng)濟特征顯著，絕不是傳統(tǒng)生產(chǎn)模式和裝配化的簡單相加，其關(guān)鍵在于集成。只有將建筑看作一個整體，各構(gòu)件作為有機的系統(tǒng)，通過精細化的加工制造，最終集成為一個完整的建筑體系，從而引領(lǐng)工程建設(shè)從原先的模糊、拼湊的舊模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榫?、集成的新模式。另一方面也能夠有效降低建筑后期維護費用，減少人工、材料浪費和環(huán)境污染，全面提升工程品質(zhì)和性能，讓人民群眾共享科技進步帶來的發(fā)展成果