装配式住宅建筑论文

装配式住宅建筑论文（共9篇）

装配式住宅建筑论文 篇1

目前, 我国高层住宅业的发展是以绿色为理念, 积极相应国家关于经济节能以及少污染的号召。在保证建筑实用性以及使用寿命的基础上, 朝着装配式技术方向上的的发展。充分营造美观的住宅环境的同时更加注重健康与安全。在高层住宅的建设中, 尤其是保障性住宅建设一定要以绿色建筑为指导方向, 使当前的住宅建设实现装配化和标准化。在这方面具有代表性的如卓达房地产集团有限公司, 该公司以以高新技术为依托, 在国际战略中不断创新。其“”一二三产联动发展、新生产力造城”运营模式独具一格, 别出心裁。该公司被住建部评为国家在高层住宅产业化基地”, 更是被国家发改委认定为“国家资源综合利用示范基地”。

1 高层住宅建设装配式技术的发展

1.1 装备的原理机制

在大需求规划集团大战略的引领下, 卓达集团着眼海内外市场, 做到了高速发展。当前, 国内外建材与建筑市场有近30亿规模, 本集团结合国内外的现状, 审时度势, 自主研发了高科技绿色材料及装配式绿色建筑。这种新技术是对传统的建筑与建材市场带来了一次新的革命。因为有了这样的成绩, 住建部去顶卓达集团为“国家在高层住宅产业化基地”。此外, 集团内的产品畅销海内外。比如, 集团研发的卓达新材通过了俄罗斯联邦合格认证、防火认证以及卫生检疫合格认证等, 这就为集团在俄罗斯开拓市场并高速发展提供了基础。

从当前的实践来看, 高层住宅预制结构体系的工业化是工厂预生产外墙板、楼梯以及空调板等组件。然后将这些运到工地, 施工工人按照结构图纸现浇主梁与他们组装。其中, 外墙板通过瓷砖、窗框、钢筋以及混凝土浇筑在一起组合起来的。装配式结构的形式可以为框架以及剪力墙等。

1.2 相关技术优势

(1) 确保建筑的质量。在实际加工中, 一般是利用定型钢板模块与钢筋通过混凝土浇筑后绑扎在一起制成的预制件。然后进行一些水蒸气或者是水池进行保养。这样一方面可以确保预制件的质量, 另一方面相比于传统的方法能够提升精密度。

(2) 在节约能源上有一定的优势。传统的建筑工地上在施工的过程中, 能源以及资源等的消耗比列占整个社会能量消耗的30%。相反, 装配式在高层住宅上的应用能够大大减少能源及资源的消耗。

(3) 节约水资源, 装配式在高层住宅上构建的时候, 保养用水可以循环利用。这就有别于传统的养护。传统的混凝土在用水调配时, 一旦比例不对就会造成质量下降, 影响工程进度。而装配式技术在这方面是不需要固定泵、搅拌机以及抽水机等设备, 不仅节约了大量的水资源, 而且也减少了污染, 属于环境友好型。

2 高层住宅预制结构体系发展现状

结合多年的发展, 装配式技术不断的发展, 环境友好和经济节约的高优势让其越来越广泛的应用于我国的高层建筑行业中去。据研究可知, 当前高层住宅的装修技术模式有三大类:1先装修然后再住。也就是居民通过第三方或者自己把房子装修好了之后, 通风一段时间后再进去居住;2精装修模式, 这是以建设部相关的文件为指导下进行的一种模式, 主要是居民买的房子直接可以入住, 无需装修, 也就是精装房;3装修工业化, 这种模式是近几年才发展来的。主要是通过将预制化好的装修材料通过模块化配制快速的达到装修的模式。从现实角度来看。工业化的装修具有比较大的优势, 相比前两种, 不但装修的速度快, 而且以人为本, 绿色环保, 减少了在装修过程中对人的伤害, 这种模式也将越来越广泛的应用于未来的高层住房的装修中去。

然而, 当前我国住宅装修主要采取第一和第二种模式。而工业化的装修模式才起步, 仅仅有少数企业对这块课题进行了相关的研发。例如, 卓达集团就是为数不多的研发装修工业化的企业之一。虽然通过第二和第三种装修模式装修后, 业主所接受的房子都是装修好的, 但是两种模式下有本质区别, 前者由开发商自己或者是联合第三方装修公司进行的装修, 而后者是由成熟的企业推向市场的一种产品, 由生产厂家统一制造预制品, 然后上门安装实施。此外, 前者装修依然是传统的方式, 只是由相对单一的个人装修变成由开发商统一装修。而后者则不然, 它是通过模块实现快速装修, 大大的降低了工程量, 也减少了在装修工程中对工人身体的伤害。

综上所述, 未来的装修发展模式必然是工业化模块式装修, 这是因为一方面工业化装修具备高效、节能、绿色环保以及无污染, 另外一方面还可以满足人们在个人喜好以及各人的现实需求等方面的追求。然而, 由于部分材料的机械化生产还未研发出来等因素。因此, 高层建筑住宅的工业化装修目前应用还不是太广泛。一旦装修材料大部分都可以实现工业化生产, 相关的技术配套措施落实, 那么工业化的装修必将取代传统的装修方法广泛应用于建筑行业中。

3 结束语

总之, 从建筑本身、工程质量以及绿色环保等角度来说, 装配式都具有最大的优势。然而, 我国高层住宅产业化的相关配套政策出台较晚。装配式在高层住宅方面的应用依然有不小的困难。这就需要更多的领域专家进行讨论和实践。所以, 这就需要政府及有关部门在技术上和政策上对装配式在高层住宅上面的应用提供支持。鼓励装配式的材料的生产建设, 加快相应配套政策的建立。在建筑设计这块, 要以绿色环保为标准, 跟的上时代的节奏, 在技术上支持和配合生产建设。此外, 要规范原材料的供应。使得生产加工标准化规范化, 只有这样装配式在高层建筑上的应用发展才会产业化和健康化。

参考文献

[1]任欣, 赖思琦.绿色建筑策略在四川新农村低技术住宅设计中的应用性研究[J].安徽建筑.2016, (3) .

[1]付伟, 王超云.军队公寓房中推广装配式住宅的可行性研究[J].住宅与房地产, 2016, (3) :22-23.

装配式住宅建筑论文 篇2

——推进住宅建设工业化

目前，我国住宅建筑行业所面临的主要问题是，生产效率低，资源浪费严重，标准化程度不高，质量难以有效控制。解决上述问题的有效途径之一就是改革现有住宅生产模式，走住宅生产产业化的道路。

住宅产业化的核心是住宅生产工业化，住宅生产工业化的本质是：住宅生产标准化，生产过程机械化，建设管理规范化，建设过程集成化，技术生产科研一体化。住宅生产工业化在美国、日本和新加坡等工业发达国家已有近50 年的发展历史，其住宅建设工业化的程度也达到了相当高的水平，一栋住宅有一半用预制构件组装完成，预制构件率最高达到80%以上。我国的住宅工业化研究起步比较晚，到现在不过十年左右的时间，但由于受整个社会经济发展水平的限制和市场不成熟，企业不成熟、没有形成规模，产业集中度不高等方面因素的影响，一直以来成效不太大。

随着城市化进程的推进，整个房地产行业面临着住宅需求量大、建筑质量有待提高、劳动力成本日益昂贵以及粗放型的生产方式亟需转变的现实。高品质住房需求和落后的生产方式的矛盾还十分突出，传统的住宅建造方式对住宅产业化的制约和影响日益突显。因而，改革住宅建造方式，推进住宅建设工业化，进而实现住宅产业化是非常必要的。

住宅产业化包含三个方面，一是住宅建筑的标准化，二是住宅建造的工业化，三是住宅生产与经营的商品化。住宅建造的工业化是住宅产业化的核心，而发展装配式住宅又是实现住宅工业化的关键。住宅作为最终的建筑产品主要由主体结构、建筑装修、建筑设备三大部分构成。建筑装修、建筑设备一定要依附于主体结构，脱离主体结构都只能视为单项技术和产品。我们现在的生产方式是粗放的，其根本原因还是主体结构技术。所以，住宅产业核心技术在于主体结构。不从住宅生产方式入手，不研究解决主体结构技术，住宅工业化就难以实现。沈阳卫德住宅工业化科技有限公司具有高度的战略眼光和社会责任感，一直致力于住宅产业化的推进。

住宅工业化关系到全社会住宅产业乃至建筑行业的生产方式改变的问题，政策的导向作用毋庸置疑。要充分发挥政府的指导作用，研究、建立或完善有关技术经济政策；针对装配式工业化建筑的特点，建立推广装配式建筑体系的构配件工业化生产、专业化施工安装的管理体系；建立设计研究、构配件生产、安装施工队伍的培训体系。要在全行业、全社会推广住宅工业化，最根本的动力还在于为数众多的中小型企业。房地产行业是资金密集型行业，一般情况下作为一个具备技术实力、方向对路、从建筑业起家的中小型企业，难免捉襟见肘，面临诸多困境。政府首先应给予优惠的土地租售政策；其次，提供银行贷款的便利；再次，适当地税费优惠；最后，给予更多的鼓励扶持，包括金融制度创新，管理方法创新，传统监管办法、审批程序的调整等。当前，我国正在大规模地推进保障性住房建设，保障性住房主要是政府投资建设，具有户型面积小、建筑设计简单的特点，非常易于标准化和工业化生产。利用这个时机，在保障性住房建设中大力推行住宅建筑工业化，不仅能够保证住房质量，提高效率，降低成本，节能降耗，而且会加快促进我国住宅建筑工业化的发展和住宅产业化目标的实现。要以企业为中心，形成一套完整的建筑产业链，建立“研究—设计—预制—施工”一体化的专业化房屋工厂模式，带动一批传统建筑企业向专业化房屋工厂企业的转型，长期从事住宅工业化的设计与施工业务，进而推动我国住宅产业化整体水平的提升。

装配式住宅建筑论文 篇3

本刊讯2015年4月10日,由住房和城乡建设部科技与产业化发展中心、海南省住房和城乡建设厅和唐山冀东发展集成房屋有限公司共同举办的“装配式低层住宅建筑现场交流会”在海南省文昌市翁田镇大贺村成功召开。住房和城乡建设部科技与产业化发展中心、海南省住房和城乡建设厅、河北省墙材革新和建筑节能管理办公室、唐山市及丰润区住建局、海南省各市县村镇建设主管部门及冀东发展集团负责人参加了此次会议。

由住房和城乡建设部科技与产业化发展中心技术支持,冀东发展集团负责援建的一套装配式低层住宅采用轻型钢框架结构、全螺栓节点连接、轻质高强高分子水泥板作为围护结构,应用了整体厨房、太阳能热水系统、污水处理系统等设备设施,面积约为110平方米。该房屋具有抗台风能力强、施工速度快、经济成本低、居住舒适性能高等特点。

本次交流会的成功召开,使与会人员全面、系统、直接地对装配式低层住宅建筑体系进行了了解,并引起了浓厚的兴趣,为在海南乃至全国推广装配式低层住宅建筑发挥了良好的作用。

装配式住宅建筑论文 篇4

许溯鹏

单位名称 省份城市 邮编

摘要：近几年，随着建筑行业的快速发展，越来越多的住宅建筑涌现出来。预制装配式作为住宅建筑中应用较为广泛的结构，发挥着极其重要的作用。与此同时，由于科技的不断进步，BIM技术也得到了广泛的应用以及推广。对于预制装配式住宅来说，通过合理的应用BIM技术，不仅能够可以提升设计效率、减少误差的出现，对预制构件的生产流程不断优化，同时还能在施工阶段以及运维阶段发挥出自身的价值，对相关流程进行合理的模拟，最终提升预制装配式住宅的整体质量。

关键词：BIM技术；预制装配式；住宅；应用 中图分类号：TU17 文献标识码：A 引言

当前，在经济快速增长的同时，环境污染问题越来越严重。在这种情况下，预制装配式住宅被提出来，其不仅施工操作较为简便，同时还能提升各项资源的使用效率，减少对环境的污染力度，正因为预制装配式住宅具有上述优点，得到了广泛的应用。另外，在建筑领域，BIM技术被提出来，在装配式住宅建筑中，合理运用BIM技术能够有效加强住宅建筑中各个阶段的管理，提升施工效率，最终促进预制装配式住宅又好又快的发展。

一、BIM技术简介

（一）、定义

BIM也被称作建筑信息模型，通过对工程中的有关信息数据进行收集然后=建立的一种数字信息仿真模拟建筑物的模型。BIM不光具备将信息进行集成的作用，同时还是一种可以用来设计、建造管理的数字信息应用。BIM通过将相关信息进行整合以及分析之后，合理构建数字信息化立体模型，进而为设计以及施工单位提供技术上的支持。

（二）、特点 BIM的特点主要包括以下几个方面：第一就是可视性，众所周知，在建筑行业中，可视性发挥着不可替代的作用，而BIM在整个过程中都具备可视化特点，其重要性不言而喻。第二就是具备模拟性，BIM不光可以对建筑物模型进行模拟设计出的建筑物模型，同时还可以对各个环节进行全面模拟。第三就是协调性，BIM技术的协调性可以对问题进行有效的协调，规避风险的出现。第四就是具备一定的可优化性，当BIM信息模型建立完成之后，还可以根据具体情况做出有效的调整。第五就是可出图性，利用BIM可视性的特点，对模型的设计图纸进行出图，由于图纸是依据实际建筑构建的模型上进行绘制的，因此具备一定的准确性以及科学性。

二、预制装配式结构特性分析

（一）、施工难点较多

在对预制装配式结构进行施工的时候存在较多的施工难点。在进行施工的时候，由于各边的甩茬连接钢筋的根数以及施工位置的要求相同，就会导致施工问题层出不穷。为了保证结构连接过程中不出现差错，必须要加大各个部门之间协调以及沟通能力，只有加大技术交底工作，才能保证甩茬连接钢筋的位置与数量符合标准。另外，在进行施工的时候，机电管线的走向与固定件位置需要紧密配合，只有这样才可以避免在对固定件进行安装的过程中出现管线损坏的现象，在进行施工的时候由于构件较多，在进行安装时容易出现差错，最终导致施工质量出现问题。

（二）、施工精度要求高

预制装配式结构在进行施工的时候对于精度的要求较高，需要保证固定件连接的可靠性。而且对于施工人员的要求较高，必须要严格依据设计图纸进行操作。另外，在进行施工的时候，需要做好必要的安全防护工作，在此期间必能对并施工的精度及其质量造成影响。除此之外，还需要注意的一点就是，对于施工人员需要进行严格把控，必须要持证上岗，具备一定的专业知识，保证施工的顺利完成。

三、BIM技术在预制装配式住宅中的应用

（一）、在设计阶段的应用

在对预制装配式住宅进行设计的时候，需要依据BIM技术对实际工程中所需要的各种构件建立信息库，这种做法不仅能够提升构件厂、设计单位以及施工企业的可视化协同能力，同时还可以明确设计重点，减少建材的损坏以及浪费，同时还可以简化流程，提升生产效率。另外，需要注意的就是，在进行设计的时候，还可以对施工环节所需要的劳动力进行有效分析，通过引入物资、劳动力和场地的概念，减少劳务选择风险，最终在保证质量的同时有效缩短工期。

（二）、在预制构件生产阶段的应用

在整个装配式住宅建设过程中，生产阶段极为重要，同时该阶段也是连接装配式住宅设计与施工的关键环节。为了保证预制构件生产的合理性，生产厂家可以从装配式住宅BIM模型中准确掌握预制构件的尺寸大小及其相关信息内容，然后对生产计划进行合理编制。另外，生产厂家还可以在预制构件生产阶段为各类预制构件植入含有构件材料种类、几何尺寸以及安装位置等信息的RFID芯片，通过RFID技术对预制构件进行物流管理，最终提升预制构件仓储和运输的效率。

（三）、在装配式住宅施工阶段的应用价值

1、基于BIM的现场施工仿真筹划

利用BIM模型进行4D施工仿真模拟，BIM 软件可以实现与Microsoft Project的无缝数据传递。在模型中导入MS Project编制完成的项目施工计划甘特图，将3D模型与施工计划相关联，将施工计划时间写入相应构件的属性中，这样就在3D模型基础上加入了时间因素，使其变成一个可模拟现场施工及吊装管理的4D模型。

2、构件现场吊装管理及远程可视化监控

当确定施工方案之后，需要在平板手持设备把储存构件吊装位置及施工时序等相关信息的BIM 模型导入进去，通过制定三维模型检验施工计划，最终可以实现施工吊装缓解的无纸化以及可视化辅助。在对构件进行吊装之前，需要展开必要的检验及其确认，当手持机中的当日施工计划得到更新之后，还要扫描工地堆场的构件，准确识别相关信息内容，随之再进行吊装工作，并对构件的施工时间进行及时的记录。当所有构件安装完成之后，检查人员还要对相关的细节内容进行校核，只有当检查合格后，才可以使用手持机对构件芯片进行扫描，然后确认整个构件施工完成，并对完工时间进行记录。在施工阶段，通过利用BIM技术，所有施工内容以及完工时间都会被准确记录，并且能够避免误差的出现，大大提升工作效率。

3、在装配式住宅运维阶段的应用价值

通过合理运用BIM以及RFID技术，对信息管理平台进行合理的搭建，从而完善装配式住宅中预制构件以及设备的运营维护系统。比如，在进行资料管理或是应急管理的时候，使用BIM技术极为重要。如果发生火灾的时候，相关人员可以利用BIM信息管理系统中的内容准确掌握火灾发生位置，进而采取有效措施进行灭火。除此之外，在对装配式住宅或是其附属设备进行维修的时候，还可以从BIM模型中得到预制构件或附属设备的相关信息，比如型号、参数等等，为接下来的维修工作提供了便利。

结束语

总而言之，由于我国经济的不断提升以及建筑行业的快速发展，预制装配式住宅得到了推广以及应用。通过在该住宅建筑中合理引入BIM技术，实现建筑工业化以及信息化的完美结合，对各个阶段进行有效的管理，不仅能够保证相关人员准确的掌握预制装配式结构的特性，同时还能为预制装配式住宅建筑的进一步发展提供技术上的支持，最终提升建筑的整体质量。

参考文献

装配式住宅建筑论文 篇5

当前, 我国住宅产业主要朝着装配式住宅建设技术发展, 并且将其和绿色建筑的发展理念相结合, 也就是在保证建筑的使用寿命、实用性的基础之上, 尽可能的做到节能减排, 即节约能源、土地、材料等, 尽量减少污染排放, 给人们创造安全健康、实用美观的住宅环境。在住宅建设中, 特别是保障性住宅建设中一定要将绿色建筑的原则融入设计中, 努力实现住宅建设的标准化和装配化。

一、装配式住宅建设技术

1、建设原理

卓达集团秉承着国际视野统揽海内外市场, 并在大需求规划集团大战略指导下跨上了高速发展通道。针对当前国内外30万亿绿色建材与建筑市场, 本集团审时度势通过创新科技而自主研发高科技绿色新型材料以及模块化组装式绿色建筑, 这对建筑与建材, 甚至是房地产行业而言带来了巨大的革新。基于此, 卓达集团不但被国家住建部确定为“国家住宅产业化基地”, 同时集团产品畅销全球, 以俄罗斯为例, 集团所研发卓达新材通过了包括联邦合格认证、防火认证以及卫生检疫合格认证在内的众多认证, 这为集团俄罗斯业务高速发展打下了坚实基础。

结合实践来看, 工业化住宅预制结构体系主要指, 包括外墙板、空调板以及楼梯等组件实行工厂预制化生产, 随后将其运至工程现场后, 施工人员通过结构现浇柱粱和它们相连。其中外墙板用瓷砖、窗框、钢筋和混凝土浇在一起构成。整个装配式结构可以是框架、剪力墙等多种形式。

2、技术特点

(1) 保障建设质量。结合实践来看, 预制件在制造过程中主要是通利用定型钢模板对钢筋采取绑扎浇筑混凝土, 随后采取诸如蒸汽或水池进行养护, 这样的做法不但有效地保障预制件制造质量, 同时在精度上相较于传统方法有了很大地提升。此外, 正是得益于预制件这样的制造方法, 使得装配式住宅有效地避免诸如墙面脱离、开裂等质量问题。

(2) 有效节约能源, 往往建筑工程在施工过程中会消耗很多的资源、能源, 据相关数据统计, 其消耗量占社会能源消耗总量的30%。而装配式住宅建设技术和传统的建筑建设方式相比, 能源消耗量大大降低。由于装配式住宅具有产业化的的特点, 预制构件采用的是集体生产的方式, 在整个加工过程中, 其能源消耗总量就会减少, 另外, 外墙体系的导热性能比传统墙体的效果更佳。

(3) 在水源使用方面, 在对装配式住宅的混凝土构建进行养护的时候, 可以对水资源进行循环利用, 这是优于传统养护的特点之一。在进行混凝土的调配时, 对水量的用量有严格的标准, 比例失调会严重影响施工质量。装配式住宅技术在施工的时候不需要固定泵、搅拌机等设备不仅能节约大量清洗用水, 也避免了废水、水浆对周围环境造成的污染。

二、工业化住宅预制结构体系应用现状

结合实际来看, 通过多年的发展, 装配式住宅建设体系得到了不断完善, 并以其绿色环保性与经济适用性融合的优点被日益广泛地应用到我国建筑行业之中。

1、工业化住宅装修技术体系应用现状

根据笔者对装修模式研究可知, 其现阶段主要有三类:第一, 先装后住。即业主在接房后采取找第三方装修公司或自己装修, 之后在房屋装修好并通风一段时间后入住;第二, 全装修模式。该模式主要基于建设部所出台相关文件作为指导, 其核心在于强调业主所接房屋是经过装修的, 也可称为精装房;第三, 工业化装修模式。该装修模式是近些年来所发展而来, 其主要基于预制化装修材料与产品, 随后通过模块化装配完成装饰装修工程。结合实际来看, 工业化装修模式相比于前两种, 不但具有装修效率高的优点, 同时其绿色环保性、经济合理性也是重要特征, 这就使得该模式越来越广泛地应用到住宅装修之中。

从实际情况来看, 受诸多因素所影响, 现阶段我国住宅装修上更多采用第一和第二种模式, 而工业化装修模式当前仅有为数不多的企业研发, 而卓达集团可以说是其中的佼佼者。需要特别注意的是, 全装修模式和工业化装修虽然业主所接房屋都不是毛坯房, 但二者存在极大的差别。首先, 全装修模式实施主体是开发商联合装修公司, 而工业化装修模式则由预制材料生产厂家实施;其次, 前者装修仍是采取传统方式, 而后者则采取高效的模块化装配, 如此一来大大地降低工作量与强度。

通过对三种装修模式研究发现, 笔者认为工业化装修模式必然是今后其发展的主要趋势, 这是因为其符合绿色建筑的发展理念, 还能最大程度上满足人们对生活品质和个人喜好方面的装修要求。不仅节能环保、生产速度快, 还具备了价格上的优惠, 具有经济性。但是从实际情况来看, 受到诸如部分装修材料不能够利用机械进行后工业化生产等因素所影响, 我国的工业化装修模式在装配式住宅建设中的并不普遍。虽然工业化装修模式仍具有一定缺点, 但其所具有的众多优点使其被日益广泛地应用。

三、结束语

总而言之, 装配式住宅无论从建筑性能本身, 还是工程质量和绿色环保等方面都具备传统建筑结构体系不可比拟的优势, 但是由于我国实施住宅产业化政策较晚, 在发展装配式住宅方面仍存在很多的问题, 需要更多的探索和实践。因此, 政府及相关部门应该加强对装配式住宅技术的研究和政策支持, 鼓励装配式住宅的建设生产;相关建设设计方, 应该顺应当今绿色环保的建筑理念, 与时俱进, 从技术上配合建设生产;另外, 要加强对材料供应的规范, 进行标准化、规范化加工生产, 以适应产业化的发展需要, 促进装配式住宅的建设发展。

摘要：本文主要通过对装配式住宅建设技术的阐述和现今应用现状的研究, 将绿色建筑理念与住宅产业化技术有机结合, 以实现经济实用, 节能环保为主要方向, 对于提高我国住房建设的性能和品质、降低能源消耗和经济成本等方面具有积极的影响和推动力, 也代表了我国住宅建筑行业进入了新的发展阶段。特别是卓达房地产集团有限公司, 已发展为以创新做引领、以高技术做支撑、以国际视野战略观为指引, 独具“一二三产联动发展、新生产力造城”特色运营模式的国际特大企业, 是住建部确立的“国家住宅产业化基地”、国家发改委确立的“国家资源综合利用示范基地”。

关键词：绿色建筑,装配式住宅,建设现状

参考文献

装配式住宅建筑论文 篇6

1.预制混凝土技术优点

“S” (Speed of construction) -建造速度

“Q” (Quality) -工程质量

“S” (Safety) -现场安全

“E” (Envirenment friendly) -环境友好

“E” (Economic) -经济效益

2.预制混凝土技术特点

(1) 标准化:预制构件及其连接构造设计的标准化定型, 可以最大限度发挥预制技术的经济性要求。

(2) 工业化:采用预制工厂节能高效的规模化批量生产方式, 是预制构件体现建设速度和效率的关键技术。如果能够有计划长期均衡配置资源进行生产PC构件, 是保证质量、减少浪费的最有效手段。

(3) 集成化:充分考虑建筑的功能和性能在预制构件中复合或预留, 如:外装饰、保温、门窗安装埋件、预留管线、预留插筋、预埋生产、施工安装及装修等埋件, 是保证预制构件合理利用的关健技术, 也是预制构件深化设计的主要内容。

(4) 一体化:从项目策划、规划设计、生产运输、施工安装、设备装修的部品集成等全过程统筹协调各参与单位的人员分工协作, 形成基于PC技术的完整产业链长期合作的一体化运作模式, 是PC技术能够长期发展具有生命力的关键。目前万科的工业化模式有此雏形, 可以想见一体化推进PC技术发展的管理难度非常大, 需要政府和大企业通力合作。

3.预制混凝土技术难点

(1) 高层建筑抗震连接构造比较复杂, 目前国内的注册结构工程师普遍缺乏预制结构的设计技艺和经验积累, 造成预制建筑推广应用比较困难。

(2) 建筑师对预制建筑及构件标准化定型设计缺乏了解, 方案设计时很少考虑采用预制技术, 即使想采用也没有能力来设计到位。

(3) 生产和施工方面的专业技术管理人员也比较紧缺, 技术工人及专业技术人员缺乏系统培训和工程实践锻炼。

2、高层建筑应用预制技术介绍

1.PC结构体系分类

(1) K—框架结构, P C装配整体式框架目前以日本技术为代表在高层、超高层建筑中应用比较广泛和成熟, 一般结合隔震减震技术协同设计, 主要为标准化预制柱、叠合梁板构件, 比较适宜采用工业化方式建造。该结构技术在我国的高层建筑中应用还不成熟, 理论研究和工程实践还比较缺乏, 现阶段实施难度较大。

(2) J¬—剪力墙结构, 以东欧技术为代表曾在中高层建筑中得到广泛应用, 但抗震性能方面需要完善提高;目前我国采用的装配式剪力墙结构, 主要以预制外墙和叠合楼盖为主的装配整体式剪力墙技术, 强调接近现浇结构的抗震设计方法和装饰、保温一体化预制外墙集成技术, 该体系目前已成为我国高层住宅的主要实施方案。

(3) KJ—框架剪力墙结构, 以美国技术为代表, 突出预制预应力构件在高层大跨度建筑中应用优势, 我国目前多以叠合楼盖的局部应用为主, 竖向构件尤其是剪力墙的预制装配在抗震设防裂度较高地区的高层建筑中应用还有许多问题需要研究。

2.预制技术系统分级

预制技术系统按设计施工的实施难度可分为高级 (A) 、中级 (B) 、普通级 (C) 等三个级别, 考虑级别高的系统兼容级别低的系统, 本文建议可以规定:A级预制率应达到50~80%, B级预制率应达30~50%, C级预制率应达10~30%。一般来说高级、中级、普通级和预制化率有密切关系, 但不能简单按预制化率来分级, 主要还是考虑高层建筑的预制技术的实施难度作为依据比较合理。从结构安全的重要性等级可规定下列分级原则:

(1) A级—主体结构竖向构件采用预制技术:如框架柱、剪力墙等;

(2) B级—主体结构水平构件采用预制技术:如叠合梁、叠合板等;

(3) C级—主体结构局部采用水平预制构件或非主体结构采用预制技术:如楼梯板、阳台板、外挂板等。

3. PC技术实施方案比较

(见表1)

3、高层建筑应用P C技术的经济性分析

1.影响PC技术在高层建筑中应用经济性的关键因素

目前我国的高层建筑采用PC技术并不普及, 即使采用PC方式, 也以中级和普通级为主, 预制率很低, 主要是PC技术目前尚无法满足现行的基于现浇结构编制的标准规范要求;另一方面, 现阶段采用高级PC技术系统的实施难度和建造成本都比较高, 市场竞争力不够。

目前影响预制建筑经济性的关键因素如下:

(1) PC建筑设计方案与标准化构件定型 (技术因素)

(2) 规模化项目的长期均衡生产与施工策划 (管理因素)

(3) 建筑工人的技能和劳动力成本 (人工因素)

(4) 机械化制造和施工安装水平 (工艺设备因素)

(5) PC工厂设置与工程配套 (工程配套设施及运输因素)

(6) 其他 (环境、工期、税收等因素)

一般混凝土结构工程均按预算定额和工程量清单进行测算主体工程的建安造价, 下表对列出的主要组价子项进行对比分析, 定性描述采用PC技术的造价的变化模型。介于具体工程和地区等因素都不一样, 暂设定普通现浇结构的造价基数为100%, 预制结构中装配整体结构1是以现浇为主, 预制率小于30%;预制装配整体结构2是以预制为主的建筑, 预制率大于50%。 (见表2)

从表中可以看出装配整体式结构和预制装配结构的工程造价总体分别增加了7%和15%左右, 其中有20%~50%的费用由预制工厂产生, 如果能够保证预制工厂长期均衡的规模化生产, 有些费用还可以降低, 但预制工厂的增值税与建安工程的营业税有重复, 且较建安税要高4%~5%左右, 该部分不合理费用是制约预制技术发展和竞争力提高的关键因素。建议国家有关主管部门制订鼓励新型工业化发展的政策法规, 减少建筑施工管理过程的不合理取费和税收环节。

2.PC技术、经济及社会效益综合比较

下表是几种预制结构的综合评价 (见表3)

注:政府奖励面积按10000~15000元m2的销售价格估算

3.现阶段PC技术的经济性控制目标

根据目前我国各地推行PC工业化预制技术的调查, 普遍反映建安造价提高较多, 主要因为个案的方案成熟度差、规模小, 前期的研究和设施投入较多所致。由于目前的PC在各地实施基础较差, 样本模型不具有代表性, 本文建议基于目前PC技术应用的经济性指标可按下表评价: (见表4)

从表中可以看出:在没有考虑预制率参数的条件下, 如果政策奖励得以落实, 采用PC技术A级系统建造房屋的建安造价增加15~20%, 可以利用各地的工业化优惠奖励政策来实现经济效益平衡, 从而达到建设单位的提高质量、节约工期、安全环保等工程控制目标。很显然, 如果采用B级或C级系统, 预制率相对较低的情况, 能够享受面积奖励对建设方就非常有利。

设想一下, 如果近三年政府公租房采用PC技术建造, 按A、B、C三个等级的及预制率的不同, 建安费用分别增加100元/m2、200元/m2、300元m2, 在一定时间段通过标准化建造, 实现PC技术的规模经济效益是完全有可能的, 这样就可以从根本上解决公租房的建造质量问题。开发商开发的普通住宅如能享受政府的3%面积奖励, 也完全可以弥补短期采用PC技术造成的费用增加。

4、结论

现阶段重点解决PC技术“用得了”的问题, 即技术和管理问题;今后相当长的时间要致力于“用得好”这一问题的解决, 即质量效益问题。

(1) 现阶段我国高层住宅建筑采用PC技术要因地制宜的推广实施, 贯彻从简单到复杂、从低级到高级、从东部发达地区到中西部中心城市的发展路线;

(2) 充分挖掘预制叠合构件和非主体结构构件的优点, 高层建筑应坚持采用预制与现浇有机结合的装配整体式结构技术路线;

装配式住宅建筑论文 篇7

早在上世纪六十年代初期, 哈不拉肯 (荷兰学者) 就提出了“开放建筑”的这一潮流思想。在他的认识里:建设住宅的过程应当是面向居住者敞开的, 建筑师不应该试图对住宅进行设计, 而是应当将时间和精力放在怎样向居住者提供一个良好的居住环境和条件中去。后来, 他还出版了一本名为《Sup-Port-An Alternative to Mass Housing》的书籍, 中文名是“骨架-大量住宅性选择”, 这也是世界上所提出的最早的有关于住宅建造的新观点, 随之SAR建筑研究基金会便在荷兰成立了, 而这也促使了开放性建筑理论的真正形成。

二、关于可变房型设计的方法和原则

(一) 房屋结构设计着手考虑

房屋结构所提供的空间灵活性决定了可变房型空间的整体灵活性, 在设计可变房型结构住宅的过程之中, 首先需要考虑的是房屋结构方面的设计。简单来讲就是结构能提供出来的灵活空间特征被视为是可变房型在设计时主要的思考因素和契入点。可变房型对于结构的形式所产生的依赖性较强, 结构所提供的灵活性空间越大, 那么设计过程中能实现的功能空间的灵活性就越强, 但其所具有的个性特征就较弱。而利用结构手段的下所形成的灵活空间, 是与经济性之间成正比的, 提供大而完整的结构空间所需要的造价成本会增加, 反之亦然。

(二) 从可变房型具体要求出发

根据可变房型具体的需求, 合理的确定住宅内部空间的可变范围在结构经济设计中将起着至关重要的作用, 在居住建筑的内部尽可能地不要涉及到结构部分, 比如梁柱的位置, 会在一定程度上影响着建筑工业化内部构建的运输、拆分、吊装以及生产等;因而合理的住宅内部空间的确定也是确定装配式建造模式的主要要求。另外配制住宅的功能性空间是在一定套型面积掌握的基础上进行的, 在套型面积的遵循下, 基本能够将配制的范围确定出来, 因而在一定范围内可变房型的实际是能够控制的。

(三) 围绕房型的大小进行设计

在此过程中也会有不相同的一些配置标准产生, 此时在国家相关法律文件的遵循下, 一般需要对房型进行大中小户型的分配。

住宅的空间根据不同的使用功能, 可以划分为三部分, 分别是服务空间、公共空间以及实用空间。

(1) 服务空间主要包含有储藏室、厨房、过道以及卫生间等;

(2) 公共空间主要包括有餐厅、起居室、活动室以及客厅等;

(3) 实用空间主要包括有书房、卧室以及儿童房等。

根据住宅建筑的形态、位置, 以及套型面积等实际情况, 能够对住宅空间进行划分使其构成可变模型, 在将功能空间的大小确定出来以后, 需要对结构墙体的实际位置进行确认。

三、关于设计可变房型的过程和优势

首先需要进行的是可变房型机电的设计, 这必须是在各种空间功能的变化确定完成后, 伴随着机电系统进行的末端点位以及系统变化等环节的位移, 需要对设备的性能及优势进行分析, 在户内强弱电、给排水、以及燃气等设备管线的敷设中, 必须确保结构支撑体不会遭受破坏, 因为只有这样才能在确保房屋主体耐用性和坚固性的同时, 为日后维护及改造的工作创造良好条件。现阶段, 国内各个系统主管单位在国家相关法律文件要求的遵循之下, 从设备系统的安全性方面着手考虑, 为了方便各专业日后的维修工作, 均采用的是独自管道井以及分开设置各个专业系统的方式。这种方式并不是完全合理的, 它会将有效的公共空间浪费掉, 使公摊面积增大, 经过多方走访调查发现, 在不影响系统正常运行的情况下, 统一敷设各个系统也能够有效地确保其运行的稳定性和安全性, 比如, 强弱电井的合并, 是可以通过技术手段让其不相互干拢的。

就住宅类建筑而言, 国内现阶段通常的做法是暗敷管线至结构墙或结构板内部。住宅的使用者根据自身的需要在入住后会进行二次装修, 其中最重要的环节就在于水电的改造, 该改造的过程会涉及到地板剔槽、墙体以及顶板等区域的管线敷设。由于某些装修公司野蛮的施工行径, 容易出现钢筋被横向开槽甚至截断的情况, 这会是主体结构遭到严重破坏, 而根据以往住宅设计的模式分析, 在混凝土预制构件的过程中需要预留足够的点位安装以及机电管线孔洞, 无疑这样的工作量是巨大的, 且对前期的设计要求非常高, 需要各专业的协调统筹, 并在构件出厂以前, 质量需严格把控, 每个过程每个环节都要保证其精准性, 因此设计和厂家需要绝对的配合。

装配式标准化生产可大大缩短施工工期, 降低对居住环境的污染, 节约人力和物力, 并可以在相同的模数空间内, 按照居住者的要求, 装配出不同的房型, 并在后期可变。

四、总结

综上所述, 可变房型设计是建立在装配式建造的方式之上, 那么在一定的程度对保护环境降和低污染方面发挥了重要作用, 然而从实际的设计过程中我们不难发现, 还有很多的技术问题需要解决。因此, 在采用装配式模式进行房屋建造的过程中, 需要满足管线接口标准化、模数标准化以及机电设备集成标准化的要求, 因为只有这样才能够将更大的可变空间便利提供给与之相关的住宅建筑。

参考文献

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[3]于天怡.PCa装配式住宅体系与多样化设计探索[D].大连理工大学, 2015.

[4]徐家麒.预制装配式建筑精细化设计研究[D].吉林建筑大学, 2013.

装配式住宅建筑论文 篇8

工业化、产业化是很大的概念

建筑业作为第二产业,在我国一直作为工业行业存在,“建筑工业”同样是很普遍的提法,如JG标准全称就是“建筑工业行业标准”。与电子业、机械制造业等行业相比,建筑业属于劳动密集型行业,资源能源消耗大,高新技术含量相对低,这些行业特点可能是强调提出“建筑工业化”的原因,对手工作业的依赖也让整个建筑行业往往会怀疑自己的“工业属性”。

“住宅产业化”的概念相对要空一些,行业内部分观点认为《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》(国办发[1999]72号)是其纲领性文件,但该文件仅是《关于进一步深化城镇住房制度改革加快住房建设的通知》(国发[1998]23号)的后续配套文件之一,与现在行业的发展热点基本无关。本世纪以来全国住宅建设量与人均住宅面积大幅度提升,主要是国发[1998]23号取消福利分房并施行住宅商品化的效果,其中“住宅产业化”工作的效果并不明显。

工业化、产业化都是很大的概念,是否合适作为口号来提出很难评说。从行业可持续发展的角度出发,将新型(现代)建筑工业化、住宅产业化作为发展目标的出发点是好的,但这些“大事儿”涉及的领域与方向很多,不是装配式混凝土结构所能承载。从装配式混凝土结构的自身特点出发,针对技术与管理的共性问题进行研发,以形成成熟的技术路线并辅以政策支持,是更加稳妥、健康的发展方式。

装配式混凝土结构的特点

与现浇混凝土结构相比,装配式混凝土结构将部分现场工作量移入工厂,可节约大量劳动力、减少施工耗材消耗、缩短工期,但预制构件的连接费用、运输费用及预制构件生产的管理费用、税费等也会增加。混凝土结构是否采用装配方式建造及预制构件的应用比例(预制率指标),主要由建筑综合成本来决定。发达国家劳动力成本高,施工现场环保要求高,很多情况下预制装配的建造方式经济效益明显。

我国的住宅大多为高层、多层混凝土结构,而国外普遍为独栋或低层(美国90%的住宅为木结构House),国外经验为我们可借鉴的并不多。在地震烈度相当的条件下,日本与我国台湾地区有高层装配式混凝土结构住宅的工程实例,且均为装配式框架结构。

从设计到建造的各个环节,装配式结构都对从业人员提出了更高的专业技术要求。建造装配式结构,无论在设计费,还是专业工人的薪酬方面都比现有水平更高,并需要投入更多的管理与监控措施。

从预制构件自身角度来看,产生直接经济效益的两个必要条件是预应力技术与高强混凝土,这两者的应用能减小构件截面、减少构件配筋,如果将现浇混凝土结构方案直接拆分为非预应力混凝土构件,工程土建造价很难低于现浇结构。

我国装配式混凝土结构行业发展的主要问题

我国研发并应用装配式混凝土结构(以下简称“装配式结构”)始于上世纪50年代末,开始主要学习苏联经验,到上世纪70年代末80年代初,基本建立了以标准预制构件为基础的应用技术体系,包括以空心板等为基础的砖混住宅、大板住宅、装配式框架及单层工业厂房等技术体系。由于当时的技术体系成本控制过低,存在整体性差、使用功能不良等问题,再加上装配式结构建造的各个环节无法满足上世纪90年代开始的大规模建设需求,最终使装配式结构的比例迅速降低并造成行业萎缩,预制构件生产企业数量急剧减少。

本世纪以来,北京榆构等单位完成了多项公共建筑外墙挂板、预制体育场看台工程。2005年之后,国内万科集团、瑞安集团、中南集团、宇辉集团等单位在借鉴国外(境外)技术及工程经验的基础上,从应用住宅预制外墙板开始,成功开发了具有中国特色的装配式剪力墙住宅结构体系。近年来,随着全社会、全行业对资源、环境问题的不断关注,装配式结构被赋予了更多的意义,并真正成为行业的热点。但任何事物的发展,“热”并不意味着“健康”,笔者认为目前装配式结构发展存在以下问题:

技术体系仍不完备。

目前行业发展热点主要集中在装配式混凝土剪力墙住宅,框架结构及其他房屋类型的装配式结构发展并不均衡,无法支撑整个预制混凝土行业的健康发展。

装配式剪力墙住宅发展为主流,主要原因是其发展动力源于房地产开发,并受到我国住宅多采用剪力墙结构的习惯影响,根源还在于按“现浇改预制”的技术思路。目前国内装配式剪力墙住宅大多采用底部竖向钢筋套筒灌浆或浆锚搭接连接,边缘构件现浇的技术方案(见图1),此技术方案在其他国家基本没有使用。图1方案的优点在于传力方式、受力性能接近现浇剪力墙,便于设计与拆分,不足在于关键技术问题仍需明确、连接施工手工作业多、施工操作与质量控制难度大、无法充分发挥装配式结构优势等。在工程造价方面,也很难低于现浇剪力墙,根据《关于确认保障性住房实施住宅产业化增量成本的通知》(京建发[2013]138号),采用夹心墙板的剪力墙住宅成本增加400元/m2左右。

基础研究缺乏。

国内装配式结构的发展看似红火,但基础研究仍有不足,如就上文提到的装配式剪力墙,钢筋竖向连接、夹心墙板连接件两个核心应用技术仍不完善。

作为主流的装配剪力墙竖向钢筋连接方式,套筒灌浆连接(见图2)相当长一段时间内作为一种机械连接形式应用,但在接头受力机理与性能指标要求、施工控制、质量验收等方面对三种材料(钢筋、灌浆套筒、灌浆料)共同作用考虑并不周全。施工及验收仅能参照行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107,在行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T 398-2012、《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408-2013编制完成后,针对其特性编制的行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》预计2014年底才会正式颁布实施。而对钢筋浆锚搭接连接方式,其实际搭接长度普遍小于《混凝土结构设计规范》GB 50010中关于钢筋100%搭接的具体规定,虽然《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014对浆锚搭接适用范围略有加严,但其设计依据、构造要求、施工操作及验收要求在工程界并无统一认识。

夹心墙板连接件是保证“三明治”夹心保温墙板(本文简称“夹心墙板”)内外层共同受力的关键配件。在此领域,国外在研发与工程应用方面积累了几十年的经验与教训,连接件产品设计不仅要考虑单向抗拉力,还要承受夹心墙板在重力、风力、地震力、温度等作用下传来的复杂受力,且长期老化、热胀收缩等性能要求很高。我国的夹心墙板虽然应用时间不长,但已开发出替代进口产品的纤维增强塑料(FRP)连接件。目前行业产品标准《预制保温墙体用连接件》在编中,在该标准未实施前,连接件合格检验仍以相关的企业标准为准。除连接件产品标准外,连接件如何布置、设计的应用技术目前也处于空白,工程中连接件的布置主要根据企业提供的参数,对建筑所属地区(地震、风、温差)、类型、高度等因素考虑并不充分。

从以上简述的两个问题,就可以判断行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014编制工作历时10年的原因,包括住宅在内的装配式结构,需要研发的产品和解决的技术问题还很多。技术是行业发展的根基,基础打不好,何以盖高楼?行业发展必须重视技术研发、重视安全与质量,避免弯路、错路给整个行业带来负面的影响。

在上世纪80年代完成的单层装配式混凝土厂房系列图集,可以根据不同跨度、高度、地震烈度直接选用构件,系列图集为我国工业厂房建设提供了可靠依据。图集由原国家建委(建设部)统一组织,全行业多个单位共同参与编制。在2002版规范修订后,虽然该系列图集仍修订了一次,但修订后的图集已退化为构件图集,并无法直接整体选用,增加了设计人员选用的工作量。希望新时期装配式结构发展能继续做出更多踏踏实实的工作,为整个行业的发展提供技术支撑。

标准规范支撑不够。

标准规范的重要性已被全社会、全行业所认识。俞正声主席在2013年全国政协“推进建筑产业化”协商座谈会上提出“推动建筑产业化、加强标准规范的集成研究”,仇保兴副部长在2014年国际绿色建筑与建筑节能大会上提出“我国装配式住宅存在的三大瓶颈问题是技术标准滞后、建造成本偏高、项目建设管理体制不利”。

目前行业主要的工程技术标准如表1所示,由于缺乏基础性研究与足够的工程实践经验,标准中部分技术内容仍处于空白,亟需补充完善。地方标准方面,各省市地方先后编制了住宅体系(上海)、装配式结构技术规程(深圳、辽宁)、剪力墙结构技术规程(北京、黑龙江、江苏、安徽)、外墙技术规程(深圳)、构件制作及质量验收(上海、北京、辽宁、四川)、施工及质量验收(上海、北京、四川)等标准,但地方标准的编制程序、参与度、研究依据等各方面多显不足,其中的内容能够为国标、行标修订所参考的并不多。

笔者建议我国装配式结构需要补充完善的标准技术内容或标准规范项目主要如表2所示,无论是工程标准,还是产品标准,需要完善的内容还很多。如前文所述,夹心墙板本身仍缺少一本完善的产品标准或应用技术规程。

行业可持续发展基础不良。

一个行业是否能够可持续发展,与行业内的企业是否有持续的盈利能力有关。如前述装配式剪力墙结构本身的造价一定时期内不会低于现浇剪力墙,在不考虑政策补贴的情况下,此种技术是很难发展的。近年来发展起来的只做装配式住宅的预制构件生产企业,没有一个企业是完全以销售构件为单一业务,均为房地产开发商、总承包企业投入建设,单独考核其预制构件部分投资很难收回。

预制构件行业的其他例子已为我们提供了启示。管桩已实现了工业规模化生产,其生产企业大多只生产一个品种,行业内最大的生产企业已上市并实现百亿产值;双T板作为一种综合经济性较好的预制构件,其生产企业中过半为仅生产一个品种,全国的双T板生产企业95%以上均为民营企业,且少有亏损。

采用先进的建造方式,需要更先进的行业管理机制、技术人员与操作者。这里借用一位同行的话,“建筑工程本应是工业化的标准化产物,如今在中国却采用着农业化的生产方式,部分生产方式甚至比农业还原始”,不得不承认这是我们建筑业的现实。装配化后一线工人是否有变化,是否能够满足更高的施工控制要求,这些都很令人担心。

设计同样也需要专业化。装配式结构需要设计人员投入更多的精力,需要建设方给予更多的时间与设计费,但这些可能都是理想的情况。实践中,设计、总包单位在承接了装配式结构工程后,并不能保证下一个工程还由有经验的单位(队伍)、设计师来承担。

鼓励政策尚不够完善。

国内现有的鼓励政策均针对住宅,10省市的鼓励政策摘录见表3。在各项政策中,面积或容积率奖励最为直接,各地基本为按装配式建筑面积奖励开发商3%的面积(不支付土地出让金或很少的费用)。虽然多省市均出台了政策,但目前3%奖励真正落地的只有北京。也可从另一个角度考虑下3%的经济性问题,按400元的土建造价增量考虑,只有土地楼面价达到1.3万/m2,3%的面积奖励才可带来经济效益,在国内只有北上广深才有可能。全国的鼓励政策中,只有北京在各部门联动、细则配套及管理落实等方面做得最好,其他很多地区的政策还很“粗放”,给推广工作带来很大难度。

除了鼓励政策,北京等地区还出台了要求在保障房中全部或部分采用工业化建造方式,也有在地产项目土地出让中提出强制要求的。装配式结构住宅的土建造价会提高,但只有北京通过文件确认了增量成本,并由政府支付保障房建设的此部分费用。对于政府财力不如北京的地方,政府不出真金白银而仅通过喊口号在保障房中推广装配式结构,再考虑当地可能还缺乏专业企业与专业技术人员,这种“又让马儿跑、又让马儿不吃草”的发展方式有待商榷。

政策不完善的另一个方面,是所有奖励均给予开发商,各地政策都与发展房地产、地方GDP密切相关,而对行业技术发展的培育却不够重视。透过3%的奖励政策,可看出政策制定者对房价上涨、土地稀缺的自信,而如果房价长时间稳定或下跌,大家都搞装配化,都拿到3%面积奖励实际上的经济收益会小很多。

由第三产业(房地产)引导第二产业(建筑业)的技术进步与行业发展,从逻辑上有悖常理。鼓励政策应能吸引更多的企业进入装配式混凝土行业,而不仅仅是开发商、总包单位(多带有开发业务,或者为了承接其他工程而进入)。从另一个角度思考,只有鼓励政策撤退后行业还能持续发展,行业才是健康的。

建议与展望

发展前景看好。

虽然前面谈到行业发展的种种技术问题,但笔者认为行业发展的前景是光明的,主要原因就在于综合成本。

从劳动力成本方面,目前仅仅是每小时薪酬的上涨,但一线作业缺少青壮年工人的现状大家都有所了解,未来上涨的不仅是薪酬,劳动者会要求更好的福利、合理的作业时间与居住环境,这些都会带来劳动力价格的翻番增长。发达国家房屋建筑土建成本中人力成本超过5成,我国目前仅3成左右,还有很大的上涨空间。劳动力价格增长后,现场必然会采用减少手工作业的施工方式,现在普遍采用的扣件钢管模板支架(脚手架)、手工绑扎钢筋都会减少,装配化施工也是必然。

除了劳动力成本,城市作业场地狭小、环保要求高也会促进装配化建筑的应用。图3为全世界最高的装配混凝土框架结构(位于日本东京银座地区,住宅,地下2层,地上58层,总高193.5m,总建筑面积38万m2),其土建直接成本仍高于现浇结构,采用装配的主要原因就是市中心施工场地不足、环保要求高。在我国一线城市,未来同样也要面对与东京一样的问题。

技术体系多样化。

仅发展装配式剪力墙住宅,无法支撑整个行业的健康发展。仅从住宅角度来看,在考虑各地鼓励政策落实的情况下,钢结构住宅的优势也很明显,钢结构天然就是“装配化”的。尤其对于一、二线城市之外的保障房,很多70m2以下的小户型建筑并不受欢迎,未来几十年不是没有改造、拆迁的可能,从这个角度考虑钢结构的优势更大。

大开间框架结构结合精装修任意分割布置,远胜剪力墙结构的呆板户型。对于开发高档住宅的国内一线城市开发商,日本、台湾发展的装配式框架结构住宅、公共建筑具有很好的借鉴意义,图4为润泰集团建设的台湾最高装配式住宅建筑。图3、4的两个建筑均为采用了隔震技术的装配式框架结构。

除住宅之外,在公共建筑、工业建筑、仓储建筑领域,装配式结构同样具有更广阔的发展空间。在这些建筑中,装配式结构更便于采用高强混凝土和预应力技术,方便实现大跨、重载的使用功能要求,与现浇结构施工相比可节省大量现场施工的模板及支架费用。

停车库是国外应用装配式结构的典范,图5是典型的采用大跨度双T板的装配式车库,其最大的优点是车位布置合理,停车位横向不设柱。在相同车位数量的情况下,双T板车库可比我国传统的8m柱网车库节约建筑面积30%,经济效益显著,目前双T板在我国地上、地下车库中都已有应用。未来我国物流建筑、展会建筑会有大量发展,装配式结构相比钢结构在综合造价、结构耐久性等方面具有更大的优势,具有广阔的推广空间。

行业管理进一步完善。

发展装配式结构,行业管理同样与之相适应。从现有的行业管理来看,混凝土结构设计、施工完全是按照现浇施工来管理,在上世纪预制行业萎缩后,行业主管部门对预制构件生产企业的管理也逐渐减弱,行业管理甚至不如预拌混凝土、钢结构行业完善。预制构件生产企业、安装企业资质管理、行业质量管理均相对缺失,在政府部门管理减弱的情况下,相关行业协会可在今后的工作中积极组织,弥补这部分缺失。

“像造汽车一样造房子”近来是行业内的热门,这句话最早提出是20世纪初(来自于德国著名建筑师格罗皮乌斯),当时汽车工业与建筑业都在发展,而经过100年的发展,汽车业已实现了真正的“工业化、现代化”,建筑业发展的步伐要慢了很多。将该口号与我国目前发展装配式结构结合在一起,反应了从业者、管理者在思考上的错位。如今,能做到“像汽车”的是模块化的钢结构、木结构房子,日本、美国都很多,但在我国短期内规模推广的可能性很小。针对中国自身的特点,寻找适合我国的发展模式,不能像搞运动一样推广技术、发展产业,光伏等行业已有的教训应该吸取。

发展装配式结构的另一个有效措施是真正落实设计施工一体化,即由施工总包单位根据建筑方案完成施工图。设计施工一体化是国际上普遍实行的工程承包方式,有利于从综合成本节约的角度采用装配方式建造。目前行业内反对设计施工一体化的主要理由是防止施工单位为经济利益而偷工减料,但笔者认为只要行业管理体制完善,这些问题似乎不应该成为阻碍行业发展与进步的原因。

无论是否采用设计施工一体化的方式,装配式结构的设计都需要充分考虑预制因素。按现浇结构设计,再拆分为预制构件的方式并不合理,也很难发挥装配式结构的优势。未来的行业发展,设计是促进的主要因素,也需要行业给予设计更多的激励政策,包括给予更重要的地位,给予足够的设计费与设计时间。

参与企业要思考。

对于整个装配式结构行业,参与的企业要保持足够的冷静,要考虑如何能保证自己的收益与发展。如果无法从房地产、总承包等方面得到收益,在目前的情况下是否值得进入这个行业,都是值得思考的问题。

对于装配式结构,笔者曾经提出过“四流企业按方卖、三流企业按米卖、二流企业按个卖、一流企业按体系卖”的观点,只有掌握了技术,创造了体系,才能有足够的资本在行业中立足。从经营角度,也可考虑多种发展。既参与装配式住宅的建设,也做一些工业建筑、公共建筑,并生产如空心板、双T板、预制楼梯等标准构件,做到多种经营、风险分担。

技术与质量是企业发展的基础,无论是生产技术还是应用技术,都是参与企业必须重视的问题,并依靠技术与管理确保产品、结构的质量与安全。

目前看,装配式结构发展最大的动力来自于政策支持,同时最大的风险也是政策。业内企业应该了解市场,了解形势,既能做到在涨水时畅游,也能在退潮后自由行走。

以上是笔者从结构专业从业者角度提出的个人看法,其中负面观点居多且很多可能都是片面的,部分认识也许早已落后于行业的发展,在此仅供各位同仁参考,欢迎给予批评、指正。笔者一直从事装配式结构领域研究与标准工作,真心希望在大家共同的努力下,装配式结构行业的明天会更好。

装配式住宅建筑论文 篇9

目前, 境外大部分都采用了预制装配式混凝土建筑技术发展住宅产业。在日本高层集合住宅中的85%使用PCa工法, 约占住宅总量的50%;瑞典新建工业化住宅中75%~80%采用了PCa技术;在瑞士, PCa技术生产住宅的量达到16%;2002年美国预制化生产住宅的产量为8万套, 比20世纪90年代初期多了2万套, 占工业化生产的比例也由20世纪90年代早期的16%增加为2002年的35%。法国从20世纪50年代开始发展PCa技术, 目前己形成成熟的技术和行业平台;2007年我国香港特别行政区己有65%的住宅项目采用了PCa技术;新加坡自1981年开始推广工业化建筑以后, 其技术发展迅速, 目前采用PCa技术的组屋已经达到总建设量的79%[2]。

钢筋混凝土工程在我国多层建筑中依然占主导地位, 与其他结构相比, 其历史悠久、技术成熟、耐久性好、结构刚度大而且造价相对低廉, 是现阶段发展住宅产业化的首选。其次, 预制装配式混凝土建筑具有标准化、部品化、生产工业化等特点, 与住宅产业化的内涵及我国住宅产业化的要求一致, 因此是我国推进住宅产业化理想的住宅建筑体系。

1 概述

1.1 预制混凝土建筑的特点

预制装配式混凝土建筑与现浇钢筋混凝土建筑的区别在于不同的设计、生产和施工方式, 由于需现场拼接, 所以带来了构件和节点的设计方法、施工方式的变化。

预制装配式混凝土建筑与传统现浇工艺相比, 最大特点是生产方式的转变, 主要体现在五化上:建筑设计标准化、部品生产工厂化、现场施工装配化、结构装修一体化和建造过程信息化。其主要优势体现在提升工程建设效率、提升工程建设品质、保障施工安全、提升经济效益以及低碳低能耗、节约资源、实现可持续发展等方面[3]。

1.2 预制装配式混凝土建筑的分类

预制装配式混凝土建筑的预制构件主要有:预制外墙、预制梁、预制柱、预制剪力墙、预制楼板、预制楼梯、预制露台等。按照预制构件的预制部位不同可以分为全预制装配式混凝土结构体系和预制装配整体式混凝土结构体系。

1.2.1 全预制装配式结构

全预制装配式结构是指所有结构构件均由工厂内生产, 运至现场进行装配。全预制装配式结构通常采用柔性连接技术, 所谓柔性连接是指连接部位抗弯能力比预制构件低, 因此, 地震作用下弹塑性变形通常发生在连接处, 而梁柱构件本身不会破坏, 变形在弹性范围内, 因此结构恢复性能好, 震后只需对连接部位进行修复即可继续使用, 具有较好的经济性能。

1.2.2 预制装配整体式结构

预制装配整体式结构是指部分结构构件均由工厂内生产, 如:预制外墙、预制内隔墙、半预制露台、半预制楼板, 半预制梁、预制楼梯等预制构件运至现场后, 与主要竖向承重构件 (预制或现浇梁柱、剪力墙等) 通过叠合层现浇楼板浇筑成整体的结构体系。

预制装配整体式结构通常采用强连接节点, 由于强连接的装配式结构在地震中依靠构件截面的非弹性变形耗能能力, 因此能够达到与现浇混凝土现浇结构相同或相近的抗震能力, 具有良好的整体性能, 具有足够的强度、刚度和延性, 能安全抵抗地震力且具有良好的经济性。

2 国外预制混凝土建筑发展状况

发达国家和地区装配式住宅发展大致经历了三个阶段: (1) 初期阶段, 解决的重点是建立工业化生产 (建造) 体系; (2) 发展阶段, 解决的重点是提高产品 (住宅) 的质量和性价比; (3) 成熟期, 解决的重点是进一步降低住宅的物耗和对环境负荷, 发展绿色住宅并解决多样化、个性化、低碳环保等问题。各国按照各自的特点, 选择了不同的装配式住宅发展道路和方式[4]。

目前, 美国、日本、新西兰等国均有相应的装配式混凝土结构技术规程。美国联邦政府和城市发展部颁布了美国工业化住宅建设和安全标准HUD标准。发达国家的预制装配式混凝土结构在建筑中已占很大比例, 美国约为35%, 欧洲占35%~40%, 日本则超过50%。

2.1 日本

日本预制装配式混凝土建筑的发展可分为4个阶段。

2.1.1 第一阶段 (1955—1965年) :预制住宅技术的开发期

该时期日本大中城市对房屋需求剧增, 日本国内建筑行业技术人员和操作人员匮乏。为缩短建设周期、减少施工人员、提高建筑效率, 日本开始实施大规模、批量化的建设房屋。1956年日本开发了2层的建筑壁式预制住宅, 即预制大板式住宅。1960年开始中层集合住宅研究, 1961年采用纯剪力墙Tilt Up工法建设4层集合住宅取得成功。在经济高速成长期, 5层以下预制大板式住宅被大量建设。1964年住宅公团设立大批量生产试验场, 开发使用水平钢模板、蒸汽养护的工厂制作技术, 自此, PCa工法迅猛发展。

2.1.2 第二阶段 (1965—1975年) :预制住宅的最盛期

这个时期也是日本住宅产业化发展的成熟期。大企业联合组建进入住宅产业化业, 在技术上生产了盒子住宅、单位住宅等多种住宅形式。政府为完善住宅产业化, 设立了工业化住宅质量管理优良工程认证制度。1970年, 住宅公团HPC (预制混凝土高层结构) 工法被应用到14层的高层住宅开发。但是, 1973年的第一次石油危机以后, 由于土地不足, 导致住宅小区小型化, 同时由于需求的多样化、高级化, 预制混凝土工法建造的住宅急速减少。1967—1974年进行了一系列足尺结构试验, 充分考证了PCa结构体系的抗震性能, 经过几十年, 这种PCa结构体系经历了数次大地震, 没有出现因结构问题而损坏建筑的报告。

2.1.3 第三阶段 (1975—2000年) :预制住宅的再度发展期

1975年开始实施钢筋混凝土构造的PCa化, 即从现浇混凝土向预制混凝土转变。在此期间, 预制混凝土框架结构 (RPC) 施工工法被开发实施, 预制大板式工法也向RPC工法转化, 而且RPC工法也逐渐从多层向高层、超高层的应用发展。为了解决超高层建筑预制柱断面过大的问题, 高强混凝土及高强钢筋开始被应用到实际工程。1980年代以后的PCa工法较之70年代以前工法, 从目的到方法都有了较大变化。到20世纪90年代, 采用工业化、产业化生产方式生产的住宅占总住宅竣工面积的25%~28%。

2.1.4 第四阶段 (2000年以后) :预制住宅的质量提升期

2000年后, 日本开始注重长寿命住宅的建设, 提出了百年住屋计划;并针对住宅产业化导致房屋设计形式单一的问题, 提出还套内设计决策权给居住者。这一时期的预制混凝土结构发展更多是为了解决高层和超高层住宅的抗震问题。它除了满足更快速的建造、更高品质的住宅性能, 更注重结合每个项目各自的地形特点和功能需求采用不同的工法, 并进行柱、梁和楼板、预制墙板的单独设计和组织工厂对项目批量生产。同时采用预制与现浇相结合的方法来保证建筑的整体性, 该时期的另一特点即预制组装体系又出现了钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。

现在, 在日本的预制组装结构中, 建筑技术水平和工业化程度都达到十分高的水平。构件与构件之间再无须连接钢筋或钢材, 只通过钢索施加的预应力来保证建筑物的强度和整体性。

日本装配式住宅以市场需求为导向, 但政府强有力的干预和支持对其健康发展起到积极作用;通过立法确保了装配式混凝土结构的质量;制订了一系列住宅建设工业化的方针、政策, 组织专家研究建立统一的模数标准, 解决了标准化、大批量生产和住宅多样化之间的矛盾。

日本装配式住宅部件主要有装配式外墙板、装配式楼梯、装配式阳台和半装配式叠合楼板。现场用工量在实施建筑工业化之前为20~30人/m2·h, 之后下降到5~8人/m2·h。人均年竣工面积达100 m2左右, 相当于我国3~4倍, 住宅建筑单位面积采暖能耗比我国节能50%的绿色节能标准提高1~2倍。

2.2 美国

美国预制/预应力混凝土协会 (PCI) 长期研究与推广预制建筑, 预制混凝土的相关标准规范也很完善, 所以其装配式混凝土建筑应用非常普遍。美国的预制建筑主要包括建筑预制外墙和结构预制构件两大系列, 预制构件的共同特点是大型化和预应力相结合, 可优化结构配筋和连接构造, 减少制作和安装工作量, 缩短施工工期, 充分体现工业化、标准化和技术经济性特征。

目前, 分布于全国各地的有数千家混凝土制品厂, 所提供的预制构件包括梁、柱、板和桩等八大类53种产品, 其中应用最广的是单T板、双T板、空心板和槽形板。此外, 高度发达的建筑机械化也使一些人工难以完成的复杂装配施工工艺成为可能, 从而促进了预制混凝土结构在美国的发展。美国已将预制混凝土结构成功应用于住宅、工业、文化和体育建筑等各领域[5]。美国住宅市场发育完善, 住宅用构件和产品的标准化、系列化及其专业化、商品化、社会化程度很高, 几乎100%, 各种施工机械、设备、仪器等租赁化非常发达, 混凝土商品化程度达到84%[6]。

用户可自由地从上万种产品组成的目录单中, 选取满足自己需求的产品。由于其构件结构性能好、用途多、适用度广, 更有助于其高效率产品的诞生。由于美国装饰装修材料有齐全的配套施工机具, 基本上不存在现场湿作业的情况。

当前, 美国人选择这种工业化住宅的比例占据1/16。美国住宅建筑用构件需要达到国家要求的“五化”, 即标准化、系列化、专业化、商品化和社会化。现阶段, 美国国内专业面向住宅建筑用构件的公司不少于34家。此外, 针对住宅构建的安全性问题, 主要采用产品构件的认证的形式。由政府去履行其认证的全过程。1976年, 美国国会通过了国家工厂化住宅建造及安全法案, 同年开始由HUD负责出台一系列严格的行业规范标准, 一直沿用到今天。除了注重质量, 现代装配式住宅更加注重提升环保、美观、舒适性及个性化。美国绿色建筑认证体系认证评比的百分制中, 建筑选址占22%, 节水占8%, 能源消耗占20%, 建筑材料使用占27%, 空气质量占23%。装配式住宅大多数都能达到认证级以上标准。

通过多年的发展与探索, 美国与大部分发达国家都已构建起完善的住房构件的认证制度与认证体系。同时, 在住宅构件的性能评测上, 美国相关部门也做出规范, 促使它成为住宅商品化的推动力。从实际来看, 住宅产业化是一个前景十分广阔的市场, 在整个美国市场利润可达到大约十万亿美元。从混凝土构件与制品到其他生产所需构件, 以及其他安装设备, 都有专门的供应商来提供, 并且设备种类丰富。

2.3 法国

1891年, 巴黎Ed.Coigent公司首次在Biarritz的俱乐部建筑中使用装配式混凝土的构件。至今, 装配式混凝土结构在法国已经历了130余年的发展历程。

法国构造体系以装配式混凝土体系为主, 钢、木结构体系为辅。多采用框架或者板柱体系, 向大跨度发展, 焊接、螺栓连接等干法作业流行, 结构构件与设备、装修工程分开, 减少预埋, 生产和施工质量高。主要采用预应力混凝土装配式框架结构体系, 装配率达到80%。据有关资料显示, 与现浇结构相比, 施工模板减少85%, 脚手架用量减少50%, 节能70%, 节水80%, 节约钢材20%, 节地20%, 节时70%, 减少建筑垃圾83%, 节省人工20%~30%, 缩短工期30%~50%等, 符合绿色建筑提出的“四节一环保”等标准要求。

另外, 为促进构造体系的发展应用, 法国混凝土工业联合会和法国混凝土制品研究中心把全国近60个预制厂组织在一起, 由它们提供产品的技术信息和经济信息。经过多年努力, 编制出一套G5软件系统, 该系统可把任何一个建筑设计转变成为用工业化建筑部件进行设计而又不改变原设计的特点, 尤其是建筑艺术方面的特点。最近, 法国一直在推广这个信息处理工具。

2.4 瑞典和丹麦

自20世纪50年代, 在法国的影响下, 瑞典开始由民间企业开发了大型混凝土板的装配式住宅体系, 之后大力发展以通用部件为基础的体系。目前瑞典的新建住宅中, 采用通用部件的住宅占到了80%以上。瑞典的新建住宅单位面积能耗比传统住宅节约2/3以上。

丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家, 国际标准化组织的ISO模数协调标准就是以丹麦标准为蓝本的。丹麦推行建筑工业化的途径是开发以采用“产品目录设计”为中心的通用体系, 同时比较注意在通用化的基础上实现多样化。

2.5 新加坡

新加坡建屋发展局 (简称HDB) 开发的组屋一般为15~30层的单元式高层住宅, 自20世纪90年代初尝试采用装配式住宅, 现已发展得较成熟。其通过平面布置、部件尺寸和安装节点的重复性来实现标准化以设计为核心, 设计和施工过程的工业化, 现场机械化。装配式构件包括梁、柱、剪力墙、楼板 (叠合板) 、楼梯、内隔墙、外墙 (含窗户) 、走廊、女儿墙、设备管井等, 整个工程装配式化率达到70%以上。

3 预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展的关键因素分析

纵观发达国家预制装配式混凝土建筑与住宅产业化的发展历程, 下面几个关键因素起到了决定性的作用。

3.1 国家主导

美国、日本和欧洲住宅工业化具有不同的技术特点, 但政府在推动住宅产业化方面都起到了无法替代的作用。从各国工业化发展的总体情况来说, 基本上是靠政府起主导作用的, 美国先后出台《住宅法》《住宅法案》《住宅与城市发展法案》和《国家工业化住宅建造及安全法案》等推进住宅工业化。日本先后从20世纪50年代开始出台《公营住宅法》《日本住宅公团法》《城市住房计划法》和修正后的《建筑基准法》《住宅品质确保法》等。除此法律层面外, 发达国家还有相当多的行政法规来保证工业化住宅的健康发展。如美国的节能之星住宅性能认定制度、日本的住宅性能保证制度和住宅优良部品管理制度等。日本政府以住宅建设五年计划为框架、以住宅性能认定制度与住宅部品认定制度为基础, 构成了住宅工业化的发展的良性政策体系。法国一系列的工业化标准的出台和法规也都是由政府推动的, 如法国建设部推出的“构造体系”以及后来的“构造逻辑系统”等都是政府行为在作用。

3.2 重视标准

各国工业化发展快速的原因之一主要在工业化技术上较成熟, 基本上都形成了自己的技术体系。1976年的HUD标准是美国住宅工业化发展历程上的里程碑, 规范了工业化住宅的生产与销售。日本的产品设计目录、住宅部件目录以及模数协调规范等都为工业化住宅的推进起到了关键作用, 有效地促进了住宅部品的工业化生产, 确保了住宅成品与部品的质量, 保护了购房者的权益。在1981年, 法国全国就已确定了25种工业化建筑标准体系。

3.3 技术创新

各国对技术创新和应用都非常重视。日本从1965年开始, 由住宅公团研发了一系列PCa工法, 如W-PC工法、R-PC工法、HPC工法等, 以及预应力在预制混凝土结构中的应用研发。自20世纪末, 美国对采用柔性连接节点的预制预应力抗震结构体系进行了研究, 取得了大量研究成果并成功应用到预制装配混凝土建筑工程中。法国编制出一套“构造逻辑系统”G5软件系统。

3.4 规模效益

根据各国发展工业化的实际情况来看, 工业化住宅建设在没有达到一定的规模前, 采用工业化生产方式建造的住宅成本要高于传统方式建造的住宅, 如法国第二次工业化尝试的项目采取工业化方式成本高出16.7%。但是达到一定规模后, 工业化方式建造的成本就要低于传统方式, 欧美及日本等发达国家由于一开始政府就采用工业化建造方式大规模建设住宅, 往往就能体现工业化住宅在成本上的优势。

3.5 大企业联合

住宅产业化的生产企业组织形式对开展工业化住宅建设有着重要作用, 日本在1995年成立了大企业联合组建集团即住宅公团。同样, 法国也建立了类似于日本住宅公团的工业化建筑集团对工业化的全过程管理。而美国的市场化程度比较高, 主要发挥各种大型专业供应商的作用, 不同供应商之间的产品进行融合, 最终通过专门生产建筑公司生产出用户想要的住宅形式。

4 装配式住宅技术发展总体趋势

4.1 从闭锁体系向开放体系发展

西方国家装配式混凝土结构的发展, 已从闭锁体向开放体系转变, 致力于发展标准化的功能块、设计上统一模数, 这样易于统一又富于变化, 方便了生产和施工, 也给设计者更大自由度[7]。

4.2 从湿体系向干体系发展

现在又广泛采用现浇和装配式相结合的体系。湿体系又称法国式。其标准较低, 所需劳力较多, 接头部分大都采用现浇混凝土, 但防渗性能好。干体系又称瑞典式, 其标准较高, 接头部分大都不用现浇混凝土, 但防渗性能稍差。

4.3 从单纯结构装配式向结构装配式和内装系统化集成的方向发展

装配式住宅既是主体结构的可装配化也是内装修部品的可装配化, 两者相辅相成, 互为依托, 片面强调其中任何一个方面均是错误的。

4.4 加强信息化管理

通过信息化技术搭建住宅产业化的咨询、规划、设计、建造和管理各环节中的信息交换平台, 实现全产业链的信息平台支持。以“信息化”促进“构件化”, 是实现住宅全生命周期部件质量责任可追溯管理和满足多样化需求的重要手段。

4.5 结构设计方面更趋多模式发展趋势

例如填充式结构可根据家庭构成和居住者的生活方式的变化, 改变房间布局和内部装修, 这种居住体每10~30年就可更新一次, 具有更新性。该结构具有耐久性更高的构造, 便于维修、更新的公用设备, 可维持100年以上的结构体, 耐久性优异。

5 我国预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展状况

我国住宅产业化发展历程可分为三个阶段。

5.1 第一阶段:20世纪50至80年代的创建和起步期

20世纪50年代我国提出向苏联学习工业化建设经验, 学习设计标准化、工业化、模数化的方针, 在建筑业发展预制构件和预制装配件方面进行了很多关于工业化和标准化的讨论与实践。20世纪五六十年代开始研究装配式混凝土建筑的设计施工技术, 形成了一系列装配式混凝土建筑体系, 较为典型的建筑体系有装配式单层工业厂房建筑体系、装配式多层框架建筑体系、装配式大板建筑体系等。六七十年代借鉴国外经验和结合国情, 引进了南斯拉夫的预应力板柱体系, 即后张预应力装配式结构体系, 进一步改进了标准化方法, 在施工工艺、施工速度等方面都有一定的提高。20世纪80年代提出了“三化一改”方针, 即:设计标准化、构配件生产与工厂化、施工机械化和墙体改造, 出现了用大型砌块装配式大板、大模板现浇等住宅建造形式, 但由于当时产品单调、造价偏高和一些关键技术问题未解决, 建筑工业化综合效益不高。这一时期可以说是在计划经济形式下政府所推动, 以住宅结构建造为中心的时期。

5.2 第二阶段:20世纪80年代至2000年的探索期

20世纪80年代开始住房开始实行市场化的供给形式, 住房建设规模空前迅猛, 这个阶段我国工业化方向做了许多积极意义的探索, 例如模数标准与工业化紧密相关, 1987年我国制定了GBJ2—1986《建筑模数协调统一标准》, 主要用于模数的统一和协调。部品与集成化也开始在20世纪90年代的住宅领域中出现, 这个时期相对主体的工业化, 主体结构外的局部工业化较突出, 同时伴随住房体制的改革, 对住宅产业理论进行了相关研究, 主要以小康住宅体系研究为代表, 但是这个时期住宅产业化与房地产建设的发展脱节。

5.3 第三阶段:2000年至今的快速发展期

这个时期关于住宅产业化和工业化的政策和措施相继出台。在政策方面, 2006年原建设部颁布了《国家住宅产业化基地实施大纲》, 2008年开始探索SI住宅技术研发和“中日技术集成示范工程”;在装修方面, 进一步倡导了全装修的推进。近年来, 地方政府关于住宅工业化的政策也相继出台, 其中北京、上海、深圳、沈阳等城市也专门制定了规范。2013年1月国家发改委和住建部联合发布了《绿色建筑行动方案》 (国办发[2013]1号) , 明确将推动建筑工业化作为十大重点任务之一。在大力推动转变经济发展方式, 调整产业结构和大力推动节能减排工作的背景下, 北京、上海、沈阳、深圳、济南、合肥等城市地方政府以保障性住房建设为抓手, 陆续出台支持建筑工业化发展的地方政策。国内的大型房地产开发企业、总承包企业和预制构件生产企业也纷纷行动起来, 加大建筑工业化投入。从全国来看, 以新型预制混凝土装配式结构快速发展为代表的建筑工业化进入了新一轮的高速发展期。这个时期是我国住宅产业真正进入全面推进的时期, 工业化进程也在逐渐加快推进, 但是总体来看与发达国家相比差距还很大。

6 我国预制装配式混凝土建筑与住宅产业化存在的问题

我国预制装配式混凝土建筑及住宅产业化尚处于初级阶段, 存在以下几个方面问题。

6.1 技术标准滞后

纵观发达国家的产业化发展历程, 标准对产业的推进起到了关键作用, 确保了住宅成品与部品的质量, 有效地促进了住宅产业化的健康发展, 保护了消费者的权益。我国目前的标准体系尚不完备, 特别是缺乏系列的评价标准。装配式住宅的设计、生产、安装施工、验收评定等技术标准尚未建立, 试点成果无法大规模推广。

6.2 建造成本偏高

目前装配式住宅的建造成本比传统方式成本高500元/m2左右。原因有:未形成大规模生产, 规模效益无法体现;同时, 工业化生产属生产企业, 构件工业化生产产品要交纳17%的增值税, 增加了生产成本;建设管理体制也是造成成本增加的原因之一。

6.3 建筑设计与深化设计脱节

建筑设计一般仍由传统的设计院按非装配式结构进行建筑、结构和设备设计。承建商需要按装配要求进行二次设计, 因原设计基本未考虑装配要求, 其间还需要协调原设计根据装配工艺要求进行协商变更, 浪费大量管理资源和时间, 变更后的设计很难达到最优的效果。

6.4 未形成规模效益

预制装配式混凝土建筑的优势在于工业化大生产, 我国目前现存的结构体系众多, 各个结构体系之间差异大, 构配件无法通用。因此, 若项目体量不大, 很难形成规模效益, 无法发挥社会化大生产的成本优势。

6.5 未形成稳定的专业施工队伍

我国目前采用预制装配式混凝土建筑的工程项目占整个住宅项目比例很小, 专业施工队伍难以为继。例如, 一个预制装配式混凝土住宅项目培养了一批专业施工人员, 这些经过培训的技术人员接到的下一个工程很可能是传统现浇住宅项目;而且人员流动性很大, 同一批经过培训的技术人员很可能分散到不同的项目中, 直接影响了预制装配式混凝土住宅项目的施工质量和施工效率。

6.6 新技术新体系的认证不够规范

我国目前市场应用的预制装配式混凝土结构体系种类繁多, 鱼龙混杂, 有些是引进国外技术消化吸收, 有些是自主或合作研发的新体系或新技术。政府部门或行业机构在鼓励创新的同时, 应该严格把关, 特别是涉及到人民生命和财产安全的关键技术。

6.7 个别地区行政手段过度

个别地区过度使用行政手段, 忽视了市场规律和市场容量。工业化的技术体系和管理模式需要在实践中逐步发展成熟, 不能一哄而上, 更不能急功近利, 这才是健康发展之道。

6.8 个别地区过度追求装配率

采用多少装配率应由建筑综合成本来决定, 过度强调装配率, 或搞一刀切的政策会导致企业积极性不高或表面应付, 不利于住宅产业化的健康发展。

6.9 政策激励不够

企业要在市场中生存, 必须追求利润, 因此, 大多数企业在预制装配式混凝土住宅发展初期往往只看到成本提高因素, 而忽视了通过生产方式转变将带来的长远效益和综合效益。这种思维方式的转变, 需要政府通过政策激励的手段对企业进行适当引导。

7 我国预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展的主要对策

7.1 加大科研投入

突破关键技术绿色装配式住宅要以标准化设计、工业化生产、机械化安装、信息化管理的现代化建造方式。其优点是SQSEE, “S”即Speed (速度) , “Q”即Quality (质量) , “S”即Safety (安全) , “E”即Environment friendly (环境友好) , “E”即Economic (效益) 。

推广装配式住宅须解决下列关键技术: (1) 加强高强度、自保温、阻燃、长寿命、可循环、健康 (吸附污染) 的轻型建材开发; (2) 加快类似于法国G5的设计软件和“绿色”评估软件的开发应用; (3) 加强装配式住宅新型结构研发, 推行混凝土、木材、钢材等多种混合新型结构、装配式绿色建筑、高抗震性能结构的开发, 尤其是开发高强度、抗震、可拆卸的构件标准化连接技术。

7.2 加快项目建设体制改革

加快项目建设体制改革, 创造有利于装配式住宅发展的市场环境。

(1) 要研究解决适应于装配式住宅研发、生产、推广应用的项目管理体制, 鼓励大型企业集团从生产、设计、安装与管理一体化的社会化大生产模式发展。

(2) 加快绿色施工企业营业税改增值税进程, 优化建筑企业结构, 淘汰技术力量薄弱、挂靠、分包小队伍, 促进建筑业结构调整。

(3) 改革现有的以项目公司运作的房地产开发管理体制, 有利于开发企业统筹协调发展。

7.3 扶持和培育大型企业集团和集群

激发市场主体推进装配式住宅的积极性和创造性。装配式住宅发展须实现设计、施工、管理一体化。从项目策划、规划设计、建筑设计、生产加工、运输施工、设备设施安装、装饰装修及运营管理等全过程统筹协调, 形成完整的一体化运行模式。这种“一体化”有三种模式:一是大型集团 (内部化) ;二是以某企业为龙头, 形成构件生产、原材料供应、结构设计、施工建造、家具部品生产和住宅物业管理等企业参与集群 (外部化) ;三是利用因特网建立类似于零库存生产体系, 组织各种协作企业按照生产、运输、存储、施工零库存化、即时化的原则进行物流创新。

8 我国预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展前景

借鉴国外发达国家预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展的成功经验, 结合我国行业基础和现状, 对我国未来预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展前景进行了预测并总结如下[8]。

8.1 形成领军的龙头企业

根据日本的产业化发展经验, 在发展初期, 在社会化程度不高、专业化分工尚未形成的条件下, 只有通过培育龙头企业才能使技术体系和管理模式逐步成熟, 发挥各种大型专业企业的领军作用, 才能带动全行业的发展。

8.2 确立工程总承包的发展模式

预制装配式混凝土建筑从设计、建造到施工的各个环节, 都对从业人员提出了更高的专业技术要求, 因此, 成立一支专业化的、协作化的建筑工业化工程总承包队伍尤为重要。采用工程总承包的发展模式, 在研发设计、构件生产、施工装配、运营管理等环节实行一体化的现代化的企业运营管理模式, 可以最大限度地发挥企业在设计、生产、施工和管理等一体化方面的资源优化配置作用, 实现整体效益的最大化。

8.3 形成成熟的、多样化的技术体系

未来发展的趋势是逐步完善预制装配剪力墙结构体系关键技术, 发展高强混凝土技术和预应力技术, 进一步研发预制/预应力框架结构体系和预制/预应力框架剪力墙结构体系, 形成系列化、多样化的技术体系支撑, 保障整个行业的健康发展。

8.4 形成通用体系

通用体系是采用定型构件的方法, 以部品构件及连接技术的标准化、通用性为基础, 一个构件厂生产的构件能在各种类型的房屋之间互换通用。通用体系适合组织构配件生产的专业化和社会化, 是更有利于高度机械化、自动化的工艺, 是一种完美的工业化形式, 必然是未来发展趋势。

8.5 形成成熟的SI体系

SI体系是将主体结构体系 (skeleton) 与户内装修及设备填充体系 (infi ll) 体系完全分离, 在主体结构体系强调耐久与安全性能的同时, 装修与设备则注重灵活性与更新改造的方便。这种理念是指通过将住宅骨架和基本设备与住户内的装修和设备等明确分离, 从而延长住宅的可使用寿命。因为骨架寿命一般较长, 而装修和住宅用设备老化较快, 如不能改装设备与更新装修, 建筑将不能再继续使用。我国及一些发达国家近年来一直致力于SI体系的研发和推广, 相信在不久的将来, 一定会形成适合预制混凝土结构的成熟的SI体系住宅。

8.6 向公共建筑、工业建筑领域拓展

随着高强混凝土技术和预应力技术的发展, 预制装配式混凝土建筑向大跨、重载的公共建筑和工业建筑领域拓展, 更能充分发挥结构的经济效益, 是未来必然的发展趋势。

8.7 全面应用BIM信息化技术

在预制装配式混凝土建筑“规划-设计-施工-运维”全生命期中的应用BIM技术, 以敏捷供应链理论、精益建造思想为指导, 建立以BIM模型为基础, 集成虚拟建造技术、RFID质量追踪技术、物联网技术、云服务技术、远程监控技术、高端辅助工程设备 (RTK/智能机器人放样/3D打印机/3D扫描等) 等的数字化精益建造管理系统, 实现对整个建筑供应链 (勘察设计/生产/物流/施工/运行维护) 的管理, 是未来发展的必然方向。

参考文献

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[5]王慧英.预制混凝土工业化住宅[D].广州:广州大学, 2007.

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