(盐城经济技术开发区建设工程质量监督站,江苏盐城224007)
摘要:建筑物采用工业化生产,现场安装,具有缩短建设周期、减少现场湿作业量、节约环保等优势,符合产业发展导向,现阶段工业化进程慢,成本因素制约,目前推广难,为促进这项工作,本文对此进行研究,并就相关问题提出建议。
关键词:装配式建筑;绿色施工;BIM技术
前言
据统计,我国建筑能耗约占社会总能耗的1/3,而多年来粗放的传统建筑模式又带来大量的资源浪费、噪音污染、空气污染等问题。改变传统建筑模式,实现建筑工业化,使传统建筑向绿色低碳建筑转型,正成为建筑界义不容辞的使命。装配式建筑具有减少施工现场湿作业量、降低能耗、减少工地扬尘和建筑垃圾等优点,有利于提高能效、保护环境,越来越受到社会重视。
1预制装配式建筑的发展及类型
预制装配建筑是用工业化的生产方式来建造房屋,将建筑的构件在工厂(或专有场地)预制,通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构,此种方式在欧美及日本被称作产业化或工业化建筑。
(1)欧洲是预制建筑的发源地,1851年伦敦用铁骨架嵌玻璃建成的水晶宫是世界上第一座大型装配式建筑。欧洲自20世纪20~70年代在住宅工业化、产业化方面积累了成熟的经验。由于装配式建筑的建造速度快,工业化生产成本较低,迅速在世界各地推广开来。日、韩及新加坡、中国香港均借鉴了欧美的成功经验,其中日本在2008年就采用预制装配框架结构建成两栋58层的东京塔。
(2)我国从20世纪五六十年代开始研究装配式混凝土建筑技术,较为典型的建筑体系有装配式单层工业厂房建筑体系、装配式大板建筑体系等,到20世纪80年代装配式混凝土建筑的应用达到全盛时期。20世纪90年代中期,因研发水平滞后导致装配式砼结构的比例迅速降低并造成行业萎缩,逐步被全现浇体系取代。本世纪以来,以万科、三一等为代表的企业集团开展了预制装配建筑的尝试,但因成本等因素未能得到全面推广。
(3)装配式建筑的建设模式主要有三类,即预制钢筋混凝土结构、轻钢结构、预制集装箱房屋。我国在住宅建造上多采用砼结构形式。装配式建筑按结构形式和施工方法一般分为五种:砌块建筑,板材建筑,盒式建筑,骨架板材建筑,升板和升层建筑(图2)。
2装配式建筑是我国发展的必然趋势
在《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》中,明确要求实施绿色建筑行动计划,大力发展绿色建材,强力推进建筑工业化,《十八届五中全会公报》提出必须牢固树立并切实贯彻绿色发展理念。推进建筑产业现代化也是应对新技术革命和第三次产业革命挑战的需要,是社会化大生产的必然趋势,加快企业转型升级的根本要求。推行装配式建筑符合这个指导精神,其生产过程更可以达到减少现场垃圾83%,减少材料损耗60%,可回收材料占66%,建筑节能50%以上,建造周期减少70%,PC综合节水效果36%,整体节能减排达到60%的标准。
3目前我国装配式建筑发展面临的的主要问题
装配式建筑作为一种建造方法,其在产业化方面还存在一些缺陷和不足,主要集中在技术标准滞后、建造成本偏高、项目建设管理体制不利于工业化住宅发展等三大瓶颈,具体表现在以下几方面:
(1)建筑装配化产业类别不够丰富。目前发展热点主要集中在装配混凝土剪力墙住宅(图1),行业难点也在民用建筑方面,其他结构类型的装配化发展并不均衡,工业化预制企业、吊装、运输机械的配套体系不完善,设计、预制标准化衔接不畅,没有足够的工厂化就不可能解决规模成本,无法支撑行业发展。
(2)装配式结构在理论和节点处理上实践性不足。目前,国内装配式建筑的发展多在近十年内,其理论准备和工艺实践储备均不足,比如国内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就不完善。夹心墙板连接件是保证“三明治”夹心保温墙墙板内外层共同受力的关键配件,连接件产品在老化、温度应力的全寿命研究不足,以及预制装配式结构中存在大量的拼接缝、边框节点等连接在全寿命周期的表现还不清楚,况且目前连接方式主要集中在“湿连接”,而对于“干连接”的研究较少,手段不多。特别是,装配式建筑对于抗震的表现不佳,现有研究是否能达到现浇的水准还存在一定未知。
(3)产业标准化进程迟缓。产业化要求预制产品标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理为主要特征,并在设计、生产、施工、开发等环节形成完整的产业链,实现建筑在建造过程中的工业化、集约化和社会化,实现“四节一环保”,而现阶段在组织结构、劳动力、管理现代化等方面存在并行技术不匹配,标准化体系建设滞后。
(4)建筑成本与预期有差距。装配式建筑成本相比同期较高,而偏高的造价又是制约住宅等民用建筑产业化的最大因素,据统计,在未实现规模生产阶段,装配式住宅建造成本比传统方式每平方米高300~500元,且构件工业化生产要交纳17%的增值税,增加了成本。
(5)创新政策对于装配式建筑研究的鼓励不足,尚未将相关企业及部件产品纳入高新技术奖励范畴。另外,行业支持政策尚不够完善,缺乏强制与鼓励并行举措,特别是在标准化进程方面缺少明确规划。比如,深圳对产业化生产的开发商作出可获得3%住宅建筑面积只收50%地价的奖励,但如何调动设计、施工、预制企业积极性来消化这个增量成本缺乏一揽子政策,对标准化设计没有控制性要求。
4建议及对策
针对目前装配式建筑发展中面临的一系列问题,建议从以下方面重点化解:
(1)政策性扶持产业发展。现阶段建筑工业化缺乏行业内在动力,因此,需要政策的扶持和规范。从国家投入、政策拉动、资金保障和人才培养等多个方面入手,积极鼓励企业投入资金进行技术研发工作,支持产业链的企业技术改造升级。提倡政府项目带头践行装配式建筑模式。政府性、公益性项目、住宅类项目采用装配化后,又会左右社会建筑模式,从而加速工业化进程。
(2)完善设计的标准化。设计部门的设计按照有利于工业化生产进行编制,在模数化、标准图集框架基础上综合研究考虑管线、隔音、保温、防渗、隔断功能,进行集成化设计,并使标准化生产变成可能。应形成有利于装配化实施的设计标准化指导意见,在政策上可以明确一个逐步过渡的工业化百分率指标,逐步过度,设计引导。
(3)加强BIM技术在建筑行业中的推广运用。BIM技术(建筑信息模型)以充分共享建筑设计施工一体化信息为目标,将在产品部件详图设计、制造方面节省时间、精力,加工单位直接获取设计的基本要素,制作的产品更容易符合原设计的内在要求,大大有助于产业化进程推进。
(4)加强研发力度全面提升装配化技术水平。装配化的关键点在于节点(联接)的处理,企业组织、质量监督、质量检测、科研机构必须做好大量的耐久性试验、总结推广,确保技术可靠、耐久,使我们的工艺水平不断上台阶。
(5)加强技术员工层面的培训,将极大地加快工业化推进进程。
5结语
随着建筑行业技术经验的不断积累,新工艺、新材料、新技术的不断出现,特别是我国粗放式发展模式的根本改变,绿色建筑成为发展趋势,因此,具有便捷、环保、质量可靠度相对更高且对我国建筑业产业升级具有先行导引的的装配式建筑发展空间将更大,但乐观的同时,我们必须不忘加强标准体系建设,重视成套使用技术的开发,重点克服成本制约,装配式建筑的大发展将很快到来。
参考文献:
[1]JGJ1-2014装配式混凝土结构技术规程[S]
[2]蒋勤俭.国内外装配式混凝土建筑发展综述[J].建筑技术,2010(12)
[3]陈建伟.预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J].世界地震工程,2013(01)
[4]李昕.PC技术简介及其在实际工程中的应用[J].建筑技艺,2014(06)