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【关键词】装配式住宅;预制构件;整体
1.装配式结构体系
装配式结构( Prefabricated Concrete,简称PC) ,是以预制构件为主要受力构件,经装配连接而成的混凝土结构。装配式结构体系在国外已经发展成熟并得到很好的推广,而目前在国内,处于大力倡导和积极探索阶段,形成了具有中国特色的装配式住宅,即形成了以轻钢结构为主,以木结构、轻钢―木结构、轻钢―钢筋混凝土结构和轻钢―钢结构为补充的装配式住宅结构体系( 见图1) 。但经过一系列有益的实践,并未得到规模性的推广。主要原因是理论实践受技术水平和经济条件的约束,机具设备和运输工具落后,无法满足工艺的要求,加之推广力度不大等客观条件遏制了装配式结构体系的发展。目前,钢筋混凝土工程施工中,现浇体系处于主导地位。这一体系在国内发展成熟,并得到广泛认可和使用,但由于需要现场进行支模,钢筋绑扎连接,混凝土振捣养护等一系列手工操作,因此现浇体系存在诸多弊端: 工程施工工期长;工程成本不易有效控制;工程质量难以可靠保证;全面工业化生产难以实现。
图1 装配式结构建筑
2.装配式结构体系巨大的优势
1) 住宅建造由工地化向工厂化转变,使影响住宅质量和性能的不可控环节纳入到可控制的体系下; 2) 采用预制钢筋混凝土外墙及梁、柱,在工厂进行产业化生产,再运至现场直接装配连接,安全快捷,节能环保; 3) 各预制构件机械化程度高,提高构件尺寸的精确度,减少材料浪费; 4) 现场作业人员减少,劳动量降低,作业时间减少,提高效率; 5) 节水、节电、节材、保护环境,社会效益提高。因而,建筑业应打破目前的建筑体系格局,积极引入住宅产业化的先进技术,扬长避短,大力发展装配式结构住宅。
3.装配式住宅现状
近年来,工业化在中国逐步发展起来,随着政策驱动,越来越多的企业不断加入,工业化建筑产品也开始在地产开发、建筑等领域广泛使用。得益于国家政策的指引,我国的建筑产业转型升级迎来了新曙光,而装配式住宅则是产业转型的主要方向之一,发展装配式住宅,可以改善结构精度、渗漏、开裂等质量通病, 提高隔声、保温、防火等性能, 便于系统维护、更新。装配式住宅有着巨大的节能减排作用,提升了住宅品质和效能,大大提高了施工效率,缩短了施工周期,并充分体现了绿色建筑“四节一环保”的特点。可见,装配式住宅是中国绿色建筑的发展方向。
中国装配式住宅的发展趋势和国际上先进国家的发展趋势是一致的。我国目前装配式绿色住宅还存在发展瓶颈,包括以下方面:一是装配式住宅的设计、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。二是装配式住宅的建造成本比传统方式每平方米高500元左右。住房和城乡建设部副部长仇保兴说“原因是未形成大规模生产,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的17%增值税,增加了生产成本” 。三是具备总承包资质的企业目前不具备专业化生产能力,尤其是装配式住宅生产、安装的能力不足,少数具备能力的企业又无承包项目资格,造成专业化公司还要挂靠,增加管理成本。尽管装配式住宅尚存在发展瓶颈,但我国已有些城市和地区实现了突破。以深圳为例,深圳市的一些保障房住宅,目前实现了图纸标准化、施工工厂化、管理可视化、现场整洁化,达到绿色建筑二星以上的评价标准,同时建筑质量得到提升,施工周期得到缩短。作为钢材生产大国,钢结构住宅和钢木结构混合住宅也是未来装配式住宅的一大方向,而且其施工方式和建造成本更具优势。
4.新时期装配式住宅的发展
国务院办公厅关于转发国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部绿色建筑行动方案的通知(〔2013〕1 号文)中第(八)项为推动建筑工业化:住房城乡建设等部门要加快建立促进建筑工业化的设计、施工、部品生产等环节的标准体系,推动结构构件、部品、部件的标准化,丰富标准件的种类,提高通用性和可置换性。推广适合工业化生产的预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系,加快发展建设工程的预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水平。支持集设计、生产、施工于一体的工业化基地建设,开展工业化建筑示范试点。积极推行住宅全装修,鼓励新建住宅一次装修到位或菜单式装修,促进个性化装修和产业化装修相统一。2014 年1 月,住房和城乡建设部通知要求各地积极推进绿色保障房工作,并同时了《绿色保障性住房技术导则》(试行)(以下简称《导则》),明确各地依此研究制定本地区的绿色保障性住房技术政策,做好技术指导工作《导则》共有项,其中强调了绿色保障性住房应遵循的基本原则,研究和制定了绿色保障性住房的指标体系,提出了绿色保障性住房的规划设计、建造施工和产业化等技术要点。此外, 《导则》还专项设置了产业化技术指标和体系化技术。为大量、快速的住宅建设提供切实有效的保障,从根本上全面推进绿色建筑行动。
目前国内装配式建筑发展较好的城市
沈阳:标准配套齐全,引进的技术论证严谨, 结构类型品种较多,构件厂设备自动化程度高。完成了《预制混凝土构件制作与验收规程》等9 部省级和市级地方技术标准。
北京、上海:有政府出台配套优惠政策作保证,标准配套基本齐全,部分装配的剪力墙结构的技术成熟。北京出台了混凝土结构产业化住宅的设计、质量验收等11 项标准和技术管理文件;上海已出台5 项且正在编制4项地方标准和技术管理文件。
深圳:工作开展的较早,装配式建筑面积较多,构件质量高,编制了产业化住宅模数协调等11 项标准和规范。
江苏:结构体系品种齐全,部品的工业化工作同时开展。
合肥:近年来政府推动力度较大。
总 结
综上所述,装配式住宅我是国建筑的发展趋势。从环境问题和社会效益等多方面考虑,它也将成为房地产业的引领者,目前我国装配式住宅发展潜力巨大,节能效果好,对减少PM2.5空气污染可发挥很大的作用,同时我国还要建大的住宅,依靠大量劳动力已不再可行,建筑质量无法保证,成本也在上升,所以,我国现在发展装配式住宅正当其时。
参考文献
关键词:高层;装配式住宅;立面设计
高层装配式建筑的不断发展,推进高层装配式建筑立面设计的不断发展。现有的立面设计出现一些缺憾,造成装配式住宅功能和外观逐渐下降。设计人员不能掌控设计细节,对于材料的选择失误,导致建筑性能质量下降。设计人员对于当地文化习俗的不了解,影响建筑外观设计。本文通过对现代高层建筑的立面设计进行分析,提出如何完善立面设计技术的改进措施。
1 高层装配式住宅立面设计概述
1.1 装配式住宅概述
装配式住宅是指提前制作好建筑构件,在工地上装配完成的建筑。具有施工建造时间短,不受环境和温度的影响等优势。装配式建筑由于是事前做好构件,能够节省一部分劳动力支出。
装配式住宅随着建筑技术的发展,现代的建筑技术能够实现房屋批量式的建造。在进行建造时,改变传统建造技术,直接将构件组装就能够实现房屋的建造。装配式建筑最早是在美洲出现并使用的,那时的装配式建筑比较简单,就是用木头搭建好的简单房屋。随着技术和设备的不断发展,现在装配式建筑逐渐增加了多种类型。
装配式建筑使用的建筑构件,提前在工厂生产加工好,然后再运输到施工现场进行装配安装。工厂生产的装配构件主要包括墙板,叠合板,阳台和楼梯等,生产好的构件能够减少传统施工过程混凝土浇筑或是砖砌的时间。随着电子信息自动化控制的发展,构件的生产成本会逐渐降低,建筑整体的施工成本会随着降低。随着安装技术的发展和安装设备的更新,建筑的安装成本也会逐渐降低,整体建筑的造价就会降低。未来装配式建筑的发展将会趋向绿色化以及装配装修一体化。
装配式建筑根据材料等因素的不同,有多种不同的形式,例如砌块型装配式建筑,板材型装配式建筑以及盒式装配式建筑等。砌块型建筑是指事前加工完成的块状的建筑材料建造的建筑,分为空心或是实心,材质大多是轻质材质。板材型建筑是指建筑材料使用的是大型墙板等材料,是工业化建筑中最常见的一种建筑类型。盒式建筑结合了板材建筑的特点,进而发展成为能够同时进行装修的装配式建筑。
1.2 立面设计概述以及现状
立面O计是指建筑的功能和结构趋向一体化,结合了建筑结构外观或是功能等因素,使用美术学方法进行美观化处理。立面设计的发展,使建筑能够达到实用美观于一体化。
现有的立面设计大多存在相互模仿的趋势,在设计创意方面不能及时创新。往往会有某个建筑建成之后,出现多个同类型的建筑相继出现。这种盲目跟风的设计现状,阻碍了我国立面设计水平的提高。
一些设计人员在抄袭某种建筑的风格时,对于装配构件的尺寸不能进行很好的控制,导致构件在生产安装时遇到问题。在设计时,将几种不同风格的构件运用在一起,形成的建筑物往往会有混搭风的特点,但这种混搭风完全不在美学的审美范围之内。一些住区在进行设计时,稍微用一些西方的搭配方式,就会号称国外风情建筑小镇。这种混乱的设计,使立面设计鱼龙混杂,阻碍立面设计水平的提高。
在进行装配建筑立面设计时,设计者不能遵循建筑的设计原则。设计出的建筑落后于时代的艺术发展,设计理念的落后导致建筑设计整体质量下降。在设计时,不尊重当地文化传统及生活习惯。设计者由于不理解当地文化习俗,设计出的建筑只是新颖,与当地民俗格格不入,这样建筑的整体效果也会大打折扣。
1.3 对设计方案进行分析
装配式建筑的立面设计,不仅要考虑功能和美观性,设计方案的细节同样对建筑质量有直接影响。设计细节包括建筑立面线条的选用,或是立面材料的选用等多个方面。现有的装配式建筑立面设计不能考虑建筑线条或是色彩过渡的设计,对于门窗等细节的设计不重视。导致建筑外观看似是一种风格,内里装修和搭配却是多种不同的风格。混乱的风格使建筑整体艺术性下降,居民们的居住满意度下降。
立面设计时,对于建筑装配材料的使用不恰当,使得建筑整体性能降低。如图是装配式建筑常使用的建筑材料。
在进行建筑材料的选用时,设计者没有考虑到地区温度的差异对材料造成的影响,只考虑材料对建筑外观的作用。但建筑主要需要考虑的是性能和稳定性,在满足性能和稳定性的基础上才会考虑外观审美。例如北方建筑使用的材料抗寒性较差,就会出现建筑物质量下降的情况。对于材料细节的搭配,设计者应考虑地理位置因素的存在。例如冷色调的建筑会使人感觉寒冷,在北方的装配建筑中如果使用冷色调,会加重居住者不舒服的视觉感。设计时还要考虑建筑的功能和用途,例如用于工业生产的建筑,不适合用浅色调进行装饰,防止建筑外观给人脏乱的感觉。
对于装修和建造组装能够一体化进行的建筑,设计者没有考虑装修的风格以及装修需要的材料质量,对建筑整体质量造成影响。
2 高层装配式住宅立面设计技术改进措施
2.1 从立面设计细节进行改进
从立面设计细节方面进行改进,能够完善高层装配式住宅立面设计技术改进措施。立面细节的设计,需要考虑色彩以及材料等多方面因素。在进行色彩设计时,需要考虑建筑整体的风格。建筑外观和风格能够决定建筑主体使用的颜色,但建筑的细节颜色却还是需要设计者进行考虑。例如大面积色彩过渡颜色的使用,颜色和线条搭配的使用等。
建筑材料的选用,同样需要进行考虑。因为建筑是装配式建筑,在选择材料时要考虑使用轻质材料,方便施工和装配。建筑结构的材料选择,对建筑整体的清洁度相关,重工业重污染的工厂避免使用抗污染能力较差的材料。南方地区在选择材料方面,要考虑南方多雨潮湿的气候情况。北方地区气候比较干燥,冬天的时候温度较低,因此在材料的选用上面更多的考虑建筑材料抗寒性能。
随着节能环保理念的发展,对于建筑工程方面也有了更高的要求。要求建筑物在施工建造阶段,符合节能理念,使用节能材料。一些建筑物在设计时,使用玻璃作为美观装饰。玻璃反光对城市会造成严重的光污染,不利于城市整体建筑效果,和城市节能发展。从建造成本上考虑立面的重复性元素运用,提高工业化程度,同时也能节约造价,减少污染。
2.2 从设计原则方面进行改进
从设计原则方面考虑,能够完善高层装配式住宅立面设计技术改进措施。装配式建筑在设计时,需要遵循规范的设计原则,但现有的设计原则存在不完善的特点。对现有的设计原则进行补充,能够完善建筑整体效果。
原有的设计原则包括设计理念符合时展等,但在设计中还要考虑当地传统文化。例如一些公园和雕塑的建筑,结合了当地文化特点进行设计。建筑物的设计同样需要结合当地文化,一般具有当地文化鲜明特点的建筑,能够成为当地地标性建筑物。例如斗兽场等建筑物,就符合古罗马英勇好斗的精神特点,而斗兽场也称为古罗马标志性的建筑物之一。
对于建筑形体的设计,需要考虑建筑的功能以及地理特点。现代的建筑具有封闭性的特点,不利于人们之间的整体交流。对房子整体进行改进,使人们之间的交流增加。避免社会的发展,逐渐趋向无交流的模式中,因此建筑立面设计还遵循方便交流化的原则。
装配式建筑的建造流程也是设计师需要关注的设计要点,只有熟悉构件的生产安装过程,才能在设计中及早改进,避免出现不适用或无法实现的问题。
2.3 从设计人员方面进行改进
从设计人员方面进行改进,能够完善高层装配式住宅立面设计技术改进措施。设计人员的设计理念以及价值观,对建筑外观设计有直接重要的影响作用。提高设计人员对不同地区传统文化的理解,学习当地风俗习惯。这样在当地进行建筑设计时,才不会设计出与地区格格不入的建筑。
对于建筑整体空间的设计,要考虑最大限度的发挥空间利用率。例如一些阳台的建造可以设置成开放性的空间,增加空间的使用面积。对于装修的设计同样可以增加空间利用率,实行掏空装修或是重复利用空间和物体的装修,能够增加建筑物可以使用的面积。发挥单位建筑面积最大的使用效果,提高建筑物的使用效率。
3 结束语
对高层装配置建筑立面设计进行改进,可以从设计细节和原则方面进行,完善设计人员的设计理念。高幼芭涫阶≌立面设计的改进,能够促进装配式建筑的发展,促进建筑行业的发展。同时建筑行业的发展,需要各个行业共同的技术支持,能够促进社会的可持续发展。
参考文献
[1]崔文贤,谢浩.高层装配式住宅立面设计技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2016(13):498.
关键词:装配式建筑;工程造价;预算工作;成本控制
1装配式建筑概述
在早期装配式建筑发展过程中,外观比较单一,多样性不强,在一定程度上阻碍了装配式建筑行业的发展。但是随着现代化建筑工艺的创新和发展,装配式建筑的模式越来越多。到目前为止装配式建筑多样性具有明显的发展优势,并且在多样性的基础上也增加了可移动性。移动式住宅是比较先进的装配式建筑类型。装配式建筑在施工过程中现场施工操作比较简单,只需要按照设定好的图纸完成预埋件和管道铺设,并根据建筑的具体构架构造柱梁板等结构框架,最后完成构件装配就能完成整个建筑施工。随着建筑企业的不断发展,为了能提升建筑企业的经济效益以及建筑生产标准,推动我国建筑行业的长远发展,需要对原有的传统建筑施工工艺进行改进,使其朝着简单快捷的方向转变。而装配式建筑是解决传统建筑工程中由繁到简的重要技术,能够有效改变传统建筑施工现场作业流程,保证施工现场的整洁性,可以在最大程度上确保施工现场环境质量,有利于降低在建筑施工过程中的噪声污染以及环境污染等问题[1]。我国的装配式建筑行业发展相对较晚,而日本早在上世纪70年代初,就已经提出了装配式住宅的理念,并且在90年代已经开始利用工厂化以及部件化的生产方式提高建筑行业施工效率,并且住宅内部结构也能够满足人们的多样化需求。目前,日本的装配式技术也相对先进。在推动我国装配式建筑行业发展中,需要积极引进国外先进的装配式技术以及装配式建筑施工管理理念,才能够不断完善装配式建筑行业的相关规范,推动我国装备式建筑行业的创新发展。
2工程造价预算内容
在建筑企业发展过程中加强工程造价成本管理工作,有利于提高建筑企业的经济效益。在开展工程造价成本管理工作时,必须对工程造价工作进行有效的细化,按照精准原则对建筑工程项目的整个过程中的造价资金进行有效管理。并且要根据建筑工程的各项资源加强资源配置与优化工作,确保人力、物力等工程成本降到最低,防止出现结算超预算、预算超概算、概算超估算的问题。通常情况下,在建筑施工过程中开展工程造价成本控制工作时,需要对每一个施工部分的项目造价合理性进行分析,主要判断其是否超出预算以及工程造价是否还具有优化余地。在工程建设中要以全工程内所有具有一定相关性的项目开展造价预算,保证造价结果的精准性,提高工程造价的精细化。这就需要开展多次反复计算和对比,对造价工作的计算对对象要进行细化,并根据设计图纸和建筑工程的施工资料开展改善工作。在精算工作中要对整个建筑施工过程中的原料资金、人力资金以及器械资金等进行全面分析,要在保证工程建设质量的基础上,将造价结果控制在最低水平[2]。
3在装配式建筑工程造价预算与成本控制中存在的问题
在装配式建筑工程造价预算以及成本控制过程中还存在一些问题。这些问题会导致工程造价预算与成本控制工作质量受到一定影响,最终影响装配式建筑工程的整体资金投入,降低装配式建筑工程的经济效益。第一,在开展工程造价预算工作时准确性不足。在装配式建筑工程施工之前,需要进行有效的工程造价预算工作。但是一般情况下进行预算造价的工作人员专业能力相对较低,在对建筑进行模拟时存在一些漏洞和不足。这会直接影响装配式建筑工程造价前期的准确性。工程造价预算结果不精准会导致在装配式建筑工程施工过程中遇到很多问题。例如资金超过预算容易导致工程停工,不能如期完成。预算过多会导致在工程结束后存在不能使用的建筑废料,这会对建筑工程项目的完整性和建筑周期产生极大影响,导致建筑计划被打乱,很容易导致建筑变更或者受到资金损失。第二,在工程造价预算以及成本控制工作中,对相关的信息处理不明确,导致信息传递失真。在开展装配式建筑工程造价预算和成本控制过程中,必须对整个工程项目的所有资料数据进行全面准确掌握。但是在对信息进行处理时,如果没有根据装配式建筑工程不同项目的具体情况保证信息数据的准确性,会影响后期造价预算结果。因为在装配式建筑工程造价预算管理过程中,信息量本身比较巨大,在对信息进行处理时出现统计错误的可能性相对较高,再加上数据量比较大,会导致人工造价计算过程比较复杂缓慢,影响信息计算的效率。对相关的信息数据进行传递的过程中,也可能会出现失真问题,这也会对装配式建筑工程的造价预算和成本控制质量产生一定影响。第三,在当前的装配式建筑工程发展过程中,规模发展相对较慢。因为我国的装配式建筑行业发展起步相对较晚,很多技术和管理制度并不完善,这在一定程度上影响了装配式建筑工程规模的发展水平。目前,装配式建筑发展的规模相对较小,不能形成规模化并且预制混凝土配件运输方法以及装配技术等与国外先进技术相比还存在较大差距。在装配式建筑工程发展过程中,相关的预制混凝土构件生产难度相对较到较高,一些厂商不能进行大规模生产。这会导致装配式建筑材料的价格上升。再加上国内市场需求相对较少,预制混凝土构件的生产厂商固定投入成本以及可变动成本相对较大,在一定程度上会影响预制混凝土配件的市场价格,从而影响装配式建筑工程造价预算以及成本控制。在后期装配式建筑工程不断发展的过程中,规模不断增加,会促进混凝土构件生产规模的扩大。而随着装配式建筑的不断发展,大厂商的固定资本投入会逐渐减少。这会在一定程度上影响装配式建筑工程施工材料的市场价格,进而对装配式建筑工程成本控制工作产生一定影响[3]。
4提高转配式建筑工程造价预算与成本控制水平的措施
4.1加强工程造价预算规划工作
为了对装配式建筑工程造价预算以及成本进行合理控制,需要尽可能降低装配式建筑工程的造价水平,要以装配式建筑以及现浇混凝土建筑的成本对比,获取装配式建筑工程造价比较高的原因。这样可以根据装配式建筑造价成本较高的原因对成本进行有效管控。一般情况下,在装配式建筑施工过程中,其与现浇混凝土建筑相比会产生混凝土配件以及生产运杂费等。在对其成本进行管控时,需要测算材料费、人工费、机械费以及管理监察人员的费用等,并根据市场的变化情况对市场价格准确掌握。为了尽可能提高装配式建筑工程造价预算水平,需要从降低原材料成本的角度出发。根据装配式建筑工程的具体情况以及装配式建筑行业的发展趋势,在最大可能上提高装配式建筑部件生产规模,同时要保证装配式构件的生产质量和生产效率。这样能够降低装配式构件的生产成本,从而对装配式生产构件的资金投入进行合理控制。只有对当前装配式建筑不能大规模生产的现状进行有效改变,这样才能从设计阶段以及生产链方面出发,提高混凝土构件与其他配件的生产利用率以及制作水平。在混凝土构件衔接部分进行设计时,同样要提高设计方案的准确性,降低在混凝土构件生产和施工过程中出现的偏差情况而导致部件浪费的问题。在混凝土构件模具设计时,必须保证设计的精准性,才能确保后期在现场施工时能够快速安装,防止后期装饰修补导致开支增加。在对混凝土部件进行运输时,厂家需要根据预制混凝土构件的具体情况,清点运输车的编号,并将构件尺寸、重量等信息记录在案。设计科学合理的运输方案确保在运输过程中构建的完整性。还要对混凝土构件的运输车辆进行合理安排,防止出现车辆浪费的问题。在混凝土构件装车过程中,要先与现场施工单位进行沟通,了解混凝土预制构件的安装施工进度以及混凝土构件的具体顺序。根据混凝土构件的使用顺序和频繁程度进行装车,这样可以大大节约后期在混凝土构件安装过程中的难度,提高施工效率,有利于降低工程造价。
4.2加强施工方案设计阶段的工程造价预算与成本控制
在对装配式建筑进行设计的过程中,设计方需要根据装配式建筑的具体要求保证施工计划的合理性,尽可能对施工成本进行有效控制。在建筑工程管理过程中,工程项目的主要核心是工程造价预算和成本控制工作,确保施工计划的合理性是对整个项目造价进行有效控制的重要内容。为了尽可能提高装配式建筑的经济效益,在施工计划设计过程中,需要以施工设计图纸为基础,由专业的造价工作人员对整体设计图纸进行分析。并根据装配式建筑的具体特点按照总平面图与各建筑图纸说明开展全方位的研究工作。由专业造价人员进行分析和初步预算,对设计图纸进行不断优化和改进,防止设计图纸中存在不合理的地方。随后根据优化完成的设计图纸,制定科学严谨的施工方案,达到对装配式建筑工程造价预算以及成本进行合理控制的目的。在装配式建筑施工过程中,工程施工成本是影响其资金投入的重要因素。装配式建筑中的重点支出项目包括主体构件费用以及工程施工费用。对这两方面的成本进行合理控制,可以达到控制装配式建筑整体成本的目的。
结语
总而言之,在我国的装配式建筑行业发展过程中,加强工程造价预算以及成本控制问题研究工作,对提高装配式建筑工程的经济效益有积极帮助。这样能够在一定程度上推动我国装配式建筑行业的综合发展,对促进我国建筑行业的长远健康发展也有积极意义。
参考文献
[1]武郁婷.装配式建筑工程造价预算与成本控制问题探究[J].价值工程,2018,37(17):79-82.
[2]玉美袁.装配式建筑工程造价预算与成本控制问题探究[J].工程建设,2020,3(4).
【关键词】钢结构;装配式; 住宅;优化
装配式住宅诞生于20世纪初期,这种建筑设计标准定型,构件在自动化生产线上加工,现场采用螺栓、自攻螺钉等连接件和密封材料干式组装,无湿作业,施工安装便捷。近30年来在欧美等国家(地区)逐步发展起来。装配式住宅不仅改变了传统住宅的结构模式,而且完全替代了砖、混凝土、石材、木材,真正实现了标准化设计、工厂化生产、机械化施工,从而大大降低了施工现场的劳动强度,缩短了施工工期,这种方式已在国外得到了推广。为推广钢结构装配式住宅在我国的利用,本文对钢结构装配式住宅在我过的发展现状进行总结,并从我国钢结构装配式住宅的设计思路及其优化方案等方面进行了探讨。
1 我国钢结构装配式住宅的现状
1.1设计方法落后
传统是住宅设计和预装装配式钢结构住宅的设计无论从结构体系的设计、基本模数的确定、平面的定位方式、设计的指导思想等方面都存在着很大的区别。在方案阶段,通用结构体系和专用结构体系没有区分,数模化、标准化的设计思想没有得到足够重视;在施工图阶段,缺少对于构件及装配节点的深化探讨,没有解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计,这些问题或多或少阻碍了预制装配式钢结构住宅的发展。
1.2设计规范缺失
钢结构装配式住宅由于在我国发展的时间较短,在相关设计、施工标准等方面的规范文件缺失较多,与之相关的施工工艺、工法和安全规程还未建立,相对于国外发达国家的装配式住宅发展,我国在某些方面远远落后与国外的发展,甚至在某些方面和国内现行的建筑技术标准、规范在很多地方还不兼容,使得装配式住宅在设计、审批、验收等方面无标准可依。这对于工业化住宅的大规模推广是一个障碍。
1.3部件发展滞后
钢结构体系住宅成套技术,由于缺乏技术引导及自主创新,市场需求并没有达到产业化的程度。因此,我国的相关产品功能性单一,工厂化程度不高,产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。我国钢结构住宅在建材和部品方面,目前建造钢结构住宅方面的所学材料大部分需要从国外运来,甚至有些外商在中国大陆委托加工的部件,往往也只能到国外去采购,在国内市场上一时还找不到,这严重制约了钢结构住宅的发展及推广。
1.4环保节能意识落后
一项调查数据显示,我国每年新建建筑中 95%属于高能耗建筑,产生的建筑垃圾每年高达数亿吨,其中产生的污染物是引起雾霾的主要因素。钢结构装配式住宅相对于传统的砖瓦建设材质具有节能环保方面的优势,但是在另外一方面,环保节能的钢材在整个钢结构住宅中的使用率很低,根据2012年的统计数据,在10%左右,绝大部分的钢结构装配式住宅中使用的钢材仅仅是一般材质的钢材,在节能、环保、安全性能方面满足不了当前的需要。安全性能低、使用寿命较短,而且钢材制造过程中对环境的污染较严重。
2 我国钢结构装配式住宅的设计思路
2.1以建筑结构为主导,结构专业为辅助
钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计中的一般原则,这是建筑设计的最重要原则,在满足这个要求的前提下,才能更多地关注其现场板材裁截量、使用功能、节能环保以及建筑效果等,然后是发挥钢结构的优势。单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性,不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的,必将影响钢结构住宅在我国的大量推广应用。
2.2户型设计标准化、定型化
目前在钢结构装配式住宅方面缺乏户型设计的标准化、定型化标准,大多住户住宅户型设计随意,规格多种多样,这样会导致钢结构装配式住宅现场施工的不确定性,严重拖延整个工程的现场施工周期,对整个工程造成严重的不利影响。因此,针对标准化生产的板材尺寸统一的特点,房间的深入设计要遵循一定的原则要求,房间开间的尺寸满足模数制的要求,尽可能减少异形板的使用量和现场版材裁截量,以提高生产效率,提高生产周期。
2.3 厨卫设计标准化、定型化
住房的心脏是厨房和洗手间,由于内部管道多,功能复杂,在设计施工的时候往往是最耗时耗力的部分。在钢结构装配式住宅设计过程中,一定要遵循复杂问题简单化的原则,对于厨房、卫生间的设计执行标准化,定型化。尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁剪,住宅民户设计一套标准化、定型化的程序,减少施工过程中不确定因素影响,以提高整个工程的施工周期。
2.4 平面布置系列化、模块化和灵活化
在钢结构装配式住宅设计过程中,以住宅间、套型或单元为单位模块,以木块的多种拼接形式来适应总平面的布置变化。实现住宅平面功能的开放设计,充分发挥构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。
3我国钢结构装配式住宅的优化方案
3.1 建立功能需求明确、结构合理的住宅户型
一套功能需求明确的户型必须遵守,合理布局、动静分区、充分利用的原则,合理布局就是根据集体条件将特性相近的行为单元组合在一起,动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰,充分利用则是充分利用房间空间面积。钢结构装配式住宅,在房屋的柱梁方面数量要尽量少,结业钢材用量,设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型,
3.2 环保节能
“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化,减量化优先的循环经济发展原则,是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。高科技是指建筑设计和建造环节突出节水、节电、节材、节能的设计理念。钢结构是典型的环保绿色建筑,仅垃圾排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在钢结构装配式住宅中广泛应用环保节能的钢材,可以满足环保、节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术,可以很好达到环保节能的目的。
3.3 追求户型造型的美观
户型的美观是现代人对生活的追求,钢结构装配式住宅作为一种先进的建筑方式,必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧,动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开,重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面的设计,有利于家具摆放提高使用面积,也符合中国人的消费心理。
参考文献:
[1] 叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D]. 南昌大学硕士论文. 2012, 11-17
[2]卢俊凡, 王佳, 李玮蒙. 等. 装配式钢结构住宅建筑体系的发展和应用[J]. 城市住宅. 2014(6):23-26
[3] 陈以一, 王伟, 童乐为. 等. 装配式钢结构住宅建筑的技术研发和市场培育[J].住宅产业, 2012(12):15-18
(一)丹麦丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家,并制定了20多个必须采用的模数标准,包括“建筑规则设计模数”、“模数组件的尺寸”、“优先采用的建筑水平向尺寸”、“双跑楼梯的楼梯间”、“厨房构件”等。丹麦推行工业化建筑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。丹麦通过模数和模数协调实现构配件的通用化。主要的通用部件有混凝土预制楼板和墙板等主体结构构件。这些部件都适合于3M的设计网格,各部分尺寸是以1M为单位生产的,部件的连接形状(尺寸和连接方式)都符合于“模数协调”标准,因此不同厂家的同类产品之间具有互换性(于萍、陈效逑,2011)。丹麦标准对于模数协调的要求比较严格,对于建筑及建筑产品的尺寸和规格的规定比较多而且比较详细,对于建筑的水平与竖向尺寸、各类构件的尺寸和小型建筑产品的尺寸都有规定,通过这种方式来规范设计,发展通用体系。
(二)日本早在1969年,日本政府就制定了《推动住宅产业标准化五年计划》,开展材料、设备、制品标准、结构材料安全标准等方面的调查研究工作,并依靠各有关协会加强住宅产品标准化工作。1971年2月通产省和建设省联合提出“住宅生产和优先尺寸的建议”,对房间、建筑部品、设备等优先尺寸提出建议。标准化工作是企业实现住宅产品大批量社会化商品化生产的前提,极大推动了住宅产业化的发展(纪颖波,2011)。
(三)法国法国的工业化建筑起步较早。从20世纪50年代到70年代是“第一代工业化建筑”,出现过许多“专用建筑体系”,不同体系出自不同厂商,各建筑体系的构件互相不通用。20世纪70年代后过渡为“第二代工业化建筑”,以通用构配件制品和设备为特征。1977年成立了构件建筑协会,1978年该协会制订了尺寸协调规则。法国政府在1982年调整了技术政策,提出一套构件目录,只要与某些其它目录协调,并组成一个“构造逻辑系统”即可(孟刚,2005)。
(四)小结可以看出,模数协调和部件通用体系在工业化建筑发展中起到了十分重要的作用。模数协调强调的是在建筑设计阶段尽量统一尺寸,做到标准化设计,而部件通用体系强调的是在部件生产阶段尽量统一部件的规格尺寸,做到部件通用。两者之间存在着紧密的联系,设计是生产的基础,标准化设计有助于部件的通用,部件生产是设计的延续,部件通用可以促进标准化设计。各级政府部门在修订和制定标准时应充分借鉴国外标准,尤其是在模数协调和部件通用体系两方面。
二、我国新型工业化建筑技术标准现状
目前我国针对传统建筑的标准规范已经形成相对完善的体系,其中也涉及了一些有关工业化建筑的内容,但涉及专业不全,规定分散,不成体系,本文对此按照执行范围进行分类、总结和分析。
(一)国家标准表-1中所列标准涉及建筑设计、建筑产品、结构设计和施工验收四方面,其中既有针对工业化建筑而制定的标准,也有针对传统建筑制定而又涉及装配式混凝土结构的标准。针对工业化建筑的标准大部分颁布较早,已不能够满足新型工业化建筑的要求,应结合新材料、新技术和新工艺等进行修订。传统建筑标准中关于装配式混凝土结构的规定不够深入,应进行深化完善。
(二)行业标准表-2中所列行业标准大部分为建筑产品标准,另外还有两部集设计和施工于一身的综合规程以及一部抗震标准。与国家标准情况相似,针对工业化建筑的标准颁发时间较早,应结合现状修订,传统建筑标准中关于工业化建筑的规定应深化完善。
(三)地方标准从表-3可以看出,各地区已出台的针对新型工业化建筑的技术标准在内容上基本一致,大体可分为总则、术语解释、材料要求、建筑设计、结构设计、施工和验收。且各技术标准和规范都集中大部分篇幅对结构设计进行了详细规定,而其他章节则只做了原则性规定,比较概括,不够具体、详细,具有一定的指导作用。沈阳市作为全国首个国家现代建筑产业化试点城市,在制定技术标准方面明显领先于其他地区。在国家住建部、省住建厅等部门的指导和大力支持下,沈阳市组织中建标准院、中建东北院、中建设计集团、沈阳建筑设计院等设计单位,以现代建筑产业化工程建设为依托,不断丰富完善装配式建筑技术标准体系,在构件制作与验收、工程质量、安全、节能、检测等方面开展技术标准体系研究编制工作(于海,2012)。
(四)在编标准目前行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(征求意见稿)已经,相关人员正在积极修改。该规程规定了装配式混凝土结构的基本要求、材料、建筑设计、结构设计、框架结构设计、剪力墙结构设计、装配板式结构设计、外墙挂板设计、构件制作与储运、构件安装与施工和工程验收。另外,据北京市建委消息称,将启动《装配式混凝土结构住宅建筑设计规程》编制工作,积极推动产业化住宅设计标准建设。该规程将对住宅设计中的模数协调、平面设计、外墙、内墙、楼面设计、内装修与设备管线设计等方面进行深入研究,提出具有可操作性的技术要求,为规划管理和建筑设计提供技术依据。由标准院作为组编单位编制的《装配式住宅设计规范》也正处在编制中。
(五)小结目前各级标准中,关于结构设计和施工安装及验收的标准还比较少,应尽快修改相关标准,增加相关内容。另外虽然有一些关于建筑产品的标准,但还不能满足新型工业化建筑的生产要求,应加紧修改现行标准并编制相应新标准。在修改和编制标准时应结合现有的地方标准和企业标准,做到能够充分反映新技术和新工艺;并且应该与在编标准相协调,力争做到不重复,不矛盾。另外,在生产过程上,工业化建筑和传统现浇建筑相比,无论是设计所依据的标准规范、施工安装标准,还是验收检查标准,都由于生产方式的变化而有所不同,应进行修订。在建筑设计上,应加强有关模数协调的规定;在结构设计上,现行相关标准中几乎没有针对节点设计的内容,应增加相关内容;在构件部品生产上,应尽快完善关于尺寸规格、生产要求等方面的标准,尽快建立一套通用体系;在施工安装上,现行相关标准中关于装配式混凝土结构的规定比较分散,应进行整合,增加必要规定,尤其是关于节点连接这一重要环节的规定;在验收检查上,主要应修改两方面规定:一是部分工程的验收地点由工地现场转移到了构件部品工厂;二是应增加关于节点连接的验收规定。
三、对我国新型工业化建筑技术标准的修订和建议
结合我国现行建筑技术标准规定和国外工业化建筑发展过程中制定的技术标准和要求,本文对我国发展新型工业化建筑过程中部分主要技术标准提出两点建议。
(一)对现行主要技术标准的修订建议1.建议。具体见表-4。另外,《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》、《建筑门窗洞口尺寸系列》、《装配式大板居住建筑设计与施工规程》、《住宅楼梯预制混凝土中间平台》和《住宅楼梯预制混凝土梯段》都是为了发展工业化建筑而制定的,但制定时间较早。近几年工业化建筑发展迅速,相继出现了许多新材料、新技术和新工艺。上述标准应结合工业化建筑的现状进行修订,以适应新型工业化建筑发展。2.说明。《住宅建筑规范》中的条文大多针对现浇结构,应增加针对装配式混凝土结构部分。《建筑物防雷设计规范》中规定构件中的钢筋可作为防雷设施的引下线。此技术在现浇结构中易于实现,在装配式混凝土结构中不易实现,应作相应修改。《混凝土结构设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中没有专门针对节点设计的内容,节点设计是装配式混凝土结构设计的重要组成部分,应增加针对节点设计的相应内容;另外针对装配式混凝土结构的构造要求较少,应继续完善,如节点连接构造要求等。《建筑抗震设计规范》中对各类建筑的抗震计算和构造做出了规定,但没有关于装配式混凝土建筑的抗震计算和构造,应增加相应抗震计算方法和构造要求。《建筑施工组织设计规范》主要针对现浇结构进行规定,应增加针对装配式混凝土结构施工特点的相关规定,如构件部品、施工机械等。《混凝土结构工程施工质量验收规范》中第9章装配式结构分项工程中,对预制构件的验收、结构性能和装配式混凝土结构施工做出了规定,但不够具体,应进行完善。另外,由于构件部品在工厂生产所以在现场验收的规定已不适用,应增加针对工厂生产验收部分。《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》应与《建筑物防雷设计规范》进行同步修改。《混凝土结构加固设计规范》中没有针对节点加固的方法和构造要求,节点连接处是装配式混凝土结构的薄弱环节,应增加相应加固方法和构造要求。《外墙外保温工程技术规程》中有大量针对现浇结构的规定,应增加针对装配式混凝土结构的相应规定。《建筑外墙防水工程技术规程》中没有关于构件部品连接节点的防水设计,构件部品连接节点是防水的薄弱环节,应增加相应防水设计内容。《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》是混凝土结构进行施工的重要参考,目前该图集只针对现浇混凝土结构,应增加针对预制装配式混凝土结构的部分。
(二)对新增技术标准的建议1.建议。(1)完善模数标准体系,增加各类建筑的模数标准,如学校模数标准、医院模数标准、办公楼模数标准等。(2)完善建筑产品通用体系,增加关于各类建筑产品的尺寸、规格的标准,如预制梁尺寸规格标准、预制柱尺寸规格标准、预制隔墙板尺寸规格标准等。2.说明。(1)目前我国现行建筑模数标准只有《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》和《厂房建筑模数协调标准》三部,应完善模数标准体系,增加各类建筑模数标准。(2)目前我国建筑产品标准体系还不够完善,通用体系尚未建立,许多建筑产品缺乏与之对应的尺寸、规格的标准,应增加各类建筑产品的尺寸规格标准。
四、结论
为了找出目前我国新型工业化建筑技术标准体系存在的问题,同时借鉴国外典型的成功经验,对完善我国新型工业化建筑技术标准体系提出建议,本文主要开展了以下工作并得到相关结论。
(一)对我国新型工业化建筑技术标准进行总结和分析目前我国已经出台了一些关于新型工业化建筑的国家标准、行业标准和地方标准。其中国家标准和行业标准大都颁布较早,已不能满足新型工业化建筑的建造,地方标准大都只对结构设计进行了详细规定,而其他方面则比较概括。
(二)对典型国家的技术标准特点进行总结对瑞典、丹麦、日本和法国的技术标准特点进行总结,虽然四国在做法上不太一样,但是基本上都体现出了模数协调和部件通用体系在技术标准中的重要性。
【关键词】装饰;施工工艺;工业化;集成模块装配
1 前言
随着生活水平的不断提高,人们对工作环境、生活质量的要求也越来越高,建筑装饰自然备受人们的重视,各种装修得金碧辉煌的宾馆、酒店、写字楼,以及各种时尚的家居装修,为我们的城市增添许多色彩,使我们的生活环境及生活质量得到很大的提高。我国的建筑装饰材料资源丰富,市场庞大,发展前景非常广阔。尤其是我国加入“WTO”后,国外先进的装饰材料和施工工艺进入我国,给我国的市场带来巨大冲击,因此,利用我国有利的资源条件和广阔的市场,迅速发展我国建筑装饰材料市场已迫在眉睫。未来的装饰工程施工方法究竟应该朝什么方向发展?这是我们建筑装饰行业普遍十分关注和重视的问题。
2 传统施工方法的落后性,导致了整个装饰行业的工业化滞后
2.1 传统的施工方法限制了劳动生产率提高的空间
一般而言,希望通过提高操作工人的熟练程度而提高劳动生产率,但在建筑工地其本身的劳动生产率拓展空间已不是很大。因为,即便是最熟练的技术工人,与一般工人速度之间的功效差别也是微乎其微的。而且,在传统的装饰施工过程中,技术工人需要在构配件加工和安装之间不断地进行转换,所以势必在场所、工具、技能和空间上作适应转换,相应制约了他们的效率和速度发挥。更何况,作为一个普通的正常人,随时会受到环境、健康、情绪等等因素的影响,也限制了本身的技能、效率、速度,难以保证恒定发挥。
2.2 传统的施工方法限制了质量标准提高的空间
装饰工程质量很重要一点是讲究精度,但在各个技术水平高低不同的工人操作的影响下,其精度水平必定参差不齐。即便是同一工人操作,其不同环境和不同时间的精度也是难于保持同一水准的,更重要的是手工作业与专用机器加工精度等级悬殊的影响,手工制品的精度与专业机械加工产品的精度不可能同一而论。
3 集成模块装配体现了现代工业思想
目前,建筑装饰界普遍重视和实现了木装修的工厂化。木装修工厂化的最大特点,是将构配件制作与现场安装分离。构配件采用机械加工和组合,整个生产过程批量化进行,它集中体现了现代工业化的雏形。相对于传统的施工方法,它是木装修领域的一次革命。就这点而言,它代表了装饰施工的发展方向。但是,木装修工厂化的这种进步,仅仅集中在木饰面施工领域,就整个装饰工程而言,是局部性的,或仅仅是单个集成模块,而非整体性变革。它有限的覆盖面,使它仅能成为局部的一种施工方法,不足于代表整个装饰施工方法。而集成模块装配体现现代工业思想,具有整体覆盖宽度,能提升装饰行业整体水平。
3.1 集成模块装配装饰施工方法的概念
用一个形象的比喻,集成模块装配式施工方法的施工现场是一个名副其实的组装车间或总装流水线。凡是进入现场的装饰材料不再是原材料,而是经过预先加工的集成模块体系,已经适合现场特定部位安装的组件。在施工现场也少见或不见传统的以16道技艺为主的初加工过程和影响环境保护的现象,而仅仅是将各种部件进行搭配安装的过程。
集成模块装配式施工技术管理,已不再是将施工工艺、施工方法进行特定组合的方案编制管理过程,不再是按工艺、质量标准进行现场监控的技术管理;集成模块装配式装饰技术管理的主要内容是施工深化设计。
3.2 集成模块装配基本原理
集成模块装配式装饰施工方法与木装修工厂化加工、现场安装(预制装配式)一样,其基本原理源于现代工业思想,基于现代工业的基本原则,即专业社会化、加工机械化、生产批量化、出厂标准化,以此提高劳动生产率、提高产品质量。
集成模块装配式装饰又是木装修工厂化的发展、延伸,它要求覆盖装饰工程所有工作内容。目的在于最终彻底消灭现场手工制作现象,使装饰行业摆脱目前落后现状,它带有整个施工方法改变的性质,与木装修工厂化相比较,集成模块装配式装饰具有提升装饰行业整体水平、带动装饰行业朝工业化发展的性质。因此,集成模块装配式装饰施工方法才是装饰行业未来的发展方向。
总体而言,集成模块装配式装饰应该是一个渐进式的发展过程,是一个数量、质量覆盖面不断扩展的过程,由一个不完全到逐渐接近完全的过程。从一个局部、单体预制装配化发展过程,最后达到了全部预制装配式,才真正达到集成模块装配式装饰目标。
经过实践、研究,以及全国各个装饰企业的不断探索,就目前的技术条件,只要在技术管理上作些调整,大部分装饰内容应该已经具有预制装配式施工的技术基础。因此经过若干年的努力,实现全部集成模块装配式装饰并非梦想。
4 结束语
总之,从木饰面、石材饰面装配式的成功实践,已经为集成模块装配施工奠定了重要基础。进一步推广、普及有助于预制装配集成模块由点到面扩展,有助于装饰集成模块装配目标逐步实现。经过一定技术攻关,大部分传统的装饰施工方法有可能实现集成模块装配式施工。
木饰面预制集成模块装配实践,不仅为其他饰面施工方法的转变提供了样板,而且,为整个装饰过程集成模块装配施工奠定了基础。但是,装饰集成模块装配施工目标的实现是建立在所有饰面内容的施工方法都成为工厂加工。尽管,目前受到应用集成模块装配式施工技术力量薄弱的限制,受到一些诸如价格、社会配套、设计衔接等方面的障碍,全面推广存在一定时间问题。但是,只要行业有激励措施,舆论有支持呼声,企业有坚定决心,技术上创造更多培训实践机会,造就一批适应于预制装配集成模块装饰施工设计人才是完全可能的。而且,从某种意义上说,价格问题的关键还在于技术开拓,通过开拓、创新,降低成本的潜力还是很大的。因此,全面推广预制装配集成模块装饰施工是可以预期的。
参考文献:
[1]曾利群,李坦平. 浅析对建筑装饰材料的选择[J]. 广东建材 , 2003,(12) .
[2]魏荣华. 装饰涂料施工中的有关缺陷处理与选材[J]. 吉林林业科技 , 2002,(03) .
[3]新型建筑装饰材料[J]. 技术与市场 , 2002,(12) .
[4]毛云章. 家装石材的选择技巧和施工[J]. 石材 , 2004,(04) .
[5]刘开平. 现代建筑装饰材料发展的环境问题思考[J]. 中国人口.资源与环境 , 2003,(02) .
[6]曾军. 拉杆点式玻璃幕墙的安装施工[J]. 中国建筑金属结构 , 2001,(01) .
关键词 装配式;结构体系;建筑设计方案
中图分类号:G483 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)04-0047-02
吉林省长春市某高校异地建设新校区,投资近800万元建设规模为3000平方米的一栋绿色节能建筑示范工程。该工程共五层住宅加一层阁楼,共六层。开展严寒地区建筑节能75%(国家第四阶段节能目标)关键技术研究,还有太阳能、风能和中水等可再生能源应用研究。项目建成后可作为学校的专家公寓。
针对此示范工程项目的建筑设计方案,项目组出于对节能建筑项目的考虑,初步设想从目前新型的装配式结构入手,选择一个更能体现建筑节能意义的结构形式。为此,笔者做了相应的装配式主体结构的初步选择。装配式结构是以预制构件为主要受力构件,经装配连接而成的结构体系。根据装配式结构的主要构件使用材料不同,目前国内已形成以装配式混凝土结构、装配式轻钢结构为主,同时以木结构、轻钢―木结构、轻钢―钢筋混凝土结构和轻钢―钢结构为补充的装配式结构体系。本文梳理比较装配式混凝土结构和轻钢结构两种结构体系。
1 装配式混凝土结构体系
基本现状 随着装配式钢筋混凝土结构的发展,衍生出一个建筑工业化的概念。在20世纪90年代以前,我国曾提出并实施过建筑工业化,具体指的是预制构件在现场施工装配式的建筑,但由于当时的技术水平和经济条件等多方面原因,导致未大规模推广。
2006年6月,原建设部颁布《国家住宅产业化基地实施大纲》,大纲中明确指出要实现住宅产品的标准化、系列化、规模化、产业化、模块化和通用化发展,真正开启了住宅产业化的实质性发展。
目前,我国已有不少房地产企业在工业化住宅方面进行了有效的探索,其中万科于2006年在全国率先提出“工业化住宅”计划,分别在多个城市开始了示范项目的建设。从万科在上海建造成的“工业化住宅”来看,实现了能耗下降30%,用工量下降35%,建筑垃圾减少70%。
住宅工业化是住宅建筑的一种生产方式或技术手段,是运用现代工业手段和工业组织,利用现代技术手段对住宅工业化生产的各个阶段的生产要素进行有效整合和集成,从而实现建筑的标准化,推动构件生产工厂化,住宅部、品系列化,现场施工装配化,土建装修一体化,生产经营社会化,形成有序的工厂的流水作业,提高住宅产品质量,提高建设效率,提高住宅产品寿命,降低建设成本,降低住宅产品建设能耗。
我国住宅工业化建设还处于起步阶段,与发达国家相比存在较大的差距。而在国内相比,深圳、沈阳、济南已经建成为国内的住宅产业化的试点城市,相关产业链条基本形成,也建成很多试点工程。吉林省政府于2013年了《关于加快推进住宅产业化工作的指导意见》,指出吉林省住宅产业化工作发展目标,但目前仍属于试点期。
工业化住宅的特点
1)从我国现在住宅产品生产方式来看,采用装配式建筑建设方法要比传统的建设方法快30%左右,特别适用于东北地区施工工期短的情况。
2)可以确保建设安全。在住宅设计建造过程中,有预先制作的楼梯、外墙等运到施工现场,需要进行钢筋混凝土的搭接,并不是简单地连接;在楼板内部贯穿有钢筋,可以确保房屋结构十分稳固。
3)采用装配式住宅建造方法,构件的精度更高,能够在最大程度上防止住宅出现墙体开裂、渗漏等传统建造方式经常出现的问题质量通病,能够确保房屋的整体安全。
4)在房屋使用过程中更加体现了节能环保的理念,不仅能够实现对能源的节省,同时有利于保护环境。如果房屋在使用中采用分户计量,那么在相同的暖气温度下,室温可以更高,实现对能源的节约。
5)在施工过程中对节能环保大有益处。通过工厂化生产和现场装配施工,可以减少在施工过程中产生的废物以及废气、废水排放,同时能够降低施工产生的噪音,也能够降低对建设施工人员的需求。
6)工业化住宅可以将围护与装修合一,在工厂中一次性完成,或者在工厂里完成主要装修工作,现场只作些简单的涂刷即可,可减少“二次装修”带来的建筑垃圾和污染。
7)实现住宅的产业化生产,可以加快住宅生产企业的资金流转速度,同时也缩短了住宅生产周期,提高了住宅上市速度,能够有效缓解供不应求的局面,对于防止房价上升太快起到积极作用。
选择工业化住宅的意义 我国目前的住宅建设中能源、原材料、土地资源消耗大大高于发达国家,对新的建筑材料的研发工作进展缓慢,资源能源消耗量大,并对人居环境造成不良影响。并且由于我国技术水平比较低,导致整体社会劳动生产率较低,只及发达国家的1/5或1/6,造成建筑成本高、住宅价格高、施工周期长、建筑质量水平难有统一保障。因此,推进工业化住宅的建设,是实现建筑领域节能减排的有效途径。
工业化住宅的工艺流程
首先,根据建筑设计方案,将房屋进行构件拆分和设计。
其次,进行构配件工厂生产。构配件的工厂化生产不是简单地将现场的工作移到工厂里进行,而是在工厂的生产线上,依靠大规模机器生产来进行,辅之以相应的技术人员、管理人员和操作技术工人。
再次,进行构配件的打包,并将生产的主体构配件(梁、板、柱、墙、结构单元、盒子间等)运输到现场。
最后,使用起重机械将构配件进行现场安装,组装完成后做好构件之间的连接处理等。
存在的问题 由于吉林省尚未形成相关产业链条,根据就近原则,笔者与沈阳兆寰现代建筑产业园有限公司和沈阳卫德住宅工业化科技有限公司进行了联系。这两家公司已经在建筑工业化建设中有了深入的研究和实践,并参与和建设了一些示范项目。经沟通了解后,采取这种建设方式,运输费用较大;且建筑面积较小,构件生产的模具成本较大,导致建筑成本要高于采用传统建设方式的成本。
2 轻钢结构体系
轻钢结构的定义 现代钢结构体系由热轧截面、焊接截面和冷弯薄壁型钢截面构件组成。通常将钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类。轻型钢结构体系的本质是“轻”,实现这一本质的条件是截面板件要“薄”,设计时必然要考虑板件局部失稳后的极限强度。
轻钢住宅结构体系的特点
1)能够实现对功能空间的合理布置。由于钢材结构硬度比较高,在进行设计时可以使用大开间布置方法,能够对功能空间进行合理分割,更加灵活方便,有助于创造开放式住宅,同时也能够建造出无梁无柱的活动空间;由于钢材结构硬度比较高,可以减小梁柱等构件的界面,这在无形中就可以增加5%~7%的有效使用面积。
2)自重轻、抗震性能好。在相同的建筑面积的建筑楼层当中,轻钢结构由于自重比较轻,能够在工程建设的过程中降低劳动强度。同时由于钢结构具有良好的延展性,致使钢结构的抗震能力比较强,使房屋结构的安全性更佳。
3)施工方便、工期短。在进行建设过程中使用轻钢结构构件,能够迅速实现工厂化生产,加快施工进度。
4)综合造价低。由于自重轻,基础费用降低,总体用料减少,直接成本降低,建设工期短,间接费又可减少,因此综合造价低。
5)原材料具有很高的再循环价值,有助于环保和可持续发展。
存在的问题 轻钢结构多用于工业厂房,目前长春还没有多层住宅的工程项目,仅在净月区有一个拟建轻钢结构别墅。针对建筑节能75%关键技术研究的示范工程,采用轻钢结构需要重点考虑的是解决“冷桥”问题和能否实现75%建筑节能。
3 结论
考虑到本项目是为了进行建筑节能75%关键技术研究,针对以上两种装配式结构体系的特点,建议采用装配式混凝土结构体系。从目前住宅产业的发展看,适合选用装配式混凝土剪力墙结构体系。
参考文献
[1]吉林省人民政府关于加快推进住宅产业化工作的指导意见[M].长春:吉政发〔2013〕28号.
[2]刘颖春.吉林省住宅产业化发展可供借鉴的模式研究[J].吉林省经济管理干部学院学报,2011(4).
[3]李忠富.工业化住宅及其生产过程[J].住宅科技,
1999(6).
一、 建筑工程产业化概念
建筑工程产业化,是指用集建筑工程设计施工生产为一体,用产业化大批量生产的方式生产建筑工程部件,充分发挥工程装备和工程建筑建模能力,将建筑工程由现场施工为工厂生产现场装配,将工程建筑由“建造”转变为“制造”,对建筑工程这将在提高质量的同时又大幅提高劳动生产效率,降低资源消耗量。当然建筑工程产业化并不是简单地搭积木,而是将建筑工程的设计、制造、施工等融为一体的运行,每个部分相互依托,相互关联,从而促进建筑工程产业的发展。建筑工程产业化以集成型规模化的生产取代劳动密集型手工生产,以产业化制品的现场装配取代劳动密集型手工生产方式,以产业化制品现场装配取代现场湿作业施工方式。
1、建筑工程产业化国际发展概况
法国是世界上最早推行建筑工程产业化的国家,它创立了世界上“第一代建筑工程产业化”范本,即以全装配式大板和工具式模板现浇工艺。再建立许多专用体系后,发展通用构件制品和设备为特征的“第二代建筑工程产业化”过渡,法国的住宅产业经过30多年的发展,现在已由专用体系向通用体系过渡,建筑体系逐渐向学校,办公楼,体育及公用建筑发展。
美国为推广产业化住宅,联邦政府住房和城市发展部颁布美国产业化住宅建设和安全标准。当前美国住宅产业化市场发展完善,住宅用构件实现了标准化、系列化、专业化,商品化,社会化程度很高。美国住宅多建于郊区,以低层结构为主,用户可以按照样本或者自己喜欢的地点和方案设计房屋,按照住宅产业化上产品目录购买房屋构件,委托承包商进行建造,现场机械化施工,在美国有10%的人居住在产业化建造的住宅。
新加坡的住宅产业化也比较成熟,在经过七、八十年代的发展,目前,新加坡要求保障房项目100%采用住宅产业化技术。
2、我国建筑工程产业化发展概况
我国的建筑工程产业化发展始于 20 世纪 50 年代,在我国发展国民经济的第一个五年计划中就提出借鉴前苏联和东欧各国的经验,在国内推行标准化、工厂 化、机械化的预制构件和装配式建筑。20世纪60年代至80年代是我国装配式建筑的持续发展期,尤其是从70年代后期开始,由于预应力混凝土圆孔板生产技术简单,各地都建有生产线,大规模生产的预应力空心板成为我国装配式体系中最量大面广的产品。80年代,为在北京地区满足高层住宅建设的发展需要,从东欧引入了装配式大板住宅体系,其内外墙板、楼板都在预 制厂预制成混凝土大板,采用现场装配,施工中无需模板与支架,施工速度快,有效地解决了当时发展高层住宅建设的需求,至 20 世纪 80 年代末,全国已有数万家预制混凝土构件厂,全国预制混凝土年产量达2500万 m3 。这一时期这些装配式体系被广泛应用与认可,大量预制构件都标准化,并有标准图集,各设计院在工程项目设计中按标准图集进行选用,预制构件加工单位按标准图集生产加工,施工单位按标准图集进行构件采购。装配式混凝土结构体系很好地适应了当时我国建筑技术发展的需要,然而从20世纪80年代末装配式建筑存在的一些问题开始显现,采用预制板的砖混结构房屋、预制装配式单层工业厂房等在唐山大地震中破坏严重,使人们对于装配式体系的抗震性能产生担忧,相比之下认为现浇体系具有更好的 整体性和抗震性能; 而大板住宅建筑因当时的产品工艺与施工条件限制,存在墙板接缝渗漏、隔音差、保温差等使用性能方面的问题,在北京的高层住宅建设中的应用也大规模减少。与之相反的是从20世纪80年代末开始现浇结构体系得到了广泛地应用,采用现场现浇的结构体系更加符合当时我国大规模的建设需求。
二、我国建筑工程产业化的现状
新时期,随着我国社会的发展和经济的增长,我国的人口红利正在消失,建筑行业面临劳动力短缺、人工成本快速上升的问题,同时目前传统现场施工方式也面临环境污染、水资源费、建筑垃圾量大等日益突出的问题。为解决这些问题,保持建筑行业可持续发展,近年来我国政府出台并制定了一系列政策措施扶持推行建筑工程产业化,以实现“节能环保”的要求。然而,目前国内相关地区对建筑工程产业化发展的热点过度聚焦于装配式混凝土结构,提出过高的装配式混凝土结构的应用比例,这有可能对建筑工程产业化的健康发展带来负面效果。
据相关数据显示,我国建筑行业人均竣工面积仅为美国和日本等发达国家的1/4-1/5;建筑周期长,同样一个18层高层住宅,我国需要13个月建设完成,日本等发达国家只需要9个月。质量水平偏低,技术落后,机械化程度低,无标准化,流程化,质量不稳定,容易受气候,人力环节等因素影响,劳动力紧缺,且素质偏低,民工荒普遍,缺乏培训,劳动力素质低,专业性不高,缺乏专业培训。
万科在2006年完成的国内首批装配式节能环保住宅,上海浦东万科新里程住宅项目包括1栋14层和1栋11层高层住宅其外墙,楼板。阳台。楼梯空调板等均是预制混凝土构件,预制装配率高达70%,据万科统计施工过程降低20%的施工能耗,减少60%的用水,混凝土与钢筋消耗,以及80%的木材损耗,施工垃圾以及装卸垃圾
长沙远大从事住宅产业化,是第一家以住宅产业化类别核准成立的新型住宅制造工业企业,远大设有住宅研究院,负责绿色建筑技术体系,建造方式,施工工法,技能环保等研究与实验2010年远大曾用360小时建成一个1.7万平米30层的酒店轰动一时,被誉为”地球上速度最快的建设者”。
三、建筑工程产业化的必要性
长期以来我国建筑业师劳动密集产业,一直享受廉价劳动力的优势,带动巨大就业,产业化推动力不足,随着用工荒蔓延,人孔红利的消失,建筑业对提高劳动生产效率需求不断提升。我国建筑规模不断扩大,建筑产值一直保持25%增长,开工面积大,巨大建筑需求促使大部分企业忙于扩展市场,没有精力顾及技术革新和技术创新加之我国建筑设计属于独立行业,无需考虑工艺流程,建筑产业链信息交互有限,设计施工信息部对等,难以实现生产流程化。
1、企业发展应对提高工程建设效率与劳动生产率,提高施工机械装备和施工水平,促进建筑产业集聚合集约发展资源利用更加合理,减少建筑垃圾产生,降低建筑能耗。
2、改善施工条件,降低建造过程的噪音,垃圾 扬尘,粉尘等污染,提高工程质量,工艺条件好,质量稳定,尺寸精准,降低难度对复杂构建,只需要制造一次性模具就可以大批量生产,工期短,多工序可以并行施工,不受天气影响等,总之,建筑工程产业化有助于实现高质量低成本,短工期,好节能的绿色高品质工程。
3、促进行业技术进步与创新,带动设计施工、建材等50多个关联产业,近2000多种产品技术创新促进建筑产业链的转型和升级 对促进中国制造2025和产业升级信息化有重要意义。
4、有利于建筑业由劳动密集向技术密集转变,提升产业工人素质,实现减员增效,有利于建筑产业实施走出去战略,降低用工需求,为建筑业走出去注入强大的活力。
关键词:建筑工业化 内容 发展 措施
建筑工业化的含义和基本特征(四化一改);工业化建筑的类型。 砌块建筑:特点设计要求;常用砌块的类型及砌块墙体构造;大板建筑:特点设计要求、内外墙板楼板及屋面板类型(材料受力复合);节点构造,外墙板缝防水构造(材料防水构造防水);装配式框架板材建筑:骨架结构系统,框架结构特点;按材料分类,按施工方法分类;结构布置及传力系统;柱网形式及常用尺寸;框架节点连接;框架结构外墙构造,外墙的类型及材料(砖砌块板材及幕墙),外墙的搁置位置与建筑立面造型,外墙与外墙外墙与框架的连接;板柱结构系统及其外墙,板柱结构组成形式和力的传递,板柱的节点连接,墙体材料及构造。大模板建筑:特点设计要求;类型墙体材料及节点构造;滑模建筑:特点设计施工要求及类型。升板建筑:特点施工要求;楼板类型及构造节点。盒子建筑:特点及类型;组装方式与构造。
(一)建筑工业化的基本内容
1。建筑工业化是指建筑业要从传统的以手工操作为主的小生产方式逐步向社会化大生产方式过渡,即以技术为先导,采用先进、适用的技术和装备,在建筑标准化的基础上,发展建筑构配件、制品和设备的生产,培育技术服务体系和市场的中介机构,使建筑业生产、经营活动逐步走上专业化、社会化道路。
2。建筑工业化的基本内容是:采用先进、适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少繁重,复杂的手工劳动和湿作业;发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准(模数协调、公差与配合、合理建筑参数、连接等),合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等,不断提高建筑标准化水平;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,实行科学的组织和管理,培育和发展技术市场和信息管理系统,适应发展社会主义市场经济的需要。
(二)建筑工业化的发展
建筑工业化是我国建筑业的发展方向。近年来,随着建筑业体制改革的不断深化和建筑规模的持续扩大,建筑业发展较快,物质技术基础显著增强,但从整体看,劳动生产率提高幅度不大,质量问题较多,整体技术进步缓慢。为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能,优化产业结构,加快建设速度,改善劳动条件,大幅度提高劳动生产率,使建筑业尽快走上质量效益型道路,成为国民经济的支柱产业。我们主要吸取我国几十年来发展建筑工业化的历史经验,以及国外的有益经验和作法;考虑我国建筑业技术发展现状、地区间的差距,以及劳动力资源丰富的特点;适应发展建筑市场和继续深化建筑业体制改革的要求;重点是房屋建筑,特别是量大面广、对提高人民居住水平直接相关的住宅建筑。
(三)实现建筑工业化的措施
建筑工业化,首先应从设计开始,从结构入手,建立新型结构体系,包括钢结构体系、预制装配式结构体系,要让大部分的建筑构件,包括成品、半成品,实行工厂化作业。一是要建立新型结构体系,减少施工现场作业。多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展;高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展;施工上应从现场浇筑向预制构件、装配式方向发展;建筑构件、成品、半成品以后场化、工厂化生产制作为主。二是要加快施工新技术的研发力度,主要是在模板、支撑及脚手架施工方向有所创新,减少施工现场的湿作业。在清水混凝土施工、新型模板支撑和悬挑脚手架有所突破;在新型围护结构体系上,大力发展和应用新型墙体材料。三是要加快“四新”成果的推广应用力度,减少施工现场手工操作。在积极推广建设部十项新技术的基础上,加快这十项新技术的转化和提升力度,其中包括提高部品件的装配化、施工的机械化能力。
在新型结构体系中,应尽快推广建设钢结构建筑,应用预制混凝土装配式结构建筑,研发复合木结构建筑。在我国,进行钢结构建设的时机已比较成熟,我国已连续8年世界钢产量第一,一批钢结构建筑已陆续建成,相应的设计标准、施工质量验收规范已出台;同时,钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点,在建筑中应用的优势日显突出;钢结构使用面积比钢筋混凝土结构增加面积4%以上,工期大大缩短;在工程建设中采用钢结构技术有利于建筑工业化生产,促进冶金、建材、装饰等行业的发展,促进防火、防腐、保温、墙材和整体厨卫产品与技术的提高,况且钢结构可以回收,再利用,节能、环保,符合国民经济可持续发展的要求。