陳建偉 房宏 蘇幼坡
摘 要:裝配式建筑結構是實現建筑產業現代化的重要途徑。只有不斷提升產業化建筑的科技含量與技術創新,攻關建筑設計、施工、管理中的關鍵技術難題,才能逐步改善建筑產業鏈的服務水平。從新型結構體系、節點與接縫連接、部品生產、施工工法、新型材料研發、軟件研發及住宅集成技術等方面,探討我國建筑產業現代化的技術創新方向。通過產業鏈的技術創新和成果轉化,不斷提高體系集成配套的水平,提升產業鏈上的聯動服務水平。
關鍵詞:裝配式結構 建筑產業化 產業鏈 技術創新 集成住宅
中圖分類號:F426 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)11(c)-0036-01
當前我國實施建筑產業現代化的目的是提高建筑總體質量,提高勞動生產率,以適應當前我國新型城鎮化建設的發展需求,其基礎是搞好工業化生產,實現集約化、社會化大生產,而搞好工業化生產的前提是提高科技發展水平,提高體系集成配套的水平,提升產業鏈上的聯動服務水平。
近些年來,國內的建筑科技交流空前頻繁,信息擴散速度加快,范圍加大。裝配式建筑結構是實現建筑產業現代化的重要途徑,我國在裝配式建筑方面的研究和應用也在逐漸升溫,截止目前住建部已批準50個國家住宅產業化基地,并成立國家住宅產業化基地技術創新聯盟,為推進建筑產業化技術創新體系建設起到重要推動作用。據中國二十二冶集團裝配式住宅分公司總工程師李哲龍介紹,“通過國家住宅產業化基地建設,不斷加大科研投入,與科研院所和高等院校合作,解決影響產業化發展的關鍵技術問題,不斷提升行業競爭力。”
要推進建筑產業現代化的發展,必須著眼于建筑產業化科技創新體系建設,加強原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新,目前無論國家層面,還是地方層面都在積極探索與推進。筆者從產業化建筑全生命周期、全產業鏈協作角度考慮,提出以下七個方面開展技術創新,逐步夯實國家建筑產業現代化發展戰略支點的科技支撐。
第一,結構體系設計。新型裝配式建筑結構體系的研發是實現建筑產業現代化的重要基礎,更是滿足建筑產業化發展不同需求的基本保障。通過結構體系的技術研發與創新,為滿足不同地域、不同居住空間要求提供核心技術支撐。
第二,節點、接縫連接技術。相比傳統現澆建筑結構,裝配式結構存在大量的節點、水平接縫、豎向接縫連接,這些連接是結構的薄弱環節。例如裝配式框架結構中梁與柱;裝配式剪力墻中水平接縫、豎向接縫連接均需要從其抗震性能、物理功能等方面考慮,并和抗震設計規范的“強節點、弱構件”的設計原則相吻合,從而保證裝配式結構體系的整體性能。
第三,施工工法。裝配式建筑結構的優勢主要體現在施工工法上,諸如具有施工速度快,對環境影響小,受環境制約小等特點。裝配式結構涉及復雜工況下構件的吊裝、翻轉、就位、固定等施工技術、安全施工措施與防護標準的制定、構件校正技術等環節,如何提升施工效率、進行安全施工,對有效縮短施工總工期,實現住宅的高效節能,低碳環保起到決定性作用,也是能否真正實現綠色工地和綠色施工的重要保障。
第四,部品生產。部品生產不僅要考慮自身設計能力的發展,更要注重與結構設計及施工協作聯動,共同推進裝配式建筑結構體系發展,不斷提升市場競爭力。確保部品構件的高精度,開發更高精度預制混凝土模具是部品生產的前提和關鍵技術,河北雪龍機械制造有限公司副總經理王立寧說,“無論是從成本角度、生產效率還是構件質量方面考慮,模具設計是關系到工業化建筑成敗的關鍵性因素。”另外各類預埋件的精確定位技術、流水線自動化生產技術、特殊施工工藝的自動化技術及部品標準化、模數化、通用化生產技術均需要不斷提升科技水平,為降低施工綜合成本、確保部品構件質量奠定基礎。
第五,新型建筑材料研發。新型建筑材料是建筑產業現代化發展的必然要求,反之也將推動新型建筑材料業的發展。產業化建筑必將圍繞新型建材的使用而全面展開,建筑產業現代化對新型建材從規格、質量、性能上都將提出新的要求,建材質地要采用密度小、易加工、方便運輸、易成型的新型建筑材料,這就要求建材行業必須進行相應的技術研發、設備改造,不斷根據市場的需求調整產業結構和產品結構,提高建材生產的技術與管理水平,提高產品質量與技術含量,由粗制產品向精細加工的半成品、成品方向發展。
第六,軟件開發。據住建部印發的《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》中指出,“加快推廣BIM(Building Information Moldeling)、協同設計等技術在勘察設計、施工和工程項目管理中的應用,提升企業的生產效率和管理水平。”通過軟件開發,將信息技術、自動化技術、現代管理技術與生產技術相結合,提高生產效率、產品質量和企業的創新能力。據唐山市規劃建筑設計研究院正高級工程師高春榮介紹,加強適用于裝配式結構設計、施工、管理的軟件技術研發,將為裝配式結構的技術進步和推廣應用注入強勁動力。
第七,住宅集成技術。集成住宅是我國建筑產業化發展的重要方向,是滿足我國新型城鎮化建設中多樣化、個性化需求的必然選擇。發展住宅集成技術主要是圍繞結構主體、圍護材料、室內裝修及設備安裝進行,是我國建筑產業化發展的最大瓶頸。據唐山中材建筑科技有限公司董事長鞏俊賢介紹,目前困擾集成住宅的問題包括集成住宅設計缺乏標準、圍護材料需要輕質高強、工業化的建造模式,只有解決瓶頸問題,才能更好體現裝配式集成住宅的優勢與市場。
黨的十八屆三中全會指出,深化科技體制改革,健全技術創新市場導向機制,發揮市場對技術研發方向,促進科技成果資本化、產業化的作用。目前我國建筑生產方式正發生著轉型升級的巨大變化,產業科技創新有利于推動產業結構優化升級。積極推進建筑產業化科技創新的同時,適應市場導向需求,注重科技成果轉化與推廣,全面提升建筑產業鏈的服務水平和科技含量,逐步推進產學研合作制度和互惠政策,使得各方優勢資源(人、物、信息)有機銜接,提高科技研發效率和速度,為建筑產業現代化發展奠定基礎。
據住建部科技與產業化發展中心副主任文林峰表示,建筑產業化的發展方向日趨明顯,各地政府的熱情也逐漸高漲,建筑產業化正步入發展機遇期。通過建筑產業鏈協作與產業化建筑全生命周期的技術創新,提升建筑產業化發展水平與科技含量,推動產業化建筑整體水平上臺階,發展符合節能、節地、節水、節材等資源節約和環保要求的建筑產業化成套技術與建筑體系,促進產業化建筑生產、建設和消費方式的根本性轉變,全面提升我國建筑產業現代化發展水平。
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