模塊化建筑施工技術分析

文/劉霞光、楊昊林　中國核電工程有限公司　北京　100840

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模塊化建筑施工技術分析

文/劉霞光、楊昊林中國核電工程有限公司北京100840

【摘要】模塊化施工技術符合當今建筑行業的發展要求，其不僅能提高勞動的生產率，還具有成本低、施工質量高、安全性強等特點。本文分析了模塊化施工在建筑工程中的應用優勢，闡述了工程中需要注意的要點，并基于其在國內目前的應用情況進行了展望。

【關鍵詞】模塊化施工；建筑；優勢

目前而言，國內大部分施工企業在施工時均處于傳統形式，即運輸建筑材料到施工現場，在現場對各個構件進行加工，加工完成后進行安裝。整個過程效率較低，耗費時間長，且勞動生產率低、對能源的消耗量大，在一定程度上阻礙了建筑行業的快速發展。新興的模塊化施工技術完美的改善了傳統施工技術的缺點，在改善工人工作環境的同時，大大提高了工人的勞動生產率，降低了工程的成本，提高了工程的質量與安全度[1]。因此，模塊化施工技術是未來建筑行業的大勢所趨。

1、模塊化施工的概念

模塊化施工是傳統施工技術的優化，與傳統技術相比，它深度交叉了土建、安裝以及調試等工序流程，在進行施工的同時，技術人員可以按照模塊設計的圖紙對其它的專業進行工廠化制作，等到施工過程結束后，再將制作好的模塊運送到施工現場并快速準確的完成裝配，隨后進行施工。其整體流程如圖所示，圖1代表的是傳統技術的施工過程，圖2代表的是模塊化施工過程流程。

圖1　傳統施工技術流程圖

圖2　模塊化施工技術流程圖

2、模塊化施工的應用優勢

節能環保是新時期建筑行業的發展目標，模塊化技術在此時被引入，有助于建筑業的良好健康發展。以下是模塊化施工技術的在建筑工程中的應用優勢。

（1）工期大大縮短。應用模塊化技術的施工過程，其工期相比傳統施工過程要縮短很多，通常來說可以縮短1/3甚至是1/2[2]。這是因為模塊化施工過程不必等到前一流程完成之后再進行下一流程，模塊的工廠化制造能夠與土建施工過程同時進行；而且模塊后期裝配需要時間短，因此工期得以極大的縮短。工期的縮短可以加快資金的周轉，投資的效益能夠盡快的得到發揮，極大的滿足了用戶的需求。

（2）用工量大大降低。模塊化施工過程的工業化水平較高，與大板房屋相比的話，能夠節省12-15%的用工量；與磚砌建筑相比的話，能夠節省40-50%的用工量。而施工現場的用工量則節省更多，通常比大板房屋的施工現場節省一半以上[2]。

（3）對施工設備及材料的損耗大大降低，施工工人的工作環境得到了極大的改善，大部分施工過程都可以在工廠內進行，需要現場進行操作的過程只是組裝模塊、接通管線以及少量的裝修，工人不再像以前那樣要長期遭受風吹日曬之苦，施工的過程受天氣的影響變小，這有利于施工的長期組織和進行，大規模的工業化生產變得可行。

（4）施工質量更高。應用模塊化技術制造出的模塊單元主要有鋼材料制成，具有較強的抗壓能力和抗震能力，堅固耐用。在施工時，模塊化施工在樓板、梁、柱等位置加入了大量的鋼筋混凝土，為了將“建筑”和“結構”有機結合起來，模塊單元不僅僅只是圍護結構，它與梁、角柱共同撐起了結構骨架，建筑因此更加堅固，其使用壽命得到了極大的延長。

3、模塊化施工的技術要點

為了能夠維持模塊化施工技術的先進性及安全性，在進行施工時要注意以下幾個方面。

（1）模塊單元的密封以及運輸要求。在對模塊單元進行運輸之前，首先要做好密封工作。密封材料應當選用密封效果強的厚塑料膜，并在施工的過程中注意保留。另一方面，要做好模塊單元之間連接部分的防水工作。運輸模塊單元時，要注意行駛公路的最大裝載高度以及寬度，要使模塊單元符合公路的運輸標準。國外的公路允許的最大寬度一般為3.5m，如果線路允許的話能夠提高到4.3m。而允許的最大高度為4.5m，在經過隧道或者橋時要特別注意[3]。

（2）提升與安裝受力。模塊單元在升降操作過程中的受力將產生與通常情況不同的內部應力。特別是當所提升位置存在局部的受力集中，需要加強相鄰的構件以及它們之間的連接來抵抗這些受力。通常這些位置可采用熱軋型鋼，而其他地方多采用輕鋼構件。根據起重機臂架的高度，有多種不同的吊裝技術。模塊單元通常是從它們的角部進行提升，這樣就需要使用一個獨立的框架或一對衡量協助吊裝。重型的吊裝框架可與模塊單元的平面尺寸相同，這樣可以免除在模塊單元上產生水平力與剪力。

（3）基礎要求。因為模塊單元自身的質量比較小，這就使得模塊化施工時不需要建造規模巨大的建筑基礎。在承重墻的下面建造條形基礎，將混凝土通過樹脂注入到基礎中。基礎或者地梁的水準對于隨后模塊單元的安裝和對齊十分重要，經常需要對基礎或模塊單元的底部進行一些調整。一般情況下，可允許基礎頂部在20mm左右的范圍內進行變動。對于低劣的地基，可以采用樁基，并且模塊單元的底梁可以設計為跨越各樁帽之間。

結語：

模塊化施工技術在我國屬于新興技術，如今還沒有形成成熟的施工體系，目前國內的模塊化施工工程數目并不客觀，有名的中冶集團與唐山港陸鋼鐵投資的BT工程、中冶京唐城建投資的石橫高爐工程等。為此，需要各行各業的共同努力，特別是施工企業應該加強自主研發能力，逐步建立起模塊化施工的理論及技術體系，為開創新型的工廠化施工時代打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]曲可鑫.鋼結構模塊化建筑結構體系研究[D].天津大學,2014.

[2]李無言.產業化發展趨勢下住宅模塊化設計初探[D].中央美術學院,2015.

[3]郭永祥.建筑鋼材加工配送與模塊化施工分析[J].山西建筑,2013,（33）:106-107.