岳 偉
(太原市住宅保障中心,山西 太原 030000)
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談預制裝配式建筑的特點
岳 偉
(太原市住宅保障中心,山西 太原 030000)
介紹了預制裝配式建筑的概念和特點,簡述了裝配式建筑在國外的發展情況,并探討了裝配式建筑在國內發展中存在的問題,最后指出積極發展裝配式建筑可大大減少施工污染、有效節約資源和能源、提升生產效率和質量安全管理水平。
裝配式建筑,綠色,低碳,預制構件
裝配式建筑(Prefabricated Building),是指預先制作好的建筑構件在施工現場裝配而成的建筑,包括裝配式混凝土建筑、裝配式鋼結構建筑、裝配式木結構建筑及各類裝配式組合結構建筑等。
國務院辦公廳于2016年9月發布了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》,意見中指出我國將用10年的時間,積極推廣裝配式建筑,到2025年,使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%以上。積極發展裝配式建筑符合“標準化設計、工廠化生產、裝配化施工以及一體化裝修”的住宅產業現代化發展思路,可以大大減少施工污染、有效節約資源和能源、生產效率和質量安全管理水平得到提升,使信息化、工業化與建筑業深度融合。
裝配式建筑在國外已經發展到了相對完善和成熟的階段。
日本是率先在工廠中批量生產住宅的國家。早在20世紀60年代就提出了裝配式建筑的概念。1990年推出了不同需求的裝配式建筑,并且通過部件化、工業化、結構可變,形成獨特的中高層住宅生產體系。美國裝配式住宅盛行于20世紀70年代。據統計,到2001年,裝配式住宅在美國已經達到了1 000萬套,占美國住宅總量的7%。目前,在美國,在小城鎮多為輕鋼結構和木結構裝配式住宅,而大城市住宅的結構類型以混凝土和鋼結構裝配式住宅為主。德國裝配式住宅主要采用混凝土結構與構件裝配式,具有耐久性較好特點,同時德國是世界上建筑能耗較低的國家,近幾年更是提出發展零能耗的被動式建筑(簡稱“被動房”,即:不需要主動熱能的供給,基本上是依靠被動收集的熱量來使房屋本身保持一個舒適的溫度)。從大幅度的節能到被動式超低能耗建筑,德國都采取了裝配式住宅來實施,裝配式住宅與節能標準相互之間充分融合。瑞典是世界上住宅裝配化應用最廣泛的國家,其80%的住宅采用通用部件為基礎的住宅通用體系。裝配式建筑工業化是世界性的大潮流和大趨勢,同時也是我國改革和發展的迫切要求。
裝配式建筑是綠色、環保、低碳、節能型建筑。根據對目前的裝配式住宅項目進行測算,建筑產業現代化較傳統建筑模式優勢非常明顯:裝配式建筑在生產和施工過程可實現節約土地約20%、節約建材約20%、節約能源約50%、節約水資源約60%,同時還可以減少建筑垃圾約80%。在施工的效益上也能提高4倍~5倍。
1)裝配式建筑可以根據設計要求和客戶個性化需求,將建筑構件在工廠加工制作,并在構件內預設好水、電、暖等,還可以根據客戶需求將裝修裝飾材料同構件一體化制作,使建筑產品更加標準化、規范化、集成化、人性化、個性化。
2)裝配式建筑通過工廠集約化預制,現場直接組裝,與傳統建筑相比可以有效減少施工揚塵、施工噪聲、建筑垃圾,極大減少了環境污染和對周邊生活的干擾。據統計,與傳統施工方法相比,建筑垃圾可以減少83%。
3)裝配式建筑采用“三明治”墻板,保溫隔熱材料放置在墻體中間,保溫結構與墻體同壽命,可同時滿足保溫隔熱和建筑隔聲要求,室內采暖能耗大量降低,熱損失減少約20%,是真正的綠色建筑產品。
4)裝配式建筑構件符合低碳建筑要求。根據工程建造階段鋼材、混凝土、木材、砂漿、保溫材料、能源等碳排放數據比較,裝配式住宅在碳排放上較傳統住宅,降低幅度在10%以上。
5)在傳統建筑業依然是大量的使用工人為主,存在著用工荒的現象,而且用工成本越來越高,工人的工資增長速度每年超過20%。預制裝配式建筑通過工廠化集中生產使現場用工量大大減少,比傳統建造模式節約人工40%以上,有效破解民工荒問題,大大減少企業用工壓力。
6)裝配式建筑區別于傳統施工,由干式作業取代了濕式作業,大量節約施工用水。據測算,與傳統建筑相比,裝配式建筑節水約60%。
7)裝配式建筑構件一體化、工廠化生產,質量可控。有效避免了在傳統建筑常出現工程質量缺陷,如:平整度不好、開裂、滲漏、空鼓等,明顯提高工程質量,增加建筑使用壽命。
8)裝配式建筑需要的構件車間化生產,不受季節限制。構件現場組合安裝,減少工作量,減少現場濕作業量,特別有利于冬季施工,解決了北方地區冬季施工難的問題。
9)裝配式建筑施工各種工序可交叉作業,提高施工效率,縮短建造周期。與傳統建筑方式相比,大大節約了時間成本。綜合時間成本僅為傳統建造方式的1/3。通俗的說就是3年的工程可以1年完成。
10)裝配式建筑全部構件在工廠預制完成,施工現場將構件連接、組裝成整體,減少現場物料堆放,施工場地占用少,節地幅度20%,施工現場更加整潔,更小面積實現同等功能,提高土地利用率。
11)傳統的建筑外墻都需要后裝保溫以及裝飾面磚,存在脫落的安全隱患。預制裝配式建筑可以通過外墻、保溫材料、面磚等工廠一體化預制,提高外墻面磚抗拉拔強度,較好地解決外墻面磚脫落帶來的安全隱患,另一方面又可實現對建筑物的立面色彩的統一規劃管理,提升城市景觀品位。
為積極推廣裝配式建筑,發展綠色建筑,近年來,我國在裝配式建筑方面進行有益探索。但當前裝配式建筑由于受市場規模不大、配套不完善、施工隊伍對技術掌握不夠成熟以及設計和生產等環節上的不協調等因素影響,造成目前我國裝配式建筑成本增加,在我國的應用還不到5%。
1)一次性投資高。預制裝配建筑對構件預制工廠要求較高,需要企業在模具、養護、運輸及專業安裝等方面一次性投資較大,而且預制構件以工業品的形式進入建筑市場,會增收較高的增值稅。據測算裝配式建筑的工業化制造較“現澆”成本高出20%~30%,每平方米要高200元~500元。
2)建筑企業在相關配套的工具設備及技術管理條件沒有具備的條件下,對中小企業來說,目前還是采用傳統的現場施工方式有較大優勢。
3)施工管理水平亟待提高,預制裝配式建筑從設計、預制、運輸、測量、裝配都需要專業的工廠、專業的隊伍、專業的人員,更需要專業技術力量和管理水平,而我國目前的建筑業多以傳統現場施工和管理方式為主,在預制裝配式建筑施工上都急需提高工業化、標準化和管理化水平。
4)預制裝配式建筑存在較多的連接節點,保證節點質量是保證預制裝配式建筑質量的關鍵。目前國內裝配式剪力墻住宅大多采用底部豎向鋼筋套筒灌漿或漿錨措接連接,現有構件配筋設計間距小且直徑小,構造復雜,不利于工廠的標準化加工生產;由于構件連接鋼筋多達幾十根,受累積誤差影響,不利于現場墻體構件底部兩排連接鋼筋的逐根精準對接。
5)設計、加工、施工各個環節信息化應用程度低,設計信息仍然通過圖紙進行傳遞,不能在各個環節、各個參與方實時共享共用,各環節存在信息孤島。
6)裝配式建筑現有的結構構件標準化程度低,且為二次拆分設計,構件形式較為復雜,項目建設宜優先采用設計—采購—施工(EPC)總承包、設計—施工(D—B)總承包等項目管理方式,但目前(EPC)總承包模式在我國的發展時間還較短,支持總承包企業的發展和推動工程總承包的工作力度不夠。
7)監管體系急需改進。各階段設計深度要求、預制構件廠的能力評價、綠色建筑綜合評價,其對應的監管工作急需根據建筑工業化的特點作相應調整。在項目實施階段,質量安全監管制度也面臨工廠化生產、一體化建設帶來的監管方式、驗收要求的適應調整。
我國經過幾十年的建筑工業化進程獲得了史無前例的推進速度與發展空間,目前我們在預制裝配式建筑上有一些新發展,但是還沒有形成規模化和產業化,仍然需要進一步的完善和推動。隨著綠色建筑、節能建筑、個性化住宅逐步深入人心,預制裝配式建筑將迎來了快速發展的黃金期。
Discussion on the characteristics of prefabricated building
Yue Wei
(TaiyuanHousingSecurityCenter,Taiyuan030000,China)
This paper introduced the concept and characteristics of prefabricated building, discussed the development situation of prefabricated building in foreign countries, and discussed the existing problems of prefabricated building in domestic development, finally pointed out the positive development of prefabricated building could greatly reduce the construction pollution, effectively saved resources and energy, improved the production efficiency and quality and safety management level.
prefabricated building, green, low carbon, prefabricated parts
1009-6825(2017)18-0009-02
2017-04-17
岳 偉(1982- ),男,工程師
TU756
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