李 超 肖耀廷
(湖北文理學院建筑工程學院, 湖北 襄陽 441053)
德國于2013年提出工業4.0的概念,研究智能工廠和智能生產兩大主題,解析了新的技術將對傳統制造業造成很大沖擊的發展趨勢問題,這與中國現當代正大力發展的建筑工業化--裝配式建筑如出一轍。自改革開放以來,我國建筑業開始探索從經驗生產與現場澆筑,向工業精細化和現場拼裝實施的轉變道路。
裝配式建筑是指施工現場的建筑材料完全是由工廠事先生產的預制構件,實現以標準化設計、工廠化生產、裝配式施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用為主要特征,節能、節水、節材、節時、節省人工,并可以大幅減少建筑垃圾和揚塵,實現環保目的的新型建筑方式[1]。
發達國家建筑工業化體系發展的較為成熟,用工業化生產方式建造了大量的預制型裝配式建筑產品,廣泛應用于工業與民用建筑。如美國的住宅建設以低層木結構和輕鋼結構裝配式住宅為主,居民可通過產品目錄選擇住宅建設所需部品;瑞典裝配式建筑在模數協調的基礎上形成“瑞典工業標準”(SIS),實現了部品的尺寸、連接等標準化、系列化,使構件之間容易替換,瑞典裝配式建筑的市場份額達到 80%;日本制定了發展裝配式建筑的政策和住宅性能認定制度,并形成了KSI(都市再生機構骨架+填充住宅建筑體系)建筑體系,現在日本裝配式建筑占建筑市場份額50%以上[2]。
我國的裝配式建筑起步于上世紀50年代,較長一段時間都處于向前蘇聯學習工業化的階段,發展較為滯緩,究其原因,在于我國當時建設能力和經濟基礎的限制,再者由于消費者對于產業化不了解不關注,開發商不愿意改變現有的利益鏈。近年來,在國家發展和改革委員會、住房城鄉建設等部門的轉型和改革下,加快推動了建筑工業化,沈陽、北京、上海、深圳、合肥等城市積極出臺了推進裝配式建筑的指導性政策和建議,在大部分保障房中采用裝配式施工來建設。
舉例來說,沈陽市的標準配套齊全,引進的技術論證嚴謹,結構類型品種較多,構件廠設備自動化程度高。北京、上海出臺配套優惠政策作保證,標準配套齊全,部分裝配的剪力墻結構技術成熟,出臺了相關完善的地方標準和技術管理文件。深圳由于裝配式建筑工作開展較早,裝配式建筑面積較多,構件質量高,編制了產業化住宅模數協調等11項標準和規范[3]。
同時,越來越多國內的大型房地產開發企業、總承包企業和預制構件生產企業也紛紛行動起來,開始參與裝配式建筑的探索。
相對于依賴廉價勞動力、勞動強度大、現場管理混亂等粗獷型的傳統建筑施工方式來說,裝配式建筑具有以下較為明顯的優勢。
(1)新型建筑材料的使用,更加規范的工程承包模式和監督機制,在保障整體安全性的同時,進一步提高工程質量及品質。由于裝配式建筑構件是在預制工廠統一規范生產, 其預制尺寸已固定,保障了施工時尺寸的精確度,提高了安裝時的準確性。裝配式建筑材料使用的多是綠色建材,其首要特點就是采用輕質材料,實現了建筑的輕質化,其次,建筑材料具有良好的綜合性能,能很好的起到防火、抗震、耐腐蝕、隔音等效果,然后,將不同的組件進行結構化調整,緊密各組件之間的聯系,在根本上提升建筑的整體性能,同時還能夠充分的發揮建筑材料的柔性,這種建筑柔性在抗震的過程中發揮著重大的建筑優勢,再者,裝配式建筑材料具有低導熱性特點,這樣能夠保證建筑外墻體保溫性能[4]。最后,在規范工程承包機制后,建筑的研發設計、構件生產、施工裝配、運營管理等環節實行一體化的現代化企業運營管理監督模式,可以最大限度的提高建筑工程的質量和品質。
(2)全新的生產、安裝方式,提高建設生產效率。上面提到,裝配式建筑的構件是由預制工廠批量生產的,然后依靠機械進行主體安裝工作,降低天氣氣候的影響,降低了生產成本和工人勞動強度,從而大大提高建筑施工效率和時間利用率。無論在廉租房還是公共適用房,裝配式建筑既可以快速解決服務于日益嚴重的人口居住問題,在特定的環境下,也具有其獨特的特點,如嚴寒地區生產能夠保溫隔熱的構件,保證快速安裝,再者,解決施工現場工人居住的惡劣環境問題,甚至能夠在“一帶一路”發展戰略中解決落后地區的住房緊缺問題。
(3)綠色、環保的建筑材料,符合可持續發展要求。綠色建筑材料符合生產質量標準的同時還兼顧環境友好性,并且在拆除建筑之后,建筑材料還能夠二次回收利用,保證綠色建材可持續發展。有數據表明,相較于傳統的施工方式,裝配式建筑可使每平方米建筑面積用水節約65%,能源節約37%,鋼材節約2%,木材節約85%,垃圾減少59%,污水排放減少65%,施工能耗降低40%,生產施工過程中基本消除了粉塵和噪音對環境的影響,符合綠色、低碳、節能、環保施工的建筑要求,是未來建筑的發展趨勢。
(4)模數化設計,延長建筑壽命。上文提到,嚴格的監督機制會提高工程質量,從模數方面考慮,亦是如此。裝配式建筑進行建筑設計時,首先對戶型進行優選,在選定戶型的基礎上進行模數化設計和生產。這種設計方式大大提高生產效率,對大規模標準化建設尤為適合。此外,由于采用靈活的結構形式,住宅內部空間可進一步改造,延長了住宅使用壽命[5]。
近年來,隨著城市化的發展和裝配式建筑的技術日趨成熟,國家和地方對裝配式建筑逐漸加以重視,相繼出臺了很多指導性的政策,綠色環保、建筑節能等概念也開始滲透到建筑工程中,裝配式建筑迎來了快速發展期,其適用范圍和市場前景日漸廣闊。隨著人們對建筑材料的可持續性和環保的關注日益升溫,裝配式建筑在中國高速發展的建筑市場上全面普及指日可待。
[1] 趙林,修龍,蔣德英.對裝配式建筑發展的認識和思考[J].建筑技藝,2016(8):92-94.
[2] 王鈺馳,陳榮華,李旗,陳濤,張維超.裝配式建筑發展綜述及前景展望[J].科技創新導報,2017(4):162,192.
[3] 顧泰昌.國內外裝配式建筑發展現狀[J].工程建設標準化,2014(8):48-51.
[4] 李海建,冀志江,孫義永.裝配式建筑的發展現狀和前景分析[J].中國建筑科技 2017(3):72-75.
[5] 于龍飛,張家春.裝配式建筑發展研究[J].低溫建筑技術,2015(9):40-42.