劉貝貝 蔣明慧 向 昊
(四川工程職業技術學院,四川 德陽 618000)
目前,隨著城市化進程的加快及節能環保的要求,傳統的現澆建筑效率低下、浪費資源、污染環境,不僅工期長,而且成本高,已經難以滿足新時代人民對生活的要求,裝配式建筑作為建筑工業化的產品,有著現澆結構無法比擬的優越性,優點有:工業化綠色生產,有效減少揚塵和建筑垃圾,縮短了施工工期,降低了勞動力成本,產品質量更有保障?,F如今,裝配式建筑在國外得到了廣泛使用,在我國,則由于生產和管理體系的不完善,限制了裝配式建筑的發展。所以在當前條件下,隨著科學技術的發展,裝配式建筑的逐漸推廣與發展已然成為勢在必行。
裝配式建筑興起于20世紀60年代的歐洲和日本,經歷了世界大戰之后為解決“房慌”,裝配式建筑應運而生。在美國,裝配式建筑起源于20世紀30年代,并于20世紀70年代開始盛行,1976年,美國國會通過了關于裝配式建筑的安全法案并出臺了相關規范,沿用至今。美國的住宅社會化程度較高,大多采用框架輕板裝配式住宅,住宅所用構件的種類豐富,可以達到上萬種,裝配率達到90%以上。
在日本,裝配式建筑也取得了較大的發展,日本借助保障房大力發展裝配式建筑,推進建筑業現代化,采用部件化生產方式,通過立法保證混凝土構件的質量,適應住宅多樣化的需求,他們將裝配式建筑引用到高層和超高層的建筑設計中[1],取得了顯著的成績,裝配式建筑在日本經歷了不斷的完善和演變。
相比之下,國內裝配式建筑比較落后,并且裝配式建筑在我國的發展道路是曲折的。概況起來,在我國的發展經歷了三個發展階段:第一階段,在20世紀60年代~70年代,隨著人口的增加和居住的需求,裝配式建筑在我國逐漸被推廣使用,各種預制板和預制結構被廣泛使用,在北京,甚至還出現了幾個規模不太大的全裝配結構的小區,但是行業規范和技術標準還處于匱乏階段;第二階段,20世紀70年代~90年代,這是裝配式建筑在我國快速發展的階段,預制裝配和半裝配式鋼筋混凝土結構在高層建筑中開始投入使用,并取得了卓越的成績,從此,裝配式建筑開始在全國各大城市推廣使用;第三階段,20世紀90年代中期至今,建筑大多采用現澆結構,尤其是90年代中期到本世紀初,裝配式建筑在此階段的發展幾乎為零,原來的構件廠也陸續關閉,直到2014年左右,現澆結構的弊端慢慢顯露,環境污染、資源浪費、生產效率低下、噪聲大等,各地開始重視起來,裝配式建筑再次卷土而來。
裝配式建筑,是將建筑產品拆分成許多構件,建筑的全部或部分構件提前在工廠內預制完成,再運輸到現場,將構件通過可靠的連接方式組裝而成的建筑物。構件的裝配方法有現場后澆疊合層混凝土、鋼筋錨固后澆混凝土連接等[2]。
裝配式建筑最大的特點就是施工工藝與傳統建筑不同,實現了施工裝配化。傳統結構需要現場支模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土,預制裝配式則不同,預制構件由車間加工完成,預制構件的類型主要有:預制梁、預制柱、疊合板、樓梯、內外墻板、陽臺等。在構件吊裝完后,要進行構件的組裝、連接,預制構件與后澆混凝土結合面的處理,墻板連接件的安裝、板縫的處理,板的連接構造,梁的連接構造,剪力墻連接節點的構造,預制墻和梁結合面的處理,構件吊裝的順序,安裝的支撐體系等,施工工藝都不同于現澆結構。
裝配式建筑取消了內外墻的粉刷,墻面為混凝土墻面,避免了墻面空鼓、開裂;門窗洞口預留尺寸在工廠完成,精度可控;裝飾和主體施工同步進行,裝修、建筑一體化施工。
現澆結構主要是將材料運輸到現場,預制裝配式則是運輸構件,要由專門的運輸物流單位制定詳細的運輸方案,在運輸過程中,要對構件進行保護,針對不同類型的構件,采取不同的保護措施。構件運輸到現場后,吊裝機械需要對構件進行吊裝、拼接,吊裝時的施工工藝也有別于傳統建筑,如構件的吊裝前準備、基層處理、吊裝、就位、校對、安放等。
相比傳統式建筑,裝配式建筑設計多樣化,可以根據住房要求靈活分割房內的空間,體系靈活多變,填充墻體可以根據使用者的需求進行調整和改動,開間大小可以自行控制,空間分割較靈活。
裝配式建筑預制構件是在工廠預制完成,工廠生產具有標準化、專業化、規模化,建造速度快,質量可靠,精度好,生產效率較傳統結構有很大的提升,縮短生產周期,極大的減輕了工人的工作量。標準化采用流水施工,既可以保證構件的質量,又可以保證構件供應的連續性。在勞動力嚴重匱乏的今天,勞動力的缺乏及用工成本的上漲已經成為許多用人單位的頭等難題,成為制約建筑業發展的重要因素,裝配式建筑構件是工廠預制,運輸至現場后只需要對節點進行澆筑,可以大大減少勞動力,節省用工;同時降低了施工的難度和現場的作業量,便于施工。
減少現場濕作業,對比于傳統建筑,避免了水和砂漿的滴漏,混凝土養護用水減少,節約了水資源?,F澆結構在進行現場作業時,會發生混凝土的拋灑和滴漏,造成原材料的浪費,預制裝配式則使現場作業量大大減少,節約了材料用量。裝配式主要為裝配組裝作業,鋼筋加工、模板加工、電焊切割等作業明顯減少,施工噪聲小,資源浪費少,有害氣體、粉塵的排放少,產生的垃圾少,可以回收利用,降低了對周邊環境的影響,提高了建筑生產的效率。在建設中堅持以人為本、可持續發展的原則,倡導綠色健康住宅,注重對環境的保護,工業化的生產減少了大量模板和支護腳手架的使用,節省的木材量達到40%,減少資源的浪費,保護環境,推動了綠色建材的發展。
由于在工廠預制,規?;藴驶a,所以構件的各個環節都會得到嚴格的控制,有利于控制整體的建筑質量,構件尺寸精度高,可以減小房屋尺寸和門窗洞口尺寸的誤差,門窗安裝更為精確,有效減少了外窗的滲漏。裝配式建筑結構的材料性能高,采用的輕型材料,既減輕了結構的自重,同時還提升了結構的抗震能力,使用輕型材料的裝配式建筑的重量是同體積混凝土構件重量的1/2~1/3,節省了造價。裝配式建筑功能現代化,可以采用多種新型材料,這些新型材料同樣可以達到房屋的保溫、隔音、防火、防震、節能等效果,使人們的居住質量提高,生活更為舒適。
由于裝配式建筑在我國處于起步階段,生產沒有形成規模,導致預制構件的生產成本、運輸費用、吊裝費用偏高,建筑成本偏高,構件數量少、品種少。構件施工工藝不同于現澆結構,對技術工人要求高,需“持證上崗”,目前,缺乏有效的培訓渠道,我國的大專院?;緵]有開設相關的教學課程,專業人才短缺。
近20年來,我國裝配式建筑初步形成了體系,有了很大的進步,但我國裝配式建筑起步較晚,相比其他國家市場發育還不太完善,社會化程度有待提高,配套的產品質量標準還是空白,相關的政策規定、法律法規仍需要進一步健全。裝配式建筑在實施的過程中還存在技術銜接問題,如對施工工程的熟悉與否、后期的物業管理、相關的配套技術等,且裝配式建筑成本過高,是阻礙裝配式建筑發展的因素之一。從我國的發展現狀來看,裝配式建筑還需要歷經很長的一段時間來發展。
裝配式建筑的發展得到了國家政策的支持,這既是機遇又是挑戰,應完善產品質量標準,健全法律法規,加大人才培養,加大投入力度,循序漸進,促進建筑業的轉型。裝配式建筑已經成為我國未來建筑業的發展方向,發展勢不可擋。