邢 峰
(山西省工程建設標準定額站,山西 太原 030013)
隨著建筑行業的快速發展,建筑技術得到了很大的提升。近年來國家、部委對裝配式建筑政策、標準的逐步出臺,裝配式建筑得到了很大的推廣和應用。當今新材料新技術的不斷引進和發展,從原來的預制產品得到了提升改進成為現在的裝配式建筑。現在裝配式建筑產品質量和產品技術已經達到一定高的程度。當前綠色發展、節能發展成為建筑行業發展的主要方向。建筑工程作為資源消耗的主要產品,應該響應國家號召,讓自然資源有序利用和循環利用。當前呈現出裝配式建筑和現澆建筑共同使用和發展的局面。裝配式建筑在節省能耗,提高效率,綠色可持續發展中顯示了一定的優勢。
裝配式混凝土建筑主要是工廠生產的鋼筋混凝土預制構件為主,通過將預制件按照設計現場組裝完成的建筑產品。裝配式混凝土建筑一般分為全裝配式建筑和部分裝配式建筑兩大類:全裝配式建筑是全部采用構件完成建筑物工程;部分裝配式建筑是主要構件采用裝配式構件,再通過與現場現澆混凝土連接、組裝完成的建筑物。
裝配式鋼結構建筑主要是指鋼構件鋼質材料作為主體框架,再用新型質量較輕、保溫隔熱、高強度的其他材料配合使用而成的建筑物。
鋼結構結構可劃分為:鋼框架體系、鋼框架支撐體系、鋼框架核心筒體系、鋼框架模塊核心筒體系以及鋼框架剪力墻體系。
裝配式木結構建筑主要是指木結構主要構件、分部構件在工廠預制,現場裝配而成的木結構建筑。
1)精度高、質量好、耐久性強。預制混凝土構件在工廠模具中生產,模具可以嚴絲合縫,混凝土不會漏漿;墻、柱等立式構件大澆筑、振搗方便、效果更好,養護質量、構件的強度、耐久性和精度大大提高。
2)有效節約材料。裝配式混凝土結構建筑節約模具材料達80%以上,減少模具材料消耗,預制構件表面光潔平整,可以取消找平層和抹灰層;減少腳手架材料消耗達70%以上;裝配式建筑精細化和集成化會降低各個環節材料與能源消耗。
3)不受冬季施工影響。裝配式建筑把很多現場作業轉移到工廠進行,高處或高空作業轉移到平地進行;風吹日曬雨淋的室外作業轉移到車間里進行;工作環境大大改善,冬雨季施工的成本比現澆建筑降低很多。
裝配式混凝土建筑適宜發展居住類建筑。
1)符合建筑節能可持續發展的要求。裝配式鋼結構建筑是用鋼構件作為主要材料,再使用保溫隔熱,高強度等材料作圍護結構完成的建筑。鋼結構建筑減少了對粘土磚、砌塊、水泥、砂、石、灰的用量,減輕對資源的破壞,保護了生態環境。同時,鋼材還可以再次回收利用,在新建和拆除建筑物時對環境污染相對較小,屬于綠色節能環保建筑。
2)強度高、重量輕。鋼結構自重輕,約是混凝土結構的一半。由于減小了房屋自重,從而提高了承載力。同時還降低了建筑的造價。
3)工業化程度高,符合產業發展要求。鋼結構建筑的結構構件大多在工廠制作,后經現場加工完成的建筑。鋼結構建筑安裝方便,適宜大批量生產。鋼結構改進了生產方式,促進了建筑產業從粗放型到集約型的轉變,促進了生產力的發展。
4)抗震性能好。由于鋼材彈性好,塑性強,因此提高了建筑的安全性可靠性。鋼結構具有鋼材的特征,強度高、彈性好、塑性區,極大改善結構的受力性能,尤其是提高了抗震性能。
裝配式鋼結構建筑適宜公共建筑、高檔住宅、工業建筑。
建筑的結構系統是由木結構承重構件組成的裝配式建筑。
木材作為一種建材,比起鋼和混凝土來有許多環境方面的優點,在建筑全生命周期中滿足綠色建筑的各項要求,符合當代建筑行業積極倡導的可持續發展理念、綠色理念和工業化生產。
裝配式木結構建筑適宜旅游設施、園林景觀、別墅等低層建筑。
裝配式混凝土建筑、裝配式鋼結構建筑、裝配式木結構建筑雖然材質和施工方式不同,但共同具有標準化工廠生產,標準化施工完成,工業化程度高,工期短,節水節地節能、減少垃圾產生,減少人員等特點。
發展裝配式建筑是國家推進生態文明建設,推進供給側結構性改革和推進新型城鎮化發展的重要措施,有利于節約資源節約能源、減少施工污染、提升勞動效率和質量安全水平,對促進建筑業與信息化工業化深度融合、培育新產業新動能、推動化解過剩產能轉型升級起到了積極作用(見圖1,表1)。

表1 2020年—2022年裝配式建筑占比和市場規模趨勢

名稱2020年2021年2022年裝配式建筑占新建建筑比例/%151821新建裝配式房屋面積/萬m231 40037 70044 000市場規模/億元7 8759 33510 267
裝配式建筑需要強大的產業支撐,需要部件、裝修材料、相關裝備、設備的生產,還需要設計、質量檢查、科研等配套產業,同時也將推進建筑“互聯網+”等新興產業的發展。
工業化的建造方式可將大部分作業轉入工廠,有效減少有害氣體及污水排放,降低施工粉塵及噪聲污染,降低固體垃圾的排放。據有關資料顯示,裝配式建筑相較于現有建造模式,可以節水50%左右,節約模板80%左右,減少建筑垃圾70%以上,材料可循環使用率達到80%以上、建筑有效空間增加5%,建設周期平均縮短20%,人工節約30%。
以鋼結構為例,鋼結構裝配式建筑單位建筑平方米的用鋼量在80 kg以上,是現有建筑建造方式用鋼量的1倍多,且90%以上可被回收利用,同時也是重要的戰略資源儲備方式。
一是在設計前期和預制構件加工圖設計兩個階段,主體結構、預制構件、設備管線、裝修部品和施工組織的一體化協作,在標準化完善的情況下,成本會有增加。二是裝配式建造相匹配的產業鏈不完善,配套能力不足,包括預制構件生產設備、運輸設備、關鍵構配件產品、適宜的機械工具等,專用運輸距離遠等都會增加建筑成本。
裝配式建筑相對于傳統建造方式,在未形成規模化發展之前,每平方米成本會增加,加之相應的新技術標準、監管體系、市場成熟度等均未配套,如果沒有政策和資金的強有力支持,很難推廣。在產業發展初期政策支持對于行業發展至關重要。雖然在稅收、容積率、公積金貸款等方面提出了一些優惠政策,但相比較面臨的問題力度還不夠。
企業雖然認識到裝配式建筑的發展趨勢,但由于建筑、結構、裝修、BIM、裝配式施工等專業人員缺乏及在高技術人才、先進設備引進,發展裝配式建筑的能力等方面明顯不足。只有提升工作水平、使用水平、創新水平,才能提升行業的整體技術水平。
由于還處于發展初期使用率不高,相對需要完善的地方還很多。行政監督要加強事前事后管理,加強全過程管理,加強違法行為的處罰的監管。一方面行政監管部門要加強裝配式建筑項目審批,加強規劃審批、土地使用、施工許可、產品質量、竣工備案、節能環保等各環節監管。另一方面行政監管部門和企業內部要加強預制構件原材料采購管理,完善預制構件原材料的采購、使用管理制度。實現原材料質量可追溯、責任能追究。要加強預制構件生產應嚴格按照有關規范、標準要求對原材料進行進廠驗收和取樣檢測,要加強預制構件在出廠前的質量檢驗。通過各方監管才能保證裝配式建筑質量安全可靠。
裝配式需要發展上下游產業。裝配式建筑的產業包含設計、生產、施工等環節。上游是水泥、鋼鐵、木材等原材料,下游是基礎設施,住宅及辦公樓等。裝配式建筑產業發展要符合供給側改革和可持續發展的要求,要符合建筑業健康發展的要求。裝配式建筑產業要盡可能提高資源利用率,追求可持續發展。要更大程度上提高生產效率,提高安裝方式。要提高產業上各行業關聯度。要擴大適用范圍。加大對新材料新技術的創新和應用。通過融合發展才能夠提高裝配式建筑的經濟價值。
裝配式建筑符合國家提倡的可持續發展政策,符合綠色環保、低碳生態的城市建設發展理念。裝配式建筑還在發展階段,只有了解了當前裝配式建筑的特點和存在的問題,合理運用,才能夠合理創造出經濟價值。