淺析模塊化施工技術在建筑施工中的應用

陳德賢

摘 要：模塊化施工是隨著建筑施工技術的不斷發(fā)展應運而生的一種新型施工技術，其將大量的現(xiàn)場施工內容提前至工廠進行，降低現(xiàn)場施工的安全風險。本文簡要的介紹了模塊化施工技術在國內的發(fā)展現(xiàn)狀、其優(yōu)缺點以及基本的施工方法。

關鍵詞：模塊化技術;建筑工程

社會不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，在物質需求較為滿足的當下，人們對于其他層面的需求逐步提升。建筑工程本身費時費力，且作業(yè)持續(xù)時間較長，因此，在保證建筑質量的前提下，追求對自身缺點的優(yōu)化，模塊化施工技術應時提出。

1 國內發(fā)展現(xiàn)狀

長沙的新方舟賓館是最為國內最為著名的模塊化建筑，模塊化施工技術在國內的應用相對起步較晚，因此相關的研究相對較少，相關的數(shù)據(jù)分析與整理仍相對有限。

2 基本概念與優(yōu)缺點

2.1基本概念

模塊化施工是指將提前在工廠預制好的建筑構件進行安裝組合到一起，進而形成一個完整的建筑物的技術。

2.2 模塊化建筑施工的優(yōu)點

2.2.1 凸顯設計需求

模塊化建筑施工時，建筑構件需要在工廠中提前制作，在一定程度上能夠更好的滿足消費者對于個人喜好的需求。模塊化施工所構造的模塊化建筑由各種建筑構件組成，在專業(yè)人員的幫助下，消費者對于建筑構件依據(jù)個人喜好可以有更多的選擇，甚至可以是不同建筑風格的構件進行糅合。

2.2.2 “工業(yè)化”生產

在模塊化建筑施工時，所有的建筑構件均在工廠中進行加工，這代表著建筑構件“工業(yè)化”的生產，與傳統(tǒng)的建造方式不同，這種工業(yè)化的構件生產不受天氣和季節(jié)的限制，可量化產出。另外，建筑構件進行“工業(yè)化”生產后，為工程節(jié)省了傳統(tǒng)建造工程中所需的大量的人力和物力，也提高了工程的施工效率以及經(jīng)濟效益。

2.2.3 施工高效

模塊化施工進行時，85%的建筑構件可以在工廠中進行預制，這在很大程度上縮短了建筑施工的工期，且在構件預制時，可將構件進行分類后，形成多個子系統(tǒng)進行，也就是說，應用模塊化建筑施工，一個建筑從設計到施工結束，與傳統(tǒng)施工相比將節(jié)省大量的時間。且由于建筑構件的制造在工廠中進行，不受天氣與季節(jié)的影響，本身制造相對節(jié)省時間，而且只要制造完成，就可以進行安裝，配合機械設備施工，安裝也十分迅速。基于這樣的特點，模塊化施工以及模塊化建筑可以說是災后重建的首選，可在最短的時間內對災民進行安置。

2.2.4 節(jié)約資源

有研究表明，在同等建造面積的前提下，模塊化施工用工消耗比傳統(tǒng)建造方式用工量少30%左右，具體情況的用工消耗減少主要體現(xiàn)為施工人數(shù)的減少。與傳統(tǒng)建造方式相比，耗材減少近50%，建筑施工中所需的各種耗材如磚、沙子、水泥等均有減少，其中用量減少最多的是混凝土，由于模塊化施工時，可以將模塊盒壁與角柱及橫梁進行銜接而作為建筑結構的支撐，故此省去了大量的洪凝土使用。由于建筑構件在工廠中進行制造，因此省去了許多在傳統(tǒng)施工過程需要用到的機械設備，如吊塔，同時由于機械設備使用數(shù)量的減少與使用期限的縮短，只需要在安裝過程使用，也節(jié)省大量的機械設備購買和修繕所需的費用。

2.2.5 綠色環(huán)保

隨著教育接受程度的普遍提高，人們的環(huán)保意識正在逐步加強，人與自然的和諧相處是一種必然的模式，保護生態(tài)環(huán)境就是保護人類自己。模塊化建筑由于使用建筑構件進行建造，在構件制造的選材時多使用新型環(huán)保的制造材料，保證建筑質量的前提下，與傳統(tǒng)建筑相比更加綠色環(huán)保。新材料的使用也將會避免傳統(tǒng)建筑材料所帶來的許多問題，例如傳統(tǒng)建筑二次裝修時甲醛的產生，在模塊化建筑中將得以避免。

2.3 模塊化建筑施工的缺點

2.3.1 安裝運輸不便

模塊化建筑的構件在工廠中進行，需要從工廠中運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，但建筑構件多體積與重量均較大，因此不便于運輸。模塊化建筑的構件在進行安裝時，需要通過吊車將其安裝至合適的位置，但由于構件體積大、重量重的問題，在進行吊起時也存在較大的困難。

2.3.2 施工成本較高

雖然模塊化建筑施工相對于傳統(tǒng)施工而言，節(jié)省了不少的人力、物力以及資金，但是，模塊化建筑的構件制造費用較高，且一整個完整的建筑構件數(shù)量較大，從每一個構件的設計、制造、運輸，再到最終的安裝與拼接，每一步都需要大量資金的投入。就針對構件的制造公司來說，一個構件需要進行設計，大體結構的制造完成后還需要完善細節(jié)，最終還需要運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場去，在運輸?shù)墓こ坦具€需要承擔構件損壞的風險，這些環(huán)節(jié)所產生的費用都會算到構件制造的成本中去，因此，一般構件的制造價格均相對較高。

2.3.3 無統(tǒng)一的技術標準

雖然目前模塊化施工技術是建筑行業(yè)中的熱門，但由于我國模塊化施工技術的起步較晚，技術發(fā)展相對不成熟，國家還沒有出臺對于模塊化施工及模塊化建筑的統(tǒng)一要求。

3 基本施工方法

3.1 混凝土結構模塊

對于模塊化建筑施工過程中的混凝土模塊進行建造時，需要根據(jù)具體的實際情況進行針對性的處理，根據(jù)所采用的基礎形式，選擇恰當?shù)慕ㄔ煊诎惭b方案。

3.1.1 獨立基礎形式

針對像城市污水井、電纜、廠房設備這類型的獨立基礎形式的混凝土結構，首先在制造時需要使用統(tǒng)一的配模，進行澆筑與運輸時也需要整體進行。針對重量較大或者外形不方便進行運輸?shù)妮^大型獨立基礎，可視情況進行局部分割制造，或選擇現(xiàn)場模板澆筑。

3.1.2 條形基礎形式

模塊化建筑的模塊為條形基礎形式時，建筑構件制造公司多根據(jù)設計方案對模塊進行分割制造，一方面更易于制造，另一方面更方便運輸，且有助于降低模塊在運輸過程中受到的損壞程度。

3.1.3 大型設備基礎形式

針對體積龐大、運輸不便的大型設備基礎形式的混凝土構件，在施工建造時多采用與傳統(tǒng)模板支撐相似的鋼殼留置澆筑方式，使用鋼套板進行造模，同時將建筑結構中的鋼筋與之相連接，然后進行澆筑，這種方式應用，可使得建筑構架更加穩(wěn)固。

3.1.4 大型地坪

大型地坪的建造模式與大型設備基礎模式的建造方式類似，由于需要考慮地坪的整體性，大多在相鄰的子模塊之間布置網(wǎng)狀的鋼筋構架，子模塊在工廠中預制完成后，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行拼接與安裝，在專業(yè)的技術人員的指導下進行澆筑，力求地坪的整體性與力學受力的平衡。

3.2 鋼結構模塊

鋼結構模塊的建造思路與混凝體模塊的建造類似，根據(jù)結構的差異進行分類后，形成多個子系統(tǒng)進行制造。需注意的是，鋼結構模塊預制時往往需要進行管線、管道的預埋，因此需要確保這些內在結構的精確性，通常需要進行嚴格的檢驗方能出廠。在實際施工時，施工應根據(jù)實際需求靈活進行，力求在高效施工的前提下，保證安裝的位置精確性質量。

3.3 管道管線模塊

管道管線模塊多包含在鋼結構模塊中進行，需要在鋼結構模塊制造時進行預埋，但在由于其自身特點，需要制造者進行慎重的考慮，選擇符合設計需求的管型、連接方式等，在制造時需要采取相應的措施，例如對構件進行編碼，以便于現(xiàn)場施工時的順利進行。

4 結語

模塊化建筑與模塊化施工是一種將建筑工程施工“工業(yè)化”的建造模式技術，其具有施工高效、節(jié)省資源等優(yōu)勢，且可以說其實現(xiàn)了建筑建造的量化生產，但目前其在施工過程中仍存在一些問題，但相信其在社會發(fā)展迅速的當下，這些問題將在短時間內得到解決，且隨著我國建筑技術發(fā)展不斷的向國國際先進施工技術的靠近，各種相關的政策規(guī)范也將相繼出臺，模塊化施工將發(fā)展的更好。