研究預制裝配式建筑施工技術的應用發展

曾翔

摘 要：預制裝配式建筑的發展符合我國建筑工業化的發展和要求，它具備節能環保、減少資源浪費、縮短工期、減少成本以及自由分割空間等優勢。本文主要闡述預制裝配式建筑的發展狀況、施工技術的特點及未來的發展方向。

關鍵詞：預制裝配式;施工技術;BIM;應用

目前我國的建筑行業正處于改革發展及轉型的時期，傳統的建筑工藝已越來越不能滿足日益增長的市場需求，也不符合國家大力提倡的綠色發展及建筑科技化的方向，并且傳統建筑工藝還存在著大量的問題，例如環境污染、資源浪費等。預制裝配式建筑作為建筑行業內的創新產品，能與現代化建筑產業要求相符合，同時也能做到節能環保。所以，加強對預制裝配式建筑施工技術的研究，是目前建筑行業的未來方向。

一、預制裝配式建筑的概念及國內外發展現狀

（一）預制與裝配

預制主要是在工廠生產預制構件，比如梁、板、柱等構件;裝配是指將構件運輸到施工現場，在施工現場進行裝配，組裝成建筑。

預制裝配式建筑按結構形式大體分為木結構、鋼結構及混凝土結構建筑。按構件形式和施工方法又分為砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升層建筑等類型。

（二）國外發展狀況

歐美國家是裝配式建筑應用最早的地區，早在17世紀就開始建筑工業化道路。二戰后，由于勞動力緊缺，歐美國家便研究探索建筑工業化模式。尤其是德國因戰爭房屋大量損壞，為解決住房難題，德國大力發展住宅工業化。德國的住宅工業化就是通過預制裝配式建筑來達成的，因此，德國的技術處于非常成熟的狀態，許多住宅、辦公樓等公共建筑都運用了預制裝配式技術。此外，瑞典研究裝配式建筑也是較早的國家，早在20世紀60年代，瑞典便開展預制構件的標準化生產，基本完成了相關構件在規格方面的工業化標準體系建立，也使得其建筑業在工業化的路上飛速發展。

（三）國內發展狀況

2018年7月19日，住房城鄉建設部辦公廳下發關于行業標準《預制預應力混凝土裝配整體式結構技術標準》公開征求意見的通知，為相關規范制度的完善，從而指導我國裝配式建筑行業的飛速發展。

2019年2月2日住建部下發關于《住建部開展農村住房建設試點工作，明確探索裝配式建筑》的文件，繼在大力發展城市商品住宅的預制裝配率之后，又大力推廣應用農房現代建造方式，為建設美麗鄉村添磚加瓦。

隨著裝配式建筑行業的規范制度的完善以及技術的不斷進步，預制裝配式技術會在全國的大多數城市建設以及鄉村建設中揮發巨大的作用。

二、預制裝配式建筑技術的優勢及特點

我國傳統建筑行業里混凝土結構多是采用現澆的，施工現場工況復雜，還存在浪費水、揚塵及噪音等問題。此外傳統的建筑還存在承重墻過多、建筑結構內開間較小、功能區劃分死板且不合理等問題。預制裝配式建筑能夠做到節能環保、減少資源浪費、縮短工期、減少成本以及自由分割空間等優勢。

目前我國的預制裝配式建筑結構形式大多是混凝土結構裝配式建筑，據此預制裝配式建筑面臨著一些難題急需解決。

（一）技術標準及監管體系未完善。關鍵節點、防水保溫連接、施工現場安裝及驗收等技術難題還未解決。國家或者行業還未形成統一的標準化做法，沒有形成通用的構件制作標準，從而造成了效率低、成本高，無法達成建筑工業化的初衷。裝配式建筑行業監管機制有待健全，需從招投標、設計、制造、安裝及驗收的全方位進行體系建立。

（二）成本優勢不明顯。現階段的預制裝配式混凝土結構的每平米造價要比現澆的高出20%左右，成本優勢難以發揮。目前市場對個性的要求比較高，所以和預制裝配式的標準化做法相沖突，并且預制工廠的數量不多，從預制廠至施工現場的路程較遠，運輸費用不菲等原因導致成本上升。

（三）企業轉型困難與專業人才匱乏。例如，設計單位還是依據現澆的方案設計，由專業的公司進行深化設計，從一開始就沒從預制裝配式的角度來設計，最終導致設計費用增加，產能下降、成本上升及效率極低。現階段專業的裝配式生產企業與安裝隊伍水平參差不齊，也會限制本行業的發展。預制裝配式對于從業人員要求比較高，特別是對技術及經驗的要求。現階段預制裝配式的圖紙一般是在按現澆的設計的，在此基礎上對構件進行深化設計，還包括工期進度計劃及資源優化方案設計。

三、預制裝配式建筑結構設計要點

（一）重視對建筑整體性設計規劃

在建筑整體性設計中，應注重整體設計原則：其一，在建筑結構設計中要兼顧建筑空間的使用功能，例如透光性和透風性等;其二，在相關類型的工程實施的過程中，有關成本應降到最低，通過減少預算的方式，對整個建筑工程的管理及相關構件的運輸及應用進行合理分析，進而提出相關優化路徑，提升施工作業效率。

（二）重視對預制構件的結構設計

預制裝配式建筑結構中，各個構建的預制流程及技術都非常關鍵，各個構件的預制水平越高，則其使用的品質就會越好，最終建成的建筑結構總體質量也越高。在各個預制裝配式建筑結構的構件設計的過程中，要充分的結合經濟適用原則，緊密關聯各個構件的相關類別，將經濟成本降低到最小值，進而提升建筑結構的整體質量。同時，在構件的制作環節中，應結合施工現場的地理位置，分析出構建輸送的距離，保證各個預制構件都能夠在安全、穩定的環境下運輸。

（三）注重建筑模數化設計

在建筑結構的設計過程中，鏈接性是極為重要的運動有關，如果預制構件之間的鏈接性功能不達標，會使得建筑整體結構的安全性降低。作為模數化來說，其是較為重要的環節，也是建筑結構整體性連接的基本保障。在自然災害或者其他的災害處理過程中，應保證建筑結構的整體鏈接性。

四、未來裝配式發展的方向

現階段的預制構件主要是剪力墻、疊合板、窗體及樓梯等，且BIM技術是一種數字信息化技術，通過構建施工模型來對施工過程進行全盤的指導。BIM技術應用在預制裝配式建筑施工中，能夠提前暴露問題，合理分配空間與時間，繼而保障施工質量、施工進度和施工安全。目前這項技術主要是在以下兩個方面進行應用。

（一）在建筑施工模擬中應用。將施工過程全方位的模擬，以便將施工缺陷暴露出來，能夠及時對方案進行調整。具體模擬施工過程時，還應綜合建立工程的結構模型、場地模型及施工進度計劃等內容，對施工現場進行空間與時間的模擬，從而直觀地進行全工程周期的布置，及早暴露施工方案的不足，繼而及時采取措施。

（二）在施工現場的應用。首先，是對材料進場的管理，綜合考慮時間與空間來合理分配場地。其次，對現場構件的吊裝進行管理，對構件進行科學的信息化管理，提高準確性，規避錯誤。然后，對進度的管理，將BIM與施工進度計劃進行整合，從而對施工進度有著準確的掌握。最后，進行碰撞檢測，將預制的構件與現澆構件的模型進行碰撞檢測實驗，提前發現問題，防止現場施工時無解決。

五、結語

總而言之，預制裝配式施工技術相較于傳統施工技術具備施工操作簡明、周期快、節省建材及環保等優勢，必將是未來建筑業發展的方向。由于此技術出現時間較短，還存在諸多施工技術難點亟待完善，尤其是節點等關鍵技術需要突破。但是隨著BIM技術的快速發展，必將帶動我國預制裝配式施工技術的發展。

參考文獻：

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