青岛理工大学 山东省青岛市 266000
摘要:装配式混凝土建筑与传统现浇式建筑相比,有着节能减排、绿色环保、施工高效等突出优势。随着国家提出了建筑市场的许多相关政策,鼓励装配式可持续建筑的发展,装配式结构正成为建筑行业发展的新热点。
关键词:装配式;混凝土结构;发展;运用
中图分类号:TU71 文献标识码:A
1混凝土预制件(PC)的历史与发展
回顾世界上混凝土预制件 (PC) 装配式建筑发展的历程———水泥最早于英国诞生, 但是当时的水泥无法保证其产品的稳定性;1845 年,人造石楼梯在德国被生产出来,成为了历史上第一个混凝土预制件(PC);1849 年,钢筋混凝土在法国诞生;1850~1870年,硅酸盐水泥问世,极大地改变了水泥的不稳定性;1870 年,随着流动砂浆配方的确定,大量的混凝土预制瓦被生产;1890年,德国对预应力混凝土申请专利;1907 年,混凝土预制件被用来建造柏林国家图书馆的穹顶 ;1940年左右,混凝土预制件被用于军工业;1950~1960 年代,德国建造了大量的多层预制板式住宅楼;60年代末,德国发明了钢筋桁架叠合楼板;1990 年代,板式预制构件流水线设施大量发展。再看我国的 PC 建筑发展演化———20 世纪中期,我国全方面学习苏联,包括建筑领域,鼎力发展预制构件以及预制装配建筑,全面实行标准化、机械化和工业化的发展之路;70年代,已经大量使用预制混凝土空心楼板;80 年代,基本的混凝土预制件技术以及行业体系初步形成;再后来,PC 应用在建筑领域逐渐退化,变成了今天的现浇模式,而在市政工程等方面,PC 技术独占鳌头。究其原因,一个是因为 PC 建筑的不足之处未得到进一步的改进(这一点会在之后提到),其次也是因为我国 PC 技术起步较其他国家晚了很多,技术不足、造价昂贵,外加唐山大地震中遭到破坏最多的预制混凝土结构,让人们对PC技术的看法更加不乐观。不过,随着行业的进步和技术程度的提升,PC建筑在过去的抗震性、防水性等方面都有了长足的进步,再加上国家政策的鼎力支持,PC 技术又将迎来新一轮的转机。如国务院办公厅在 2013 年以转发的形式发改委、住建部《绿色建筑行动方案》,里面重点要求充分认识开展绿色建筑行动,“推动建筑工业化”是首要目标。
2装配式混凝土建筑在国内的发展现状
2.1 装配式混凝土建筑稳步推进
以具体试点城市和项目为引领,我国部分发达地区呈现规模化的发展态势。不完全统计,截至2013年底,我国装配式建筑累计开工规模达1200万㎡;2014 年度,约1800万㎡装配式建筑开工;2015 年开工近4000万㎡,截至2015 年底,全国装配式建筑建设面积累计约8000万㎡,考虑上钢结构以及木结构建筑,现有装配式建筑大约占新开工建筑总体面积的 5% 左右。
2.2 政策支撑体系建立
《我国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》以及《绿色建筑行动方案》都明确提出了加强推进建筑业的结构优化,转变传统的发展方式,近一步推动装配式建筑的持续发展;到 2016 年 2 月,国务院发布了《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,提出了“大力推广装配式建筑”的政策响应,同时加大政策支持力度,争取用十年左右的时间,使装配式建筑在新建建筑所占比例达到 30%。
2.3 初步建立技术支撑体系
经过不懈的研究和努力,随着我国科研投入的不断增加,装配式试点项目的日益推广,以及各类建设技术体系的逐步完善,国内相关规范标准陆续出台。其中,国家标准 JGJ 1-2014《装配式混凝土结构技术规程》已于2014年正式执行,《装配整体式混凝土结构技术导则》已于 2015 年发布,GB/T 51129-2015《工业化建筑评价标准》于 2016 年正式执行。初步完善建立了装配式建筑结构体系、部品体系以及技术保障体系,其中的部分单项技术以及研发产品均已经达到了国际领先水平。如在建筑结构方面,装配式混凝土结构体系,装配式钢结构体系等均有一定程度的发展和应用,诸如,装配式剪力墙、框架结构外挂板等施工技术水平日益成熟完善,同时设计、施工以及装修一体化建设项目涌现频繁且比例逐年提高。建筑屋面、外墙以及门窗做法等趋于一体化,各企业对一体化保温节能技术产品的研发越来越成熟,雨水收集技术、建筑垃极再利用技术以及生活垃圾处理技术在建设项目中得到了较多应用。涌现出了一批装配率高,技术成熟的装配式建筑,建筑质量、性能和品质都得到了较大提升,整体节能减排效果明显,带动了建筑工程建设技术水平的全面提升。
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2.4 行业内生产力持续增强
随着建筑业建设成本的不断上升 , 尤其是劳动力与技工日渐短缺,从宏观上已促使开发商、施工企业加强投身装配式建筑工作当中。发展装配式建筑,把其作为企业提升劳动生产率、降低建设成本的重要途径。装配式建筑设计研发、部品升级和构配件生产运输、安装以及配套建设等能力日益提升。
3 PC 结构的质量控制需要提升的几个方面
3.1 设计技术
目前我国在 PC 构件深化设计方面还存在以下问题:(1)设计精细化程度不足,设计修改多。 我国的一些设计院一般都没有 PC 深化设计方面的内容,熟悉 PC 深化设计的专业设计院不多,导致 PC 深化设计集中,设计不细,发现问题就出联系单更改。 往往在构件预制阶段,深化图纸已修改多板。(2)设计总体把控不够。 以前现浇混凝土结构各专业一般在现场协调,装配式建筑几乎没有现场协调的机会,所有碰撞必须在设计阶段解决。 一般预制构件不允许打眼开洞,所有管线预留需落实到预制构件图上, 这就要求设计必须细致、深入、协同。(3)设计人员流动性大。 随着 PC 构件的推广,PC 深化设计人员缺乏,加之深化图纸工作量大,耗费的人力物力都多。往往到构件加工阶段,原深化设计人员不是任务重脱不开身,就是已经跳槽,导致与 PC 构件加工厂和现场安装的技术人员交底不清,遇到问题也不能及时得到解决。
3.2 预制构件
工厂化生产加工技术在我国 PC 构件加工厂也是良莠不均, 主要有以下几个方面:(1)技术力量不强,专业技术工人技能不高。 由于 PC 构件加工厂一般都设置在城市边缘地带,生活条件差,导致一些优秀的技术管理人员不愿去。技术人员年轻经验不丰富。专业技术工人同建筑工地一样,以农民工为主,未形成产业工人。(2)懂技术与管理的人员少,委托专业公司加工成本高。(3)机械化、自动化智能生产程度低,产品品质达不到要求。(4)工厂露天作业多,工期、质量都达不到预期。
3.3 预制构件的现场安装
预制构件的现场安装。主要体现在:①施工进度计划的重要性。所以构件加工计划、运输计划要围绕现场安装施工进度计划来落实。②施工组织技术要高度科学合理。比如水平运输的道路要求、场地布置。
3.4 装配式混凝土建筑信息模型应用技术
信息技术的难度是最大的。 在实际运用上由于技术平台以及技术人员的匮乏,导致设计 BIM 模型未能直接对接生产、施工。 2016 年的装配式混凝土建筑技术标准中也只是讲装配式混凝土建筑宜采用 BIM 技术实现全专业、 全过程的信息化管理。 宜采用智能化计划,提升建筑使用的安全、便利、舒适和环保等性能。 不是强制性要求,许多加工厂与安装施工单位由于成本问题往往没有 BIM 技术的指导。
4 装配式混凝土结构发展思路
4.1 统筹规划,分步实施
坚持因地制宜,合理确定发展目标,完善产业布局。根据技术难易程度、建筑结构类型、建设成本因素,由易到难、由少到多,分阶段、分步骤推进。
4.2 政策引导、市场主导
充分发挥市场配置资源的基础性作用,坚持企业在推进建筑产业现代化及建筑行业转型升级中的市场主体地位,以市场需求为导向,完善市场机制。同时,注重政府政策引导,加大资金扶持力度,营造良好,促进产业快速健康发展。
4.3 示范引领、科技拉动
以政府投资的保障性住房及适合装配式混凝土结构和钢结构体系的一批市政基础设施、公共项目为突破口,开展工程示范,逐步推广装配式混凝土结构、钢结构的应用及产业创新发展。增加科技投入,优先支持建筑产业现代化相关科技成果的生产转化和应用,形成科研、生产、施工、管理的技术应用体系。
4.4龙头带动,集群发展
支持现有材料、设计、施工企业做优做强,培育具有设计、采购、施工、融资、运营管理能力为一体的工程总承包龙头企业。
结束语
目前看来,虽然装配式混凝土建筑在发展的过程中遇到了部分问题和阻力,但经过未来几年的努力,装配式混凝土建筑的各种规范标准必将逐步健全,建筑产业化、工业化、规模都将成型,产业链也日益成熟完善,建设成本随之就会降低。届时,在有力政策的推动和装配式建筑结构性改革的推动下,生产效率大幅提升,环境污染降低,材料利用率显著提高,这必将是是建筑业发展的趋势。
参考文献
[1] 国务院办公厅 . 国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见 [Z].
[2] 付宏渊,刘建华,汪优 . 现代土木工程 [M]. 北京:人民交通出版社 ,2016.
[3] 林楠 . 浅谈我国装配式建筑的发展方向 [J]. 江西建材,2015(20):35-37.
论文作者:曲超
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/27
标签:建筑论文; 混凝土论文; 技术论文; 预制件论文; 预制构件论文; 构件论文; 体系论文; 《防护工程》2018年第29期论文;