摘要：钢结构模块化建筑为一种高端装配式钢结构建筑，其90%以上工作由工厂来预制完成，这样就对全专业、全过程的技术集成提出了更高要求，本文从设计、功能布局及部品部件、新材料和新技术应用、工厂一体化预制等方面进行集成技术探讨，以对钢模块化建筑未来绿色环保及可持续性发展提供借鉴。
关键词：钢结构模块化建筑、集成技术、部品部件、箱式模块单元。
装配式建筑因其绿色环保及可持续发展等特性，在国家顶层的战略布局和政策推动下，逐步成熟并规模化应用。钢结构模块化建筑作为一种高端装配式建筑产品，具有高度集成、快速建造、可拆移周转、可延伸扩展等特性，更加体现了工业化绿色建造优势，并逐渐在旅游地产、公寓宿舍、商务公建、扩建改建等特定功能需求领域获得了广泛应用。而工厂建造集成技术作为钢模块化建筑的核心关键，在其现代化进程中扮演了推波助澜的重要角色，现就本人对钢模块化建筑建造技术的理解，从全专业设计集成、单元或部品部件功能集成、新材料新技术应用集成、工厂一体化预制集成等进行探讨浅析，以供借鉴参考。
图1 钢结构模块化建筑产品集成建造
1、全专业设计集成
模块化建筑本身的工期短及工厂全预制等特性，决定了全专业集成设计的必要性。模块化建筑要在较短时间内在工厂完成各功能单元的建筑、结构、围护、水暖电、装修等一体化制造，所有建造细节都必须在设计阶段统筹考虑完成，因此，原各专业独立设计的模式不再能满足这一新型要求。而基于BIM平台的全专业一体化设计技术将因其较高的设计效率、畅通的信息共享协同、适时的自纠错能力、直观的可视化模型及与全过程管理的信息化衔接等特性，高效的解决了集成设计系列问题，为工厂集成预制的实现提供了条件。
图2 基于BIM的钢模块化建筑集成设计
2、单元或部品部件功能集成
住宅建筑一般由卧式、客厅、卫浴、厨房等不同功能单元构成，而钢模块化建筑则需将不同功能单元经模数优化设计为标准箱型，然后将内置管线、设备设施及装修等在工厂一体化预制，形成集成了功能需求的独立单体，同时通过各独立单体的不同组合构成整体建筑功能。另外，构成模块建筑的标准箱体单元也可以是如上几个功能的叠加，如标准化公寓单元则可以将卧式、厨房、卫浴集成于一个箱体，形成整个公寓建筑的“细胞”单元。
模块化建筑的部品部件也应是功能集成的，在建造时应首先将部分应用功能集成于部品部件，然后通过部品部件的集成构成箱式模块单元。如将水暖电管线在墙体部分集成，将防水功能与顶板集成，将保温及装饰与围护墙体集成等。
图3 功能集成箱式模块单元
3、新材料、新技术应用集成
作为一种高端装配式钢结构建筑技术体系，钢模块化建筑能够更便捷的集成各种新型绿色环保材料及各项新技术应用，以满足建筑业创新改革的现代化功能提升需求。
新材料的集成应用应基于提升质量品质、提升效率、节约资源、减少污染等，结合材料技术发展，目前主要体现为耐候防火高强钢材、保温装饰一体化板材、新型绿色环保装饰板材、环保型高节能保温材料、铝合金等无甲醛家具、新型密封材料等方面。
新技术的集成应用应基于节能减排、低碳环保及可持续发展等理念，目前主要体现为低能耗建筑技术、可再生能源应用技术、生态文明环保技术、装配式装修技术、智能化建造技术、智慧化应用技术等方面。
图4 低能耗钢模块牧民房
4、工厂一体化预制集成
全专业集成设计后，就要通过工厂预制进行钢箱式模块单元的产品转化，基于本建筑产品的特性，工厂预制应以流水线方式按结构框架——底板、顶板——围护——管线——内外装的专业工序进行，在部装总装时应采用工装胎架控制质量，提高制造效率，同时在首批模块制作后应进行模块间的拼接预装，以验证模块连接堆叠组合的整体效果。这里需要强调的一点是，在各工序流转时，仍要关注预留预埋及工序间的衔接，以做到工
图5 工厂流水线预制集成
厂工序间协同预制集成，如主体结构框架制作阶段要对管线穿孔、设施固定等进行连接预留预埋；围护部分实施阶段，要兼顾内外装及设施固定等。
结语：
作为一种高端建筑载体的钢结构模块化建筑，为满足国家未来建筑业可持续发展的要求提供了一种有效解决途径，而全专业设计集成、功能集成、新材料和新技术集成及预制一体化集成等集成技术的应用则促进了钢模块化建筑功能需求的满足以及潜在性能的进一步提升，为国家建筑业转型升级，工业化建筑发展提供支撑。
参考文献：
1.《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T 51232-2016；
2.《钢结构模块建筑技术规程》T CECS 507-2018。
论文作者:李显峰,张育红
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
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