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摘要：随着经济社会的不断发展进步，人们所面临的环境压力也随之出现，在建筑工程施工中，传统混凝土建筑也逐渐被装配式建筑所取代。结合装配式建筑的发展现状，分析了装配式建筑预制构件厂设计的原则，探讨了预制构件的生产工艺，并提出了预制构件厂关键设计参数和管理技术，旨在促进装配式建筑的发展。
关键词：装配式建筑；预制构件厂；设计与管理
装配式建筑在实践中表现出产品质量好、生产效率高、施工速度快、外装饰与功能高度集成等特点，具有广阔的应用前景，成为我国建筑业转型的重要方向之一。2016 年 2 月，中共中央和国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，同年 9 月，国务院又发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，将装配式建筑作为未来建筑业发展的重点，为装配式建筑在全国的发展奠定了基础。上海是最早开始装配式建筑实践的城市之一，从 21 世纪初便开始了企业自发的装配式建筑建设。
1 预制构件厂设计的原则分析
从理论上来讲，预制构件厂在实际的设计工作中，需要遵循以下原则：
1）安全环保的原则。要确保施工操作人员施工环境的安全，从吊装、材料运输到维修等工作，都是简单方便且容易控制的状态，并对施工生产设备进行质量的把控，确保不存在安全缺陷，从而保证施工环境的安全，这是预制构件厂设计的首要原则，也是必须遵循的原则。
2）工厂产能的合理性原则。要满足预制构件、兼顾桥梁等构件的生产要求，确保产能的合理性和科学性。
3）保证质量的原则。在新的发展时期，人们对建筑产品质量的要求越来越高，尤其要注意混凝土的振捣、养护等施工工序的合理性，要了解施工所在地区的环境条件，如在温度较高的地区，要考虑材料的储存温度，有足够的空间储存产品，以免建筑产品出现裂缝问题。
4）技术适用的原则。要对我国的预制构件生产特点加以了解，采用国内外成熟的技术手段，还要结合预制构件厂生产的实际情况，了解自身的投资需求，选择合适的技术。
5）低能耗的原则。当前，节约能源、降低能耗是人们普遍关注的问题，在生产中，生产线运行需要消耗电能，要从降低能耗的角度出发，设计科学的方案，降低生产线的能耗。
6）遵循低投资的原则。预制构件厂的投资，也需要结合实际情况，在设备、技术、人才等投资上，都需要按照低投资的原则进行。
总之，需要结合国内结构体系的特点，不断优化预制构件厂设计的方案，遵循相应的设计原则。
2 预制构件的生产工艺探究
2. 1 建筑预制构件的种类
当前，装配式建筑预制构件的种类较多，型号分类比较复杂，主要包括复合保温外墙板、楼梯板、空调板、装饰板、内墙板、叠合板、挂板等类型。且每种产品的型号和分类也不同，采用的结构也不一样，每种产品的施工环境和所发挥的作用不同，因此，所采用的技术也会存在差异。其中，复合保温外墙
板，采用的是三明治结构，也有很多带拐角的异型构件；内墙板结构也比较复杂，施工涉及配筋和预埋水电管等；叠合板工序相对比较简单，总构件的面积占比较大，需要数量较多的模台；阳台、空调板、装饰板多为异型构件，这就要求在生产线设计时要兼顾平板型与异型构件的生产。
2. 2 预制构件生产线的种类分析
预制构件生产中，生产线一般分为钢筋加工生产线和构件加工生产线 2 种。当前发展阶段，也有将 2 种技术整合为一体的流水线作业，我国采用的是独立设计的加工生产线。
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1）钢筋加工生产线。主要工序是钢筋网片加工，一般都是全自动生产，不需要人员参与，这种生产线承重可达 1 500kg，采用 12m 的接网装置；钢筋桁架焊接生产线用于桁架骨架的焊接，焊接的性能比较稳定，也能对规格进行调整和更换，从而能适应大批量的生产。梁柱箍筋制作，一般选用高效数控弯箍机，这种机械可以加工直径为 5~12mm 的钢筋，且生产效率比较高，可以达到 1t/h，操作比较简单，一般 1 人即可，省时省力；直径为 5~12mm 的盘条开卷调直作业中，借助数控钢筋调直机，矫切的速度可以达到 130m/min，调直后的成品，可以直接在焊接时使用；此外，数控钢筋弯曲中心和切断生产线，主要是使用联动机构，形成完整的切断弯曲生产线，配合工作，能提高工作效率。
2）预制构件生产线。预制构件生产线，包括的内容比较多。按照预制构件的品种，主要包括墙板生产线，叠合板生产线，固定模台生产线；构件生产根据生产工艺、自动化和智能化的程度，具体分为：国产平模循环流水线，进口平模循环流水线，高灵活性平模流水线，配备自动化设备的固定模台生产线立模生产线。随着现代信息技术和工程技术的发展，构件生产也逐渐自动化和智能化。我国当前流水线的主流产品是国产平模循环流水线，这种一般多适合生产叠合板、小梁柱等，如果构件的几何尺寸要求不高，可以用磁盒对边模板进行固定，针对几何尺寸比较高的构件，要用螺栓进行边模板固定，这种流水线在我国建筑体系中比较流行，具有投资少等特点。
3. 预制构件生产现状及存在问题
（1）监管责权不清晰，构件质量缺乏监管。2016年，住房和城乡建设部在取消了预制构件企业的管理资质后，对预制构件厂的投资额、管理人员、技术能力等不再设置门槛，地方建设主管部门缺乏监管手段。此外，对于预制构件的生产和使用，质量监督部门与建设主管部门职责划分不清，依托行业协会的自律管理管控能力又有限，对于外地进沪的制构件产品质量更加难以进行有效监督。
（2）构件标准化程度低，生产成本较高。受近几十年现浇混凝土建筑方式的影响，追求个性化立面造型、复杂变化的房型成为开发商的通常做法。由于设计理念陈旧，设计常沿用传统建筑设计思路，建筑标准化、模数化的装配式建筑设计理念在项目方案阶段没有得到执行，只是在完成施工图以后，再进行拆分设计，不利于成本控制。上述因素导致构件的整体标准化程度很低，而预制构件的生产效率主要体现在标准化构件模具的重复使用率上。受固有思维影响，预制构件厂现有开模花费时间较长，模具的通用性不佳、利用率较低，模板用钢量居高不下，模具费用占构件费用组成的12% ～ 20%，从而直接导致生产成本增加、生产效率低下。
4 对策与建议
（1）发挥行业协会作用，推动行业自律的创新管理模式。在住建部取消预制构件生产企业市场准入的背景下，积极探索行政监管和行业自律相结合的管理模式，将材料备案、日常管理和统计分析等具体操作性工作委托给有能力的行业协会进行，形成大、中、小企业全覆盖，对备案企业建材产品流向进行登记、审核，加强协会自律巡查，建立备案企业的清退机制。同时，政府集中力量加强材料生产、使用等事中、事后的管理，宽进严出，加大质量不合格企业的处罚力度，这符合深化改革的大形势，符合政府职能转变要求政府从微观管理、直接管理向宏观管理、间接管理转变的大方向。
（2）在保障性住房中推广标准户型，有效引导标准化设计。在目前装配式建筑构件标准化程度低而引发的一系列连锁问题上，通过应用模数设计、模块标准化设计、模块精细化设计的方法加以协调和解决。编制保障性住房、学校教室和病房楼的标准户型图集，在政府投资项目中率先推广使用，形成标准化示范效应。鼓励大型开发企业结合市场需求及产品定位建立预制构件标准化构件库，如叠合板、空调板、楼梯等简单构件可使用通用构件库中的尺寸，从而降低构件成本。
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论文作者:乔俊南,方弟勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/21
标签：预制构件论文; 构件论文; 建筑论文; 生产线论文; 原则论文; 叠合论文; 构件厂论文; 《建筑学研究前沿》2019年17期论文;