摘要:随着我国经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,传统建筑模式也受到越来越多的冲击;为了适应这种大环境,加快城市建设步伐,新型建筑模式也因此孕育而生——装配式建筑。传统建筑的施工方法已经满足不了现在居民的居住需求了,而装配式建筑作为一种新兴的建筑施工方法却显得尤为重要,焕发着新的生机。装配式建筑的发展是促进建筑工业化的必然趋势。本文通过装配式建筑的特点及其国内外发展状况,阐述了装配式结构体系的分类、特点及应用中的设计要求,为我国装配式建筑的技术路线和发展思路给出建议。
关键词:装配式建筑;发展状况;优势
建筑行业是对我国经济发展起重要影响的国民经济支柱产业之一。目前我国建筑行业普遍采用现场制造的方法,存在着费时、费力、效率不高、布局不合理、功能单一、污染严重等诸多缺点。在全球日益紧张的能源与环境形势下,尤其是对于我国这种发展中国家,改变城市建设模式和建筑业发展方式势在必行。。它以预制构件为基本组成部分,通过节点连接形成建筑主体结构,建造过程简单、受外在因素影响小、劳动强度大幅减小,具有良好的经济效益、环境效益以及社会效益。为了优化建筑行业产业结构、加强技术研究、推进建筑节能减排.达到可持续发展的需求,我国近年来通过加大扶持装配式建筑的生产建造来达到实现建筑工业化的目的。装配式建筑的发展在促进建筑业的标准工业化生产具有至关重要的作用。
1 国内外装配式建筑发展现状
1.1 国内发展
50年代,我国建筑业开始在房屋建设过程中使用预制构件.但此时预制构件的作业生产仍然被划为施工企业的一部分。早在上世纪末,国务院办公厅就发布了《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》(国发[1999]72号),该文件共包括四个方面的目标:一、满足居民居住需求,改善居住环境;二、建立住宅工业化、标准化生产体系;三、2005年实现降低能耗50%,2010年再降低30%的要求;四、科技进步贡献率在2005年达到30%,2010年达到35%。20世纪70年代装配式建筑在我国开始慢慢流传,装配式建筑的观念也在慢慢传播;80年代,预制屋面梁、预制屋面板等构件在一些工程中也开始使用,由于当时没有很高的技术水平,所以也不能拥有很高的建筑质量。在实际工程中的应用较少。主要应用在工业建筑之中,近来在民用建筑中开始投入运用,但仍处于初步发展阶段。不过随着城市化进程的加快,装配式建筑的特定优势逐渐凸显,在政府政策的引导作用,下装配式建筑的必将迎来一片蓬勃发展的景象。
1.2国外发展
在美国,装配式住宅的施工有相应的《国家工业化住宅建造及安全法案》以及相应的一系列严格的行业规范为标准。房屋构件的标准化、专业化、系列化、商品化程度很高,并且性能好、有很大通用性,便于用户通过产品目录选择购买.完成个性化建筑的拼装建造,也易于实现机械化生产。德国的装配式建筑通过二战后多年的发展.形成强大的预制装配式建筑产业链,生产过程中建筑、结构、水暖电等工种协作配套.施工企业与设备供应商合作密切,并且有高校、研究机构和企业研发提供技术支持.摆脱了固定模数尺寸限制.形成与节能标准充分融合的“发展零能耗”的被动式建筑。
2 装配式建筑的结构体系分类
2.1 砌块建筑
砌块建筑利用预制的块状构件装配而成,工艺简单,施工方便,工业适应性强。砌块间的接缝一般采用水泥砂浆砌筑,其处理过程是该结构形式的重要环节,直接决定了结构体系的强度,
2.2盒式建筑
盒式建筑又可分为全盒式、板材盒式、核心体盒式、骨架盒式。其工业化程度极高,现场安装迅速,其组成结构甚至内部构件均可在抵达现场前统一预制完成,在施工现场将整体的盒子建筑吊装接线即可使用。
2.3板材建筑
主要由预制楼板、墙板、屋面板等板材装配而成,是装配式建筑的主要类型。其关键在于节点连接,连接方式包括浆锚连接等湿连接和牛腿连接等干连接方式。需要保证结构的整体强度与抗震性能、墙板的接缝构造、角部的热工处理等问题。
2.4升板和升层建筑
由板材与柱组成的结构体系,柱与板材的连接节点多采用后浇柱帽或剪力块等无柱帽节点。其大量施工内容在地面进行,高空作业较少,可以节约模板和脚手架,适于场地有限的施工作业情况。
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3装配式建筑优势
3.1装配式建筑采用大开间灵活分割的方式
根据住户的需要,可灵活地利用组合式墙体分割成“随心所欲”的空间环境,充分体现了设计的多样化。
3.2外墙有保温层
最大限度地控制冬季采暖和夏季空调的能耗;墙体保温材料具有吸声功能,避免外来噪音的干扰;使用不燃或难燃材料,防止火灾的蔓延或波及;大量使用轻质材料,降低建筑物重量,增加装配式的柔性连接;为改建、增加新的电气设备或通讯设备创造可能性等充分体现了使用功能的科技化。
3.3装配式建筑外墙板通过模具,机械化喷涂、烘烤工艺可以轻易做到
建筑散装保温材料完全被板、毡状材料所替代;屋架、轻钢龙骨、各种金属吊挂及连接件,尺寸精确,全部机械化生产;室内材料如石膏板、铺地材料、天花板、涂料、墙壁纸等等都要经过生产流水线制造出来,在工厂生产过程中,材料的性能诸如强度、耐火性、抗冻融性、防火防潮、隔声保温等指标,都可随时进行控制;如果将房屋看作设备,现代化的建筑材料就是这台设备的零部件,这些零部件经过严格的工业生产可以保证其质量,组装出来的房屋才能达到功能要求,最大程度实现建筑模块生产工厂化。
4装配式建筑发展问题
4.1行业标准不完善
建筑行业内适用于装配式建筑国家级的标准规范和图集屈指可数.并且也没有有效地覆盖装配式建筑的全部生产环节,如指导约束装配式建筑设计阶段有《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例(剪力墙结构)》(15J939—1),但在装配式建筑的验收阶段缺少针对性规范,仅有《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2015)、《混凝土结构工程施工规范》(GB50666—2011)。
4.2装配式建筑设计、施工专业人才无法满足需求
一方面,由于装配式建筑的如墙体、楼梯、阳台等构件在工厂已经制作完成.施工现场仅需工人进行定位、安装或少量现场制作的工作,导致传统建筑行业中常见的工种,如木工、泥工、焊工、钢筋工、架子工等需求在装配式建筑的建造过程中需求急剧下降,但是具备相应装配式建筑施工技术的工人又比较稀缺。另一方面,一些施工单位尤其是习惯了传统建筑施工模式,面对新型建筑形式时大都只是从施工教材和理论方面取得一些成果,没有对施工技术人员进行正规化、标准化的培训,从而导致施工技术水平并不理想。尤其是当工期紧张,施工技术人员紧缺时,
4.3产业链不完善
由于完整的预制装配技术标准体系没有形成.导致装配式建筑的设计、生产、施工、验收环节都缺乏标准,并且也没有适用于装配式施工的定额可供参考在构件生产阶段.在没有原材料质量统一标准的情况下,难以保证装配式建筑预制构件的质量:目前生产的构件通用性差.达不到产业化的要求,间接导致成本升高;装配式建筑大量需要的配套材料质量管理体系不成熟、供应有限也阻碍了装配式建筑的发展。
4.4缺乏材料保护
在一些实际项目中,往往会看到施工工人将大量的板材堆放在几个构件上,或者将重型设备直接挂在单一构件上,超负荷必然导致构件变形甚至彻底破坏而失去可承担荷载的能力,像这种情况如不加以控制,势必造成重大安全隐患。
5装配式建筑的发展方向
5.1MBIM技术在装配式建筑中的应用
BIM技术的运用,可使装配式建筑的各过程紧密结合起来。在设计阶段,可提高效率、实现标准化设计;在生产阶段,可优化生产流程,加快模型试制进程;在施工阶段,可提高现场管理效率,进行成本控制;
5.2积极培养具有过硬业务能力的装配式建筑设计、施工专业人才
装配式建筑的广泛应用已经是行业发展的趋势.高等院校应顺市场对专业人才的需求,研究产业结构.统筹装配式建筑全产业链的人才需求,结合实际工程实践,并利用好信息技术与“互联网+建筑”的模式培养人才。政府、学校、企业应多方联动.合力推动装配式建筑设计、施工人才的培养。①针对师资进行培训,可由学校、企业联合培训师资,产教互动,定期培训提升教师业务能力。
结束语:
装配式建筑作为一种新兴的建筑形式,很多优点都是传统建筑无法比拟的,但是装配式建筑也存在着一些缺陷和不足。因此,在现代建筑业快速发展的时代,我们应该转变观念和思路,目前我国应制定规范的标准化体系,保证构件的多样性和标准化的统一协调,严格执行技术要求和质量标准,同时提高专业化技术与管理模式,推动装配式建筑的发展。
参考文献:
[1]李湘洲.发展装配式建筑.中国建材[J].1999,2.
[2]高一然.论装配式建筑在我国的发展前景问题[J].城市建筑,2012(07)4.
论文作者:王虎杰,周顺
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签:建筑论文; 构件论文; 结构论文; 材料论文; 板材论文; 体系论文; 需求论文; 《防护工程》2017年第34期论文;