模块化建筑施工技术分析

文/刘霞光、杨昊林　中国核电工程有限公司　北京　100840



模块化建筑施工技术分析

文/刘霞光、杨昊林中国核电工程有限公司北京100840

【摘要】模块化施工技术符合当今建筑行业的发展要求，其不仅能提高劳动的生产率，还具有成本低、施工质量高、安全性强等特点。本文分析了模块化施工在建筑工程中的应用优势，阐述了工程中需要注意的要点，并基于其在国内目前的应用情况进行了展望。

【关键词】模块化施工；建筑；优势

目前而言，国内大部分施工企业在施工时均处于传统形式，即运输建筑材料到施工现场，在现场对各个构件进行加工，加工完成后进行安装。整个过程效率较低，耗费时间长，且劳动生产率低、对能源的消耗量大，在一定程度上阻碍了建筑行业的快速发展。新兴的模块化施工技术完美的改善了传统施工技术的缺点，在改善工人工作环境的同时，大大提高了工人的劳动生产率，降低了工程的成本，提高了工程的质量与安全度[1]。因此，模块化施工技术是未来建筑行业的大势所趋。

1、模块化施工的概念

模块化施工是传统施工技术的优化，与传统技术相比，它深度交叉了土建、安装以及调试等工序流程，在进行施工的同时，技术人员可以按照模块设计的图纸对其它的专业进行工厂化制作，等到施工过程结束后，再将制作好的模块运送到施工现场并快速准确的完成装配，随后进行施工。其整体流程如图所示，图1代表的是传统技术的施工过程，图2代表的是模块化施工过程流程。

图1　传统施工技术流程图

图2　模块化施工技术流程图

2、模块化施工的应用优势

节能环保是新时期建筑行业的发展目标，模块化技术在此时被引入，有助于建筑业的良好健康发展。以下是模块化施工技术的在建筑工程中的应用优势。

（1）工期大大缩短。应用模块化技术的施工过程，其工期相比传统施工过程要缩短很多，通常来说可以缩短1/3甚至是1/2[2]。这是因为模块化施工过程不必等到前一流程完成之后再进行下一流程，模块的工厂化制造能够与土建施工过程同时进行；而且模块后期装配需要时间短，因此工期得以极大的缩短。工期的缩短可以加快资金的周转，投资的效益能够尽快的得到发挥，极大的满足了用户的需求。

（2）用工量大大降低。模块化施工过程的工业化水平较高，与大板房屋相比的话，能够节省12-15%的用工量；与砖砌建筑相比的话，能够节省40-50%的用工量。而施工现场的用工量则节省更多，通常比大板房屋的施工现场节省一半以上[2]。

（3）对施工设备及材料的损耗大大降低，施工工人的工作环境得到了极大的改善，大部分施工过程都可以在工厂内进行，需要现场进行操作的过程只是组装模块、接通管线以及少量的装修，工人不再像以前那样要长期遭受风吹日晒之苦，施工的过程受天气的影响变小，这有利于施工的长期组织和进行，大规模的工业化生产变得可行。

（4）施工质量更高。应用模块化技术制造出的模块单元主要有钢材料制成，具有较强的抗压能力和抗震能力，坚固耐用。在施工时，模块化施工在楼板、梁、柱等位置加入了大量的钢筋混凝土，为了将“建筑”和“结构”有机结合起来，模块单元不仅仅只是围护结构，它与梁、角柱共同撑起了结构骨架，建筑因此更加坚固，其使用寿命得到了极大的延长。

3、模块化施工的技术要点

为了能够维持模块化施工技术的先进性及安全性，在进行施工时要注意以下几个方面。

（1）模块单元的密封以及运输要求。在对模块单元进行运输之前，首先要做好密封工作。密封材料应当选用密封效果强的厚塑料膜，并在施工的过程中注意保留。另一方面，要做好模块单元之间连接部分的防水工作。运输模块单元时，要注意行驶公路的最大装载高度以及宽度，要使模块单元符合公路的运输标准。国外的公路允许的最大宽度一般为3.5m，如果线路允许的话能够提高到4.3m。而允许的最大高度为4.5m，在经过隧道或者桥时要特别注意[3]。

（2）提升与安装受力。模块单元在升降操作过程中的受力将产生与通常情况不同的内部应力。特别是当所提升位置存在局部的受力集中，需要加强相邻的构件以及它们之间的连接来抵抗这些受力。通常这些位置可采用热轧型钢，而其他地方多采用轻钢构件。根据起重机臂架的高度，有多种不同的吊装技术。模块单元通常是从它们的角部进行提升，这样就需要使用一个独立的框架或一对衡量协助吊装。重型的吊装框架可与模块单元的平面尺寸相同，这样可以免除在模块单元上产生水平力与剪力。

（3）基础要求。因为模块单元自身的质量比较小，这就使得模块化施工时不需要建造规模巨大的建筑基础。在承重墙的下面建造条形基础，将混凝土通过树脂注入到基础中。基础或者地梁的水准对于随后模块单元的安装和对齐十分重要，经常需要对基础或模块单元的底部进行一些调整。一般情况下，可允许基础顶部在20mm左右的范围内进行变动。对于低劣的地基，可以采用桩基，并且模块单元的底梁可以设计为跨越各桩帽之间。

结语：

模块化施工技术在我国属于新兴技术，如今还没有形成成熟的施工体系，目前国内的模块化施工工程数目并不客观，有名的中冶集团与唐山港陆钢铁投资的BT工程、中冶京唐城建投资的石横高炉工程等。为此，需要各行各业的共同努力，特别是施工企业应该加强自主研发能力，逐步建立起模块化施工的理论及技术体系，为开创新型的工厂化施工时代打下坚实的基础。

参考文献：

[1]曲可鑫.钢结构模块化建筑结构体系研究[D].天津大学,2014.

[2]李无言.产业化发展趋势下住宅模块化设计初探[D].中央美术学院,2015.

[3]郭永祥.建筑钢材加工配送与模块化施工分析[J].山西建筑,2013,（33）:106-107.