浅谈我国预制装配式住宅的发展与建议
2018-02-15张瑞燕
张瑞燕
(山东科技大学土木工程与建筑学院 266510)
近年来,全国住房和城乡建设会议都提出了发展和推动装配式建筑有关工作要求。装配式建筑是由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构。装配式住宅简单说就是可以不再搭设模板、脚手架,预制构件可以在工厂、地面做好,再现场吊装。
2015年中央城市工作会议提出“推进城市绿色发展,提高建筑标准和工程质量,高度重视做好建筑节能”,从理念上将装配式建筑的精神归入中央发展方针。2016年2月6日提出“力争用十年左右时间,使装配式建筑占新建筑的比例达到30%”的具体目标,装配式建筑是我国产业化的一个方向,可以看出政策红利为加速我国装配式建筑的产业化进程提供了有力支持。
1 装配式住宅的发展历程及现状
我国装配式住宅起步较晚,于20世纪60年代开始出现,自70年代中后期以来,随着城市化水平的提高和人民对住房质量需求的进步,大面积城镇住房建设给装配式住宅的发展提供了新的机遇与挑战;到90年代末,我国预制装配式构件在生产量方面有了较大提高,但是构件质量较低,在装配式住宅中的应用也不够科学。当时的装配式住宅在隔音、防水、耐火、防锈、保温、抗震等建筑性能尤其是节点抗震性能没有得到很好的解决,技术难题的阻碍和技术规范的缺乏使装配式建筑在我国呈现了初步积极探索,但仍然发展缓慢。
经过几十年的改革发展,人们的住房水平已经有了显著提高,房地产业步入稳健发展的新阶段。但是仍有许多年轻人面临住房难,买房难的困惑。为了人民生活水平的提高和社会矛盾的解决,国家提出“房子是用来住的,不是用来炒的”,并大力推进廉租房和经济适用房建设。在此种条件下,对满足人们的基本需求的保障房提出了时间上的挑战。我们重新审视装配式住宅,认为其构成部件的标准化以及快速的建造速度为保障房的推进提供了有力助力,多地政府已经出台推进装配式建筑的指导意见和相关的扶持政策,比如对于上海市发布的对于采用装配式建筑的住宅给予3%容积率的奖励,对于寸土寸金的上海,这无疑给以利润为主导的开发商带来巨大吸引。相信在政策的引导和市场导向的双重作用下,装配式住宅的发展将迎来新的春天。
2 装配式住宅的功能与优势
与传统现浇混凝土施工方式相比,建筑工业化下的装配式住宅具有独特的功能与优势,主要体现在以下几点:
(1)劳动生产率大幅度提升:流水组织生产是装配式构件大批量生产的典型组织形式。其特征是:工艺过程封闭,各工序时间基本相等或成简单的倍数关系,生产连续性强,过程连续性好。其优点在于能采用先进、高效的技术装备,提高工人操作的熟练程度和效率,进一步节约施工工期。
(2)质量管理工作前置:对于建设、监理和施工单位而言,由于装配式结构的主要构件在工厂内加工制作,装配式结构的质量管理工作从工程现场前置到了构件预制厂。监理单位需要根据建设单位的要求,对预制构件生产质量进行驻场监造,对原材料进行抽样检验、预制构件生产、隐蔽工程质量验收和出场质量验收等环节进行监理。
(3)全生命周期造价降低:囿于资金压力、建设工期压力等,传统现浇式住宅往往是在满足功能的基础上尽量减少建设投资,导致项目的质量、耐久性受到层层干扰。由于当前工业化程度偏低,市场上装配式住宅造价比传统现浇式住宅造价增加200~400元/m2。但在使用成本方面,装配式住宅比传统住宅降低了许多,而且使用年限越久,使用成本降低的幅度越大。按照50年的建筑全生命周期来计算,虽然目前装配式住宅的前期投入要高于传统现浇式住宅,可进入使用阶段,两者的差距会逐渐缩小,最终装配式住宅的成本会低于传统现浇式结构。
(4)有益于环境保护:通过将大量的现场湿作业建造转向现代化工厂制造饿方式,控制了建筑垃圾产生、建筑污水排放、建筑噪声干扰以及扬尘等环境问题,同时符合当前倡导的“绿色建筑”,有利于节能降耗:有资料显示,按建筑产业化建设的某项目,每年节约电费可达80万元,节约标煤485.19t,减少粉尘排放4.85t。由此可以看出,建筑产业化可以在很大程度上实现国家“四节一环保”的建设减排目标。
(5)机械使用率高:无论是预制构件的现场卸车还是吊装就位,都依赖于垂直运输机械,因此可以充分利用塔吊,减少现场租赁机械设备的闲置率。另一方面,因现浇部位较少,现场混凝土用量大大减少,故省去了混凝土泵送机械的使用。
(6)信息化技术的应用。随着互联网技术的不断发展,数字化管理已经成为装配式结构质量管理的一项重要手段。尤其是BIM技术的应用,使质量管理更加透明、精致、可追溯。
3 推进装配式住宅面临的问题
3.1 目前装配式建筑工程成本较高
据调查,由于工业化增长率不同,目前市场中建筑产业化比传统建筑的造价增加200~400元/m2。此外,在构件生产及施工环节,由于构件生产的一次性投入、机械投入过大,使得预制构件工厂不足,形成卖方市场,构件生产企业任意对构建提价也是造成预制构件价格偏高的原因。综合各方面,合理的利润是企业发展的基石,对于利益至上的开发商,只有在政府的补助利益政策能够弥补利润损失的情况下,才会更青睐于预制装配式结构。
3.2 运输管理
在大型预制构件的吊装运输过程中,对构件的安全平稳要求较高。而由于构件高宽比较大、重心较高,一旦钢运架或者支撑架的设置不合理,极有可能导致构件在运输过程中倾倒引起车辆倾覆。另外。由于运输构件的体积过大,对运输道路的要要求也比较高,需要道路有足够的宽度和足够的转弯半径以避免运输途中意外事故的发生。
3.3 施工阶段的造价风险控制要求更高
装配式住宅的构件组装对安装预制构件的技术工人要求较高,现场管理需要更强的专业能力和协调能力。由于产业链条不成熟,部分产品需要国外进口,单价较高;为起吊构件,施工过程中采用的特种机械均较一般施工用塔式起重机要高。人工单价、施工机械费及材料费用的增加均提高了装配式住宅的成本。
4 结论与展望
装配式住宅以绿色为发展理念,以建筑业转型升级为目标,以技术创新为支撑,以信息化和现代化管理为手段,将装配式住宅生产的全过程联结为一个完整的产业系统,实现传统生产方式向现代工业化生产方式的转变,从而使建筑业在科学技术与经济管理上达到当代世界先进水平。
因此,实现当代预制装配式住宅应注重内涵式发展,要通过技术创新和管理创新,着力攻克技术单一、工业化程度低、生产方式落后等难关;耐心的从基础教育一点一滴做起,更加注重企业能力的建设和技能人才的培育,从而全面支撑起预制装配式住宅的持续健康发展。
4.1 优选设计单位,强化设计管理
建筑产业化工程尚无成熟体系,故在设计阶段应优选具有建筑产业化工程设计实验或实力较强的设计单位。同时设计阶段要注意所设计的构件种类尽量统一,增加钢模的周转使用率。而且在构件设计时要考虑构件的生产、运输要求及现场施工的吊装要求。尽量对钢筋用量进行优化,并对其他埋件进行标准化设计,加大周转使用率。
4.2 提升技术水平,提高生产效率
预制装配式住宅发展的关键因素之一就是依靠科技进步变粗放型为集约型,提高劳动生产力,组织科研人员对影响预制装配式住宅的主要技术环节进行科技攻关,通过研发新技术、新材料、新工艺,解决关键问题,推动预制装配式住宅的发展。
4.3实现管理模式创新
管理创新的目标就是创新发展模式,应优化整合整个产业链上的资源、实现设计、开发、制造、施工、装修一体化的建造模式。在建设厅已经编制的建筑产业化补充消耗定额条件下,建设主管部门也应完善市场价值,健全各项监管制度,制定装配式住宅的基本保障价格,避免本行业内的恶性竞争、无序发展,为行业发展保驾护航。
[1]郭松海,王全良.住宅部品标准化[J].城市住宅,2009(11):18~20.
[2]崔瑶,范新梅.装配式混凝土结构.北京:中国建筑工业出版社,2017.