装配式建筑的应用和发展

2018-02-15陶澍

建材与装饰 2018年41期

陶澍

（江西同济建筑设计咨询有限公司江西南昌 330000）

工厂对配件与构件进行预制，在施工的现场利用机械进行装配完成的建筑，我们称作装配式建筑。这种工厂化的生产以及机械装配作业，体现出建筑的现代化以及产业化特点。此种建筑形式使建设速度增快，施工现场的环境污染降低，建设效率有效提升。装配式建筑发展与应用对现代化建筑业发展有关键性意义。

1 装配式建筑应用分析

国外的应用分析：

从开始美洲移民时代的木结构拼装房屋，直至二战之后，为处理日本、欧洲等国家房荒的现象而发展使用的装配式建筑，由于建设速度较快，且生产成本较低在全球范围内得到广泛推广。

欧洲属于工业革命的源头，建筑的工业化非常发达，装配式建筑的运用时间早，相对应用比较广泛。西欧发达国家，如英国、法国，装配式建筑已经得到重点发展，生产施工中建筑构件的使用经验得到不断积累，建设起一套适合装配式建筑使用的体系。其中法国大板建筑技术较为先进，非地震地区最高能够建设25层，地震区可以建设10～12层建筑物。

1991年美国在PCI会议提出把预制装配型建筑发展视作美国的建筑业发展机遇，由此使得预制装配型建筑在美国得到有效发展。如今的美国，其混凝土构造建筑中的装配型建筑占比可以达到约35%。而且其抗震性能也可以完全满足使用要求，采取高强度硅砌块的13层建筑（加州希尔饭店遭受大地震之后仍旧完整；被称作美国最高模块建筑物的希尔顿帕拉西奥德尔里奥酒店，于1968年进行设计建设，目前依旧正常使用，也有效说明了预制构造的强力耐久性。

在二战之后经济不断发展的日本，其建筑的工业化处在全球领先水平，日本的装配型建筑发展在亚洲一直是一马当先。现今日本建筑中的很大比例房屋都属于装配型建筑，这和日本在立法中为装配型建筑的技术支持以及在财政方面提供的支持是密切相关的。

2 我国的应用研究

在20世纪60年代，我国针对装配式建筑的应用研究构造才开始进行，其中广泛应用的属于预制屋面板、吊车梁、大板建筑、预制空心楼板以及预制屋面梁，然而我国的装配型建筑技术较为滞后，预制构件的整体性比较差，承载能力比较低，延性较差且构件跨度很小，因为以上在功能以及物理性能方面的局限性，直至90年代的中期，全现浇混凝土建筑体系不断发展后逐步代替预制装配型混凝土建筑。之后十年的经济发展，预制装配型施工技术以及管理水平得到增强，劳动力的成本不断增长，加上预制构件加工的质量以及精度不断提升，预制装配型建筑的应用得以再次得到发展，加上国家也有相关政策支持，发展较为迅速。现今我国很多知名建筑企业，如上海万科以及南通建工所开发的很多项目都采取预制装配型建筑，已经有非常不错的实践价值。

我国的台湾、香港地区装配型建筑的应用较为广泛，香港屋宇署已经制定出健全的预制建筑施工设计规范，其高层建筑多采取预制外墙、预制楼梯以及叠合楼板等形式建设，厂房类的建筑通常采取装配型框架结构以及钢结构进行建设。台湾地区的建筑体系与韩国、日本较为相似，装配型结构节点连接结构与隔震、抗震技术的应用研究比较成熟，且装配框架梁柱以及预制外墙挂板之类构件得到广泛运用，预制建筑的专业化管理水平非常高，装配型建筑的高质量以及短工期优点得以显著体现。

3 装配型建筑分类与发展

装配型建筑分类：

预制装配式建筑应用不断发展，已经发展出了砌块建筑、板材建筑、模块建筑、轻板框架建筑以及升层、升板建筑这五种形式：

（1）砌块建筑。

墙体主要是预制块状材料所砌成建筑我们称作砌块建筑。大部分使用其建设3～5层高度建筑。其中建筑砌块分为大型、中型以及小型，而且分成实心以及空心两种，砌块建筑的优势很多，其生产技术很简单，且施工较为方便，造价非常低。

（2）板材建筑。

板材建筑称作大板建筑，主要是预制大型的内外墙板、屋面板以及楼板之类的板材配制组成。大部分在全装配型建筑中使用。此建筑能够有效减轻构造重量，使建筑物使用面积扩大，提高建筑物的抗震能力。板材建筑内墙板大部分是钢筋混凝土实心板以及空心板。外墙板大部分是有保温层附带的一种钢筋混凝土复合板，又或是泡沫混凝土，大孔混凝土，另外还能采取轻骨料混凝土材料来制作外饰面墙板。

大板建筑一定程度上对建筑布局以及造型起到限制性作用，内部欠缺灵活分隔。在设计过程中必须特别重视节点的问题。确保连接整体性。处理好外墙板的接缝防水与角部楼缝热工处理的问题。

（3）模块建筑。

模块建筑主要是在板材建筑基础上不断发展而成的装配型建筑。此建筑的工厂化程度非常高，安装速度很快。其中盒式建筑装配的形式包含：①整体模块型，是承重盒子相互重叠构成建筑。②板材模块型，把小开间楼梯间、卫生间以及厨房制成承重盒子，然后和墙板与楼板共同构成建筑。③核心体模块型，将承重卫生间盒子用作核心，周围利用骨架、墙板以及楼板构成建筑。④骨架模块型，采取轻质材料来制作住宅单元以及单间盒子，将其支承到承重骨架而形成的建筑物。另外还有使用轻质材料来制作包含管道与设备的卫生间盒子，将其安装到别的结构形式建筑之中。盒子建筑的工业化程度非常高，然而投资金额很高，运输很不便利，而且必须运用重型吊装装置，所以，其发展较为受限。

（4）轻板框架建筑。

这种建筑构成部分为预制骨架以及板材，能够用木、钢制成骨架与板材的组合，然而大部分采取钢筋混凝土构造来用作承重骨架。其中承重结构包含两种：①框架构造，承重框架主要由梁和柱构成，然后配合非承重的楼板以及内外墙板板。②板柱结构，楼板与柱子进行承重，内外墙板都属于非承重。骨架板材构造能够降低建筑自重，其内部空间的分隔较为灵活，非常适合多层建筑以及高层建筑。这种结构的装配形式包含两类：全装配型、现浇与预制互相结合的整体装配式。确保骨架板材结构刚度要求以及整体性的要点在于构件之间的连接，板、梁与柱之类节点的连接非常关键，详细施工过程中应当将结构需求以及施工条件作为前提，采取什么方法必须通过计算之后选择。

（5）升层、升板建筑。

升板建筑就是在底层混凝土的地面对各层的楼板以及屋面板进行重复性浇筑，将预制的钢筋混凝土柱竖立起来，柱作为导杆，利用放到柱上的千斤顶将屋面板以及楼板增至要求高度，然后进行固定处理。外墙主要采取幕墙、轻质组合墙板、预制外墙版、砌块墙以及砖墙等。另外可在增高楼板过程中提高浇筑外墙以及滑动模板。升板建筑通常柱距非常大，楼板的承载能力非常强，大部分用于多层车库、工厂、仓库以及商场等建筑。升层建筑要在地面上升板建筑各层楼板内外的预制墙体安装好之后，再共同提高，此建筑方法能够提升施工的速度，对场地限制性较高的地区十分适用。