简述装配式建筑的发展

2019-01-24张兴海

智能城市 2019年8期

张兴海

（韶关市金财投资集团有限公司，广东韶关 512000）

装配式建筑合理应用预制构件，该项施工技术在具体应用过程中相比于传统浇筑技术，其建筑工程的速度更快，并且由于工程施工中采用的各项构件都由工厂制造，因此，在精度和质量上控制起来都比较容易。装配式建筑是现代建筑行业未来的主要发展趋势，加强对装配建筑的分析，对于整个建筑行业的发展都有着重要意义。

1 装配式建筑的特点

1.1 质量可控

通过建筑设计标准化及部品生产工厂化解决了防水抗渗、隔热保温、提升精度三大质量难题。

1.2 成本可控

从设计阶段入手，提供技术支持，确保建筑工程建设的顺利进行，缩短建筑工程的建设周期，建筑综合成本明显可控。

1.3 进度可控

PC吊装加现浇部分，高层建筑约6 d一层（包括隔墙），多层建筑约2 d一层，受天气的影响更小。

1.4 实现人力、管理、工期的变革

（1）人力成本的增加让中国已经不再是一个廉价劳动力的输出国家，建筑业的人才匮乏和人力成本不断增加成为不可控的建筑成本中重要的部分。速度让人力成本控制成为可能，由技术工人、农民工向操作工、产业工人转变[1]。

（2）工程管理过程中过度材料浪费成为困扰建筑业发展过程中成本控制的一个巨大难题，增强管理能力和工地制度的治标方式，远不及缩短时间消耗所带来的材料节约成本的质变方式效果显著，现场由手工施工向机械总装转变。

（3）速度让利润空间更加广阔。

（4）三分之一的时间内同一笔资金所产生的利润相同，利润率是过去的3倍，只需要三分之一的时间现有利润就能达传统速度同等的利润水平。利润空间成倍增加。

（5）标准体系。

标准体系包括三个部分：

主体部分包括钢结构、木结构、钢筋混凝土结构等。

内装部分包括管线集成、吊顶系统等。

外装部分包括，幕墙系统、轻型外挂式维护系统等[5]。

2 装配式建筑的应用

建筑工程具体施工期间，通过对工业化装配式手段的合理应用，可以使建筑工程的成本、质量、效果等进行合理控制，更容易完成对建筑工程施工的合理控制。同时，计算机技术的合理化应用以及工程加工特点使人们对建筑工程的工期和成本能够有一个合理预期，保证装置式建筑工程的顺利进行。BIM是装配式建筑施工中最常用的一项技术，具体应用如下：

（1）通过对BIM 设计软件的合理应用，将建筑工程中涉及的各项内容都合理地设计成直观的3D数字化模型，通过对BIM设计名的应用，提升施工图纸质量，为后续建筑工程施工、监理和运行维护奠定基础。

（2）施工图：平立剖节点详图 + 三维透视或剖切视图。

（3）在施工前对每个细节进行充分的彩排与协调，诠释BIM精髓——优化、模拟、协同。

将项目演变成由2D图纸变为3D实物、4D施工安排、5D现金流的一个过程。

利用4D模拟技术及施工模拟技术，在施工前为施工计划做“彩排”，找出问题并及时协调解决[3]。

利用互联网、移动通信、摄影摄像技术，把预制、预加工等工厂制造的部件、构件的加工、运输、安装全过程，把隐蔽工程、特殊构造的施工记录，把现场施工进度等情况与 BIM 模型进行整合并全方位管理。

钢结构体系形式种类有很多，建筑工程建设中，不同体系的应用范围也会有所不同，虽然，一些结构体系在实际应用过程中的范围比较广泛，但是，在具体应用期间会受到经济因素限制，经济因素也是建筑工程施工中需要重点考虑的一项内容。常见的结构体系如下。

2.1 轻钢龙骨体系

我国在20世纪80年代末引进了日本、欧美轻型装配式小住宅。该住宅主要将镀锌轻钢龙骨作为承重体系，板材在结构中主要起到分隔和控制空间作用[4]。

形成结构骨架的基本构件主要为镀锌或镀铝锌冷弯薄壁C型钢和U型钢两类，再辅助以定向刨花板（ OSB板）、纸面石膏板等结构板材。

据不完全统计，我国近年已建成的这类房屋体系约有数万。已有《低层轻型钢结构装配式住宅技术要求JG/T 182—2005 》；《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》（ JGJ 227—2011）。总之，我国薄板轻钢房屋体系已进入快速发展阶段。

2.2 纯钢框架住宅体系

该体系中竖向与水平承载体系采用的都为钢框架。目前，钢柱截面采用的多位H型，并且与混凝土界面相比，其尺寸更小，因此，纯钢框架体系在实际应用过程中，抗侧移刚度更小。如果工程建设在强震区域，要想使结构体系在应用过程中的水平位于与总侧移刚度的实际性能满足要求，其难度较大，这也是在对该结构体系应用时，需要施工人员注意的一项内容。

2.3 钢框架支撑住宅体系

该体系竖向承载体系为钢框架，水平承载体系为钢框架和钢支撑共同形成的抗侧力体系[5]。如果在建筑工程中对该体系进行应用，假设建筑工程位于强震区，若柱子细长，通常都利用偏心支撑框架体系，这主要因为，该体系在是应用前，具有不多的耗能和延性[5]。

建筑工程具体建设过程中采用钢结构具良好的抗震、环保、技能效果，并且建筑工程中应用的钢材可以实现回收利用，作为钢结构建筑形式之一的钢结构住宅最符合低碳城市的建设规划。早在2011年林树枝就表示过：“厦门市是全国低碳城市建设试点城市，我们将率先探索低碳绿色发展模式。” 此次厦门市能够提出在保障房建设中采用钢结构，与林树枝具有相当的专业知识、有过9年设计院工作的经历有直接关系。

节地：同普通混凝土结构住宅相比，钢结构住宅建筑得房率高5%～8%，这也是钢结构在建筑工程住宅得到了广泛应用的主要原因。特别是全钢结构住宅建筑，其节地性能十分明显，例如，万郡大都城钢结构住宅使用面积提高约6.9%。

节水：万郡·大都城钢结构住宅为工业化生产，现场装配化施工，工程建设期间，节水效果显著。

节能：建筑工程施工期间，会消耗掉大量的能量，消耗能量的环节包括生产、运输、安装等多个环节，装配式家住工程与混凝土结构建筑相比，工程建设中施工的钢材料的资料较少，并且采用的各项材料都可以进行再次提炼，可以实现对材料的循环利用，从而减少建筑工程在整个生命周期过程中碳的具体排放量，进而达到节能环保的目的。

节材：万郡·大都城节约30%的材料消耗。对于建筑工程建设中的节材问题的分析，主要分析材料的具体消耗情况，在该期间可以对全生命周期评价法（LCA）进行应用，完成对可回收材料的统计，并且，在该过程中要对比建筑生命周期中采用的各项材料的消耗情况的对比[6]。

钢结构住宅体系建筑与常规住宅建筑相比，耗费的材料更少。建筑工程的主体结构体系采用钢结构，结构中的材料的重复回收率用能够达到70%～80%；龙骨采用冷弯薄壁型钢，可回收冶炼，并且施工中采用的灌浆量也可以进行粉碎处理，再次利用。

减少粉尘污染：建筑工程施工中，会产生大量的粉尘，这会对施工环境造成较为严重的污染。万郡·大都城在具体建设过程中，在施工中坚持工业化、标准化、产业化和绿色化。在工厂中完成原本需要在工地进行的内容，将室外工作转为室内工作，将高空作业转为地面作业，降低工程施工难度，同时，对于施工中涉及的危险工作都交给机械完成，降低了施工的危险性。

3 开发钢结构住宅所面临的问题

随着人们对钢结构住宅研究的不断深入，钢结构住宅的设计和施工技术已经变得更加成熟，但是，从目前的情况来看，楼板、墙板等的配套体系仍然有一些问题并未得到解决。建筑中的楼板应当具有良好的隔音效果，以及在平面刚度上要能够满足需求，同时，施工要快捷；工程的外墙应当具有良好的保温、防火、隔热等多项功能；内墙应当方便安装与拆卸。

钢结构在应用过程中的一项缺点就是其耐火性差，当温度处于200～600 ℃时，会降低钢材屈服强度，而温度超过600 ℃后，钢材承载力将会丧失。此外，钢材在应用过程中的耐腐蚀性差，其在应用期间的腐蚀情况会受所处环境的温度、湿度、化学成分影响，这会对钢材结构的性能造成不良影响，因此，在采用钢结构时，应当采取措施对钢材进行保护。