装配式住宅在郑州市公租房建设中的应用研究

(1.郑州成功财经学院 河南 巩义 451200；2.河南交通职业技术学院 河南 郑州 450005； 3.河南省煤层气开发利用有限公司 河南 郑州 450016)

一、引言

近年来，随着郑州市经济的快速发展，建筑业逐步成为郑州市经济建设的支柱产业，但建筑业历来以高污染、高消耗闻名，与国家要求的可持续发展理念背道而驰。李克强总理在政府工作报告中指出要积极大力推广绿色建筑，绿色建筑要求绿色施工，绿色施工可以在一定程度上降低施工过程中的污染，它可以利用废弃混凝土做再生骨料，减少对天然砂石的开采，降低环境的压力，故而绿色建筑概念的提出为经济发展方式的转变、经济结构的优化、调整和可持续发展理念的实现指明方向。

1891年，法国首次提出在俱乐部建筑中采用预制构件-预制混凝土梁，装配式构件逐步进入建筑工程领域，到现在，预制混凝土工艺已有130多年的历史。自上世纪90年代末期，预制混凝土构件开始广泛用于工业和民用建筑，但国外预制混凝土结构发展的速度较快，上世纪70年代的能源危机期间美国开始实施产业化施工和机械化生产，到现在，装配式技术在美国建筑工程中占比35%，美国城市住宅结构基本上以工厂化、混凝土装配式和钢结构装配式为主，降低建设成本投资，提高工厂构件通用性，增加了施工的可操作性；装配式技术在欧洲建筑工程中占比为35%-40%，其中法国主要采用钢筋混凝土辅以钢和木材进行装配式建筑的施工，并逐渐向着大跨度方向发展，德国主要采用叠合板、混凝土和剪力墙结构体系利用构件装配式和混凝土结构形成耐久性较好的装配式建筑；在亚洲，日本的装配式技术发展速度更为迅速，相关的专家学者对其研究较早，出台了相应的规范制度，如：《住宅性能指标》、《工业化住宅性能认定规程》和《工业化住宅性能认定技术基准》等。

装配式构件在我国起步较晚，近十年来，我国对装配式住宅体系的研究才相应有所加深，李忠富和张蕊[2]针对住宅产业的住宅体系进行研究，提出建立面向大规模定制的住宅产业敏捷生产体系；蒙光忠[3]通过对万科16年装配式住宅构件的研究发现装配式住宅构件已经成为深圳市建设局推广的主力对象，此外，2001年以来，政府建设机构已经着手下发了就建筑业使用预制混凝土技术的规范，并通过建筑部门实施激励计划的方法针对采用预制构件的项目给与了多方的政策性支持，我国陆续出台了相关的规范标准，如《建筑模数协调标准》GB/T50002-2013、工程建设国家标准《木结构设计规范》GB50005-2003及局部修订等。

装配式住宅是指依据一定的标准，将建筑的全部或部分构件分解成预制构件，提前在工厂中制作完成，然后运输到施工现场进行组装拼接形成的新型住宅[1]。装配式施工技术具有建筑的主要构件提前在工厂制作完成、预制构件的连接方式可靠的特点，采用构件生产工厂产业化，可以大量减少施工现场的建筑垃圾，达到绿色环保要求；此外，框架式结构和框架剪力墙结构中需要的大量墙、梁构件等在工厂直接生产，减少现场模板的使用，降低现场施工强度，减少现场构件的砌筑和抹灰程序，可以大幅度缩短工期。

二、公租房建设的发展意义与发展前景

我国正处于经济飞速增长、城镇化快速发展的时期，河南作为中国的农业大省，人口居于国家前列，人数众多，我省一直处于住房供应不足，房价过高和上涨过快的状态，解决城镇居民的住房居住问题，是我省一项长期而艰巨的任务[4]。2009年，温家宝总理的《政府工作报告》明确指出，要加快完善保障性住房建设的政策措施，解决城市低收入住房困难家庭，加强保障性住房建设，可以进一步改善民生，拉动内需。2013年习近平总书记强调加快推进住房保障体系和住房供应体系，满足群众基本住房需求。1953年，香港开始启动“公屋计划”，采用预制建筑设计和模块标准化建设，为改善民生、满足城市居民住宿要求提供发展方向，公租房作为保障性住房的一种逐步进入大众视线，公租房建设是政府以租金补贴或实物配租的方式，向符合要求的城镇居民最低收人且住房困难的家庭提供的社会保障性质的住房，极具产业化潜质，具有建设量巨大、工期短、户型面积小、种类单一和标准化程度高的特点[5]。

现阶段，郑州市的公租房以小户型为主，建筑面积约为45m2的两居室或为60m2的三居室，是政府的事实项目，其建设规模和兴建速度不断增加，但传统的住房建设需要大量的模板，现场湿作业量大，造成水污染、空气污染和噪声污染，对环境保护带来巨大的压力。将装配式技术与公租房建设进行结合，可以减轻环保的压力，与传统建筑施工技术相比，装配式技术可以重复利用模板，对于梁、板、柱等构件甚至减少模板的使用，现场湿作业量可减少一半，降低材料的浪费，降低建筑对资源、能源的消耗，减轻建筑废弃物对环境的影响[6]，通过对比产业化住宅楼与传统建筑项目的降耗减排测算可知，采用转配式产业化生产，可以促进传统的建设方式向绿色、环保、科技等现代化建设方式转变，具有良好的社会、环境和经济效益。但装配式建筑结构形式有限、设计缺乏灵活性，将装配式技术结合公租房建设进行大规模生产，可以更好的适应建筑要求，采用工厂化集中生产的方式和装配化施工的方式，较好的降低了建筑主材和辅材的消耗，减少建筑垃圾的产生和污水的排放，减轻环保压力的同时可以降低造价。

三、公租房建设中推广预制装配式住宅的意义

目前我省建设公租房主要目的为保障城市中低收入人群解决住房问题，并合体调控商品房价格，防止房价过高。公租房住宅建筑的传统生产方式混凝土配置依据经验较多，混凝土搅拌采用人工拌合和现场浇筑方式居多，混凝土养护条件受到限制，强度难以达到要求，对建筑的整体性和强度要求产生影响，采用装配式构件降低人的操作强度，施工质量便于把控，这是保障结构整体性和提高生产质量要求。

建筑业自上世纪90年代步入快速发展时期，市场上房地产和施工企业的的竞争压力随之增加，各企业通过降低材料和人员费用的方式提高竞争力的发展空间在逐步缩小，各企业只有增强技术创新，转变生产方式，才能增强自身竞争力，这是政府和企业转变生产方式的需要[7]。

装配式技术是在工厂进行构件加工，然后运输到施工现场进行组装成型，这在无形中增加运输和组装的费用，且设计单位对装配式构件较为陌生，配套设计费用高，在推广初期成本高，这需要从政府的投资项目着手，公租房作为政府投资项目，数量多且户型简单、模板利用周转程度高，可以在一定程度上降低造价[8]，随着设计标准的颁布和执行，大幅度降低装配式建筑设计的配套费用，故而装配式技术的利用是政府投资项目示范的需要。

随着我国新型城镇化的大力推进，政府出台的《十三五新型城镇化规划》、《绿色建筑行动方案》、《关于大力发展装配式建筑的指导意见》等文件明确提出要大力推行装配式建筑，提升装配式建筑在建筑市场的占有率。此外，第十届国际绿色建筑与建筑节能大会上，住房和城乡建设部副部长仇保兴的《普及绿色建筑的捷径-装配式住宅》主题报告明确指出，现阶段中国建筑需要寻求一条绿色的、快速化的生产方式进行大批量绿色建筑生产[9]。“十三五”期间，国务院要求积极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式建筑，提高建筑工程标准和质量，绿色建筑的概念深入人心，装配式建筑的节能环保性能符合绿色施工的要求，可以大量节省模板施工和现场的湿作业量，4.13日，郑州市装配式建筑培训会的召开进一步要求提高装配式建筑管理人员的业务能力，尽可能促进建筑的转型升级，促进装配式结构的发展，在2020年装配式建筑尽可能达到30%，这符合政府落实节能环保措施的需要。

四、装配式住宅在郑州市绿色建筑-公租房建设中的应用

正商林语溪岸2号院位于郑州市惠济区金山路南，其公租房建设建筑立面设计较为简单，户型和建筑面积较为固定，主要以小户型为主，户型采用一室一厅和两室一厅，整体布局一致。郑商集团具有进行装配式施工所需的人力资源条件和管理技术、设备条件，对本工程选配具有相应技术的施工人员，结合传统管理模式，采用适用于装配式施工的管理体系，加强对预制构件生产、运输、进场和安装等工序的监督调控，加强监理单位对施工全过程的安全、质量把控。

在工程施工过程中，正商林语溪岸2号院外墙PC板事前在工厂预制，制作构件所用的钢模具可多次循环使用达100次以上，报废后可回炉循环利用；门窗预先安装在钢模，进行混凝土浇筑时可使得窗框好混凝土较好的粘合，避免传统施工工艺中渗水缝隙的存在；PC板间预留20mm宽的缝隙，可以避免因为混凝土的收缩、徐变，地基的不均匀沉降等造成的外墙裂缝，可以较好的解决普通住宅的开裂、渗漏问题。

正商林语溪岸公租房建设中装配式产业化建筑相对于传统建筑而言，施工质量便于控制和管理，如表1所示，传统工艺对于结构整体质量要求仅以厘米级测定，窗户防水和混凝土浇注、养护等过程难以保障，容易出现渗漏、裂缝和空鼓脱落的现象，装配式构件采用定型模板，构件精度控制在毫米级别，对精度要求更高，其外墙面施工与混凝土墙体同时进行，采用一次作业法进行浇筑，外墙浇筑后铺设预先进行钻孔的保温材料，插入拉结筋，放置内墙钢筋和预埋件，在外墙初凝前进行内墙浇筑，可以避免外墙面砖脱落，一次浇注成型，加强节点处防水处理，尽可能避免出现不同构件连接接触位置出现密封不严漏水现象；正商林语溪岸处于北方，冬季寒冷，外墙保温要求更高，装配式构件采用夹芯保温外墙板，将混凝土构件、保温层和外墙外叶板采用水平浇筑方式进行同时构筑成型，运输到施工现场组装，相对于传统施工墙体成型后贴保温板，保温效果更好，施工更为简便。

装配式施工利于加快工期进度，相对于传统生产500天的施工工期，现阶段，正商林语溪岸公租房建设施工工期可减缩为295天，生产周期大幅度降低，如表2所示，其符合公租房和保障房建设快速、高效的要求，现场的施工安全管理较为方便，利于推进资源的整合、提高工程施工过程的管理效益，最终便于成本控制，利于环境保护和资源节约，传统建筑生产过程造成大量的建筑垃圾，每年直接消耗的能源占全社会总能耗的30%左右，在施工过程中产生大量的废水、废渣、灰尘等建筑垃圾，严重影响周边环境，采用装配式技术可以减少建筑垃圾和能源消耗，依据正商林语溪岸公租房建设数据显示，施工工地现场70%以上的工序为干作业，大大减少了水资源的浪费，生产过程可减少施工用水量、混凝土消耗和钢材损耗48%左右，减少建筑垃圾75%，可以节约能源50%，符合国家倡导的“建设资源节约型、环境友好型社会”大政策的需要。

表1 装配式钢筋混凝土结构与传统混凝土结构质量控制对比

表2 不同生产方式的生产周期

此外，正商林语溪岸公租房建设中使用材料具有环保性能和可降解性，环保评定等级符合B级要求，造价较低，经济型较好，10年内无需大修，实程现生产过基本绿色化，减少资源能源的消耗，减轻施工过程中的噪声、废水、粉尘对环境造成的污染；其装配式施工生产工艺较为简单，操作方便，构件成型方便施工，现场主要依靠机械进行组合装配，劳动力投入少，对操作人员要求较传统施工低，自动化施工安装及运输较为方便生产性能总体评价较高。

五、结论

绿色发展是转变经济发展方式、调整优化经济结构、实现科学发展和可持续发展的必然选择，是我国“十三五”建材工业发展的重中之重，随着公租房建设的逐步推进，建筑行业住宅类建筑逐步朝向产业化发展，依据政府相关要求，住宅的建造越来越倾向于和绿色发展的理念相结合，装配式住宅有着巨大的节能减排作用，可以提升住宅品质和效能，提高施工效率，缩短施工周期，并充分体现了绿色建筑“四节一环保”的特点。住宅建筑中发展装配式施工技术，在满足城镇基本住房问题的同时，使建筑过程实现绿色化，保证环保要求，为实现社会经济可持续发展提供新的途径。