预制装配式建筑的发展现状及前景分析
2022-07-10吴蓉艳张值源姚俊同
汲 鹏 吴蓉艳 张值源 毕 棚 姚俊同
辽宁工程技术大学土木工程学院 辽宁阜新 123000
预制装配式建筑,顾名思义,就是将建筑部件提前在工厂中预先制好,达到建筑标准后再运往施工现场直接进行装配。这样的工程实施模式不仅减少了施工时所需要的大量人力物力成本,同时还避免了对于周围环境的污染及住户的影响。对比传统建筑模式,预制装配式建筑的优点是显而易见的。但有利也有弊,这项技术的高标准和国内相关人才的稀少也制约着它的发展。以下我将对关于预制装配式建筑的发展现状及前景进行深入探讨。
一、预制装配式建筑的起源
预制装配式建筑并不是近年来才有的新兴技术,早在20世纪六七十年代,国外的预制式装配建筑就迎来发展的高潮,瑞典开发了以预制式配件(混凝土预制板)为核心的大型建筑工业化体系,大力发展相关技术,到了今天,瑞典已有房屋中的预制式结构已达到了95%。同时法国建筑行业,则是通过走出一条以全装配式大板和工具式现浇工艺为标准的建筑工业化大道。虽然我国在当时同样有着令人骄傲的预制装配式建筑作品:北京民族饭店,但随着时代的推移和物质发展条件匮乏等不可抗因素,预制装配式建筑技术的发展在近些年来才又被人们所提及。
在建筑工程的施工过程当中,装配式建筑工程的建筑产品大多数属于由生产车间制造而成,其结构单一,在运输的过程中能够极大地降低运输成本,更好地利用现有空间,装配式建筑工程在处理上,可以实现现场装配,使得整个工程的进行更加高效。现场通过特定的装配作业,比原始现浇作业大大减少。
整个装配式建筑在整体的规划上具有整体性,其施工过程可以根据现场的施工情况进行分析,没有固定式的组装流程,在人员的调配和设备的处理上能更好地实现合理分工。装配式建筑在施工的过程当中符合国家绿色建筑的要求,在材料的使用上更符合国家下达的建筑材料质量控制标准,更能迎合节能环保的时代步伐,能够降低对自然环境的损耗,同时提高资源的利用率。
二、国内预制装配式建筑的发展现状
在20世纪,其他国家大力发展预制装配式建筑及其相关技术,走向建筑工业化的同时,由于各种原因,我国的建筑工业化发展相对缓慢,但只论单层工业厂房这类设计建造技术我国并不落后于他人,这种建筑技术的发展情况也与当时的时代相对应。在此背景下,虽然我国当时的建筑行业没有朝着现代化发展,但各种工业厂房,构配件厂以及新型建筑体系的建造也得到了长足的发展,为我国今后的工业发展打下了稳定的基础。从80年代开始,我国的建筑行业工业化的发展便出现了一些问题:所建房屋的质量和抗灾能力弱;建造的建筑在风格上千篇一律;人才与技术的缺少流失让建筑行业的发展停滞。直到21世纪初,我国的建造行业才又重新开始起步,而预制装配式建筑也是在近些年才重新进入建筑业的。要想实现我国建筑工业化,预制装配式建筑肯定是必经之路。相比较于传统浇筑建造模式,预制装配式建筑不仅能有效地提高房屋的建造质量,还避免了冗长烦琐的施工周期,降低了建造时庞大的人力所需要的成本,这对加快我国建筑行业的转型升级,无疑是当下最明智的选择。但是涉及到成本,我国的预制装配式建筑又有着一定弊端。现阶段,我国的预制装配式建筑技术还处在起步阶段,国家却没有出台预制装配式建筑的具体标准,行业标准与人才技术的缺少,使得装配式技术的现状并不匹配建筑厂商对于建造的要求。与浇筑式建筑相差无几的价格以及预制部件所需的漫长工期,都会让建造者们望而却步。现阶段预制式装配建筑技术虽然受到了国家的大力扶持,但因为我国相关技术不成熟,起步较晚的原因,这项技术还没有被建筑市场完全接受。
三、预制装配式建筑的发展前景
推广装配式建筑是建筑业实现工业化的必然过程。但我国的装配式建筑现状容不得我们盲目乐观,如何去迈出建筑行业现代化的关键一步,需要我们不断地去做出努力与改善,我的观点是从以下几个方面着手。
(一)国家需尽快完善管理体系与标准
虽然关于扶持装配式建筑的政策在不断出台,但现在装配式建筑缺少的是以装配式部件为核心的工业化体系,以及相关的部件生产标准。即使装配式建筑的优点再多,没有成熟的部件制造技术与产业链化的技术使用体系,也显示不出这项技术的魅力。如果没有这些前提,我国的装配式建筑技术根本没有发展的空间。长此以往,市场上装配式建筑所占有的2%的份额不仅不会增加,甚至还会有降低的可能性。因此,装配式建筑现在最重要的并不是国家仅仅去出台政策与法律法规去扶持它,而是尽快地建立行业标准,引入学习国外的技术与发展先例,使装配式建筑形成一个工业化生产,产业链化使用的建筑技术。只有做到了这些,装配式建筑的低成本,高建筑质量,环境友好等优点才能显现出来,到那时,装配式技术自然也就成了施工的首选。
(二)加强相关人才的专业培养
装配式建筑技术的发展困难,与我国相关方面的人才稀缺有关。培养房屋建筑设计师的目的在于,通过施工前对建筑项目的设计,来决定最后建筑目标的外观,建筑方案等。而培养房屋建筑师的目的则在于让设计师设计出的房屋可以完美地建造出来。相较于传统的房屋设计师,装配式建筑的设计师培养更为困难,装配式建筑设计师要有良好的空间建模能力与良好的专业知识基础。一般的装配式建筑设计师可以通过科学的计算保障房屋建筑具有安全性与稳定性,合理地分析各方面因素例如经济利益与社会功能,从而决定建筑方案。通常来说,安全、经济、美观和实用以及适用性是建筑结构设计的主要标准和原则。在设计中,设计师首先要以建筑施工的实际情况为参考进行设计。设计人员要以设计的标准为主要的追求目标,从而实现设计的合理性,为建筑的施工质量奠定坚实的基础。而培养建筑师是需要加强培训看图能力以及面对突发建筑情况时的应对能力。培养出一批批设计师和建筑师是建筑类职业院校的主要任务,在源源不断为国家输送建筑专业人才的同时,教师应紧跟时代步伐,将最新的建造技术加入课堂当中,为建筑行业输入栋梁之材。
装配式建筑技术在我国的中小学教材上是很少提及的,不少学生在学习阶段,对于这项技术完全闻所未闻。到了专业选择的时候,自然也就不会过多关注。而在高校中,装配式建筑技术更是近两年才开始进行初步发展的新兴专业。在2017年,东南大学、南京工业大学、合肥工业大学才入选了“全国装配式建筑产业基地”。而关于装配式的高校教材,于2019年1月8日才正式由远大住工与八所名校开始编纂。可以说,21世纪以来我国的装配式建筑教育基本为零。这样,装配式建筑的发展困难自然可知。因此,希望国家在开展高校相关专业的同时,也要在中小学课本中多介绍装配式建筑技术的长远优势以及我国相关技术的发展缓慢,为今后装配式技术的发展大力培养人才。
(三)探索新的建设管理模式
装配式建筑的专业性极强,对比传统浇筑式建设模式一道工序一道保障,装配式建筑的部件设计与装配时则需要将构造、水电、通暖等多个建造方向全部考虑到。因此,传统的建造管理模式,肯定是不符合装配式建造现场的。要想使这项技术被市场尽快接受,相关管理人员则需要在多次实践的过程中尽快探索出一种适合装配式建筑建设的管理方法。此外对于管理体系,应有一定的改革,建筑行业不同于其他行业,无论哪一个环节出现问题,造成安全问题,后果都是不堪设想的,所以要对每一个层级都加强管理,争取建筑过程中,建成后不出现安全问题。
(四)与现代技术相结合
尽管我们没有赶上20世纪装配式建筑技术发展的世界浪潮,但我们依旧有我们的优势。与20世纪装配式建筑技术发展的时间节点相比,现在我们的科学技术已超越那时的发展。现代工程中所使用的BIM技术,无疑能与装配式建筑完美结合。
(五)参与方多方协作进行
装配式建筑相较于传统的建筑方案设计,这种建筑设计对设计师有更高的要求。传统的设计方案只需对房屋的整体进行设计,之后再进行水电、电暖等设施的铺设,最终完成一个建筑的设计。而装配式建筑的设计流程却要求在房屋整体设计的同时就将水电、地暖等设施加入其中,因为装配式建筑在建筑房屋时是将一个个房屋零件组合构成。施工过程就类似拼积木的过程一样,不能在完成施工后再对内部加入其他水管电线等设施。所以这便要求房屋建筑设计师与零件加工厂方面与施工人员方面有良好的沟通。例如在零件加工过程中,设计师应提前告知零件加工方,不可将生产出来的零件与图纸中的零件不同,造成浪费。此外在施工过程中,要告知施工人员组装顺序,防止缺少零件使房屋的安全性出现问题。
(六)实现预制构件的产业化经营
随着我国建筑原件产业不断完善,预制构件的产业化经营进程不断实施,需要保证材料供应链的完善,在经营体系的建设上不断完善,实现了产供销一体化的经济建设,保证了基础制造业的持续化发展。加大对于产业化经营当中信息化的建设工作,实现互联网平台的资源互通,同时对于信息化的建设工作能够帮助企业更好地融入市场经济当中,同时在信息化的过程当中能够很好地实现不同企业之间的信息交流,互通有无共同进步。信息化也是走向国际化的必然过程,重视信息化基础设施建设工作,也能够帮助企业更好地与国际接轨,体现企业的核心竞争力。
四、预装配式房屋的安全保证
建筑是否安全是考量房屋价值的第一标准。在现代的城市建筑过程中,房屋高度越来越高,楼层也随之变高。人们越来越对房屋高度是否达到标准的高度,建筑物房屋从外面看是否美观更加重视,而忽视了最重要的安全性。房屋在建筑时应认真做好每一个细节,不要出现不应该的建筑问题,否则在建筑过程及住户居住过程中都会出现许多安全隐患,例如房屋坍塌的情况,为了保证在施工过程中建筑人员和住户使用过程中的生命财产安全,应该严格加强对房屋高度及楼层数目的管理,此外,在建筑完工之后,还应有专业人员定期检查,应上报施工单位,立即对房屋进行整改,防止因意外导致人员与财产损失。随着我国经济建设速度的不断加快,建筑工程的方式也到了改变与优化的关键时刻,目前预装配式房屋建筑在安全方面还有极大的提升空间,可以利用一些稳定结构加入建筑过程中,提高房屋稳定性。房屋安全不但关系到建筑单位的经济效益,也关系到建筑单位的社会效益,建筑结构设计的质量关系到国家的经济水平与每一位国家公民的生命与财产安全,因此,参与建筑工程的人员应严格执行相应法规与规范的构造,从根本上消除建筑物的结构安全隐患,在建筑施工的重点与难点处多下功夫,多多积累相关的工作经验,为我国的经济建设的不断加速提供强大动力。
结语
装配式建筑的发展和推广是建筑行业转型升级的必然结果。无论是从环保、资源,以及我国建筑业未来发展的各个角度来说,装配式技术都有着无可比拟的技术优势。但我们不能忽视现在装配式技术在我国起步较晚,发展缓慢,还未被市场主流所接受的客观事实。在未来的几年内,装配式建筑将成为建筑业的主要发展方向,有国家的政策指导,我们可以预见到,装配式建筑将会成为未来工程建设的主要发展方向。但限制于这项技术在我国各个方面的低起点,这其中也许会经历一个漫长的过程。希望我国建筑行业能把握发展新机遇,尽早迈出建筑工业化的重要一步。