关于装配式建筑发展与应用的浅析

来源 :中国房地产业·下旬 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qpzm007
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  【摘要】不管是经济水平的飞速增长,亦或是生产技术的飞速前进,房屋制造也进入了“流水线作业”阶段,装配式建筑应时而出,装配式建筑的建筑构件经过工厂的预加工后,见生产完成的建筑构件在施工现场进行组装完成,相较于传统建筑,装配式建筑具有施工效率高、工期短、绿色环保等优点,必将成为未来建筑发展的主角。本文通过对装配式建筑的概念及特别描述,分析了现存的主要发展问题并提出相关措施及建议,最后阐述了装配式建筑如何在未来更好的发展与应用。
  【关键词】装配式建筑;节能环保;经济效益;EPC;信息化
  1、引言
  1.1装配式建筑概念
  装配式建筑定义不同于传统的建筑,随着工业技术的不断发展,建造房屋需要的各种部件预先制作好,将这些预先已经制作好的房屋部件,在建筑工地直接装配进而形成建筑,而形成的建筑就成为装配式建筑[1]。
  装配式建筑是指施工工艺的角度定义而非结构性能角度去定义。
  1.2装配式建筑特点
  1.2.1装配式建筑的构件都是由专业的工厂进行加工制造的,制作完成的建筑部件会被运送到施工现场,并对建筑部件进行组装施工,相较于传统的建筑施工,装配式建筑并不会受到天气、施工工序等因素的影响[1],因此装配式建筑不会出现工期延误问题,同时,由于装配式建筑是由建筑部件直接组装的,现场施工作业相较于传统施工作业也比较少,因此装配式建筑的施工周期相对较短,施工速度也较快,即使是在冬季也不会影响建筑施工。
  1.2.2装配式建筑的建筑构件是由工厂统一进行加工的,因此装配式建筑的自重相较于传统建筑要轻,因此,对于建筑地基承载力的要求也相对较低,同时装配式建筑具有较高的抗震性和耐火性。在施工现场,装配式建筑部件的安装时根据相应的施工设计图纸进行组装的,相较于传统施工作业,装配式建筑现场材料损耗基本不存在,施工环境也更为整洁,施工精确度高,因此建筑质量也得到了一定的保证,施工劳动投入也降低了,安全环保,施工成本也有所降低。
  1.2.3一般在传统的建筑设计中,承重墙的占比都比较多,因此房间空间不能所以进行分隔,相较而言,装配式建筑可以根据住户的实际生活需要,利用隔板对房屋空间进行灵活的划分,自由选择房屋空间的规划,完全满足了住户的实际需求。
  1.2.4装配式建筑相较于传统建筑施工,施工废料较少,同时,装配式建筑可以二次拆装利用,完全符合可持续发展的要求,绿色环保。
  2、装配式建筑现有问题分析
  2.1成本不具优势
  目前装配式建筑及建筑工业化项目过少,尚未形成规模效益,且从建造成本造价上来看,装配式建造的工业化住宅项目要比目前常规采用的全现浇住宅略高[2],其主要原因有以下几点:
  (1)我国目前工业化住宅建设尚处于試验推广阶段,总体来说规模较小,而预制构件开模的费用较高,从而造成构件预制的费用较高。
  (2)目前的产业工人对装配式建造工艺不熟悉,导致施工效率较低。
  (3)装配式建筑工业化建造方式所需的专业技术工人和专业机械的成本也较高,这些都制约了装配式建筑及建筑产业化的发展。
  2.2专业人才和产业工人严重缺失
  制约装配式建筑及建筑产业化发展的因素中,除建造成本因素、施工技术因素外,人才缺乏也是建筑产业化发展的重要瓶颈[2]。我国的建筑工业化尚处于探索阶段,在设计的系列化、标准化、多样化、通用化方面还有许多问题需解决,相关各方面的技术人才极为稀缺。
  目前从事建筑产业化的人才数量较少,整体素质不高,普遍缺乏预制构件厂家或装配式施工现场的技术工人,技术管理复合型人才更是少之又少。
  2.3装配式建筑节点连接质量控制难
  装配式建筑从设计角度,设计规范角度可完全等同于现浇结构,且采用工厂化标准工艺流水线式生产,构件的质量标准要高于传统现浇结构。但目前存在的问题在于现场施工队质量管理难度较大。
  2.3.1竖向构件连接问题
  目前竖向构件的连接形式基本采用灌浆套筒连接,还有高校,科研企业在研究空心构件,通过后灌混凝土的形式将竖向结构形成整体,等同现浇。从结构设计、受力分析上看都能达到等同现浇的效果,但问题在于现场施工管理流域现浇形式的管理方式,质量控制难度较大。
  灌浆套筒连接时,安装对准不到位、灌浆饱满度不足、未达到灌浆强度要求对构件有扰动、灌浆料失效等情况以及空心构件后灌混凝土的工作性能和振捣功效都会造成竖向构件连接存在质量问题和安全隐患。
  2.3.2水平构件连接问题
  目前书平构件预制楼梯部分地标设计采用固结连接,需要预留后浇带,预制梁构件采用梁柱搭接,全灌浆套筒等形式,依然存在灌浆饱满度不足影响钢筋搭接性能的质量隐患[3]。而叠合板均采用外伸胡子钢筋搭接梁或墙上,但双向叠合板有后浇带的地方根据设计要求,锚固长度至少300mm,在安装和运输过程中可能会造成超限采取弯折的方式,造成受力钢筋的性能损伤,影响整体结构质量。
  2.4构件生产配套产业不完善
  2.4.1产业链条配套不完善
  目前针对装配式建筑的发展趋势来看,各地区都在大力推行建筑产业现代化,但还难以形成满足装配式建筑发展所配套的产业园区,大部分地区无法形成专业的构件部品生产所需的配套产品,如灌浆套筒、吊装埋件、支撑埋件、保护层专用垫块、模具加工等相关产业,随目前有供应商,但是检验标准不统一,质量参差不齐、个别地区无供应商,导致采购成本增加。
  2.4.2监督检测标准不完善
  目前虽然对装配式部品部件有规范要求,但各地的检测标准、型式检验能力缺失,检测数据难以真正显示构件的结构性能是否满足标准。国家也提出预制构件驻场监理制,虽能保证预制构件生产过程的质量监督真是可靠,但未考虑到构件生产存在多个项目,不同地区,驻场监理过多难以形成标准统一的检测依据,使构件生产企业无法做到降本增效,间接影响装配式建筑的成本增量。   对于预制构件按国家标准应属于工业产品类,原则上应为生产厂家负责制,出厂出具合格证明文件即可。但又因为其作为建筑构成的一部分,尤其是结构构件,所以各地质检总站对厂家所提供的质量证明资料无统一标准,致使构件生产企业为满足甲方要求所做资料格式多样,无法形成统一的标准模板,影响工作效率。
  2.4.3交通运输及吊装机具不完善
  目前装配式建筑成本增量运输和吊装设备占据很大一部分,由于房建类构件多为零散小型构件,体量类型较多但重量小,且存在部分超限构件,由此带来的就是运输车辆无法满载运输,增加运输成本。
  传统建筑方式大部分垂直运输工具选用塔吊作业,传送的多数为木模板、钢筋半成品,重量较轻,60以下塔吊占据大部分建筑市场,而装配式建筑预制构件,一个剪刀楼梯半跑重量近2吨,剪力墙构件3吨左右,大的框架柱可能要4吨多,传统的吊装设备难以满足要求。而现在租赁市场较难找到大型塔吊,就算找到价格也要翻几番,顾在一定程度上影响装配式建筑在设计式的构件拆分体量,进而影响施工效率,增加成本。
  2.5信息化程度不高
  装配式建筑的特点之一是构件零散、体量小、种类多、基数大,采取传统的管理方式难度较大,第二是装配式建筑设计要前置,在生产前需各专业间协同设计,避免生产开始后产生设计变更,影响工期和建造成本。制约装配式建筑的影响因素之一也就是信息沟通不畅、各专业间协同工作滞后,变更频繁,影响设计周期。生产过程中由于种类繁多,对生产管理人员来讲构件的生产、存放、运输难度较大,人员投入增加,工作效率低。
  3、装配式建筑在未来的发展及应用
  3.1建筑企业注意建筑成本优化
  3.1.1设计标准化
  标准化设计是实现装配式建筑“少规格、多组合”,工厂化生产、流水线作业的前提,同时也是实现模具模块化设计的重要基础,降低模具费用的同时,提高工人的工作效率。达到降本增效。
  3.1.2专业协同少变更
  装配式建筑不同于传统建筑,设计模型即使只是出现细微的偏差,生产出的构件也无法进行使用,必须要求模型零误差,进而减少因为误差而造成的浪费,而这某种程度而言,也是对于装配式建筑的成本优化。
  3.1.3多方面精细化管理
  装配式建筑虽然施工效率高工期短,在某种程度上节约了人工成本,但是由于装配式建筑在设计方面,以及后期构件制造和后期施工组建方面,由于对技术的要求,进而增加建筑企业的建造成本,而较高的建筑成本,也会压缩建筑企业的利润,在市场中也很难进行推广[4]。可见,如果想要实现未来装配式建筑的良性发展,必然要对其进行建筑成本优化,让社会大众更容易接受装配式建筑。
  与传统的建筑施工相比,装配式建筑并不会采取現浇施工模式,更是更多的选择PC构件,因此应对PC构件成本上采取有效的措施,降低成本。
  3.2强化产业人才队伍建设
  3.2.1专业技术、管理人才培养
  整个装配式建筑产业链中,不管是最初的建筑设计,还是建筑构件在工厂的生产制作,亦或是后期的在施工现场的组装,各个方面都需要大量的技术人才支援[5],不过,目前我国还不具备完善的人才体系,对于装配式建筑的专职人员也极为缺乏,因此为了满足未来装配式建筑的发展,建筑设计师应积极进行学习,深入对装配式建筑的全周期设计,并加强与用户和厂商的交流沟通。
  3.2.2装配式产业工人培训
  面对装配式建筑发展的大好时期,面对建筑业改革升级的特殊时期,人才短缺是必然存在的。大力发展装配式建筑人才培养已经成为加快发展装配式建筑工作的一个重要“引擎”,而加快发展装配式建筑人才培养,不管是政府还是装配式建筑相关集团公司,都应出台人才鼓励机制,促进人才的进修和锻炼,进而完成人才储备,并逐渐组建高水平的技术人才队伍。
  3.3技术体系加强解决装配式建筑核心问题
  3.3.1完善施工技术体系
  装配式建筑施工技术在发达国家中的发展相对比较成熟,我国的装配式建筑由于发展起步比较晚,我国的装配式建筑技术体系发展还不完善,因此,我国的装配式建筑技术体系亟需建设完善。在完善我国装配式建筑建设体系的同时,要充分考虑我国国情及国民实际生活所需,创建具有我国独有特色的装配式建筑。
  3.3.2完善质量监督体系
  完善装配式建筑构件的成品质量检测标准,总结凝练完善的现场检测仪器和检测标准,提高装配现场的管理认知。加强安装队伍人员培训,提高产业工人的劳动力素质和品质责任感,确保操作规范,检测数据真实可靠。杜绝人为的安全质量隐患。
  3.4完善产业配套建立装配式产业链
  3.4.1打造装配式产业园
  大力建设装配式产业园,形成装配式产业链,整合装配式所需要的配套产品生产加工企业,形成产业上下有链条有机结合。监管部门要形成链条产品的检测评价标准,实现埋件、套筒、模具等产品质量安全可靠,且能够实现就近采购,降低采购及摊销成本。
  3.4.2强化装配式质检部门的权威性
  形成完整的装配式建筑验收评价标准,明确预制构件的分类属性,形成统一标准的构件成品验收规范,确保构件生产企业、施工总包单位、政府监管单位对装配式建筑验收标准的有据可依,且为统一标准。
  建立部品部件的权威检测机构,明确相应部品件的结构检测性能,而非形式检验流于形式,所谓部品件认定应注重产品的适用性和主要的结构性能,而非构件生产企业在非影响构件品质的配置投入中去。
  3.4.3整合传统产业资源研发适应性设备
  发展装配式建筑,开发企业、构件生产企业、设计单位要密切联系的同时,更应加强与机械制造企业加强沟通机制,建立联合研发机制,研发适用于装配式部品部件转运、运输以及垂直运输的适应性设备。提高预制构件的水平运输、垂直运输以及装配效率,降低机械适用费用。   3.5 EPC+信息化实现管理的精细化
  3.5.1大力推行EPC工程总承包
  装配式建筑随着国家“十三五”规划的出台,发展的前景广阔,但其发展仍然存在着难以突破的瓶颈。靠政策性强制推行即使可以助推装配式建筑短期推广,但从其可持续发展的角度来看,只有发展模式的质变才能决定未来建筑产业现代化的发展高度。而工程总承包(EPC)作为设计、采购、施工为一体的发展模式,能够成功突破传统施工建设模式、整合产业链上下游资源的新型发展模式值得大力发展[6]。
  3.5.2利用好BIM+信息化的管理手段
  装配式的发展BIM信息作为设计、管理、协同平台来说都是不可或缺的。实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的网络化,全面提升企业的竞争力,有了BIM信息就离不开互联网的互联作用[7]。通过装配式体系、BIM应用体系并结合互联网信息化手段全产业链发展,实现建筑的设计、生产、施工、运维全生命周期的“多、快、好、省、专”将成为装配式建筑新的发展方向[8]。
  结语:
  装配式建筑在发达国家发展顺风顺水,虽然在我國装配式建筑发展起步相对较晚,但是装配式建筑在我国仍是未来建筑发展的必然趋势。对于未来装配式建筑的发展,国内建筑企业应加强技术更新,在根本上解决装配式建筑的技术问题,同时,做好装配式建筑相关人才的引用和储备,组建高水平的人才队伍,从方方面面保证装配式建筑的科学良性发展,进而促进未来装配式建筑更具中国特色的发展。
  参考文献:
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  [2]徐雅玲.装配式建筑的发展与应用[J].居舍,2019(01)
  [3]张伟锋,赖鸿达,宋苗苗,严振豪,林洋艺,许天鸿,游学敏.装配式建筑发展研究[J].广东土木与建筑,2018(12)
  [4]简春国.装配式建筑现状及发展前景[J].四川水泥,2018(12)
  [5]骆文进,王丽英,刘于刚.装配式建筑发展瓶颈与对策研究[J].绿色环保建材,2018(12)
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  [7]陈煌鑫.福建省装配式建筑发展制约因素及其对策研究[D].福建工程学院,2018.
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