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装配式建筑的发展

时间:2022-10-05 20:06:35 建筑毕业论文 我要投稿

装配式建筑的发展

  装配式建筑的发展【1】

  摘要: 国内建筑一般都采用现场制作的方式,而装配式建筑作为一种新型房屋建筑,与传统建造相比具有缩短工程工期、确保工程质量、节能减排等优势。

  本文先介绍了装配式建筑的国内外发展状况,然后介绍了装配式建筑的概念、特点、优势等基本特征,最后分析了装配式建筑在我国现阶段存在的问题,并对存在的问题进行了分析,最后对装配式建筑在我国的发展进行了展望。

  关键词: 装配式建筑;发展状况;特点;存在问题

  0 引言

  我国现阶段,现场施工的方式被大多数建筑行业所采用。

  这种施工方式不仅要雇佣大量的劳动力,而且成本高,工期长,现场管理比较混乱。

  而装配式建筑是一种新型房屋建筑,先在生产厂生产好预配构件,然后运输到施工现场进行现场装配。

  这种装配式建筑的优点是施工速度快,所用劳动力少,而且所生产的预制构件质量高,从而建筑质量比较高。

  现如今,国外许多国家的多数建筑都使用的是装配式建筑,这种建筑在国外已广泛使用;而在我国,由于存在生产体系和管理体系不完善,施工技术能力不高等问题,装配式建筑并没有被多数建筑所使用。

  所以,不断去解决装配式建筑在生产、管理及施工等阶段遇到的各种问题,才能促使装配式建筑在我国的快速发展,从而在我国能够被广泛使用。

  1 装配式建筑的国内外发展状况

  1.1 国外发展状况

  欧洲是最早应用装配式建筑的国家,开发新大陆时期,17世纪欧洲向美国移民时,在移民过程中,所用木架来拼装房屋,这就属于一种最简单的装配式建筑。

  欧洲以法国为代表,经过30多年,法国的装配式建筑正在不断地发展完善,许多住宅楼、学校、体育场、办公楼等公共建筑都应用了装配式建筑。

  美国和加拿大地区,装配式建筑被广泛推广,以致在这两个国家装配式建筑被普遍应用。

  北美的预制建筑主要由两部分组成,分别是预制外墙和结构预制构件,预制构件具有相同的特点,其特点是大型化可以结合预应力,可以使结构配筋及连接构造有所优化,制作和安装过程中的工作量也有所减少,可以缩短相应的施工工期,从而使装配式建筑的工业化、标准化和技术经济性的特征有所体现。

  德国在世界大战后,房屋遭到破坏,为了解决住房紧缺的问题,住宅产业化在德国快速发展,从而使住宅能够大规模重建。

  如今,德国的住宅产业化技术也得到进一步提高,达到非常成熟的状态,对于施工现场所要求的建筑构件和装饰材料,在工厂都可以完成,当工地需要时,将有关预配构件运到施工现场,然后再通过吊车进行吊装、就位、固定,使结构和安装一体化,从而缩短了工期。

  日本在20世纪70年代期间频繁发生地震,为了提高建筑的使用量,增加其抗震能力,对建筑进行了深入的技术研究,已建立了住宅通用部品的生产体系,许多构件都得到了优良产品认证,以装配住宅为主要形式的工业化建筑已形成。

  日本东京塔是日本最具有代表性的预制装配式建筑,日本东京塔高58层,是在2008年采用预制装配框架结构所建立的。

  瑞典研究装配式建筑较早,所以其装配式建筑的发展较快,在60年代,瑞典就基本上实现了有关部件规格方面的建筑工业化标准,有利于部件生产更加标准、多样及应用广泛等,同时也使工业化发展更加快速。

  同时,瑞典政府也制定了一些相关规范制度。

  目前瑞典已有80%的住宅采用装配式建筑,并将其工业化生产的模式传播予其他国家。

  1.2 国内发展状况

  预制装配式建筑在我国没有得到快速发展,其中一部分原因在于,唐山大地震中预制装配式混凝土结构受到了大量的破坏,为人们留下了不好的印象,使得人们存在一种保守思想,以致不能被广泛宣传。

  另一方面存在生产体系和管理体系不完善,施工技术能力不高等问题,从而阻碍了装配式建筑的发展。

  20世纪70年代装配式建筑在我国开始慢慢流传,装配式建筑的观念也在慢慢传播;80年代,预制屋面梁、预制屋面板等构件在一些工程中也开始使用,由于当时没有很高的技术水平,所以也不能拥有很高的建筑质量。

  比如,楼屋面板的密封效果不好,防水措施不完善,以致存在漏水、隔声效果不好等现象。

  所以装配式建筑没有得到很大进展;到了90年代,施工技术得到一定的改善,管理水平也有了长足的进展,预制装配式建筑被提及,并得到了进一步的发展。

  现如今,装配式建筑在我国许多城市都得到广泛使用。

  比如,北京、上海地区,许多相关政策被建立,配套装置也相当齐全,装配式剪力墙技术也有所提高并且逐渐成熟。

  北京颁布了关于混凝土结构产业化住宅的设计、质量验收等方面的标准及文件。

  上海出台了5项同时正在编制4项地方标准和技术管理文件。

  沈阳,装配式建筑已经得到很快的发展,技术相当成熟,配套设施也比较齐全,各种各样的结构类型,生产厂的自动化设配也比较高端。

  深圳是发展装配式建筑较早的城市,所以工程实践项目相对其他城市较多,并且构件质量也比较高,对产业化住宅方面编制了与此相关的11项标准和规范。

  江苏,结构体系的种类很多,同时开展了工业化工作。

  山东及合肥,宣传工作在积极地进行中,试点工程建筑也在大量开展。

  随着装配式建筑的管理技术水平不断完善,会逐渐在我国的大多数城市,甚至每个城市中使用。

  2 装配式建筑的基本特征

  2.1 装配式建筑的概念

  装配式建筑又称建筑工业化,就是像制造汽车一样来建造房子,首先在生产厂生产好预配构件,比如板、柱、梁等构件,然后再运输到施工现场,在施工现场进行现场装配,拼接所构成的建筑物。

  2.2 装配式建筑的特点

  2.2.1 设计多样化

  目前所设计的住宅楼并不能满足人们对于住宅楼所需求的,大多数住宅楼的承重墙较多,以致分隔较多,开间较小,房内空间不能被有效分隔。

  而装配式建筑,可以灵活、随意进行分割,可以满足住户的需要,根据他们的要求来进行分割,大厅小居室以及小厅大居室都可以形成。

  配套的轻质隔墙,可以使住宅采用灵活大空间,而轻质隔墙的材料一般都使用钢龙骨配以石膏板,或者使用一些轻板。

  2.2.2 功能科技化

  ①节能效果良好:由于外墙设置了保温层,冬天可以降低对暖气能源的消耗,夏天可以降低对空调能源的消耗。

  ②隔声效果好:墙体设置了保温层,保温材料具有较好的吸声功能,而且墙体与门窗之间空隙较小,所以可以减少外界带来的噪音,为室内提供一个安静的环境。

  ③防火:材料最大的作用就是不燃或难燃,所以火灾发生的概率会有所降低。

  ④抗震:材料的轻质性可以降低建筑物的重量,这样有利于装配式建筑的充分连接,抗震效果好。

  ⑤外观不奢:外观立面比较清晰,不会轻易变形、裂缝及褪色。

  2.2.3 生产工厂化

  装配式建筑中的外墙板在生产厂通过模具进行生产,通过为外墙板进行喷涂、烘烤可以使外墙板美观,不褪色。

  塑钢门窗逐渐代替了传统建造中的木窗、钢门窗,在生产厂具有很先进的生产工艺,都是通过机械生产出各种金属及连接件。

  石膏板、涂料等一些室内材料都可以在生产流水线制造出来。

  并且,在生产过程中,可以随时调控材料的防火性、保温性、隔声等性能。

  2.2.4 施工装配化

  在生产厂生产好各种相应的构件,然后再运输到施工现场,专业人员在现场进行安装和拼接。

  相比传统建造,施工现场的施工流程相对减少,和泥、抹灰、绑钢筋、支模板等施工流程都不再出现。

  装配式建筑施工比传统建造施工有很多优势:施工速度快,可以缩短工期;施工现场建筑工人减少,施工作业更加方便有序,工人的劳动强度降低;施工现场废物、废水、噪声减少,减少环境污染,节能减排;进行每道工序时都可以安装设备一样,要求精度,保证质量;还可以降低施工成本。

  2.3 装配式建筑的分类

  2.3.1 砌块建筑

  砌块建筑是在生产厂提前预制好块状材料,用块状材料来砌成墙体的建筑,这种建筑适用于3至5层的房屋建筑。

  砌块建筑有很多优势,比如,生产工艺不复杂,生产起来比较简单;施工也相对比较简便;并且造价成本较低;还可以采用一些工程废料。

  按砌块的大小可以分为小型砌块、中型砌块、大型砌块。

  由于小型砌块较小,可以直接通过人工进行搬运和砌筑,比较灵活而且也比较方便,具有较广的适用范围;对于中型砌块采用小型机械来进行吊装,可以减少劳动力,降低劳动成本;大型砌块已不被使用,由大型板材所代替。

  2.3.2 板材建筑

  板材建筑也被称作大板建筑,是由各种板材装配而成的建筑,比如墙板、楼板、屋面板等板材。

  板材建筑在装配式建筑中占主要地位。

  板材建筑的内墙板主要是由实心板或者空心板组成,实心板或空心板是钢筋混凝土的;外墙板一般都是复合板,带有保温层。

  为了使装配化程度有所提高,一般采用集中室内管道等来做建筑设备。

  大板建筑也存在着较多的缺点,大板建筑的主要缺点是对建筑物的造型和布局要求比较严格,存在一定的制约性;小开间内部分隔缺少灵活性。

  2.3.3 盒式建筑

  盒式建筑是以板材建筑为基础发展的。

  盒式建筑工业化程度也比较高,在现场可以快速进行安装。

  在工厂不仅完成盒子的外部结构,还要安装好内部的装修及相应设备,甚至家具、地毯等都会安装好。

  完成吊装,接好管线就可以进行使用。

  2.3.4 骨架板材建筑

  骨架和板材组成了这类建筑。

  骨架具有承重的作用,所以骨架为钢筋混凝土结构,还有一种是骨架和板材组合,这种组合是由钢和木作成的,在轻型装配式建筑中被使用。

  这种建筑的优点是结构合理,建筑物自重会降低,内部可以随意进行分割,对多层和高层的建筑比较适用。

  2.3.5 升板和升层建筑

  升板和升层建筑与板柱结构体系的施工方法不同,但是它也是板柱结构体系的一种。

  在底层混凝土地面浇筑各层楼板和屋面板,并且重复进行浇筑,竖立钢筋混凝土柱子,柱子上的油压千顶把各种板提升到设计高度,用柱来做导杆,加以固定。

  外墙可以是砖墙、预制外墙版、幕墙等;在提升楼板时,可以一边提升一边滑动模板、浇筑外墙。

  升板建筑的优点是大多数操作都是在地面上进行的,减少了大量的高空作业,从而使模板和脚手架的使用量降低,并且在现场进行施工的施工面积也减少了。

  2.4 装配式建筑的优势

  装配式建筑比传统建筑拥有较多的优势,主要表现在以下几个方面。

  ①提高劳动生产率。

  预制构件在生产厂大量生产,由于提前生产好了预配构件,在现场直接进行安装,这样可以减少对模板及脚手架的使用,不仅降低了施工成本,还有利于减少施工现场的施工流程,从而缩短了工程工期,还提高了时间效率。

  ②节约能源,减少环境污染。

  装配式建筑具有节约各种能源、水资源、土地以及材料等优势。

  比如对于钢模板可以进行循环使用,从而节约了木资源。

  此外,在生产厂生产好预配构件,然后运到施工现场进行安装,不在施工现场进行现场操作,使施工现场减少了噪音和扬尘,减少了环境污染。

  ③确保工程质量与安全。

  传统建造中在施工现场进行操作,大部分是高空作业,工人们的技术水平以及素质并不是很高,经常会出现质量事故以及安全隐患。

  而装配式建筑在生产厂提前生产好预配构件,运输到施工现场,由专业安装人员进行现场装配,一般都是机械化安装,从而可以确保工程质量,降低安全隐患。

  ④缩短建设工期。

  装配式建筑先在生产厂生产好预配构件,然后再去施工现场进行安装拼接,就像制造汽车一样来建造房子,以工业化的方式来取代手工操作,大部分都是机械化操作,先在工厂生产好预配构件,再进行现场安装,去除了一些现场抹灰、绑钢筋、支模板等一些流程,从而缩短了建设工期。

  3 我国现阶段装配式建筑存在的问题

  3.1 缺乏统一的规范标准

  每个城市关于装配式建筑的规范标准都不一样,缺乏全国统一的规范标准,并且各个地方对于构件的生产、运输、吊装和各节点连接等操作的标准均不同。

  装配式建筑从设计、审批、工程施工到验收阶段并没有全国统一的规范标准,这使得装配式建筑在我国很难快速发展,所以必须解决这一问题。

  制定统一的规范标准,装配式建筑都以此标准进行实施,从而使装配式建筑能够在我国快速发展。

  3.2 施工管理水平有待提高

  预制装配式建筑需要有专业的生产厂生产预制构件,要有专业的技术人员来进行操作,还要有专业的运输队进行构件的配送,以及配套的安装机械;从设计到运输到现场安装中的测量、吊装、构件的连接等各个工序都需要有较高的技术水平和管理水平。

  由于传统建造都是现场施工,施工技术和管理水平都存在不足,所以,在由传统建造转向建筑工业化的进程中,管理水平有待提高。

  对管理人员进行培训,加强其管理能力,使管理人员了解更多管理方面的知识,从而使施工管理水平得到提高。

  3.3 节点的关键技术需要解决

  装配式建筑在安装过程中,连接节点会频繁出现,只有连接点的质量有所保障,才能确保装配式建筑的质量。

  所以,要做好对连接点连接技术方面的工作。

  目前,节点的承载力和刚度可以较好地满足要求,但是其延性还不能达到要求,应采取有关措施确保节点的承载力、刚度以及延性都可满足要求,否则,若节点出现问题,则装配式建筑的发展也会得到很大的制约。

  所以,要解决节点的关键技术方面的问题,保证装配式建筑的顺利实施。

  3.4 一次性投资高、成本大

  装配式建筑虽然不需要在现场大规模的进行施工,但预配构件在生产厂要提前进行生产,生产预配构件要保证其质量,所以要求较高。

  构件生产需要有相关模具,而且还需要对构件进行养护,然后再运输到施工现场进行安装,每个环节都要做好充足准备,这些环节也都需要进行大量的一次性投资,所以建筑企业在没有大量资金,管理水平及技术水平都不高的前提下,还是会选择采用传统的建筑方式。

  4 结论与展望

  预制装配式建筑具有确保工程质量、缩短建设工期、节能环保、提高劳动生产率等优势,必将成为我国建筑行业发展的趋势。

  我国已有很多工程项目正在使用装配式这一建筑,并且也取得了相应的成果和进展。

  但是在建筑过程中还存在规范标准不统一、管理水平不高、节点关键技术不完善等问题。

  所以,为了促进装配式建筑快速发展,国家必须建立统一的规范标准,制定相应的规划和政策,并且要给予鼓励和支持;每个阶段都应配有专业的管理人员来进行管理,从而使管理水平在一定程度上有所提高;关于节点的关键技术问题要不断去解决,从而使节点的刚度、承载力以及延性都满足要求。

  不断去解决装配式建筑在发展过程中存在的各种问题,才能使装配式建筑的各个方面获得更快的提高,从而促进装配式建筑在我国快速发展,在我国能够得到广泛使用。

  参考文献:

  [1]王茜,毛晓松.浅谈装配式建筑的发展[J].建筑与工程,2012.

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  [10]彭成.关于装配式建筑的几点思考[J].江西建材,2014.

  [11]马军庆.装配式建筑综述[J].黑龙江科技信息,2009.

  关于装配式建筑的应用与发展【2】

  【摘 要】现代工业技术的迅猛发展,建筑业作为国民经济支柱的重要部分理应与时俱进,适应现代化发展需求,与发达国家相比我国建筑业采用现场制造较多,生产效率相对较低,实现建筑工业化,大力发展装配式建筑已成为建筑业发展的必然趋势。

  【关键词】装配式建筑;应用;发展

  一、引言

  以工厂预制的构件和配件,在施工现场用机械装配而成的建筑,被称为装配式建筑。

  工厂化生产,机械装配现场作业,充分体现了现代建筑的产业化特征。

  这种建筑方式提高了建造速度,减少了施工现场环境污染,提高了建造效率。

  装配式建筑的应用和发展对现代建筑业的发展意义重大。

  二、装配式建筑的研究及应用

  1、国外的研究及应用

  由最初的美洲移民时期的木构架拼装房屋,到二战后为解决欧洲、日本等国的房荒问题,而发展起来的装配式建筑,以其建造速度快,生产成本低在世界各地迅速推广。

  作为工业革命源头的欧洲,建筑工业化比较发达,装配式建筑有很广泛的应用。

  西欧发达国家如法国、英国等,对装配式大板建筑进行了重点发展,总结了建筑构件生产施工过程中的经验,研发了一套专用于装配式住宅建筑的体系。

  法国的大板建筑技术上比较成熟"在非地震区可以建造25层的建筑,在地震区也能建造10-12层的建筑。

  美国在1991年PCI年会上提出将预制装配式建筑的发展作为美国建筑业发展的契机,由此带来预制装配式建筑在美国二十年来长足的发展。

  现今美国,混凝土结构建筑中装配式建筑的比例占到了35%左右。

  此外,采用高强硅砌块的13层大楼――加州希尔饭店经受了大地震依然完整无损。

  被誉为美国最高模块化建筑的希尔顿帕拉西奥德尔里奥酒店,1968年设计建造现在仍然在使用,这足以证明了预制结构的耐久性。

  二战后经济迅速崛起的日本,建筑工业化处于世界先进水平,日本装配式建筑的发展在亚洲也处于领先地位。

  日本现有建筑,其中很大一部分房屋是装配式建筑。

  这与日本在立法方面给与装配式建筑税收、财政以及技术方面的支持密不可分。

  2、国内的研究及应用

  上世纪五六十年代,装配式建筑的研究和应用在我国才刚刚开始,应用最多的是多种预制屋面梁、预制空心楼板、大板建筑、吊车梁、预制屋面板,但我国装配式建筑技术比较落后,预制构件整体性差、承载能力低、延性不好、构件的跨度也小,由于这些物理性能和功能的许多局限,到90年代中期,全现浇式混凝土建筑体系几经逐渐取代了预制装配式混凝土建筑。

  此后经济迅速发展的近十年间,预制装配式施工的施工技术和管理水平的提高、劳动力成本的上升,以及预制构件的加工精度与质量方面的提高,预制装配式建筑的应用重新升温,发展态势快速、良好。

  目前国内的一些知名建筑企业如上海万科集团、南通建工总承包有限公司、上海瑞安集团等开发的项目中均采用了预制装配式建筑,取得了较好的实践价值和示范效果。

  我国香港、台湾地区装配式建筑应用比较普遍,香港屋宇署制定了完善的预制建筑设计和施工规范,高层住宅多采用叠合楼板、预制楼梯和预制外墙等方式建造,厂房类建筑一般采用装配式框架结构或钢结构建造.。

  台湾地区建筑体系和日本、韩国接近,装配式结构的节点连接构造和抗震、隔震技术的研究和应用都很成熟,装配框架梁柱、预制外墙挂板等构件应用较广泛,预制建筑专业化施工管理水平较高,装配式建筑质量好、工期短的优势得到了充分体现。

  三、装配式建筑的分类及其发展

  1、装配式建筑的分类

  预制装配式建筑的应用逐渐发展出砌块建筑、板材建筑、模块建筑、轻型框架建筑、升板和升层建筑五种主要形式。

  (1)砌块建筑

  墙体是由预制的块状材料砌成的建筑称为砌块建筑。

  多用于建造3-5层的建筑。

  建筑砌块有小型、中型、大型之分,又分为空心和实心两类,砌块建筑有比较多优点,生产工艺简单,施工简便,造价也较低。

  (2)板材建筑

  板材建筑又称为大板建筑,是由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成的。

  多用于全装配式建筑。

  这种建筑有效的减轻了结构的重量,扩大了建筑使用面积,增强了建筑抗震能力。

  板材建筑的内墙板多为钢筋混凝土的实心板或者空心板;外墙板多为带有保温层的钢筋混凝土复合板,或者泡沫混凝土或大孔混凝土、也可用轻骨料混凝土等制成带有外饰面的墙板。

  大板建筑在一定程度上制约了建筑物的造型和布局,内部缺少灵活性的分隔。

  设计中要尤其注意节点问题。

  以保证构建连接的整体性。

  解决好外墙板接缝的防水以及楼缝、角部的热工处理等问题。

  (3) 模块建筑

  模块建筑是由板材建筑的基础上发展而来的一种装配式建筑。

  这种建筑工厂化的程度很高,现场安装快。

  盒式建筑的装配形式有: 1)整体模块式,完全由承重盒子重叠组成建筑。

  2)板材模块式,将小开间的厨房、卫生间或楼梯间等做成承重盒子,再与墙板和楼板等组成建筑。

  3)核心体模块式,以承重的卫生间盒子作为核心体,四周再用楼板、墙板或骨架组成建筑。

  4)骨架模块式,用轻质材料制成的许多住宅单元或单间式盒子,支承在承重骨架上形成建筑。

  也有用轻质材料制成包括设备和管道的卫生间盒子,安置在用其他结构形式的建筑内。

  盒子建筑工业化程度较高,但投资大,运输不便,且需用重型吊装设备,因此,发展受到限制。

  (4)框架轻板建筑

  其组成部分是板材和预制的骨架,可用钢、木做成板材和骨架的组合,但大多数是采用钢筋混凝土结构作为承重骨架。

  承重结构有两种形式:一是框架结构,承重框架由柱、梁组成,再搁置非承重的内外墙板和楼板;二是板柱结构,由柱子和楼板承重,内外墙板是非承重的。

  骨架板材建筑结构可以减轻建筑物的自重,内部空间分隔灵活,适用于多层和高层的建筑。

  此结构装配形式有两种:全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式。

  保障骨架板材建筑结构的刚度需求和整体性的关键是构件的连接,柱、梁、板等节点连接十分重要,具体施工中应以结构需要和施工条件为前提,使用哪种方式经计算后再进行设计和选择。

  (5)升板和升层建筑

  升板建筑是底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板,竖立预制钢筋混凝土柱子,以柱为导杆,用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度,加以固定。

  外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等;也可以在提升楼板时提升滑动模板、浇筑外墙。

  升板建筑一般柱距较大,楼板承载力也较强,多用作商场、仓库、工场和多层车库等。

  升层建筑是在地面安装好升板建筑每层的楼板的内外预制墙体,然后一起提升的建筑。

  这种建筑方式可以加快施工速度,对于场地受限制的地方非常适用。

  2、装配式建筑的发展

  为了加快推进城市现代建筑产业化发展,我国应借鉴发达国家的做法,加强基础性研究工作,理清与完善装配式建筑相关的技术标准体系,进一步分析装配式建筑的全面推广会给现有的设计施工监理带来的深刻变化,制定相关政策来适应建筑产业的新变化,完善标准体系,加强技术集成和推广应用。

  建立起一系列完整的生产标准、技术标准、管理标准、验收标准。

  实现装配式建筑从设计、生产到销售、售后服务的一整套产业过程中有标准可依;加强技术集成,加快推广步伐,建议将一些成熟技术纳入标准,强制实施加大科技投入和技术创新,加大推广装配式建筑的科技投入,加快形成多种装配式现代建筑体系。

  四、结语

  我国已经有了一些代表性的预制装配式建筑项目和示范工程,装配式建筑符合建筑可持续发展的理念,将是我国房屋建设发展的必然趋势,应用前景广阔。

  参考文献:

  [1] 黄小坤,田春雨.预制装配式混凝土结构研究[J].住宅产业,2010(9).

  [2] 徐勇刚. 预制装配式住宅的研究与实践 [J]. 住宅产业,2012.07.

  预制装配式建筑的发展趋势【3】

  [摘 要] 随着新建筑技术和材料的不断发展与进步,预制装配式建筑得到了广泛的应用。

  在许多建筑工业化发达的国家,预制装配式建筑经历了长期的实验和应用,现代化的预制装配式建筑产品已经可以高度集成建筑的各种功能,而且建筑的形式和构件非常精致。

  我国建设需求量大、建设速度快,很有必要发展预制装配式建筑,并且建筑行业已经开始重视对其的应用和发展,但目前仍处于技术引进和学习的起步阶段,应用主要集中在工业厂房和实验性的住宅建筑范围内,建成项目还比较粗糙。

  [关键词] 预制装配式;建筑设计;发展趋势

  【分类号】:TU-80

  预制装配式建筑是建筑工业化的产物,给人们的印象是粗糙、简陋、冰冷。

  只是为了满足特殊或是基本功能而建造,很少考虑到建筑的精致、美观以及与环境的关系等因素。

  随着工业化的发展,预制装配式建筑成为了工业化建筑的多元化发展的一个重要载体,对预制装配式建筑的要求不止于最基本的使用功能,同时人们对环境的关注度不断提高,使现代的预制装配式建筑必须考虑形式、功能、环境等因素的平衡。

  现代工业化建筑进入了多元化的时代。

  人们价值观,审美观的多元化直接导致了预制装配式建筑“百花齐放”的格局。

  1.国外研究及应用现状

  在过去的几年中,欧、美、日等建筑工业化发达的国家和地区已经成为了一个实验区,把预制装配式建筑的概念延伸到极限,提供不同的解决方案来面对不同的挑战。

  建筑的设计和建造技术有了很大的演变,在强大的技术支撑下,预制装配系统几乎可以满足任何类型的建筑。

  也可以说预制技术的不断发展为建筑形式提供了更多的可能性。

  2.国内研究及应用现状

  从二十世纪50到60年代,我国开始对预制装配式混凝土建筑的设计和施工技术进行研究,并形成了一系列相应建筑类型的体系。

  到20世纪80年代,预制装配式混凝土建筑在全国范围内的应用进入到了全盛时期,许多地方都逐渐形成了设计、制作、安装的工业化装配式混凝土建筑一体化生产模式。

  但是我国的装配式混凝土建筑设计和施工技术研发水平还无法满足社会需求也跟不上建筑技术发展的变化,究其原因是因为预制装配式建筑的物理性能和功能还有许多局限和不足之处。

  直至20世纪90年代中期,全现浇式混凝土建筑体系几经逐渐取代了预制装配式混凝土建筑,目前装配式建筑体系除了在单层工业厂房中有较多的应用外,在其他类型的建筑中很少能见到。

  3.预制装配式建筑基本设计原则

  1)成本控制

  预制比传统的现场施工方法在成本控制上更加有效,这是因为预制概念中的成本有三个方面:材料、劳动力和时间,从理论上讲,其中任何一个方面减少,成本也降低了,但这并不意味着预制减少了整个项目的预算。

  材料也是一个控制成本很重要的因素。

  在传统的施工现场很难精确的计算出需要多少材料,所以常常会订购过量的材料以确保工程用量。

  这样往往就会产生浪费,无谓的增加成本。

  而在预制建筑项目,可以通过前期设计对材料用量做出准确判断,从而有针对性的进行采购。

  2)进度安排

  可以说预制装配式建筑最大的优点是缩短了现场施工的工期。

  预制装配式建筑的项目能够节省时间源自工厂制造和现场施工可以同时进行。

  在建筑工程中很少使用预制基础,因此现场在建造基础的同时工厂加工生产结构、构造构件以及服务系统和室内集成模块。

  3)质量控制

  质量的定义是双重的:不仅仅是生产质量和设计质量,往往更依赖于建筑师的工作质量。

  为了能够使建筑的预制取得成功,以上两点都必须要考虑周全。

  这些原则看上去是对立的。

  只要生产质量提高,建筑就会变得更加标准化、平淡无奇,而高质量的设计就会不可避免的地表明了生产效率的匮乏。

  4)人性化工作

  依靠着空调以及干燥的室内环境,工人的安全系数有所提高。

  现场施工不仅要求工人需要面对暴露在恶劣天气条件下、处在道路两侧比较危险的位置、面对有危险的突出物等,还可能需要工人们长途跋涉。

  而预制能给提供一个短途通勤的机会,这就减少了成本也降低了工人们在长时间工作之后因为疲劳而导致他们在往返于工地和家中的路上发生危险的几率。

  4.预制装配式建筑的优势

  1)设计多样化

  目前,住宅设计和住房要求严重脱节,承重墙多、开间小、分隔死、房间的空间无法灵活分割。

  而装配式房屋则采用大开间,用户根据需要可灵活地利用组合式墙体分割成“随心所欲”的空间环境。

  2)功能现代化

  传统的建筑能源利用率很低。

  装配式建筑的地面、屋顶、墙体、门窗框架等都采用各种新型保温、隔热材料,房屋采用新型的供热、制冷技术,如太阳能的储存和利用;工厂化的建筑构件精确度高,可以提高墙体和门窗的密封功能。

  3)制造工厂化

  智能化的住宅应该无论是墙体结构材料,还是内部装饰材料都选用绿色的优质材料,而工厂化的生产正是住宅现代化的最优生产方式。

  如传统的建筑物要使其美丽的外表面涂料久不退色是十分困难的。

  但工厂化生产的建筑外墙板不但质轻、高强,而且在工厂经过模具、机构化喷涂、烘烤等工艺就可使建筑物美丽的色彩久不退色。

  4)施工装配化

  由于装配式建筑比传统的建筑自重减轻约一半,因此,对地基承载力的要求也随之降低,地基的施工也会简化很多。

  工厂预制好的建筑构件运到施工场地后,立刻可按设计要求安装施工。

  5)时间最优化

  预制建筑最大的优点是缩短了现场施工的时间,对工期有更高的可预测性。

  预制建筑的项目能够节省时间源自工厂制造和现场施工可以同时进行。

  在建筑工程中很少使用预制基础,因此现场在建造基础的同时工厂加工生产结构、构造构件以及服务系统和室内集成模块。

  6)技术可持续化

  尽管在建造过程中,使用集成构件早已经被提上了设计师和技术专家的议程,但是装配式建造理论体系中并没有和环境保护理论体系发生交叉。

  如今,人们已意识到建筑垃圾造成的严重环境破坏。

  在诸如木材加工、砌砖、粉刷和装饰的过程中的切割和原料混合工序中由于没有集成装配的过程,也会产生多余而造成浪费,这种在建造过程中产生的浪费份额巨大。

  5.未来中国的预制装配式建筑发展趋势

  展望预制装配式建筑的未来发展,大到整体空间布局,小到建筑细部的每一个预制构件,将建筑群与环境雕琢的如此细腻。

  在我国,预制装配式建筑的发展正处于向工业化发达国家学习的起步阶段,设计、生产、运输、安装各环节的技术是实践过程中首要攻克的难题,对于预制装配式建筑在环境、功能及美观等建筑设计方面的因素并无有针对性的深入探讨。

  由于我国经济发展起步晚,建设量极大时间又非常集中,建筑工业化还处于比较落后的状态,虽然目前在预制建筑在住宅的发展上有了一些新气象,但是还没有形成规模和气候,产业链也不是很完善,还需要进一步的支持和推动。

  随着我国经济的发展,各种公共建筑开始在各个城市中不断出现,很多建筑由于功能和形式的需求采用了异形的结构形式,无法用传统的建造方法实现,也在不同程度上采用了预制构件装配的方法。

  参考文献:

  【1】.王小红. 当代国外轻型建筑设计【M】.山东科学技术出版社,2006.

  【2】.周燕珉. 住宅精细化设计【M】.北京:中国建筑工业出版社,2008.

  【3】.李湘洲,李南. 国外预制装配式建筑的现状【J】. 国外建材科技, 1995(04).

  【4】.王茜,毛晓峰 .浅谈装配式建筑的发展 【J】.科技信息 , 2012(07).

  【5】.李湘洲. 发展装配式建筑【J】. 中国建材, 1999, (02) .

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