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隨著城市化進程的加快,帶動了建筑行業(yè)的發(fā)展。但是一些大型建筑工程中對生態(tài)環(huán)境造成破壞,于是人們開始認識到生態(tài)環(huán)境保護的重要性,建筑行業(yè)開始逐漸涉足于生態(tài)環(huán)保建筑施工中,而裝配式建筑符合綠色建筑發(fā)展要求,得到了支持發(fā)展,國家提倡大力發(fā)展裝配式建筑。
1裝配式建筑分析
1.1裝配式建筑發(fā)展
如今,隨著綠色、生態(tài)環(huán)保理念的深入,建筑行業(yè)開始推廣鋼結構、裝配式建筑設計,這種建筑設計與工程生產相吻合,同時推動裝配式建筑設計發(fā)展,使我國建筑設計更為先進化。裝配式建筑是:指采用部件部品,在施工現(xiàn)場以可靠連接方式裝配而成的建筑。其構件要符合安全化、規(guī)范化等要求。這種建筑方式工期較短、技術水平要求較低,在節(jié)能、節(jié)材和減排方面的成效已在實際項目中得到證明,是現(xiàn)階段我國大力推行的產業(yè)化建筑方式。17世紀美洲移民時期,使用木材拼裝房屋,這是裝配式建筑發(fā)展的前身。1851年倫敦用鐵骨架嵌玻璃水晶宮,這也是國際史上第一個大型裝配式建筑。二戰(zhàn)后,歐洲等國家房屋被大量破壞,因此,住房成為當時最需要的物品,這就要求很快生產出質量好的房子,從而推動了裝配式建筑的發(fā)展。在20世紀80年代,我國裝配式建筑結構、升版體系、大板等得到發(fā)展,實現(xiàn)了工業(yè)化的進步。不過當時由于我國技術水平、經濟基礎上的不足,使得裝配式結構體系未能得到推廣。隨著我國綜合實力的提升,現(xiàn)階段我國多數(shù)區(qū)域開始應用預制產品,但是在預制裝配式建筑研究上仍然涉及不足,主要體現(xiàn)在:科研成果上缺少理論依據(jù),使得裝配式建筑發(fā)展未能得到大力發(fā)展。裝配式建筑設計具有穩(wěn)定性強、安全性高、效率高、綠色環(huán)保等特點,能夠確保結構構件質量,施工工期短、無需較高的技術水平;有效的保護生態(tài)環(huán)境,并且提高了建筑工程中所產生的經濟利益。
1.2裝配式建筑特點
①裝配式建筑中建筑材料全部可以在車間生產制造,構件包含:陽臺、空調板、外墻板、樓梯、內墻板等;②施工場地裝配作業(yè)從而降低傳統(tǒng)現(xiàn)澆作業(yè);③實行一體化的建筑裝飾模式,實現(xiàn)室內裝飾與建筑主體施工同步進行;④裝配式建筑設計管理具有信息化、標準化特點,構件具有標準性、規(guī)范性、效率高特點,降低了成本輸出,能夠與工廠數(shù)字化管理相符合,裝配式建筑性價比較高;⑤具有生態(tài)環(huán)保的效果。
2裝配式建筑設計方法
2.1技術設計
裝配式建筑中,技術設計具有重要的作用。有關單位需要引起高度的重視,需要對工程的外在環(huán)境條件、成本、目標等有深入的了解,進而確保預制構件的標準化、規(guī)范化,主動與施工單位進行溝通,雙方經過研究進而制定出一套可行性設計方案,為后續(xù)裝配式建筑提供參考。
2.2構件設計
根據(jù)裝配式建筑技術設計,對平面、立面進行優(yōu)化設計,在保障裝配式建筑功能的前提下,秉承著少規(guī)格、多組合的構件設計原則,使建筑符合規(guī)范化、系統(tǒng)化的要求。在立面設計階段,需要對不同結構構件進行著重分析,根據(jù)裝配式建筑特點設計出不同的立面結構。
2.3初步設計
以專業(yè)技術要求點為依據(jù),做好協(xié)調設計;根據(jù)建筑要求設計現(xiàn)澆底部層數(shù);對不同專業(yè)管線、以及設備預埋位置進行考量,進而選擇適合的預制構件;注重建筑項目的穩(wěn)定性、價值性,對建筑施工時間、質量、所需費用等進行綜合分析,進而制定出合理的技術方法。
2.4施工方案設計參照初步設計技術方法、內部裝飾部品、預制構件的設計參數(shù),在進行裝配式建筑施工方案設計過程中,需要對不同專業(yè)的預埋預留構件作已全面考量,注重裝配式建筑中隔聲、防火的設計。
2.5構件加工設計
在進行構件加工過程中,生產廠家需要與設計人員進行充分的溝通,生產廠家根據(jù)設計要求加工構件,設計人員需要向廠家提供構件的大小、類型等。另一方面,還需要注意預制構件在建筑施工場地的固定和安裝孔、吊鉤等設計。
2.6預制構件設計
裝配式建筑在預制構件設計過程中,需要秉承著標準化、模式化理念,盡可能減少使用構件,保障構件的精準化,降低項目造價;裝配式建筑中開洞、降板等環(huán)節(jié)可以選擇現(xiàn)澆施工方法,對構件吊裝、運輸加工、生產進行綜合考量。構件需要具有防火、耐久效果;在構件設計過程中需要注意構件的安全性、穩(wěn)定性等;如果構件尺寸較大,可以增加預埋吊點、構件脫模數(shù)量;根據(jù)不同的隔熱保溫需求,設計符合要求的外墻板,滿足空調要求;在進行建筑物中非承重墻設計時,需要選擇具有一定的隔聲效果、便于安裝、較輕隔墻板,根據(jù)不同的功能,對室內進行功能劃分,保障建筑結構、非承重隔板連接的穩(wěn)定性、牢固性。
2.7構造節(jié)點設計
裝配式建筑設計中,最為重要的是構造點的設計。對于外墻門窗洞口、連接縫隙等防水性較低的材料,其構造點需要具有耐久、力學、物理等性能;根據(jù)本地區(qū)的氣候特點對構造點設計進行優(yōu)化設計,盡可能體現(xiàn)節(jié)能效果;采取構件防水、材料防水相融合的方式,科學設計外墻板垂直縫,參照不同外界環(huán)境設計適度的接縫。例如:地震、風荷載等。
3結語
隨著建筑行業(yè)行業(yè)的發(fā)展,裝配式建筑技術的進步,根據(jù)不同的施工要求設計符合建筑施工的裝配式建筑。裝配式建筑的進步也能夠促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
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關鍵詞:裝配式建筑;制約因素;DEMATEL
Abstract:Prefabricated Building is a new kind of mode of production to achieve sustainable development for construction industry.This paper analyzes the prefabricated construction development influencing factors from four different aspects ,as the market, economy, policy and technology . Then using DEMATEL model to quantitative analysis of these factors, to reveal the relationship between the various factors, and find out the key influencing factors.
Key words:prefabricated building;restriction factor;DEMATEL
中圖分類號:F407.9文獻標識碼:A文章編號:
引言
隨著城市化進程的日益加快和城市建設力度的不斷增強,建筑業(yè)得到了飛速發(fā)展,與此同時,建筑業(yè)作為高耗能產業(yè)對資源環(huán)境帶來的浪費和污染問題得到各方的高度關注。傳統(tǒng)的建造方式是粗放式經營,已經不能適應當今社會的低碳發(fā)展模式,因而,改革建造方式,實現(xiàn)綠色生產是建筑業(yè)未來發(fā)展的必然之路。裝配式建筑是將各類通用預制構件經專有連接技術提升為工廠化生產,現(xiàn)場機械化裝配為主的專用建筑技術體系,其構件的生產、物流和現(xiàn)場作業(yè)充分體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑產業(yè)化特征,是建筑生產方式的根本轉變,是實現(xiàn)節(jié)能、減排、低碳和環(huán)保,構建“兩型社會”的有力保障,是建筑產業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路的一種新型生產方式。
一、制約裝配式建筑發(fā)展影響因素分析
與傳統(tǒng)建造方式相比,裝配式建筑能夠大大提升建筑業(yè)科技水平和管理水平,提高建筑產品的附加值,由于是采用預制構配件工廠化、現(xiàn)場施工機械化、能有效提高工程建設效率,提升了工程建設品質,裝配式生產方式可以大大節(jié)約水資源、土地資源、建筑材料和能源消耗,體現(xiàn)出了良好的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益。雖然裝配式建筑是未來建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢,但目前我國裝配式建筑發(fā)展緩慢,阻礙其發(fā)展的影響因素較多,本文從市場因素、經濟因素、政策因素、技術因素四個方面來分析制約其發(fā)展的原因。
(一)市場因素
1.認識不足。裝配式建筑發(fā)展,必須意識先行。裝配式建筑參與主體較多,主要包括房地產開發(fā)企業(yè)、設計單位、施工單位、建材供應商和社會公眾,要想真正發(fā)展裝配式建筑,這就要求這些參與主體對其有其一定的認識和了解,而現(xiàn)階段裝配式建筑的理念尚未普及,社會各界對其理解不夠深入和全面,有些地方存在一定的誤區(qū),低碳建筑意識淡薄,嚴重阻礙了裝配式建筑的發(fā)展。
2.缺乏市場需求。任何產業(yè)的發(fā)展都是以市場需求為導向的?,F(xiàn)階段,裝配式建筑比較稀缺,其價格比傳統(tǒng)建造方式生產的建筑產品價格要昂貴,加之消費者對裝配式建筑的優(yōu)越性缺乏認知,未能形成有效的市場需求,缺乏市場刺激,從而阻礙了裝配式建筑發(fā)展的進程。
(二)技術因素
1.模數(shù)體系不健全。模數(shù)體系是建筑工業(yè)化最基本單元和最關鍵的技術體系,只有實現(xiàn)了模數(shù)協(xié)調才能進行構件與部品的標準化和通用化的生產,從而實現(xiàn)不同的建筑體系和構造體系。模數(shù)化是裝配式建筑發(fā)展的基礎,我國目前形成的模數(shù)體系內容還不夠完善,模數(shù)化協(xié)調不足,標準編制的數(shù)量仍然不夠,嚴重影響了裝配式建筑的推廣。
2.部品和構件缺乏有效集成和標準化。部品和構配件是推動裝配式建筑發(fā)展的關鍵,裝配式建筑生產科技含量要求較高,對某些部品和構配件的生產和安裝要求精確到毫米級水平,但目前大部分建筑企業(yè)科技含量不足,達不到這種水平。整體上看,我國部品體系的發(fā)展相對國外建筑業(yè)水平較高的國家還較為落后,相關技術標準缺失。因此,加快建筑部品標準體系建設,形成標準設計、規(guī)模生產、模數(shù)協(xié)調、技術集成的部品體系,是推進住裝配式建筑發(fā)展的重要任務。
3.施工難度大。裝配式建筑由于是在現(xiàn)場進行組裝,很多構件體積大,質量重,而為了滿足建筑產品質量的高要求,在施工上有一些難度,與傳統(tǒng)建造方式差別較大,建筑企業(yè)對于一些先進的施工方法還未能掌握,造成施工困難,這也是制約裝配式建筑發(fā)展的因素之一。
(三)經濟因素
1.科研投入不足。裝配式建筑的發(fā)展,必須以科技為支撐。特別是在發(fā)展初期,需要很多基礎性技術的研發(fā)。目前我國對建筑業(yè)的科研投入遠低于其他產業(yè),科研投入不足嚴重影響一些相關技術標準的研發(fā),也阻礙了我國裝配式建筑的發(fā)展。
2.成本認識存在誤區(qū)。人們普遍的觀念是裝配式建筑的建造成本比傳統(tǒng)建筑要高,但是裝配式建筑能夠提升建筑產品品質,節(jié)省使用成本;提高生產效率,節(jié)約時間成本;促進勞務升級,降低勞動力成本;能夠節(jié)能資源和能源,環(huán)保效益明顯。從建筑的全壽命周期來看,裝配式建筑的社會效益、經濟效益、環(huán)境效益較高,實際總成本比傳統(tǒng)建筑低。另一方面,建筑工業(yè)化發(fā)達國家在裝配式建筑發(fā)展道路上都經歷了性能優(yōu)勢階段——性價比優(yōu)勢階段——性價雙優(yōu)勢階段的發(fā)展過程。目前我國裝配式建筑規(guī)模較小,存在短期的成本劣勢,導致其難以大面積推廣,但隨著規(guī)模的不斷擴大,其成本優(yōu)勢將更加明顯。
(四)政策因素
1.行業(yè)政策法規(guī)不完善。我國在裝配式建筑方面的政策、法規(guī)體系不完善,針對性不強,約束力較小,實際執(zhí)行效果不理想。而歐美一些建筑產業(yè)化發(fā)達國家,都是以強有力的政策法規(guī)來保障裝配式建筑的發(fā)展,而在我國由于缺乏有力的政策保障,推進成效較低,區(qū)域間發(fā)展極不均衡,導致裝配式建筑發(fā)展難以大規(guī)模展開。
2.缺少政府激勵措施。裝配式建筑發(fā)展初期,對于一些企業(yè)來說必然會為此而支出更多的成本費用,由于缺乏一些完善的市場化激勵機制,企業(yè)往往缺乏動力來參與推進裝配式建筑的發(fā)展,他們更愿意維持傳統(tǒng)的建造方式,這也影響了裝配式建筑的發(fā)展。
通過以上分析,將制約裝配式建筑發(fā)展的影響因素分為以下9個因子:認識不足S1、缺乏市場需求S2、模數(shù)體系不健全S3、部品和構件缺乏有效集成和標準化S4、施工難度大S5、科研投入不足S6、成本認識存在誤區(qū)S7、行業(yè)政策法規(guī)不完善S8、缺少政府激勵措施S9。為了更加深入的分析各影響因素之間的關系,本文借助決策與試驗評價實驗室(decision-making and trial evaluation laboratory DEMATEL)定量揭示各影響因素之間的相互影響程度,以確定制約裝配式建筑發(fā)展的關鍵因素,為相關部門進行科學的決策提供依據(jù)。
二、DEMATEL模型基本原理
DEMATEL是在20世紀70年代初由美國巴特爾研究所學者Gabus和Fontela首次提出的,它是采用矩陣與圖論分析分析因素間的邏輯關系,通過建立直接影響矩陣,計算出各因素影響度、被影響度,中心度和原因度,來定量分析各因素之間的關系,實現(xiàn)復雜問題簡單化。DEMATEL應用的具體步驟如下:
1.確定系統(tǒng)影響因素,設為S1、S1……Sn。
2.確定直接影響矩陣,對所研究的問題進行調查匯總,通過Delphi法確定影響因素之間的相互邏輯關系,建立直接影響矩陣X(X=[xij]m×m),xij=0、1、2、3、5,分別表示因素i 對因素j 的直接影響程度無影響、影響較弱、影響弱、影響強、影響很強。
3.規(guī)范化直接影響矩陣,得規(guī)范化直接影響矩陣Y(Y=[yij]m×m),,
4.計算系統(tǒng)影響因素間的綜合影響矩陣T(T=[tij]m×m),T=Y(I—Y)-1,其中I為單位陣。
5.計算各因素的影響度和被影響度。對矩陣T中元素按行相加得到相應因素的影響度,對矩陣T中元素按列相加得到相應因素的被影響度,因素i的影響度和被影響度分別如下:
6.計算各因素的中心度與原因度,系統(tǒng)因素的影響度和被影響度相加得到其中心度;影響度和被影響度相減得到其原因度。因素i的中心度和原因度分別如下:
三、裝配式建筑發(fā)展制約因素DEMATEL分析
(一)數(shù)據(jù)獲取及處理
通過專家調查的方法確定各因素之間的影響關系,各因素之間的直接影響關系見表1。
表1 直接影響矩陣表
依據(jù)上述步驟,計算出范化直接影響矩陣,運用運用MATLAB7.0軟件計算出各因素間的綜合影響矩陣,在此基礎上計算影響因素體系中各因素的影響度和被影響度,中心度和原因度,見表2。
表2 綜合影響關系表
(二)結果分析
從表2中可以看出:影響度較大的因素為行業(yè)政策法規(guī)不完善S8、成本認識存在誤區(qū)S7、科研投入不足S6,說明了這些因素對其他因素影響較大,應加快裝配式建筑領域的政策、法規(guī)建設,加大科研投入這樣才能更好的推動裝配式建筑的發(fā)展。被影響度較大的因素為認識不足S1、科研投入不足S6、成本認識存在誤區(qū)S7,表明這些因素受其他因素影響較大,也同時再次反映了加快科技研發(fā)對助推裝配式建筑發(fā)展的重要性。中心度較大的因素為成本認識存在誤區(qū)S7、行業(yè)政策法規(guī)不完善S8、科研投入不足S6,說明這些因素是阻礙裝配式建筑發(fā)展最直接的影響因素,應引起著重的關注。原因度較大的因素為模數(shù)體系不健全S3、部品和構件缺乏有效集成和標準化S4、施工難度大S5,說明技術標準深刻影響著其他因素,完善行業(yè)標準是裝配式建筑發(fā)展的迫切需要。
四、結語
當前我國正處在城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展期,而建筑業(yè)必將迎來蓬勃發(fā)展的局面。但我國建筑業(yè)目前總體還處于高投入、高消耗、高污染、低效益的粗放型運作階段,已成為影響低碳經濟建設的重要因素。因此,我國要想實現(xiàn)低碳發(fā)展,建筑業(yè)就必須向低碳轉型,改革傳統(tǒng)生產方式,大力發(fā)展裝配式建筑,在建材生產過程,建筑產品建造過程和使用過程中實現(xiàn)全程的減碳行為,真正走可持續(xù)發(fā)展道路。
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關鍵詞:裝配式建筑;結構設計;技術優(yōu)化
近年來,我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛。為了解決傳統(tǒng)建筑模式中人工成本高、工期長、工程量大、環(huán)境污染嚴重等重要問題,裝配式建筑應運而生,順應了行業(yè)發(fā)展的要求,并且采用裝配式施工方法綠色、環(huán)節(jié)、節(jié)能,符合當前社會經濟發(fā)展的理念。但目前裝配式建筑在我國發(fā)展還較為緩慢,還處于待完善階段,主要在東部經濟較為發(fā)達的沿海地區(qū)進行嘗試性發(fā)展。因此,很多企業(yè)于裝配式建筑物的特征不夠了解,ζ淅斫獠磺澹在建筑設計、抗震設計及構建制作上缺乏經驗,不能是裝配式建筑的優(yōu)勢充分發(fā)揮,在建設過程中不但沒有降低建筑成本,反而使建筑成本大大增加。裝配式建筑結構有效設計是裝配式建筑結構成功與否的關鍵,再依循設計方案進行建筑結構的拆分、構件制作及結構組裝。穩(wěn)定性、安全性和實用性是裝配式建筑結構的基本原則,所以對裝配式建筑結構設計優(yōu)化顯得尤為重要,確保建筑物質量,進一步促進整個裝配建筑行業(yè)的發(fā)展。
1 裝配式建筑的設計要點
可行性、使用性是裝配式建筑結構設計的關鍵點。同時,在設計中首先必須注意在確保建筑物功能性和安全性的前提下,通過專業(yè)、標準、精細的設計,充分發(fā)揮建筑設計的優(yōu)越性,注重能源的損耗,為人們提供一個安逸舒適的建筑環(huán)境。將建筑物的結構高度、不規(guī)則度及結構復雜度控制在合理范圍。建筑設計在進行初步設計過程中必須充分考慮建筑材料、結構體系、結構布置、各參數(shù)等,對多種設計方案從可行性、經濟性等方面進行充分比較,獲得最優(yōu)設計方案。另一方面,根據(jù)國家相關標準,對結構設計進行精確計算,保證在建筑過程中對風險處于可控范圍。
2 裝配式建筑的結構優(yōu)化設計分析
裝配式建筑的結構優(yōu)化設計主要從設計流程、設計體系建立、結構技術體系、預制構件拆分與控制、預制構件節(jié)點優(yōu)化設計及有效利用相關政策六方面進行優(yōu)化。
2.1 設計流程優(yōu)化
裝配式建筑在考慮功能性需求的同時還需要關注結構設計對工廠化生產及裝配式施工的影響。裝配式建筑的設計需要涵蓋整個過程,從構件生產到運輸、裝配,對建筑物的要求都非常嚴格。在設計階段,對構件設計、拆分等方面需要做好優(yōu)化工作,保證裝配式構建在設計、生產、施工過程中的緊密連接,形成完整的工藝流程;在圖紙設計方面,以方案的可行性作為前提,細化設計建筑物裝配結構的各構件,優(yōu)化預制構件生產工序,降低現(xiàn)場管理難度和施工難度,降低施工成本。
2.2 設計體系優(yōu)化
設計體系優(yōu)化主要在于建立標準的設計體系。規(guī)范建筑戶型模塊和交通核模塊,充分發(fā)揮建筑物經濟性和功能性要求,降低樓板和外墻的構件種類,使裝配式建筑物施工效率大大提高。建筑戶型模塊方面,在確保室內空間尺寸的精準、合理的前提下,可對室內結構布置、客廳布置及臥室開間布置做適當調整;交通核模塊方面,主要對建筑物使用過程中的人的上下通行和物品上下運輸(主要包括樓梯、電梯井、走道)、設備的安裝布置(主要包括機電管井)等進行規(guī)范性設計,使其與板樓、通廊相互搭配更加規(guī)范,滿足各種客戶對房屋的不同需求。
2.3 結構技術體系優(yōu)化
與現(xiàn)場實際相結合,選擇合理的結構技術體系是裝配式建筑結構設計優(yōu)化的關鍵。所謂結構技術體系是指配整體式的框架結構、疊合剪力墻、裝配整體式剪力墻結構等與結構設計有關的技術體系。建筑物的平面部分,在結構技術優(yōu)化時可采用疊合板、疊合梁形式;建筑物剪力墻采用預制裝配式時可采用預制的疊合剪力墻,也可采用雙面預制的疊合剪力墻,豎向連接可采用鋼套筒連接形式進行。在各構件之間連接時方法較多,連接形式也不固定,具體根據(jù)施工需要而定。
2.4 預制構件拆分與控制
在不同項目中裝配式建筑結構的預制部位和預制形式不同,需結合具體工程項目而定,一般住宅建筑,首先應該考慮其水平構件的預制技術,主要有樓梯、陽臺、預制疊合梁以及外墻保溫與裝飾等一體化設置,減少外墻腳手架的使用,優(yōu)化承重墻與非承重墻的設置等。
2.5 預制構件節(jié)點優(yōu)化設計
裝配式建筑的設計重難主要在于節(jié)點設計,在抗震性、功能性方面對建筑物起著決定性作用。因此,在建筑構件連接處控制所使用的鋼筋、套筒、預埋件等的成本,優(yōu)化節(jié)點處的連接方式,保證建筑物具有良好的抗爭性能,同時降低施工成本,提高工作效率,達到穩(wěn)固連接各部件的目的。
2.6 有效利用相關政策
裝配式建筑發(fā)展處于起步階段,技術不成熟,因此其發(fā)展受到了較大的阻礙,為了鼓勵新技術的發(fā)展,提高建筑業(yè)走向更加綠色環(huán)保、低能耗的目的發(fā)展道路,政府必須出臺一些優(yōu)惠政策,鼓勵企業(yè)發(fā)展裝配式建筑結構,降低裝配式建筑結構的建設成本,充分發(fā)揮裝配式建筑結構的優(yōu)勢。
3 結語
我國的裝配式建筑近年來發(fā)展緩慢主要原因在于其建設成本較高,因此降低裝配式建筑物建設成本是其向前發(fā)展的關鍵。企業(yè)應該加強管理,建立健全各模數(shù)標準、部件產品標準,通過這些標準是個裝配式構建統(tǒng)一流水線式工廠生產,降低構建的預制成本。另一方面,在工程實際中要不斷對裝配式建筑結構設計方案進行優(yōu)化,改進施工工藝,提高工程質量和效率,降低施工成本,推動裝配式建筑的不斷創(chuàng)新與發(fā)展。
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關鍵詞:混凝土裝配;住宅建筑;施工技術;優(yōu)勢
中圖分類號:TV331文獻標識碼: A
引言
目前,裝配式住宅發(fā)展迅速,混凝土裝配式住宅具有節(jié)能、環(huán)保、工期短、利于工業(yè)化等優(yōu)勢。隨著城市建設的節(jié)能減排,建設節(jié)約型社會等政策的出臺,也給裝配式鋼筋混凝土結構建筑帶來了新的發(fā)展機遇。裝配式建筑將會成為將來我國城市建設的一個必然的發(fā)展趨勢。
一、裝配式住宅建筑施工技術的發(fā)展前景
近幾年,國家大力扶持和發(fā)展了裝配式住宅建筑,使混凝土裝配式住宅建筑得到了驚人的發(fā)展?;炷裂b配式住宅,結構功能合理,體型簡單,裝配式程度較高,符合裝配式生產模式并且可以大規(guī)模的復制,同時其抗震受力體系也能滿足裝配式預制剪力墻的要求,在住宅建筑中得到了大力推廣。
二、混凝土裝配式住宅建筑施工技術的優(yōu)勢
1、節(jié)約資源的優(yōu)勢
我國建筑業(yè)能耗大已經成為國際公認的事實,與發(fā)達國家的相比是其建筑能耗的2~3倍,目前大部分建筑達不到節(jié)能減排的生態(tài)要求;我國建筑在建造過程中鋼材和水泥的消耗也比發(fā)達國家高出很多,建筑結構用材中大量采用水泥硅酸鹽是不可再生的資源材料,每拌和1m混凝土比發(fā)達國家要多消耗80kg水泥,我國目前的建筑技術,硅酸鹽材料在建筑解體后不能循環(huán)利用;在備受關注的氣體排放方面,全國建筑用能產生的氣體排放已占到全國溫室氣體排放總量的25%。我國建筑目前是名副其實的高能耗建筑,為環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴重的負面影響。而裝配式建筑施工技術作為工業(yè)化建造的一種有效手段,來解決建筑業(yè)所帶來的環(huán)境問題。裝配式建筑施工技術可以有效改變建筑業(yè)高能耗的現(xiàn)狀。例如:混凝土裝配式住宅建筑中所采用預制外墻板,從而減少了外墻模板用量,使大鋼模的也減少22%的用量;裝配式建筑施工技術采用疊合板陽臺可以減少水平模板及架料的用量,減少木材用量達到40%,鋼架料節(jié)約達到10%;裝配式建筑施工技術中的預制構件工廠化加工使得建材損耗大幅降低,減少了傳統(tǒng)現(xiàn)場施工中廢棄物的產生,并且在一定程度上減少填埋廢棄物所需要耗費的土地資源;裝配式建筑施工技術中大多采用預制構件,使現(xiàn)澆作業(yè)減少30%、外墻保溫及抹面作業(yè)減少達75%,小金屬焊接作業(yè)減少70%等,節(jié)水節(jié)能效果都非常顯著;裝配式建筑施工技術使住宅建筑施工中的現(xiàn)澆混凝土結構強噪音作業(yè)時間有效減少、并且減少了混凝土養(yǎng)護中的用水、廢水等,大大減少了傳統(tǒng)施工中廢棄物的產生。
2、縮短工期的優(yōu)勢
傳統(tǒng)住宅建筑在主體結構封頂后,需要用1到2個月的時間去進行窗洞剔鑿、防水處理、副框收口等工作,而裝配式建筑施工技術中在預制外墻板時就預留了墻面安裝外窗用時要用的預埋件,當主體結構封頂后便可以立即實現(xiàn)封閉,比傳統(tǒng)建筑施工封閉時間節(jié)省較多時間,并且裝配式建筑施工技術還為提前插入室內砌筑及建筑裝飾工程創(chuàng)造有利的條件;傳統(tǒng)建筑施工中,外墻裝修、粘貼保溫材料、抹抗裂砂漿等工序約需要2~3個月,而裝配式建筑施工技術在預制外墻和預制飄窗時候就同時預制完成了保溫層及裝飾層,使建筑外裝修時間整整縮短3個月;裝配式建筑施工技術的樓梯施工,在預制樓梯預埋了安裝欄桿用的孔洞、在預制飄窗時候預埋了安裝欄桿用的埋件、在預制墻體時候還預留了安裝水電的管槽,可以節(jié)約一個月的時間,減少了裝飾工程施工中的開洞、安裝埋件、墻體開槽等。
3、降低工程造價的優(yōu)勢
由上我們可以分析出來,裝配式建筑施工技術由于預制構件都是由生產廠家集中預制,再運到項目工程現(xiàn)場,所以不管是預制件的生產還是施工工地現(xiàn)場的安裝都是流水式可復制的勞動過程,工人很容易施工,熟練程度高,從而可以大大的提高工作效率,節(jié)約成本。在勞動力成本持續(xù)上漲的今天,人力成本的節(jié)約可以大大的降低工程造價,同時,裝配式建筑施工技術本身也節(jié)約了工期,節(jié)約了材料。在人工、材料、機械都減少的情況下,工程造價本身也會具有一定的優(yōu)勢,建筑企業(yè)的利潤也會相對提高。
4、工程質量更有保證
配式建筑施工技術由于集中預制,統(tǒng)一生產裝配、精度更高。預制的結構件中對混凝土配合比、砂石料沖洗、砂石料的配和比、鋼筋數(shù)量因素都能更好的控制。在配式建筑結構件和裝配件的預制中,由專業(yè)廠家統(tǒng)一生產,精度高。單個結構構件的模板、鋼筋及混凝土澆筑等施工工藝都比傳統(tǒng)施工技術的現(xiàn)場澆筑施工方便,所以配式建筑施工技術的使用可使單個構件的質量提高,從而達到提高整個工程質量的目的。例如在傳統(tǒng)建筑施工技術中,外墻板的施工常常會遇到滲漏、開裂、空鼓等質量通病,以及房間尺寸偏差等質量問題。那么裝配式建筑施工中,外墻板可以在結構件工廠直接做成裝飾外墻面,窗戶的洞口尺寸誤差可以減小,并且配式建筑施工技術的窗戶安裝較傳統(tǒng)工藝更加精確,工廠預制構件可以使窗戶的安裝嚴絲合縫,能夠從根本上解決傳統(tǒng)施工外窗滲漏的常見質量問題。配式建筑的預制部件在工廠在生產過程中,可以隨時對材料的性能進行控制,如:耐火性、抗凍融性、防潮、隔聲保溫等。配式建筑施工技術可以使每道工序都像安裝機械設備一樣去檢查其精確度,保證施工工程的質量。
5、在使用性能上的優(yōu)勢
裝配式房屋建筑的施工技術屬于對預制構件的裝配結合,它的結構強度較高,抗震性也比傳統(tǒng)施工技術要好,使居住者更具有安全感。裝配式住宅建筑在構件的制造加工以及裝配中都大量的采用保溫材料,封閉性比傳統(tǒng)施工方式更加的嚴絲合縫,所以裝配式住宅很容易達到冬暖夏涼的效果,節(jié)能減排的效果也更加顯著。裝配式住宅建筑物的主要構件是鋼筋混凝土,在施工聯(lián)接時通常采用剛柔結合的原則,整個結構構件對物體的熱脹冷縮的適應能力比較強,可以增加建筑的使用壽命。比如在建筑的外墻面板的預制中,工廠預制時候外墻窗框安裝鋼模再來澆PC混凝土,這樣的施工可以使?jié)矒v混凝土時框和混凝土更好地嚙合在一起,避免縫隙,減小了滲水概率。此外,由于PC與板之的縫隙,能在熱脹冷縮中及時釋放應力,同時也可以地震、不均勻沉降等原因造成的外墻裂縫。
6、在保護周邊環(huán)境上的優(yōu)勢
傳統(tǒng)建筑施工方式在建筑材料的運輸、裝卸、堆放、施工中,各種揚塵對周圍的環(huán)境產生了不小的影響,裝配式建筑施工技術的PC構件直接在現(xiàn)場進行裝配、連接可有效避免揚塵,有利于環(huán)境保護。裝配式建筑施工技術大大減少了土建粉刷的現(xiàn)場作業(yè)對施工工人的身心健康的影響。裝配式建筑的預制構件外裝飾工廠化制作,可以直接澆搗于混凝土中,無濕作業(yè),也不再產生落地灰。裝配式建筑施工技術的工廠化預制構件采用吊裝裝配工藝,減少了固定泵所產生的施工噪音和建筑模板安裝、拼裝時鐵錘敲擊產生的噪音。裝配式建筑施工技術散裝物料減少,廢物及廢水排放很少,有利于環(huán)境保護。
結束語
綜上所述,我國在建筑工業(yè)化方面取得了很多成績,不過相比于其他國家,我國建筑工業(yè)化的整體水平還很低。要想推進我國建筑工業(yè)快速發(fā)展,就要在科研上進一步探究節(jié)點連接的問題,首先要對結構系統(tǒng)是否科學和構造是否符合技術規(guī)定進行驗證,其次要對提出的新型節(jié)點是否合理進行驗證,從而慢慢完善技術規(guī)定以及施工技術。
參考文獻
[1]孫劍,王生明,都興民.高層住宅預制裝配式混凝土結構應用[J]. 《施工技術》,2011,(22).
一、裝配式建筑的優(yōu)點
裝配式建筑的優(yōu)點如下:(1)裝配式建筑的預制構件在工廠加工完成后,直接運至施工現(xiàn)場進行組裝,這種施工方式減少了二次加工工序,提高了結構的質量,保證了構件尺寸的準確性。(2)與其他建筑工藝相比,裝配式建筑結構簡單、部件少、現(xiàn)場組裝方便快捷,節(jié)約了大量的時間,實際使用效果良好。(3)當采用預制構件法時,各專業(yè)之間能夠相互配合、相互支持,施工過程中存在的問題能夠得到及時解決。裝配式建筑設計標準化減少了設計的隨意性,并且簡化了施工工序,從而達到了縮短工期、節(jié)約成本的目的。(4)裝配式建筑工程管理信息化水平高,從而降低了人們施工現(xiàn)場的工作難度,減少了施工人員的工作量。(5)裝配式建筑符合綠色建筑發(fā)展要求,它已經成為建筑行業(yè)的發(fā)展方向。(6)裝配式建筑不需要使用大量的建筑材料,它的構件直接在工廠生產,就避免了在施工現(xiàn)場堆放混凝土等原材料,從而對周邊環(huán)境污染較小,起到了環(huán)保的作用。
二、建筑裝配式混凝土結構建造技術
1.澆筑混凝土預制裝配式施工技術在設計裝配式混凝土建筑結構過程中,為凸顯建筑整體性、穩(wěn)定性特征,建設單位要安排專業(yè)人員實地考察施工現(xiàn)場地質條件、周邊環(huán)境、居民實際居住需求等多方面問題,而后不斷優(yōu)化和完善現(xiàn)場澆筑混凝土預制裝配式技術。通過合理有效的設計建筑結構施工方案,提升工程建設質量。在工程項目實際施工過程中,施工人員要熟練掌握和運用各類鋼筋連接方法,依照構件規(guī)格合理選用鋼筋預埋件施工方式;嚴格依據(jù)建筑結構設計施工圖紙以及施工實際要求開展鋼筋綁扎工作;在完成結構樓板鋼筋綁扎、焊接作業(yè)后,要及時進行驗收、核查,以此確保鋼筋的穩(wěn)定性。2.疊合板式與預制混凝土剪力墻技術就目前混凝土剪力墻技術實際應用情況而言,確定其結構構件的形式十分豐富,如疊合式板墻與樓板、預制樓板等多種類型。由于疊合式樓板是由底層預制板和鋼筋共同組成,所以可以將其稱為后澆混凝土施工模板;聯(lián)合式板墻是由預制板及鋼筋構成,在其施工過程中,施工人員要在預制板中間開展混凝土澆筑工作。此外,預制混凝土剪力墻施工技術的構件更加多樣,如豎向剪力墻板、樓梯板、陽臺以及水平疊合樓板等方面,但該技術構件形式十分簡便,只需要施工人員嚴格按照工程施工方案進行施工即可完成。3.構件吊裝施工技術在預制裝配式建筑施工期間,建筑施工單位需明確施工現(xiàn)場人員的基礎職責與責任,及時制定構件預制裝配式建筑施工管理體系,保證相關人員在施工操作中保持有章可循。對此,施工單位在正式施工開始之前,需要基于具體情況制定詳細的管理體系,并在交底中明確施工環(huán)節(jié),促使所有施工人員明確自身職責。管理人員還需基于當天具體施工情況做好構件數(shù)量數(shù)據(jù)分析表,并編制具體編號,提高施工管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計的規(guī)范化,保障所有施工人員可在日常管理中履行自身職責,提高整體施工效率。另外,預制構件體積普遍較大,一搬情況下,塔式起重機可采用豎向位移限制和橫向轉動交接的方式處理,將結構物件附著在墻件連接中,在塔式起重機施工中可采用附墻措施做好與塔式起重機型號的匹配處理,并按照具體施工步驟落實合理的安裝施工,保障預制構件高效率安裝。
三、建筑裝配式混凝土結構設計優(yōu)化
1.平面設計模數(shù)協(xié)調和正向設計是裝配式建筑平面設計的主要原則。在平面設計當中需要對戶型模塊的種類以及尺寸進行優(yōu)化,通過標準戶型模塊的組裝形成建筑平面,從而實現(xiàn)預制構件與內裝部品的標準化和通用化,進而實現(xiàn)住宅產業(yè)化發(fā)展的相關配套技術升級,在降低成本的基礎上同時實現(xiàn)施工質量和效率的提升。在進行建筑平面布局時,應合理地選擇大空間的布局,同時還應合理安排管井與承重墻的實際位置,達到建筑空間合理布局的目標。2.立面設計對于套型組合采用模塊化、標準化與系列化的特點進行立面設計,在預制墻板的設計中可以利用不同類型的飾面材料來體現(xiàn)紋理與色彩的變化。裝配式建筑立面可通過采用不同墻體組件的組合與變化來實現(xiàn)較好的可變性與靈活性。如可以在保證通風和采光滿足要求的基礎上,對窗口大小、比例和窗框形式進行調整等。裝配式建筑提倡裝飾保溫一體化,采用裝配式一體化墻板滿足建筑立面的要求。復雜的建筑立面推薦采用反打一次成型技術,例如石材反打等技術。復雜的建筑立面模板成本較高,從成本角度出發(fā),建筑立面宜簡潔,不宜設置復雜的突出的橫線條或豎線條。建筑水平腰線宜設置于開始采用預制夾心墻板的樓層底部,立面豎線條宜采用不同顏色涂料凸顯。3.有效優(yōu)化裝配式混凝土結構設計我國裝配式混凝土結構工藝正在進一步完善,從設計角度來分析,設計人員需要對銜接節(jié)點進行優(yōu)化,對銜接節(jié)點的各類構造及結構的耐久性進行分析與考量。同時,設計人員需要對整體建筑結構的抗震性能進行分析,從而提升房屋建造工程的綜合質量與水平。此外,在研究過程中,研究人員需要采用更加科學的計算模型進行綜合計算,應用專業(yè)技術來有效控制建筑結構的銜接點剛度,應用“強剪弱彎,增強節(jié)點”的原則提升預制構件的質量。在對裝配式混凝土結構預制件進行加工的過程中,施工人員需要對整體預制構件的質量進行嚴格把控,在充分保證預制構件質量的前提下,確保建筑的其他性能得到優(yōu)化,對抗震、裝飾、保溫等性能進行分析,從而使建筑的綜合質量得到大幅度的提升。4.提高預制構件的連接科學性在進行整體裝配式混凝土的綜合結構預制構件的連接過程中,施工人員要確保整體預制構件連接具有高度的完整性與合理性,保證各個連接結構的高度簡便性,以提升連接各項構件的效率,保證當前建筑工程具有高度的穩(wěn)定性。
四、結語