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混凝土结构装配式建筑发展现状及存在问题

2020-02-16郑敏丽

江西建材 2020年3期
关键词:预制构件剪力墙装配式

郑敏丽,宋 光

1.盘锦职业技术学院,辽宁 盘锦 124010;2.盘锦市公共采购交易中心,辽宁 盘锦 124010

1 混凝土结构装配式建筑的定义

混凝土结构装配式建筑,是以工厂化生产的钢筋混凝土预制构件为主,并通过现场装配的方式设计建造的混凝土结构类房屋建筑。目前,是欧洲、日本等发达国家建筑工业化最重要的方式。具有减少施工污染、节约能源、提升劳动生产率等优点,我国目前随着经济快速发展,工业化技术改造在建筑业也在进行着,预制混凝土结构装配式建筑在我国将有着广阔的发展前景。

2 混凝土结构装配式建筑的分类

2.1 大板结构体系

我国在20 世纪70 年代,预制装配式混凝土结构主要是采用大板住宅体系,大板结构体系多用于多层和低层建筑。预制构件主要包括楼梯、预制圆孔板、槽形板等。

2.2 剪力墙结构体系

预制装配式剪力墙结构体系是我国装配式建筑的主要结构形式。它可以分为四种:⑴装配整体式剪力墙结构;⑵多层装配式剪力墙结构;⑶双面叠合剪力墙结构;⑷单面叠合剪力墙结构。

2.3 框架结构体系

这种结构是指部分或全部的柱、框架梁采用预制构件构建成的装配式混凝土结构。框架结构中部分或全部梁、柱在预制构件厂制作好后,运输至现场进行安装,再进行节点区及其他结构部位后浇混凝土的浇筑形成装配式混凝土框架结构。

2.4 盒子结构体系

这种结构体系是工业化程度较高的一种装配式建筑形式,预制化程度能达到90%多。这种体系是将房间的楼板和在工厂中进行连接,先预制成箱型整体,甚至包括厨房、卫浴、门窗、电器、家具等其内部设备的装修工作都已经在箱体内完成,之后运至现场,再直接进行整体组装。

2.5 预制外挂墙板体系

安装在主体结构上,起围护、装饰作用的非承重预制混凝土外墙板成为预制外挂墙板,简称外挂墙板。预制外挂混凝土墙板被广泛应用于混凝土或钢结构的框架结构中。一般情况下预制外挂墙板作为非结构承重构件可起围护、装饰、外保温的作用。

3 混凝土结构装配式建筑的特点

3.1 优点

3.1.1 施工周期会缩短

装配式安装施工时间比较短,由于大量建造过程可以不受外界气候影响,而在厂房里就可以进行,所以这种建造方式,很适于寒冷地区室外施工时间较短的情况。运用装配式施工,不仅较大幅度地缩短了现场安装施工周期,同时对于劳动力方面的资金投入也在降低,提高了施工机械化的程度,也大大降低了劳动强度。根据有关数据统计,低层和多层建筑可以缩短50%以上工期,高层建筑可以缩短1/3 左右。

3.1.2 结构质量有保证

采用机械自动化、信息化管理的流水线生产,避免了施工现场很多人为因素的破坏及施工上的转包行为,质量得到控制。解决了传统建造模式中普遍存在的漏水、隔音及隔热效果差等的质量通病。

3.1.3 资源浪费减少

由于装配式建造所需要的预制构件都是在工厂进行流水线生产加工的,流水线生产可以将模具和生产机器进行循环使用,这样就较大地减少了就使得资源的消耗。

3.1.4 环境负荷降低

由于大部分预制构件是在工厂内加工生产的,所以较大减少了在施工中产生建筑垃圾,现场作业量也得到降低。同时,作业过程中的产生粉尘污染、建筑噪音、污废水等也大幅度地降低。运用装配式建造,在建筑材料的堆放、运输和装卸过程中,使得扬尘污染大量减少。对于装配式施工,夜间施工时间缩短、施工速度高效等方面也可以有效减少光污染。

3.2 缺点

3.2.1 个性化降低

对于采用工业化预制建造技术的建设项目,需要先行设计完成电气安装、预埋件、建筑设备等,需要在工厂里就安装在混凝土大板里。标准化的组件使得个性化设计降低,所以只适合于大量重复建造的标准化单元。

3.2.2 整体性较差

预制混凝土结构由于其本身的构件拼装特点,决定了其连接节点设计和施工质量非常重要,它们在结构的整体性能和抗震性能上起到了决定性作用。我国属于地震多发区,对建筑结构的抗震性能要求高,如果要运用预制混凝土结构,则必须加强节点连接和保证施工质量。

3.2.3 建设成本较高

工业化建筑产品成本,在预制建筑出现的初期低于传统建筑。而对于目前采用预制混凝土大板形式建造的办公大楼和住宅,其建设成本通常高于常规建造的建筑物。

4 我国混凝土结构装配式建筑发展现状

4.1 装配式建筑稳步推进

以试点示范城市和项目为引导,部分地区呈现规模化发展势头。据不完全统计,截止2015 年底,全国累计建设装配式建筑面积约8000 万m2,再加上钢结构、木结构建筑,大约占新开工建筑面积的5%。

4.2 行业内生动力持续增强

建筑业面对生产成本不断上升、劳动力与技能工人日渐短缺的现状,越来越多的开发企业、施工企业把装配式建造作为降低成本、提高工作效率的途径,促使企业参与的主动性、积极性不断提高。通过投入大量人力、物力开展装配式建筑技术研发,万科、远大等一批龙头企业已在行业内形成了较好的品牌效应。装配式建筑设计以及构配件、部品的施工、配套、生产运输等能力不断增强。

根据不完全统计,截止到2014 年底全国PC 构件生产线已经超过200 条,产能超过2000 万m3,如按预制率50%和20%分别测算,可供应装配式建筑面积8000 万m2和20000 万m2。目前装配式建筑发展的内生动力不断增强,标准化设计,社会化、专业化大生产模式已成为今后发展的方向。

4.3 逐步建立政策支撑体系

国家《绿色建筑行动方案》、《我国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》中都明确提出,推动装配式建筑发展,推进建筑业结构优化,转变发展方式;2016 年国家发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出,“大力推广装配式建筑,力争用10 年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。

4.4 初步建立技术支撑体系

随着装配式建筑试点项目不断推广和科研投入的不断加大,经过多年不懈的研究,国家陆续出台装配式建筑相关规范标准,各类技术体系日趋完善,陆续出台。《装配式混凝土结构技术规程》、《装配整体式混凝土结构技术导则》、《工业化建筑评价标准》等已陆续发布实行。

在建筑结构方面,钢结构体系、预制装配式混凝土结构体系等都得到一定程度的开发和应用,框架外挂板、装配式剪力墙等结构体系施工技术不断成熟,设计、施工、装修一体化项目比例日益提升。外墙、屋面以及门窗等一体化保温技术产品越来越丰富,同时建筑垃圾循环利用、节水与雨水收集技术以及生活垃圾处理技术等也得到了较多应用。装配式技术的应用,不仅提高了住宅的品质、质量和性能,同时也提升了整体节能减排效果,促使工程建设科技水平整体提升。

5 我国混凝土结构装配式建筑发展存在的问题

5.1 生产过程存在脱节

装配式建筑比较适合采用设计、生产、施工装修一体化,但在目前,生产过程中各环节存在条块分割,上下贯穿的产业链尚没有形成,造成部品构件生产与建造、设计与生产施工、工程建造与运维管理使用等方面的脱节,从而使工程质量性能难以保障、责任难以认定。

5.2 建造成本高影响推广

在装配式建筑初期发展阶段,在没有进行大规模、广泛应用的市场环境下,装配式建造成本和现浇混凝土建造方式相比,大体高于200~500 元/m3。随着装配式建筑规模化的推广,加上政策引导和扶持,装配式建筑带来越来越大社会效益和环境效益和,性价比的综合优势逐渐显现出来。

5.3 有待完善技术体系

当前,对于装配式建筑的技术体系探索的和实践应用,出现了多种多样的技术体系,成熟的、易推广的还相对较少。目前迫切需要成熟可靠的装配式建筑技术体系,作为各地试点项目的可供参考依据。

5.4 有待健全标准规范

目前我们缺少和装配式建筑相匹配的、独立的标准规范体系。构配件及部品的产品标准和工业化设计标准需要进一步完善。由于缺乏对模数化的强制要求,由于工业化建造的系列化、标准化和通用化程度不高,所以它的的综合优势没有充分显现。

5.5 监管机制不匹配

当前必须加快探索新型的建设管理部门监管制度,建立与装配式建筑发展相匹配的监管机制。现有的建设行业管理机制不能完全适应装配式建筑发展的需要,甚至阻碍了工程效率提升和建设进度;也有在有些关键环节出现监管真空的现象,容易诱发新的质量安全隐患。

5.6 装配式建筑人才不足

目前,存在装配式建筑发展与装配式人才供给不匹配的情况,在设计、施工、生产、安装等各环节都存在专业人才不足,是装配式建筑的发展中亟需解决的。

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