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【预制技术】对建筑工业化发展装状况的思考

 碧野田间牛得草 2016-05-01

1 建筑工业化的内涵

建筑工业化是指建筑产品的工业化生产方式,包括设计的标准化、构配件的工厂化以及建造施工的装配化;而建筑工厂化主要指第二个环节,即建筑产品的主要构件和部品在工厂里实现规模化生产;建筑产业化则是指整个建筑产业链的产业化,把建筑工业化向前端的产品开发、下游的建筑材料、建筑能源甚至建筑产品的销售延伸,是整个建筑行业在产业链条内资源的更优化配置。如果说建筑工业化更强调技术的主导作用,建筑产业化则增加了技术与经济和市场的结合。


2 国内建筑工业化的发展

国内基本上是在和国外同一时间提出了建筑工业化。在20世纪50年代,国内在借鉴前苏联和南斯拉夫的经验基础之上,开始在全国建筑业推行标准化、工厂化、机械化,大力发展预制构件和预制装配建筑,提出了自己的建筑工业化之路。从20世纪70年代初到80年代中期,预制混凝土构件生产经历了大发展时期,到20世纪80年代末,全国己有数万家构件厂,全国预制混凝土年产量达2500万立方米。工厂化的新发展使商品混凝土得到了很大发展,我国大、中城市(尤其是我国东部地区)基本上都已拥有商品混凝土生产企业,年生产能力已达到3000万立方米以上,部分大城市的商品混凝土产量己超过现浇混凝上总量的50%。我国的建筑机械行业得到了巨大的发展,通过引进、消化、吸收和国产化,迅速缩小与国外先进水平的差距。


90年代后,由于种种原因,预制混凝土结构在民用建筑中的应用逐渐减少,处于相对低潮阶段。进入21世纪后,伴随着我国城镇化和城市现代化进程的快速发展,能源与资源不足的矛盾越发突出,生态建设和环境保护的形势日益严峻,原来建立在劳动力价格相对低廉基础之上的建筑行业,正在面临劳动力成本不断上升的问题,逐渐成为制约我国建筑业进一步发展的瓶颈。我国建筑业企业生产效率与发达国家相比,仍有一定的差距,主要表现在:一是劳动生产率低。我国建筑产业的人均年竣工面积仅为美国和日本等发达国家的1/4~1/5;二是建造效率低。同样一栋18层的住宅,国内以毛坏房交付,需要13~14个月的建造时间,类似日本的发达国家以精装修房交付,仅需要9~10个月时间;三是行业整体质量水平偏低。技术落后、机械化程度低,无标准化、流程化作业;四是质量稳定性差。传统施工方式容易受气候、人力、环境等诸多不可控因素影响;五是劳动力紧缺,和过去中国工业少,劳动力大多集中在农业建筑业不同,现在随着国家发展,大大小小的工厂拔地而起,一部分劳动力都进入了工厂,加上我国的建设发展速度剧增,民工荒已成建筑行业的普遍现象;六是劳动力素质及专业性不高,因为劳动力缺乏,往往是来人就用,缺乏专业培训。


随着国民经济的持续快速发展,节能环保要求的提高,劳动力成本的不断增长,近十多年来,我国在预制混凝土装配式建筑方面的研究与应用逐渐升温,多家单位开展了这方面的工作:如1998年南京大地建设集团有限责任公司的“预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系”;2005年以来,北京万科企业有限公司的“装配整体式剪力墙结构体系”;南通建筑工程总承包有限公司的“全预制装配整体式剪力墙结构(NPC)体系”;西伟德混凝土预制件(合肥)有限公司的“叠合板装配整体式混凝土结构体系”;台湾润泰集团的“预制装配式框架结构”;黑龙江宇辉建设集团的“预制装配整体式混凝土剪力墙结构体系”等,陆续在工程中示范和应用。


2007年末,北京“榆构万科住宅产业化研发中心”成立,开始了北京万科的住宅产业化之路。在推进这一战略的过程中,北京万科采取了建立技术研发、与建设试点工程同步推进的本土化举措,先后委托清华大学、中国建筑科学研究院抗震所和中国建筑科学研究院结构所,进行相关的实验和研究工作,验证结构体系可靠性和施工可行性。通过系列科研论证和实验楼、工业化实体楼建设,取得了积极成效。从标准化、预制装配、全装修、部品集成、新技术应用五个方面着手进行工业化,在此基础上通过一定的手段实现产业化,并最终通过搭建平台实现绿色建筑。


采用预制装配式混凝土结构,可以有效节约资源和能源,提高建筑功能和结构性能,改善施工现场的环境和作业条件,减少建筑垃圾对环境的不良影响,有效实现“四节一环保”的绿色施工要求,实现低能耗、低排放的建造过程,促进我国建筑业的整体发展,实现预定的节能、减排目标。


目前,我国所发展的预制混凝土装配式结构,在建筑设计、构件生产、安装施工及结构受力分析、构件连接构造等方面均优于我国20世纪七、八十年代发展的传统装配式建筑结构,在建筑施工质量、节能减排效果、抗震性能、综合经济效益等多方面具有等同或优于现浇混凝土结构的性能。


3 实现建筑工业化的措施

建筑工业化,首先应从设计开始,从结构入手,建立新型结构体系,包括钢结构体系、预制装配式结构体系,要让大部分的建筑构件,包括成品、半成品,实行工厂化作业。一是要建立新型结构体系,减少施工现场作业。多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展;高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展;施工上应从现场浇筑向预制构件、装配式方向发展;建筑构件、成品、半成品以后场化、工厂化生产制作为主。二是要加快施工新技术的研发力度,主要是在模板、支撑及脚手架施工方向有所创新,减少施工现场的湿作业。在清水混凝土施工、新型模板支撑和悬挑脚手架有所突破;在新型围护结构体系上,大力发展和应用新型墙体材料。三是要加快四新成果的推广应用力度,减少施工现场手工操作。在积极推广建设部十项新技术的基础上,加快这十项新技术的转化和提升力度,其中包括提高部品件的装配化、施工的机械化能力。


新型结构体系中,应尽快推广建设钢结构建筑,应用预制混凝土装配式结构建筑,研发复合木结构建筑。在我国,进行钢结构建设的时机已比较成熟,我国已连续多年世界钢产量第一,一批钢结构建筑已陆续建成,相应的设计标准、施工质量验收规范已出台;同时,钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点,在建筑中应用的优势日显突出;钢结构使用面积比钢筋混凝土结构增加面积4%以上,工期大大缩短;在工程建设中采用钢结构技术有利于建筑工业化生产,促进冶金、建材、装饰等行业的发展,促进防火、防腐、保温、墙材和整体厨卫产品与技术的提高,况且钢结构可以回收,再利用,节能、环保,符合国民经济可持续发展的要求。


预制装配式结构应积极提倡。目前,大量的混凝土结构都是现场浇筑的,不仅污染环境,制造噪声,还增加了工人的劳动强度,又难以保证工程质量。南京大地建筑公司从法国引进的预制装配式结构体系(简称世构体系),是采用预制钢筋混凝土柱,预制预应力混凝土梁、板,通过钢筋混凝土后浇部分将梁、板、柱及节点连成整体的框架结构体系。具有减少构件截面,减轻结构自重,便于工厂化作业、施工速度快等优点,是替代砖混结构的一种新型多层装配式结构体系。该结构体系已在南京多个工程中应用,效果明显。


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