國內外裝配式建筑發(fā)展綜述

文/朱家勇、柯善圣、李珍萍、向彪、何其勇 中建三局集團有限公司 湖北武漢 430000

國內外裝配式建筑發(fā)展綜述

文/朱家勇、柯善圣、李珍萍、向彪、何其勇 中建三局集團有限公司 湖北武漢 430000

隨著我國經濟的快速發(fā)展，建筑業(yè)節(jié)能環(huán)保標準的提高，傳統(tǒng)建筑施工方法已經不能滿足居民的居住需求，而具有質量好，效率高，施工快的裝配式建筑作為一種新興的建筑施工方法，卻在煥發(fā)著新的生機。

裝配式建筑

裝配式建筑是指以在工廠先生產的預制構件為主要構件，通過現場裝配、錨固而迅速構成的結構類建筑物。這類建筑的優(yōu)點是提高質量、縮短工期、節(jié)約能源、減少消耗、清潔生產。許多高質量要求的建筑已選用預制裝配式結構來建造，且取得了非常好的效果。

1、裝配式建筑的分類與特點

1.1 裝配式建筑的分類

裝配式建筑依據構件材料的不同可分為鋼筋混凝土預制裝配式，鋼結構預制裝配式和全鋼結構預制裝配式三大類。鋼筋混凝土預制裝配又分為全裝配和部分裝配。其中，全裝配適用于低層或抗震設防要求較低的多層建筑；部分裝配主要通過在現場現澆混凝土，連接形成裝配整體式結構的建筑。鋼結構預制裝配是指主要構件采用鋼結構，但在局部承載、保溫性能等鋼結構難以實現的區(qū)域與其它工法相結合。全鋼結構預制裝配是完全采用鋼結構通過現場組裝來完成整個建筑，代表了集成化技術的最高水平。

1.2 裝配式建筑的特點

（1）質量更好

裝配式建筑通過統(tǒng)一標準生產、現場進行整體裝配，可實現從工地“建造”到工廠“制造”的轉變，實現建筑精度由“厘米”到“毫米”的轉變，減少了因現場施工的不可控造成的質量缺陷，顯著提高了建筑質量，提高建設速度，易于實現建筑產業(yè)現代化。

（2）環(huán)保更優(yōu)

相較于傳統(tǒng)施工，無現場支撐，無現場砌筑，無外墻腳手架，無現場焊接，無水泥砂漿抹灰，無鋼筋綁扎，少濕作業(yè)，作業(yè)環(huán)境更優(yōu)，施工安全更好，更符合節(jié)能環(huán)保要求。

（3）工期更短

以某30層高層住宅地上部分為例，混凝土結構施工工期為405天，而采用裝配式鋼結構只需270天，比傳統(tǒng)建筑施工節(jié)省135天，可實現“當年開工，當年竣工”，極大的提高了經濟效益。

（4）成本更低

在相同面積的前提下，裝配式建筑所需工時是傳統(tǒng)建筑的1/3，按人工成本年漲幅15%計算，裝配式建筑人工功效將大幅度提升。隨著產業(yè)化的規(guī)模發(fā)展，鋼結構建筑綜合成本和傳統(tǒng)建筑可基本持平。

（5）形式更多元

傳統(tǒng)建筑太過于注重外觀，不能切實考慮住戶需求。設置了過多承重墻，室內開間過少，房間內的空間設置不夠靈活。裝配式建筑可以按照住戶需求對房間的空間自由分割設置，墻面可應用材質較輕的材料隔板將室內空間隔開。此外，建筑吊頂和隔墻應用輕鋼龍骨再配備石膏板，更具節(jié)能環(huán)保。

國外裝配式建筑的發(fā)展狀況

1.3 美國裝配式建筑

起源于工業(yè)革命，二戰(zhàn)后大規(guī)模創(chuàng)立和推廣。20世紀初，美國成立了預制混凝土協(xié)會（PCI），并由政策及相關部門出資，長期致力于裝配式建筑規(guī)范和標準的制定，一直推動著裝配式建筑的發(fā)展。其主要形式為鋼+PC掛板組合結構，裝配式框架+預應力雙T板車庫體系。

1.4 法國裝配式建筑

法國1891年就已實施了裝配式混凝土的構建，走過了一條以全裝配式大板和工具式模板現澆工藝為標準的建筑工業(yè)化的道路。以混凝土體系為主，鋼、木結構體系為輔，多采用框架或板柱體系，并逐步向大跨度發(fā)展。特點：一是推廣“構造體系”；二是推行構件生產于是工分離的原則，發(fā)展面向全行業(yè)的通用構配件的商品生產。

1.5 日本裝配式建筑

日本借鑒了歐美裝配式建筑的發(fā)展經驗，結合其實際的建筑環(huán)境，將裝配式建筑的理念成功應用至超高層建筑的防震設計中，最具代表性的就是2008年采用預制框架結構建成的東京塔，在幾次突發(fā)地震中，都實踐檢驗了裝配式建筑結構穩(wěn)定，易于抗震的優(yōu)勢。其主要形式為預制框架+灌漿套筒。到90年代采用產業(yè)化方式生產的住宅占竣工住宅總數的25%～28%。2009年，日本研究建立了業(yè)界通用的規(guī)范《預制混凝土工程》和《混凝土幕墻》，隨著政府的推動和市場發(fā)展的需求，日本裝配式建筑技術已經處于世界前列。

2、國內裝配式建筑的發(fā)展狀況

2.1 香港裝配式建筑

香港快讀發(fā)展住宅產業(yè)化主要歸功于政府的積極引導和標準化設計，從“和諧式”公屋的多種系列的標準設計使得房間尺寸相互配合，建筑構件的尺寸得以固定，形成了公屋專用體系的預制生產，新開工的公屋全部采用預制、半預制構件和定型模板建設。其主要形式為PC外墻掛板+標準化定型化。

2.2 大陸地區(qū)裝配式建筑

我國裝配式建筑起步較晚，上世紀50年代，人們才逐漸了解裝配式建筑的概念。60年代，上海瑤興大廈首次使用了預制混凝土塊結構，并以此形成了新型的建筑方式。隨著施工技術的積累和設計經驗的增加，目前我國預制結構（高度100m以內）已發(fā)展至技術先進的混凝土疊合樓蓋裝配建筑。該形式建筑即水平受力構件采用疊合樓蓋、豎向受力構件采用現澆豎向剪力墻和柱組成。外墻板為三明治板，該板內外為鋼筋砼層，中建為擠塑聚苯乙烯保溫板，每層板通過上部預留出圓鋼錨入樓板或梁內，以后外墻只要將縫填充，并用西卡聚氨脂防水膠勾縫，墻面采用吊蘭施工涂料即可。代表性的成果有：南京萬科上坊保障房，北方大區(qū)白領公寓，長沙“小天城”等。

3、裝配式建筑目前存在的問題

3.1 技術體系仍不完善

當前，裝配式建筑設計、加工生產、施工裝配等產業(yè)環(huán)節(jié)脫節(jié)，完整的混凝土預制裝配技術標準體系沒有形成，建筑的設計、構件生產、裝配施工、裝飾裝修和驗收環(huán)節(jié)標準缺失，全產業(yè)鏈關鍵技術缺乏且系統(tǒng)集成度低。

3.2 基礎性研究不足

目前所使用的鋼結構材料耐火性較差，當鋼材表面的溫度高于600度時，鋼材性能可能會完全失效，造成整個結構的不穩(wěn)定和坍塌，極大的制約了裝配式建筑的發(fā)展。

3.3 標準規(guī)范支撐不夠

例如根據行業(yè)規(guī)程《建筑鋼結構防腐蝕技術規(guī)程》，提供了建筑物在環(huán)境腐蝕等級為二級及以上時，設計防腐年限在15年以下時防腐做法，而住宅建筑一般使用壽命為70年，兩者相差較多。而選用防腐年限在50年以上做法，對于住宅建筑又造價偏高，缺乏適用的技術規(guī)范支撐。

結論：

隨著技術的發(fā)展和建筑行業(yè)經驗的積累，使用新材料，應用新工藝，發(fā)展新技術，提高工程質量，提高功效，減少污染和浪費，實現更加文明施工是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。前途是光明的，路途是曲折的。相信隨著一系列標準體系和行業(yè)規(guī)范的出臺，我國裝配式建筑結構體系的形成指日可待。