裝配式住宅在鄭州市公租房建設中的應用研究

(1.鄭州成功財經學院 河南 鞏義 451200；2.河南交通職業技術學院 河南 鄭州 450005； 3.河南省煤層氣開發利用有限公司 河南 鄭州 450016)

一、引言

近年來，隨著鄭州市經濟的快速發展，建筑業逐步成為鄭州市經濟建設的支柱產業，但建筑業歷來以高污染、高消耗聞名，與國家要求的可持續發展理念背道而馳。李克強總理在政府工作報告中指出要積極大力推廣綠色建筑，綠色建筑要求綠色施工，綠色施工可以在一定程度上降低施工過程中的污染，它可以利用廢棄混凝土做再生骨料，減少對天然砂石的開采，降低環境的壓力，故而綠色建筑概念的提出為經濟發展方式的轉變、經濟結構的優化、調整和可持續發展理念的實現指明方向。

1891年，法國首次提出在俱樂部建筑中采用預制構件-預制混凝土梁，裝配式構件逐步進入建筑工程領域，到現在，預制混凝土工藝已有130多年的歷史。自上世紀90年代末期，預制混凝土構件開始廣泛用于工業和民用建筑，但國外預制混凝土結構發展的速度較快，上世紀70年代的能源危機期間美國開始實施產業化施工和機械化生產，到現在，裝配式技術在美國建筑工程中占比35%，美國城市住宅結構基本上以工廠化、混凝土裝配式和鋼結構裝配式為主，降低建設成本投資，提高工廠構件通用性，增加了施工的可操作性；裝配式技術在歐洲建筑工程中占比為35%-40%，其中法國主要采用鋼筋混凝土輔以鋼和木材進行裝配式建筑的施工，并逐漸向著大跨度方向發展，德國主要采用疊合板、混凝土和剪力墻結構體系利用構件裝配式和混凝土結構形成耐久性較好的裝配式建筑；在亞洲，日本的裝配式技術發展速度更為迅速，相關的專家學者對其研究較早，出臺了相應的規范制度，如：《住宅性能指標》、《工業化住宅性能認定規程》和《工業化住宅性能認定技術基準》等。

裝配式構件在我國起步較晚，近十年來，我國對裝配式住宅體系的研究才相應有所加深，李忠富和張蕊[2]針對住宅產業的住宅體系進行研究，提出建立面向大規模定制的住宅產業敏捷生產體系；蒙光忠[3]通過對萬科16年裝配式住宅構件的研究發現裝配式住宅構件已經成為深圳市建設局推廣的主力對象，此外，2001年以來，政府建設機構已經著手下發了就建筑業使用預制混凝土技術的規范，并通過建筑部門實施激勵計劃的方法針對采用預制構件的項目給與了多方的政策性支持，我國陸續出臺了相關的規范標準，如《建筑模數協調標準》GB/T50002-2013、工程建設國家標準《木結構設計規范》GB50005-2003及局部修訂等。

裝配式住宅是指依據一定的標準，將建筑的全部或部分構件分解成預制構件，提前在工廠中制作完成，然后運輸到施工現場進行組裝拼接形成的新型住宅[1]。裝配式施工技術具有建筑的主要構件提前在工廠制作完成、預制構件的連接方式可靠的特點，采用構件生產工廠產業化，可以大量減少施工現場的建筑垃圾，達到綠色環保要求；此外，框架式結構和框架剪力墻結構中需要的大量墻、梁構件等在工廠直接生產，減少現場模板的使用，降低現場施工強度，減少現場構件的砌筑和抹灰程序，可以大幅度縮短工期。

二、公租房建設的發展意義與發展前景

我國正處于經濟飛速增長、城鎮化快速發展的時期，河南作為中國的農業大省，人口居于國家前列，人數眾多，我省一直處于住房供應不足，房價過高和上漲過快的狀態，解決城鎮居民的住房居住問題，是我省一項長期而艱巨的任務[4]。2009年，溫家寶總理的《政府工作報告》明確指出，要加快完善保障性住房建設的政策措施，解決城市低收入住房困難家庭，加強保障性住房建設，可以進一步改善民生，拉動內需。2013年習近平總書記強調加快推進住房保障體系和住房供應體系，滿足群眾基本住房需求。1953年，香港開始啟動“公屋計劃”，采用預制建筑設計和模塊標準化建設，為改善民生、滿足城市居民住宿要求提供發展方向，公租房作為保障性住房的一種逐步進入大眾視線，公租房建設是政府以租金補貼或實物配租的方式，向符合要求的城鎮居民最低收人且住房困難的家庭提供的社會保障性質的住房，極具產業化潛質，具有建設量巨大、工期短、戶型面積小、種類單一和標準化程度高的特點[5]。

現階段，鄭州市的公租房以小戶型為主，建筑面積約為45m2的兩居室或為60m2的三居室，是政府的事實項目，其建設規模和興建速度不斷增加，但傳統的住房建設需要大量的模板，現場濕作業量大，造成水污染、空氣污染和噪聲污染，對環境保護帶來巨大的壓力。將裝配式技術與公租房建設進行結合，可以減輕環保的壓力，與傳統建筑施工技術相比，裝配式技術可以重復利用模板，對于梁、板、柱等構件甚至減少模板的使用，現場濕作業量可減少一半，降低材料的浪費，降低建筑對資源、能源的消耗，減輕建筑廢棄物對環境的影響[6]，通過對比產業化住宅樓與傳統建筑項目的降耗減排測算可知，采用轉配式產業化生產，可以促進傳統的建設方式向綠色、環保、科技等現代化建設方式轉變，具有良好的社會、環境和經濟效益。但裝配式建筑結構形式有限、設計缺乏靈活性，將裝配式技術結合公租房建設進行大規模生產，可以更好的適應建筑要求，采用工廠化集中生產的方式和裝配化施工的方式，較好的降低了建筑主材和輔材的消耗，減少建筑垃圾的產生和污水的排放，減輕環保壓力的同時可以降低造價。

三、公租房建設中推廣預制裝配式住宅的意義

目前我省建設公租房主要目的為保障城市中低收入人群解決住房問題，并合體調控商品房價格，防止房價過高。公租房住宅建筑的傳統生產方式混凝土配置依據經驗較多，混凝土攪拌采用人工拌合和現場澆筑方式居多，混凝土養護條件受到限制，強度難以達到要求，對建筑的整體性和強度要求產生影響，采用裝配式構件降低人的操作強度，施工質量便于把控，這是保障結構整體性和提高生產質量要求。

建筑業自上世紀90年代步入快速發展時期，市場上房地產和施工企業的的競爭壓力隨之增加，各企業通過降低材料和人員費用的方式提高競爭力的發展空間在逐步縮小，各企業只有增強技術創新，轉變生產方式，才能增強自身競爭力，這是政府和企業轉變生產方式的需要[7]。

裝配式技術是在工廠進行構件加工，然后運輸到施工現場進行組裝成型，這在無形中增加運輸和組裝的費用，且設計單位對裝配式構件較為陌生，配套設計費用高，在推廣初期成本高，這需要從政府的投資項目著手，公租房作為政府投資項目，數量多且戶型簡單、模板利用周轉程度高，可以在一定程度上降低造價[8]，隨著設計標準的頒布和執行，大幅度降低裝配式建筑設計的配套費用，故而裝配式技術的利用是政府投資項目示范的需要。

隨著我國新型城鎮化的大力推進，政府出臺的《十三五新型城鎮化規劃》、《綠色建筑行動方案》、《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》等文件明確提出要大力推行裝配式建筑，提升裝配式建筑在建筑市場的占有率。此外，第十屆國際綠色建筑與建筑節能大會上，住房和城鄉建設部副部長仇保興的《普及綠色建筑的捷徑-裝配式住宅》主題報告明確指出，現階段中國建筑需要尋求一條綠色的、快速化的生產方式進行大批量綠色建筑生產[9]。“十三五”期間，國務院要求積極推廣綠色建筑和建材，大力發展鋼結構和裝配式建筑，提高建筑工程標準和質量，綠色建筑的概念深入人心，裝配式建筑的節能環保性能符合綠色施工的要求，可以大量節省模板施工和現場的濕作業量，4.13日，鄭州市裝配式建筑培訓會的召開進一步要求提高裝配式建筑管理人員的業務能力，盡可能促進建筑的轉型升級，促進裝配式結構的發展，在2020年裝配式建筑盡可能達到30%，這符合政府落實節能環保措施的需要。

四、裝配式住宅在鄭州市綠色建筑-公租房建設中的應用

正商林語溪岸2號院位于鄭州市惠濟區金山路南，其公租房建設建筑立面設計較為簡單，戶型和建筑面積較為固定，主要以小戶型為主，戶型采用一室一廳和兩室一廳，整體布局一致。鄭商集團具有進行裝配式施工所需的人力資源條件和管理技術、設備條件，對本工程選配具有相應技術的施工人員，結合傳統管理模式，采用適用于裝配式施工的管理體系，加強對預制構件生產、運輸、進場和安裝等工序的監督調控，加強監理單位對施工全過程的安全、質量把控。

在工程施工過程中，正商林語溪岸2號院外墻PC板事前在工廠預制，制作構件所用的鋼模具可多次循環使用達100次以上，報廢后可回爐循環利用；門窗預先安裝在鋼模，進行混凝土澆筑時可使得窗框好混凝土較好的粘合，避免傳統施工工藝中滲水縫隙的存在；PC板間預留20mm寬的縫隙，可以避免因為混凝土的收縮、徐變，地基的不均勻沉降等造成的外墻裂縫，可以較好的解決普通住宅的開裂、滲漏問題。

正商林語溪岸公租房建設中裝配式產業化建筑相對于傳統建筑而言，施工質量便于控制和管理，如表1所示，傳統工藝對于結構整體質量要求僅以厘米級測定，窗戶防水和混凝土澆注、養護等過程難以保障，容易出現滲漏、裂縫和空鼓脫落的現象，裝配式構件采用定型模板，構件精度控制在毫米級別，對精度要求更高，其外墻面施工與混凝土墻體同時進行，采用一次作業法進行澆筑，外墻澆筑后鋪設預先進行鉆孔的保溫材料，插入拉結筋，放置內墻鋼筋和預埋件，在外墻初凝前進行內墻澆筑，可以避免外墻面磚脫落，一次澆注成型，加強節點處防水處理，盡可能避免出現不同構件連接接觸位置出現密封不嚴漏水現象；正商林語溪岸處于北方，冬季寒冷，外墻保溫要求更高，裝配式構件采用夾芯保溫外墻板，將混凝土構件、保溫層和外墻外葉板采用水平澆筑方式進行同時構筑成型，運輸到施工現場組裝，相對于傳統施工墻體成型后貼保溫板，保溫效果更好，施工更為簡便。

裝配式施工利于加快工期進度，相對于傳統生產500天的施工工期，現階段，正商林語溪岸公租房建設施工工期可減縮為295天，生產周期大幅度降低，如表2所示，其符合公租房和保障房建設快速、高效的要求，現場的施工安全管理較為方便，利于推進資源的整合、提高工程施工過程的管理效益，最終便于成本控制，利于環境保護和資源節約，傳統建筑生產過程造成大量的建筑垃圾，每年直接消耗的能源占全社會總能耗的30%左右，在施工過程中產生大量的廢水、廢渣、灰塵等建筑垃圾，嚴重影響周邊環境，采用裝配式技術可以減少建筑垃圾和能源消耗，依據正商林語溪岸公租房建設數據顯示，施工工地現場70%以上的工序為干作業，大大減少了水資源的浪費，生產過程可減少施工用水量、混凝土消耗和鋼材損耗48%左右，減少建筑垃圾75%，可以節約能源50%，符合國家倡導的“建設資源節約型、環境友好型社會”大政策的需要。

表1 裝配式鋼筋混凝土結構與傳統混凝土結構質量控制對比

表2 不同生產方式的生產周期

此外，正商林語溪岸公租房建設中使用材料具有環保性能和可降解性，環保評定等級符合B級要求，造價較低，經濟型較好，10年內無需大修，實程現生產過基本綠色化，減少資源能源的消耗，減輕施工過程中的噪聲、廢水、粉塵對環境造成的污染；其裝配式施工生產工藝較為簡單，操作方便，構件成型方便施工，現場主要依靠機械進行組合裝配，勞動力投入少，對操作人員要求較傳統施工低，自動化施工安裝及運輸較為方便生產性能總體評價較高。

五、結論

綠色發展是轉變經濟發展方式、調整優化經濟結構、實現科學發展和可持續發展的必然選擇，是我國“十三五”建材工業發展的重中之重，隨著公租房建設的逐步推進，建筑行業住宅類建筑逐步朝向產業化發展，依據政府相關要求，住宅的建造越來越傾向于和綠色發展的理念相結合，裝配式住宅有著巨大的節能減排作用，可以提升住宅品質和效能，提高施工效率，縮短施工周期，并充分體現了綠色建筑“四節一環保”的特點。住宅建筑中發展裝配式施工技術，在滿足城鎮基本住房問題的同時，使建筑過程實現綠色化，保證環保要求，為實現社會經濟可持續發展提供新的途徑。