淺析裝配式可持續建筑

董 艷 中交地產產業發展有限公司

1 前言

2009年遠大鋼結構可持續建筑，以90%的工廠化率，實現一天建6 層，19 天建57 層，刷新中國建筑建造速度。據統計，本次建造能耗只有普通建筑的1/5左右，使用建筑材料只有普通建筑的1/6，建筑產品具有抗震、節能、降低建筑垃圾等諸多優越性，符合國家產業化政策和發展方向。

2 影響世界的鋼結構建筑

不同時代，不同領域，人們總是在創造不同的奇跡，其中，鋼結構建筑奇跡貫穿著整個文明發展史，縱觀世界，影響世界鋼結構建筑很多，是人類建筑發展的方向。

埃菲爾鐵塔，被浪漫的法國人稱為“鐵娘子”是世界著名建筑，整體鏤空全鋼結構，重1萬噸，高324m，矗立在巴黎的戰神廣場。

帝國大廈，采用框架全鋼結構，僅用410天建造出來，創造了建造速度以往歷史記錄，在《西雅圖夜未眠》《金剛》等影片中均有帝國大廈的身影，它的成功代表著美國經濟的復蘇，看作是紐約永遠的標志。

金門大橋，是二十世紀的橋梁工程的奇跡，是舊金山的象征，因超凡脫俗的外觀和鋼結構被廣泛認為是美的典范。大橋鋼塔高342m，共用10 萬多噸鋼材，露出水面227m，相當于一座70層高建筑物。

北京國家體育場，這座被國人親切稱為“鳥巢”偉大建筑，外觀上仿若樹枝織成，整座建筑全鋼結構組件互相支撐。總用鋼量為42000噸，南北長333m，北京奧運會后成為一座標志性建筑。

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二十一世紀，建筑仍在不斷探索，傳統建筑正在被人類的智慧不斷改進、優化、甚至是顛覆，從材料選擇到實際應用，都在尋找著更加深刻的意義。

3 我國裝配式可持續建筑的現狀及政策

國務院、住建部發布的若干文件明確提出“力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%”，并對各省市保障推進、加快落實作為重點任務強力推進。

自政策發布以來，已有北京市、長沙市、杭州市等30 多個我國第一批裝配式建筑示范城市。各地政府也出臺了裝配式建筑扶持政策相關補貼標準，例如其中一個省政策，對預制裝配率達到45%，總建筑面積達到3 萬平方米以上的裝配式建筑，住宅項目補貼100元/m2等獎勵機制，國家對裝配式建筑采取積極的推動態勢。

4 裝配式建筑定義及優勢

裝配式可持續建筑是將新型的裝配式建造技術和設計技術相結合的新型建筑，工廠預制后以組裝為主，如一塊主板上，面層是地板，底層是已完成的天花板，中間裝有通風、給排水管路和電路線路及照明，出廠時主板上擺好要安裝的立柱、門窗和墻體甚至潔具，大卡車運到工地后一次吊裝快速而精準到位完成。

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更快建造速度，裝配模塊在車間內精心生產，90%的施工在工廠完成。裝配式因為構件分配到各工廠進行生產，采用模塊化設計、工業化生產方式、行業分工協作，主板上配載內裝材料，整車發運到工地，減少很多步驟大大提高操作時間。

減少地震危害，全鋼結構，地震抵抗力強且自重輕，將地震破壞強度降至最低，鋼材本身具備高延性，即使地震，無倒塌也減少人員傷害。按原方案做出不同比例模型，進行7度、8度、9度地震測試，主體結構未有明顯損壞，罕見地震下仍未倒塌，因此鋼結構比傳統結構抗震更有優勢。

安全系數更高，傳統的方式工作環境多在露天和高空作業，而裝配是統一由專業的安裝師傅操作，減少現場施工危險性和作業，大大減少人力成本，改善從業人員的就業環境。

鋼結構可重復利用且易于搬遷，如果對所造廠址環境進行調整，整個建筑可在很短時間內進行拆遷重復使用，即使不能直接利用回收鋼材再回爐再造也是可行的，這些是傳統混凝土建筑無法具備的。

有利輸出建筑產能，沒有裝配式技術的國家還很多，發展裝配式建筑可以對外輸出我國的先進技術獲得技術報酬，同時把裝置好的構建直接對外輸出，有利于對外輸出產能。即有利于推動我國裝配式建筑研發發展，又能讓我國工程建設能力在世界地位中更加強大。

隨著我國綜合國力的上升，傳統的建筑業向鋼結構裝配式發展，從粗放型向技術型過度，走可持續建筑發展道路勢在必行，不管是建筑還是其他行業都應該順從行業和國情發展，這樣的勢頭和紅利也是每個建筑企業在努力把握的機遇。

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5 裝配式可持續建筑技術的分析

裝配式設計需細致地分立面、平面標準化設計，確保設計方案的合理性能夠長遠發展；對于標準化設計工作而言，須遵照多組合、少規格的原則，盡可能減少構件數量、種類，為預制構件安裝的效率性、流暢性提供保障。

5.1 可持續鋼結構的防火技術

為保證主體防火達到規范要求，對墻體做不同等級防火試驗，可以滿足不同位置隔墻的耐火極限要求，耐火極限為0.95h～4.0h內墻共8種不同耐火極限的墻體，鋼柱及支撐構件耐火極限為3.0h防火包裹方式共3種，以滿足不同耐火等級要求。同時還有樓板防火、幕墻防火試驗等各項不同試驗20 余項，并出具試驗結論報告，這樣對項目驗收和實際使用有了堅實的保障。

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5.2 可持續鋼結構的防腐技術

鋼結構建筑的耐久性在100多年埃菲爾鐵塔得到證實，因為鋼材不同于混凝土，沒有老化問題但需提前進行防腐處理，采用冷鍍鋅防腐技術，進行鹽霧試驗試驗進行鋼結構所有器件的防腐試驗。

5.3 可持續鋼結構的保溫隔音技術

鋼結構建筑隔音主要材料要求是巖棉加防火石膏板，內部也可以是填充其他保溫隔音材料，如果達不到隔音效果有多種途徑，比如增加墻體厚度，增加隔音材料材質，有的可以把飾面材料厚度或材質進行替換，最終可以產生很好的隔音效果。不僅如此，鋼結構可持續建筑為了達到保溫效果，可以對外墻材料保溫填充保溫材料以達到冬暖夏涼，居住舒適且安心。

5.4 可持續鋼結構的防雷技術

鋼結構裝配式建筑由鋼柱上下連接建造而成，施工時上下鋼柱連接再整體插入地面，其防雷主要是由其自身用材來決定的，因此建筑本身就是一根避雷針，另一方面也從成本上節約此部分防雷費用。

6 現存主要問題

雖然國家正在逐步完善相關政策和標準，積極推進裝配式建筑發展，但目前業內裝配式建筑的發展仍然有很大提高空間。原因主要有以下幾點。

（1）建造研發成本較高，目前預制構件企業很多仍處于市場起步階段，前期需要投入大量的人力和財力進行研發和生產試驗，為了推動鋼結構建筑發展需要政府的政策引導與支持，也需要國家財政補貼、提高容積率、返還部分土地出讓金等。

（2）鋼結構設計水平有待提高，鋼結構建筑發展時間不長，鋼結構設計、用材及技術專業水平有待提高，需要更多的實踐工作經驗，僅僅憑借簡單學習和培訓不進行實際項目操作，那樣設計的項目均很難達到落地性，另外從設計開始不僅要考慮本身設計流程也要考慮后期的施工和操作流程，是提前預制、提前施工、提前竣工的必要條件。

（3）通常需要EPC模式保證質量，當前我國國內有豐富裝配式項目經驗的企業還不夠多，同時裝配式可持續建筑需要有專門的設計、制作、施工一體化團隊，如果哪一環節是分開獨立的，對保證質量、速度和減少后期施工質量都是有很大風險的。

7 結束語

我國裝配式建筑在實踐工程中仍有許多問題需要解決，需要企業投入人力物力進行研發、實踐，經過一段時間的累積鋼結構裝配式建筑將不久后真正實現可操作、綠色、環保、節能等優點，這也是我國向可持續發展道路方向行進有力的證明。