畢雪
當前是我國裝配式建筑發展的近70 個年頭,裝配式鋼結構建筑技術的發展由最初的手工操作到如今的機械化生產,由最初的借鑒到現在的自主創新,一路走來鑒證了祖國經濟的飛速發展,同時也在不斷進行自我優化以及升級,裝配式鋼結構建筑以其更加節能環保、綠色發展的優勢不僅與一直以來我國倡導的可持續發展原則相吻合,同樣符合十四五規劃中的綠色發展理念、低碳發展理念。可以說,裝配式建筑在現今甚至是未來幾十年仍舊是建筑行業的發展趨勢。
裝配式鋼結構在當前的建筑工程建設中被廣泛應用,這一結構往往具有造價成本低、施工建設快等特點以及優勢,只需將建筑項目所需的相關構件運送到現場完成安裝搭建操作即可。這一便捷操作不僅能夠有效節約建筑建設的施工時長,與此同時還能節約人工成本,裝配式鋼結構往往具有自重輕、建設快、造價低、穩定性高以及回收率高等幾大優勢和特點。
在建筑工程項目的建設與開展中,會涉及諸多鋼結構相關構件與原材料,這些原材料往往會在工廠中通過相關的機械設備進行制作,就目前絕大多數的建筑工程項目來說,實際涉及的建筑構件類型大致可以分為預制柱、樓梯、空調板以及內外墻板等相關構件。由于其中大部分構件均可在工廠中提前進行預制生產,因此,只要針對項目的實際施工環境進行充分考量,從實際出發進行合理化設計,在裝配式建筑工程中針對其主要構件進行具體分析研究,即可施行預制生產策略。在當前我國裝配式建筑發展的過程中,外墻板的鋼結構應用十分常見,以其為主要案例進行研究不難發現只要通過對應的機械設備噴涂以及模具裝置就能實現標準化預制,對墻體的防火性、耐火性以及抗凍性等要求進行滿足。
考慮到傳統建筑中以承重墻居多,且開間相對較小,裝配式鋼結構建筑則能夠通過輕材質隔墻來創造更大的空間,從而滿足居民的個性化需求,在裝配式建筑中常用承重柱對其工程進行合理化構建。
新形勢下,裝配式建筑不僅在實現碳中和以及碳達峰的規劃中占有重要作用,能夠體現我國綠色環保理念,并且能夠做到以產品、商品、用品到廢品的客觀循環規律的施工方式來實現碳排放管理的全方位優化,其中產品指的是裝配式建筑工程項目總的設計與規劃,商品指的是裝配式建筑工程項目在建設施工中針對施工原材料的采購,用品對應的則是施工與使用環節,最后廢品對應的就是報廢這一具體環節。相較于傳統建筑形式而言,裝配式建筑在總設計施工中往往會將配套的施工技藝、規范標準、原材料配件以及相關施工工序等環節充分落實并踐行全壽命周期,在施工時找到了施工與設計二者之間的互通要點。從理論上來講,裝配式建筑工程項目更具產品化的調性,此類設計建筑往往有以下四種基本特征:
一般來講,裝配式建筑的設計形式相較于傳統的澆筑式建筑工程施工項目要更具多樣化的特征。在具體的設計布局中,由于傳統建筑形式中應用到的承重墻相對較多,于是直接導致建筑項目的總體格局以及房屋的具體空間被稱重墻作為主體的格局限制。反觀裝配式建筑工程項目的設計思路,不僅能夠根據規定的相關建設要求在設計之初將空間可分割性考慮進去,與此同時還能有效對用戶的個性化需求進行對應的滿足。另外,由于空間和格局更為廣闊,因此也為綠色建筑建設工作的開展打好了堅實的基礎,更為簡約的設計思路以及施工理念在裝配式建筑工程項目施工中對實現碳排放管理水平的提升起到了關鍵作用。
裝配式建筑工程項目在施工時往往會用到預制材料這一生產工序,在具體的預制過程中,能做好對相關功能的提前設定,相較于傳統建筑形式來講更具現代化功能,其中涉及的外墻保溫不僅能有效為房屋的隔音以及保溫效果添磚加瓦,而且裝配式建筑施工中采用的相關耐燃原材料往往對于建筑的防火性能有更好的助力,通過更加輕便的建筑材料往往能對裝配式建筑工程項目總的抗震性起到更好的優化作用等。
裝配式建筑工程施工項目在具體的施工中,施工現場所需的相關原材料以及零部件往往都源自于預制,這就意味著裝配式建筑工程的相關部件加工往往具備加工集成化這一特征。在加工工廠內的集成化預制生產,不僅包括了預制墻體,相關混凝土梁柱,甚至連更加精致的單元模塊都能夠通過預制的形式進行提前加工。通過預制模塊這一形式不僅能夠促進裝配式建筑工程項目規避掉因原材料大小、規格、材質等問題耽誤施工進度,而且能為裝配式工程建設項目的標準化施工提供強有力的基本資料支撐。從空間單元以及構成要素兩個層面來講,原材料以及相關部件的模塊化一般會被分為兩種不同的形式,其中按照相關構成要素來區分,可分為結構、圍護、基礎以及設備;而空間單元則延伸了構成要素這一概念,屬于一種補充形式的存在。
施工標準化是裝配式建筑在施工中提出來的第四個主要特征,由于模塊的預制往往能夠保證進場的施工原材料、配件提供標準化的統一,因此,在具體的施工中相比傳統施工則省去了很多繁雜的步驟,能夠更好地表達出設計理念。
未來5~10 年,裝配式鋼結構建筑會朝著標準化方向發展。由于裝配式鋼結構建筑在施工前會涉及預制構件這一步驟,因此,在進行預制前設計工作的開展就起到了決定作用,為保證合理預制出與建筑項目相符的裝配式構建,就對最初的建筑工程項目設計體系提出了一定的要求標準,要求在進行具體設計的過程中應針對預制構件實現科學拆分,并將標準化設計體系的搭建以及優化提上日程。
在裝配式鋼結構建筑發展的進程中,工業化生產是一個重要的發展趨勢,在裝配式鋼結構建筑實現工業化生產的過程中,為保證其標準化發展其中的一項重要工作就是標準化設計。堅持實用性模數協調的標準原則在這一設計體系的建立中十分重要,通過對該模塊尺寸以及功能的了解來對其進行不斷優化,進而確保各個部件之間均可進行互通以及互換,從而為建筑工程項目在具體的施工中帶來便利。通過對預制裝配式鋼結構相關構建的科學化拆分,不僅能夠對建筑的受力結構實現科學化轉變,而且對工程造價產生一定的積極影響,起到節約成本的作用。因此,裝配式鋼結構建筑的標準化發展往往能夠對建筑工程項目在施工中的施工質量以及施工工藝等方面起到促進優化的良好作用,通過裝配式鋼結構建筑設計的標準化發展不僅可以在構件的預制中找到最優解決方案,同時,還能夠促進建筑行業朝向集約型發展路線進行科學轉變。
在新形勢下,裝配式鋼結構建筑勢必朝著環保可持續性發展這一方向邁進,堅持綠色施工不僅符合我國的基本國情,而且更是對國家綠色環保理念倡導的積極響應,裝配式結構不僅輕便環保,而且針對材料進行優化革新過程中,能夠減少相比于傳統材料的過渡消耗現象。因此,對新型材料以及相關技術的不斷更新升級是未來保障裝配式鋼結構建筑實現可持續發展的重要發展趨勢。
為有效保證裝配式鋼結構建筑工程項目的經濟性以及耐久性,最終使其實現經濟性與適用性的雙向發展,在發展中應主要對以下兩個方面加以重視。一方面,在建筑的經濟性問題這一項內容中,由于受到施工工藝以及相關材料等不同要素的影響,建筑工程的耐久性往往會因為不良的原材料以及工藝直接影響到建筑的生產控制,為提升建筑的耐久性,應與工程造價控制相結合,針對各個裝配式鋼結構構建的生產成本進行合理化管控,結合項目的具體施工現狀,以最高的品質、最低的成本作為準繩來實現經濟性發展,從而提升建筑單位的核心競爭力。另一方面,在以裝配式鋼結構為主的建筑工程項目進行發展建設時,應當將建筑物的耐久性考慮其中,這一指標不僅能夠體現出相關生產構建質量的好壞,而且能體現出施工工藝的優劣,為有效提升建筑的耐久性,可通過對專業人員的培養以及針對相關生產的不斷優化來著手。全面實現裝配式鋼結構建筑工程的良性發展,經濟性以及耐久性是重中之重。
就目前我國建筑行業總體發展趨勢來看,裝配式鋼結構建筑早已進入了快速發展的重要歷史時期,為保證其能夠在可持續發展的道路上持續前行,要求在發展中對裝配式鋼結構建筑的工業化、智能化以及標準化發展予以高度重視,建筑單位只有不斷在發展中融入創新優化意識并有效保障技術的穩定性,才能在新時代建筑行業的競爭發展中謀求一線生機。