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【關鍵詞】裝配式住宅;預制構件;整體
1.裝配式結構體系
裝配式結構( Prefabricated Concrete,簡稱PC) ,是以預制構件為主要受力構件,經裝配連接而成的混凝土結構。裝配式結構體系在國外已經發展成熟并得到很好的推廣,而目前在國內,處于大力倡導和積極探索階段,形成了具有中國特色的裝配式住宅,即形成了以輕鋼結構為主,以木結構、輕鋼―木結構、輕鋼―鋼筋混凝土結構和輕鋼―鋼結構為補充的裝配式住宅結構體系( 見圖1) 。但經過一系列有益的實踐,并未得到規模性的推廣。主要原因是理論實踐受技術水平和經濟條件的約束,機具設備和運輸工具落后,無法滿足工藝的要求,加之推廣力度不大等客觀條件遏制了裝配式結構體系的發展。目前,鋼筋混凝土工程施工中,現澆體系處于主導地位。這一體系在國內發展成熟,并得到廣泛認可和使用,但由于需要現場進行支模,鋼筋綁扎連接,混凝土振搗養護等一系列手工操作,因此現澆體系存在諸多弊端: 工程施工工期長;工程成本不易有效控制;工程質量難以可靠保證;全面工業化生產難以實現。
圖1 裝配式結構建筑
2.裝配式結構體系巨大的優勢
1) 住宅建造由工地化向工廠化轉變,使影響住宅質量和性能的不可控環節納入到可控制的體系下; 2) 采用預制鋼筋混凝土外墻及梁、柱,在工廠進行產業化生產,再運至現場直接裝配連接,安全快捷,節能環保; 3) 各預制構件機械化程度高,提高構件尺寸的精確度,減少材料浪費; 4) 現場作業人員減少,勞動量降低,作業時間減少,提高效率; 5) 節水、節電、節材、保護環境,社會效益提高。因而,建筑業應打破目前的建筑體系格局,積極引入住宅產業化的先進技術,揚長避短,大力發展裝配式結構住宅。
3.裝配式住宅現狀
近年來,工業化在中國逐步發展起來,隨著政策驅動,越來越多的企業不斷加入,工業化建筑產品也開始在地產開發、建筑等領域廣泛使用。得益于國家政策的指引,我國的建筑產業轉型升級迎來了新曙光,而裝配式住宅則是產業轉型的主要方向之一,發展裝配式住宅,可以改善結構精度、滲漏、開裂等質量通病, 提高隔聲、保溫、防火等性能, 便于系統維護、更新。裝配式住宅有著巨大的節能減排作用,提升了住宅品質和效能,大大提高了施工效率,縮短了施工周期,并充分體現了綠色建筑“四節一環保”的特點。可見,裝配式住宅是中國綠色建筑的發展方向。
中國裝配式住宅的發展趨勢和國際上先進國家的發展趨勢是一致的。我國目前裝配式綠色住宅還存在發展瓶頸,包括以下方面:一是裝配式住宅的設計、生產、安裝施工驗收評定等技術標準尚未建立,試點成果無法大規模推廣。二是裝配式住宅的建造成本比傳統方式每平方米高500元左右。住房和城鄉建設部副部長仇保興說“原因是未形成大規模生產,規模效益無法體現;同時,工業化生產屬生產企業,構件工業化生產產品要交納的17%增值稅,增加了生產成本” 。三是具備總承包資質的企業目前不具備專業化生產能力,尤其是裝配式住宅生產、安裝的能力不足,少數具備能力的企業又無承包項目資格,造成專業化公司還要掛靠,增加管理成本。盡管裝配式住宅尚存在發展瓶頸,但我國已有些城市和地區實現了突破。以深圳為例,深圳市的一些保障房住宅,目前實現了圖紙標準化、施工工廠化、管理可視化、現場整潔化,達到綠色建筑二星以上的評價標準,同時建筑質量得到提升,施工周期得到縮短。作為鋼材生產大國,鋼結構住宅和鋼木結構混合住宅也是未來裝配式住宅的一大方向,而且其施工方式和建造成本更具優勢。
4.新時期裝配式住宅的發展
國務院辦公廳關于轉發國家發展和改革委員會、住房和城鄉建設部綠色建筑行動方案的通知(〔2013〕1 號文)中第(八)項為推動建筑工業化:住房城鄉建設等部門要加快建立促進建筑工業化的設計、施工、部品生產等環節的標準體系,推動結構構件、部品、部件的標準化,豐富標準件的種類,提高通用性和可置換性。推廣適合工業化生產的預制裝配式混凝土、鋼結構等建筑體系,加快發展建設工程的預制和裝配技術,提高建筑工業化技術集成水平。支持集設計、生產、施工于一體的工業化基地建設,開展工業化建筑示范試點。積極推行住宅全裝修,鼓勵新建住宅一次裝修到位或菜單式裝修,促進個性化裝修和產業化裝修相統一。2014 年1 月,住房和城鄉建設部通知要求各地積極推進綠色保障房工作,并同時了《綠色保障性住房技術導則》(試行)(以下簡稱《導則》),明確各地依此研究制定本地區的綠色保障性住房技術政策,做好技術指導工作《導則》共有項,其中強調了綠色保障性住房應遵循的基本原則,研究和制定了綠色保障性住房的指標體系,提出了綠色保障性住房的規劃設計、建造施工和產業化等技術要點。此外, 《導則》還專項設置了產業化技術指標和體系化技術。為大量、快速的住宅建設提供切實有效的保障,從根本上全面推進綠色建筑行動。
目前國內裝配式建筑發展較好的城市
沈陽:標準配套齊全,引進的技術論證嚴謹, 結構類型品種較多,構件廠設備自動化程度高。完成了《預制混凝土構件制作與驗收規程》等9 部省級和市級地方技術標準。
北京、上海:有政府出臺配套優惠政策作保證,標準配套基本齊全,部分裝配的剪力墻結構的技術成熟。北京出臺了混凝土結構產業化住宅的設計、質量驗收等11 項標準和技術管理文件;上海已出臺5 項且正在編制4項地方標準和技術管理文件。
深圳:工作開展的較早,裝配式建筑面積較多,構件質量高,編制了產業化住宅模數協調等11 項標準和規范。
江蘇:結構體系品種齊全,部品的工業化工作同時開展。
合肥:近年來政府推動力度較大。
總 結
綜上所述,裝配式住宅我是國建筑的發展趨勢。從環境問題和社會效益等多方面考慮,它也將成為房地產業的引領者,目前我國裝配式住宅發展潛力巨大,節能效果好,對減少PM2.5空氣污染可發揮很大的作用,同時我國還要建大的住宅,依靠大量勞動力已不再可行,建筑質量無法保證,成本也在上升,所以,我國現在發展裝配式住宅正當其時。
參考文獻
關鍵詞:高層;裝配式住宅;立面設計
高層裝配式建筑的不斷發展,推進高層裝配式建筑立面設計的不斷發展。現有的立面設計出現一些缺憾,造成裝配式住宅功能和外觀逐漸下降。設計人員不能掌控設計細節,對于材料的選擇失誤,導致建筑性能質量下降。設計人員對于當地文化習俗的不了解,影響建筑外觀設計。本文通過對現代高層建筑的立面設計進行分析,提出如何完善立面設計技術的改進措施。
1 高層裝配式住宅立面設計概述
1.1 裝配式住宅概述
裝配式住宅是指提前制作好建筑構件,在工地上裝配完成的建筑。具有施工建造時間短,不受環境和溫度的影響等優勢。裝配式建筑由于是事前做好構件,能夠節省一部分勞動力支出。
裝配式住宅隨著建筑技術的發展,現代的建筑技術能夠實現房屋批量式的建造。在進行建造時,改變傳統建造技術,直接將構件組裝就能夠實現房屋的建造。裝配式建筑最早是在美洲出現并使用的,那時的裝配式建筑比較簡單,就是用木頭搭建好的簡單房屋。隨著技術和設備的不斷發展,現在裝配式建筑逐漸增加了多種類型。
裝配式建筑使用的建筑構件,提前在工廠生產加工好,然后再運輸到施工現場進行裝配安裝。工廠生產的裝配構件主要包括墻板,疊合板,陽臺和樓梯等,生產好的構件能夠減少傳統施工過程混凝土澆筑或是磚砌的時間。隨著電子信息自動化控制的發展,構件的生產成本會逐漸降低,建筑整體的施工成本會隨著降低。隨著安裝技術的發展和安裝設備的更新,建筑的安裝成本也會逐漸降低,整體建筑的造價就會降低。未來裝配式建筑的發展將會趨向綠色化以及裝配裝修一體化。
裝配式建筑根據材料等因素的不同,有多種不同的形式,例如砌塊型裝配式建筑,板材型裝配式建筑以及盒式裝配式建筑等。砌塊型建筑是指事前加工完成的塊狀的建筑材料建造的建筑,分為空心或是實心,材質大多是輕質材質。板材型建筑是指建筑材料使用的是大型墻板等材料,是工業化建筑中最常見的一種建筑類型。盒式建筑結合了板材建筑的特點,進而發展成為能夠同時進行裝修的裝配式建筑。
1.2 立面設計概述以及現狀
立面O計是指建筑的功能和結構趨向一體化,結合了建筑結構外觀或是功能等因素,使用美術學方法進行美觀化處理。立面設計的發展,使建筑能夠達到實用美觀于一體化。
現有的立面設計大多存在相互模仿的趨勢,在設計創意方面不能及時創新。往往會有某個建筑建成之后,出現多個同類型的建筑相繼出現。這種盲目跟風的設計現狀,阻礙了我國立面設計水平的提高。
一些設計人員在抄襲某種建筑的風格時,對于裝配構件的尺寸不能進行很好的控制,導致構件在生產安裝時遇到問題。在設計時,將幾種不同風格的構件運用在一起,形成的建筑物往往會有混搭風的特點,但這種混搭風完全不在美學的審美范圍之內。一些住區在進行設計時,稍微用一些西方的搭配方式,就會號稱國外風情建筑小鎮。這種混亂的設計,使立面設計魚龍混雜,阻礙立面設計水平的提高。
在進行裝配建筑立面設計時,設計者不能遵循建筑的設計原則。設計出的建筑落后于時代的藝術發展,設計理念的落后導致建筑設計整體質量下降。在設計時,不尊重當地文化傳統及生活習慣。設計者由于不理解當地文化習俗,設計出的建筑只是新穎,與當地民俗格格不入,這樣建筑的整體效果也會大打折扣。
1.3 對設計方案進行分析
裝配式建筑的立面設計,不僅要考慮功能和美觀性,設計方案的細節同樣對建筑質量有直接影響。設計細節包括建筑立面線條的選用,或是立面材料的選用等多個方面。現有的裝配式建筑立面設計不能考慮建筑線條或是色彩過渡的設計,對于門窗等細節的設計不重視。導致建筑外觀看似是一種風格,內里裝修和搭配卻是多種不同的風格。混亂的風格使建筑整體藝術性下降,居民們的居住滿意度下降。
立面設計時,對于建筑裝配材料的使用不恰當,使得建筑整體性能降低。如圖是裝配式建筑常使用的建筑材料。
在進行建筑材料的選用時,設計者沒有考慮到地區溫度的差異對材料造成的影響,只考慮材料對建筑外觀的作用。但建筑主要需要考慮的是性能和穩定性,在滿足性能和穩定性的基礎上才會考慮外觀審美。例如北方建筑使用的材料抗寒性較差,就會出現建筑物質量下降的情況。對于材料細節的搭配,設計者應考慮地理位置因素的存在。例如冷色調的建筑會使人感覺寒冷,在北方的裝配建筑中如果使用冷色調,會加重居住者不舒服的視覺感。設計時還要考慮建筑的功能和用途,例如用于工業生產的建筑,不適合用淺色調進行裝飾,防止建筑外觀給人臟亂的感覺。
對于裝修和建造組裝能夠一體化進行的建筑,設計者沒有考慮裝修的風格以及裝修需要的材料質量,對建筑整體質量造成影響。
2 高層裝配式住宅立面設計技術改進措施
2.1 從立面設計細節進行改進
從立面設計細節方面進行改進,能夠完善高層裝配式住宅立面設計技術改進措施。立面細節的設計,需要考慮色彩以及材料等多方面因素。在進行色彩設計時,需要考慮建筑整體的風格。建筑外觀和風格能夠決定建筑主體使用的顏色,但建筑的細節顏色卻還是需要設計者進行考慮。例如大面積色彩過渡顏色的使用,顏色和線條搭配的使用等。
建筑材料的選用,同樣需要進行考慮。因為建筑是裝配式建筑,在選擇材料時要考慮使用輕質材料,方便施工和裝配。建筑結構的材料選擇,對建筑整體的清潔度相關,重工業重污染的工廠避免使用抗污染能力較差的材料。南方地區在選擇材料方面,要考慮南方多雨潮濕的氣候情況。北方地區氣候比較干燥,冬天的時候溫度較低,因此在材料的選用上面更多的考慮建筑材料抗寒性能。
隨著節能環保理念的發展,對于建筑工程方面也有了更高的要求。要求建筑物在施工建造階段,符合節能理念,使用節能材料。一些建筑物在設計時,使用玻璃作為美觀裝飾。玻璃反光對城市會造成嚴重的光污染,不利于城市整體建筑效果,和城市節能發展。從建造成本上考慮立面的重復性元素運用,提高工業化程度,同時也能節約造價,減少污染。
2.2 從設計原則方面進行改進
從設計原則方面考慮,能夠完善高層裝配式住宅立面設計技術改進措施。裝配式建筑在設計時,需要遵循規范的設計原則,但現有的設計原則存在不完善的特點。對現有的設計原則進行補充,能夠完善建筑整體效果。
原有的設計原則包括設計理念符合時展等,但在設計中還要考慮當地傳統文化。例如一些公園和雕塑的建筑,結合了當地文化特點進行設計。建筑物的設計同樣需要結合當地文化,一般具有當地文化鮮明特點的建筑,能夠成為當地地標性建筑物。例如斗獸場等建筑物,就符合古羅馬英勇好斗的精神特點,而斗獸場也稱為古羅馬標志性的建筑物之一。
對于建筑形體的設計,需要考慮建筑的功能以及地理特點。現代的建筑具有封閉性的特點,不利于人們之間的整體交流。對房子整體進行改進,使人們之間的交流增加。避免社會的發展,逐漸趨向無交流的模式中,因此建筑立面設計還遵循方便交流化的原則。
裝配式建筑的建造流程也是設計師需要關注的設計要點,只有熟悉構件的生產安裝過程,才能在設計中及早改進,避免出現不適用或無法實現的問題。
2.3 從設計人員方面進行改進
從設計人員方面進行改進,能夠完善高層裝配式住宅立面設計技術改進措施。設計人員的設計理念以及價值觀,對建筑外觀設計有直接重要的影響作用。提高設計人員對不同地區傳統文化的理解,學習當地風俗習慣。這樣在當地進行建筑設計時,才不會設計出與地區格格不入的建筑。
對于建筑整體空間的設計,要考慮最大限度的發揮空間利用率。例如一些陽臺的建造可以設置成開放性的空間,增加空間的使用面積。對于裝修的設計同樣可以增加空間利用率,實行掏空裝修或是重復利用空間和物體的裝修,能夠增加建筑物可以使用的面積。發揮單位建筑面積最大的使用效果,提高建筑物的使用效率。
3 結束語
對高層裝配置建筑立面設計進行改進,可以從設計細節和原則方面進行,完善設計人員的設計理念。高幼芭涫階≌立面設計的改進,能夠促進裝配式建筑的發展,促進建筑行業的發展。同時建筑行業的發展,需要各個行業共同的技術支持,能夠促進社會的可持續發展。
參考文獻
[1]崔文賢,謝浩.高層裝配式住宅立面設計技術探討[J].建筑工程技術與設計,2016(13):498.
關鍵詞:裝配式建筑;工程造價;預算工作;成本控制
1裝配式建筑概述
在早期裝配式建筑發展過程中,外觀比較單一,多樣性不強,在一定程度上阻礙了裝配式建筑行業的發展。但是隨著現代化建筑工藝的創新和發展,裝配式建筑的模式越來越多。到目前為止裝配式建筑多樣性具有明顯的發展優勢,并且在多樣性的基礎上也增加了可移動性。移動式住宅是比較先進的裝配式建筑類型。裝配式建筑在施工過程中現場施工操作比較簡單,只需要按照設定好的圖紙完成預埋件和管道鋪設,并根據建筑的具體構架構造柱梁板等結構框架,最后完成構件裝配就能完成整個建筑施工。隨著建筑企業的不斷發展,為了能提升建筑企業的經濟效益以及建筑生產標準,推動我國建筑行業的長遠發展,需要對原有的傳統建筑施工工藝進行改進,使其朝著簡單快捷的方向轉變。而裝配式建筑是解決傳統建筑工程中由繁到簡的重要技術,能夠有效改變傳統建筑施工現場作業流程,保證施工現場的整潔性,可以在最大程度上確保施工現場環境質量,有利于降低在建筑施工過程中的噪聲污染以及環境污染等問題[1]。我國的裝配式建筑行業發展相對較晚,而日本早在上世紀70年代初,就已經提出了裝配式住宅的理念,并且在90年代已經開始利用工廠化以及部件化的生產方式提高建筑行業施工效率,并且住宅內部結構也能夠滿足人們的多樣化需求。目前,日本的裝配式技術也相對先進。在推動我國裝配式建筑行業發展中,需要積極引進國外先進的裝配式技術以及裝配式建筑施工管理理念,才能夠不斷完善裝配式建筑行業的相關規范,推動我國裝備式建筑行業的創新發展。
2工程造價預算內容
在建筑企業發展過程中加強工程造價成本管理工作,有利于提高建筑企業的經濟效益。在開展工程造價成本管理工作時,必須對工程造價工作進行有效的細化,按照精準原則對建筑工程項目的整個過程中的造價資金進行有效管理。并且要根據建筑工程的各項資源加強資源配置與優化工作,確保人力、物力等工程成本降到最低,防止出現結算超預算、預算超概算、概算超估算的問題。通常情況下,在建筑施工過程中開展工程造價成本控制工作時,需要對每一個施工部分的項目造價合理性進行分析,主要判斷其是否超出預算以及工程造價是否還具有優化余地。在工程建設中要以全工程內所有具有一定相關性的項目開展造價預算,保證造價結果的精準性,提高工程造價的精細化。這就需要開展多次反復計算和對比,對造價工作的計算對對象要進行細化,并根據設計圖紙和建筑工程的施工資料開展改善工作。在精算工作中要對整個建筑施工過程中的原料資金、人力資金以及器械資金等進行全面分析,要在保證工程建設質量的基礎上,將造價結果控制在最低水平[2]。
3在裝配式建筑工程造價預算與成本控制中存在的問題
在裝配式建筑工程造價預算以及成本控制過程中還存在一些問題。這些問題會導致工程造價預算與成本控制工作質量受到一定影響,最終影響裝配式建筑工程的整體資金投入,降低裝配式建筑工程的經濟效益。第一,在開展工程造價預算工作時準確性不足。在裝配式建筑工程施工之前,需要進行有效的工程造價預算工作。但是一般情況下進行預算造價的工作人員專業能力相對較低,在對建筑進行模擬時存在一些漏洞和不足。這會直接影響裝配式建筑工程造價前期的準確性。工程造價預算結果不精準會導致在裝配式建筑工程施工過程中遇到很多問題。例如資金超過預算容易導致工程停工,不能如期完成。預算過多會導致在工程結束后存在不能使用的建筑廢料,這會對建筑工程項目的完整性和建筑周期產生極大影響,導致建筑計劃被打亂,很容易導致建筑變更或者受到資金損失。第二,在工程造價預算以及成本控制工作中,對相關的信息處理不明確,導致信息傳遞失真。在開展裝配式建筑工程造價預算和成本控制過程中,必須對整個工程項目的所有資料數據進行全面準確掌握。但是在對信息進行處理時,如果沒有根據裝配式建筑工程不同項目的具體情況保證信息數據的準確性,會影響后期造價預算結果。因為在裝配式建筑工程造價預算管理過程中,信息量本身比較巨大,在對信息進行處理時出現統計錯誤的可能性相對較高,再加上數據量比較大,會導致人工造價計算過程比較復雜緩慢,影響信息計算的效率。對相關的信息數據進行傳遞的過程中,也可能會出現失真問題,這也會對裝配式建筑工程的造價預算和成本控制質量產生一定影響。第三,在當前的裝配式建筑工程發展過程中,規模發展相對較慢。因為我國的裝配式建筑行業發展起步相對較晚,很多技術和管理制度并不完善,這在一定程度上影響了裝配式建筑工程規模的發展水平。目前,裝配式建筑發展的規模相對較小,不能形成規模化并且預制混凝土配件運輸方法以及裝配技術等與國外先進技術相比還存在較大差距。在裝配式建筑工程發展過程中,相關的預制混凝土構件生產難度相對較到較高,一些廠商不能進行大規模生產。這會導致裝配式建筑材料的價格上升。再加上國內市場需求相對較少,預制混凝土構件的生產廠商固定投入成本以及可變動成本相對較大,在一定程度上會影響預制混凝土配件的市場價格,從而影響裝配式建筑工程造價預算以及成本控制。在后期裝配式建筑工程不斷發展的過程中,規模不斷增加,會促進混凝土構件生產規模的擴大。而隨著裝配式建筑的不斷發展,大廠商的固定資本投入會逐漸減少。這會在一定程度上影響裝配式建筑工程施工材料的市場價格,進而對裝配式建筑工程成本控制工作產生一定影響[3]。
4提高轉配式建筑工程造價預算與成本控制水平的措施
4.1加強工程造價預算規劃工作
為了對裝配式建筑工程造價預算以及成本進行合理控制,需要盡可能降低裝配式建筑工程的造價水平,要以裝配式建筑以及現澆混凝土建筑的成本對比,獲取裝配式建筑工程造價比較高的原因。這樣可以根據裝配式建筑造價成本較高的原因對成本進行有效管控。一般情況下,在裝配式建筑施工過程中,其與現澆混凝土建筑相比會產生混凝土配件以及生產運雜費等。在對其成本進行管控時,需要測算材料費、人工費、機械費以及管理監察人員的費用等,并根據市場的變化情況對市場價格準確掌握。為了盡可能提高裝配式建筑工程造價預算水平,需要從降低原材料成本的角度出發。根據裝配式建筑工程的具體情況以及裝配式建筑行業的發展趨勢,在最大可能上提高裝配式建筑部件生產規模,同時要保證裝配式構件的生產質量和生產效率。這樣能夠降低裝配式構件的生產成本,從而對裝配式生產構件的資金投入進行合理控制。只有對當前裝配式建筑不能大規模生產的現狀進行有效改變,這樣才能從設計階段以及生產鏈方面出發,提高混凝土構件與其他配件的生產利用率以及制作水平。在混凝土構件銜接部分進行設計時,同樣要提高設計方案的準確性,降低在混凝土構件生產和施工過程中出現的偏差情況而導致部件浪費的問題。在混凝土構件模具設計時,必須保證設計的精準性,才能確保后期在現場施工時能夠快速安裝,防止后期裝飾修補導致開支增加。在對混凝土部件進行運輸時,廠家需要根據預制混凝土構件的具體情況,清點運輸車的編號,并將構件尺寸、重量等信息記錄在案。設計科學合理的運輸方案確保在運輸過程中構建的完整性。還要對混凝土構件的運輸車輛進行合理安排,防止出現車輛浪費的問題。在混凝土構件裝車過程中,要先與現場施工單位進行溝通,了解混凝土預制構件的安裝施工進度以及混凝土構件的具體順序。根據混凝土構件的使用順序和頻繁程度進行裝車,這樣可以大大節約后期在混凝土構件安裝過程中的難度,提高施工效率,有利于降低工程造價。
4.2加強施工方案設計階段的工程造價預算與成本控制
在對裝配式建筑進行設計的過程中,設計方需要根據裝配式建筑的具體要求保證施工計劃的合理性,盡可能對施工成本進行有效控制。在建筑工程管理過程中,工程項目的主要核心是工程造價預算和成本控制工作,確保施工計劃的合理性是對整個項目造價進行有效控制的重要內容。為了盡可能提高裝配式建筑的經濟效益,在施工計劃設計過程中,需要以施工設計圖紙為基礎,由專業的造價工作人員對整體設計圖紙進行分析。并根據裝配式建筑的具體特點按照總平面圖與各建筑圖紙說明開展全方位的研究工作。由專業造價人員進行分析和初步預算,對設計圖紙進行不斷優化和改進,防止設計圖紙中存在不合理的地方。隨后根據優化完成的設計圖紙,制定科學嚴謹的施工方案,達到對裝配式建筑工程造價預算以及成本進行合理控制的目的。在裝配式建筑施工過程中,工程施工成本是影響其資金投入的重要因素。裝配式建筑中的重點支出項目包括主體構件費用以及工程施工費用。對這兩方面的成本進行合理控制,可以達到控制裝配式建筑整體成本的目的。
結語
總而言之,在我國的裝配式建筑行業發展過程中,加強工程造價預算以及成本控制問題研究工作,對提高裝配式建筑工程的經濟效益有積極幫助。這樣能夠在一定程度上推動我國裝配式建筑行業的綜合發展,對促進我國建筑行業的長遠健康發展也有積極意義。
參考文獻
[1]武郁婷.裝配式建筑工程造價預算與成本控制問題探究[J].價值工程,2018,37(17):79-82.
[2]玉美袁.裝配式建筑工程造價預算與成本控制問題探究[J].工程建設,2020,3(4).
【關鍵詞】鋼結構;裝配式; 住宅;優化
裝配式住宅誕生于20世紀初期,這種建筑設計標準定型,構件在自動化生產線上加工,現場采用螺栓、自攻螺釘等連接件和密封材料干式組裝,無濕作業,施工安裝便捷。近30年來在歐美等國家(地區)逐步發展起來。裝配式住宅不僅改變了傳統住宅的結構模式,而且完全替代了磚、混凝土、石材、木材,真正實現了標準化設計、工廠化生產、機械化施工,從而大大降低了施工現場的勞動強度,縮短了施工工期,這種方式已在國外得到了推廣。為推廣鋼結構裝配式住宅在我國的利用,本文對鋼結構裝配式住宅在我過的發展現狀進行總結,并從我國鋼結構裝配式住宅的設計思路及其優化方案等方面進行了探討。
1 我國鋼結構裝配式住宅的現狀
1.1設計方法落后
傳統是住宅設計和預裝裝配式鋼結構住宅的設計無論從結構體系的設計、基本模數的確定、平面的定位方式、設計的指導思想等方面都存在著很大的區別。在方案階段,通用結構體系和專用結構體系沒有區分,數模化、標準化的設計思想沒有得到足夠重視;在施工圖階段,缺少對于構件及裝配節點的深化探討,沒有解決構配件的標準化定型和裝配節點的構造詳圖設計,這些問題或多或少阻礙了預制裝配式鋼結構住宅的發展。
1.2設計規范缺失
鋼結構裝配式住宅由于在我國發展的時間較短,在相關設計、施工標準等方面的規范文件缺失較多,與之相關的施工工藝、工法和安全規程還未建立,相對于國外發達國家的裝配式住宅發展,我國在某些方面遠遠落后與國外的發展,甚至在某些方面和國內現行的建筑技術標準、規范在很多地方還不兼容,使得裝配式住宅在設計、審批、驗收等方面無標準可依。這對于工業化住宅的大規模推廣是一個障礙。
1.3部件發展滯后
鋼結構體系住宅成套技術,由于缺乏技術引導及自主創新,市場需求并沒有達到產業化的程度。因此,我國的相關產品功能性單一,工廠化程度不高,產品質量還不能滿足住宅產業化標準的要求。目前,該技術零散而不系統,技術水平及標準參差不齊,不配套,需進一步研究創新并進行整合。我國鋼結構住宅在建材和部品方面,目前建造鋼結構住宅方面的所學材料大部分需要從國外運來,甚至有些外商在中國大陸委托加工的部件,往往也只能到國外去采購,在國內市場上一時還找不到,這嚴重制約了鋼結構住宅的發展及推廣。
1.4環保節能意識落后
一項調查數據顯示,我國每年新建建筑中 95%屬于高能耗建筑,產生的建筑垃圾每年高達數億噸,其中產生的污染物是引起霧霾的主要因素。鋼結構裝配式住宅相對于傳統的磚瓦建設材質具有節能環保方面的優勢,但是在另外一方面,環保節能的鋼材在整個鋼結構住宅中的使用率很低,根據2012年的統計數據,在10%左右,絕大部分的鋼結構裝配式住宅中使用的鋼材僅僅是一般材質的鋼材,在節能、環保、安全性能方面滿足不了當前的需要。安全性能低、使用壽命較短,而且鋼材制造過程中對環境的污染較嚴重。
2 我國鋼結構裝配式住宅的設計思路
2.1以建筑結構為主導,結構專業為輔助
鋼結構住宅設計首先要遵循住宅建筑設計中的一般原則,這是建筑設計的最重要原則,在滿足這個要求的前提下,才能更多地關注其現場板材裁截量、使用功能、節能環保以及建筑效果等,然后是發揮鋼結構的優勢。單純突出鋼結構而不考慮生活的舒適性,不能滿足人文要求的鋼結構住宅項目是沒有市場的,必將影響鋼結構住宅在我國的大量推廣應用。
2.2戶型設計標準化、定型化
目前在鋼結構裝配式住宅方面缺乏戶型設計的標準化、定型化標準,大多住戶住宅戶型設計隨意,規格多種多樣,這樣會導致鋼結構裝配式住宅現場施工的不確定性,嚴重拖延整個工程的現場施工周期,對整個工程造成嚴重的不利影響。因此,針對標準化生產的板材尺寸統一的特點,房間的深入設計要遵循一定的原則要求,房間開間的尺寸滿足模數制的要求,盡可能減少異形板的使用量和現場版材裁截量,以提高生產效率,提高生產周期。
2.3 廚衛設計標準化、定型化
住房的心臟是廚房和洗手間,由于內部管道多,功能復雜,在設計施工的時候往往是最耗時耗力的部分。在鋼結構裝配式住宅設計過程中,一定要遵循復雜問題簡單化的原則,對于廚房、衛生間的設計執行標準化,定型化。盡可能減少異形板的使用量和現場板材裁剪,住宅民戶設計一套標準化、定型化的程序,減少施工過程中不確定因素影響,以提高整個工程的施工周期。
2.4 平面布置系列化、模塊化和靈活化
在鋼結構裝配式住宅設計過程中,以住宅間、套型或單元為單位模塊,以木塊的多種拼接形式來適應總平面的布置變化。實現住宅平面功能的開放設計,充分發揮構件標準化設計、工廠化生產、通用化應用、多樣化組合的特點。
3我國鋼結構裝配式住宅的優化方案
3.1 建立功能需求明確、結構合理的住宅戶型
一套功能需求明確的戶型必須遵守,合理布局、動靜分區、充分利用的原則,合理布局就是根據集體條件將特性相近的行為單元組合在一起,動靜分區則是在行為單元組合中盡量避免相互干擾,充分利用則是充分利用房間空間面積。鋼結構裝配式住宅,在房屋的柱梁方面數量要盡量少,結業鋼材用量,設計并成功裝配一套宜居舒適、布局合理、動靜分區、潔污分區的優秀戶型,
3.2 環保節能
“鋼結構在建筑全壽命周期內貫穿減量化、再利用、資源化,減量化優先的循環經濟發展原則,是當前城鎮化建設對自然環境影響最小的一種建筑結構體系。高科技是指建筑設計和建造環節突出節水、節電、節材、節能的設計理念。鋼結構是典型的環保綠色建筑,僅垃圾排放量就比傳統混凝土建筑減少約六成。因此在鋼結構裝配式住宅中廣泛應用環保節能的鋼材,可以滿足環保、節能的要求。在具體戶型中控制建筑體形系數、床墻比、減少外形的凹凸、大坡頂、入口設門斗等技術,可以很好達到環保節能的目的。
3.3 追求戶型造型的美觀
戶型的美觀是現代人對生活的追求,鋼結構裝配式住宅作為一種先進的建筑方式,必須重視戶型的美觀。在具體過程中要遵循以下四個技巧,動靜分開、公私分開、主次分開、干濕分開,重點對屋頂、檐口、入口雨棚頂、窗線條、腰線處理等方面的設計,有利于家具擺放提高使用面積,也符合中國人的消費心理。
參考文獻:
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(一)丹麥丹麥是世界上第一個將模數法制化的國家,并制定了20多個必須采用的模數標準,包括“建筑規則設計模數”、“模數組件的尺寸”、“優先采用的建筑水平向尺寸”、“雙跑樓梯的樓梯間”、“廚房構件”等。丹麥推行工業化建筑的途徑是開發以采用“產品目錄設計”為中心的通用體系,同時比較注意在通用化的基礎上實現多樣化。丹麥通過模數和模數協調實現構配件的通用化。主要的通用部件有混凝土預制樓板和墻板等主體結構構件。這些部件都適合于3M的設計網格,各部分尺寸是以1M為單位生產的,部件的連接形狀(尺寸和連接方式)都符合于“模數協調”標準,因此不同廠家的同類產品之間具有互換性(于萍、陳效逑,2011)。丹麥標準對于模數協調的要求比較嚴格,對于建筑及建筑產品的尺寸和規格的規定比較多而且比較詳細,對于建筑的水平與豎向尺寸、各類構件的尺寸和小型建筑產品的尺寸都有規定,通過這種方式來規范設計,發展通用體系。
(二)日本早在1969年,日本政府就制定了《推動住宅產業標準化五年計劃》,開展材料、設備、制品標準、結構材料安全標準等方面的調查研究工作,并依靠各有關協會加強住宅產品標準化工作。1971年2月通產省和建設省聯合提出“住宅生產和優先尺寸的建議”,對房間、建筑部品、設備等優先尺寸提出建議。標準化工作是企業實現住宅產品大批量社會化商品化生產的前提,極大推動了住宅產業化的發展(紀穎波,2011)。
(三)法國法國的工業化建筑起步較早。從20世紀50年代到70年代是“第一代工業化建筑”,出現過許多“專用建筑體系”,不同體系出自不同廠商,各建筑體系的構件互相不通用。20世紀70年代后過渡為“第二代工業化建筑”,以通用構配件制品和設備為特征。1977年成立了構件建筑協會,1978年該協會制訂了尺寸協調規則。法國政府在1982年調整了技術政策,提出一套構件目錄,只要與某些其它目錄協調,并組成一個“構造邏輯系統”即可(孟剛,2005)。
(四)小結可以看出,模數協調和部件通用體系在工業化建筑發展中起到了十分重要的作用。模數協調強調的是在建筑設計階段盡量統一尺寸,做到標準化設計,而部件通用體系強調的是在部件生產階段盡量統一部件的規格尺寸,做到部件通用。兩者之間存在著緊密的聯系,設計是生產的基礎,標準化設計有助于部件的通用,部件生產是設計的延續,部件通用可以促進標準化設計。各級政府部門在修訂和制定標準時應充分借鑒國外標準,尤其是在模數協調和部件通用體系兩方面。
二、我國新型工業化建筑技術標準現狀
目前我國針對傳統建筑的標準規范已經形成相對完善的體系,其中也涉及了一些有關工業化建筑的內容,但涉及專業不全,規定分散,不成體系,本文對此按照執行范圍進行分類、總結和分析。
(一)國家標準表-1中所列標準涉及建筑設計、建筑產品、結構設計和施工驗收四方面,其中既有針對工業化建筑而制定的標準,也有針對傳統建筑制定而又涉及裝配式混凝土結構的標準。針對工業化建筑的標準大部分頒布較早,已不能夠滿足新型工業化建筑的要求,應結合新材料、新技術和新工藝等進行修訂。傳統建筑標準中關于裝配式混凝土結構的規定不夠深入,應進行深化完善。
(二)行業標準表-2中所列行業標準大部分為建筑產品標準,另外還有兩部集設計和施工于一身的綜合規程以及一部抗震標準。與國家標準情況相似,針對工業化建筑的標準頒發時間較早,應結合現狀修訂,傳統建筑標準中關于工業化建筑的規定應深化完善。
(三)地方標準從表-3可以看出,各地區已出臺的針對新型工業化建筑的技術標準在內容上基本一致,大體可分為總則、術語解釋、材料要求、建筑設計、結構設計、施工和驗收。且各技術標準和規范都集中大部分篇幅對結構設計進行了詳細規定,而其他章節則只做了原則性規定,比較概括,不夠具體、詳細,具有一定的指導作用。沈陽市作為全國首個國家現代建筑產業化試點城市,在制定技術標準方面明顯領先于其他地區。在國家住建部、省住建廳等部門的指導和大力支持下,沈陽市組織中建標準院、中建東北院、中建設計集團、沈陽建筑設計院等設計單位,以現代建筑產業化工程建設為依托,不斷豐富完善裝配式建筑技術標準體系,在構件制作與驗收、工程質量、安全、節能、檢測等方面開展技術標準體系研究編制工作(于海,2012)。
(四)在編標準目前行業標準《裝配式混凝土結構技術規程》(征求意見稿)已經,相關人員正在積極修改。該規程規定了裝配式混凝土結構的基本要求、材料、建筑設計、結構設計、框架結構設計、剪力墻結構設計、裝配板式結構設計、外墻掛板設計、構件制作與儲運、構件安裝與施工和工程驗收。另外,據北京市建委消息稱,將啟動《裝配式混凝土結構住宅建筑設計規程》編制工作,積極推動產業化住宅設計標準建設。該規程將對住宅設計中的模數協調、平面設計、外墻、內墻、樓面設計、內裝修與設備管線設計等方面進行深入研究,提出具有可操作性的技術要求,為規劃管理和建筑設計提供技術依據。由標準院作為組編單位編制的《裝配式住宅設計規范》也正處在編制中。
(五)小結目前各級標準中,關于結構設計和施工安裝及驗收的標準還比較少,應盡快修改相關標準,增加相關內容。另外雖然有一些關于建筑產品的標準,但還不能滿足新型工業化建筑的生產要求,應加緊修改現行標準并編制相應新標準。在修改和編制標準時應結合現有的地方標準和企業標準,做到能夠充分反映新技術和新工藝;并且應該與在編標準相協調,力爭做到不重復,不矛盾。另外,在生產過程上,工業化建筑和傳統現澆建筑相比,無論是設計所依據的標準規范、施工安裝標準,還是驗收檢查標準,都由于生產方式的變化而有所不同,應進行修訂。在建筑設計上,應加強有關模數協調的規定;在結構設計上,現行相關標準中幾乎沒有針對節點設計的內容,應增加相關內容;在構件部品生產上,應盡快完善關于尺寸規格、生產要求等方面的標準,盡快建立一套通用體系;在施工安裝上,現行相關標準中關于裝配式混凝土結構的規定比較分散,應進行整合,增加必要規定,尤其是關于節點連接這一重要環節的規定;在驗收檢查上,主要應修改兩方面規定:一是部分工程的驗收地點由工地現場轉移到了構件部品工廠;二是應增加關于節點連接的驗收規定。
三、對我國新型工業化建筑技術標準的修訂和建議
結合我國現行建筑技術標準規定和國外工業化建筑發展過程中制定的技術標準和要求,本文對我國發展新型工業化建筑過程中部分主要技術標準提出兩點建議。
(一)對現行主要技術標準的修訂建議1.建議。具體見表-4。另外,《建筑模數協調統一標準》、《住宅建筑模數協調標準》、《建筑門窗洞口尺寸系列》、《裝配式大板居住建筑設計與施工規程》、《住宅樓梯預制混凝土中間平臺》和《住宅樓梯預制混凝土梯段》都是為了發展工業化建筑而制定的,但制定時間較早。近幾年工業化建筑發展迅速,相繼出現了許多新材料、新技術和新工藝。上述標準應結合工業化建筑的現狀進行修訂,以適應新型工業化建筑發展。2.說明。《住宅建筑規范》中的條文大多針對現澆結構,應增加針對裝配式混凝土結構部分。《建筑物防雷設計規范》中規定構件中的鋼筋可作為防雷設施的引下線。此技術在現澆結構中易于實現,在裝配式混凝土結構中不易實現,應作相應修改。《混凝土結構設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術規程》中沒有專門針對節點設計的內容,節點設計是裝配式混凝土結構設計的重要組成部分,應增加針對節點設計的相應內容;另外針對裝配式混凝土結構的構造要求較少,應繼續完善,如節點連接構造要求等。《建筑抗震設計規范》中對各類建筑的抗震計算和構造做出了規定,但沒有關于裝配式混凝土建筑的抗震計算和構造,應增加相應抗震計算方法和構造要求。《建筑施工組織設計規范》主要針對現澆結構進行規定,應增加針對裝配式混凝土結構施工特點的相關規定,如構件部品、施工機械等。《混凝土結構工程施工質量驗收規范》中第9章裝配式結構分項工程中,對預制構件的驗收、結構性能和裝配式混凝土結構施工做出了規定,但不夠具體,應進行完善。另外,由于構件部品在工廠生產所以在現場驗收的規定已不適用,應增加針對工廠生產驗收部分。《建筑物防雷工程施工與質量驗收規范》應與《建筑物防雷設計規范》進行同步修改。《混凝土結構加固設計規范》中沒有針對節點加固的方法和構造要求,節點連接處是裝配式混凝土結構的薄弱環節,應增加相應加固方法和構造要求。《外墻外保溫工程技術規程》中有大量針對現澆結構的規定,應增加針對裝配式混凝土結構的相應規定。《建筑外墻防水工程技術規程》中沒有關于構件部品連接節點的防水設計,構件部品連接節點是防水的薄弱環節,應增加相應防水設計內容。《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》是混凝土結構進行施工的重要參考,目前該圖集只針對現澆混凝土結構,應增加針對預制裝配式混凝土結構的部分。
(二)對新增技術標準的建議1.建議。(1)完善模數標準體系,增加各類建筑的模數標準,如學校模數標準、醫院模數標準、辦公樓模數標準等。(2)完善建筑產品通用體系,增加關于各類建筑產品的尺寸、規格的標準,如預制梁尺寸規格標準、預制柱尺寸規格標準、預制隔墻板尺寸規格標準等。2.說明。(1)目前我國現行建筑模數標準只有《建筑模數協調統一標準》、《住宅建筑模數協調標準》和《廠房建筑模數協調標準》三部,應完善模數標準體系,增加各類建筑模數標準。(2)目前我國建筑產品標準體系還不夠完善,通用體系尚未建立,許多建筑產品缺乏與之對應的尺寸、規格的標準,應增加各類建筑產品的尺寸規格標準。
四、結論
為了找出目前我國新型工業化建筑技術標準體系存在的問題,同時借鑒國外典型的成功經驗,對完善我國新型工業化建筑技術標準體系提出建議,本文主要開展了以下工作并得到相關結論。
(一)對我國新型工業化建筑技術標準進行總結和分析目前我國已經出臺了一些關于新型工業化建筑的國家標準、行業標準和地方標準。其中國家標準和行業標準大都頒布較早,已不能滿足新型工業化建筑的建造,地方標準大都只對結構設計進行了詳細規定,而其他方面則比較概括。
(二)對典型國家的技術標準特點進行總結對瑞典、丹麥、日本和法國的技術標準特點進行總結,雖然四國在做法上不太一樣,但是基本上都體現出了模數協調和部件通用體系在技術標準中的重要性。
【關鍵詞】裝飾;施工工藝;工業化;集成模塊裝配
1 前言
隨著生活水平的不斷提高,人們對工作環境、生活質量的要求也越來越高,建筑裝飾自然備受人們的重視,各種裝修得金碧輝煌的賓館、酒店、寫字樓,以及各種時尚的家居裝修,為我們的城市增添許多色彩,使我們的生活環境及生活質量得到很大的提高。我國的建筑裝飾材料資源豐富,市場龐大,發展前景非常廣闊。尤其是我國加入“WTO”后,國外先進的裝飾材料和施工工藝進入我國,給我國的市場帶來巨大沖擊,因此,利用我國有利的資源條件和廣闊的市場,迅速發展我國建筑裝飾材料市場已迫在眉睫。未來的裝飾工程施工方法究竟應該朝什么方向發展?這是我們建筑裝飾行業普遍十分關注和重視的問題。
2 傳統施工方法的落后性,導致了整個裝飾行業的工業化滯后
2.1 傳統的施工方法限制了勞動生產率提高的空間
一般而言,希望通過提高操作工人的熟練程度而提高勞動生產率,但在建筑工地其本身的勞動生產率拓展空間已不是很大。因為,即便是最熟練的技術工人,與一般工人速度之間的功效差別也是微乎其微的。而且,在傳統的裝飾施工過程中,技術工人需要在構配件加工和安裝之間不斷地進行轉換,所以勢必在場所、工具、技能和空間上作適應轉換,相應制約了他們的效率和速度發揮。更何況,作為一個普通的正常人,隨時會受到環境、健康、情緒等等因素的影響,也限制了本身的技能、效率、速度,難以保證恒定發揮。
2.2 傳統的施工方法限制了質量標準提高的空間
裝飾工程質量很重要一點是講究精度,但在各個技術水平高低不同的工人操作的影響下,其精度水平必定參差不齊。即便是同一工人操作,其不同環境和不同時間的精度也是難于保持同一水準的,更重要的是手工作業與專用機器加工精度等級懸殊的影響,手工制品的精度與專業機械加工產品的精度不可能同一而論。
3 集成模塊裝配體現了現代工業思想
目前,建筑裝飾界普遍重視和實現了木裝修的工廠化。木裝修工廠化的最大特點,是將構配件制作與現場安裝分離。構配件采用機械加工和組合,整個生產過程批量化進行,它集中體現了現代工業化的雛形。相對于傳統的施工方法,它是木裝修領域的一次革命。就這點而言,它代表了裝飾施工的發展方向。但是,木裝修工廠化的這種進步,僅僅集中在木飾面施工領域,就整個裝飾工程而言,是局部性的,或僅僅是單個集成模塊,而非整體性變革。它有限的覆蓋面,使它僅能成為局部的一種施工方法,不足于代表整個裝飾施工方法。而集成模塊裝配體現現代工業思想,具有整體覆蓋寬度,能提升裝飾行業整體水平。
3.1 集成模塊裝配裝飾施工方法的概念
用一個形象的比喻,集成模塊裝配式施工方法的施工現場是一個名副其實的組裝車間或總裝流水線。凡是進入現場的裝飾材料不再是原材料,而是經過預先加工的集成模塊體系,已經適合現場特定部位安裝的組件。在施工現場也少見或不見傳統的以16道技藝為主的初加工過程和影響環境保護的現象,而僅僅是將各種部件進行搭配安裝的過程。
集成模塊裝配式施工技術管理,已不再是將施工工藝、施工方法進行特定組合的方案編制管理過程,不再是按工藝、質量標準進行現場監控的技術管理;集成模塊裝配式裝飾技術管理的主要內容是施工深化設計。
3.2 集成模塊裝配基本原理
集成模塊裝配式裝飾施工方法與木裝修工廠化加工、現場安裝(預制裝配式)一樣,其基本原理源于現代工業思想,基于現代工業的基本原則,即專業社會化、加工機械化、生產批量化、出廠標準化,以此提高勞動生產率、提高產品質量。
集成模塊裝配式裝飾又是木裝修工廠化的發展、延伸,它要求覆蓋裝飾工程所有工作內容。目的在于最終徹底消滅現場手工制作現象,使裝飾行業擺脫目前落后現狀,它帶有整個施工方法改變的性質,與木裝修工廠化相比較,集成模塊裝配式裝飾具有提升裝飾行業整體水平、帶動裝飾行業朝工業化發展的性質。因此,集成模塊裝配式裝飾施工方法才是裝飾行業未來的發展方向。
總體而言,集成模塊裝配式裝飾應該是一個漸進式的發展過程,是一個數量、質量覆蓋面不斷擴展的過程,由一個不完全到逐漸接近完全的過程。從一個局部、單體預制裝配化發展過程,最后達到了全部預制裝配式,才真正達到集成模塊裝配式裝飾目標。
經過實踐、研究,以及全國各個裝飾企業的不斷探索,就目前的技術條件,只要在技術管理上作些調整,大部分裝飾內容應該已經具有預制裝配式施工的技術基礎。因此經過若干年的努力,實現全部集成模塊裝配式裝飾并非夢想。
4 結束語
總之,從木飾面、石材飾面裝配式的成功實踐,已經為集成模塊裝配施工奠定了重要基礎。進一步推廣、普及有助于預制裝配集成模塊由點到面擴展,有助于裝飾集成模塊裝配目標逐步實現。經過一定技術攻關,大部分傳統的裝飾施工方法有可能實現集成模塊裝配式施工。
木飾面預制集成模塊裝配實踐,不僅為其他飾面施工方法的轉變提供了樣板,而且,為整個裝飾過程集成模塊裝配施工奠定了基礎。但是,裝飾集成模塊裝配施工目標的實現是建立在所有飾面內容的施工方法都成為工廠加工。盡管,目前受到應用集成模塊裝配式施工技術力量薄弱的限制,受到一些諸如價格、社會配套、設計銜接等方面的障礙,全面推廣存在一定時間問題。但是,只要行業有激勵措施,輿論有支持呼聲,企業有堅定決心,技術上創造更多培訓實踐機會,造就一批適應于預制裝配集成模塊裝飾施工設計人才是完全可能的。而且,從某種意義上說,價格問題的關鍵還在于技術開拓,通過開拓、創新,降低成本的潛力還是很大的。因此,全面推廣預制裝配集成模塊裝飾施工是可以預期的。
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關鍵詞 裝配式;結構體系;建筑設計方案
中圖分類號:G483 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)04-0047-02
吉林省長春市某高校異地建設新校區,投資近800萬元建設規模為3000平方米的一棟綠色節能建筑示范工程。該工程共五層住宅加一層閣樓,共六層。開展嚴寒地區建筑節能75%(國家第四階段節能目標)關鍵技術研究,還有太陽能、風能和中水等可再生能源應用研究。項目建成后可作為學校的專家公寓。
針對此示范工程項目的建筑設計方案,項目組出于對節能建筑項目的考慮,初步設想從目前新型的裝配式結構入手,選擇一個更能體現建筑節能意義的結構形式。為此,筆者做了相應的裝配式主體結構的初步選擇。裝配式結構是以預制構件為主要受力構件,經裝配連接而成的結構體系。根據裝配式結構的主要構件使用材料不同,目前國內已形成以裝配式混凝土結構、裝配式輕鋼結構為主,同時以木結構、輕鋼―木結構、輕鋼―鋼筋混凝土結構和輕鋼―鋼結構為補充的裝配式結構體系。本文梳理比較裝配式混凝土結構和輕鋼結構兩種結構體系。
1 裝配式混凝土結構體系
基本現狀 隨著裝配式鋼筋混凝土結構的發展,衍生出一個建筑工業化的概念。在20世紀90年代以前,我國曾提出并實施過建筑工業化,具體指的是預制構件在現場施工裝配式的建筑,但由于當時的技術水平和經濟條件等多方面原因,導致未大規模推廣。
2006年6月,原建設部頒布《國家住宅產業化基地實施大綱》,大綱中明確指出要實現住宅產品的標準化、系列化、規模化、產業化、模塊化和通用化發展,真正開啟了住宅產業化的實質性發展。
目前,我國已有不少房地產企業在工業化住宅方面進行了有效的探索,其中萬科于2006年在全國率先提出“工業化住宅”計劃,分別在多個城市開始了示范項目的建設。從萬科在上海建造成的“工業化住宅”來看,實現了能耗下降30%,用工量下降35%,建筑垃圾減少70%。
住宅工業化是住宅建筑的一種生產方式或技術手段,是運用現代工業手段和工業組織,利用現代技術手段對住宅工業化生產的各個階段的生產要素進行有效整合和集成,從而實現建筑的標準化,推動構件生產工廠化,住宅部、品系列化,現場施工裝配化,土建裝修一體化,生產經營社會化,形成有序的工廠的流水作業,提高住宅產品質量,提高建設效率,提高住宅產品壽命,降低建設成本,降低住宅產品建設能耗。
我國住宅工業化建設還處于起步階段,與發達國家相比存在較大的差距。而在國內相比,深圳、沈陽、濟南已經建成為國內的住宅產業化的試點城市,相關產業鏈條基本形成,也建成很多試點工程。吉林省政府于2013年了《關于加快推進住宅產業化工作的指導意見》,指出吉林省住宅產業化工作發展目標,但目前仍屬于試點期。
工業化住宅的特點
1)從我國現在住宅產品生產方式來看,采用裝配式建筑建設方法要比傳統的建設方法快30%左右,特別適用于東北地區施工工期短的情況。
2)可以確保建設安全。在住宅設計建造過程中,有預先制作的樓梯、外墻等運到施工現場,需要進行鋼筋混凝土的搭接,并不是簡單地連接;在樓板內部貫穿有鋼筋,可以確保房屋結構十分穩固。
3)采用裝配式住宅建造方法,構件的精度更高,能夠在最大程度上防止住宅出現墻體開裂、滲漏等傳統建造方式經常出現的問題質量通病,能夠確保房屋的整體安全。
4)在房屋使用過程中更加體現了節能環保的理念,不僅能夠實現對能源的節省,同時有利于保護環境。如果房屋在使用中采用分戶計量,那么在相同的暖氣溫度下,室溫可以更高,實現對能源的節約。
5)在施工過程中對節能環保大有益處。通過工廠化生產和現場裝配施工,可以減少在施工過程中產生的廢物以及廢氣、廢水排放,同時能夠降低施工產生的噪音,也能夠降低對建設施工人員的需求。
6)工業化住宅可以將圍護與裝修合一,在工廠中一次性完成,或者在工廠里完成主要裝修工作,現場只作些簡單的涂刷即可,可減少“二次裝修”帶來的建筑垃圾和污染。
7)實現住宅的產業化生產,可以加快住宅生產企業的資金流轉速度,同時也縮短了住宅生產周期,提高了住宅上市速度,能夠有效緩解供不應求的局面,對于防止房價上升太快起到積極作用。
選擇工業化住宅的意義 我國目前的住宅建設中能源、原材料、土地資源消耗大大高于發達國家,對新的建筑材料的研發工作進展緩慢,資源能源消耗量大,并對人居環境造成不良影響。并且由于我國技術水平比較低,導致整體社會勞動生產率較低,只及發達國家的1/5或1/6,造成建筑成本高、住宅價格高、施工周期長、建筑質量水平難有統一保障。因此,推進工業化住宅的建設,是實現建筑領域節能減排的有效途徑。
工業化住宅的工藝流程
首先,根據建筑設計方案,將房屋進行構件拆分和設計。
其次,進行構配件工廠生產。構配件的工廠化生產不是簡單地將現場的工作移到工廠里進行,而是在工廠的生產線上,依靠大規模機器生產來進行,輔之以相應的技術人員、管理人員和操作技術工人。
再次,進行構配件的打包,并將生產的主體構配件(梁、板、柱、墻、結構單元、盒子間等)運輸到現場。
最后,使用起重機械將構配件進行現場安裝,組裝完成后做好構件之間的連接處理等。
存在的問題 由于吉林省尚未形成相關產業鏈條,根據就近原則,筆者與沈陽兆寰現代建筑產業園有限公司和沈陽衛德住宅工業化科技有限公司進行了聯系。這兩家公司已經在建筑工業化建設中有了深入的研究和實踐,并參與和建設了一些示范項目。經溝通了解后,采取這種建設方式,運輸費用較大;且建筑面積較小,構件生產的模具成本較大,導致建筑成本要高于采用傳統建設方式的成本。
2 輕鋼結構體系
輕鋼結構的定義 現代鋼結構體系由熱軋截面、焊接截面和冷彎薄壁型鋼截面構件組成。通常將鋼結構劃分為普通鋼結構和輕型鋼結構兩大類。輕型鋼結構體系的本質是“輕”,實現這一本質的條件是截面板件要“薄”,設計時必然要考慮板件局部失穩后的極限強度。
輕鋼住宅結構體系的特點
1)能夠實現對功能空間的合理布置。由于鋼材結構硬度比較高,在進行設計時可以使用大開間布置方法,能夠對功能空間進行合理分割,更加靈活方便,有助于創造開放式住宅,同時也能夠建造出無梁無柱的活動空間;由于鋼材結構硬度比較高,可以減小梁柱等構件的界面,這在無形中就可以增加5%~7%的有效使用面積。
2)自重輕、抗震性能好。在相同的建筑面積的建筑樓層當中,輕鋼結構由于自重比較輕,能夠在工程建設的過程中降低勞動強度。同時由于鋼結構具有良好的延展性,致使鋼結構的抗震能力比較強,使房屋結構的安全性更佳。
3)施工方便、工期短。在進行建設過程中使用輕鋼結構構件,能夠迅速實現工廠化生產,加快施工進度。
4)綜合造價低。由于自重輕,基礎費用降低,總體用料減少,直接成本降低,建設工期短,間接費又可減少,因此綜合造價低。
5)原材料具有很高的再循環價值,有助于環保和可持續發展。
存在的問題 輕鋼結構多用于工業廠房,目前長春還沒有多層住宅的工程項目,僅在凈月區有一個擬建輕鋼結構別墅。針對建筑節能75%關鍵技術研究的示范工程,采用輕鋼結構需要重點考慮的是解決“冷橋”問題和能否實現75%建筑節能。
3 結論
考慮到本項目是為了進行建筑節能75%關鍵技術研究,針對以上兩種裝配式結構體系的特點,建議采用裝配式混凝土結構體系。從目前住宅產業的發展看,適合選用裝配式混凝土剪力墻結構體系。
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一、 建筑工程產業化概念
建筑工程產業化,是指用集建筑工程設計施工生產為一體,用產業化大批量生產的方式生產建筑工程部件,充分發揮工程裝備和工程建筑建模能力,將建筑工程由現場施工為工廠生產現場裝配,將工程建筑由“建造”轉變為“制造”,對建筑工程這將在提高質量的同時又大幅提高勞動生產效率,降低資源消耗量。當然建筑工程產業化并不是簡單地搭積木,而是將建筑工程的設計、制造、施工等融為一體的運行,每個部分相互依托,相互關聯,從而促進建筑工程產業的發展。建筑工程產業化以集成型規模化的生產取代勞動密集型手工生產,以產業化制品的現場裝配取代勞動密集型手工生產方式,以產業化制品現場裝配取代現場濕作業施工方式。
1、建筑工程產業化國際發展概況
法國是世界上最早推行建筑工程產業化的國家,它創立了世界上“第一代建筑工程產業化”范本,即以全裝配式大板和工具式模板現澆工藝。再建立許多專用體系后,發展通用構件制品和設備為特征的“第二代建筑工程產業化”過渡,法國的住宅產業經過30多年的發展,現在已由專用體系向通用體系過渡,建筑體系逐漸向學校,辦公樓,體育及公用建筑發展。
美國為推廣產業化住宅,聯邦政府住房和城市發展部頒布美國產業化住宅建設和安全標準。當前美國住宅產業化市場發展完善,住宅用構件實現了標準化、系列化、專業化,商品化,社會化程度很高。美國住宅多建于郊區,以低層結構為主,用戶可以按照樣本或者自己喜歡的地點和方案設計房屋,按照住宅產業化上產品目錄購買房屋構件,委托承包商進行建造,現場機械化施工,在美國有10%的人居住在產業化建造的住宅。
新加坡的住宅產業化也比較成熟,在經過七、八十年代的發展,目前,新加坡要求保障房項目100%采用住宅產業化技術。
2、我國建筑工程產業化發展概況
我國的建筑工程產業化發展始于 20 世紀 50 年代,在我國發展國民經濟的第一個五年計劃中就提出借鑒前蘇聯和東歐各國的經驗,在國內推行標準化、工廠 化、機械化的預制構件和裝配式建筑。20世紀60年代至80年代是我國裝配式建筑的持續發展期,尤其是從70年代后期開始,由于預應力混凝土圓孔板生產技術簡單,各地都建有生產線,大規模生產的預應力空心板成為我國裝配式體系中最量大面廣的產品。80年代,為在北京地區滿足高層住宅建設的發展需要,從東歐引入了裝配式大板住宅體系,其內外墻板、樓板都在預 制廠預制成混凝土大板,采用現場裝配,施工中無需模板與支架,施工速度快,有效地解決了當時發展高層住宅建設的需求,至 20 世紀 80 年代末,全國已有數萬家預制混凝土構件廠,全國預制混凝土年產量達2500萬 m3 。這一時期這些裝配式體系被廣泛應用與認可,大量預制構件都標準化,并有標準圖集,各設計院在工程項目設計中按標準圖集進行選用,預制構件加工單位按標準圖集生產加工,施工單位按標準圖集進行構件采購。裝配式混凝土結構體系很好地適應了當時我國建筑技術發展的需要,然而從20世紀80年代末裝配式建筑存在的一些問題開始顯現,采用預制板的磚混結構房屋、預制裝配式單層工業廠房等在唐山大地震中破壞嚴重,使人們對于裝配式體系的抗震性能產生擔憂,相比之下認為現澆體系具有更好的 整體性和抗震性能; 而大板住宅建筑因當時的產品工藝與施工條件限制,存在墻板接縫滲漏、隔音差、保溫差等使用性能方面的問題,在北京的高層住宅建設中的應用也大規模減少。與之相反的是從20世紀80年代末開始現澆結構體系得到了廣泛地應用,采用現場現澆的結構體系更加符合當時我國大規模的建設需求。
二、我國建筑工程產業化的現狀
新時期,隨著我國社會的發展和經濟的增長,我國的人口紅利正在消失,建筑行業面臨勞動力短缺、人工成本快速上升的問題,同時目前傳統現場施工方式也面臨環境污染、水資源費、建筑垃圾量大等日益突出的問題。為解決這些問題,保持建筑行業可持續發展,近年來我國政府出臺并制定了一系列政策措施扶持推行建筑工程產業化,以實現“節能環保”的要求。然而,目前國內相關地區對建筑工程產業化發展的熱點過度聚焦于裝配式混凝土結構,提出過高的裝配式混凝土結構的應用比例,這有可能對建筑工程產業化的健康發展帶來負面效果。
據相關數據顯示,我國建筑行業人均竣工面積僅為美國和日本等發達國家的1/4-1/5;建筑周期長,同樣一個18層高層住宅,我國需要13個月建設完成,日本等發達國家只需要9個月。質量水平偏低,技術落后,機械化程度低,無標準化,流程化,質量不穩定,容易受氣候,人力環節等因素影響,勞動力緊缺,且素質偏低,民工荒普遍,缺乏培訓,勞動力素質低,專業性不高,缺乏專業培訓。
萬科在2006年完成的國內首批裝配式節能環保住宅,上海浦東萬科新里程住宅項目包括1棟14層和1棟11層高層住宅其外墻,樓板。陽臺。樓梯空調板等均是預制混凝土構件,預制裝配率高達70%,據萬科統計施工過程降低20%的施工能耗,減少60%的用水,混凝土與鋼筋消耗,以及80%的木材損耗,施工垃圾以及裝卸垃圾
長沙遠大從事住宅產業化,是第一家以住宅產業化類別核準成立的新型住宅制造工業企業,遠大設有住宅研究院,負責綠色建筑技術體系,建造方式,施工工法,技能環保等研究與實驗2010年遠大曾用360小時建成一個1.7萬平米30層的酒店轟動一時,被譽為”地球上速度最快的建設者”。
三、建筑工程產業化的必要性
長期以來我國建筑業師勞動密集產業,一直享受廉價勞動力的優勢,帶動巨大就業,產業化推動力不足,隨著用工荒蔓延,人孔紅利的消失,建筑業對提高勞動生產效率需求不斷提升。我國建筑規模不斷擴大,建筑產值一直保持25%增長,開工面積大,巨大建筑需求促使大部分企業忙于擴展市場,沒有精力顧及技術革新和技術創新加之我國建筑設計屬于獨立行業,無需考慮工藝流程,建筑產業鏈信息交互有限,設計施工信息部對等,難以實現生產流程化。
1、企業發展應對提高工程建設效率與勞動生產率,提高施工機械裝備和施工水平,促進建筑產業集聚合集約發展資源利用更加合理,減少建筑垃圾產生,降低建筑能耗。
2、改善施工條件,降低建造過程的噪音,垃圾 揚塵,粉塵等污染,提高工程質量,工藝條件好,質量穩定,尺寸精準,降低難度對復雜構建,只需要制造一次性模具就可以大批量生產,工期短,多工序可以并行施工,不受天氣影響等,總之,建筑工程產業化有助于實現高質量低成本,短工期,好節能的綠色高品質工程。
3、促進行業技術進步與創新,帶動設計施工、建材等50多個關聯產業,近2000多種產品技術創新促進建筑產業鏈的轉型和升級 對促進中國制造2025和產業升級信息化有重要意義。
4、有利于建筑業由勞動密集向技術密集轉變,提升產業工人素質,實現減員增效,有利于建筑產業實施走出去戰略,降低用工需求,為建筑業走出去注入強大的活力。
關鍵詞:建筑工業化 內容 發展 措施
建筑工業化的含義和基本特征(四化一改);工業化建筑的類型。 砌塊建筑:特點設計要求;常用砌塊的類型及砌塊墻體構造;大板建筑:特點設計要求、內外墻板樓板及屋面板類型(材料受力復合);節點構造,外墻板縫防水構造(材料防水構造防水);裝配式框架板材建筑:骨架結構系統,框架結構特點;按材料分類,按施工方法分類;結構布置及傳力系統;柱網形式及常用尺寸;框架節點連接;框架結構外墻構造,外墻的類型及材料(磚砌塊板材及幕墻),外墻的擱置位置與建筑立面造型,外墻與外墻外墻與框架的連接;板柱結構系統及其外墻,板柱結構組成形式和力的傳遞,板柱的節點連接,墻體材料及構造。大模板建筑:特點設計要求;類型墻體材料及節點構造;滑模建筑:特點設計施工要求及類型。升板建筑:特點施工要求;樓板類型及構造節點。盒子建筑:特點及類型;組裝方式與構造。
(一)建筑工業化的基本內容
1。建筑工業化是指建筑業要從傳統的以手工操作為主的小生產方式逐步向社會化大生產方式過渡,即以技術為先導,采用先進、適用的技術和裝備,在建筑標準化的基礎上,發展建筑構配件、制品和設備的生產,培育技術服務體系和市場的中介機構,使建筑業生產、經營活動逐步走上專業化、社會化道路。
2。建筑工業化的基本內容是:采用先進、適用的技術、工藝和裝備,科學合理地組織施工,發展施工專業化,提高機械化水平,減少繁重,復雜的手工勞動和濕作業;發展建筑構配件、制品、設備生產并形成適度的規模經營,為建筑市場提供各類建筑使用的系列化的通用建筑構配件和制品;制定統一的建筑模數和重要的基礎標準(模數協調、公差與配合、合理建筑參數、連接等),合理解決標準化和多樣化的關系,建立和完善產品標準、工藝標準、企業管理標準、工法等,不斷提高建筑標準化水平;采用現代管理方法和手段,優化資源配置,實行科學的組織和管理,培育和發展技術市場和信息管理系統,適應發展社會主義市場經濟的需要。
(二)建筑工業化的發展
建筑工業化是我國建筑業的發展方向。近年來,隨著建筑業體制改革的不斷深化和建筑規模的持續擴大,建筑業發展較快,物質技術基礎顯著增強,但從整體看,勞動生產率提高幅度不大,質量問題較多,整體技術進步緩慢。為確保各類建筑最終產品特別是住宅建筑的質量和功能,優化產業結構,加快建設速度,改善勞動條件,大幅度提高勞動生產率,使建筑業盡快走上質量效益型道路,成為國民經濟的支柱產業。我們主要吸取我國幾十年來發展建筑工業化的歷史經驗,以及國外的有益經驗和作法;考慮我國建筑業技術發展現狀、地區間的差距,以及勞動力資源豐富的特點;適應發展建筑市場和繼續深化建筑業體制改革的要求;重點是房屋建筑,特別是量大面廣、對提高人民居住水平直接相關的住宅建筑。
(三)實現建筑工業化的措施
建筑工業化,首先應從設計開始,從結構入手,建立新型結構體系,包括鋼結構體系、預制裝配式結構體系,要讓大部分的建筑構件,包括成品、半成品,實行工廠化作業。一是要建立新型結構體系,減少施工現場作業。多層建筑應由傳統的磚混結構向預制框架結構發展;高層及小高層建筑應由框架向剪力墻或鋼結構方向發展;施工上應從現場澆筑向預制構件、裝配式方向發展;建筑構件、成品、半成品以后場化、工廠化生產制作為主。二是要加快施工新技術的研發力度,主要是在模板、支撐及腳手架施工方向有所創新,減少施工現場的濕作業。在清水混凝土施工、新型模板支撐和懸挑腳手架有所突破;在新型圍護結構體系上,大力發展和應用新型墻體材料。三是要加快“四新”成果的推廣應用力度,減少施工現場手工操作。在積極推廣建設部十項新技術的基礎上,加快這十項新技術的轉化和提升力度,其中包括提高部品件的裝配化、施工的機械化能力。
在新型結構體系中,應盡快推廣建設鋼結構建筑,應用預制混凝土裝配式結構建筑,研發復合木結構建筑。在我國,進行鋼結構建設的時機已比較成熟,我國已連續8年世界鋼產量第一,一批鋼結構建筑已陸續建成,相應的設計標準、施工質量驗收規范已出臺;同時,鋼結構以其施工速度快、抗震性能好、結構安全度高等特點,在建筑中應用的優勢日顯突出;鋼結構使用面積比鋼筋混凝土結構增加面積4%以上,工期大大縮短;在工程建設中采用鋼結構技術有利于建筑工業化生產,促進冶金、建材、裝飾等行業的發展,促進防火、防腐、保溫、墻材和整體廚衛產品與技術的提高,況且鋼結構可以回收,再利用,節能、環保,符合國民經濟可持續發展的要求。