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什么是装配式建筑?

装配式建筑是以构件工厂预制化生产,现场装配式安装为模式,以标准化设计、工厂化生产、装配化施工,一体化装修和信息化管理为特征,整合从研发设计、生产制造、现场装配等各个业务领域,实现建筑产品节能、环保、全周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式。

装配一词最早使用于机械领域,指将零件按规定的技术要求组装起来,并经过调试、检验使之成为合格产品的过程。简单地讲就是把零部件组装成一个整体的过程。

沿用到建筑领域,装配式建筑可以简单地理解为:把建筑的各个部分在现场进行直接组装而成的建筑。一栋建筑,大到上海中心、哈利法塔,小到自家祖上传下来的两层小楼,其最基本的组成部件无非是:基础、柱、梁、楼板、楼梯等几个主要部分。要实现建筑各构件的现场组装,前提条件是这些构件必须提前在工厂生产好,简称预制。所以很多时候,装配式建筑又被称作为预制建筑或者建筑工业化。

当然,一栋建筑远不止这么简单。梁、板、柱等只是建筑的结构部分,相当于一个人的骨骼。一栋功能完整的建筑还离不开外围护系统(皮肤);设备管线系统(血液)等等。所以装配式建筑也并不仅仅涉及结构的装配,还涉及到其他相当多专业的装配或者配合问题,是一个非常复杂而系统的工程。


装配式建筑的历史

建国初期,在前苏联帮助下,掀起了一个大规模工业化建设高潮。从前苏联搬、抄了单层工业厂房体系。该体系中的柱、吊车梁、人字形屋架和薄腹屋面梁、槽型屋面板、天沟板和槽,均采用预制生产,围护结构多为砖砌体。在这个年代构件的预制生产大多是在工程现场,且多为非预应力构件,技术水平不高,质量也不稳定。

1950s,新中国首次提出了建筑工业化的口号,当时建筑工业化的主要内容就是指构件的工业化生产。经过十年建设,我国国民经济不仅恢复、而且有了较大发展,也在此期间,我国在苏联帮助下,在清华大学、原南京工学院、同济大学、天津大学和哈尔滨建筑工程学院等高等院校,专门设立了混凝土制品构件本科专业。

1960s,工业建筑的主要构件已是工厂化集中生产,构件质量明显提高;特别是预应力技术在钢筋混凝土预制构件企业得到推广应用,不但节省了原材料,还提高了构件的性能。

1970s~1980s,国民经济的高速发展, 促成了我国装配式钢筋混凝土建筑、部分装配式混合建筑和构件预制生产,获得空前的发展机遇,达到了行业一个辉煌的峰值。但在构件类型和生产原理方面并没有重大突破。值得一提的是:以高强钢丝和钢绞线为代表的高效预应力钢材,在预应力混凝土构件生产中开始得到推广应用。

1990s,进入九十年代后,由于(部分)装配式建筑自身有许多问题,主要可用“热、裂、漏“来概括,和现浇结构相比,这些问题更显突出。于是现浇结构几乎全部替代了装配式结构。

现阶段装配式技术相比之前取得了明显的进步,主要体现在以下几个方面。

  • 装配式混凝土结构强调等同现浇混凝土,计算简图与现浇混凝土基本相同
  • 强调预制与现浇相结合,更注重装配式结构的整体性能
  • 在标准化的基础上,通过合理的结构构造,和饰面材料和质感的变化,实现建筑的多样。化,对建筑师的限制较少
  • 同时适用居住建筑和公共建筑
  • 强调了部品的工业化

装配式建筑的优势

  • 保证工程质量。传统的现场施工受限于工人素质参差不齐,质量事故时有发生。而装配式建筑构件在预制工厂生产,生产过程中可对温度、湿度等条件进行控制,构件的质量更容易得到保证。
  • 降低安全隐患。传统施工大部分是在露天作业、高空作业,存在极大的安全隐患。装配式建筑的构件运输到现场后,由专业安装队伍严格遵循流程进行装配,大大提高了工程质量并降低了安全隐患。
  • 提高生产效率。装配式建筑的构件由预制工厂批量采用钢模生产,减少脚手架和模板数量,因此生产成本相对较低,尤其是生产形式较复杂的构件时,优势更为明显; 同时省掉了相应的施工流程,大大提高了时间利用率。
  • 降低人力成本。目前我国建筑行业劳动力不足、技术人员缺乏、工人整体年龄偏大、成本攀升,导致传统施工方式难以为继。装配式建筑由于采用预制工厂施工,现场装配施工,机械化程度高,减少现场施工及管理人员数量近10 倍。节省了可观的人工费,提高了劳动生产率。
  • 节能环保,减少污染。装配式建筑循环经济特征显著,由于采用的钢模板可循环使用,节省了大量脚手架和模板作业,节约了木材资源。此外,由于构件在工厂生产,现场湿作业少,大大减少了噪音。


装配式建筑的发展瓶颈

先期成本提高的瓶颈

  • 初期建造成本提高,根本原因是企业还没有完全掌握技术,没有专业队伍和熟练工人,没有建立现代化企业管理模式,企业做好了这些准备,成本自然会降下来。

行业管理体制的瓶颈

  • 工业化生产方式与现行的管理体制机制不相适应是发展的现实,设计、生产、施工、监理等环节都发生移位,主体责任范围都将发生变化。

建筑企业管理运行机制的瓶颈

  • 传统的企业运行管理模式根深蒂固,各自为战、以包代管、层层分包的管理模式严重束缚了产业化的发展,必须要打破。

生产活动过程中利益链的瓶颈

  • 传统的生产方式早已形成了固有的利益链,要在工程总承包(EPC)管理模式下,形成新的利益分配机制。