史曉燕 王 欣 仝小芳
建筑工業(yè)化是指建筑業(yè)從傳統(tǒng)分散的手工業(yè)生產(chǎn)方式逐步向社會化大生產(chǎn)方式過渡,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(fā)展建筑構配件、制品和設備的生產(chǎn),培育技術服務體系和市場的中介機構,使建筑業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營活動逐步走上專業(yè)化、社會化的發(fā)展道路[1]。
發(fā)展建筑工業(yè)化與我國現(xiàn)階段的經(jīng)濟發(fā)展水平相適應,分析我國建筑工業(yè)化發(fā)展的現(xiàn)狀,探討適合我國建筑工業(yè)化發(fā)展的方式。建筑物按使用功能可分為民用建筑、工業(yè)建筑和農(nóng)業(yè)建筑,分別對民用和工業(yè)建筑的工業(yè)化現(xiàn)狀進行如下分析。
早在20世紀60年代我國已經(jīng)開始研究建筑工業(yè)化的問題,當時的建筑工業(yè)化主要表現(xiàn)為單構件(樓板和屋面板)的預制化。20世紀80年代左右預制鋼筋混凝土樓板在住宅中普遍應用,隨著墻體改革的推行和商品混凝土在建筑工程施工的廣泛應用,預制鋼筋混凝土樓板的使用率逐漸降低。1999年《關于推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質量的若干意見》頒布標志著中國住宅產(chǎn)業(yè)化工作正式起步[2]。建筑工業(yè)化是實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化的前提條件,住宅產(chǎn)業(yè)化的本質是工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過10多年的艱苦探索與實踐,國內研究機構及企業(yè)已經(jīng)儲備了一批與住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展相適應的技術和產(chǎn)品,在一些示范性住宅工程中應用,但尚未大規(guī)模的全面普及。2010年全國住宅建設規(guī)模達到了20億m2左右,工業(yè)化生產(chǎn)的住宅比例不到1%,精裝修住宅的比例低于5%。
工業(yè)建筑是指為工業(yè)生產(chǎn)提供服務空間的廠房或車間,按層數(shù)不同可將工業(yè)建筑分為單層廠房、多層廠房和層次混合的廠房。單層工業(yè)廠房可以采用磚混結構、裝配式鋼筋混凝土排架和鋼結構。在20世紀80年代左右我國建立了單層排架結構廠房的工業(yè)化體系,并頒布了《廠房建筑模數(shù)協(xié)調標準》和預制排架結構構件的系列圖集。近年來,隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高,鋼結構廠房在工業(yè)建筑中也得到了廣泛應用,目前鋼結構廠房設計和施工的工業(yè)化水平較高。
根據(jù)建筑工業(yè)化的現(xiàn)狀分析說明我國建筑工業(yè)化水平存在著較大的提升空間,目前大力推進建筑工業(yè)化具有深遠的意義。建筑工業(yè)化不僅可以提高建筑產(chǎn)品的品質、延長建筑的使用壽命,而且可以帶來良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。根據(jù)我國國情要均衡的發(fā)展通用體系和專用體系。在“十二五”建設期間,全國各地將陸續(xù)建成3 600萬套保障房以滿足人們日益增長的居住需求[3]。巨大的建設工程量和我國住宅產(chǎn)業(yè)化的目標表明現(xiàn)階段將是推進建筑工業(yè)化的最佳時機。由于我國現(xiàn)階段建筑工業(yè)化結構體系還沒有完全確立,標準化概念和設計技術還沒有得到足夠重視。下面從建筑模數(shù)、建筑結構類型、建筑構件材料和構造節(jié)點設計四個方面來分析建筑工業(yè)化實現(xiàn)的途徑。
1)建筑模數(shù)。設計符合建筑模數(shù)的基本構件是建筑工業(yè)化的基本要求,為了具有較好的通用性和互換性,預制構部件應當符合一定的建筑模數(shù)要求。根據(jù)《我國建筑模數(shù)協(xié)調統(tǒng)一標準》中的規(guī)定,我國采用基本模數(shù)1M的數(shù)值為100 mm,在基本模數(shù)的基礎上有擴大模數(shù)和分模數(shù)。為適應住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的要求,我國每年都會頒布符合住宅產(chǎn)業(yè)化的部品目錄,但目前的部品目錄主要是根據(jù)預制生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品編制,并沒有針對建筑產(chǎn)品的整體體系。建筑構部件都應按照模數(shù)進行設計,國家應頒布預制構部件的模數(shù)化尺寸,這樣有利于生產(chǎn)企業(yè)按照定型化尺寸和規(guī)格進行生產(chǎn)預制構件。
2)建筑結構類型。工業(yè)化方式生產(chǎn)的建筑應具有足夠的安全可靠度,建筑結構體系的選擇是建筑工業(yè)化設計的重要內容之一。工業(yè)化建筑的結構類型主要為剪力墻結構和框架結構,我國已有的民用建筑工業(yè)化體系是根據(jù)建筑結構類型和施工工藝劃分的,有砌塊建筑、大板建筑、裝配式框架板材建筑等[4]。發(fā)展全裝配式結構和預制加部分現(xiàn)澆結構是我國現(xiàn)階段發(fā)展建筑工業(yè)化的主要模式,建筑工業(yè)化適合的建筑結構體系有以下類型:a.全預制裝配式鋼筋混凝土剪力墻結構體系;b.全預制裝配式框架結構體系;c.全預制裝配式板柱結構體系;d.全預制裝配式網(wǎng)架結構體系;e.預制和現(xiàn)澆相結合的鋼—鋼筋混凝土框架結構體系。
3)構件材料的選擇。結構與材料構成了建筑的空間骨架,建筑工業(yè)化結構體系需要建筑材料技術的支撐。建筑工業(yè)化的實現(xiàn)依賴于新型建筑材料的研制發(fā)展,符合高強輕質多功能的建筑新材料是建筑工業(yè)化的發(fā)展要求。根據(jù)我國的國情應著重推廣應用高性能、低能耗、可再生循環(huán)利用的建筑材料。合成材料塑料、合成樹脂、高強混凝土、高強結構鋼材、輕骨料混凝土、纖維再生混凝土等在建筑的墻體、樓板、屋面等構件中加以應用。
4)構造節(jié)點的設計。無論是傳統(tǒng)建筑還是工業(yè)化的建筑結構體系,建筑的構造節(jié)能設計都是設計的關鍵內容之一,合理的構造節(jié)點設計可以確保結構的安全性和適用性。在工業(yè)化的建筑結構體系的基礎上,構造節(jié)點設計是工業(yè)化建筑的關鍵技術問題。合理的構造節(jié)點設計包括各類構部件之間的連接節(jié)點、預制構件與設備管線的組合、建筑構件與制品的組合三個方面。構造節(jié)點的設計要與結構體系類型、構部件的材料特性相適應,在重視構造節(jié)點的設計同時更要重視裝配節(jié)點專業(yè)化施工及配套材料的開發(fā),例如連接套筒及高強無收縮灌漿材料的開發(fā)與應用等[5]。
隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市化進程的加快,建筑工業(yè)化將成為推動我國經(jīng)濟發(fā)展新的增長點。借鑒歐美發(fā)達國家建筑工業(yè)化發(fā)展的先進技術與成熟經(jīng)驗,結合我國的具體國情,我國建筑工業(yè)化的發(fā)展應重視以下幾個方面:
1)國家政策的支持和引導。進一步加快促進建筑領域新材料、新技術的應用與發(fā)展,推進建筑節(jié)能減排工作,建設資源節(jié)約型社會。通過國家級建筑產(chǎn)業(yè)基地或工業(yè)園區(qū)的合理布局可以形成產(chǎn)業(yè)聚集和規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢,增強區(qū)域經(jīng)濟實力。重視產(chǎn)業(yè)布局和規(guī)模效益,統(tǒng)籌規(guī)劃,合理布點,防止重復建設。
2)大力發(fā)展鋼結構的工業(yè)化建筑。鋼結構具有良好的發(fā)展前景,其安全、低碳環(huán)保符合我國建筑可持續(xù)發(fā)展的要求。目前我國建筑用鋼量只占全國鋼產(chǎn)量的3.5%~4%,其中鋼結構用鋼量只占總用鋼量的10%,而西方發(fā)達國家的鋼結構用鋼量占建筑用鋼量的30%~40%,占鋼產(chǎn)量的15%~25%?,F(xiàn)階段我國的鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過剩,利用建筑工業(yè)化的發(fā)展契機進行產(chǎn)業(yè)結構的升級。
3)推行結構裝修一體化的節(jié)能建筑。新建采暖居住建筑必須達到建筑節(jié)能標準,并積極采用符合國家標準的節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水的新型材料和部品,鼓勵利用清潔能源,保護生態(tài)環(huán)境。杜絕建筑毛坯房的銷售,推動精裝修商品住宅銷售可以在形成住宅產(chǎn)業(yè)化的同時提高我國建筑工業(yè)化水平。
4)重視建筑工業(yè)化的專業(yè)培訓。截止到2007年年末我國建筑業(yè)職工人數(shù)為961.6萬人,其中建筑業(yè)專業(yè)技術人員只有193.4萬人,因此提升建筑從業(yè)人員專業(yè)綜合素質的任務將迫切而艱巨,國家地方政府要給予政策支持,科研院校和培訓機構要積極響應和支持。對于建筑師、建造師等建筑專業(yè)技術人員的繼續(xù)教育培訓也要增加建筑工業(yè)化的知識體系。
[1]楊嗣信.關于建筑工業(yè)化問題的探討[J].建筑施工,2011,40(8):1-3.
[2]建設部住宅產(chǎn)業(yè)化促進中心.住宅建設實用技術導引[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.
[3]2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要[Z].2011.
[4]潘志宏,李愛群.住宅建筑工業(yè)化與新型住宅結構體系[J].2008,37(2):1-4.
[5]蔣勤儉.住宅建筑工業(yè)化關鍵技術研究[J].砼世界,2010,9(3):34-35.