裝配式建筑應用研究

陳 龍

(福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院,福建 南平 353000)

1 裝配式建筑概述

裝配式建筑是應用信息化技術(shù)的管理以及智能化技術(shù),將建筑構(gòu)件的全部或者部分在專業(yè)的標準化構(gòu)件生產(chǎn)廠中生產(chǎn),然后將構(gòu)件運抵施工現(xiàn)場并運用一定的拼裝方法將這些構(gòu)件在工地裝配而成的建筑。裝配式建筑包括裝配式混凝土建筑、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑、裝配式木結(jié)構(gòu)建筑。國務院在《綠色建筑行動方案》文件中提出,要大力推動建筑產(chǎn)業(yè)化,通過“標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理,智能化應用”,推動建造方式創(chuàng)新,大力發(fā)展裝配式建筑,提高裝配式建筑在新建建筑中的比例,實現(xiàn)建筑舒適安全、綠色環(huán)保、節(jié)能高效。

2 裝配式建筑的特點

裝配式建筑是促進創(chuàng)新帶動發(fā)展和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的重要舉措,能夠推動城市建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展,具有以下優(yōu)點。

2.1 施工裝配化

裝配式建筑主要是在工廠中進行預制構(gòu)件大量的標準化生產(chǎn),然后將構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行施工安裝,減少了現(xiàn)場施工強度,施工現(xiàn)場沒有大量的腳手架和濕作業(yè),甚至省去了砌筑和抹灰工序,大幅度提高了施工效率,這樣不僅可以在很大程度上減少現(xiàn)場施工時間縮短施工工期,提前完成項目計劃,還可以極大的提升施工的預測性,掌握施工進度。提高施工工藝水平,通過模塊化設計,采用先進的裝配化施工工藝,保證施工質(zhì)量和施工效果,還能夠有效節(jié)約工程材料。由于構(gòu)件都在工廠生產(chǎn),受外界條件制約小,因此在冬季也可以正常施工安裝,現(xiàn)場只需要進行搭積木式的拼接安裝,所以施工現(xiàn)場可以大幅度節(jié)約勞動力。

2.2 構(gòu)件生產(chǎn)工業(yè)化

裝配式建筑構(gòu)配件安裝嚴格的質(zhì)量標準和施工工藝,在穩(wěn)定的外界環(huán)境下安裝作業(yè)流程進行生產(chǎn),最大程度的避免的人為因素和外界因素對構(gòu)件質(zhì)量造成干擾,保證了構(gòu)件品質(zhì)優(yōu)良、提高建筑質(zhì)量,實現(xiàn)了持續(xù)施工?，F(xiàn)場機械化吊裝和少量的節(jié)點施工大大的降低勞動強度并且很大程度提高建造過程的安全性。通過使用BIM技術(shù),對構(gòu)件進行優(yōu)化和模擬施工,提高供給質(zhì)量,擴大有效供給,提高社會生產(chǎn)力水平。對定型的通用的標準化構(gòu)件,工廠可以最大限度的周轉(zhuǎn)使用模板,對構(gòu)件進行大批量生產(chǎn),可以達到節(jié)約資源目的。

2.3 功能集成化

裝配式建筑不是簡單的從現(xiàn)澆改為預制,而是建筑系統(tǒng)性集成,是將主體結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)和內(nèi)裝部品等前置集成為完整的體系。將BIM技術(shù)運用到構(gòu)件的生產(chǎn)和施工模擬是必不可少的,通過BIM技術(shù)一體化協(xié)同,實現(xiàn)了模塊化設計,在設計過程中可以適時與業(yè)主交互,提供個性化的服務。集成裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈信息,為建筑全生命周期提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。將裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈條的數(shù)字信息集成在BIM模型中,實現(xiàn)了設計、采購、生產(chǎn)、施工和運維全過程的信息交互,為物聯(lián)網(wǎng)應用,智能工廠和智慧工地的部署提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。提供智能化、數(shù)字化品質(zhì)優(yōu)良的建筑產(chǎn)品供給。

2.4 有效節(jié)能環(huán)保,實現(xiàn)綠色建筑

裝配式建筑主要是在生產(chǎn)車間中對鋼結(jié)構(gòu)和混凝土構(gòu)件大量的生產(chǎn),很大程度上減少現(xiàn)場施工時間,現(xiàn)場采用干式施工法,能避免對周邊環(huán)境帶來嚴重的污染,更有利于貫徹綠色低碳理念。裝配式建筑與以往的現(xiàn)澆方式相比,可以實現(xiàn)資源節(jié)約,節(jié)水節(jié)電可以達到 55%,同時還能對現(xiàn)場作業(yè)的粉塵、噪音、污水等污染現(xiàn)象實現(xiàn)合理的控制,保證綠色施工水平。建筑構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn)對環(huán)境負荷小、能耗更少、碳排放量更低。同時裝配式鋼結(jié)構(gòu)材料具有可拆裝、可循環(huán)使用、高回收率等優(yōu)點,有效提高資源利用率。

2.5 運用建筑成套技術(shù)

建筑成套裝配技術(shù)包括建筑房屋主體的成套裝配、外墻裝飾成套裝配、防水保溫、屋頂造型成套裝配、墻體壓光成套裝配、門窗預制成套裝配、承重墻與非承重墻成套裝配。使用建筑成套技術(shù),可以優(yōu)化裝配式混凝土建筑平面方案、內(nèi)部構(gòu)造以及構(gòu)配件,保證施工組設計和質(zhì)量控制的合理性,將建筑質(zhì)量控制在合理范圍之內(nèi),還很大程度提升了建筑安裝效率,保證施工安全。

3 裝配式建筑存在的問題分析

3.1 板底勾縫砂漿易脫落問題

混凝土裝配式預制板一般都設置成倒八字形結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)正八字形板縫,雖然安裝時會選用抗裂砂漿嵌縫,如果抗裂砂漿的質(zhì)量得不到保障,長時間后砂漿失效,勾縫砂漿脫落,不僅建筑質(zhì)量得不到保證,甚至產(chǎn)生安全問題,造成人身傷害。

3.2 構(gòu)件尺寸偏差問題

雖然裝配式建筑的構(gòu)件是通過標準化的生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)和預配的,由于操作人員水平參差不齊或者其他原因。大批量生產(chǎn)的預制構(gòu)件在各個工序之間難免會產(chǎn)生尺寸偏差,從而造成裝配式構(gòu)件之間存在嚴重的誤差,導致拼接期間縫隙不能對應。這直接影響了整個裝配式建筑的施工進度和工程質(zhì)量,耗材增加,成本也隨之增加,甚至產(chǎn)生安全隱患,會給建筑施工安全帶來一定的影響。

3.3 耐候膠更換難度大

為了保證裝配式建筑構(gòu)件能夠可靠連接和提高墻板的密封性,往往使用密封性良好的耐候膠對建筑外墻墻縫進行有效處理。但是耐候膠裸露在外界環(huán)境中,長期受到風吹日曬,運用質(zhì)量會降低直至脫落,所以要定期檢查,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)脫落就要及時更換。要注意耐候膠的更換位置,確保耐候膠與縫隙間高度精密粘結(jié),還需要延長裝配式建筑的使用壽命,防止更不當,反而影響建筑質(zhì)量。所以更換耐候膠技術(shù)要求高,工序復雜,更換難度大。

3.4 構(gòu)建運輸和吊裝問題

由于裝配式建筑目前發(fā)展還不夠成熟,缺乏產(chǎn)業(yè)鏈,物流系統(tǒng)缺失,而預制構(gòu)建生產(chǎn)的工廠大多數(shù)是在距施工現(xiàn)場較遠的另一個區(qū)域,而且裝配式構(gòu)建體積大、自重大、超寬、超高、形狀不規(guī)則,造成運輸困難,所以將建筑構(gòu)建從預制廠運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,運輸成本較高。

裝配式建筑對垂直運輸設備的要求高,而且這些吊裝作業(yè)是需要由運輸大型預制構(gòu)件的設備來配合的。預制板具有厚度薄、體積大、轉(zhuǎn)角處易折斷的特點,因此預制平板運輸、吊裝過程中四角易損壞,預制轉(zhuǎn)角板在運輸、吊裝過程中轉(zhuǎn)角位置易折斷。

3.5 建造成本較高

我們裝配式建筑發(fā)展較晚,目前還處在初級階段,技術(shù)不成熟,專業(yè)化、標準化、模塊化程度低,產(chǎn)業(yè)組織集成化程度低。導致裝配式建筑的工程造價與傳統(tǒng)式建筑工程造價相比要高20%左右,而且成本還會隨著裝配率的增加而提高。將新材料、新工藝不斷應用到現(xiàn)代建筑上,通過結(jié)構(gòu)、建筑、設備等專業(yè)密切配合,充分優(yōu)化施工工藝,提高裝配式建筑性能。

4 裝配式建筑的發(fā)展前景

在2017年,住建部印發(fā)的《“十三五”裝配式建筑行動方案》中明確：到2020年,全國裝配式建筑占新建建筑的比例達到15%以上,其中重點推進地區(qū)達到20%以上,這意味著在我國建筑裝配式是未來發(fā)展的必然趨勢,是建筑行業(yè)發(fā)展的方向。

國家相關(guān)政策指導和經(jīng)濟扶持及市場來引導,使裝配式建筑發(fā)展前景廣闊,隨著標準體系的不斷完善,裝配式建造方式逐步向形成成熟、多樣化發(fā)展,形成標準化、系列化、配套化的裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系。BIM 信息化技術(shù)的廣泛應用,促使傳統(tǒng)的建筑向產(chǎn)業(yè)化、信息化發(fā)展。設計理念進一步更新,實現(xiàn)預制構(gòu)件自動化生產(chǎn)。提升裝配式建筑的穩(wěn)定性和抗震性,加強預制構(gòu)建子模塊的多樣性,滿足廣大用戶的個性化需求要求。裝配式建筑將成為成能耗低、工期短、效率高、綠色環(huán)保的品質(zhì)高建筑。