基于節(jié)能高效理念的裝配式建筑模具設(shè)計(jì)探討

舒勤 閆洪坤 白顯飛

摘?要：裝配式預(yù)制構(gòu)件是通過(guò)模具在預(yù)制工廠集中生產(chǎn)制作，具有速度快、成型效果好，與現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆施工相比勞務(wù)人員效率高、人員數(shù)量少、構(gòu)件成型快、施工周期短、預(yù)制構(gòu)件精度高的特點(diǎn)。根據(jù)批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，多個(gè)預(yù)制構(gòu)件都由同一套模具進(jìn)行生產(chǎn)，故而，在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中，模具對(duì)構(gòu)件尺寸偏差、可靠性、安全性都有決定性的作用。目前的裝配式建筑深化設(shè)計(jì)，以構(gòu)件定制為主，遇到異型構(gòu)件時(shí)，模具制作復(fù)雜，模具攤銷次數(shù)少，生產(chǎn)成本高。目前結(jié)合節(jié)能高效理念的模具設(shè)計(jì)方案給我們提供了一種新的思路。

關(guān)鍵詞：節(jié)能;裝配式;建筑磨具 ;設(shè)計(jì)

模具的種類和形式有多種，如常見(jiàn)的鋼制模具、木模板模具、鋁合金模具、玻璃鋼制模具，塑料制模具與高分子材料模具等。在我國(guó)主要以鋼制模具為主，市政產(chǎn)品中鋁合金模具、玻璃鋼模具也有較多應(yīng)用，異型構(gòu)件運(yùn)用塑料、玻璃鋼模具較多。不同材質(zhì)、模具制造工藝區(qū)別較大：如鋼制模具，通過(guò)機(jī)械加工、焊接拼裝等工藝制作，模具尺寸偏差小，多次使用后不易變形，構(gòu)件成型外觀效果好，耐用性好，質(zhì)量穩(wěn)定。本文中主要針對(duì)鋼制疊合板底板模具進(jìn)行探討。

一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

混凝土模具伴隨著裝配式建筑的研究在20世紀(jì)初起步，60年代英、法、蘇等國(guó)率先作了嘗試。模具在工廠快速生產(chǎn)建造且生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢(shì)使得此種生產(chǎn)方式在世界各地迅速推廣。日本、美國(guó)、瑞典、德國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家掌握了比較先進(jìn)技術(shù)，到20世紀(jì)90年代末，日本預(yù)制裝配式建筑在混凝土結(jié)構(gòu)中所占比例已超過(guò)60%。

我國(guó)預(yù)制構(gòu)件發(fā)展起步較國(guó)外晚，主要分為三階段：（1）20 世紀(jì)50 至80 年代的創(chuàng)建和起步期;（2）20 世紀(jì)80 年代至2000 年的探索期;（3）2000 年至今的快速發(fā)展期。2006 年原建設(shè)部頒布了《國(guó)家住宅產(chǎn)業(yè)化基地實(shí)施大綱》;2013 年1 月國(guó)家發(fā)改委和住建部聯(lián)合發(fā)布了《綠色建筑行動(dòng)方案》，明確將推動(dòng)建筑工業(yè)化作為十大重點(diǎn)任務(wù)之一;2016年9月國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》相關(guān)政策后，總理李克強(qiáng)強(qiáng)調(diào)大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑，加快標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，提高建筑技術(shù)水平和工程質(zhì)量。

目前，由于我們的裝配式預(yù)制構(gòu)件在發(fā)展階段，構(gòu)件的種類較多，尤其是疊合板底板構(gòu)件，這給模具的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的困難。疊合板底板尺寸變化較多，非標(biāo)構(gòu)件模具攤銷成本高，同時(shí)鋼模具制作周期長(zhǎng)，降低生產(chǎn)效率。因此，需要模具設(shè)計(jì)師不斷優(yōu)化模具的設(shè)計(jì)方案。

二、通用型疊合板底板模具

（一）疊合板底板構(gòu)件尺寸變化多，每套模具配單獨(dú)的底模會(huì)造成高昂的模具費(fèi)用，配模時(shí)將模具優(yōu)化，模具設(shè)計(jì)不配底模，直接用模臺(tái)作為底模，降低了模具成本。

（二）疊合板底板邊模，采用上下兩層包夾的設(shè)計(jì)方案，上下兩層結(jié)合部位使用柔性材料，疊合板底板鋼筋出筋位置不需要在模具上開(kāi)孔，不同鋼筋間距都可以使用同一套模具。

（三）疊合板底板邊模采用磁盒限位的固定方式，無(wú)需在底板上開(kāi)孔，且模具內(nèi)腔長(zhǎng)寬便于調(diào)整。

（四）此圖為基于節(jié)能高效理念疊合板底板模具的裝配方式的示意圖;

（五）材料采用鋼板、矩管、柔性材料，其中螺母是鑲嵌在底面鋼板上的，具體見(jiàn)放大圖;

三、經(jīng)濟(jì)效益

模具制作的攤銷費(fèi)用由構(gòu)件生產(chǎn)總成本的15%降低至10%以內(nèi)。在實(shí)際制作過(guò)程中，與傳統(tǒng)的模具相比較，模具制作效率提高50%，模具制作后可以適用于任意尺寸的構(gòu)件，模具可以批量生產(chǎn)。生產(chǎn)的疊合板底板構(gòu)件合格率提升5%，外觀也更加美觀，生產(chǎn)效率更快，生產(chǎn)中無(wú)等待模具修改而窩工的情況。

四、社會(huì)效益

傳統(tǒng)的模具，安裝難度較大，安裝需要的工時(shí)較多，資源利用效率低。相比傳統(tǒng)預(yù)制構(gòu)件模具，基于節(jié)能高效理念疊合板底板模具技術(shù)，多用卡、扣、定位的快速安裝和拆除的技術(shù)和模具組合生產(chǎn)的技術(shù)，提高了生產(chǎn)效率約20%。邊模與模具主體連接可靠，為生產(chǎn)人員提供了一定的安全保障。

基于節(jié)能高效理念疊合板底板模具技術(shù)通過(guò)對(duì)模具的改良，具有快速安裝和拆卸的功能，減低的工人勞動(dòng)強(qiáng)度，但對(duì)工人的技術(shù)要求更高。提高了素質(zhì)和職業(yè)技能，促使傳統(tǒng)農(nóng)民工向產(chǎn)業(yè)工人轉(zhuǎn)化，提升生產(chǎn)效率，攤薄建造成本，有利于突破建筑業(yè)發(fā)展瓶頸，全面提升建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展水平。

五、推廣和應(yīng)用

裝配式預(yù)制構(gòu)件作為國(guó)家建筑發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目，未來(lái)會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)推廣工作，也給PC構(gòu)件模具行業(yè)提供了一個(gè)良好的市場(chǎng)環(huán)境，這也需要模具設(shè)計(jì)工作者調(diào)整思路，適應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境，開(kāi)拓創(chuàng)新，將模具制造行業(yè)帶到一個(gè)新的臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊尚榮，預(yù)制裝配式模塊化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D].廣州大學(xué)， 2018.

[2]潘志達(dá)， PanZhi-da.模塊化設(shè)計(jì)和預(yù)制裝配式技術(shù)的應(yīng)用研究[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)， 2017， 44（10x）：19-20.

[3]銀清華.裝配式建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究[J].建材與裝飾， 2019， 575（14）：120-121.