裝配式模塊化房屋建造技術(shù)應(yīng)用研究

孫曉麗

新疆北新建材工業(yè)集團(tuán)有限公司 新疆烏魯木齊 830000

裝配式模塊化建筑是以模塊為單元，通過工廠預(yù)制完成各構(gòu)件的加工制造作業(yè)，再統(tǒng)一集中運送至施工現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場裝配，完成建筑物拼裝。模塊化集成建筑裝配率高，適用性強，提高了建筑效率，優(yōu)化了施工工藝，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)節(jié)約等功能。裝配式模塊化房屋應(yīng)用效果較好，實用性強，多用于抗震救災(zāi)活動房，偏遠(yuǎn)山區(qū)用房、建筑工地臨時用房、港口碼頭活動板房等臨時性建筑，或小型商場、學(xué)生宿舍、公共設(shè)施，移動供熱站，便民警衛(wèi)站等。

1 裝配式模塊化房屋建筑體系

建筑標(biāo)準(zhǔn)化和單元化是模塊化的原型，隨著框架體系、鋼結(jié)構(gòu)等技術(shù)的發(fā)展以及預(yù)制板加工工藝升級和預(yù)制建筑組織手段的成熟，現(xiàn)代建筑模量理論應(yīng)運而生。模塊化體系是將建筑產(chǎn)品設(shè)計為具備特定功能的模塊，通過對不同功能模塊的選擇，組合形成不同性能的產(chǎn)品，以滿足多元化的市場需求，提高了建筑結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性，在滿足臨時性、可移動性的基礎(chǔ)上，增加舒適性、安全性、節(jié)能性與經(jīng)濟(jì)性，創(chuàng)造出更具有實用價值的空間環(huán)境[1]。

2 國內(nèi)外裝配式模塊化建筑的發(fā)展與應(yīng)用

2.1 國外的發(fā)展與應(yīng)用

國外關(guān)于模塊化的研究時間較早，其無論是理論研究還是實踐應(yīng)用都有一定的積累，尤其是發(fā)達(dá)國家，在模塊化的研究與應(yīng)用方面都取得了良好的成果，建立了系統(tǒng)的模塊化建筑設(shè)計體系，運用空間法則將建筑與工藝結(jié)構(gòu)相結(jié)合，利用計算機軟件實現(xiàn)設(shè)計參數(shù)化，逐步發(fā)展、改良為現(xiàn)代化模塊建筑，實現(xiàn)建筑模塊化設(shè)計應(yīng)用的適應(yīng)性。早期的建筑模塊化設(shè)計是以盒子結(jié)構(gòu)體系作為模塊單元，進(jìn)行組合、設(shè)計來達(dá)到建筑空間結(jié)構(gòu)組成。如1967 年加拿大蒙特利爾建造的“Habitat67”（“住宅67”）的預(yù)制混凝土模塊化公寓，它是通過354 個模塊單元錯落有致組合，建造出既相互連接又能保持個體之間獨立性與私密性的住宅公寓，實現(xiàn)了空間結(jié)構(gòu)的有效利用與建筑體驗的優(yōu)化升級。

2.2 國內(nèi)的發(fā)展與應(yīng)用

我國在模塊化建筑的研究起步較晚于國外發(fā)達(dá)國家，理論體系的研究主要是基于西方發(fā)達(dá)國家的理論基礎(chǔ)。上世紀(jì)六十年代，北京木材廠在國內(nèi)率先開發(fā)了木質(zhì)活動房，作為解放軍野外營房和提供給地質(zhì)勘探野外作業(yè)人員使用，應(yīng)用后反饋其各方面性能優(yōu)于傳統(tǒng)帳篷，該木質(zhì)活動房便成為國內(nèi)裝配式建筑的雛形。2001 年至2005 年是裝配式活動房的快速發(fā)展時期，彩鋼板夾芯板房以及模塊化房屋成為市場主導(dǎo)產(chǎn)品；2015 年以后，為滿足更高的現(xiàn)代生活需求，對裝配式建筑的建造技術(shù)、建筑材料等方面進(jìn)行了升級優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)代化新技術(shù)（3D 打印機、BIM 模型）進(jìn)行了開發(fā)設(shè)計，在裝配式模塊化別墅、臨時辦公樓及宿舍、商業(yè)廣場用房以及旅游度假活動房中取得了良好的應(yīng)用成果[2]。

2020 年春節(jié)期間，新冠肺炎突如其來，武漢市決定參照北京小湯山醫(yī)院模式建立了火神山醫(yī)院，僅10 天的時間完成了全部施工作業(yè)，這樣的建造速度不僅在國內(nèi)備受關(guān)注，也震驚了國外各界人士。火神山醫(yī)院采用了我國先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建造技術(shù)，所有的裝配式模塊化構(gòu)件均由電腦設(shè)計預(yù)算而成，統(tǒng)一配齊后運送至現(xiàn)場進(jìn)行拼裝，避免出現(xiàn)材料的缺失，加快了施工速度?；鹕裆降某晒ψ屖澜缈吹搅酥袊b配式建筑行業(yè)的成果，也預(yù)示著我國裝配式建筑將更有力的向前發(fā)展。

3 裝配式建筑模塊化房屋發(fā)展中存在的問題

裝配式建筑進(jìn)入我國建筑行業(yè)已有數(shù)十年的時間，但一直沒有被廣泛應(yīng)用，綜合而言大致歸于兩點原因：

（1）我國的裝配式建筑行業(yè)技術(shù)人員更多的是停留在理論體系的建立方面，缺少具備能夠完整實施裝配式建筑結(jié)構(gòu)運用的技術(shù)人才，并且，目前的“裝配式+BIM”技術(shù)還只是在少數(shù)工程中使用，面對市場的不確定性，BIM 技術(shù)未能得到大范圍的推廣使用，不能將結(jié)構(gòu)理論與現(xiàn)代技術(shù)更好的結(jié)合，即便此次火神山讓其大放異彩，也難保大多數(shù)建筑企業(yè)仍對此技術(shù)保持懷疑態(tài)度。

（2）國內(nèi)的裝配式預(yù)制墻體規(guī)格很難做到統(tǒng)一，這樣使得后期現(xiàn)場裝配工作中易產(chǎn)生拼接不合的問題，增加了返工率。另一方面，購房者對于裝配式模塊化房屋的印象也還停留在安置房、簡易房的層面，對其安全性、實用性、舒適性并不放心。因此，即使多年來政府推出大量鼓勵政策也始終進(jìn)度緩慢。

4 裝配式模塊化房屋的應(yīng)用呈上升趨勢

近幾年來，國家發(fā)布了各項推動裝配式建筑發(fā)展的政策及試點應(yīng)用工程，并制定了詳細(xì)的發(fā)展規(guī)劃和示范城市任務(wù)目標(biāo)，在2011 年至2019 年裝配式建筑開始變得炙手可熱，越來越多示范項目的成功，讓人們對裝配式建筑模塊化房屋有了更多的了解。面對傳統(tǒng)建筑工程中存在各種問題，裝配式模塊化房屋建筑的優(yōu)勢通過多項應(yīng)用工程體現(xiàn)了出來。比如，對比傳統(tǒng)施工現(xiàn)場的揚程大、噪音、建筑垃圾成堆等現(xiàn)象，裝配式模塊化房屋通過工廠預(yù)制加工生產(chǎn)技術(shù)，減少了施工現(xiàn)場作業(yè)活動，解決了以上存在的問題。模塊化構(gòu)件易于運輸移動的特征提升了施工進(jìn)度管理和減少了因氣候原因滯停工程的現(xiàn)象[3]。

模塊化本身是通過計算機輔助技術(shù)對建筑形體進(jìn)行了模擬拆解，使具備不同功能的標(biāo)準(zhǔn)化模塊通過多樣的組裝方式滿足不同的設(shè)計需求，這些模塊單元保持著中立的美學(xué)價值，適用性強，可以滿足于不同建筑形式，實現(xiàn)人們對住房的各方面需求。

5 結(jié)語

目前經(jīng)濟(jì)形勢和科技發(fā)展條件下，裝配式模塊化房屋建筑擁有良好的發(fā)展空間。在國家相關(guān)政策的推行下，裝配式模塊化建筑技術(shù)仍需滿足建筑市場多樣化的需求。

在裝配式建筑模塊化房屋的發(fā)展中，應(yīng)實現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、水、電和通風(fēng)的部品部件化，統(tǒng)一集成為標(biāo)準(zhǔn)化的單元模塊，并能夠解決復(fù)雜的連接工藝和繁多的使用方法，使單元模塊具有完整的空間環(huán)境，才可以實現(xiàn)裝配式全面化的預(yù)制。

對目前建筑市場而言，現(xiàn)在面臨的問題已不再是走不走裝配式建筑的道路，而是如何走好的問題。裝配式模塊化房屋作為一種新興建筑體系，在不斷的發(fā)展和改善中實現(xiàn)了成本節(jié)約、工藝優(yōu)化、節(jié)能環(huán)保、綠色建筑等各項需求，符合我國建筑可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，也終將會在建筑行業(yè)實現(xiàn)穩(wěn)固向前的發(fā)展。