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關鍵詞:裝配式建筑項目裝配式建筑項目;實施影響因素分析;建筑質量
1研究背景
裝配式建筑是指使用預制的構件在施工現場裝配而成的建筑建筑,其中包括了建筑構件生產、運輸及連接等多個流程。裝配式建筑有如下優點配式建筑有如下優點:(1)施工周期短施工周期短:相對于傳統的現場澆注施工方式注施工方式,裝配式工法在施工現場僅需完成各部件的吊裝、拼接工作拼接工作。據統計,使用裝配式工法的多層和低層建筑至少將可以縮短500%的工期的工期;(2)低碳環保低碳環保:降低現場濕作業產生的建筑垃圾以及揚塵污染的建筑垃圾以及揚塵污染,施工中模板、圍護結構使用量低;(3)質量保證率高質量保證率高:所有構件均在工廠內進行生產,便于質量的集中控制的集中控制,殘次品率低。目前目前,我國建筑企業多采用傳統的建筑工藝和設計方案,雖然傳統的建筑施工工藝已被多數工程技術人員所接受雖然傳統的建筑施工工藝已被多數工程技術人員所接受,但隨著城市人口的快速增長隨著城市人口的快速增長、市場競爭的日益激烈以及建筑項目利潤的迅速緊縮目利潤的迅速緊縮,舊有的施工管理模式已經不能適應當今時代的發展時代的發展。對于我國來說,裝配式建筑是一種新型的建筑,其作業流程是由工廠批量生產構件其作業流程是由工廠批量生產構件,然后運動施工現場進行安裝安裝。裝配式建筑不但提高了建筑施工的效率,同時還能夠節省大量的人力節省大量的人力,節約資源的同時還保證了環保。
2國內外裝配式建筑的發展現狀
裝配式建筑起源于歐洲的二戰時期裝配式建筑起源于歐洲的二戰時期。二戰結束后,德國德西地區大部分房屋遭到破壞德西地區大部分房屋遭到破壞,為了解決戰后住房的問題,德西地區的政府與施工企業開始試行裝配式建筑西地區的政府與施工企業開始試行裝配式建筑。與德國類似似,后來一些比較發達的國家,例如日本、美國、法國等也開始逐漸的推行這種建筑方式逐漸的推行這種建筑方式,并形成了各具特色的住宅產業化特點特點。而我國裝配式建筑僅起步于上世紀五十年代,經過了近三十年的發展近三十年的發展,雖已經取得了一定的研究成果,但仍然沒有跟上時代的腳步跟上時代的腳步,后逐漸被混凝土建筑所取代。隨著我國近些年來施工技術的快速發展些年來施工技術的快速發展,裝配式建筑技術得到了一定的完善完善,同時管理水平也有這一定的提高,使得裝配式建筑又一次浮出水面次浮出水面,但是就目前我國的現狀來說,在實施和推行裝配式建筑的過程中式建筑的過程中,由于各種各樣的因素存在,裝配式建筑的發展仍然存在很大阻礙展仍然存在很大阻礙。
3影響我國裝配式建筑項目實施的主要因素
3.1項目管理體系不完善
不論是什么行業不論是什么行業,想要得到可持續發展和良好的運營條件件,一定離不開穩定的項目管理體系。項目管理體系是一個完整的鏈條完整的鏈條,包括開發、生產、運輸、施工等多個方面的共同組織織,而組織模式是一個企業發展的核心所在,只有一個穩定的組織模式才能保證企業的健康發展組織模式才能保證企業的健康發展。但就目前我國現有建筑企業來說企業來說,在裝配式建筑項目實施的過程中,中間環節還存在有很多問題有很多問題:開發部門對裝配式建筑的認識存在偏見,目光短淺淺,只注重眼前利益而忽略今后的生存態勢;生產、運輸部門運營體系發展滯后運營體系發展滯后,管理方法與生產工藝均存在漏洞;施工部門管理經驗不足門管理經驗不足、相關專業人才匱乏,從而使得裝配式建筑項目在實施的過程中受到制約目在實施的過程中受到制約。
3.2施工工藝發展尚不到位
施工工藝的不同是裝配式建筑與傳統建筑的最主要區別別,而且,施工工藝方面存在問題將直接影響到項目最終的竣工效果工效果。就目前我國裝配式建筑施工工藝來說:一方面,現場施工工藝發展尚不完善施工工藝發展尚不完善,過于依賴傳統施工工藝,缺乏創新;另一方面另一方面,裝配式建筑構件模數標準體系不夠健全,無法規范并批量生產結構構件并批量生產結構構件,形成全行業的標準化統一;最后一方面面,勞動力文化程度普遍過低,無法在短期內適應新的施工模式式,無法達到應有的標準,對施工效率的影響適得其反。
3.3政策制定不健全
對于裝配式建筑來說對于裝配式建筑來說,健全的管理模式和完善的技術工藝固然重要藝固然重要,但是在實施的過程中也同樣離不開政策的支持持。就目前我國的政府出臺的政策來說,或多或少的還存在一定的漏洞一定的漏洞,主要體現在:(1)相關法律法規不完善相關法律法規不完善、不健全;(2)缺少相關經濟政策支持缺少相關經濟政策支持,例如稅費減免、科創獎勵等;(3)對建筑質量的評定政策不健全對建筑質量的評定政策不健全。
4提高裝配式建筑項目實施效率的措施
4.1完善項目管理體系
裝配式建筑在我國的起步比較晚裝配式建筑在我國的起步比較晚,在發展的過程中受到一定的制約一定的制約,項目管理體系不是很完善,因此我國的企業應該從國外引進先進的技術從國外引進先進的技術,并根據我國的國情和實際情況進行改善改善,提高裝配式建筑的施工效率和質量,促進我國裝配式建筑的快速發展筑的快速發展。
4.2完善施工技術和工藝
對于裝配式建筑來說對于裝配式建筑來說,需要不斷通過技術創新改善施工技術和工藝技術和工藝,才不會由于與時代的腳步脫節而被淘汰。在完善的過程中善的過程中,建筑企業應該加大對裝配式建筑的推廣與投入,對資源配置進行優化對資源配置進行優化,發揮科研力量,創新施工技術和工藝。
4.3建立健全政府引導政策
裝配式建筑具有技術難度大以及成本高等特點裝配式建筑具有技術難度大以及成本高等特點,企業為了自身的經濟效益了自身的經濟效益,很多時候忽略了優化管理水平的重要性性。因此政府為了提高企業對該項目的積極性,應該制定相關的激勵政策關的激勵政策,完善政策中的漏洞,并且加強監督力度和執行力度力度。
5裝配式建筑項目的發展趨勢
5.1建筑信息模型技術的應用
BIM技術作為一種技術技術作為一種技術、一種方法、一種過程,既包括建筑物全生命周期的信息模型物全生命周期的信息模型,同時又包括建筑工程管理行為的模型模型。與傳統建筑不同的是,裝配式建筑在設計初期不僅需要完成構件的加工生產要完成構件的加工生產、施工安裝、維護保養等工作,還需完成建筑成建筑、結構、機電等專業的協調配合工作,工作量大,信息繁多冗雜多冗雜。而BIM技術的應用能夠有力解決以上問題技術的應用能夠有力解決以上問題:(1)BIM模型能夠實現對建筑構件的信息化表達功能模型能夠實現對建筑構件的信息化表達功能,對各預制構件的構造詳圖進行33D直觀動態展示直觀動態展示,并提前進行預拼裝模擬測試試,提高制造精度;(2)BIM模型還可直接指導預制構件在工廠內的生產流程內的生產流程,生成構件加工圖,自動生成各構件二維碼與生產表單產表單,為裝配式建筑項目在生產與施工的全過程提供便利。
5.2““物聯網”、“大數據”等通用技術的融合
集成應用當下流行的集成應用當下流行的“物聯網”、“大數據”等信息技術應用用,實現工程項目的信息化管理,完成裝配式建筑項目全壽命周期的追蹤周期的追蹤、定位和維護工作。通過對整體建筑模型進行分解解,對各預制構件進行具體編碼,借助各生產線的讀取裝置、運輸車輛的GPS定位裝置以及施工人員手中的物聯網信息終端端,即可實現對構件生產、運輸、施工全過程的無縫銜接,為后續建筑施工提供技術保障續建筑施工提供技術保障。
6結語
隨著我國城市化進程的高速發展隨著我國城市化進程的高速發展,在城市化進程中扮演支柱產業角色的建筑行業只有在不斷的創新和改革中支柱產業角色的建筑行業只有在不斷的創新和改革中,才能得以生存得以生存,避免淘汰。裝配式建筑項目作為我國新興的建筑模式模式,雖然尚處于發展階段,施工技術和工藝以及組織管理體系方面并不是十分的完善系方面并不是十分的完善,但是這些卻不能掩蓋裝配式建筑的優點的優點。任何事物在發展初期都容易遇到各種阻力:裝配式建筑初期投入大建筑初期投入大,僅從短期來看,不會迅速產生明顯的經濟效益益;但從建筑的全壽命周期來考慮,經濟優勢必將十分可觀,值得各部門技術人員的探索與實踐值得各部門技術人員的探索與實踐。因此,作為各裝配式建筑企業筑企業,應逐步完善項目組織管理體系,發揮科研力量,創新施工技術和工藝施工技術和工藝;而作為政府及監管部門,應當在鼓勵、支持、引導的原則下積極推動裝配式建筑事業的發展引導的原則下積極推動裝配式建筑事業的發展,提高我國裝配式建筑項目的施工效率和質量配式建筑項目的施工效率和質量,促進裝配式建筑在我國的快速發展快速發展。
參考文獻:
[[1]于龍飛,張家春.裝配式建筑發展研究[J].低溫建筑技術..2015((9):40~42.
[[2]李品.建筑信息模型若干問題探析[J].城市建設理論研究..2014(20).
關鍵詞:裝配式建筑;制約因素;DEMATEL
1、引 言
隨著城市化進程的日益加快和城市建設力度的不斷增強,建筑業得到了飛速發展,與此同時,建筑業作為高耗能產業對資源環境帶來的浪費和污染問題得到各方的高度關注。傳統的建造方式是粗放式經營,已經不能適應當今社會的低碳發展模式,因而,改革建造方式,實現綠色生產是建筑業未來發展的必然之路。裝配式建筑是將各類通用預制構件經專有連接技術提升為工廠化生產,現場機械化裝配為主的專用建筑技術體系,其構件的生產、物流和現場作業充分體現出現代建筑產業化特征,是建筑生產方式的根本轉變,是實現節能、減排、低碳和環保,構建“兩型社會”的有力保障,是建筑產業走可持續發展道路的一種新型生產方式。
2、制約裝配式建筑發展影響因素分析
與傳統建造方式相比,裝配式建筑能夠大大提升建筑業科技水平和管理水平,提高建筑產品的附加值,由于是采用預制構配件工廠化、現場施工機械化、能有效提高工程建設效率,提升了工程建設品質,裝配式生產方式可以大大節約水資源、土地資源、建筑材料和能源消耗,體現出了良好的經濟效益、環境效益和社會效益。雖然裝配式建筑是未來建筑業發展的必然趨勢,但目前我國裝配式建筑發展緩慢,阻礙其發展的影響因素較多,本文從市場因素、經濟因素、政策因素、技術因素四個方面來分析制約其發展的原因。
2.1市場因素
(1)認識不足
裝配式建筑發展,必須意識先行。裝配式建筑參與主體較多,主要包括房地產開發企業、設計單位、施工單位、建材供應商和社會公眾,要想真正發展裝配式建筑,這就要求這些參與主體對其有其一定的認識和了解,而現階段裝配式建筑的理念尚未普及,社會各界對其理解不夠深入和全面,有些地方存在一定的誤區,低碳建筑意識淡薄,嚴重阻礙了裝配式建筑的發展。
(2)缺乏市場需求
任何產業的發展都是以市場需求為導向的?,F階段,裝配式建筑比較稀缺,其價格比傳統建造方式生產的建筑產品價格要昂貴,加之消費者對裝配式建筑的優越性缺乏認知,未能形成有效的市場需求,缺乏市場刺激,從而阻礙了裝配式建筑發展的進程。
2.2技術因素
(1)模數體系不健全
模數體系是建筑工業化最基本單元和最關鍵的技術體系,只有實現了模數協調才能進行構件與部品的標準化和通用化的生產,從而實現不同的建筑體系和構造體系。模數化是裝配式建筑發展的基礎,我國目前形成的模數體系內容還不夠完善,模數化協調不足,標準編制的數量仍然不夠,嚴重影響了裝配式建筑的推廣。
(2)部品和構件缺乏有效集成和標準化
部品和構配件是推動裝配式建筑發展的關鍵,裝配式建筑生產科技含量要求較高,對某些部品和構配件的生產和安裝要求精確到毫米級水平,但目前大部分建筑企業科技含量不足,達不到這種水平。整體上看,我國部品體系的發展相對國外建筑業水平較高的國家還較為落后,相關技術標準缺失。因此,加快建筑部品標準體系建設,形成標準設計、規模生產、模數協調、技術集成的部品體系,是推進住裝配式建筑發展的重要任務。
(3)施工難度大
裝配式建筑由于是在現場進行組裝,很多構件體積大,質量重,而為了滿足建筑產品質量的高要求,在施工上有一些難度,與傳統建造方式差別較大,建筑企業對于一些先進的施工方法還未能掌握,造成施工困難,這也是制約裝配式建筑發展的因素之一。
2.3經濟因素
(1)科研投入不足裝配式建筑的發展,必須以科技為支撐。特別是在發展初期,需要很多基礎性技術的研發。目前我國對建筑業的科研投入遠低于其他產業,科研投入不足嚴重影響一些相關技術標準的研發,也阻礙了我國裝配式建筑的發展。
(2)成本認識存在誤區
人們普遍的觀念是裝配式建筑的建造成本比傳統建筑要高,但是裝配式建筑能夠提升建筑產品品質,節省使用成本;提高生產效率,節約時間成本;促進勞務升級,降低勞動力成本;能夠節能資源和能源,環保效益明顯。從建筑的全壽命周期來看,裝配式建筑的社會效益、經濟效益、環境效益較高,實際總成本比傳統建筑低。另一方面,建筑工業化發達國家在裝配式建筑發展道路上都經歷了性能優勢階段――性價比優勢階段――性價雙優勢階段的發展過程。目前我國裝配式建筑規模較小,存在短期的成本劣勢,導致其難以大面積推廣,但隨著規模的不斷擴大,其成本優勢將更加明顯。
2.4 政策因素
(1)行業政策法規不完善
我國在裝配式建筑方面的政策、法規體系不完善,針對性不強,約束力較小,實際執行效果不理想。而歐美一些建筑產業化發達國家,都是以強有力的政策法規來保障裝配式建筑的發展,而在我國由于缺乏有力的政策保障,推進成效較低,區域間發展極不均衡,導致裝配式建筑發展難以大規模展開。
(2)缺少政府激勵措施
裝配式建筑發展初期,對于一些企業來說必然會為此而支出更多的成本費用,由于缺乏一些完善的市場化激勵機制,企業往往缺乏動力來參與推進裝配式建筑的發展,他們更愿意維持傳統的建造方式,這也影響了裝配式建筑的發展。通過以上分析,將制約裝配式建筑發展的影響因素分為以下9個因子:認識不足S1、缺乏市場需求S2、模數體系不健全S3、部品和構件缺乏有效集成和標準化S4、施工難度大S5、科研投入不足S6、成本認識存在誤區S7、行業政策法規不完善S8、缺少政府激勵措施S9。為了更加深入的分析各影響因素之間的關系,本文借助決策與試驗評價實驗室(decision-making and trial evaluation laboratory DEMATEL)定量揭示各影響因素之間的相互影響程度,以確定制約裝配式建筑發展的關鍵因素,為相關部門進行科學的決策提供依據。
3、DEMATEL模型基本原理
DEMATEL是在20世紀70年代初由美國巴特爾研究所學者Gabus和Fontela首次提出的,它是采用矩陣與圖論分析分析因素間的邏輯關系,通過建立直接影響矩陣,計算出各因素影響度、被影響度,中心度和原因度,來定量分析各因素之間的關系,實現復雜問題簡單化。DEMATEL應用的具體步驟如下:
(1)確定系統影響因素,設為S1、S1……Sn。
(2)確定直接影響矩陣,對所研究的問題進行調查匯總,通過Delphi法確定影響因素之間的相互邏輯關系,建立直接影響矩陣X(X=[xij] m×m),xij=0、1、2、3、5,分別表示因素i 對因素j的直接影響程度無影響、影響較弱、影響弱、影響強、影響很強。
(3)規范化直接影響矩陣,得規范化直接影響矩陣Y(Y=[yij]m×m),Y=X/
(4)計算系統影響因素間的綜合影響矩陣T(T=[tij]m×m),T=Y(I―Y)-1,其中I為單位陣。
(5)計算各因素的影響度和被影響度。對矩陣T中元素按行相加得到相應因素的影響度,對矩陣T中元素按列相加得到相應因素的被影響度,因素i的影響度和被影響度分別如下: i=1,2….m ; i=1,2….m
(6)計算各因素的中心度與原因度,系統因素的影響度和被影響度相加得到其中心度;影響度和被影響度相減得到其原因度。因素i的中心度和原因度分別如下:
e(i)= p(i)+ q(i) i=1,2….m ; f(i)= p(i)- q(i) i=1,2….m
4、裝配式建筑發展制約因素DEMATEL分析
4.1 數據獲取及處理
通過專家調查的方法確定各因素之間的影響關系,各因素之間的直接影響關系依據上述步驟,計算出范化直接影響矩陣,運用運用MATLAB7.0軟件計算出各因素間的綜合影響矩陣,在此基礎上計算影響因素體系中各因素的影響度和被影響度,中心度和原因度。
4.2 結果分析
影響度較大的因素為行業政策法規不完善、成本認識存在誤區、科研投入不足,說明了這些因素對其他因素影響較大,應加快裝配式建筑領域的政策、法規建設,加大科研投入這樣才能更好的推動裝配式建筑的發展。被影響度較大的因素為認識不足、科研投入不足、成本認識存在誤區,表明這些因素受其他因素影響較大,也同時再次反映了加快科技研發對助推裝配式建筑發展的重要性。中心度較大的因素為成本認識存在誤區、行業政策法規不完善、科研投入不足,說明這些因素是阻礙裝配式建筑發展最直接的影響因素,應引起著重的關注。原因度較大的因素為模數體系不健全、部品和構件缺乏有效集成和標準化、施工難度大,說明技術標準深刻影響著其他因素,完善行業標準是裝配式建筑發展的迫切需要。
5、結 語
當前我國正處在城鎮化的高速發展期,而建筑業必將迎來蓬勃發展的局面。但我國建筑業目前總體還處于高投入、高消耗、高污染、低效益的粗放型運作階段,已成為影響低碳經濟建設的重要因素。因此,我國要想實現低碳發展,建筑業就必須向低碳轉型,改革傳統生產方式,大力發展裝配式建筑,在建材生產過程,建筑產品建造過程和使用過程中實現全程的減碳行為,真正走可持續發展道路。
參考文獻:
[1] 李紀華.我國住宅工業化發展制約因素及對策研究[D].重慶:重慶大學,2012.
The integrated assembly architectural development and form
MA Ke,CAO Wei
(Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)
Abstract: This essay will analyze study of the history of modern prefabricated technology,and study forms and Practice for integrated prefabricated construction. To find the relationship between sustainable development and forms of prefabricated construct,and outlook the history of the failure of integrated assembly architectural。From the perspective of research prefabricated construct the promotion of sustainable development of modern design.
Key words: Prefabricated Construct,Integrated Architectural,Modulus produce,Sustainable Development
引言
后工業時代時期末,數字信息時展的當下,新的社會生活模式使人們對建筑的各種需求不斷提高。人類在不同時期不同的技術手段進行建造與建筑設計,近代工業革命對社會生產力的大力推動衍生現代主義建筑。如今信息技術普及,資源與環境問題突出,對集成裝配式建造技術發展的探索,將促進建筑的多樣化發展,提高生產質量和速度,減少浪費,滿足新型社會的需要。
1.現代工業化背景下裝配式建筑發展起源
1.1工業化背景下預制裝配建筑發展溯源
西方建筑預制裝配的第一個高峰出現在19世紀后半葉,多在展覽館、火車站等大廳型建筑與多層廠房中應用,之后又在倉庫、商店、辦公樓等建筑中應用。其中最具標志性的例子是帕克斯頓(Joseph Paxton)1851建造于倫敦國際博覽會上的水晶宮(圖1)。整個龐大的結構完全是由重量小于一噸的簡單構件裝配而成,驚人的建造速度(預制構件的生產和裝配)、簡易的建造裝配和輕巧透明的建筑形象,無論從設計手法、建造手段、制造工藝等層面都發生了重大變革。水晶宮預示了一個革命的開端,成為了集成裝配建筑體系研究的先驅作品與里程碑。
圖 1 倫敦國際博覽會水晶宮
集成裝配式建造的第二個高峰在20世紀初,主要為混凝土預制范式的建筑。戰爭造成了城市住房矛盾日益尖銳,迫切的住宅需求使工集成裝配建筑得到了重視。現澆混凝土會受季節影響,而預制混凝土則沒有此缺點,且批量生產模式特別適合當時需求大量重復建造的住宅類型。
裝配式建造技術大規模的涌現是在二戰后,以集成裝配為技術基礎的工業化建造體系真正的建立起來,對應此時建筑學已步入現代建筑的時代。40年代末到50年代初,對高層建筑的需要與塔式起重機的出現,為了減輕維護墻體重量,開始使用標準化與模數化的集成預制建筑材料――幕墻。大面積玻璃幕墻代表作是1952年SOM事務所設計建造的利華大廈(Lever House)。(圖2)幕墻采用不銹鋼框架,色彩雅致,尺度適宜,成為了當時宣傳集中裝配建筑的絕佳實例。60年代中期,預制混凝土外墻板開始廣泛的采用。其中幾乎全部用預制混凝土外墻板覆面的大型建筑是勒?柯布西耶設計的馬賽公寓。馬賽公寓采用了兩種集成混凝土外墻板構件:①構成公寓單元正立面陽臺的格子板;②安裝在框架外的所有實體墻的覆面板??虏嘉饕凇蹲呦蛐陆ㄖ分姓f到:“為了完善,必須建立標準”。標準化構件成為了大規模生產建筑構件的主要特征,后逐漸推廣到各種大型與公共建筑中使用。
圖 2 利華大廈
工業與科技的發展伴隨著經濟的復蘇,使集成裝配建造技術體系逐漸發展成形。在工業化裝配建造技術中,把過去相互分離割裂的設計、生產、建造程序統一整體,直接把房屋看成工業產品,對房屋的設計(包括建筑空間、結構、設備等設計),構配件的生產和運輸,現場施工組織和裝配,技術經濟分析,市場需求與銷售等各個環節都需進行綜合研究,從而建立完整體系。60年代歐洲開展了不少各具特色的集成裝配鋼筋混凝土大板建造活動,其中法國先行,北歐質量較高,而數量最大則是前蘇聯與東歐國家。英國的輕鋼構架CLASP學校建造體系則是世界范圍內第一個成功的裝配建造體系。而最著名的建造體系是美國的SCSD學校建造體系,這是在英國CLASP體系上進行的延續和發展。
70年代后,國際集成裝配建筑進入一個新階段,其特點就是現澆集成體系和全裝配體系,從專項體系向通用體系過渡。輕質高強度的建筑材料如鋼、鋁、石棉板、石膏、聲熱絕緣材料、木材料、結構塑料等構成的輕型體系,是當時集成裝配體系的先進形式。由于新的結構體系比混凝土結構更加易于生產、節點制作更多樣化、精度更高,從而發展拓寬了通用集成建造體系的適用范圍。
信息時代到來后,數字化語境下的集成建筑發展滲透到建造技術的各個層面,諸如“數字化建構”、“虛擬現實”、“功能仿真”等概念術語在學術界風起云涌。人類使用電腦輔助設計建筑,用數控機械建造建筑,借用數字信息定位進行機械化安裝建筑。彼特?艾森曼作為這個改革的主導者之一,深刻強調:“從第二次世界大戰后的50年,產生了一種對建筑學體系機構影響的新范式轉型,從機械范式轉向電子范式?!奔裳b配式建造技術也將迎來了信息化進程下信息范式的轉變。
1.2集成裝配式建造技術的可持續性
盡管在建造過程中,使用集成構建早已經被提上了設計師和技術專家的議程,但是裝配式建造理論體系中并沒有和環境保護理論體系發生交叉。如今,人們已意識到建筑垃圾造成的嚴重環境破壞。根據統計,建造過程中產生的垃圾占整個城市垃圾重量的18%。在垃圾中大量的比例是包裝材料,在諸如木材加工、砌磚、粉刷和裝飾的過程中的切割和原料混合工序中由于沒有集成裝配的過程,也會產生多余而浪費,這種在建造過程中產生的浪費份額巨大。
采用像制造業般的裝配式建筑構件的建造過程將更快更高效,這不僅是大部分的建筑構件將在工廠完成,還意味著傳統的建筑運作方式的終結。開發商、生產商和供應商基于“合作關系”的協議被認為是追求更高的品質、可靠性和減少延誤的有效方法。集成裝配式建造的支持者認為將建筑的主要構件放進工廠中生產具有巨大優勢,這將保證構件的精度,并且可在無污染的環境下由工人進行組裝,損耗和失誤都將減少,成品精度也隨之升高。這樣能大幅度的降低建筑造價,提高場地開發和建筑建設的速度,縮短施工周期,進而減少了資金和管理的相關支出。
2.集成裝配式建造技術結構范式
20世紀30年代眾多實驗性預制構件得到實踐,工業化是現代建筑興盛的基礎。集成裝配建筑一直追求高精度與標準化,希望在工廠里生產更多材料或建筑構件,切合了工業化生產過程。二戰后,各國建筑百廢待興,社會需要大量建筑,運用預制構件建造的住宅廣泛普及。其中大量使用所謂“大板”的系統進行建造,這一系統就使用預制混凝土板,板在邊緣與墻體相交,形成剛性的方盒子,可以省去獨立結構框架。
集成裝配建造系統不斷與時代科技相融合,今天的裝配式建造技術與數字信息技術擦出了新的光輝。人們對焦在建筑的“輕質”體系,并展開各項實驗性的設計方案,我問主要展開木構范式、鋼構范式、與模數集成三種類型的研究。
2.1 木構范式
木材與混凝土比較,主要優點在于可再生和低能耗。技術的革命與更有效的建造方法將使木構架在現代裝配式建筑中有著更廣泛的應用,本文對中西方現代建筑的視角展開木構范式的研究。19世紀30年代的芝加哥,出現了集成裝配背景下Balloon預制木構架。Balloon木構架沒有古老而復雜的工藝要求去加工榫卯節點;只需用普通工具便可把這些密集而薄的部件裝配成型。此類型曾大量的被采用,占當時美國住宅總量的60%到80%。有人認為沒有Balloon木構架,芝加哥和舊金山就難以發展為今天的大都市。由于適應了當時社會需要條件,Balloon木構裝配式建造技術形成了成熟的體系。
近代實驗性的現代木構裝配建筑先驅是20世紀80年英國展起來的Segal系統。事實上這已經不是真的使用集成裝配,但確實突出了標準化與簡單操作的建造技術體系,該方法已經廣泛的運用于英國普通住戶為自己建造的住宅中(圖3)。國際木材研究發展協會(TRADA)也研發了一套木構裝配建筑體系,并將其運用到Integer住宅的原型中。瑞典的Huf’n’Puf系統已經被利用到Dulwich的開發區中,這個項目中將柱和梁系統建造在一個預制混凝土板造的地下室上,木結構能夠和很多的立面材料進行結合,以滿足遮風避雨以及防火需求。
圖表 3倫敦木構架房屋
2.2 鋼構范式
鋼是工業生產中的常見材料,具有輕質和可延伸的特點,在交通工具工業生產中常被制造成各種形狀。對于裝配建筑體系中的主要問題為壓型鋼板的尺寸受到剛度要求的限制,較大的鋼板需要通過進行壓型來保證其強度。鋼構集成裝配系統在一些實驗性的住宅例子中已得到突破,英國蒂賽德就建成了一個名為“扁平殼”的住宅原型。該住宅是由單面鋼板建造,鋼板上做了防水保溫涂層。這些鋼板固定在輕質承重鋼立柱框架上,內部由石膏板襯里,空的部分填充礦棉作為保溫層。這種壓型鋼材可以直接在大型建筑基地旁邊專門建造工廠生產需要使用的壓型鋼板材料,這種技術在某些材料制造商中已經形成獨有的集成體系,對于集成裝配式建造發展起到推動作用。
2.3 模數集成裝配范式
模數制建造是指集成裝配整個建筑或者建筑群,在基地現場進行組裝,它們所特有的系統賜予其足夠的結構強度。在建造過程中,集成材料被直接運送到場地、組裝到位、接上水電管網系統,相互搭接后加以密封,將現場的步驟簡單化。這意味著盡可能使用集成裝配式模式高精度的建筑材料和配件,最大程度的保證質量和精度。由皮博迪信托公司(Peabody Trust)在2000年完成的默里的格羅夫(Murray Grove)項目非常具有代表性,此項目包含一棟五層樓,共30套公寓。每一間公寓都是由兩個預制盒子組成,其尺寸都是按照卡車車廂的最大尺寸設計,整個房間由鋼結構制成,均已配置了門、窗、連接件和飾面材料,整個建筑的精度猶如汽車制造一般嚴謹(圖4),對應了柯布西耶曾經說過的一句話“建筑是居住的機器”
隨著低能耗試驗建筑的不斷呈現,許多裝配式建造的革新方法都集中運用在低密度私人住宅中。適合城市建筑的系統必須要著眼與解決高密度的問題。對于更高的多層建筑尤其是住宅來說,可以通過模數單元的堆砌實現更高的密度。在平面上,公寓單元通常是重復的,這使他們非常適合于流水線的生產模式。(圖5)此外,模數制還加快了建造的速度,更加適應現代社會的發展對建筑的功能需求。(圖6)
3.集成裝配式建筑技術發展局限
工業化早起階段,城市住宅短缺問題已經形成了國際性的趨勢,建筑的快速建造成為解決問題的關鍵。大量的集成裝配技術研究者在此時展開了研究,并對外公布這樣能夠降低造價并提高生產率,政府便在研究和開發上加大了投資力度,進行各種方法進行試驗。最終,預制混凝土構件被各國所接受。由于生產制作工藝簡單,經濟實用,廣泛被發展中國家所應用。作為工業化初期產物,大部分的預制板類型建筑被建造成簡單的多層住宅。
隨著使用群體的擴大,人們逐漸發現到預制混凝土板的各方面缺陷。首先構件笨重,不利于結構與基礎的負荷,其次工業化程度并不高,需要較多的人力和較大的場地,運輸也不方便。在深入的研究測試中還發現了更多深遠的問題,如建筑安全問題。在長期使用后,混凝土板的連接處存在著嚴重的技術缺陷。這導致水滲透到住宅中,引起連接處的加固構件生銹,這種破壞加上混凝土本身的制作粗糙加快了其腐蝕和瓦解的速度。這些技術上的問題在隨后的居住中還需要花費高昂的代價進行維修,成本不僅沒有得到控制反而提高。
從理論上來說,集成裝配式建造體系是歷史發展的必然,但是現實的實踐中充滿了矛盾。建筑工業化是一項復雜龐大的綜合性發展,涉及到共同承擔建筑生產過程的許多部門和多種專業的分工、協作,而其關鍵又在于強有力的組織和管理。在后工業時代中實現集成裝配建筑體系主要的障礙并不完全是建筑技術問題,而經濟、社會、資源、環境、政治等因素與人的關系,也起到了重要的影響。
數字信息時代的裝配式建造體系發展,真正的變革才初露端倪,許多普適性的運用還僅僅停留在研討會與論文集上,數字化集成裝配建筑也僅僅為一些先鋒派所運用。無論是這些先鋒派還是在一些前沿的設計機構,人們往往只是沉湎于概念本身,而忽略了實際項目的建造實踐,至于真正的建造中依舊使用傳統的設計范式。
關鍵詞:建筑業;建筑工業化;問題分析;對策
中圖分類號:TU712 文獻標識碼:A
為當前社會存在著較為嚴重的“用工荒”以及“招工難”問題,使得人口紅利逐步消失,建筑企業對于勞動生產率的要求也越來越高。在全國范圍內,嚴重的霧霾天氣成為人們心頭之患,建筑行業同樣需要緊跟潮流,建造節能環保、舒適宜居的綠色建筑。可見,傳統的以現澆為主的高耗能的污染建造方式已經不能滿足綠色建筑的需要,建筑工業化的推動便是這樣一種發展方式進行轉變的突破口及切入點,必須牢牢把握這一機遇,充分認識和了解在新型建筑工業化建設過程中存在的問題,并深入研究以得出有效的解決方案。
一、推行新型建筑工業化過程中的問題
1.相關政策的不健全
在國家層面來說,并未出臺相關的扶持政策來推動新型建筑工業化的發展。各個地方政府所制定的相應扶持政策,也仍然不夠完善,依然存在著產業激勵措施不夠明確、技術體系集成研發不夠重視以及裝配式的建筑預制率較低等問題,對于建筑工業化未來的發展趨勢沒有明確的規劃。
建筑工業化進行項目招投標、質量檢測以及竣工驗收等施工環節中,缺乏完善的監管流程和機制,未形成對于新型建筑工業化發展有益的創新機制。由于工程項目施工設計一體化的招投標機制暫未實施,不能實現設計、生產以及裝配等施工環節的一體化,造成這些原本應當連貫的施工環節出現了脫節,則施工項目不能從規劃設計以及施工管理等整個產業鏈實現整體利益的最大化。另外,針對施工許可、施工圖紙審查等監督機制缺失也造成工業化建筑在其建造過程中的不確定性,質量得不到保障,使得項目進行標準化管理更加困難。
2.設計技術體系不夠完善
與工業化建筑等相關設計技術發展十分緩慢,阻礙了建筑工業化發展的進程。工業化建筑進行一體化和標準化的設計技術以及方法發展都較為落后,設計加工以及施工裝配等環節相互脫節的問題依然十分嚴峻。
對于工業化建筑設計技術,許多企業和單位只重視對裝配式結構進行研究而忽視對建筑圍護、設備以及內裝系統等設施的相互協調,使得工業化建筑設計技術的系統集成程度不夠。當前的工業化建筑依然沒有形成效率較高的加工、裝配以及性能優越的全新結構體系,仍然采用現澆設計以及通過拆分構件來實現裝配式結構,這些問題的存在使得工業化生產的優勢得不到顯露。
另外,當前工業化建筑的圍護設計體系依然存在不足,同全新裝配式的結構體系相互配套的維護體系也仍然存在較大問題,這些問題對裝配式建筑發展造成阻礙,需要得到有效的解決。
3.關鍵技術以及集成技術落后
目前,工業化建設從設計、生產、裝配、裝修到質量驗收整個產業鏈當中,關鍵技術十分缺乏,且集成度較低。裝配式建筑關鍵的相關配套產品以及智能化的生產加工技術其應用型的開發還存在明顯的不足,性能較高的鋼筋產品以及其鏈接技術都未得到應有的重視。另外,在裝配現場,具有協同化、標準化以及工具化的吊裝支撐體系較為缺乏,建筑結構以及機電裝修的一體化程度也較低。
4.成本問題
當前,工業化體系發展的成本高于傳統的現澆體系,在價格方面并不具備競爭優勢,這在一定程度上對建筑工業化的發展造成了阻礙,導致建筑工業化的項目成本較高,究其原因,工業化體系并不成熟;新型的裝配體系仍然沒有形成;工業化項目并沒有適當推行EPC工程總承包的管理模式;工業化項目仍然處于試點示范階段。
二、推進新型建筑工業化的對策
1.完善相關機制
首先,完善新型建筑工業化的頂層設計,應當按照簡政放權以及優化服務等原則,在國家層面應當積極引導建筑行業推進供給側結構性改革,盡快明確相關發展政策,從立法上來對建筑行業的未來發展方向進行規劃,將建筑工業化的相關制度體系不斷健全完善。明確政府的投資項目應當優先采用裝配式建筑的模式,引導各建筑企業逐步轉型。其次,對于推進新型建筑工業化的企業,政府應當加大扶持力度。在行政方面,建立相關政策制度;在財政支持上,則應當對建筑工業化的項目給予財政補貼,例如,采取返還部分土地出讓金等等措施;在金融方面,引導金融機構在建筑工業化項目上給予相應的優惠,例如,在裝配式建筑項目開發貸款利率以及購房者貸款利率、首付比例等項目上給予浮動的優惠等;在科研方面,對建筑工業化關鍵技術的研究給予支持,對于做出科研成果的研發中心及實驗室等o予獎勵,對優秀企業申報示范基地以及高新技術企業等加以扶持。通過上述措施,能夠有效提升企業積極發展工業化的興趣,并能夠有效緩解由于生產方式的變革而帶來的成本增加。
2.加強設計關鍵技術的研究
設計源頭對于解決裝配式建筑發展中的問題具有極為重要的作用,因此,為了加快新型建筑工業化的發展進程,必須重點發展相關的關鍵設計技術。對于標準化設計以及協同設計的關鍵技術進行研究,形成一體化的集成設計,從加工到使用來對結構部件的標準化進行研究,建立更加完善的建筑工業化的設計體系。其次,還應當進行主要的類型結構體系集成的研究,形成裝配式的混凝土結構體系等高性能的結構體系,同時,還需要對連接節點的設計關鍵技術來進行研究。創新裝配式的結構體系也應當進行設計研發,對裝配式高性能的結構體系以及其連接節點的設計技術進行研究,并通過高強度的混凝土預制構件等高效能構件來形成全新裝配式的高性能結構體系。
3.加快對集成技術體系的研究
為了充分發揮建筑工業化產業優勢,需要加快裝配式建筑中關鍵技術以及集成技術的研究。首先,應當研發優化的裝配建筑產業化的技術體系,對于研發預制率未50%以上的高層住宅使用的住宅裝配式的混凝土結構體系以及其他的混凝土結構體系應當進行重點研發,并形成與之相配套的“設計-加工-裝配”一體化的整體產業鏈專用的集成技術體系。其次,對于產業鏈的集成技術以及關鍵技術進行優化,研究從設計到質量驗收整個產業鏈中各個環節所設計的關鍵技術以及相關的技術集成,制定模數協同化、接口統一化的技術及相關標準。再次,對于裝配式的結構智能化的生產加工中使用的關鍵技術應當進行研究及優化。研究智能化的生產工藝中流水線的設計技術以及與之生產線中系統只能化聯動生產的控制技術等等,以提高整個生產過程的流暢性,保障建筑工業化的質量。
結語
近年來,在國家政策的引導下,我國發展建設新型建筑工業化的腳步已經全面提速。在各種良好的政策的扶持下,我國推行大規模建筑工業化的發展趨勢已經成為必然,并深入滲透到各個企業當中,推動企業積極參與到這場改革創新的浪潮當中。
參考文獻
[1]王冬.我國新型建筑工業化發展制約因素及對策研究[D].青島理工大學,2015.
關鍵詞:現代化;裝配式;建筑設計;策略分析
隨著城市化進程的加快,帶動了建筑行業的發展。但是一些大型建筑工程中對生態環境造成破壞,于是人們開始認識到生態環境保護的重要性,建筑行業開始逐漸涉足于生態環保建筑施工中,而裝配式建筑符合綠色建筑發展要求,得到了支持發展,國家提倡大力發展裝配式建筑。
1裝配式建筑分析
1.1裝配式建筑發展
如今,隨著綠色、生態環保理念的深入,建筑行業開始推廣鋼結構、裝配式建筑設計,這種建筑設計與工程生產相吻合,同時推動裝配式建筑設計發展,使我國建筑設計更為先進化。裝配式建筑是:指采用部件部品,在施工現場以可靠連接方式裝配而成的建筑。其構件要符合安全化、規范化等要求。這種建筑方式工期較短、技術水平要求較低,在節能、節材和減排方面的成效已在實際項目中得到證明,是現階段我國大力推行的產業化建筑方式。17世紀美洲移民時期,使用木材拼裝房屋,這是裝配式建筑發展的前身。1851年倫敦用鐵骨架嵌玻璃水晶宮,這也是國際史上第一個大型裝配式建筑。二戰后,歐洲等國家房屋被大量破壞,因此,住房成為當時最需要的物品,這就要求很快生產出質量好的房子,從而推動了裝配式建筑的發展。在20世紀80年代,我國裝配式建筑結構、升版體系、大板等得到發展,實現了工業化的進步。不過當時由于我國技術水平、經濟基礎上的不足,使得裝配式結構體系未能得到推廣。隨著我國綜合實力的提升,現階段我國多數區域開始應用預制產品,但是在預制裝配式建筑研究上仍然涉及不足,主要體現在:科研成果上缺少理論依據,使得裝配式建筑發展未能得到大力發展。裝配式建筑設計具有穩定性強、安全性高、效率高、綠色環保等特點,能夠確保結構構件質量,施工工期短、無需較高的技術水平;有效的保護生態環境,并且提高了建筑工程中所產生的經濟利益。
1.2裝配式建筑特點
①裝配式建筑中建筑材料全部可以在車間生產制造,構件包含:陽臺、空調板、外墻板、樓梯、內墻板等;②施工場地裝配作業從而降低傳統現澆作業;③實行一體化的建筑裝飾模式,實現室內裝飾與建筑主體施工同步進行;④裝配式建筑設計管理具有信息化、標準化特點,構件具有標準性、規范性、效率高特點,降低了成本輸出,能夠與工廠數字化管理相符合,裝配式建筑性價比較高;⑤具有生態環保的效果。
2裝配式建筑設計方法
2.1技術設計
裝配式建筑中,技術設計具有重要的作用。有關單位需要引起高度的重視,需要對工程的外在環境條件、成本、目標等有深入的了解,進而確保預制構件的標準化、規范化,主動與施工單位進行溝通,雙方經過研究進而制定出一套可行性設計方案,為后續裝配式建筑提供參考。
2.2構件設計
根據裝配式建筑技術設計,對平面、立面進行優化設計,在保障裝配式建筑功能的前提下,秉承著少規格、多組合的構件設計原則,使建筑符合規范化、系統化的要求。在立面設計階段,需要對不同結構構件進行著重分析,根據裝配式建筑特點設計出不同的立面結構。
2.3初步設計
以專業技術要求點為依據,做好協調設計;根據建筑要求設計現澆底部層數;對不同專業管線、以及設備預埋位置進行考量,進而選擇適合的預制構件;注重建筑項目的穩定性、價值性,對建筑施工時間、質量、所需費用等進行綜合分析,進而制定出合理的技術方法。
2.4施工方案設計參照初步設計技術方法、內部裝飾部品、預制構件的設計參數,在進行裝配式建筑施工方案設計過程中,需要對不同專業的預埋預留構件作已全面考量,注重裝配式建筑中隔聲、防火的設計。
2.5構件加工設計
在進行構件加工過程中,生產廠家需要與設計人員進行充分的溝通,生產廠家根據設計要求加工構件,設計人員需要向廠家提供構件的大小、類型等。另一方面,還需要注意預制構件在建筑施工場地的固定和安裝孔、吊鉤等設計。
2.6預制構件設計
裝配式建筑在預制構件設計過程中,需要秉承著標準化、模式化理念,盡可能減少使用構件,保障構件的精準化,降低項目造價;裝配式建筑中開洞、降板等環節可以選擇現澆施工方法,對構件吊裝、運輸加工、生產進行綜合考量。構件需要具有防火、耐久效果;在構件設計過程中需要注意構件的安全性、穩定性等;如果構件尺寸較大,可以增加預埋吊點、構件脫模數量;根據不同的隔熱保溫需求,設計符合要求的外墻板,滿足空調要求;在進行建筑物中非承重墻設計時,需要選擇具有一定的隔聲效果、便于安裝、較輕隔墻板,根據不同的功能,對室內進行功能劃分,保障建筑結構、非承重隔板連接的穩定性、牢固性。
2.7構造節點設計
裝配式建筑設計中,最為重要的是構造點的設計。對于外墻門窗洞口、連接縫隙等防水性較低的材料,其構造點需要具有耐久、力學、物理等性能;根據本地區的氣候特點對構造點設計進行優化設計,盡可能體現節能效果;采取構件防水、材料防水相融合的方式,科學設計外墻板垂直縫,參照不同外界環境設計適度的接縫。例如:地震、風荷載等。
3結語
隨著建筑行業行業的發展,裝配式建筑技術的進步,根據不同的施工要求設計符合建筑施工的裝配式建筑。裝配式建筑的進步也能夠促進我國建筑行業的發展。
參考文獻
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