錢 坤 丁景花
(吉林建筑大學, 吉林 長春 130118)
裝配式建筑,又稱“工業(yè)化建筑”和“產(chǎn)業(yè)化建筑”,是指建筑的部分或全部構(gòu)件在工廠預制完成,然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,將構(gòu)件通過灌漿、漿錨、焊接、螺栓等連接方式組裝而形成的建筑。裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系根據(jù)建筑材料的不同分為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系、木(竹)結(jié)構(gòu)體系和鋼結(jié)構(gòu)體系。
受戰(zhàn)爭破壞房荒嚴重、勞動力極度短缺及傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑施工效率低下等因素的影響,裝配式建筑以其建造周期短、施工效率高等優(yōu)點于20世紀五六十年代在國外開始出現(xiàn),據(jù)有關資料顯示,在美國和日本新建建筑面積中,工業(yè)化建筑占高達90%,而法國、瑞典、新加坡所占比例分別為85%、80%、70%。
2.1.1 美國發(fā)展概況
美國在1976年通過設立嚴格的法案和行為規(guī)范標準來注重裝配式建筑質(zhì)量,設立BL質(zhì)量認證制度,此后產(chǎn)品質(zhì)量得到了有力的保障。部品部件在市場上具有很高的商品性能,美國居民可根據(jù)產(chǎn)品目錄購買到所需產(chǎn)品。這些通用性構(gòu)件有很好的結(jié)構(gòu)性能,且品質(zhì)保證年限,也易于機械化生產(chǎn)。種類相對比較齊全的產(chǎn)品,可以給市民建筑房屋帶來很大的便利性。美國住宅房屋結(jié)構(gòu)體系多采用木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。模塊化設計也是美國住宅建筑的一大特色。
2.1.2 日本發(fā)展概況
從1968年提出產(chǎn)業(yè)化住宅到1963年成立預制建筑協(xié)會,再到1990年采用工業(yè)化、部件化生產(chǎn)方式,日本除了像美國通過立法、成立協(xié)會保證配件質(zhì)量外,還有獨具特色的五年住宅建設計劃,每一個“五年”都有明確的促進住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展和性能品質(zhì)提高方面的政策和措施,從而有效地確保了預制混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。而且預制建筑協(xié)會建立的PC技術制度體系大大地推動了工業(yè)化建筑的發(fā)展,在此進程中,住宅產(chǎn)業(yè)不斷從工業(yè)化、標準化、專業(yè)化走向信息化、集約化,逐步完善著裝配式建筑的發(fā)展。在地震頻繁的日本更加注重建筑的抗震性,因此立法設立地震烈度,且抗震烈度比較高,裝配式混凝土減震隔震技術目前在日本已經(jīng)擁有高水平。在居住相對密集的日本,多高層建筑主要采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系,木結(jié)構(gòu)體系也多被采用,占比在40%之上,現(xiàn)有建筑大多都為裝配式建筑。
2.1.3 歐洲國家發(fā)展概況
歐洲房屋受戰(zhàn)后破壞較大,新建房屋大多走的是大規(guī)模預制化道路。歐盟為了滿足工業(yè)化建筑的承載力、穩(wěn)定性等方面的要求,推出了系列推進建筑標準化的協(xié)調(diào)標準、技術規(guī)程與規(guī)則,這使得加入歐盟的一些國家的裝配式建筑走向?qū)I(yè)化、標準化、工業(yè)化。除此,歐盟還推出走綠色低能可持續(xù)發(fā)展工業(yè)化道路。
最早走裝配式道路的法國為發(fā)展建筑通用體系還成立構(gòu)造建筑協(xié)會(ACC),主要負責調(diào)研與協(xié)助,并在1978年制訂了尺寸協(xié)調(diào)規(guī)則。住房部提出的“構(gòu)造體系”,在一定程度上可以讓建筑師滿足建筑多樣化的要求,使裝配式建筑走向開放式工業(yè)化。法國裝配式建筑主要采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系,以木、鋼結(jié)構(gòu)為輔,大板建筑技術在法國相對比較成熟,最精湛的莫過于其抗震技術,在地震區(qū)域建筑層數(shù)可筑十幾層,在非地震區(qū)域可筑二十幾層。在技術上,法國在90年代編制了住房通用構(gòu)件GS軟件。英國和法國還專門研發(fā)了用于工業(yè)化建筑的體系,主要針對部品部件設計、生產(chǎn)、施工等過程的技術特點和經(jīng)驗。
我國在1956年通過頒布《關于加強和發(fā)展建筑工業(yè)的決定》明確了建筑工業(yè)化道路,部分地區(qū)開始用預制部件建造一些工程項目,在蘇聯(lián)幫助下使用PC技術建造了一些工業(yè)項目,在建筑中采用最多的是空心樓板,但由于當時的技術不成熟,施工技術落后,一些建筑出現(xiàn)了質(zhì)量問題,裝配式建筑在這個階段處于初步起步階段,甚至有些停滯。直到改革開放的提出,裝配式建筑再次進入我國建筑業(yè)的視野,我國也開始逐漸制定一些基本標準體系,以提高裝配式建筑的標準化。在1996年之前,建筑結(jié)構(gòu)主要采用的是大板建筑和砌塊建筑,但大板建筑的技術研究貧乏,跟不上市場需求,造成一些建筑雨季漏水、隔音效果差等質(zhì)量問題,裝配式建筑在此階段發(fā)展緩慢。從1996年到2016年,我國裝配式建筑發(fā)展進入提升階段,在1999年我國建立了部品認證制度,以確保部品的質(zhì)量問題。另外,國內(nèi)也建造了一些具有代表性的裝配式建筑,以萬科、中建、宇輝、中南等為代表的企業(yè)在裝配式建筑設計、施工、技術特點等方面作出了很大的貢獻,比如中建企業(yè)建造的合肥蜀山產(chǎn)業(yè)園公租房,在2014年開始興建,于2016年竣工,運用裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系,整體預制裝配率為63%,達到國內(nèi)領先水平。但各地在推進裝配式建筑發(fā)展過程中,普遍反映裝配式建筑成本增高,對裝配式建筑技術體系和相關標準把握不夠準確,缺乏實例性的工程案例進行參考。從2016年至今,我國頒布的一系列大力發(fā)展裝配式建筑政策可見,裝配式建筑得到了政府的大力支持,業(yè)內(nèi)相關企業(yè)也開始致力于發(fā)展裝配式建筑,再加上BIM技術的信息化發(fā)展,推進著我國裝配式建筑加速發(fā)展。但裝配式建筑在現(xiàn)建筑面積中,比例依舊較低,我國還需加快推進裝配式建筑體系及其供應體系。
通過對國內(nèi)外裝配式建筑發(fā)展概況的對比,可以分析出我國推進裝配式建筑發(fā)展的必要性。
(1)從建筑物性能上,通過組合預制結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成的裝配整體式建筑,可大大提高結(jié)構(gòu)尺寸的精度,避免誤差帶來的不利影響,從而可以有力地保證建筑物的整體性,有效提高結(jié)構(gòu)的抗震性和耐久性。
(2)從施工現(xiàn)場上,可以減少模板、現(xiàn)場濕作業(yè)和腳手架作業(yè),降低施工噪音和粉塵污染,減少建筑垃圾和污水排放,提高施工安全性,減少安全隱患。
(3)從環(huán)境資源上,可以節(jié)能、減排、環(huán)保,裝配式建筑房屋使用面積比較高,可以節(jié)約土地資源。
(4)從我國現(xiàn)狀上,我國建筑行業(yè)仍處于粗放型模式,目前仍以現(xiàn)場砌筑為主。傳統(tǒng)現(xiàn)澆建造方式周期長,施工效率低,滿足不了市場需求,裝配式可以克服這些缺點。
(5)從國家政策上,裝配式建筑作為新時代新型的建造方式,對建筑業(yè)來說是一種改革,發(fā)展裝配式建筑是推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措。
(6)與國外裝配式建筑相比,我國裝配式建筑相對落后。部品構(gòu)件通用化水平較低,抗震技術沒有日本、法國領先,模數(shù)協(xié)調(diào)標準沒有國外完善健全,科研成果相對較少,成本下降暫時難以調(diào)控,裝配式建筑占新建筑面積比例遠低于國外。
雖然裝配式建筑得到了我國政府的大力支持,但現(xiàn)有政策下,開發(fā)商認為其成本高,投資風險大,相關企業(yè)缺乏技術人才,這些問題使得裝配式建筑發(fā)展緩慢。但通過改進技術方案和借鑒國外先進技術等方法解決問題,裝配式建筑在我國還有很大的發(fā)展空間,再加上政策的指引,裝配式建筑也將在我國引領新時代建筑業(yè)的潮流。加速推進裝配式建筑發(fā)展過程中,我國可以借鑒技術領先國家的發(fā)展道路,研究人員加強研究工作,針對問題點尋找推進策略,逐步完善健全標準、技術制度體系。