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高層裝配式建筑的不斷發(fā)展,推進(jìn)高層裝配式建筑立面設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展。現(xiàn)有的立面設(shè)計(jì)出現(xiàn)一些缺憾,造成裝配式住宅功能和外觀逐漸下降。設(shè)計(jì)人員不能掌控設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),對(duì)于材料的選擇失誤,導(dǎo)致建筑性能質(zhì)量下降。設(shè)計(jì)人員對(duì)于當(dāng)?shù)匚幕?xí)俗的不了解,影響建筑外觀設(shè)計(jì)。本文通過對(duì)現(xiàn)代高層建筑的立面設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,提出如何完善立面設(shè)計(jì)技術(shù)的改進(jìn)措施。
1 高層裝配式住宅立面設(shè)計(jì)概述
1.1 裝配式住宅概述
裝配式住宅是指提前制作好建筑構(gòu)件,在工地上裝配完成的建筑。具有施工建造時(shí)間短,不受環(huán)境和溫度的影響等優(yōu)勢(shì)。裝配式建筑由于是事前做好構(gòu)件,能夠節(jié)省一部分勞動(dòng)力支出。
裝配式住宅隨著建筑技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代的建筑技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)房屋批量式的建造。在進(jìn)行建造時(shí),改變傳統(tǒng)建造技術(shù),直接將構(gòu)件組裝就能夠?qū)崿F(xiàn)房屋的建造。裝配式建筑最早是在美洲出現(xiàn)并使用的,那時(shí)的裝配式建筑比較簡單,就是用木頭搭建好的簡單房屋。隨著技術(shù)和設(shè)備的不斷發(fā)展,現(xiàn)在裝配式建筑逐漸增加了多種類型。
裝配式建筑使用的建筑構(gòu)件,提前在工廠生產(chǎn)加工好,然后再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配安裝。工廠生產(chǎn)的裝配構(gòu)件主要包括墻板,疊合板,陽臺(tái)和樓梯等,生產(chǎn)好的構(gòu)件能夠減少傳統(tǒng)施工過程混凝土澆筑或是磚砌的時(shí)間。隨著電子信息自動(dòng)化控制的發(fā)展,構(gòu)件的生產(chǎn)成本會(huì)逐漸降低,建筑整體的施工成本會(huì)隨著降低。隨著安裝技術(shù)的發(fā)展和安裝設(shè)備的更新,建筑的安裝成本也會(huì)逐漸降低,整體建筑的造價(jià)就會(huì)降低。未來裝配式建筑的發(fā)展將會(huì)趨向綠色化以及裝配裝修一體化。
裝配式建筑根據(jù)材料等因素的不同,有多種不同的形式,例如砌塊型裝配式建筑,板材型裝配式建筑以及盒式裝配式建筑等。砌塊型建筑是指事前加工完成的塊狀的建筑材料建造的建筑,分為空心或是實(shí)心,材質(zhì)大多是輕質(zhì)材質(zhì)。板材型建筑是指建筑材料使用的是大型墻板等材料,是工業(yè)化建筑中最常見的一種建筑類型。盒式建筑結(jié)合了板材建筑的特點(diǎn),進(jìn)而發(fā)展成為能夠同時(shí)進(jìn)行裝修的裝配式建筑。
1.2 立面設(shè)計(jì)概述以及現(xiàn)狀
立面O計(jì)是指建筑的功能和結(jié)構(gòu)趨向一體化,結(jié)合了建筑結(jié)構(gòu)外觀或是功能等因素,使用美術(shù)學(xué)方法進(jìn)行美觀化處理。立面設(shè)計(jì)的發(fā)展,使建筑能夠達(dá)到實(shí)用美觀于一體化。
現(xiàn)有的立面設(shè)計(jì)大多存在相互模仿的趨勢(shì),在設(shè)計(jì)創(chuàng)意方面不能及時(shí)創(chuàng)新。往往會(huì)有某個(gè)建筑建成之后,出現(xiàn)多個(gè)同類型的建筑相繼出現(xiàn)。這種盲目跟風(fēng)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀,阻礙了我國立面設(shè)計(jì)水平的提高。
一些設(shè)計(jì)人員在抄襲某種建筑的風(fēng)格時(shí),對(duì)于裝配構(gòu)件的尺寸不能進(jìn)行很好的控制,導(dǎo)致構(gòu)件在生產(chǎn)安裝時(shí)遇到問題。在設(shè)計(jì)時(shí),將幾種不同風(fēng)格的構(gòu)件運(yùn)用在一起,形成的建筑物往往會(huì)有混搭風(fēng)的特點(diǎn),但這種混搭風(fēng)完全不在美學(xué)的審美范圍之內(nèi)。一些住區(qū)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),稍微用一些西方的搭配方式,就會(huì)號(hào)稱國外風(fēng)情建筑小鎮(zhèn)。這種混亂的設(shè)計(jì),使立面設(shè)計(jì)魚龍混雜,阻礙立面設(shè)計(jì)水平的提高。
在進(jìn)行裝配建筑立面設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者不能遵循建筑的設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)出的建筑落后于時(shí)代的藝術(shù)發(fā)展,設(shè)計(jì)理念的落后導(dǎo)致建筑設(shè)計(jì)整體質(zhì)量下降。在設(shè)計(jì)時(shí),不尊重當(dāng)?shù)匚幕瘋鹘y(tǒng)及生活習(xí)慣。設(shè)計(jì)者由于不理解當(dāng)?shù)匚幕?xí)俗,設(shè)計(jì)出的建筑只是新穎,與當(dāng)?shù)孛袼赘窀癫蝗耄@樣建筑的整體效果也會(huì)大打折扣。
1.3 對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析
裝配式建筑的立面設(shè)計(jì),不僅要考慮功能和美觀性,設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)同樣對(duì)建筑質(zhì)量有直接影響。設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)包括建筑立面線條的選用,或是立面材料的選用等多個(gè)方面。現(xiàn)有的裝配式建筑立面設(shè)計(jì)不能考慮建筑線條或是色彩過渡的設(shè)計(jì),對(duì)于門窗等細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)不重視。導(dǎo)致建筑外觀看似是一種風(fēng)格,內(nèi)里裝修和搭配卻是多種不同的風(fēng)格。混亂的風(fēng)格使建筑整體藝術(shù)性下降,居民們的居住滿意度下降。
立面設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于建筑裝配材料的使用不恰當(dāng),使得建筑整體性能降低。如圖是裝配式建筑常使用的建筑材料。
在進(jìn)行建筑材料的選用時(shí),設(shè)計(jì)者沒有考慮到地區(qū)溫度的差異對(duì)材料造成的影響,只考慮材料對(duì)建筑外觀的作用。但建筑主要需要考慮的是性能和穩(wěn)定性,在滿足性能和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上才會(huì)考慮外觀審美。例如北方建筑使用的材料抗寒性較差,就會(huì)出現(xiàn)建筑物質(zhì)量下降的情況。對(duì)于材料細(xì)節(jié)的搭配,設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮地理位置因素的存在。例如冷色調(diào)的建筑會(huì)使人感覺寒冷,在北方的裝配建筑中如果使用冷色調(diào),會(huì)加重居住者不舒服的視覺感。設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮建筑的功能和用途,例如用于工業(yè)生產(chǎn)的建筑,不適合用淺色調(diào)進(jìn)行裝飾,防止建筑外觀給人臟亂的感覺。
對(duì)于裝修和建造組裝能夠一體化進(jìn)行的建筑,設(shè)計(jì)者沒有考慮裝修的風(fēng)格以及裝修需要的材料質(zhì)量,對(duì)建筑整體質(zhì)量造成影響。
2 高層裝配式住宅立面設(shè)計(jì)技術(shù)改進(jìn)措施
2.1 從立面設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)
從立面設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)方面進(jìn)行改進(jìn),能夠完善高層裝配式住宅立面設(shè)計(jì)技術(shù)改進(jìn)措施。立面細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì),需要考慮色彩以及材料等多方面因素。在進(jìn)行色彩設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮建筑整體的風(fēng)格。建筑外觀和風(fēng)格能夠決定建筑主體使用的顏色,但建筑的細(xì)節(jié)顏色卻還是需要設(shè)計(jì)者進(jìn)行考慮。例如大面積色彩過渡顏色的使用,顏色和線條搭配的使用等。
建筑材料的選用,同樣需要進(jìn)行考慮。因?yàn)榻ㄖ茄b配式建筑,在選擇材料時(shí)要考慮使用輕質(zhì)材料,方便施工和裝配。建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇,對(duì)建筑整體的清潔度相關(guān),重工業(yè)重污染的工廠避免使用抗污染能力較差的材料。南方地區(qū)在選擇材料方面,要考慮南方多雨潮濕的氣候情況。北方地區(qū)氣候比較干燥,冬天的時(shí)候溫度較低,因此在材料的選用上面更多的考慮建筑材料抗寒性能。
隨著節(jié)能環(huán)保理念的發(fā)展,對(duì)于建筑工程方面也有了更高的要求。要求建筑物在施工建造階段,符合節(jié)能理念,使用節(jié)能材料。一些建筑物在設(shè)計(jì)時(shí),使用玻璃作為美觀裝飾。玻璃反光對(duì)城市會(huì)造成嚴(yán)重的光污染,不利于城市整體建筑效果,和城市節(jié)能發(fā)展。從建造成本上考慮立面的重復(fù)性元素運(yùn)用,提高工業(yè)化程度,同時(shí)也能節(jié)約造價(jià),減少污染。
2.2 從設(shè)計(jì)原則方面進(jìn)行改進(jìn)
從設(shè)計(jì)原則方面考慮,能夠完善高層裝配式住宅立面設(shè)計(jì)技術(shù)改進(jìn)措施。裝配式建筑在設(shè)計(jì)時(shí),需要遵循規(guī)范的設(shè)計(jì)原則,但現(xiàn)有的設(shè)計(jì)原則存在不完善的特點(diǎn)。對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行補(bǔ)充,能夠完善建筑整體效果。
原有的設(shè)計(jì)原則包括設(shè)計(jì)理念符合時(shí)展等,但在設(shè)計(jì)中還要考慮當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)文化。例如一些公園和雕塑的建筑,結(jié)合了當(dāng)?shù)匚幕攸c(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑物的設(shè)計(jì)同樣需要結(jié)合當(dāng)?shù)匚幕话憔哂挟?dāng)?shù)匚幕r明特點(diǎn)的建筑,能夠成為當(dāng)?shù)氐貥?biāo)性建筑物。例如斗獸場(chǎng)等建筑物,就符合古羅馬英勇好斗的精神特點(diǎn),而斗獸場(chǎng)也稱為古羅馬標(biāo)志性的建筑物之一。
對(duì)于建筑形體的設(shè)計(jì),需要考慮建筑的功能以及地理特點(diǎn)。現(xiàn)代的建筑具有封閉性的特點(diǎn),不利于人們之間的整體交流。對(duì)房子整體進(jìn)行改進(jìn),使人們之間的交流增加。避免社會(huì)的發(fā)展,逐漸趨向無交流的模式中,因此建筑立面設(shè)計(jì)還遵循方便交流化的原則。
裝配式建筑的建造流程也是設(shè)計(jì)師需要關(guān)注的設(shè)計(jì)要點(diǎn),只有熟悉構(gòu)件的生產(chǎn)安裝過程,才能在設(shè)計(jì)中及早改進(jìn),避免出現(xiàn)不適用或無法實(shí)現(xiàn)的問題。
2.3 從設(shè)計(jì)人員方面進(jìn)行改進(jìn)
從設(shè)計(jì)人員方面進(jìn)行改進(jìn),能夠完善高層裝配式住宅立面設(shè)計(jì)技術(shù)改進(jìn)措施。設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念以及價(jià)值觀,對(duì)建筑外觀設(shè)計(jì)有直接重要的影響作用。提高設(shè)計(jì)人員對(duì)不同地區(qū)傳統(tǒng)文化的理解,學(xué)習(xí)當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗習(xí)慣。這樣在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),才不會(huì)設(shè)計(jì)出與地區(qū)格格不入的建筑。
對(duì)于建筑整體空間的設(shè)計(jì),要考慮最大限度的發(fā)揮空間利用率。例如一些陽臺(tái)的建造可以設(shè)置成開放性的空間,增加空間的使用面積。對(duì)于裝修的設(shè)計(jì)同樣可以增加空間利用率,實(shí)行掏空裝修或是重復(fù)利用空間和物體的裝修,能夠增加建筑物可以使用的面積。發(fā)揮單位建筑面積最大的使用效果,提高建筑物的使用效率。
3 結(jié)束語
對(duì)高層裝配置建筑立面設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn),可以從設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和原則方面進(jìn)行,完善設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念。高幼芭涫階≌立面設(shè)計(jì)的改進(jìn),能夠促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展,促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)建筑行業(yè)的發(fā)展,需要各個(gè)行業(yè)共同的技術(shù)支持,能夠促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
做好高層裝配式住宅立面設(shè)計(jì)事關(guān)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,因此,必須對(duì)這一問題給予高度重視。本文主要分析了高層裝配式住宅的立面設(shè)計(jì)特點(diǎn),遵循的原則及要點(diǎn)等。下面做具體探討。
1高層裝配式住宅的立面設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1.1拆分式設(shè)計(jì)
拆分式設(shè)計(jì)指的是將建筑整體進(jìn)行單元式的拆分,分為設(shè)計(jì)單元預(yù)制構(gòu)件和構(gòu)件安裝節(jié)點(diǎn)。在生產(chǎn)高層裝配式住宅過程中,拆分設(shè)計(jì)是保障預(yù)制構(gòu)件能夠同整體建筑設(shè)計(jì)方案聯(lián)系到一起的重要環(huán)節(jié)。應(yīng)當(dāng)將建筑的平面設(shè)計(jì)和立面設(shè)計(jì)相結(jié)合,不僅對(duì)建筑內(nèi)部進(jìn)行拆分,同時(shí)也要將陽臺(tái)和外墻板等構(gòu)件進(jìn)行單元式的拆分設(shè)計(jì)。就目前形勢(shì)而言,阻礙裝配式住宅全面推廣的主要因素就在于造價(jià)成本過高。所以,在進(jìn)行高層住宅的立面設(shè)計(jì)過程需要將生產(chǎn)條件和經(jīng)濟(jì)條件考慮進(jìn)去,尤其是不能拆分難度較高的預(yù)制構(gòu)件,根據(jù)整理立面的造型進(jìn)行全預(yù)制和疊合式構(gòu)件的選擇。
1.2構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化
若建筑水平達(dá)不到一定的標(biāo)準(zhǔn),那么標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件將會(huì)占構(gòu)件中大部分的比例,同時(shí)使立面形態(tài)受到限制。在裝配式高層住宅中,結(jié)構(gòu)體系部分如預(yù)制梁柱、預(yù)制剪力墻、預(yù)制樓板等構(gòu)件適合大批量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。處理好構(gòu)件細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì),能夠保證高層住宅的美觀性得到充分滿足。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中必須根據(jù)建筑物的尺寸來進(jìn)行立面設(shè)計(jì)。
1.3應(yīng)用非標(biāo)準(zhǔn)件
若建筑水平較高,那么非標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件就將得到大量使用,其定制化就是主要特征。現(xiàn)代制造業(yè)促進(jìn)了批量小品種產(chǎn)品的生產(chǎn),目前制造業(yè)以信息化為特征,其精細(xì)化和靈活性的模式特點(diǎn)也都追求差異化的產(chǎn)品,這推動(dòng)了非標(biāo)準(zhǔn)件的運(yùn)用。
1.4質(zhì)量得以保障
建筑構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化以及工廠化的預(yù)制模式在裝配式高層建筑的應(yīng)用,能夠使人為因素的影響降到最低,使普通建筑物施工過程中普遍出現(xiàn)的轉(zhuǎn)包形勢(shì)得到有效遏制,從而保障建筑物的質(zhì)量。進(jìn)行裝配式住宅構(gòu)件生產(chǎn)的車間大多是流水線形式,生產(chǎn)作業(yè)中采用信息化和自動(dòng)化的方式,機(jī)械設(shè)備控制著整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),這對(duì)改善傳統(tǒng)建筑模式中隔熱效果以及生產(chǎn)精度較差等情況均有著極大作用。
2立面設(shè)計(jì)遵循的原則
2.1保證設(shè)計(jì)理念符合時(shí)展潮流
隨著時(shí)展和社會(huì)進(jìn)步,建筑物的設(shè)計(jì)理念也必須與時(shí)俱進(jìn),符合時(shí)代要求,當(dāng)前社會(huì)要求設(shè)計(jì)必須兼顧居住功能和美觀性。在高層住宅裝配設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)當(dāng)保留傳統(tǒng)建筑以及具有區(qū)域文化特色的部分,同時(shí)還應(yīng)當(dāng)提供先進(jìn)的技術(shù)支持。應(yīng)當(dāng)采用技術(shù)手段來反映建筑的使用功能,最終將設(shè)計(jì)師的精神融入其中,滿足人們和時(shí)展的需求。
2.2m應(yīng)高層建筑的特點(diǎn)
目前我國高層住宅建筑結(jié)構(gòu)采用的主要方式為剪力墻結(jié)構(gòu),其適用性極其廣泛。當(dāng)前社會(huì)主要的建筑框架結(jié)構(gòu)形式仍然是整齊規(guī)整的形式,約束造型新穎和奇特的建筑物,從而呈現(xiàn)出現(xiàn)代住宅建筑獨(dú)特的風(fēng)格特點(diǎn)。
2.3遵循因地制宜、協(xié)調(diào)發(fā)展的原則
在進(jìn)行立面設(shè)計(jì)的過程中,必須充分了解當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平,不能天馬行空,設(shè)計(jì)出特別超前或者相較于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平落后的建筑。在設(shè)計(jì)過程中也要對(duì)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合,保證施工正常進(jìn)行,解決質(zhì)量問題。人們對(duì)建筑住宅使用過程最關(guān)注的問題就在于空間的私密性,同時(shí)要求住宅安靜、舒適、適宜居住。因此要求立面設(shè)計(jì)要簡約、時(shí)尚、內(nèi)斂以及具有較高私密性。同時(shí)要根據(jù)地形、地勢(shì)以及氣候條件等因素因地制宜,堅(jiān)持人與自然統(tǒng)一的原則。
2.4符合城市規(guī)劃
符合建筑規(guī)劃是對(duì)高層住宅建筑最基本的要求,只有建筑的輪廓、色彩以及布局規(guī)劃都能適應(yīng)當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃時(shí),才能夠形成統(tǒng)一的建筑風(fēng)格,保證其適應(yīng)城市發(fā)展需要。現(xiàn)代住宅作為當(dāng)前城市建設(shè)的重要組成部分,對(duì)城市形象的塑造起著重要作用。少量標(biāo)志性的建筑物能夠讓城市具有獨(dú)特的建筑風(fēng)格,形成城市獨(dú)有的特色。
3高層裝配式住宅的立面設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1裝配式住宅的戶型進(jìn)行充分優(yōu)化
為客戶創(chuàng)造一個(gè)良好的居住環(huán)境是進(jìn)行戶型設(shè)計(jì)最根本的目的所在,同時(shí)讓人們居住舒適性有所提升。裝配式高層住宅設(shè)計(jì)過程中,對(duì)建筑軸線的功能進(jìn)行一定的微調(diào)或大的調(diào)整,使建筑空間更加適宜居住。特別是要采用裝配式的建筑,標(biāo)準(zhǔn)化的立面設(shè)計(jì)理念是必須的,對(duì)整體空間布局進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一。結(jié)合傳統(tǒng)的布局模式,優(yōu)化空間布局,同時(shí)提升建筑性能。
3.2平面組合形式多樣化
引言:
在房屋建筑工程中,是用預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)方案,能夠有效的降低是工程本,便于質(zhì)量管理。而在預(yù)制裝配式住宅中,給水排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是最重要的環(huán)節(jié)。文章主要針對(duì)在預(yù)制裝配式住宅中,設(shè)計(jì)給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的分析和闡述。首先針對(duì)是預(yù)留洞和預(yù)埋套管的分析,并且結(jié)合具體案例進(jìn)行分析。其次,則是對(duì)預(yù)埋管道的附件進(jìn)行詳細(xì)的分析,提高管道的質(zhì)量控制,第三,則是需要保證管道支吊架設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。最后是定位設(shè)計(jì)分析。
一、預(yù)制裝配式住宅實(shí)例
某小區(qū),樓層高度為20層,其中1至8層都是采用的預(yù)制裝配式住宅建設(shè)方式,地下有一層。房屋平局面積為75平方米。該建筑在設(shè)計(jì)的時(shí)候,采用的是框架剪力墻的結(jié)構(gòu),并且采用預(yù)制裝配式住宅,其中的柱、梁以及剪力墻,采用的現(xiàn)澆的施工方式澆筑的。而且陽臺(tái)、外墻以及樓梯等采用的是預(yù)制混凝土構(gòu)件。
二、預(yù)制裝配式住宅給水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
(一)預(yù)留洞和預(yù)埋套管
在設(shè)計(jì)給水排水的過程中,需要預(yù)留出預(yù)留洞以及預(yù)埋套管。首先需要對(duì)給水、熱水以及消防管道進(jìn)行預(yù)留洞,而且在預(yù)留洞的時(shí)候,如果需要穿越承重墻,那么需要保證在預(yù)留洞的洞口的上方,預(yù)留的高度應(yīng)該高于墻體的沉降量,一般大應(yīng)該大于0.1m。這樣可以保證既是墻體出現(xiàn)沉降的情況,也有足夠的空間,避免給水管道以及熱水管道等被沉降的墻體壓迫,不能正常輸送水。而且如果需要穿越地下室的墻體的話,還需要使用防水套管。其次,則是對(duì)排水管的設(shè)計(jì),選擇的方式同層排水設(shè)計(jì)的方式。這是因?yàn)槿绻罅康拇┰綐菍拥脑O(shè)計(jì)排水管道,則會(huì)增加預(yù)制構(gòu)件的預(yù)制。同時(shí)如果排水管道穿越承重墻,則需要預(yù)留的高度照至少為0.15m,這樣可以避免墻體沉降,壓迫管道。
(二)預(yù)埋管道附件
在預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)的給排水系統(tǒng)過程中,需要進(jìn)行預(yù)埋管道的附件設(shè)計(jì)。這是因?yàn)樵诎惭b給水管道以及配水管道的時(shí)候,出現(xiàn)安裝不順暢的情況,就需要使用到預(yù)埋管道附件。而預(yù)埋管道附件在設(shè)計(jì)的時(shí)候,其位置主要處于建筑的屋面,以及空調(diào)板,或者是排水栓以及雨水斗的地方,這些地方都是穿過洞口,但是安裝不順暢的主要位置,而且在該位置處,可以保證給水管道和排水管道的安裝質(zhì)量。但是在工廠設(shè)定和加工預(yù)埋管道附件的時(shí)候,需要保證加工的整潔性,避免贓物把預(yù)埋管道附近堵塞了,導(dǎo)致預(yù)埋管道附件不能正常使用。
(三)管道支吊架
管道支吊架,是確保正常安裝給水和排水管道的重要施工環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。第一,在整個(gè)給排水系統(tǒng)中,需要在管道的起端和終端兩側(cè)設(shè)置固定的吊架,這樣可以保證穩(wěn)定整個(gè)系統(tǒng)。第二,則是在給排水任意兩個(gè)橫管道之間進(jìn)行支吊架,但是不能支撐在兩個(gè)橫貫的接頭之上。這樣會(huì)導(dǎo)致接頭不穩(wěn)定,出現(xiàn)漏水的情況。第三,則是在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候,需要保證給水管道在配水點(diǎn)之間使用金屬管卡,這樣可以保證連接的穩(wěn)定性,還可以選擇支吊架的方式。一般該金屬管卡和吊架,應(yīng)該離配件的距離大約為70mm,這樣可以保證穩(wěn)定性。第四,如果在設(shè)計(jì)的過程中,其中的熱水管和冷水管需要使用共同的支吊架,則需要按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì),以熱水管的支吊架為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。第五,在給排水系統(tǒng)中,設(shè)置的立管底部需要安裝一個(gè)承重的支吊架,并且在管道穿梁的時(shí)候,可以把穿梁看做一個(gè)支架。第六,則是衛(wèi)生器具在安裝給排水的時(shí)候,是需要穿越樓板的,因此在穿越的過程中,可以視為一個(gè)支架。第七,則是需要保證熱水管道的固定支架之間的距離要符合管道的伸縮補(bǔ)償之間的距離要求。
(四)定位設(shè)計(jì)與應(yīng)用
在預(yù)制裝配式住宅中的給水和排水管道系統(tǒng)的安裝和設(shè)計(jì),首先是在工廠預(yù)制混凝土構(gòu)件的,并且在生產(chǎn)合格以后,運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝。而且構(gòu)件之間的連接使用的就是金屬件,而且利用現(xiàn)澆的施工方式進(jìn)行施工。并且在預(yù)埋件的時(shí)候,需要確保預(yù)制件和墻面之間預(yù)留的距離是就夠的,這樣才能保證在給水排水系統(tǒng)安裝的過程中,保證連接的完整性。而且金屬件和現(xiàn)澆混凝土之間的距離也要留夠,澆混凝土留有安裝空間,一般取距構(gòu)件邊內(nèi)側(cè)大于40mm。
三、結(jié)束語
文章通過對(duì)預(yù)制裝配式住宅的給水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行簡單的分析。尤其是針對(duì)預(yù)制件以及預(yù)留洞和預(yù)埋套管等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的分析和總結(jié),可以知道,想要完成給水排水的工程,首先要想有關(guān)廠家定制與預(yù)制裝配式住宅有關(guān)的構(gòu)件和配件,并且需要符合預(yù)制裝配式住宅的標(biāo)準(zhǔn)要求,這樣才能保證安全是匹配的。可以提高建筑的質(zhì)量。同時(shí)在設(shè)計(jì)和應(yīng)用的應(yīng)用的時(shí)候,需要盡量簡化給水排水的預(yù)埋套件,這樣可以加快給排水的系統(tǒng)的建設(shè),和保證建筑的質(zhì)量安全。
參考文獻(xiàn):
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1.引言
每年我國新增的建筑面積超過15億平方米,排世界第一[1],但高產(chǎn)量卻存在諸多問題。我國正在大力提倡發(fā)展裝配式住宅建筑。裝配式建筑相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑,有諸多優(yōu)點(diǎn)。從全壽命周期成本的角度來研究裝配式住宅,是為了糾正人們對(duì)裝配式住宅成本投入的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),推動(dòng)裝配式住宅的進(jìn)一步的開發(fā)與建設(shè)。
2.裝配式住宅全壽命周期成本分析
2.1裝配式住宅全壽命周期成本概念
裝配式住宅全壽命周期成本是指裝配式住宅在整個(gè)壽命周期內(nèi)所消耗的總成本,包括一次性投入的建造成本、使用期內(nèi)的運(yùn)行維護(hù)成本、以及最終處置成本[2]。
2.2裝配式住宅建造階段成本
裝配式住宅的建造成本包括工廠的前期勘察設(shè)計(jì)費(fèi)用、工廠預(yù)制費(fèi)用(含固定資產(chǎn)攤銷、原材料購置費(fèi)及人工費(fèi))、構(gòu)配件運(yùn)輸費(fèi)用以及現(xiàn)場(chǎng)安裝施工費(fèi)用(含人材機(jī))等。
2.2.1項(xiàng)目南區(qū)(裝配式住宅)基本情況介紹
項(xiàng)目南區(qū)總建筑面積達(dá)40982.32平方米,施工范圍為3層地面板以上部分,均為預(yù)制裝配式疊合剪力墻(PCF)結(jié)構(gòu)高層住宅,預(yù)制裝配率達(dá)30%。
2.2.2裝配式住宅建造階段普通砼構(gòu)件與PC構(gòu)件的價(jià)格對(duì)比分析
2.2.3北區(qū)A2#樓為模型(計(jì)算現(xiàn)澆與PC預(yù)估差異值)
A2#樓主體結(jié)構(gòu)建造階段,將現(xiàn)澆的墻、柱、梁、樓梯等構(gòu)件工程量替換成PC構(gòu)件進(jìn)行成本估算,普通現(xiàn)澆式構(gòu)件總計(jì)5790043元,PC構(gòu)件總計(jì)9719300元,總價(jià)差約為3129257元,再除以A2#樓的總建筑面積,可得以PC形式的住宅建造成本單方比傳統(tǒng)現(xiàn)澆式高出約400元/m2。
2.3 裝配式住宅使用階段成本分析
2.3.1裝配式住宅使用期內(nèi)能耗成本
能源消耗成本是指在能源使用方面所花費(fèi)的費(fèi)用,包括供暖成本、制冷成本、照明成本、通風(fēng)成本等。在住宅建筑能耗中,供暖和制冷能耗占有最大比例,降低供暖、制冷成本可以通過提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,提高采暖、空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)的用能效率來實(shí)現(xiàn),建筑圍結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱主要依靠建筑保溫材料來實(shí)現(xiàn)[3]。
2.3.2裝配式住宅使用期內(nèi)維修費(fèi)用
裝配式住宅的維護(hù)成本主要用于計(jì)劃性和零星的維修措施費(fèi)用,即基本的小修費(fèi)用。因?yàn)檠b配式住宅在設(shè)計(jì)和施工階段采用了較好的建筑構(gòu)件、節(jié)能措施和設(shè)備,所以維修費(fèi)用較小。而傳統(tǒng)現(xiàn)澆式住宅維護(hù)費(fèi)用主要用于住宅使用中逐漸出現(xiàn)的質(zhì)量問題,常表現(xiàn)為臨時(shí)的故障性維修[4]。后者單次維護(hù)成本不一定高,但其維護(hù)成本逐年遞增速率要比裝配式住宅更快,使用期限越長出現(xiàn)的問題越多,維修頻率將越高,維修成本也越大。因此在維修費(fèi)用方面裝配式住宅體現(xiàn)了很大的優(yōu)越性。
3.降低裝配式住宅全壽命周期成本的建議
(1)PC項(xiàng)目未能從全局角度完成項(xiàng)目的策劃工作
工業(yè)化建筑模式不同于傳統(tǒng)建筑模式的一個(gè)重要因素在于將技術(shù)和管理路線前期化。因此,在項(xiàng)目的策劃階段即需用全局思維來統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)單位必須與構(gòu)件廠家、施工單位密切配合,在設(shè)計(jì)階段就清楚了解不同技術(shù)方案對(duì)模具投入、生產(chǎn)效率、運(yùn)輸方式、安裝速度、成品質(zhì)量的影響。
(2)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工各環(huán)節(jié)相互獨(dú)立對(duì)PC住宅造價(jià)的影響
在我國,PC建筑的設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、施工安裝的企業(yè)基本是獨(dú)立的,低效率、低配合度、重復(fù)繳稅和各企業(yè)不同的稅率的問題導(dǎo)致PC建筑造價(jià)一路水漲船高。建筑工業(yè)化發(fā)展必須將PC整個(gè)模塊系統(tǒng)整合,增強(qiáng)聯(lián)系、提高效率、降低成本,形成一體化經(jīng)營模式。這樣的模式可大幅度減少多環(huán)節(jié)管理費(fèi)用,連同稅金差異可降低約5%~20%的建安成本。
4.結(jié)論與展望
通過具體案例得出國內(nèi)預(yù)制裝配式住宅的建造成本實(shí)際高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆式成本的結(jié)論,并對(duì)原因進(jìn)行了研究分析;然后又分別對(duì)使用期間成本和處置成本進(jìn)行了分析,得出裝配式住宅建設(shè)成本雖高,但在住宅運(yùn)營維護(hù)階段后幾年得到節(jié)能回報(bào),預(yù)制裝配式住宅成本在全壽命周期的成本與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式住宅成本基本持平,甚至略低的結(jié)論。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號(hào):C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1裝配式住宅的定義
裝配式住宅是指工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)裝配而成的住宅,它采用最新的冷壓輕鋼結(jié)構(gòu)以及各類輕型材料組合房屋的各個(gè)部分,使其具備卓越的保溫、隔音、防火防蟲、節(jié)能、抗震、防潮功能。國內(nèi)建筑普遍的做法是現(xiàn)場(chǎng)制作,該方法雖然有一定的優(yōu)勢(shì),但是能源消耗大、濕作業(yè)多、建筑質(zhì)量不能保證等缺點(diǎn)。國外的住宅較多的是工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)拼裝。這有利于實(shí)現(xiàn)住宅工業(yè)化。所以,普及裝配式住宅是極具現(xiàn)實(shí)意義的。
2 國內(nèi)外裝配式住宅發(fā)展概況
國外早在上世紀(jì)70年代就開始預(yù)制裝配住宅的加工和建設(shè),其中包括有砌塊建筑,大板建筑,盒子結(jié)構(gòu)等等。
2.1國外裝配式住宅發(fā)展概況
2.1.1日本裝配式住宅
日本工業(yè)化住宅廠家很多,各廠家不斷研究開發(fā)新型住宅,滿足市場(chǎng)要求。但是,鋼結(jié)構(gòu)體系基本相同,只是在屋面、墻面選材、室內(nèi)外裝修及設(shè)備上有所不同。積水房屋株式會(huì)社在日本工業(yè)化住宅中占領(lǐng)先地位,專利產(chǎn)品預(yù)制裝配化住宅B型在繼承傳統(tǒng)工法的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上,把日本傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)住宅改進(jìn)成鋼結(jié)構(gòu)和合成板結(jié)構(gòu),并采用米制整數(shù)值的模數(shù),B型體系提供了多樣化自由設(shè)計(jì)以滿足客戶不同要求。
B型體系的主要特點(diǎn):
1骨架采用鋼結(jié)構(gòu),為提高防銹性能進(jìn)行電著涂層。
2.鋼筋混凝土條形基礎(chǔ):使用規(guī)格化的鋼模板,工廠加工的鋼筋,商品混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆注。
3.墻面:在標(biāo)準(zhǔn)尺寸的鋼框中豎向鋪設(shè)板材,干法施工。
4.采用固有的模數(shù):墻板標(biāo)準(zhǔn)尺寸高2.5m,寬2m,鋼柱間距1m。也有工廠預(yù)制基礎(chǔ)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)。
2.1.2美國裝配式住宅
美國的住宅建筑市場(chǎng)發(fā)育比較完善,住宅構(gòu)件和部件的商品化、集成化較高,各種機(jī)械和儀器業(yè)也很發(fā)達(dá),各種技術(shù)服務(wù)的專業(yè)化、社會(huì)化程度很高。一般情況下,房屋構(gòu)建在工廠制作成型以后,運(yùn)到工地與其他各種建筑構(gòu)建組成一個(gè)完整的住宅建筑。現(xiàn)場(chǎng)很少有濕作業(yè),同樣的工程建筑效率是國內(nèi)目前建筑效率的數(shù)倍。并且由于美國的工業(yè)化住宅在管理機(jī)制上較為先進(jìn),能夠把房屋作為一個(gè)最終產(chǎn)品來進(jìn)行通盤的考慮和設(shè)計(jì)。所以,美國的裝配式產(chǎn)業(yè)化住宅已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)高的程度和水平。
2.2國內(nèi)裝配式住宅發(fā)展概況
最近10年的發(fā)展,我國初步建成具有中國特色的裝配式住宅體系,即形成了以輕鋼結(jié)構(gòu)為主,以木結(jié)構(gòu)、輕鋼-木結(jié)構(gòu),輕鋼-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和輕鋼-鋼結(jié)構(gòu)為補(bǔ)充的裝配式住宅結(jié)構(gòu)體系。并且,在住宅集成方面也有了進(jìn)一步的探索。比如現(xiàn)在的遠(yuǎn)大住工,萬科現(xiàn)在推行的裝配式住宅的建設(shè)等等。當(dāng)前我國的裝配式住宅已經(jīng)有了長足的進(jìn)步,但是裝配式住宅所涉及的前期策劃、施工建設(shè)以及后期物業(yè)等均不為所各相關(guān)配套行業(yè)所熟悉,因此在實(shí)施的過程中還有很多技術(shù)銜接問題。配套技術(shù)的整合正式裝配式住宅推廣的關(guān)鍵,從我國目前的情況來看,這一過程仍需經(jīng)歷很長的一段時(shí)間。
3裝配式住宅分類
3.1砌塊建筑
用預(yù)制的塊狀材料砌成墻體的裝配式建筑, 適于建造3-5層建筑,砌塊建筑適應(yīng)性強(qiáng),生產(chǎn)工藝簡單,施工簡便,造價(jià)較低,還可利用地方材料和工業(yè)廢料。 建筑砌塊有小型、中型、大型之分。
小型砌塊適于人工搬運(yùn)和砌筑,工業(yè)化程度較低,靈活方便,使用較廣。中型砌塊可用小型機(jī)械吊裝,可節(jié)省砌筑勞動(dòng)力。大型砌塊現(xiàn)已被預(yù)制大型板材所代替。
3.2板材建筑
又稱大板建筑,是由預(yù)制的大型內(nèi)外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成。它是工業(yè)化體系建筑中全裝配式建筑的主要類型。建筑內(nèi)的設(shè)備常采用集中的室內(nèi)管道配件或盒式衛(wèi)生間等,以提高裝配化的程度。大板建筑的主要缺點(diǎn)是對(duì)建筑物造型和以及建筑物布局有較大的制約性,并且小開間橫向承重的大板建筑內(nèi)部分隔缺少靈活性,在住宅的使用上有一定的局限性。
3.3盒式建筑
從板材建筑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種裝配式建筑,這種建筑工廠化的程度很高,現(xiàn)場(chǎng)安裝快。一般不但在工廠完成盒子的結(jié)構(gòu)部分,而且內(nèi)部裝修和設(shè)備也都安裝好,甚至可連家具、地毯等一概安裝齊全,盒子吊裝完成,接好管線后即可使用。
3.4骨架板材建筑
由預(yù)制的骨架和板材組成,承重骨架一般多為重型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),也有采用鋼和木作成骨架和板材組合,常用于輕型裝配式建筑中。 骨架板材建筑結(jié)構(gòu)合理,可以減輕建筑物的自重,內(nèi)部分隔靈活,適用于多層和高層的建筑。
3.5升板和升層建筑
板柱結(jié)構(gòu)體系的一種,但施工方法則有所不同。 這種建筑是在底層混凝土地面上重復(fù)澆筑各層樓板和屋面板"豎立預(yù)制鋼筋混凝土柱子,以柱為導(dǎo)桿,用放在柱子上的油壓千斤頂把樓板和屋面板提升到設(shè)計(jì)高度,加以固定。外墻可用磚墻、砌塊墻、預(yù)制外墻板、輕質(zhì)組合墻板等;也可以在提升樓板時(shí)提升滑動(dòng)模板、澆筑外墻。升板建筑施工時(shí)大量操作在地面進(jìn)行,減少高空作業(yè)和垂直運(yùn)輸,節(jié)約模板和腳手架,并可減少施工現(xiàn)場(chǎng)面積。
4裝配式建筑的特點(diǎn)
4.1設(shè)計(jì)形式多樣
目前住宅設(shè)計(jì)和住房需求脫節(jié),承重墻多,開間小,分隔死,房內(nèi)空間無法靈活分割。而裝配式房屋"采用大開間靈活分割的方式, 住宅采用靈活大開間,其核心問題之一就是要具備配套的輕質(zhì)隔墻,而輕鋼龍骨配以石膏板或其它輕板恰恰是隔墻和吊頂?shù)淖詈貌牧稀?/p>
4.2功能現(xiàn)代化
(1)節(jié)能:外墻設(shè)有保溫層,可以極大限度地降低冬季采暖和夏季空調(diào)的能耗;
(2)隔聲:提高墻體和門窗的密封功能,保溫材料具有吸聲功能使室內(nèi)有一個(gè)安靜的環(huán)境,避免外來噪音的干擾;
(3) 防火:使用不燃或難燃材料"防止火災(zāi)的蔓延或波及;
(4) 抗震:大量使用輕質(zhì)材料,降低建筑物重量,增加裝配式的柔性連接;
4.3制造標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一
傳統(tǒng)建筑物外表面若是依靠現(xiàn)場(chǎng)施工制成多種美觀的圖案,粉刷彩色涂料不出現(xiàn)色差且久不褪色,是十分困難的。但裝配式建筑外墻板可以輕易做到這點(diǎn)。況且,工廠在生產(chǎn)過程中,材料的性能都可隨時(shí)進(jìn)行精密控制。
5我國發(fā)展裝配式建筑的前景
裝配式建筑在國外是大眾化的產(chǎn)品。而在我國,到2010年前后,在設(shè)計(jì)、功能、生產(chǎn)、安裝等方面也能夠生產(chǎn)上述條件的裝配式建筑。例如,一位需要購買房屋的顧客,走進(jìn)一家房地產(chǎn)公司,公司他的要求就很快能裝配一幢符合要求的住宅。目前我國鋼產(chǎn)量較大,價(jià)格也不高,完全可以在建筑市場(chǎng)上大量使用。 如果采用鋼結(jié)構(gòu),配以石膏板、輕鋼龍骨、巖棉、彩色外墻板、塑鋼門窗、彩鋼復(fù)合板等材料制造裝配式房屋,無論從價(jià)格上,還是從功能和舒適性上,都將優(yōu)于現(xiàn)在的磚混和混凝土結(jié)構(gòu)房屋。并且現(xiàn)在萬科、遠(yuǎn)大住工等一批國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)開始積極的推廣裝配式住宅,并且有了一定的成果。看來,裝配式建筑將是我國房屋建設(shè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
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中圖分類號(hào):TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)體系施工,從搭腳手架、支模、扎筋、到混凝土的澆筑,多數(shù)工作由手工完成。現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工存在著:噪音擾民,粉塵污染;模板周轉(zhuǎn)材消耗大;施工人員多,手工勞動(dòng)多,勞動(dòng)強(qiáng)度大,且熟練程度要求較高;施工速度慢,建設(shè)周期長,受自然條件影響大;混凝土外觀及內(nèi)在質(zhì)量控制難;現(xiàn)場(chǎng)的建筑材料浪費(fèi)嚴(yán)重等缺陷。預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)與傳統(tǒng)建造方式相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):1、可以用各種輕質(zhì)隔墻分割室內(nèi)平面,房間布置可以靈活多變。2、施工方便,模板和現(xiàn)澆混凝土作業(yè)很少,預(yù)制樓板無需支撐,疊合樓板模板很少。3、建筑速度快,對(duì)周邊工作生活影響小。4、建筑的尺寸符合模數(shù),建筑構(gòu)件較標(biāo)準(zhǔn),具有較大的適應(yīng)性。5、預(yù)制結(jié)構(gòu)工期短,投資回收快。由于減少了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的支模、拆模和混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間,施工速度大大加快。從而縮短了貸款建設(shè)的還貸時(shí)間,縮短了投資回收周期,減少了整體成本投入,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。6、裝配式建筑,是將構(gòu)件廠加工生產(chǎn)的構(gòu)件,通過特定的構(gòu)件運(yùn)輸車輛搬運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)用機(jī)械進(jìn)行安裝的。7、裝配式建筑在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)還可以充分利用建筑廢料,變廢為寶,以節(jié)約良田和其他材料。8、在預(yù)制裝配式建筑建造的過程中,可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)和現(xiàn)代化控制,這在一定程度上可以促進(jìn)建筑工業(yè)的工業(yè)化大生產(chǎn)
[1]。
2預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展
在二十世紀(jì)末期,預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、橋梁道路、水工建筑、大型容器等工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,發(fā)揮著不可替代的作用,預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)在全世界普及。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的工業(yè)化發(fā)展,大致上可以分為兩個(gè)階段:自1950年至1970年是第一階段,1907年至今是第二階段。第一階段的施工方法被稱為閉鎖體系,其生產(chǎn)重點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件,并配合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、快速施工,缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)形式有限、設(shè)計(jì)缺乏靈活性。基本施工方法可分為法國式和瑞典式。前者的標(biāo)準(zhǔn)較低,所需勞動(dòng)力較大,接頭部分大多采用現(xiàn)澆混凝土,通常稱為濕體系;后者的標(biāo)準(zhǔn)較高,接頭部分大多不采用現(xiàn)澆混凝土,通常稱為干體系。第二階段的施工方法被稱為開放體系,致力于發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化得功能塊、設(shè)計(jì)上統(tǒng)一模數(shù),這樣易于統(tǒng)一又富有變化,方便了生產(chǎn)和施工,也給設(shè)計(jì)更大自由。根據(jù)預(yù)制程度的不同,預(yù)制單元可分為:小型構(gòu)件(如門、窗、梁、柱等),大型構(gòu)件(如樓板、屋面板、墻等),整間或整個(gè)單元(盒子結(jié)構(gòu)建筑體系)。
20世界50年代末,我國開始制造整體式和快拼式屋面梁、吊車梁和大型屋面板等。70年代,預(yù)制混凝土空心樓板得到了普遍應(yīng)用,70年代末,我國引進(jìn)了南斯拉夫預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土板主結(jié)構(gòu)體系,既IMS體系。但總體來說,我國的預(yù)制混凝土技術(shù)比較落后,一方面由于唐山大地震中大量預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞,使人們對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更加保守,另一方面,國內(nèi)的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)存在著跨度小、承載力低、延性差、品種單一等諸多問題。這些也嚴(yán)重阻礙了預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展。
3預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在住宅建筑中的應(yīng)用
住宅結(jié)構(gòu)體系是住宅建筑中的支撐體部分。住宅結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了住宅的建筑材料、施工技術(shù)和建造方式;結(jié)構(gòu)類型的選擇直接關(guān)系到住宅的經(jīng)濟(jì)性和適用性;結(jié)構(gòu)質(zhì)量直接影響到住宅的安全性和耐久性。因此,住宅結(jié)構(gòu)體系是住宅建筑中非常重要的部分。預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu),是今后住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向,是改變傳統(tǒng)住宅建造方式的關(guān)鍵技術(shù)和有效途徑。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)是把組成建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,通過相應(yīng)的專業(yè)工廠生產(chǎn)預(yù)制,運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng),有專業(yè)的安裝工人現(xiàn)場(chǎng)裝配成整體結(jié)構(gòu)。主要優(yōu)勢(shì)在于:把大量的構(gòu)件生產(chǎn)工序轉(zhuǎn)移到工廠制作,從而節(jié)省大量的人力、物力并可以大幅度提高構(gòu)件、房屋的精度和質(zhì)量,減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè),簡化聊施工工序,與傳統(tǒng)工藝相比,大大縮短了施工工期。其主要結(jié)構(gòu)形式有:預(yù)制裝配式剪力墻(大板)結(jié)構(gòu)、預(yù)制裝配式框架―剪力墻結(jié)構(gòu)。
1、預(yù)制裝配式剪力墻(大板)結(jié)構(gòu)
預(yù)制裝配式剪力墻(大板)結(jié)構(gòu)是是由于制的大型內(nèi)外墻板、疊合樓板等預(yù)制混凝土板材、構(gòu)件裝配而成,又稱為預(yù)制裝配式大板結(jié)構(gòu),在在滿足抗震設(shè)計(jì)和可靠的節(jié)點(diǎn)聯(lián)接前提下,其力學(xué)模型相當(dāng)于現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。預(yù)制樓板多采用疊合樓板。預(yù)制外墻板主要采用實(shí)心和空心兩種類型墻板。預(yù)制空心墻板必須保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的整體性、連續(xù)性和抗震設(shè)防要求,在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)上必須要滿足防滲漏和熱工等構(gòu)造要求,預(yù)制實(shí)心墻板結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問題,是是如何解決預(yù)制墻板之間的水平縫和豎向縫的接縫,以及水平受力鋼級(jí)和豎向受力鋼筋的連接問題。預(yù)制空心墻板結(jié)構(gòu)是預(yù)制和現(xiàn)澆相結(jié)合的結(jié)構(gòu)技術(shù)。在預(yù)制空心墻板和疊合樓板裝配后,布置受力鋼筋,在空心墻板內(nèi)和疊合樓板面同時(shí)澆筑混凝土形成整體。其主要特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)整體性能好,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造易處理,預(yù)制墻板之間的水平縫和豎向縫的接縫處理簡單,避免出現(xiàn)接縫開裂等問題。主要缺點(diǎn)是需要一定量的現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土,墻板預(yù)制的工藝設(shè)備要求高,在7度以上抗震設(shè)防地區(qū)和高層建筑需解決好受力鋼筋的連接問題。
2、預(yù)制裝配式框架―剪力墻結(jié)構(gòu)
預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)是由預(yù)制的梁、板、柱和剪力墻等構(gòu)件裝配而成,也稱梁、板、柱體系。預(yù)制樓板多采用疊合樓板,預(yù)制梁多采用疊合梁。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)受力明確,建造迅速,節(jié)省勞動(dòng)力,節(jié)點(diǎn)施工工藝較簡單。當(dāng)節(jié)點(diǎn)采用較可靠的施工工工藝時(shí),可采用與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相同的設(shè)計(jì)方法。豎向受力構(gòu)件可根據(jù)需要替換為現(xiàn)澆構(gòu)件。建筑空間布置靈活,較易實(shí)現(xiàn)大空間。缺點(diǎn):對(duì)主筋灌漿錨固要求較高,室內(nèi)出現(xiàn)凸梁凸柱,外墻維護(hù)部分構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜。
4 結(jié)語
中圖分類號(hào):TU241.92
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1008-0422(2012)06-0140-05
1 前言
保障房建設(shè)是當(dāng)前重要的民生工程,牽涉到億萬居民的切身利益。社會(huì)意義和政治意義都非常深遠(yuǎn),所涉及的方面很多、政策性很強(qiáng),需投入的資金量巨大、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長。因此從政府的角度出發(fā),把保障房的建設(shè)辦好是頭等大事。
住宅建筑工業(yè)化生產(chǎn)是住宅生產(chǎn)方式的變革,推動(dòng)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化,是住宅建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì),是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的必然需求。當(dāng)今世界,能源緊張,節(jié)能減排已是全球共同的話題,建筑的工業(yè)化勢(shì)在必行。
裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)運(yùn)用在住宅建筑中,通常有裝配式框架體系、裝配式混凝土框架—剪力墻體系、裝配式剪力墻體系。根據(jù)閔行浦江基地的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),本文僅對(duì)裝配式混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系在保障性住房中房型設(shè)計(jì)上的運(yùn)用進(jìn)行討論。
2 裝配式建筑簡述
裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是由預(yù)制混凝土構(gòu)件或部件通過鋼筋,連接件或施加預(yù)應(yīng)力加以連接并現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土而形成整體的結(jié)構(gòu),又簡稱為預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)(precast concrete,PC結(jié)構(gòu))。按照此工藝建造的建筑,稱為裝配式建筑,也可稱為PC建筑。裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是工業(yè)化住宅的理想結(jié)構(gòu)體系。
2.1裝配式建筑的特點(diǎn)
1)預(yù)制構(gòu)件表面平整、外觀美觀、尺寸準(zhǔn)確,建筑物的質(zhì)量明顯提高;
2)施工方便,模板和現(xiàn)澆混凝土作業(yè)減少,預(yù)制樓板無需支撐,疊合樓板模板較少;
3)建造速度快,對(duì)周圍的環(huán)境影響小;
4)預(yù)制結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)還可以充分利用工業(yè)廢料,變廢為寶,以節(jié)約資源和其他材料。
2.2裝配式建筑的要求
我國建筑行業(yè)一直走的是粗放型的發(fā)展道路,標(biāo)準(zhǔn)化缺失,模數(shù)化沒有真正落實(shí)。住宅開發(fā)及部品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化概念淡薄,對(duì)模數(shù)協(xié)調(diào)理論不重視。
我們號(hào)召向制造業(yè)學(xué)習(xí),像造汽車那樣造房子,向機(jī)械行業(yè)、計(jì)算機(jī)行業(yè)學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)他們的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化及模塊化,結(jié)合建筑行業(yè)的實(shí)際,解決難以標(biāo)準(zhǔn)化的問題。
裝配式建筑一定要用標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、模塊化的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3 裝配式建筑在保障性住房中運(yùn)用的可行性
3.1保障性住房的社區(qū)規(guī)模大、易形成規(guī)模效應(yīng),適合住宅工業(yè)化的推行
上海市政府為了加快推進(jìn)全市配套商品房的建設(shè)、解決城市低收入住房困難家庭的住房問題、完善現(xiàn)有的保障性住房建設(shè)體系,積極部署規(guī)劃了多個(gè)大型居住社區(qū)保障房建設(shè)是當(dāng)前重要的民生工程。市政府規(guī)劃了顧村、泗涇、浦江、三林、周康航等多個(gè)保障房的大型居住社區(qū)。每個(gè)大型居住社區(qū)的規(guī)模都在100~200萬平方米左右。只要將其中部分建筑量以裝配式建筑的工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造,就能形成一定的規(guī)模效應(yīng),對(duì)降低建造成本提供了一定量上的保證。現(xiàn)閔行浦江基地,建設(shè)單位已將其中的30萬m2的住宅,以PC工法的工藝進(jìn)行建造。
3.2保障性住房的房型面積小、房型式樣不多,適合標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化生產(chǎn)
受政策等各方面的影響,保障性住房的套型建筑面積均不大。經(jīng)濟(jì)適用房在90m2以內(nèi),公共租賃房在60m2以內(nèi)。小面積的戶型增加了設(shè)計(jì)難度。但從另一方面講,由于是小面積的戶型,各功能房間僅滿足基本功能的需求,戶型的變化少,這對(duì)推廣標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化是有利的。在實(shí)際工程中,保障性住房對(duì)個(gè)性化的設(shè)計(jì)要求并不是很高;一個(gè)項(xiàng)目中房型的種類基本在3~4種;在建筑設(shè)計(jì)上退臺(tái)、錯(cuò)層等的設(shè)計(jì)手法,很少使用。所以適合工業(yè)化設(shè)計(jì)的要求。
3.3政府政策層面上支持
保障性住房是政府的重大民生工程,政府在政策上肯定是大力支持的。裝配式建筑、工業(yè)化生產(chǎn),這與國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革、節(jié)能減排、原材料的循環(huán)利用、提升建筑質(zhì)量等是密切相連的,政府在政策層面上必定是支持。上海市已經(jīng)出臺(tái)了《關(guān)于加快推進(jìn)本事住宅產(chǎn)業(yè)化的若干意見》和《關(guān)于本市鼓勵(lì)裝配整體式住宅項(xiàng)目建設(shè)的暫行辦法》。此辦法,對(duì)于裝配式建筑在容積率上給予3%的獎(jiǎng)勵(lì)。
4 保障性住房向工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)型
4.1當(dāng)前保障性住房的設(shè)計(jì)狀況
目前建筑的建造模式以現(xiàn)場(chǎng)澆筑為主。在此建造工藝的前提下,保障性住房的設(shè)計(jì)存在以下幾方面的狀況:
1)由于建筑面積小,建筑尺寸的模數(shù)化概念不強(qiáng)。例如:主臥室的開間尺寸通常會(huì)設(shè)計(jì)成3.3~3.6m之間,但次臥室的尺寸往往就多種多樣了;
2)房型平面凹凸多,體形系數(shù)大,對(duì)節(jié)能不利。為了解決平面凹凸所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)問題,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)增加了大量的結(jié)構(gòu)連板,這些結(jié)構(gòu)連板在建筑上沒有功能要求;
3)有些開發(fā)單位過分地追求建筑形象,在立面設(shè)計(jì)上添加了大量的裝飾構(gòu)件。這些裝飾構(gòu)件通常是沒有功能作用的。這與綠色建筑的理念是相違背的。
上述幾點(diǎn)情況,是目前保障性住房設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化建造不利的地方。在國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排、發(fā)展裝配式建筑的前提下,保障性住房的設(shè)計(jì)必須要有所改變和調(diào)整。
4.2初步嘗試,采用裝配式框架—剪力墻體系做戶型設(shè)計(jì)
最初做設(shè)計(jì)時(shí),在常用的剪力墻戶型的基礎(chǔ)上,做一些規(guī)則化處理。將其改成框架剪力墻的結(jié)構(gòu)形式,預(yù)制外墻板掛在梁柱外側(cè)。主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整:
1)將原先的剪力墻體系調(diào)整成框架—剪力墻成體系;
2)主要柱網(wǎng)和剪力墻縱橫兩個(gè)方向基本對(duì)齊;
3)東西山墻和北向外墻拉平;
4)內(nèi)部隔墻盡量對(duì)齊;
5)將戶型設(shè)計(jì)成對(duì)稱的式樣,以減少預(yù)制構(gòu)件的種類。見圖1。
關(guān)于本戶型預(yù)制及現(xiàn)澆構(gòu)件的說明:
1)主體框架柱和剪力墻現(xiàn)場(chǎng)澆注;
2)樓板、陽臺(tái)板和框架梁為疊合構(gòu)件;
3)護(hù)墻板、內(nèi)隔墻、空調(diào)板、樓梯等為預(yù)制構(gòu)件。
按此方案實(shí)施預(yù)制率為50%,如將框架柱改為預(yù)制構(gòu)件預(yù)制率為70%。
經(jīng)過各方的協(xié)同努力后,本方案在閔行浦江基地進(jìn)行試點(diǎn)實(shí)施。從目前實(shí)踐的情況來看,本方案存在的問題主要是:室內(nèi)存在凸出的梁柱,與常規(guī)的剪力墻戶型相比,帶來使用上的不方便,北向的次臥室尤為明顯;中間套型的起居室偏暗;整體造價(jià)較高等。針對(duì)上述的問題,我們進(jìn)行了反思。
1)以成本考量為導(dǎo)向,標(biāo)準(zhǔn)化工作必須先行,且初期不宜追求過高預(yù)制率;
2)標(biāo)準(zhǔn)化涉及到可拼裝組合的戶型、構(gòu)件拆分等多個(gè)方面,只有實(shí)現(xiàn)了徹底的標(biāo)準(zhǔn)化才能真正有效的降低成本;
3)實(shí)施PC之前需從項(xiàng)目策劃、概念設(shè)計(jì)的源頭開始,拿任何已有的現(xiàn)澆體系的住宅改成PC,成本控制的難度會(huì)非常大;
4)不能為了預(yù)制而預(yù)制,應(yīng)著眼于PC技術(shù)體系的成熟和進(jìn)一步發(fā)展;
5)而建立一套自己特色的技術(shù)體系則需要長時(shí)間的實(shí)踐和堅(jiān)持,只有不斷改進(jìn)和優(yōu)化才能進(jìn)一步降低成本,將技術(shù)的推廣應(yīng)用找最為成熟;
6)PC技術(shù)體系不能僅僅為了做住宅;
7)住宅采用PC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是每年住宅的建設(shè)規(guī)模大,傳統(tǒng)住宅的戶型的諸多變化導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化的缺失。
綜上所述,在傳統(tǒng)戶型基礎(chǔ)上調(diào)整出來的裝配式建筑、為了裝配式建筑而去裝配等的做法是不合適的。要使裝配式建筑能在保障性住房中推廣,為市場(chǎng)接受,必須在建筑房型平面設(shè)計(jì)上有一定的改變和突破。
4.3設(shè)計(jì)提升,在裝配式框架—剪力墻體系下戶型平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型
由于初步嘗試的戶型存在一些不足,我們進(jìn)行了反思。突出標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的設(shè)計(jì)理念。標(biāo)準(zhǔn)為“在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序,對(duì)活動(dòng)或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復(fù)使用的規(guī)則,導(dǎo)則或特征的文件。該文件經(jīng)協(xié)商一致并經(jīng)一個(gè)公認(rèn)的機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)。”標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該以科學(xué)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為技術(shù),以促進(jìn)最佳社會(huì)效益為目的。標(biāo)準(zhǔn)化的形式和方法主要是:簡化、統(tǒng)一化、通用化、組合化、系列化、模塊化。
如某些家具設(shè)計(jì)最能體現(xiàn)此概念(見圖2)。
裝配式建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)該充分體現(xiàn)此理念。結(jié)合保障性住房的實(shí)際情況,對(duì)戶型的設(shè)計(jì)提出了若干原則。
1)裝配式框架—剪力墻體系的預(yù)制率的高低可調(diào)節(jié)性大,且此體系還可以用于辦公、商業(yè)、學(xué)校等一系列的公共建筑中,市場(chǎng)前景廣闊。因此,新的戶型設(shè)計(jì)依舊選用裝配式框架—剪力墻體系。
2)如果是大空間的建筑,房間內(nèi)存在凸梁凸柱對(duì)建筑的使用功能影響不會(huì)太大。但保障性住房的房間面積小,凸梁凸柱的影響不能不考慮。提出將梁柱外凸到室外,以減弱凸梁凸柱對(duì)室內(nèi)的影響。
3)建筑尺寸盡量統(tǒng)一,從而可以較少預(yù)制構(gòu)件的種類和規(guī)格。通過構(gòu)件之間不同的組合來達(dá)到各種戶型的使用要求。
4)廚房、衛(wèi)生間、陽臺(tái)等小構(gòu)件尺寸盡可能一致。
在上述原則的指導(dǎo)下,提出了以下的戶型設(shè)計(jì)(見圖3)。
此戶型構(gòu)件的種類少,大部分的構(gòu)建是以6.6m和3.3m為基本尺寸。平面規(guī)則,基本沒有凹凸,體形系數(shù)小,對(duì)節(jié)能有利。柱網(wǎng)規(guī)則,縱橫兩個(gè)方向均能對(duì)齊,對(duì)結(jié)構(gòu)受力有利。沒有凹口,對(duì)房間采光有利。梁柱外凸,減少了結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)平面的影響。此戶型設(shè)計(jì)成一房、二房、三房,三種不同戶型的組合形式,滿足了保障性住房的基本功能需求。戶型單元之間可分可合(見圖4、圖5)。
此戶型的建筑構(gòu)(部)件可拆分為:交通核剪力墻部分、樓梯、框架柱、框架梁、護(hù)墻體、陽臺(tái)、樓板、空調(diào)板等。剪力墻為現(xiàn)澆構(gòu)件、樓板和陽臺(tái)為疊合構(gòu)件、其它的均可做成預(yù)制構(gòu)件。可根據(jù)工程實(shí)際情況,自主選擇預(yù)制構(gòu)件。調(diào)整預(yù)制率的高低比較方便(見圖6)。
4.4戶型的可延展性設(shè)計(jì)
僅一種戶型是不可能滿足市場(chǎng)的需求。在上述對(duì)裝配式建筑的認(rèn)識(shí)、實(shí)踐和設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下,提出了一系列的戶型設(shè)計(jì)方案。同樣的建筑構(gòu)件,通過不同的組合,再配以不同的現(xiàn)澆的交通核,來滿足不同住宅需求。讓裝配式建筑在保障房中實(shí)現(xiàn):簡化、統(tǒng)一化、通用化、組合化、系列化、模塊化。
在此,衍生出來了三種系列的戶型平面圖,如下:
A系列:由三戶組成一個(gè)單元,開間模數(shù)3300,進(jìn)深模數(shù)4500。通過現(xiàn)澆交通核的不同,來滿足11~24層的戶型要求(見圖7、圖8、圖9)。
B系列:由四戶組成一個(gè)單元,開間模數(shù)3300,進(jìn)深模數(shù)3300和3600。通過現(xiàn)澆交通核的不同,來滿足11~24層的戶型要求(見圖10、圖11、圖12)。
C系列:由四戶組成一個(gè)單元,開間模數(shù)3300,進(jìn)深模數(shù)由三種。通過內(nèi)天井來實(shí)現(xiàn)中間戶型廚衛(wèi)等房間的通風(fēng)和采光。此設(shè)計(jì)建筑進(jìn)深大,有利于節(jié)約用地(加圖13、圖14、圖15)。
通廊式戶型(見圖16)。
上述系列的房型都體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、系列化的概念。戶型平面規(guī)整,有利于建筑節(jié)能。但建筑的進(jìn)深不大,對(duì)節(jié)約土地不利。如果能提倡暗衛(wèi)生間,那對(duì)裝配式建筑的戶型設(shè)計(jì)是非常有利的。既可以減少凹凸和內(nèi)天井,又能加大建筑進(jìn)深。小面寬、大進(jìn)深的建筑可以節(jié)約土地。
4.5裝配式建筑立面設(shè)計(jì)
裝配式建筑的立面設(shè)計(jì)同樣應(yīng)體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的理念。在二進(jìn)制的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里“0”和“1”創(chuàng)造了數(shù)字世界,簡單卻擁有無限可能。在做立面設(shè)計(jì)時(shí)可以借鑒這個(gè)概念。“0”可以看做裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu),“1” 可以看做標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的通用部件。兩者相結(jié)合,并以不同的排列和組合來達(dá)到立面設(shè)計(jì)的變化與同一性。
上述建筑戶型的立面上已經(jīng)存在有四種元素——柱、梁、板、陽臺(tái)(欄桿)。此四種元素是建筑的基本構(gòu)件。現(xiàn)代住宅建筑中通常會(huì)在空調(diào)板外加百葉,來隱蔽空調(diào)室外機(jī)。因此,立面上總共有柱、梁、板、陽臺(tái)(欄桿)、百葉共五種元素。通過五種元素的不同組合方式、柱和墻面的顏色和材質(zhì)的變化,來到達(dá)立面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、多樣化(見圖17)。
4.6裝配式建筑相關(guān)構(gòu)造示意圖
住宅窗戶損失的熱量占到總量的接近一半,增強(qiáng)外窗的節(jié)能措施將起到很好的作用。PC墻板預(yù)埋窗框,解決了窗框與墻體之間的氣密性問題;凸梁凸柱的結(jié)構(gòu)形式,增加了南向外窗的遮陽效果,形成一個(gè)天然的外遮陽效果。夏季高太陽方位角的直射強(qiáng)光被凸梁凸柱遮擋,冬季低太陽方位角的光線可以直射入室內(nèi),增強(qiáng)戶內(nèi)得熱效果(見圖18)。
墻板豎向上下端與結(jié)構(gòu)體連接處構(gòu)造見圖19。
標(biāo)準(zhǔn)墻板標(biāo)準(zhǔn)墻板與立柱連接處構(gòu)造見圖20。
標(biāo)準(zhǔn)墻板水平連接處構(gòu)造見圖21。
5 結(jié)語
在我國20世紀(jì)50~60年代,混凝土裝配式建筑曾經(jīng)推廣過。但由于技術(shù)等各種原因,被市場(chǎng)所淘汰。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,如今混凝土裝配式建筑的技術(shù)在國外已經(jīng)達(dá)到了很高的水平,但國內(nèi)發(fā)展較慢。在經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型之際,混凝土裝配式建筑必定會(huì)迎來大發(fā)展的時(shí)期。保障性住房是國家重大的民生工程,混凝土裝配式建筑對(duì)國家的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,節(jié)能減排等有著積極的意義。兩者如能完美結(jié)合,必定是利國利民的好事。
參考資料:
Abstract: in this paper, the structure and construction of precast concrete from two aspects of. First, from its own characteristics, understand the basic situation, and then from the precast concrete structure used in the residential building in the study of some specific.
Keywords: prefabricated concrete structure; construction;
中圖分類號(hào): TU377文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
因?yàn)樽≌ㄔO(shè)存在地區(qū)性差異,對(duì)于各地環(huán)境不同導(dǎo)致的要求不同、各地消費(fèi)者對(duì)房型要求的差別、甚至是規(guī)范要求的不同等。所以無法把一些外國成熟的施工方法照搬到國內(nèi)。在國內(nèi),住宅工業(yè)化屬于一個(gè)新興的概念,尚未大規(guī)模展開施工。只能在借鑒國外住宅工業(yè)化經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過實(shí)踐,探究出適合中國各地市場(chǎng)的不同住宅工業(yè)化施工方法。
預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
對(duì)于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)體系的施工,需要從腳手架到支模,以及扎筋到實(shí)際的澆筑等方面做好準(zhǔn)備和控制,其中很多工作都需要手工完成。現(xiàn)澆混凝土的現(xiàn)場(chǎng)施工中也存在這實(shí)際噪音很大,有一些兒粉塵污染,實(shí)際的模板周轉(zhuǎn)的消耗很大,需要的施工人員很多,手工勞動(dòng)和強(qiáng)度很大,對(duì)于施工的熟練度要求也很高。實(shí)際石佛你中往往存在施工速度慢,建設(shè)的周期長,受到自然條件的影響很大。對(duì)于混凝土的內(nèi)外質(zhì)量的控制方面很困難,現(xiàn)場(chǎng)建筑材料方面往往容易出現(xiàn)嚴(yán)重浪費(fèi)的情況。
當(dāng)然除了提及的這些缺點(diǎn)意外,預(yù)制裝配式混凝土還存在很多的優(yōu)點(diǎn)。施工方便,模板和現(xiàn)澆混凝土作業(yè)很少,預(yù)制樓板無需支撐,疊合樓板模板很少;建筑的尺寸符合模數(shù),建筑構(gòu)件較標(biāo)準(zhǔn),具有較大的適應(yīng)性。預(yù)制構(gòu)件表面平整、外觀好、尺寸準(zhǔn)確、并且能將保溫、隔熱、水電管線布置等多方面功能要求結(jié)合起來,還有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。裝配式建筑在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)還可以充分利用建筑廢料,變廢為寶,以節(jié)約良田和其他材料。工業(yè)化勞動(dòng)生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)環(huán)境穩(wěn)定,構(gòu)件的定型和標(biāo)準(zhǔn)化有利于機(jī)械化生產(chǎn),而且按標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格檢驗(yàn)出廠產(chǎn)品,因而質(zhì)量保證率高。
預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在住宅建筑中的應(yīng)用
住宅建筑體系是住宅建筑之中的支撐部分。住宅建筑的這樣的結(jié)構(gòu)形式直接決定了住宅建筑材料以及施工技術(shù)和建造的方式。對(duì)建筑類型的選擇直接關(guān)系這住宅的經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性,整個(gè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量直接關(guān)系這住宅建筑的安全性和耐久性。因此,整個(gè)住宅建筑結(jié)構(gòu)的體系在住宅建筑中占據(jù)著重要的地位。預(yù)制裝配式混凝土這樣的結(jié)構(gòu),是現(xiàn)金建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向,也是改變傳統(tǒng)建筑建造方式的關(guān)鍵技術(shù)和有效的途徑。一些專業(yè)的安裝工人現(xiàn)場(chǎng)裝配成為整體的結(jié)構(gòu),并通過相應(yīng)的裝也工廠生產(chǎn)預(yù)制,運(yùn)輸?shù)綄?shí)際施工的現(xiàn)場(chǎng),由一些專業(yè)的安裝工人在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配。這樣的主要優(yōu)勢(shì)在于,可以把大量的構(gòu)建生產(chǎn)的工序進(jìn)行轉(zhuǎn)移,到工廠進(jìn)行制作,這樣就能節(jié)約大量的人力和物理,還可以大幅度的提高構(gòu)建和房屋的精度和質(zhì)量,減少現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的工序。這樣的方式和傳統(tǒng)的工藝相比較,就大大縮短了施工的工期。其主要的結(jié)構(gòu)形式有,預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu),還有預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)等。
2.1預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)
預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)師因?yàn)橛纱笮蛢?nèi)外墻板以及疊合的樓板,還有一些預(yù)制的混凝土板材和構(gòu)建裝配而成。又叫做預(yù)制裝配式大板結(jié)構(gòu),它具有滿足抗震設(shè)計(jì)和可靠節(jié)點(diǎn)連接的前提下,其力學(xué)模型相當(dāng)于現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。一些預(yù)制的樓板大多是采用疊合的樓板。預(yù)制外墻板主要采用的是實(shí)心和空心這樣兩種類型的墻板。
在對(duì)預(yù)制的空心墻板進(jìn)行施工時(shí),需要保證結(jié)構(gòu)構(gòu)建連接的整體性呢連接性,還要達(dá)到相應(yīng)的抗震的設(shè)計(jì)要求,在相關(guān)的節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方面要滿足防止?jié)B漏和熱工等構(gòu)件方面的要求。預(yù)制的實(shí)心墻板結(jié)構(gòu)操作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是,怎樣解決預(yù)制墻板之間的水平縫和豎向的接縫情況,以及水平受力鋼級(jí)和豎向?qū)嶋H受力鋼筋的連接問題。
上面提及的預(yù)制空心墻板的結(jié)構(gòu),實(shí)際上是預(yù)制和現(xiàn)澆進(jìn)行結(jié)合的結(jié)構(gòu)技術(shù)。我們?cè)趯?duì)預(yù)制的空心墻板和結(jié)合板進(jìn)行裝配之后,還需要布置受力的鋼筋,在空心墻板里面和疊合樓板面需要同時(shí)澆筑混土,從而形成整體的結(jié)構(gòu)。這樣進(jìn)行操結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是,整體的結(jié)構(gòu)性能良好,在節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造處很容易進(jìn)行處理,預(yù)制的墻板之間存在的水平縫和豎向的縫在實(shí)際處理起來很簡單,這就可以避免出現(xiàn)接縫開裂方面的問題。但是主要的缺點(diǎn)是需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土的澆筑,對(duì)于墻板預(yù)制方面的工藝設(shè)備要求較高,在需要達(dá)到七級(jí)以上抗震設(shè)防的地區(qū)和一些高層建筑中,需要解決好受力鋼筋實(shí)際連接的主要問題。
2.2預(yù)制裝配式框架
預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu),主要由預(yù)制的梁、板、柱和剪力墻等構(gòu)建裝配而成,這也是梁、板和柱的體系。預(yù)制的樓板大多是采用疊合樓板,預(yù)制梁大多是采用疊合梁。
這樣的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)受力方面很明確,實(shí)際建造的速度很快,建筑建設(shè)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)勞動(dòng)力的節(jié)省,對(duì)于節(jié)點(diǎn)的施工工藝很簡單。一旦節(jié)點(diǎn)采取比較可靠的施工工藝的時(shí)候,就可以采取和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相同設(shè)計(jì)的方法。豎向的受力構(gòu)建可以依據(jù)需要進(jìn)行替換成為現(xiàn)澆構(gòu)建。對(duì)于建筑空間的布置方面具有靈活的特點(diǎn),很容易實(shí)現(xiàn)大空間。當(dāng)然,這樣的結(jié)構(gòu)也存在一定的缺點(diǎn),這樣的結(jié)構(gòu)對(duì)于主筋灌漿錨固實(shí)際要求很高,室內(nèi)很容易出現(xiàn)凸梁和凸柱的情況,對(duì)于3外墻的維護(hù)部分的構(gòu)造也相對(duì)比較復(fù)雜,主要適合多層住宅和抗震的等級(jí)在6級(jí)以下的設(shè)防地區(qū)。
住宅建筑是經(jīng)過不斷的發(fā)展和循環(huán)的經(jīng)濟(jì),住宅建筑也是建筑資源節(jié)約型社會(huì)的重要方面,需要通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新,從而大力的發(fā)展預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù),走向新型工業(yè)化的道路。這也是裝變先進(jìn)的粗放型的住宅建造的重要方式,采用現(xiàn)代化工業(yè)化的生產(chǎn)手段來建造住宅,這樣才能達(dá)到住宅建筑的高效率和環(huán)境負(fù)荷低的建設(shè)目標(biāo),最終實(shí)現(xiàn)建筑住宅的高效率和高品質(zhì),實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)的質(zhì)量保證和使用壽命的保證。
結(jié)束語
PC工程是在住宅工業(yè)化之中的一種模式,以為其本身具有高效、節(jié)能、環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì),在日本及中國香港地區(qū)被廣泛使用,并成為兩地住宅市場(chǎng)的主流。在這些地區(qū),PC工程擁有較成熟的施工經(jīng)驗(yàn)。我們?cè)诖诉M(jìn)行探究,希望這樣的技術(shù)在我國合適的地區(qū)得到有效和合理的利用。
參考文獻(xiàn):
近年來,我國住宅建筑飛速發(fā)展,其建造和使用對(duì)資源占用和消耗都非常巨大。與國外發(fā)達(dá)國家相比存在住宅建造周期長、施工質(zhì)量差、能源及原材料消耗大、產(chǎn)業(yè)化程度尤其工業(yè)化程度低等問題,迫切需要采取工業(yè)化手段來提高住宅建設(shè)的質(zhì)量和效率。開發(fā)符合產(chǎn)業(yè)化發(fā)展要求,工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高,施工速度快,節(jié)能省地、經(jīng)濟(jì)性好的新型工業(yè)化住宅體系,已經(jīng)成為我國目前推進(jìn)建筑工業(yè)化發(fā)展的一項(xiàng)重要工作。
一 工業(yè)化住宅建造關(guān)鍵技術(shù)研究課題背景
1、立項(xiàng)必要性
我國“十五”以來,對(duì)住宅產(chǎn)業(yè)化問題進(jìn)行過研究和推廣,取得了一定成效。但對(duì)預(yù)制裝配整體式混凝土住宅建筑的關(guān)鍵技術(shù)沒有進(jìn)行過系統(tǒng)、深入的研究,至今沒有形成配套的工業(yè)化技術(shù)政策和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,已建成的示范小區(qū)工程多是現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),不具有高效環(huán)保的工業(yè)化節(jié)能減排特征。研究實(shí)施裝配整體式工業(yè)化住宅建筑體系,符合目前我國正在推行實(shí)施的住宅產(chǎn)業(yè)化政策要求,不但可以提高住宅工程質(zhì)量和裝修品質(zhì);而且可以最大限度滿足我國倡導(dǎo)地 “四節(jié)一環(huán)保”的綠色建筑設(shè)計(jì)與施工要求。
2、目前存在問題分析
我國二十世紀(jì)七八十年代開發(fā)建設(shè)的預(yù)制裝配式住宅建筑存在許多問題,照搬過去的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)時(shí)期我國住宅建設(shè)的實(shí)際需求。目前開始進(jìn)行的新型工業(yè)化住宅建筑的基礎(chǔ)性研究工作和工程試點(diǎn),主要從性能和功能兩方面完善提高工業(yè)化住宅的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。由于多年來我國缺乏工業(yè)化住宅的研究積累和工程實(shí)踐,結(jié)構(gòu)構(gòu)件和部品的工業(yè)化率仍然很低。
3、主要研究內(nèi)容:1) 預(yù)制裝配式混凝土住宅建筑的結(jié)構(gòu)性能、抗震性能等關(guān)鍵技術(shù)研究。2)建筑配套部品的系統(tǒng)研究、產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)配套技術(shù)研究。3)構(gòu)配件生產(chǎn)、施工安裝關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)。4)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與編制。5)較大規(guī)模的示范工程。
二 住宅工業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究
1、基礎(chǔ)理論與試驗(yàn)研究:1)裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)體系研究:包括框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等;主要研究裝配式疊合樓蓋結(jié)構(gòu)性能;裝配式框架節(jié)點(diǎn)受力性能、抗震性能;裝配式剪力墻節(jié)點(diǎn)受力性能、抗震性能;構(gòu)件承載與變形性能,裝配節(jié)點(diǎn)大直徑鋼筋漿錨連接構(gòu)造的承載及連接整體性能等。2)裝配式混凝土工業(yè)化住宅的建筑性能研究:包括墻體保溫隔熱性能、接縫防水性能、建筑防火性能、外墻裝飾性能、墻體耐久性能及隔聲性能等。3)裝配式混凝土工業(yè)化住宅經(jīng)濟(jì)性能研究:包括設(shè)計(jì)與施工總體策劃管理,標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與施工技術(shù),項(xiàng)目實(shí)施的時(shí)效性與規(guī)模效應(yīng)對(duì)比等。
2、工業(yè)化建筑設(shè)計(jì)技術(shù)
重點(diǎn)研究開發(fā)三點(diǎn)技術(shù):1)結(jié)構(gòu)體系選擇與模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì):我國的住宅建筑工業(yè)化結(jié)構(gòu)體系還沒有完全確立,通用結(jié)構(gòu)體系和專用結(jié)構(gòu)體系的協(xié)調(diào)配合還沒有解決,標(biāo)準(zhǔn)化概念和設(shè)計(jì)技術(shù)還沒有得到足夠重視。導(dǎo)致目前工業(yè)化住宅設(shè)計(jì)方案實(shí)施成本高、周期長,最大的原因是缺乏有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)咨詢?nèi)藛T。2)構(gòu)件及裝配節(jié)點(diǎn)的深化設(shè)計(jì):工業(yè)化住宅的關(guān)鍵是要解決構(gòu)配件的標(biāo)準(zhǔn)化定型和裝配節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造詳圖設(shè)計(jì)。3)工業(yè)化專用三維設(shè)計(jì)軟件開發(fā):由于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造的自身特點(diǎn),要求設(shè)計(jì)方案必須在施工前檢查復(fù)核,確保各專業(yè)的交叉重復(fù)在設(shè)計(jì)階段解決,提高工業(yè)化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。
3、構(gòu)配件優(yōu)質(zhì)高效加工制作技術(shù)應(yīng)制定采用機(jī)械化水平較高、具有一定規(guī)模的專業(yè)預(yù)制工廠取代目前無質(zhì)量保證的分散的小廠認(rèn)證管理辦法,鼓勵(lì)預(yù)制工廠采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和流水線、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、完善運(yùn)輸安裝過程服務(wù)。實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)。主要研究開發(fā)三點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù):1)構(gòu)配件高效生產(chǎn)技術(shù):采用機(jī)械化生產(chǎn)線可以減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。2)構(gòu)配件清潔生產(chǎn)技術(shù):采用工廠化定點(diǎn)批量生產(chǎn),最大限度減少建筑垃圾及廢棄物排放,滿足國家環(huán)境保護(hù)政策對(duì)建筑業(yè)推廣綠色施工要求。3)構(gòu)配件節(jié)能生產(chǎn)技術(shù):采用自動(dòng)控溫的節(jié)能養(yǎng)護(hù)窯可有效降低能耗,加速模板周轉(zhuǎn),縮短工期,降低成本。
4、專業(yè)化施工安裝技術(shù):1)工業(yè)化施工安裝軟件管理系統(tǒng)開發(fā):應(yīng)針對(duì)工業(yè)化住宅結(jié)構(gòu)體系開發(fā)施工安裝管理軟件,規(guī)范指導(dǎo)預(yù)制構(gòu)件的施工裝配。2)安裝設(shè)備及配套機(jī)具開發(fā):結(jié)合具體工程示范開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化定型化住宅配套設(shè)備安裝機(jī)具。3)工業(yè)化定型模板配件及支撐系統(tǒng)開發(fā):配套模板及支撐固定用腳手架的開發(fā)與完善。4)裝配節(jié)點(diǎn)專業(yè)化施工及配套材料開發(fā):連接套筒及高強(qiáng)無收縮灌漿材料的開發(fā)與應(yīng)用。
三 住宅工業(yè)化實(shí)施方案
1、政策引導(dǎo)與行業(yè)管理
充分發(fā)揮政府的指導(dǎo)作用,研究、建立或完善有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策;針對(duì)裝配式工業(yè)化建筑的特點(diǎn),建立推廣裝配式建筑體系的構(gòu)配件工業(yè)化生產(chǎn)、專業(yè)化施工安裝的管理體系;建立設(shè)計(jì)研究、構(gòu)配件生產(chǎn)、安裝施工隊(duì)伍的培訓(xùn)體系;走專業(yè)化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路。
2、預(yù)制工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建立與完善
工業(yè)化住宅主要是通過現(xiàn)代化的制造、運(yùn)輸、安裝和科學(xué)管理的大工業(yè)生產(chǎn)方式,來代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑業(yè)中分散的、低水平的、低效率的手工業(yè)生產(chǎn)方式,又被稱作現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)化、裝配式建筑或PC結(jié)構(gòu)。工業(yè)化住宅顯著的優(yōu)點(diǎn)是:施工進(jìn)度快,可在短期內(nèi)交付使用,勞動(dòng)力減少,交叉作業(yè)方便有序,每道工序都可以像設(shè)備安裝那樣檢查精度,保證質(zhì)量,施工現(xiàn)場(chǎng)噪音小,散裝物料減少,廢物及廢水排放很少,有利于環(huán)境保護(hù),施工成本降低,這些優(yōu)勢(shì)正是解決區(qū)域環(huán)境污染、改善人居環(huán)境所需要的。
工業(yè)化住宅的發(fā)展是伴隨著世界性的現(xiàn)代化建筑運(yùn)動(dòng)而同步發(fā)展的,不同國家地區(qū)有各具特色的發(fā)展模式和發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高,社會(huì)對(duì)住宅的需求經(jīng)歷了一個(gè)“注重?cái)?shù)量數(shù)量與質(zhì)量并重質(zhì)量第一個(gè)性化、多樣化、高環(huán)境質(zhì)量”的發(fā)展階段[1],許多發(fā)達(dá)國家的住宅工業(yè)化生產(chǎn)達(dá)到了。
1 美國
美國的工業(yè)化住宅起步于二十世紀(jì)三十年代,開始是作為車房的一個(gè)分支業(yè)務(wù)而存在的,為選擇遷移/移動(dòng)生活方式的人們提供一個(gè)住所。二十世紀(jì)五十年代,隨著二戰(zhàn)的結(jié)束,由于住宅緊張,部分人便將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N永久性的住宅形式,并努力提高這種住宅的質(zhì)量,但從全國范圍來講,這種住宅的質(zhì)量水平參差不平。到了二十世紀(jì)七十年代中期,美國開始立法規(guī)定工業(yè)化住宅的建筑安全相關(guān)法規(guī),頒布了《美國住房與城市發(fā)展部標(biāo)準(zhǔn)》(HUD CODE),該標(biāo)準(zhǔn)是唯一的國家建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)設(shè)計(jì)、施工、強(qiáng)度和持久性、耐火、通風(fēng)、抗風(fēng)、節(jié)能和質(zhì)量進(jìn)行了規(guī)范,同時(shí)還對(duì)所有工業(yè)化住宅的采暖、制冷、空調(diào)、熱能、電能、管道系統(tǒng)也進(jìn)行了規(guī)范,從此,工業(yè)化住宅有了法律可以遵循,同時(shí)向標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。二十世紀(jì)九十年代,裝配式建筑產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整,兼并和垂直整合加劇,大型工業(yè)化住宅公司收購了很多零售公司和金融服務(wù)公司,同時(shí),各地的金融巨頭也進(jìn)入裝配式建筑市場(chǎng)。隨著美國政府對(duì)HUD標(biāo)準(zhǔn)的修訂,對(duì)工業(yè)化住宅的性能提出了更高的要求,明確了工業(yè)化住宅的安裝標(biāo)準(zhǔn)和安裝企業(yè)的責(zé)任,使得裝配式建筑業(yè)在美國穩(wěn)步健康地發(fā)展。
美國工業(yè)化住宅的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下方面:(1)成本有效性:工業(yè)化住宅每平方英尺的建造價(jià)格具有區(qū)域差異性,平均來講要比傳統(tǒng)式現(xiàn)場(chǎng)建房的成本低10%~35%[2]。(2)建筑質(zhì)量:工業(yè)化住宅的建設(shè)是全過程全方位監(jiān)控的;天氣不會(huì)影響建設(shè)進(jìn)度;所有技術(shù)員、工人以及裝配工以團(tuán)隊(duì)的形式合作并受專業(yè)指導(dǎo)和監(jiān)督;庫存管理好,物料不會(huì)被偷竊,也不會(huì)因天氣引起損失;所有建筑材料、內(nèi)部裝修以及電器等都是批量購買的,可節(jié)省成本;臨時(shí)建設(shè)的情況也會(huì)大大削減或者消除;此外,一般都會(huì)有專業(yè)的第三方監(jiān)理來持續(xù)監(jiān)察房屋建造的各個(gè)方面。(3)便民設(shè)施:工業(yè)化住宅內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)方案和外墻材質(zhì)多樣化,許多傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)格也可以體現(xiàn),并且通過技術(shù)改造,陽蓬、露臺(tái)、車庫等都可以根據(jù)客戶的要求量身定制。(4)安全性:根據(jù)出售的地理位置,專門設(shè)計(jì)住宅的抗風(fēng)安全性和能源效率;所有的工業(yè)化住宅在煙霧探測(cè)、逃生、墻體可燃性、熱水器、廚房構(gòu)造等方面必須嚴(yán)格符合HUD標(biāo)準(zhǔn);此外,在颶風(fēng)多發(fā)區(qū),所安裝的工業(yè)化住宅的抗風(fēng)性也有具體要求。
2 英國
目前,在英國和愛爾蘭的新建住宅中30%以上為預(yù)制住宅,在蘇格蘭接近70%為預(yù)制住宅,而早在二十世紀(jì)九十年代初預(yù)制住宅的市場(chǎng)份額還不到1%。英國的建筑業(yè)正以各種各樣的形式應(yīng)用預(yù)制式建筑。它的范圍從簡單的預(yù)制工地活動(dòng)房到運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)置入建筑結(jié)構(gòu)中的容積單元。模塊化或模塊設(shè)計(jì)是預(yù)制業(yè)的鑰匙。框架建設(shè)是將預(yù)制元素納入建設(shè)過程的一個(gè)途徑,尤其木制框架還繼續(xù)用于英國的建筑業(yè)。預(yù)制像是一個(gè)趨勢(shì)概念,它使建筑業(yè)重塑為制造業(yè)變得可能,它還代表著一種積極的方式,證明完善建筑業(yè)所必需確定的重大變動(dòng)。在英國,預(yù)制業(yè)經(jīng)常被大型建筑企業(yè)壟斷,這些大型建筑企業(yè)對(duì)于采用預(yù)制和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)提高生產(chǎn)力及走向精準(zhǔn)建筑有著極大的興趣。一般來講,預(yù)制建筑主要集中在較大的城市環(huán)境中,因?yàn)樵谀抢铿F(xiàn)場(chǎng)時(shí)間的經(jīng)濟(jì)性是要考慮的主要因素。
英國建筑業(yè)創(chuàng)新運(yùn)動(dòng)工作組,旨在尋求能測(cè)定建筑項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展需要的績效指標(biāo),后來確定的指標(biāo)包括:可用的能源用途、所含的能源、運(yùn)輸能源、廢物、水和每公頃物種指標(biāo)。這些績效指標(biāo)可用來評(píng)估項(xiàng)目后期進(jìn)行的預(yù)制案例研究。估測(cè)預(yù)制業(yè)帶來的環(huán)境效益類型取決于所選擇的具體體系。預(yù)制業(yè)存在的潛力具有較好的環(huán)境績效,例如,在歐盟資金資助的一個(gè)具體項(xiàng)目有著如下的預(yù)期潛在效益:建造典型住宅所消耗的水減少50%、建筑期間使用的機(jī)制磚料減少50%、能耗至少減少到50%等等[2]。技術(shù)相關(guān)的其他重點(diǎn)因素還有建筑過程中的廢物減量化,因?yàn)檠b配式建筑的組件是在工廠內(nèi)完成的,這類建筑應(yīng)該更可控,能夠降低當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。一些預(yù)制組件的建造商,通過編制物料采購、循環(huán)利用、污染控制、廢物最小化等方面的標(biāo)準(zhǔn),積極主動(dòng)地考慮其產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響。
3 澳大利亞
與歐美相比,澳大利亞采用裝配式建筑比較慢,主要分為兩種類型,即預(yù)制部件和預(yù)制模塊化建筑。澳大利亞對(duì)于裝配式建筑的需求主要源于其經(jīng)濟(jì)性,與傳統(tǒng)住宅建設(shè)相比,可以節(jié)省至少百分之五的成本,同時(shí)建設(shè)速度也更快;簡約化,尤其是采用預(yù)制混凝土,使得住宅的建設(shè)更迅速更廉價(jià),同時(shí)能夠提供更好的質(zhì)量。在時(shí)間、成本和質(zhì)量方面,裝配式建筑證明是具有一定優(yōu)勢(shì)的。在澳大利亞,非常重視前期規(guī)劃,因?yàn)槿绻捌谝?guī)劃做的好,那么在真正進(jìn)入建筑場(chǎng)地后,嚴(yán)格按前期規(guī)劃執(zhí)行,那么一切都會(huì)變得相當(dāng)不錯(cuò),在實(shí)際建設(shè)場(chǎng)址所用的時(shí)間會(huì)更少,成本更節(jié)約,即使成本沒有節(jié)省,但至少保證了質(zhì)量會(huì)好很多。
目前,澳大利亞的裝配式建筑主要應(yīng)用在住宅領(lǐng)域,在昆士蘭州以及公寓的設(shè)計(jì)中,裝配式住宅的采用越來越廣泛。而隨著預(yù)制技術(shù)的成熟以及預(yù)制的普及,在工業(yè)領(lǐng)域,裝配式建筑同樣有著潛在的發(fā)展空間。在省會(huì)城市,雖然人們不大接受用預(yù)制方式建造獨(dú)立住宅,但是,在公寓和公共住宅、醫(yī)院、以及其他工業(yè)建筑方面,隨著技術(shù)的不斷完善和創(chuàng)新,裝配式建筑在澳大利亞的應(yīng)用仍舊具有巨大的潛力。
4 日本
日本住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展過程也經(jīng)歷了準(zhǔn)備階段、發(fā)展階段和成熟三個(gè)階段。二戰(zhàn)后到二十世紀(jì)五十年代,是日本住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的準(zhǔn)備階段。二十世紀(jì)七十年代到八十年代,是日本住宅產(chǎn)業(yè)化的高速增長階段。日本政府出臺(tái)了系列法律和產(chǎn)業(yè)政策,例如《住宅建設(shè)規(guī)劃法》、《公營住宅法》等等,對(duì)促進(jìn)工業(yè)化住宅建設(shè)起到了至關(guān)重要的作用。日本政府從財(cái)政上提供政府補(bǔ)貼鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和革新,同時(shí)向采用先進(jìn)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)作業(yè)的企業(yè)提供優(yōu)惠貸款政策并減免相關(guān)稅金,這些政策與經(jīng)濟(jì)手段有力地推動(dòng)了住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。二十世紀(jì)八十年代中期之后,日本預(yù)制住宅組件的生產(chǎn)都采用了新材料和新技術(shù),工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組件在住宅產(chǎn)業(yè)中得到了最廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),九十年代,日本預(yù)制住宅的建設(shè)比例已經(jīng)超過了住宅建設(shè)總數(shù)的四分之一以上。日本的住宅產(chǎn)業(yè)在滿足日本民眾居住需求的同時(shí),也完成了自身規(guī)模化和結(jié)構(gòu)調(diào)整,進(jìn)入了成熟階段。
日本預(yù)制房屋的一個(gè)顯著特點(diǎn)是“規(guī)模定制住宅”,在規(guī)模生產(chǎn)組裝單元時(shí),客戶可以通過自我選擇實(shí)現(xiàn)其喜歡的特殊房屋功能組合。供應(yīng)商會(huì)給客戶提供清單,在清單上具體列出了多種不同類型的房屋、技術(shù)和組件選擇。這些組件選擇分成三類:結(jié)構(gòu)型、內(nèi)部和外部。因?yàn)樗薪M件都是標(biāo)準(zhǔn)化的,因此對(duì)于每個(gè)購房者來講他們對(duì)組件的組合都是特別的。制造商還提供了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定制設(shè)計(jì)。一旦滿足了客戶的需求,設(shè)計(jì)就最終定稿,然后制造商和客戶簽約。
日本預(yù)制住宅產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動(dòng)不是完全取決于建造業(yè)、絕對(duì)效率及質(zhì)量追加成本的降低。在過去的幾年,日本建筑師利用預(yù)制原理創(chuàng)造出優(yōu)美的功能性建筑和優(yōu)秀作品。另外,由于日本在汽車制造業(yè)的歷史,日本能夠?qū)?shù)控技術(shù)和材料技術(shù)應(yīng)用于建筑業(yè)。復(fù)合材料和技術(shù)也從其它行業(yè)轉(zhuǎn)移到建筑業(yè)中。建筑業(yè)開始將工廠機(jī)械化、結(jié)構(gòu)化、建筑系統(tǒng)一體化,而這種一體化趨勢(shì)一直在繼續(xù)。[3]
從日本在預(yù)制住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以看出,完善的工藝過程實(shí)現(xiàn)了日本在建筑業(yè)的進(jìn)步。值得注意的是法律的靈活性、對(duì)工藝的持續(xù)重視和對(duì)作品的自豪感,使得日本將其獨(dú)特的文化延續(xù)到預(yù)制業(yè)中,不僅提高了建筑工藝,還建造出了有質(zhì)量的建筑。
5 結(jié)語
從各國裝配式住宅的發(fā)展歷程中可以看出,它們的發(fā)展是基于住宅供應(yīng)不足的背景,初始為解決人居問題,后來隨著社會(huì)的發(fā)展,轉(zhuǎn)向集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、一體化,根本目的是發(fā)揮預(yù)制產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì),減少浪費(fèi),降低成本,提高效益,以人為本,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
現(xiàn)代建筑師正在嘗試將裝配式作為提供設(shè)計(jì)合理的、批量生產(chǎn)現(xiàn)代房屋的一種手段。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的簡約化,在建筑行業(yè),現(xiàn)代建筑能夠給人這樣的感覺,就是現(xiàn)代建筑的簡約化與成本節(jié)約環(huán)境保護(hù)相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念更適合裝配式建筑。看起來,住宅建筑市場(chǎng)正在接近這樣一個(gè)時(shí)刻,即文化、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件使得住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)生了變革。住宅消費(fèi)者想住更綠色住宅的需求在日益增加,這與日益增強(qiáng)的全球變暖、能源成本上升、以及消費(fèi)者擔(dān)心各種規(guī)范性的建設(shè)實(shí)踐所帶來的負(fù)面健康影響的意識(shí)相耦合,同時(shí)這也是消費(fèi)者需求本質(zhì)變化的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力。可見,綠色住宅是未來裝配式建筑發(fā)展的一種趨勢(shì)。
目前我國裝配式建筑應(yīng)用還不太廣泛,我們應(yīng)該抓住這個(gè)契機(jī),大力發(fā)展現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè),完善相關(guān)法律法規(guī)和政策標(biāo)準(zhǔn)體系,鼓勵(lì)和支持一定預(yù)制裝配率和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目開發(fā)建設(shè),并在確定項(xiàng)目規(guī)劃條件時(shí)給予積極支持,在項(xiàng)目土地出讓公告中予以明確。對(duì)政府投資的建設(shè)項(xiàng)目優(yōu)先采用裝配式建筑模式進(jìn)行建設(shè);對(duì)保障性住房建設(shè),要采用標(biāo)準(zhǔn)化裝配式建筑模式進(jìn)行建設(shè)。以地鐵、市政工程等標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)為目標(biāo),大力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制裝配式技術(shù)和產(chǎn)品在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中推廣應(yīng)用,建設(shè)一批標(biāo)準(zhǔn)化裝配式地下管廊、過街天橋,在道路建設(shè)中推廣應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化裝配式檢查井等裝配式建筑技術(shù),真正意義上實(shí)現(xiàn)綠色建筑和綠色生活。
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