基本內容
以工業化的方式重新組織建築業是提高勞動效率、提升建築質量的重要方式,也是我國未來建築業的發展方向。建築工業化的基本內容是:採用先進、適用的技術、工藝和裝備科學合理地組織施工,發展施工專業化,提高機械化水平,減少繁重,複雜的手工勞動和濕作業;發展建築構配件、製品、設備生產並形成適度的規模經營,為建築市場提供各類建築使用的系列化的通用建築構配件和製品;制定統一的建築模數和重要的基礎標準(模數協調、公差與配合、合理建築參數、連線等),合理解決標準化和多樣化的關係,建立和完善產品標準、工藝標準、企業管理標準、工法等,不斷提高建築標準化水平;採用現代管理方法和手段,最佳化資源配置,實行科學的組織和管理,培育和發展技術市場和信息管理系統,適應發展社會主義市場經濟的需要。
特徵
一、設計和施工的系統性。在實現一項工程的每一個階段,從市場分析到工程交工都必須按計畫進行。
二、施工過程和施工生產的重複性。構配件生產的重複性只有當構配件能夠適用於不同規模的建築、不同使用目的和環境才有可能。構配件如果要進行批量生產就必須具有一種規定的形式,即定型化。
三、建築構配件生產的批量化。沒有任何一種確定的工業化結構能夠適用於所有的建築營造需求,因此,建築工業化必須提供一系列能夠組成各種不同建築類型的構配件。
特點
傳統建築生產方式,是將設計與建造環節分開,設計環節僅從目標建築體及結構的設計角度出發,而後將所需建材運送至目的地,進行露天施工,完工交底驗收的方式;而建築工業化生產方式,是設計施工一體化的生產方式,標準化的設計,至構配件的工廠化生產,再進行現場裝配的過程。
根據對比可以發現傳統方式中設計與建造分離,設計階段完成藍圖、擴初至施工圖交底即目標完成,實際建造過程中的施工規範、施工技術等均不在設計方案之列。建築工業化顛復傳統建築生產方式,最大特點是體現全生命周期的理念,將設計施工環節一體化,設計環節成為關鍵,該環節不僅是設計藍圖至施工圖的過程,而需要將構配件標準、建造階段的配套技術、建造規範等都納入設計方案中,從而設計方案作為構配件生產標準及施工裝配的指導檔案。除此之外,PC構件生產工藝也是關鍵,在PC構件生產過程中需要考慮到諸如模具設計及安裝、混凝土配比等因素。與傳統建築生產方式相比,建築工業化具有不可比擬的優勢。
提升工程建設效率。建築工業化採取設計施工一體化生產方式,從建築方案的設計開始,建築物的設計就遵循一定的標準,如建築物及其構配件的標準化與材料的定型化等,為大規模重複製造與施工,打下基礎。遵循工藝設計及深化設計
標準,構配件可以實現工廠化的批量生產,及後續短暫的現場裝配過程,建造過程大部分時間是在工廠採用機械化手段、一定技術工人操作完成。
與傳統的現場混凝土澆築、缺乏培訓的低素質勞務工人手工作業對比,建築工業化將極大提升工程的建設效率。據資料顯示,發達經濟體預製裝配建造方式與現場手工方式相比節約工期可達30%以上。
措施
建築工業化,首先應從設計開始,從結構入手,建立新型結構體系,包括鋼結構體系、預製裝配式結構體系,要讓大部分的建築構件,包括成品、半成品,實行工廠化作業。一是要建立新型結構體系,減少施工現場作業。多層建築應由傳統的磚混結構向預製框架結構發展;高層及小高層建築應由框架向剪力牆或鋼結構方向發展;施工上應從現場澆築向預製構件、裝配式方向發展;建築構件、成品、半成品以後場化、工廠化生產製作為主。二是要加快施工新技術的研發力度,主要是在模板、支撐及腳手架施工方向有所創新,減少施工現場的濕作業。在清水混凝土施工、新型模板支撐和懸挑腳手架有所突破;在新型圍護結構體系上,大力發展和套用新型牆體材料。三是要加快“四新”成果的推廣套用力度,減少施工現場手工操作。在積極推廣建設部十項新技術的基礎上,加快這十項新技術的轉化和提升力度,其中包括提高部品件的裝配化、施工的機械化能力。
在新型結構體系中,應儘快推廣建設鋼結構建築,套用預製混凝土裝配式結構建築,研發複合木結構建築。在我國,進行鋼結構建設的時機已比較成熟,我國已連續8年世界鋼產量第一,一批鋼結構建築已陸續建成,相應的設計標準、施工質量驗收規範已出台;同時,鋼結構以其施工速度快、抗震性能好、結構安全度高等特點,在建築中套用的優勢日顯突出;鋼結構使用面積比鋼筋混凝土結構增加面積4%以上,工期大大縮短;在工程建設中採用鋼結構技術有利於建築工業化生產,促進冶金、建材、裝飾等行業的發展,促進防火、防腐、保溫、牆材和整體廚衛產品與技術的提高,況且鋼結構可以回收,再利用,節能、環保,符合國民經濟可持續發展的要求。
預製裝配式結構應積極提倡。基本上所有的混凝土結構都是現場澆築的,不僅污染環境,製造噪聲,還增加了工人的勞動強度,又難以保證工程質量。南京大地建築公司從法國引進的預製裝配式結構體系(簡稱“世構體系”),是採用預製鋼筋混凝土柱,預製預應力混凝土梁、板,通過鋼筋混凝土後澆部分將梁、板、柱及節點連成整體的框架結構體系。具有減少構件截面,減輕結構自重,便於工廠化作業、施工速度快等優點,是替代磚混結構的一種新型多層裝配式結構體系。該結構體系已在南京多個工程中套用,效果明顯。
複合木結構應儘快研發。複合木結構不僅適用於大跨度的建築中,還可適用於廣大村鎮建築和二至三層的別墅中。應該說,與混凝土結構不同,複合木結構作為今後新型結構形式之一,極具有人性化和環保的特點。針對楊樹快速生長和再生的特點,應著力開發楊樹木材的深加工技術,包括木材的處理、複合、成型等,製作成建築用的柱、梁、板等構件,並使其具有防蟲、防火、易組合的能力。大量使用複合木結構,可減少對鋼材、水泥、石子等建材的需求,這對資源是一種保護;同時,也為廣大種植楊樹的農民提供了一個優越的市場,不僅提升了楊樹的使用價值,而且還為廣大農民脫貧致富尋找到一個新途徑。可謂是一舉多得。可以預見,複合木結構的潛在能量將隨著技術的成熟日益顯現出來,必將會對我國的建築業帶來一場革命。
建築方式
工業化建造方式是指採用標準化的構件,並用通用的大型工具(如定型鋼板)進行生產和施工的方式。根據住宅構件生產地點的不同,工業化建造方式可分為工廠化建造和現場建造兩種。
工廠化建造
工廠化建造是指採用構配件定型生產的裝配施工方式,即按照統一標準定型設計,在工廠內成批生產各種構件,然後運到工地,在現場以機械化的方法裝配成房屋的施工方式。採用這種方式建造的住宅可以被稱為預製裝配式住宅,主要有大型砌塊住宅、大型壁板住宅、框架輕板住宅、模組化住宅等類型。預製裝配式住宅的主要優點是:構件工廠生產效率高,質量好,受季節影響小,現場安裝的施工速度快。缺點是:需以各種材料、構件生產基地為基礎,一次投資很大;構件定型後靈活性小,處理不當易使住宅建築單調、呆板;結構整體性和穩定性較差,抗震性不佳。日本為克服預製裝配式住宅抗震性差的缺點,在預製混凝土構件連線時採用節點現澆的方式,以加強其整體的強度和結構的穩定性,取得了很好的效果。這類結構被稱為預製混凝土結構(PC),目前我國的萬科公司正在進行相關的試驗和改進。長沙遠大住宅工業有限公司已經則已經運用國際最先進的PC構件進行工業化住宅生產。
現場建造
現場建造是指直接在現場生產構件,生產的同時就組裝起來,生產與裝配過程合二為一,但是在整個過程中仍然採用工廠內通用的大型工具和生產管理標準。根據所採用工具模板類型的不同,現場建造的工業化住宅主要有大模板住宅、滑升模板住宅和隧道模板住宅等。採用工具式模板在現場以高度機械化的方法施工,取代了繁重的手工勞動,與預製裝配方式相比它的優點是:一次性投資少,對環境適應性強,建築形式多樣,結構整體性強。缺點是:現場用工量比預製裝配式大,所用模板較多,施工容易受季節的影響。
發展
歷史
1900年,美國創製了一套能生產較大的標準鋼筋混凝土空心預製樓板的機器,並用這套機器製造的標準構建組裝房屋,實現了建築工業化。工業化建築體系是從建造大量的建築如學校、住宅、廠房等開始的。建築工業化明顯加快了建設速度,降低了工人的勞動強度,並使效益大幅度提高。但建築物容易單調一致,缺乏變化。為此,工業化建築體系發展將房屋分成結構和裝修兩部分,結構部分用工業化建築手段組成較大的空間,再按照不同的使用要求,用裝修手段,靈活組織內部空間,以使建築物呈現出不同的面目和功能,滿足各種不同的要求。
現狀及前景
建築工業化是我國建築業的發展方向。隨著建築業體制改革的不斷深化和建築規模的持續擴大,建築業發展較快,物質技術基礎顯著增強,但從整體看,勞動生產率提高幅度不大,質量問題較多,整體技術進步緩慢。為確保各類建築最終產品特別是住宅建築的質量和功能,最佳化產業結構,加快建設速度,改善勞動條件,大幅度提高勞動生產率,使建築業儘快走上質量效益型道路,成為國民經濟的支柱產業。我們主要吸取我國幾十年來發展建築工業化的歷史經驗,以及國外的有益經驗和作法;考慮我國建築業技術發展現狀、地區間的差距,以及勞動力資源豐富的特點;適應發展建築市場和繼續深化建築業體制改革的要求;重點是房屋建築,特別是量大面廣、對提高人民居住水平直接相關的住宅建築。