装配式建筑的历史发展,你了解多少?

2019-12-07   栋梁建筑工程设计

由预制部品部件在工地装配而成的建筑,称为装配式建筑。按预制构件的形式和施工方法分为砌块建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升层建筑等五种类型。




装配式建筑可以简单地理解为:把建筑的各个部分在现场进行直接组装而成的建筑。

一栋建筑,大到上海中心、哈利法塔,小到自家祖上传下来的两层小楼,其最基本的组成部件无非是:基础、柱、梁、楼板、楼梯等几个主要部分。要实现建筑各构件的现场组装,前提条件是这些构件必须提前在工厂生产好,简称预制。所以很多时候,装配式建筑又被称作为预制建筑或者建筑工业化。




装配式建筑的历史

建国初期,在前苏联帮助下,掀起了一个大规模工业化建设高潮。从前苏联搬、抄了单层工业厂房体系。在这个年代构件的预制生产大多是在工程现场,且多为非预应力构件,技术水平不高,质量也不稳定。

1950s,新中国首次提出了建筑工业化的口号,当时建筑工业化的主要内容就是指构件的工业化生产。经过十年建设,我国国民经济不仅恢复、而且有了较大发展,也在此期间,我国在苏联帮助下,在清华大学、原南京工学院、同济大学、天津大学和哈尔滨建筑工程学院等高等院校,专门设立了混凝土制品构件本科专业。

1960s,工业建筑的主要构件已是工厂化集中生产,构件质量明显提高;特别是预应力技术在钢筋混凝土预制构件企业得到推广应用,不但节省了原材料,还提高了构件的性能。

1970s~1980s,国民经济的高速发展, 促成了我国装配式钢筋混凝土建筑、部分装配式混合建筑和构件预制生产,获得空前的发展机遇,达到了行业一个辉煌的峰值。但在构件类型和生产原理方面并没有重大突破。

1990s,进入九十年代后,由于部分装配式建筑自身有许多问题,主要可用“热、裂、漏“来概括,和现浇结构相比,这些问题更显突出。于是现浇结构几乎全部替代了装配式结构。

1959年,12层的北京民族饭店首次采用预制装配式框架-剪力墙结构

装配式建筑的优势

保证工程质量。传统的现场施工受限于工人素质参差不齐,质量事故时有发生。而装配式建筑构件在预制工厂生产,生产过程中可对温度、湿度等条件进行控制,构件的质量更容易得到保证。




降低安全隐患。传统施工大部分是在露天作业、高空作业,存在极大的安全隐患。装配式建筑的构件运输到现场后,由专业安装队伍严格遵循流程进行装配,大大提高了工程质量并降低了安全隐患。

提高生产效率。装配式建筑的构件由预制工厂批量采用钢模生产,减少脚手架和模板数量,因此生产成本相对较低,尤其是生产形式较复杂的构件时,优势更为明显; 同时省掉了相应的施工流程,大大提高了时间利用率。




降低人力成本。目前我国建筑行业劳动力不足、技术人员缺乏、工人整体年龄偏大、成本攀升,导致传统施工方式难以为继。装配式建筑由于采用预制工厂施工,现场装配施工,机械化程度高,减少现场施工及管理人员数量近10 倍。节省了可观的人工费,提高了劳动生产率。

节能环保,减少污染。装配式建筑循环经济特征显著,由于采用的钢模板可循环使用,节省了大量脚手架和模板作业,节约了木材资源。此外,由于构件在工厂生产,现场湿作业少,大大减少了噪音。

装配式建筑的前景

李克强总理在《政府工作报告》中进一步强调,大力发展钢结构和装配式建筑,加快标准化建设,提高建筑技术水平和工程质量。

第一是从闭锁的体系向开放式体系发展,统一的模数装配式生产、模块化装配。

第二个是从湿体系向干体系发展,但是湿体系的连接部分性能更好,所以湿体系还是有前景的,但是干体系的装配率更高,所以这两个是有不同的,在地震频繁地区主要采用湿体系。在建筑密度比较低,地震设防比较低的地方,干体系优势明显。

第三个就是装配式住宅的内部集材化开始发展。不仅是各个部件,而且包括整个建筑分成几个模块,这种模块生产已经出了非常好的成果。

第四个就是信息化管理。

第五个就是结构设计方面更趋多模式发展。目前已有技术可把百年的框架和易损的零部件或者根据人的爱好、建筑的多样性直接进行匹配。




装配式建筑发展不可限量

国务院参事仇保兴指出:

我们发展装配式建筑主要的对策包括:

第一 有关的本土企业加大投入,加强研发。

第二 尽可能有一个大家普遍采用的G5软件;

第三 新结构新部件的节能和研发。




我们应在如下几个方面加强研究和应用:

第一是应该大量地来研发新的建材在装配式建筑中的应用,例如要学美国的模式关键的部件采用磷酸盐水泥。

第二是研发新的复合结构,把钢、木、PC混合结构组合在一起。

第三是新技术如BIM、VR等都可以做到国家安全和信息管理的畅通。

第四是新工艺应用,我们不提倡建筑打印,但是可以局部打印。

第五是新的组件和建筑全生命周期怎么结合。

第六是具有良好的抗震性能。”

随着装配式建筑的大力推广,预制构件产量越来越大,标准化率大幅提升,生产企业内部资源发挥充分的效用,规模化效应逐步显现,叠加劳动力成本的快速攀升,装配式建造模式成本将快速下降,未来会远远低于传统现浇建筑模式。

基于我国装配式建筑发展基础大、市场大的先天优势,再加上一带一路政策的推动,我国装配式迈入新的发展期。