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装配式建筑正在朝产业化、标准化

   

   

   

   

来源:人民论坛网


2016年1月16日,住建部发布《加强绿色建筑评价标识管理和备案工作的通知》,要求各地以推广绿色建筑为重要抓手,制定相应的激励政策与措施,大力引导和推动绿色建筑发展。2016年11月,国务院办公厅印发了《关于建立统一的绿色产品标准、认证、标识体系的意见》,2017年3月23日住房城乡建设部关于印发《“十三五”装配式建筑行动方案》、《装配式建筑示范城市管理办法》、《装配式建筑产业基地管理办法》,旨在健全、推进PC产业走向标准化、工业化、数字化。

十八大以来,中央提出了新型城镇化的发展方向,这是中国经济和社会新的发展战略。这一新战略的提出,标志着中国经济社会发展 方式将由高速发展向均衡发展转变,将由集中配置资源的方式向均衡 配置资源的方式转变,将由沿海化、中心城市化的方向朝着区域发展和城乡统筹的方向转变。这种趋势下,新型房屋产业面对的挑战与机遇并存。而在这样的背景下,能否抓住机遇,推进传统房地产行业转 型创新,积极发展新型房屋产业决定了地产行业的命运, 新型城镇 化就是进一步的推动空间、产业和人口的聚集能力,新型房屋产业最 重要的功能就是为城镇化中三个聚集制造有价值的空间。

目前国内进行工业化的企业有:万科、中新房、中建、远大住工等,都是基于自身经验和技术优势,往三个方面发展:一是技术输出,依靠技术服务能力与政府、大型房地产企业合作,建设现代PC构件工厂,如沈阳卫德研究院;二是与开发商合作推出定型产品,主要是低层建筑,形成标准化、系列化的房屋产品,如2~3层的别墅产品、私人自住楼房,在全国建立连锁制造和营销机构,主要面对先富阶层和新农村建设的自建住房市场,三是为客户提供定制生产服务,如企业办公楼、宿舍、厂房以及市政工程等预制构件产品接单生产。其中万科是开发商角色,是整合资源;中新房、远大、宇辉都在用EPC模式,即自行设计、自行生产、自行安装后销售成品房,做到了“像造汽车一样的造房子”。

应该认识到:我国目前的住宅产业化水平与国外差距还较大,要迎头赶上还要有一个过程,引进国外住宅产业的先进发展模式,在国内需要有消化吸收和适应性的问题,从国内住宅消费习惯出发,按照“工厂化——产业化(工业化)——现代化”的发展模式,攻破技术难关,建筑方法,努力寻求适合国内住宅产业发展的道路,依靠技术和科技进步为房地产整条产业链挖掘新的价值。

如上海装配式建筑进入强制阶段,走在国家前列,自上世纪90年代中期以来,上海从住宅产业化入手,探索推进本地装配式建筑的发展,在经历了1996-2000年的试点探索期、2001-2013年的试点推进期、2014-2015年的面上推广期后,2016年进入全面强制阶段,走在了国家前列,目前上海新建建筑的预制率已经不小于40%,遥遥领先其他省市。

2017年开年,上海又发布了“采用减震、隔震技术的装配式结构体系或其他新型装配式混合结构体系”等13项装配式建筑示范项目创新技术,成为首个将装配式建筑技术规范化的城市。

全方面的政策支持使得上海市装配式建筑取得了很大的进展,目前上海市装配式建筑已步入发展快车道。根据前瞻产业研究院发布的《2017-2022年中国装配式建筑行业市场前瞻与投资规划深度分析报告》数据显示,2016年上海共落实装配式建筑1620万平方米(2013年之前累计110万平方米, 2014年、2015年分别为312万平方米、610万平方米,连续3年翻番),累计落实装配式建筑总量达到2808万平方米。

以上海为例,按照“区域统筹、相对集中”的原则,针对不同类型、达到一定规模的建设项目提出了装配式建筑落实要求,采取“两个强制比率”和“建筑规模”双控,增加了项目落地的可操作性。“两个强制比率”(装配式建筑面积比率和新建装配式建筑单体项目的预制装配率)的发展目标。即2015年在供地面积总量中落实装配式建筑的建筑面积比例不少于50%;2016年外环线以内符合条件的新建民用建筑全部采用装配式建筑,外环线以外超过50%;2017年起外环以外在50%基础上逐年增加。

作为指导装配式建筑十三五发展的纲领性文件,《上海市装配式建筑2016—2020年发展规划》明确提出了十三五期间上海装配式建筑发展的指导思想、发展目标和对策措施,为未来五年上海发展建筑工业化指明了方向。

“十三五”期间,各省、市将以政府引领,市场主导;产业联动、品质提升;科技先导、创新转型为原则。重点以统筹规划加强顶层设计、完善标准体系、推动建设模式创新、提升建筑质量与监管水平等方面,全面推进区域地装配式建筑发展。希望通过未来五年的努力,建立适应地域特点的装配式建筑制度体系、技术体系、生产体系和监管体系,形成适应装配式建筑发展的市场机制和发展环境。

到2020年,装配式建筑将成为各地区主要建设模式之一,建筑品质将全面提升,节能减排、绿色发展成效明显,创新能力大幅提升,将形成较为完善的装配式建筑产业体系。

PC构件技术成熟

站在历史坐标系上,七八十年代大量的PC建筑被证明是“短命”的,留下大量后遗症,许多成了危房,需要加固、改造和拆除。有些PC结构已经十分破旧,外墙板开裂脱落、楼梯与墙有裂缝、阳台梁板混凝土保护层剥落、栏杆断裂。

质量方面,国内PC建筑无法克服 “连接差、接缝渗漏、保温性低”等通病。

但这些不是PC本身的错,而是其他外在因素的作用,如缺乏工匠精神,粗制滥造。日本德国法国的PC技术基本上不存在这些问题,可以说,国际上PC技术已相当成熟。

PC建筑要做好,需要从商业模式、技术路线、管理手段上进行创新和完善。

PC结构有如下优势:

1.抗震性能高

PC结构计算主要按照每个构件本身的承载力进行,通过适当方式连接成整体。节点、接缝压力通过后浇混凝土或灌浆或座浆直接传递;拉力由连接筋、预埋件焊接件传递。当预制混凝土接缝界面的粘结强度高于构件本身混凝土抗拉、抗剪强度时,可视为等同于现浇混凝土。

连接部位根据变形的方向和大小可做成滑动、铰接或者固支(装配式很难做成刚接)。当出现地震等灾害的时候,PC结构主要通过节点处的应变来消除应力,不至于让应力在结构内部持续传递,防止结构连续倒塌。

2.工厂化生产

PC构件工厂化生产,可以采用干硬性混凝土、挤压成型、高频振捣、高温养护、离心成型等工艺,混凝土的抗压强度可以轻松做到80MPa以上。而现场现浇结构限于条件,很难做到。同时,由于工艺不同,在不增加成本的前提下很容易做成“清水混凝土”和“装饰混凝土”,以减少后续粉饰和装修的成本。PC构件由于规模式自动化流水作业生产,其成品生产成本递减。

3.PC构件产品化

过去的装配式结构房屋在我国技术、材料水平落后的情况下,片面追求高预制率,“为了预制而预制”,导致房屋整体性能下降,特别是结构抗震性能的下降,成为这种房屋的致命弱点;采用现代预制PC工法的装配整体式结构房屋,是在保证房屋整体性能的前提下,采取部分预制的策略,“有选择性的确定预制范围”原则,例如剪力墙、框架柱等承担水平作用较大的主要垂直承重结构构件,均采用现场浇筑的方法,其余非承重构件或非主要结构承重构件考虑预制,或者采用预制叠合的方法,这样一来首先保证了结构的受力性能,其次预制构件之间以及与承重结构构件之间采用现场浇筑的方式连接,不存在缝隙,因而减少了防水隔音方面的后患,同时有利于消除构件制作安装的误差,提高建筑的整体质量,虽然这样做预制率有所下降,但是现浇部分可以采用工具式定型模板进行施工,效率高、质量好,也一样达到了效果,这种施工工法更加合理。

4、构件的质量精度不同。

70年代装配大板房盛行的时期,我国的经济水平、技术条件、装备水平均比较落后,对质量水平的要求不高,构件质量相对较低;目前我国的材料和装备水平已经发展到一定的高度,利用现代的加工设备进行模具制造已经成为现实,因此可以保证模具的精度很高,构件尺寸误差可控制在几个毫米之内,构件质量水平远高于国家的建筑工程质量验收标准。

5、适用范围不同。

现代的装配整体式PC结构,受力性能等同于现浇结构,可以广泛适用于取代传统的砖混结构、框架结构、剪力墙结构,是全能型的工法;因此,建筑设计时可以基本沿用现行的设计规范,只是由于施工工法的改进,可以提高房屋质量、加快建设进度、节约建筑材料从而降低施工成本。

(二)、装配整体式PC工法的技术优势

1、核心关键技术——“混凝土水洗面技术”,在国内具有优势。新旧混凝土的连接构造是现场施工的一个难点,预制构件与新浇筑混凝土之间的连接难度更大,要求预制构件连接部位表面必须是露出毛碴,这成为预制PC与现浇混凝土能否连接位整体的关键,技术落后的方法一般用人工凿毛,这会对构件形成“隐伤”,目前普遍采用的方法是在混凝土凝固前,将连接部位表面“扫毛”,新的预制构件连接部位可以做到粗骨料外露一半,我们称为“水洗面”,并且不扰动构件混凝土,确保连接可靠。

根据设计和施工需要,可以在构件任意表面制作水洗面或者扫毛面,原则上结构连接部位必须是水洗面,骨料外露1/3~1/2,才可以保证新旧混凝土相互咬合形成整体,扫毛面只可以用作装饰面层连接使用,“混凝土水洗面处理技术”除了可以用于预制构件表面处理以外,也可用于现浇“施工缝连接”和“结构后浇带”表面处理,“水洗面”是了不起的和进步,这项技术可以充分保证质量、节省人力、降低造价,为社会更大的价值。

2、特殊的防震技术和产品。

“房屋安全带保命装置”是在建筑抗震技术中,为了防止倒塌造成大量人员伤亡而发明的一套“房屋被动安全系统”,技术简单易操作、经济适用,运用于PC建筑可以确保房屋在破坏时形成三角空间,减少人员伤亡,也可运用于所有常规的其他结构形式。为了提高建设速度,适应预制PC快速安装的工法,需要用到一些非常规的配套部品和专用工具,例如:圆形开关插座,可以使用机械钻头进行施工,操作简单,省工省时又美观(,国产的预制墙体专用斜撑杆,构造合理,质量可靠,价格只有国外进口产品的1/3左右。

3、全系统的思维方式:预制PC设计、生产制造、安装施工技术。

目前国内外对预制PC技术的运用,在建筑设计、模具、构件生产、现场施工安装等多个环节都是独立分散的、不成系统的,设计单位、制造厂商、施工单位都只对自己的业务领域相对熟悉,对其他领域的知识和经验很少,能够全面系统掌握预制PC建筑的设计、制造、安装技术的公司为数不多,这就限制了预制PC技术在装配整体式建筑中的发展和应用。为了适应国内市场的需要,在国外生产制造PC构件的经验基础之上,结合国内技术规范做了大量技术研发和改进,使预制PC技术更加适应国内的建筑设计规范,并进行了实体工艺研究,广泛融合“四新”和节能环保技术,目前在国内已经具备了PC建筑设计、构件拆解、模具设计制造、构件安装施工等关键技术推广的条件,能够提供PC技术在砖混、框架、框剪结构以及钢结构中的系列解决方案。

(三)、机械化生产加工工艺

生产全部采用自动柔性流水线,生产效率提升35倍,能够生产墙板、楼板、梁、楼梯、柱、凸窗、阳台、空调板、夹心保温板等各类预制构件,满足市场需求。工艺流程严禁完善,依次为钢台车、模具清理—模具组装、尺寸检查—涂抹脱模剂—安装预埋预留—摆放、剪切钢筋网—再次检查模具外形、预埋—按理论方量浇混凝土—振捣混凝土—表面处理(抹光、拉毛)—立体养护—脱模—存放、后期养护。

涵盖了技术平台、制造平台、工程平台、供应链平台和管理平台的全产业链以共推建筑产业现代化的发展。技术平台拥有甲级建筑设计院、工艺研究院、设备工装模具研究院、数字化实验室和工程材料实验室。制造平台使用全自动柔性流水线生产PC构件,且避免了手工生产的质量不可控及生产周期长的问题。工程平台有一级资质的建筑总包负责技术研发、样板工程实施并输出工程技术和管理,以确保现场的工期可控。供应链平台集中战略采购、统一物流配送确保用材质量、控制成本。管理平台通过建筑工业化大数据平台,实现建筑全流程的自动化管理。


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