前言
装配式建筑是以构件工厂预制化生产,现场装配式安装为模式,以标准化设计、工厂化生产、装配化施工,一体化装修和信息化管理为特征,整合从研发设计、生产制造、现场装配等各个业务领域,实现建筑产品节能、环保、全周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式。
装配一词最早使用于机械领域,指将零件按规定的技术要求组装起来,并经过调试、检验使之成为合格产品的过程。简单地讲就是把零部件组装成一个整体的过程。
沿用到建筑领域,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。
预制混凝土柱
预制混凝土梁
预制楼梯
当然,一栋建筑远不止这么简单。梁、板、柱等只是建筑的结构部分,相当于一个人的骨骼。一栋功能完整的建筑还离不开外围护系统(皮肤);设备管线系统(血液)等等。所以装配式建筑也并不仅仅涉及结构的装配,还涉及到其他相当多专业的装配或者配合问题,是一个非常复杂而系统的工程。
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。该体系中的柱、吊车梁、人字形屋架和薄腹屋面梁、槽型屋面板、天沟板和槽,均采用预制生产,围护结构多为砖砌体。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。值得一提的是:以高强钢丝和钢绞线为代表的高效预应力钢材,在预应力混凝土构件生产中开始得到推广应用。
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
现阶段装配式技术相比之前取得了明显的进步,主要体现在以下几个方面。
设计概念的的进步
材料及施工机具的进步
实现设计技术和施工技术的进步
装配式建筑的优势
· 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。
装配式建筑的分类
从结构材料分类,装配式建筑大体可以分为:装配式混凝土体系(PC)、装配式钢结构体系、装配式木结构体系。
1.装配式混凝土
常见的装配式混凝土体系:
装配式混凝土-双面叠合板式剪力墙体系
装配式混凝土-框架体系
装配式混凝土-提拔体系
2.装配式钢结构
常见的装配式钢结构体系
装配式钢结构-框架体系
装配式钢结构-低层冷弯薄壁型体系
装配式钢结构-分层装配式结构体系
3.装配式木结构
日本木结构高层
加拿大木结构别墅
江苏园博会
装配式建筑的发展瓶颈
先期成本提高的瓶颈
行业管理体制的瓶颈
建筑企业管理运行机制的瓶颈
生产活动过程中利益链的瓶颈
装配式建筑的成本
装配式混凝(PC)土建筑
目前装配式混凝土建筑的建筑成本是高于传统建筑,主要原因如下:
1.上下游供应商资源不足,未形成市场竞争
2.设计标准化程度不高,未体现出规模化效应
3. 钢筋及混凝土用量增加:
装配式混凝土建筑的成本分析
装配式建筑成本-时间曲线