引 言
建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一,其發(fā)展模式和質(zhì)量直接影響著社會的可持續(xù)發(fā)展和人民的生活質(zhì)量。然而,傳統(tǒng)建筑業(yè)“高能耗、高排放、低效率”的粗放型發(fā)展模式已難以為繼,轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新驅(qū)動成為建筑業(yè)新時期發(fā)展的必然要求。近年來,我國政府高度重視建筑工業(yè)化的推進工作,制定了一系列的政策,旨在通過明確的目標導向促進建筑行業(yè)進步,實現(xiàn)建筑領(lǐng)域向工業(yè)化、智能化、綠色化的轉(zhuǎn)型,建設(shè)既符合節(jié)能環(huán)保要求,又能滿足人民生活需求的高品質(zhì)建筑產(chǎn)品。2016年9月27日,國務院辦公廳印發(fā)《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》[1],這標志著以裝配式建筑為代表的新型建筑工業(yè)化開始快速推進;2020年7月3日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等十三部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》[2],明確提出了推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導思想、基本原則、發(fā)展目標、重點任務和保障措施;2020年8月28日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門發(fā)布《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》[3],是今后一個時期指導新型建筑工業(yè)化發(fā)展、提高建造水平和建筑品質(zhì)、帶動建筑業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級的重要文件。
隨著我國新型建筑工業(yè)化進程的加快,建造水平及建筑質(zhì)量有了顯著提升[4],但仍面臨諸多挑戰(zhàn),本文旨在深入探討我國為什么要發(fā)展建筑工業(yè)化、面臨的挑戰(zhàn)以及如何發(fā)展建筑工業(yè)化,提出具有前瞻性和可操作性的發(fā)展戰(zhàn)略建議,為推動我國建筑工業(yè)化的快速發(fā)展提供有力支持。
01 為什么要發(fā)展建筑工業(yè)化
1.1響應中國式現(xiàn)代化建設(shè)的內(nèi)在要求
建筑業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展是中國式現(xiàn)代化的重要內(nèi)容之一,在快速發(fā)展的新時代背景下,建筑業(yè)應緊跟時代步伐,積極響應現(xiàn)代化號召,堅定不移地走好中國式現(xiàn)代化道路。建筑工業(yè)化能夠為老百姓提供更加高效、環(huán)保、質(zhì)優(yōu)的建筑產(chǎn)品,通過工業(yè)化的建造方式,大幅提升建筑質(zhì)量與施工效率,同時降低對資源與能源的消耗。此外,它還能促進建筑業(yè)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)調(diào)整與技術(shù)升級,推動行業(yè)向更高水平、更可持續(xù)的方向發(fā)展。因此,發(fā)展建筑工業(yè)化不僅符合中國式現(xiàn)代化建設(shè)對質(zhì)量和效率的追求,也體現(xiàn)了對環(huán)境和資源保護的重視,是實現(xiàn)經(jīng)濟社會和諧發(fā)展的重要途徑。
1.2建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要途徑
傳統(tǒng)建造方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會發(fā)展對高效、綠色和低碳的要求,對實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了重大阻礙。隨著全球氣候變化的嚴峻挑戰(zhàn),實現(xiàn)碳達峰與碳中和已成為國際社會共識,我國也提出了“3060”雙碳目標。作為能源消耗與碳排放的重要領(lǐng)域之一,建筑業(yè)在推動綠色轉(zhuǎn)型中扮演著關(guān)鍵角色。在此背景下,建筑工業(yè)化作為一種先進的生產(chǎn)方式,逐漸成為推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要路徑,不僅能夠提升生產(chǎn)效率與工程質(zhì)量,還能顯著降低能源消耗與碳排放,為實現(xiàn)“雙碳”目標提供有力支撐。
1.3支撐建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心動力
建筑工業(yè)化作為支撐建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心驅(qū)動力,通過將建筑構(gòu)件的生產(chǎn)從傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場轉(zhuǎn)移至工廠環(huán)境,其自動化、智能化生產(chǎn)方式顯著提升了建筑構(gòu)件的精度和質(zhì)量,減少了材料浪費,并且提升了生產(chǎn)效率;其現(xiàn)場機械化、裝配化施工技術(shù),不僅降低了環(huán)境污染和資源消耗,提高了施工效率,還保證了建筑的整體品質(zhì)和安全性。通過建筑工業(yè)化解決傳統(tǒng)粗放式建造模式帶來的質(zhì)量隱患和跑冒滴漏等各種問題,讓老百姓住上更安心更踏實的好房子,獲得體驗感、幸福感和安全感,以滿足人民群眾對美好生活的向往。
1.4催生建筑業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的創(chuàng)新引擎
建筑業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力以科技創(chuàng)新為核心驅(qū)動力,依托工業(yè)化建造、智能建造和綠色建造等新型技術(shù)手段,展現(xiàn)出高科技、高效率和高質(zhì)量的特點,其關(guān)鍵要素包括:更高素質(zhì)的勞動者、更高技術(shù)含量的勞動資料和更廣范圍的勞動對象,它是提升工程品質(zhì)與性能,推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的先進生產(chǎn)力質(zhì)態(tài)[5],發(fā)展建筑工業(yè)化是催生建筑業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的創(chuàng)新引擎,通過提升勞動者的技能水平、研發(fā)先進技術(shù)裝備、擴大業(yè)務領(lǐng)域,為建筑業(yè)注入創(chuàng)新活力與發(fā)展動力,不僅提高建筑業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平,還可以推動新材料、新技術(shù)和新模式的應用,促進建筑業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和轉(zhuǎn)型。
02 發(fā)展建筑工業(yè)化面臨的挑戰(zhàn)
2.1擔心裝配式結(jié)構(gòu)的安全性
裝配式建筑的結(jié)構(gòu)安全性一直是社會各界關(guān)注的焦點,一些人認為裝配式結(jié)構(gòu)抗震能力不足、灌漿套筒安全性不夠。例如:套筒灌漿過程中出現(xiàn)灌漿不飽滿、灌漿孔堵塞等問題;施工過程中由于構(gòu)件尺寸偏差、安裝精度不足等原因,導致構(gòu)件安裝不到位等問題;接縫部位的防水措施不到位,導致滲漏的問題。但這些問題大多可歸因于施工管理不善、操作技術(shù)不規(guī)范及質(zhì)量控制不嚴等工程管理層面的問題,而非工程技術(shù)問題。
2.2裝配式建筑成本居高不下
裝配式建筑仍面臨成本較高的挑戰(zhàn),研究表明采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的土建工程造價比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)高10%~20%,在一定程度上阻滯了裝配式建筑的推廣和發(fā)展[6]。造成裝配式建筑成本高的主要原因如下:①設(shè)計與生產(chǎn)施工脫節(jié)[7],設(shè)計的構(gòu)件不利于工廠[5]加工生產(chǎn)、不利于現(xiàn)場施工裝配,造成成本增加;②一些項目仍沿用現(xiàn)澆建筑的設(shè)計思路,未能充分體現(xiàn)裝配式建筑的精髓與優(yōu)勢,僅僅是通過簡單地拆分構(gòu)件來實現(xiàn)預制裝配,產(chǎn)生大量非標準化的構(gòu)件,導致模具攤銷成本大,生產(chǎn)效率低、成本高;③疊合板采用四面出筋+拼縫后澆帶連接的方式,現(xiàn)場需要搭設(shè)大量的腳手架和模板,施工效率低下,且質(zhì)量難以保證,增加了施工成本[5];④設(shè)計的豎向構(gòu)件尺寸小,拼縫數(shù)量多,現(xiàn)澆與預制工法并存,施工工序繁瑣,吊裝頻次高、效率低、經(jīng)濟性不好;⑤構(gòu)件預留鋼筋直徑小、間距密,不利于生產(chǎn)安裝,增加成本;⑥外墻與門窗未能在工廠階段實現(xiàn)一體化預制,而是在現(xiàn)場墻板安裝好之后再進行門窗的安裝,質(zhì)量控制更難、安裝成本更高;⑦片面追求裝配率和預制率,把一些不適于預制的構(gòu)件也拆分預制,造成生產(chǎn)、施工復雜,增加成本。
2.3工廠生產(chǎn)的自動化水平低
構(gòu)件在工廠生產(chǎn)過程中的批量化、自動化與智能化水平仍有待提升,主要存在以下幾個方面的挑戰(zhàn):①生產(chǎn)過程中還存在大量的人工干預、手工作業(yè),導致生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)成本增加;②從信息錄入、讀取到加工、搬運、存儲的各個環(huán)節(jié),自動化與機械化技術(shù)的應用仍顯不足,制約了生產(chǎn)效率的提升;③由于數(shù)據(jù)格式的不統(tǒng)一,生產(chǎn)設(shè)備的可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)無法直接識別建筑信息模型(BIM)設(shè)計信息的數(shù)據(jù)格式,必須經(jīng)過人工整理和匯總后才能用于生產(chǎn),這不僅消耗了大量的人力資源和時間,而且在數(shù)據(jù)處理過程中容易出現(xiàn)信息失真或不對稱的情況,進而影響到構(gòu)件的加工精度和生產(chǎn)效率[8]。
2.4現(xiàn)場施工技術(shù)不先進
裝配式建筑現(xiàn)場施工涉及多個環(huán)節(jié)和多種技術(shù),但目前這些技術(shù)的集成化程度相對較低,且先進的自動化施工設(shè)備在裝配式建筑現(xiàn)場的應用還不夠普及,如大規(guī)格、高負載能力的智能塔吊應用不夠廣泛;裝配式裝修的智能化工具,如自動鋪設(shè)地板或墻面的工具應用較少;智能存放系統(tǒng)、自動化搬運機器人等智能工具的應用處于起步階段;建筑機器人的應用也具有一定的局限性;同一工作面下,裝配施工和現(xiàn)澆施工的工序先后順序、工作面交接條件,資源的協(xié)同利用等還沒有形成完善的技術(shù)工法體系[8];結(jié)構(gòu)、機電、門窗、裝飾部品的集成化裝配程度還不夠高;不同施工環(huán)節(jié)之間的銜接不夠緊密,缺乏高效的信息共享和協(xié)同作業(yè)機制;施工現(xiàn)場的信息管理依然采用傳統(tǒng)方式,缺乏實時的數(shù)據(jù)收集、傳輸和分析系統(tǒng),導致進度監(jiān)控、質(zhì)量控制和安全管理效率低下。
03 如何發(fā)展建筑工業(yè)化
3.1樹立工業(yè)化產(chǎn)品的思維
借鑒汽車和飛機制造業(yè)的經(jīng)驗,建筑業(yè)要從傳統(tǒng)建造模式向現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變,關(guān)鍵在于思維革新,將建筑當做“工業(yè)化產(chǎn)品”“像造汽車一樣造房子”,用工業(yè)化建筑產(chǎn)品的思維統(tǒng)領(lǐng)裝配式建筑設(shè)計、生產(chǎn)、施工全過程,從系統(tǒng)集成的角度進行全面考慮,通過綜合技術(shù)優(yōu)化,實現(xiàn)多學科的專業(yè)協(xié)作,根據(jù)既定的技術(shù)接口和協(xié)同原則,將各部品部件組裝成一個完整的工業(yè)化產(chǎn)品,這種系統(tǒng)化的方法能夠確保建筑工業(yè)化的高效實施,同時提高建筑產(chǎn)品的整體性能和質(zhì)量[4][9]。
3.2構(gòu)建一體化建造的系統(tǒng)工程理論
借鑒制造業(yè),建立工業(yè)化的系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ)和方法,將裝配式建筑作為一個完整的建筑產(chǎn)品來進行研究和實踐,形成以達到總體效果最優(yōu)為目標的理論與方法,才能實現(xiàn)裝配式建筑的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展[8]。
一體化建造的系統(tǒng)工程理論主要包含以下內(nèi)容:①遵循“從總體到局部”原則,先開展建筑系統(tǒng)的總體設(shè)計,再開展子系統(tǒng)和具體細節(jié)的設(shè)計;②遵循“三個一體化”理念,整合跨學科、跨領(lǐng)域的知識和技術(shù),促進不同專業(yè)間的深度融合與創(chuàng)新;③遵循“系統(tǒng)工程”基本原則,通過多學科協(xié)作,形成一個具備合理知識結(jié)構(gòu)、有效的協(xié)作機制的團隊,實現(xiàn)資源整合與優(yōu)勢互補;④利用數(shù)學和邏輯模型來描述系統(tǒng)特征,通過模擬、反映系統(tǒng)的運行,獲取系統(tǒng)的最佳組合方案和運行策略[10]。
3.3實施“三個一體化”建造方式
“三個一體化”建造方式是指建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修一體化,設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化,技術(shù)、管理、市場一體化[8],具體內(nèi)容如下:
(1)建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修一體化
建筑、結(jié)構(gòu)、機電以及裝修的一體化設(shè)計是解決跨專業(yè)協(xié)作問題的關(guān)鍵,通過建立標準化的模數(shù)、模塊,制定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和接口,實現(xiàn)各專業(yè)之間的協(xié)同;借助BIM技術(shù),各專業(yè)可以在同一虛擬模型上進行集成設(shè)計,實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)、機電系統(tǒng)與裝飾裝修一體化,最終形成完整的設(shè)計成果[8]。
(2)設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化
在工程建設(shè)中,需要各主要環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)配合,解決技術(shù)鏈之間的有效銜接,形成高度在組織化管理,向管理要效率和效益。設(shè)計不能只考慮建筑功能、結(jié)構(gòu)安全,要充分考慮生產(chǎn)工藝、施工工藝,設(shè)計的產(chǎn)品要便于生產(chǎn)加工和施工裝配;生產(chǎn)過程中,需要考慮到運輸和安裝的實際條件,確保構(gòu)件在到達施工現(xiàn)場時能夠方便快捷地進行裝配。
(3)技術(shù)、管理、市場一體化
長期以來,我國建筑企業(yè)普遍面臨技術(shù)與管理脫節(jié)的問題,即兩者未能形成有機整體,技術(shù)活動與管理活動各自獨立運作,技術(shù)研究缺乏與管理實踐的結(jié)合,也未充分考慮市場需求,導致技術(shù)成果難以轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力,可持續(xù)發(fā)展的能力不強。為了增強企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力,必須解決管理機制與技術(shù)進步及市場需求不匹配的問題,亟需推動構(gòu)建“技術(shù)、管理、市場一體化”體系[8]。
3.4應用“四個標準化”設(shè)計方法
標準化設(shè)計是提高裝配式建筑的質(zhì)量、效率、效益的重要手段;是建筑設(shè)計、生產(chǎn)、施工管理之間技術(shù)協(xié)同的橋梁;是裝配式建筑在生產(chǎn)活動中能夠高效率運行的保障。因此,發(fā)展建筑工業(yè)化必須以標準化設(shè)計為基礎(chǔ)?!八膫€標準化”設(shè)計方法,即“平面標準化、立面標準化、構(gòu)件標準化、部品標準化”,通過標準化設(shè)計減少預制構(gòu)件和部品的種類,通過少規(guī)格、多組合設(shè)計方法,可以組拼成眾多平面立面,既能防止建筑風格千篇一律,又有助于提高構(gòu)件標準化,降低建造成本,提高生產(chǎn)與施工效率[11-12]。
(1)平面標準化
通過模塊化的設(shè)計方法,明確有限的、通用的標準化戶型模塊;相同基本戶型下,制訂開間不變,進深在一定基礎(chǔ)上以一定模數(shù)進行延伸擴展的設(shè)計方法;在基本戶型明確的基礎(chǔ)上,明確不同戶型下的某一邊為同尺寸,作為模塊與模塊之間的通用邊界,便于模塊間的協(xié)同拼接。通過基本戶型模塊之間按照通用協(xié)同邊界進行組合,與公共空間模塊進行組合,確定多種基本平面形狀,形成不同的個性化平面[8]。
(2)立面標準化
通過預制外墻板不同飾面材料展現(xiàn)不同肌理與色彩的變化,飾面運用裝飾混凝土、清水混凝土、涂料、面磚或石材反打,通過不同外墻構(gòu)件的靈活組合,基本裝飾部品可變組合,實現(xiàn)富有工業(yè)化建筑特征的立面效果;在采光、通風、窗墻比控制條件下,調(diào)節(jié)立面分格、門窗尺寸、飾面顏色、排列方式、韻律特征,呈現(xiàn)標準化、多樣化的門窗圍護體系;通過一字形、L形、U形等標準化陽臺形式,進行基本單元的凹凸擴展組合擴展,形成豐富多樣的空調(diào)板、陽臺的立面設(shè)計[8]。(3)構(gòu)件標準化
針對基本功能單元塊,運用最大公約數(shù)原理,按照數(shù)協(xié)調(diào)準則、通過整體設(shè)計下的構(gòu)件尺寸歸并優(yōu)化設(shè)計,實現(xiàn)構(gòu)件的標準化設(shè)計,便于模具標準化以及生產(chǎn)工藝和裝配工法標準化;在構(gòu)件外形尺寸標準化基礎(chǔ)上進行鋼筋籠標準化設(shè)計,統(tǒng)一鋼筋位置、鋼筋直徑和鋼筋間距,建立系列標準化、單元化、模塊化鋼筋籠,實現(xiàn)標準化加工;對于預埋在結(jié)構(gòu)主體內(nèi)的預埋件進行其型號、規(guī)格、空間位置進行符合統(tǒng)一模數(shù)和規(guī)定的標準化設(shè)計,便于在后續(xù)生產(chǎn)和施工過程中工人對預留預埋進行標準化操作,提高效率和精度[8]。
(4)部品部件標準化
在平面標準化和立面標準化設(shè)計基礎(chǔ)上,通過部品部件的模數(shù)化協(xié)調(diào),模塊化組合,匹配戶型功能單元的標準化,如廚房部品標準化,以烹飪、備餐、洗滌和存儲廚房標準化功能單元模塊為基礎(chǔ),通過模數(shù)協(xié)調(diào)和模塊組合,滿足多種戶型的空間尺寸需求;衛(wèi)生間部品標準化設(shè)計,以洗漱、淋浴、盆浴、衛(wèi)生間標準化功能單元模塊為基礎(chǔ),通過模數(shù)協(xié)調(diào)和模塊組合,滿足多種戶型的空間尺寸需求[8]。
3.5推廣工業(yè)化、智能化、綠色化建造技術(shù)
3.5.1積極推廣工業(yè)化建造技術(shù)
(1)工廠自動化生產(chǎn)技術(shù)
工廠自動化生產(chǎn)是實現(xiàn)現(xiàn)場機械化、裝配化施工的基礎(chǔ),將信息化技術(shù)和工廠化生產(chǎn)融為一體,以標準化生產(chǎn)確保構(gòu)件品質(zhì)、提升制造效率。例如:①模具標準化設(shè)計技術(shù),根據(jù)預制構(gòu)件的具體尺寸和形狀,設(shè)計出標準化的模具,通過調(diào)整模具的尺寸來適應不同規(guī)格的構(gòu)件,實現(xiàn)標準模具的通用性;②模具自動化裝拆技術(shù),在模具裝拆過程中使用機械設(shè)備或機器人來代替人工操作,以提高裝拆效率;③混凝土魚雷罐運輸自動化控制技術(shù)[12],開發(fā)自動化系統(tǒng)接受實時調(diào)度命令,以工廠魚雷罐軌道為網(wǎng)絡,在魚雷罐運輸路徑選擇及避碰算法基礎(chǔ)上,根據(jù)混凝土供需關(guān)系、各網(wǎng)點之間距離、信號等因素,利用魚雷罐車運行柔性時間和動態(tài)規(guī)劃的混凝土輸送優(yōu)化調(diào)度;④智能布料機與布料系統(tǒng),自動讀取BIM信息進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,通過配備的傳感器和定位系統(tǒng),智能布料機能夠精確控制混凝土的澆筑位置和用量,確保澆筑均勻,減少浪費。
(2)豎向墻體構(gòu)件密拼建造技術(shù)
豎向墻體構(gòu)件豎縫密拼技術(shù)可以在解決現(xiàn)澆與裝配工法共存、施工工藝繁冗復雜等問題,墻體構(gòu)件兩側(cè)不出筋可提高構(gòu)件運輸和安裝的便利性、簡化施工工序、提升施工效率。例如:①免模疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系,充分發(fā)揮大尺寸疊合剪力墻、大跨度預應力樓板的技術(shù)優(yōu)勢及免抹灰、免支撐、少模板、飄窗一體化、外飾面工廠集成等工藝優(yōu)勢,結(jié)構(gòu)體系整體優(yōu)勢顯著;②新型豎縫密拼全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)體系,采用豎縫密拼鋼錨環(huán)快速連接技術(shù),實現(xiàn)現(xiàn)場快速連接,增強了結(jié)構(gòu)抗震性能,大幅減少現(xiàn)場濕作業(yè),通過大構(gòu)件標準化設(shè)計應用,有效減少預制構(gòu)件種類和數(shù)量,采用密拼疊合樓板少支撐技術(shù),實現(xiàn)無梁化和大跨度,提升施工作業(yè)效率。
(3)水平樓板構(gòu)件密拼建造技術(shù)
水平樓板構(gòu)件采用四面不出筋密拼建造技術(shù),拼縫出無需支模板、架支撐,簡化施工流程,提高施工效率;通過在板端、板側(cè)以及板與板之間設(shè)置附加鋼筋來加強連接部位的結(jié)構(gòu)安全性[4,9],確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力;不出筋的設(shè)計簡化了模具,使得模具更加標準化,從而提高了疊合板的生產(chǎn)效率。
(4)一體化外墻板預制技術(shù)
外墻與門窗一體化預制技術(shù),將門窗與建筑外墻在工廠內(nèi)預先組裝在一起,形成一個整體的預制外墻系統(tǒng),在工廠內(nèi)完成部分質(zhì)量檢驗后,運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行安裝,有效的解決傳統(tǒng)門、窗框滲漏問題;結(jié)構(gòu)、保溫、裝飾一體化外墻技術(shù),在工廠完成預制外墻與保溫層、裝飾層的集成,形成一體化的外墻系統(tǒng),現(xiàn)場進行墻板安裝,外保溫裝飾無需另行施工,提高施工建造的效率和質(zhì)量,減少現(xiàn)場工作量,縮短工期。
(5)鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù)技術(shù)
傳統(tǒng)的裝配式框架梁柱和剪力墻存在節(jié)點區(qū)域鋼筋密集,現(xiàn)場施工困難的問題,采用鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù)設(shè)計技術(shù),通過鋼筋等強代換、墩頭錨固板連接等技術(shù)措施,可實現(xiàn)梁柱節(jié)點區(qū)的鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù),保證連接鋼筋精準對位,且大直徑鋼筋接頭施工質(zhì)量更易于保證,接頭數(shù)量減少后,便于采用坐漿法施工,接頭可逐一灌漿,相較連通腔灌漿質(zhì)量易于控制[4,9]。
(6)預制構(gòu)件大型化建造技術(shù)
在確保工廠生產(chǎn)能力、道路運輸限制以及現(xiàn)場吊裝安裝條件的基礎(chǔ)上,盡可能地采用大型預制構(gòu)件[4,9],提高施工效率、縮短工期。例如:①將兩面墻連成一片在工廠預制,現(xiàn)場利用大型機械設(shè)備進行整體吊裝,可大幅提升施工效率;②采用多層柱預制技術(shù),將2層或3層柱通高預制,現(xiàn)場安裝減少吊裝次數(shù),減少套筒及灌漿料等連接材料用量;③采用大跨度樓板技術(shù),減少現(xiàn)場吊次和臨時支撐的用量,提高安裝效率,降低安裝成本。
(7)模塊化建造技術(shù)
裝配建筑根據(jù)集成度和組裝方式可分為二維構(gòu)件式和三維模塊化兩種形式,其中二維構(gòu)件式裝配式建筑主要指的是建筑的主要構(gòu)件(如預制墻板、樓板、梁、柱等)在工廠中預先生產(chǎn)好,然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行組裝;三維模塊化建筑是裝配式建筑中集成化程度、工業(yè)化程度最高的一種,是目前裝配式建筑的最高形態(tài)[13],它將單個房間作為一個模塊在工廠進行預制,并可在工廠對模塊內(nèi)部空間進行布置與裝修,然后運輸至現(xiàn)場通過吊裝將模塊可靠的連接為建筑整體,以房間大小為單位的預制建筑體,在建筑現(xiàn)場通常用“搭積木”的方式完整地拼裝、組合起來。例如:①混凝土模塊化建筑[13-14],把建筑以建筑功能為依據(jù)劃分成多個空間單元模塊,將模塊通過工廠進行預制并集成裝修、機電、門窗、設(shè)備等要素,然后運到現(xiàn)場通過可靠連接形成完整建筑;②鋼結(jié)構(gòu)模塊化建筑[15],主要采用鋼結(jié)構(gòu)集成模塊單元在施工現(xiàn)場組合而成的裝配式建筑,在工廠預制完成鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)、圍護墻體、底板、頂板、內(nèi)裝部品、設(shè)備管線等組合,施工現(xiàn)場直接對整體模塊單元裝配安裝;③組合模塊化建筑,“像造汽車底盤一樣”在工廠預制模塊底盤,依托該模塊底盤完成外墻圍護、機電設(shè)備、裝飾裝修,在工廠制造房屋單元,房屋單元運輸至工地現(xiàn)場、組裝成建筑空間后,通過在墻體空腔、模塊拼縫、樓板底模上澆筑混凝土形成鋼?混凝土整體組合結(jié)構(gòu)[5],工廠制造工程量提升至80%,工地現(xiàn)場施工量減少至20%。
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