浅谈预制装配式住宅

浅谈预制装配式住宅

机械工业第六设计研究院有限公司郑州450007

摘要:装配式住宅采用产业化方式在工厂里制造各种住宅通用部品,采用各种新的工业化施工技术在建筑工地形成现代化住宅,整个过程机械化操作,施工干作业,住宅全过程的开发建造转变为住宅制造。它要求建筑设计、结构设计、施工、管理及科学研究等各个方面都逐步向综合性和现代化方向发展。

关键词:装配式住宅;预制;工业化;施工装配化

一、概述

装配式建筑指的是构件在加工厂或施工现场预制,通过机械吊装和一定的连接手段,把零散的预制构件连接成为一个整体而建造起来的房屋。这种方法的特点是施工速度快,劳动强度低,耗工少。

预制装配式住宅俗称“拼装房”,是用工业化的生产方式来建造住宅,是将住宅的部分或全部构件在工厂预制完成,然后运输到施工现场,将构件通过可靠的连接方式组装而建成的住宅,在欧美及日本被称作产业化住宅或工业化住宅。传统的住宅建设模式在住宅建筑体系、结构体系的设计、施工营造等方面自成体系,各自独立,施工湿作业,手工操作。而装配式住宅提供了一个在工厂里制造住宅的建设新模式。

装配式住宅采用产业化方式在工厂里制造各种住宅通用部品,采用各种新的工业化施工技术在建筑工地形成现代化住宅,整个过程机械化操作,施工干作业,住宅全过程的开发建造转变为住宅制造。它要求建筑设计、结构设计、施工、管理及科学研究等各个方面都逐步向综合性和现代化方向发展。

二、预制装配式住宅功能与特点

1.进度快。由于减少了现浇结构的支模、拆模和混凝土养护等时间,施工速度大大加快,可在短期内交付使用。2.劳动力减少,降低施工成本。建筑工人由过去那种复杂的多工种角色,转变为单一的装配工角色。工人劳动强度大幅度减少,交叉作业方便有序。

3.保证质量。建筑尺寸符合模数,建筑构件较标准,具有较大的适应性,预制构件表面平整,外观好、尺寸准确,每道工序都可以像设备安装那样检查精度。

4.节能环保。采用预制或半预制形式,现场湿作业大大减少,施工现场噪音小,散装物料减少,废物及废水排放很少,有利于环境保护。其在设计和生产时还可以充分利用工业废料,变废为宝,以节约良田和其他材料。

5.预全寿命特点。采用大开间灵活分割的方式,即SI分离式住宅,可根据住户不同阶段的需要进行户型的变更,增加了房屋使用的可持续性。此外,避免二次装修对房屋的破坏,增加了房屋的寿命。

6.全功能特点。(1)节能:外墙有保温层,最大限度地降低冬季采暖和夏季空调的能耗;(2)隔声:提高墙体和门窗的密封功能,保温材料具有吸声功能,使室内有一个安静的环境,避免外来噪音的干扰;(3)防火:使用不燃或难燃材料,防止火灾的蔓延或波及;(4)抗震:大量使用轻质材料,降低建筑物重量,增加装配式的柔性连接;(5)为厨房、卫生间配备各种设施提供有利条件;(6)为改建、增加新的电气设备或通讯设备创造可能性。

7.全设施特点。预制构件能将保温、隔热、水电管线布置等结合起来。

三、预制装配式住宅的分类及特点

装配式住宅按建造结构来分类,可以分为木结构、PC结构和钢结构三种。

1.木结构——木结构住宅在中国城市的应用仅限于高档低层别墅,不适用于解决大量人口的居住问题

现代木结构是用工程木材,工程木材和原木有本质区别,它是经过现代的工业手段和先进技术,加工成适合于建筑用的梁、柱等部品部件。木结构的连接方式已发生了很大的变化,传统的木结构是用榫卯等方式连接,现在增加了金属部件等多种连接方式。《木结构设计规范》制约了木结构建筑的发展,高层木结构建筑在建造上是没有问题的。

2.PC结构的特点与优势

PC结构--预制混凝土夹芯保温墙板一般由三部分构成:一部分为内核功能层;另一部分为内、外隔板。三者以相应的方式连接起来,形成整体。内核功能层材料多采用轻质材料,其有效增大了结构厚度,提高了截面的惯性矩,因此这种结构具有密度低、比刚度和比强度高等优点。从所用材料的特点来看,内、外隔板采用混凝土制成,其具有抗压强度高、耐久性好、不燃烧等特性,内核保温层多选用硬质泡沫塑料制成,这种材料容重低、导热率低,用混凝土材料做成的隔板将由硬质泡沫塑料制成的内核保温层“保护起来”,就形成了热工性能优良的新型墙体。

3.钢结构住宅的优势

(1)钢结构住宅结构、建造方面的优势

①大跨度、大开间,有利于功能、空间的灵活布置

钢结构住宅采用框架体系,改变了传统砖混和混凝土结构住宅以墙体承重的结构形式,空间通透,可以根据设计和使用要求灵活分隔空间,实现居住空间在空间和时间上的可变性,符合可持续发展的要求。

②钢结构体系具有良好的抗震性能

钢结构有较好的延性,当结构在动力冲击荷载作用下破坏时吸收较多的能量,可降低脆性破坏的危险程度,尤其在高烈度震区,使用钢结构就更为有利,钢筋混凝土结构延性的保证在于结构的应力不太高,而钢结构的延性在于使部分构件进入塑性阶段。

③自重轻,降低基础造价

钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说较高,钢结构构件结构断面小、自重轻。一般情况下,高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5~2.0T/m2左右,高层建筑钢结构自重大都在1T/m2以下,甚至有的办公楼只有0.5~0.6T/m2。

④运输、安装工程量减少,提高施工效率

采用钢结构可为施工提供较大的空间和较宽敞的施工作业面。钢结构工程的柱子一般取3~4层(12m左右)为一个施工段,在现场一次吊装。而且柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土核心筒的浇筑、组合楼盖的施工等,可以实行立体交叉作业。有时在上部安装柱、框架梁的同时,下部可以进行内部装饰、装修工程。因此,在保证技术、供应、管理等方面的条件下,可以提前投入使用。

⑤提高住宅的有效使用率

钢结构占有面积(或称为结构平面密度)小,高层建筑钢结构的结构占有面积只是同类钢筋混凝土建筑面积的28%。采用钢结构可以增加使用面积3%~6%。这实际上是增加建筑物的使用价值,增加经济效益。

⑥管线布置方便

在钢结构的结构空间中,有许多孔洞与空腔,而且钢梁的腹板也允许穿越小于一定直径的管线,这样使管线的布置较为自由,也增加了建筑净高,而且管线的更换、修理都更为方便。

⑦钢结构的质量容易保证

钢结构构件一般都在工厂里制造、加工,构件精度高,质量易于保证。

(2)钢结构住宅环保优势

长期作为主要建筑材料的粘土砖的生产对我国耕地造成极大的危害,导致水土流失,生态破坏,国家已在各大中城市开始全面禁用粘土实心砖。水泥制品的开采和烧制也对环境造成很大污染,同时会形成难于降解的固体垃圾。钢材具有可再生性,可以重复使用,遗留的废料垃圾少,其生产和使用中对自然环境的破坏小。另外,钢结构建筑的大部分构件在工厂中加工完成,施工现场主要工作是组合安装,以干作业为主,减少了粉尘、污水、噪声对环境的污染。

四、结语

我国既有建筑面积达400多亿平方米,其中95%以上是高耗能建筑。建筑能耗约占整个社会能耗的30%,楼宇年电力消耗总量占全国总消耗10%,能源费用超过800亿元,大部分楼宇全年用电量在100万千瓦时以上。如果按照装配式建筑设计标准进行作业,能够实现节水80%、节能70%、节时70%、节材20%、节地20%。我国的房屋建筑工业化比先进的工业国家落后,建筑业又要求降低能耗、抗震减灾、保护生态与环境,提高人们工作与生活质量,因此加快改革创新,使用新材料、应用新工艺、发展新技术,提高工程质量、减少污染和浪费、减少现场作业,实现建筑工业化是建筑业进步的重要标志。建筑的未来是光明的,希望广大建筑同仁对装配式建筑不断深入研究,早日形成我国装配式建筑结构体系。

参考文献

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[2]马军庆.装配式建筑综述.黑龙江科技信息[J].2009,8.

[3]张驰,李晓林.浅谈装配式建筑的推广与发展.辽宁建筑[J].2011,5.

[4]郭正兴、朱张峰、董年才.房屋建筑装配式混凝土结构建造技术新进展.施工技术[J].2011,342(40)

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