姚燕雅

(無錫城市職業(yè)技術(shù)學院，江蘇無錫 214063)

1 概述

傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的住宅存在能耗高、物耗高、污染高的“三高”問題，導致建筑生產(chǎn)、使用能耗占全社會總能耗的28%，并預計在2030年達到40%。因此，低碳建筑是降低碳排放的重要戰(zhàn)略決策，而住宅產(chǎn)業(yè)化是低碳建筑的重要方式之一。所謂住宅產(chǎn)業(yè)化也稱住宅工業(yè)化，是指用工業(yè)化生產(chǎn)的方式來建造住宅，具體地說，即標準化、通用化設計住宅，工廠化、部品化生產(chǎn)住宅，現(xiàn)場組織安裝住宅。它具有住宅質(zhì)量穩(wěn)定、建造快、建筑垃圾少等優(yōu)勢，其核心價值為綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展。在我國，推行住宅產(chǎn)業(yè)化不僅是住宅發(fā)展的必然趨勢，也是解決國內(nèi)目前住宅建造水平低下和人口劇增問題的必然選擇。從當前實踐來看，預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)(簡稱PC)住宅將引領(lǐng)我國住宅產(chǎn)業(yè)化推廣的主流。

回顧住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展歷程，日本、美國、加拿大和澳大利亞等國家都是建立在住宅工業(yè)化基礎之上，伴隨著建筑市場的發(fā)育逐漸成熟的。其住宅部品和構(gòu)件生產(chǎn)的社會化程度很高，基本實現(xiàn)了標準化、系列化，居民可以根據(jù)住宅供應商提供的產(chǎn)品目錄，進行菜單式住宅形式選擇、委托專業(yè)承包商建設，建造速度快、質(zhì)量高、性能好。我國住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起步于20世紀60年代末70年代初，在1968年至1978年十年期間，掀起了一場全國范圍的建筑工業(yè)化運動，從而進入了啟動發(fā)展的黃金時期，但后來的發(fā)展直到現(xiàn)在甚是緩慢，其制約因素有很多，下面就住宅產(chǎn)業(yè)化的全過程來分析中國住宅產(chǎn)業(yè)化PC技術(shù)的關(guān)鍵問題。

2 設計階段

設計師設計一幢大樓，除整體造型和色彩外，還要講究大樓的整體穩(wěn)定性，節(jié)能環(huán)保性，以及施工的可操作性等等。對于住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，設計是一個龍頭，設計院一定要提前介入，來整合外部資源，互相咬合，才能促進實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。設計師的設計觀念、方法和組織形式需要更新和轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的設計方法是通過計算來確定構(gòu)件的形狀、大小和位置，裝修也是二次裝修為主，而一旦住宅工業(yè)化生產(chǎn)以后，就要求設計師全面了解產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的技術(shù)特征，甚至是重要的產(chǎn)品參數(shù)和生產(chǎn)工藝流程等。設計工作的重點為:1)對建筑設計各領(lǐng)域的發(fā)展和完善，使得建筑產(chǎn)品體系化、系列化;2)對技術(shù)和產(chǎn)品進行集成和優(yōu)化組合，對產(chǎn)品進行產(chǎn)業(yè)鏈的全過程控制;3)對研發(fā)和生產(chǎn)提出目標和要求，對新技術(shù)、新產(chǎn)品和新方法進行應用和推廣。目前的工程設計組織方式是不適合產(chǎn)業(yè)化要求的。

以工程中常用的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)為例，其基礎性研究包括功能設計、連接采用的形式、節(jié)點防水，特別是在高烈度地震區(qū)的抗震性能研究，明顯滯后于工程建設的快速發(fā)展。面對住宅產(chǎn)業(yè)化對標準化、系列化和建筑體系多樣化的要求，其結(jié)構(gòu)形式也應該更加多樣化、更加豐富，以滿足不斷快速增長的社會要求;另外，其保溫性能也值得深入研究。保溫材料強度較低，其耐久性通常也要低于鋼筋混凝土材料，但由于是整體澆筑，在更換和更新上必將帶來較大的困難等等一系列問題，這都要求設計師應該以全新的理念和思路投入到住宅產(chǎn)業(yè)化設計過程中去。

3 生產(chǎn)階段

PC構(gòu)件，是一種工廠化生產(chǎn)的產(chǎn)品。到目前為止，其種類還無法滿足不同顧客從基礎工程、主體工程、砌筑工程、屋面工程、裝飾工程直到建筑設備工程等階段提出的個性化要求。另外，PC構(gòu)件的尺寸及外觀質(zhì)量的精度控制要求非常高，而且一般集多種功能于一身，在預制過程中集成了窗框、裝飾面磚、保溫等功能性材料和部件，因此在生產(chǎn)過程中如何進行保護也成了一個重要問題。

PC構(gòu)件模具，整個結(jié)構(gòu)體系一般由底模、外側(cè)模、內(nèi)側(cè)模、端模、窗模、調(diào)節(jié)機構(gòu)和定位機構(gòu)等組成。為了適應混凝土的澆筑和構(gòu)件吊裝，設計時應考慮選擇合適的平躺、反澆、豎向或橫向澆筑形式的結(jié)構(gòu)。而模具制作加工工序可概括為開料、制成零料、拼裝成模。高精度模具的長、寬、高、扭曲、表面凹凸、對角線誤差、預埋件位置、側(cè)向扭度的尺寸偏差指標基本均在2 mm以內(nèi)，可見對模具提出了很高的要求(見圖1)。

圖1 PC構(gòu)件的生產(chǎn)

PC構(gòu)件由于現(xiàn)場裝配需要而不得不預先設置很多連接件，這些連接件俗稱預埋件。通常PC墻板的預埋件種類有墻板與墻板、墻板與柱、墻板與橫梁之間連接的連接件、安裝時調(diào)節(jié)整板上下高度及垂直度的連接件和臨時固定的連接件，以及為避免二次裝修需要預先埋設的廚房和空調(diào)設備等的預留孔及部分預埋的電器線路等部件。這些連接件、預留孔和線路部件都要求在預制墻板中精確定位，這又給工業(yè)化生產(chǎn)部品提出了新的要求。目前常用的預埋件定位方式有兩種，對于預埋件與模板面直接接觸的，預埋件的固定定位可以采用在模板上打孔采用螺栓精確定位的方法;若兩者沒有直接接觸，則可采用定位架的方式定位(見圖2)。

除了預埋件需要精確定位以外，面磚也要求定位準確，以達到線條流暢、美觀的效果，除此之外，還可與混凝土整體成型，使面磚與混凝土粘結(jié)更牢固，從而可避免因面磚脫落問題引起的各種安全事故。在制作過程中，可用膠帶將面磚固定于模具底部，然后將預先制作好的鋼筋骨架放置到模具中預定的位置，澆筑混凝土。相對于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，能夠有效改善鋼筋的綁扎難度，提高鋼筋的整體性能(見圖3)。

圖2 PC構(gòu)件定位

圖3 PC構(gòu)件的制作

總之，目前PC構(gòu)件的標準化、系列化程度還比較低，構(gòu)件的使用范圍很有限，模具的通用性也不高，造成了很大的浪費。預埋件位置和數(shù)量也不盡合理準確，以上生產(chǎn)過程中的種種問題都有待進一步提高。

4 施工階段

PC構(gòu)件制成以后，運到施工現(xiàn)場投入使用，首先遇到的問題就是吊裝和堆放，機械的起吊能力、吊裝范圍、就位要求是否滿足要求，堆放方法是否妥當將直接影響構(gòu)件質(zhì)量，破壞程度較高則無法使用，因而必須對PC構(gòu)件的吊裝、就位以及堆放問題做深入研究。此外，構(gòu)件吊裝就位以后，如何進行節(jié)點連接，采用剛性還是柔性，如何提高其抗震性能又是一個技術(shù)難題(見圖4)。

圖4 PC構(gòu)件的吊裝

5 結(jié)語

PC結(jié)構(gòu)在設計、生產(chǎn)和施工全過程中，還存在著很多問題，導致住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展程度不高。房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)、設計單位、生產(chǎn)和施工單位等作為住宅產(chǎn)業(yè)化的主導者和參與者，在產(chǎn)業(yè)鏈中各個環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系和協(xié)同一致程度還不夠，對于實用技術(shù)和產(chǎn)(部)品的研究開發(fā)較多，而對諸如符合產(chǎn)業(yè)化原則的住宅建筑體系、技術(shù)和產(chǎn)品集成方法等基礎性、關(guān)鍵性內(nèi)容研究甚少。這在很大程度上影響了住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向和速度。如何發(fā)展集研究、開發(fā)、設計、生產(chǎn)、建造、營銷等環(huán)節(jié)于一體的住宅產(chǎn)業(yè)化集團是一個導向，也是當前住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的迫切需要。而這些都需要政府的政策導向，通過立法、制定相關(guān)的政策為住宅產(chǎn)業(yè)化提供法律、技術(shù)政策等方面的大力支持。各方面共同努力，才能使中國的住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展大步向前進。

[1]薛偉辰.預制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系研究與應用進展[J].工業(yè)建筑，2002(11):37-38.

[2]諸英霞.預制混凝土結(jié)構(gòu)與及建筑節(jié)能[J].墻材革新與建筑節(jié)能，2009(6):21-22.

[3]蔣衛(wèi)平.發(fā)揮國企技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢 四條措施落實基地任務[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2010(7):50-51.

[4]建設部調(diào)研組.推廣建筑“四節(jié)”與實施產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合——大連大有恬園建設節(jié)能省地型住宅調(diào)研報告[J].建設科技，2005(13):76-77.

[5]郭松海，王全良.住宅部品標準化[J].城市住宅，2009(11):43-44.

[6]劉志峰.大力推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，走低碳發(fā)展之路[J].21世紀建筑材料居業(yè)，2011(4):65-66.