牟薈瑾

摘 要 結(jié)合某高校新校區(qū)建設(shè)的專家公寓建設(shè)項(xiàng)目，分析常見的兩種裝配式主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及工藝流程，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，為建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 裝配式；結(jié)構(gòu)體系；建筑設(shè)計(jì)方案

中圖分類號：G483 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）04-0047-02

吉林省長春市某高校異地建設(shè)新校區(qū)，投資近800萬元建設(shè)規(guī)模為3000平方米的一棟綠色節(jié)能建筑示范工程。該工程共五層住宅加一層閣樓，共六層。開展嚴(yán)寒地區(qū)建筑節(jié)能75%（國家第四階段節(jié)能目標(biāo)）關(guān)鍵技術(shù)研究，還有太陽能、風(fēng)能和中水等可再生能源應(yīng)用研究。項(xiàng)目建成后可作為學(xué)校的專家公寓。

針對此示范工程項(xiàng)目的建筑設(shè)計(jì)方案，項(xiàng)目組出于對節(jié)能建筑項(xiàng)目的考慮，初步設(shè)想從目前新型的裝配式結(jié)構(gòu)入手，選擇一個更能體現(xiàn)建筑節(jié)能意義的結(jié)構(gòu)形式。為此，筆者做了相應(yīng)的裝配式主體結(jié)構(gòu)的初步選擇。裝配式結(jié)構(gòu)是以預(yù)制構(gòu)件為主要受力構(gòu)件，經(jīng)裝配連接而成的結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)裝配式結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件使用材料不同，目前國內(nèi)已形成以裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)為主，同時以木結(jié)構(gòu)、輕鋼—木結(jié)構(gòu)、輕鋼—鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和輕鋼—鋼結(jié)構(gòu)為補(bǔ)充的裝配式結(jié)構(gòu)體系。本文梳理比較裝配式混凝土結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)體系。

1 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系

基本現(xiàn)狀 隨著裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，衍生出一個建筑工業(yè)化的概念。在20世紀(jì)90年代以前，我國曾提出并實(shí)施過建筑工業(yè)化，具體指的是預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場施工裝配式的建筑，但由于當(dāng)時的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)條件等多方面原因，導(dǎo)致未大規(guī)模推廣。

2006年6月，原建設(shè)部頒布《國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地實(shí)施大綱》，大綱中明確指出要實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化、模塊化和通用化發(fā)展，真正開啟了住宅產(chǎn)業(yè)化的實(shí)質(zhì)性發(fā)展。

目前，我國已有不少房地產(chǎn)企業(yè)在工業(yè)化住宅方面進(jìn)行了有效的探索，其中萬科于2006年在全國率先提出“工業(yè)化住宅”計(jì)劃，分別在多個城市開始了示范項(xiàng)目的建設(shè)。從萬科在上海建造成的“工業(yè)化住宅”來看，實(shí)現(xiàn)了能耗下降30%，用工量下降35%，建筑垃圾減少70%。

住宅工業(yè)化是住宅建筑的一種生產(chǎn)方式或技術(shù)手段，是運(yùn)用現(xiàn)代工業(yè)手段和工業(yè)組織，利用現(xiàn)代技術(shù)手段對住宅工業(yè)化生產(chǎn)的各個階段的生產(chǎn)要素進(jìn)行有效整合和集成，從而實(shí)現(xiàn)建筑的標(biāo)準(zhǔn)化，推動構(gòu)件生產(chǎn)工廠化，住宅部、品系列化，現(xiàn)場施工裝配化，土建裝修一體化，生產(chǎn)經(jīng)營社會化，形成有序的工廠的流水作業(yè)，提高住宅產(chǎn)品質(zhì)量，提高建設(shè)效率，提高住宅產(chǎn)品壽命，降低建設(shè)成本，降低住宅產(chǎn)品建設(shè)能耗。

我國住宅工業(yè)化建設(shè)還處于起步階段，與發(fā)達(dá)國家相比存在較大的差距。而在國內(nèi)相比，深圳、沈陽、濟(jì)南已經(jīng)建成為國內(nèi)的住宅產(chǎn)業(yè)化的試點(diǎn)城市，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈條基本形成，也建成很多試點(diǎn)工程。吉林省政府于2013年發(fā)布了《關(guān)于加快推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化工作的指導(dǎo)意見》，指出吉林省住宅產(chǎn)業(yè)化工作發(fā)展目標(biāo)，但目前仍屬于試點(diǎn)期。

工業(yè)化住宅的特點(diǎn)

1）從我國現(xiàn)在住宅產(chǎn)品生產(chǎn)方式來看，采用裝配式建筑建設(shè)方法要比傳統(tǒng)的建設(shè)方法快30%左右，特別適用于東北地區(qū)施工工期短的情況。

2）可以確保建設(shè)安全。在住宅設(shè)計(jì)建造過程中，有預(yù)先制作的樓梯、外墻等運(yùn)到施工現(xiàn)場，需要進(jìn)行鋼筋混凝土的搭接，并不是簡單地連接；在樓板內(nèi)部貫穿有鋼筋，可以確保房屋結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)固。

3）采用裝配式住宅建造方法，構(gòu)件的精度更高，能夠在最大程度上防止住宅出現(xiàn)墻體開裂、滲漏等傳統(tǒng)建造方式經(jīng)常出現(xiàn)的問題質(zhì)量通病，能夠確保房屋的整體安全。

4）在房屋使用過程中更加體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對能源的節(jié)省，同時有利于保護(hù)環(huán)境。如果房屋在使用中采用分戶計(jì)量，那么在相同的暖氣溫度下，室溫可以更高，實(shí)現(xiàn)對能源的節(jié)約。

5）在施工過程中對節(jié)能環(huán)保大有益處。通過工廠化生產(chǎn)和現(xiàn)場裝配施工，可以減少在施工過程中產(chǎn)生的廢物以及廢氣、廢水排放，同時能夠降低施工產(chǎn)生的噪音，也能夠降低對建設(shè)施工人員的需求。

6）工業(yè)化住宅可以將圍護(hù)與裝修合一，在工廠中一次性完成，或者在工廠里完成主要裝修工作，現(xiàn)場只作些簡單的涂刷即可，可減少“二次裝修”帶來的建筑垃圾和污染。

7）實(shí)現(xiàn)住宅的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，可以加快住宅生產(chǎn)企業(yè)的資金流轉(zhuǎn)速度，同時也縮短了住宅生產(chǎn)周期，提高了住宅上市速度，能夠有效緩解供不應(yīng)求的局面，對于防止房價(jià)上升太快起到積極作用。

選擇工業(yè)化住宅的意義 我國目前的住宅建設(shè)中能源、原材料、土地資源消耗大大高于發(fā)達(dá)國家，對新的建筑材料的研發(fā)工作進(jìn)展緩慢，資源能源消耗量大，并對人居環(huán)境造成不良影響。并且由于我國技術(shù)水平比較低，導(dǎo)致整體社會勞動生產(chǎn)率較低，只及發(fā)達(dá)國家的1/5或1/6，造成建筑成本高、住宅價(jià)格高、施工周期長、建筑質(zhì)量水平難有統(tǒng)一保障。因此，推進(jìn)工業(yè)化住宅的建設(shè)，是實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域節(jié)能減排的有效途徑。

工業(yè)化住宅的工藝流程

首先，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)方案，將房屋進(jìn)行構(gòu)件拆分和設(shè)計(jì)。

其次，進(jìn)行構(gòu)配件工廠生產(chǎn)。構(gòu)配件的工廠化生產(chǎn)不是簡單地將現(xiàn)場的工作移到工廠里進(jìn)行，而是在工廠的生產(chǎn)線上，依靠大規(guī)模機(jī)器生產(chǎn)來進(jìn)行，輔之以相應(yīng)的技術(shù)人員、管理人員和操作技術(shù)工人。

再次，進(jìn)行構(gòu)配件的打包，并將生產(chǎn)的主體構(gòu)配件（梁、板、柱、墻、結(jié)構(gòu)單元、盒子間等）運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場。

最后，使用起重機(jī)械將構(gòu)配件進(jìn)行現(xiàn)場安裝，組裝完成后做好構(gòu)件之間的連接處理等。

存在的問題 由于吉林省尚未形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈條，根據(jù)就近原則，筆者與沈陽兆寰現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)園有限公司和沈陽衛(wèi)德住宅工業(yè)化科技有限公司進(jìn)行了聯(lián)系。這兩家公司已經(jīng)在建筑工業(yè)化建設(shè)中有了深入的研究和實(shí)踐，并參與和建設(shè)了一些示范項(xiàng)目。經(jīng)溝通了解后，采取這種建設(shè)方式，運(yùn)輸費(fèi)用較大；且建筑面積較小，構(gòu)件生產(chǎn)的模具成本較大，導(dǎo)致建筑成本要高于采用傳統(tǒng)建設(shè)方式的成本。

2 輕鋼結(jié)構(gòu)體系

輕鋼結(jié)構(gòu)的定義 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)體系由熱軋截面、焊接截面和冷彎薄壁型鋼截面構(gòu)件組成。通常將鋼結(jié)構(gòu)劃分為普通鋼結(jié)構(gòu)和輕型鋼結(jié)構(gòu)兩大類。輕型鋼結(jié)構(gòu)體系的本質(zhì)是“輕”，實(shí)現(xiàn)這一本質(zhì)的條件是截面板件要“薄”，設(shè)計(jì)時必然要考慮板件局部失穩(wěn)后的極限強(qiáng)度。

輕鋼住宅結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)

1）能夠?qū)崿F(xiàn)對功能空間的合理布置。由于鋼材結(jié)構(gòu)硬度比較高，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時可以使用大開間布置方法，能夠?qū)δ芸臻g進(jìn)行合理分割，更加靈活方便，有助于創(chuàng)造開放式住宅，同時也能夠建造出無梁無柱的活動空間；由于鋼材結(jié)構(gòu)硬度比較高，可以減小梁柱等構(gòu)件的界面，這在無形中就可以增加5%～7%的有效使用面積。

2）自重輕、抗震性能好。在相同的建筑面積的建筑樓層當(dāng)中，輕鋼結(jié)構(gòu)由于自重比較輕，能夠在工程建設(shè)的過程中降低勞動強(qiáng)度。同時由于鋼結(jié)構(gòu)具有良好的延展性，致使鋼結(jié)構(gòu)的抗震能力比較強(qiáng)，使房屋結(jié)構(gòu)的安全性更佳。

3）施工方便、工期短。在進(jìn)行建設(shè)過程中使用輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，能夠迅速實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，加快施工進(jìn)度。

4）綜合造價(jià)低。由于自重輕，基礎(chǔ)費(fèi)用降低，總體用料減少，直接成本降低，建設(shè)工期短，間接費(fèi)又可減少，因此綜合造價(jià)低。

5）原材料具有很高的再循環(huán)價(jià)值，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。

存在的問題 輕鋼結(jié)構(gòu)多用于工業(yè)廠房，目前長春還沒有多層住宅的工程項(xiàng)目，僅在凈月區(qū)有一個擬建輕鋼結(jié)構(gòu)別墅。針對建筑節(jié)能75%關(guān)鍵技術(shù)研究的示范工程，采用輕鋼結(jié)構(gòu)需要重點(diǎn)考慮的是解決“冷橋”問題和能否實(shí)現(xiàn)75%建筑節(jié)能。

3 結(jié)論

考慮到本項(xiàng)目是為了進(jìn)行建筑節(jié)能75%關(guān)鍵技術(shù)研究，針對以上兩種裝配式結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，建議采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系。從目前住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展看，適合選用裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系。

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