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建筑工业化

补充:0  浏览:3882  发布时间:2015-1-7


  建筑工业化是随西方工业革命出现的概念,工业革命让造船、汽车生产效率大幅提升,随着欧洲兴起的新建筑运动,实行工厂预制、现场机械装配,逐步形成了建筑工业化最初的理论雏形。二战后,西方国家亟需解决大量的住房而劳动力严重缺乏的情况下,为推行建筑工业化提供了实践的基础,因其工作效率高而在欧美风靡一时。1974年,联合国出版的《政府逐步实现建筑工业化的政策和措施指引》中定义了“建筑工业化”:按照大工业生产方式改造建筑业,使之逐步从手工业生产转向社会化大生产的过程。它的基本途径是建筑标准化,构配件生产工厂化,施工机械化和组织管理科学化,并逐步采用现代科学技术的新成果,以提高劳动生产率,加快建设速 度,降低工程成本,提高工程质量。


  建筑工业化,指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的生产方式,来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。它的主要标志是建筑设计标准化、构配件生产施工化,施工机械化和组织管理科学化。


  基本内容


  以工业化的方式重新组织建筑业是提高劳动效率、提升建筑质量的重要方式,也是我国未来建筑业的发展方向。建筑工业化的基本内容是:采用先进、适用的技术、工艺和装备科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少繁重,复杂的手工劳动和湿作业;发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准(模数协调、公差与配合、合理建筑参数、连接等),合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等,不断提高建筑标准化水平;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,实行科学的组织和管理,培育和发展技术市场和信息管理系统,适应发展社会主义市场经济的需要。


  特征


  一、设计和施工的系统性。在实现一项工程的每一个阶段,从市场分析到工程交工都必须按计划进行。


  二、施工过程和施工生产的重复性。构配件生产的重复性只有当构配件能够适用于不同规模的建筑、不同使用目的和环境才有可能。构配件如果要进行批量生产就必须具有一种规定的形式,即定型化。


  三、建筑构配件生产的批量化。没有任何一种确定的工业化结构能够适用于所有的建筑营造需求,因此,建筑工业化必须提供一系列能够组成各种不同建筑类型的构配件。


  特点

  传统建筑方式与建筑工业化生产方式的对比传统建筑生产方式,是将设计与建造环节分开,设计环节仅从目标建筑体及结构的设计角度出发,而后将所需建材运送至目的地,进行露天施工,完工交底验收的方式;而建筑工业化生产方式,是设计施工一体化的生产方式,标准化的设计,至构配件的工厂化生产,再进行现场装配的过程。

  根据对比可以发现传统方式中设计与建造分离,设计阶段完成蓝图、扩初至施工图交底即目标完成,实际建造过程中的施工规范、施工技术等均不在设计方案之列。建筑工业化颠覆传统建筑生产方式,最大特点是体现全生命周期的理念,将设计施工环节一体化,设计环节成为关键,该环节不仅是设计蓝图至施工图的过程,而需要将构配件标准、建造阶段的配套技术、建造规范等都纳入设计方案中,从而设计方案作为构配件生产标准及施工装配的指导文件。除此之外,PC构件生产工艺也是关键。沈阳卫德住宅工业化科技有限公司经过多年装配整体式建筑体系研究,在PC构件生产过程中需要考虑到诸如模具设计及安装、混凝土配比等因素。与传统建筑生产方式相比,建筑工业化具有不可比拟的优势。


  提升工程建设效率。建筑工业化采取设计施工一体化生产方式,从建筑方案的设计开始,建筑物的设计就遵循一定的标准,如建筑物及其构配件的标准化与材料的定型化等,为大规模重复制造与施工,打下基础。遵循工艺设计及深化设计[1] 标准,构配件可以实现工厂化的批量生产,及后续短暂的现场装配过程,建造过程大部分时间是在工厂采用机械化手段、一定技术工人操作完成。


  与传统的现场混凝土浇筑、缺乏培训的低素质劳务工人手工作业对比,建筑工业化将极大提升工程的建设效率。据资料显示,发达经济体预制装配建造方式与现场手工方式相比节约工期可达30%以上。而卫德住工科技介绍,一栋33层高的住宅楼采用建筑工业化模式当年即可完成建设。


  措施


  建筑工业化,首先应从设计开始,从结构入手,建立新型结构体系,包括钢结构体系、预制装配式结构体系,要让大部分的建筑构件,包括成品、半成品,实行工厂化作业。一是要建立新型结构体系,减少施工现场作业。多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展;高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展;施工上应从现场浇筑向预制构件、装配式方向发展;建筑构件、成品、半成品以后场化、工厂化生产制作为主。二是要加快施工新技术的研发力度,主要是在模板、支撑及脚手架施工方向有所创新,减少施工现场的湿作业。在清水混凝土施工、新型模板支撑和悬挑脚手架有所突破;在新型围护结构体系上,大力发展和应用新型墙体材料。三是要加快“四新”成果的推广应用力度,减少施工现场手工操作。在积极推广建设部十项新技术的基础上,加快这十项新技术的转化和提升力度,其中包括提高部品件的装配化、施工的机械化能力。


  在新型结构体系中,应尽快推广建设钢结构建筑,应用预制混凝土装配式结构建筑,研发复合木结构建筑。在我国,进行钢结构建设的时机已比较成熟,我国已连续8年世界钢产量第一,一批钢结构建筑已陆续建成,相应的设计标准、施工质量验收规范已出台;同时,钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点,在建筑中应用的优势日显突出;钢结构使用面积比钢筋混凝土结构增加面积4%以上,工期大大缩短;在工程建设中采用钢结构技术有利于建筑工业化生产,促进冶金、建材、装饰等行业的发展,促进防火、防腐、保温、墙材和整体厨卫产品与技术的提高,况且钢结构可以回收,再利用,节能、环保,符合国民经济可持续发展的要求。


  预制装配式结构应积极提倡。目前,大量的混凝土结构都是现场浇筑的,不仅污染环境,制造噪声,还增加了工人的劳动强度,又难以保证工程质量。南京大地建筑公司从法国引进的预制装配式结构体系(简称“世构体系”),是采用预制钢筋混凝土柱,预制预应力混凝土梁、板,通过钢筋混凝土后浇部分将梁、板、柱及节点连成整体的框架结构体系。具有减少构件截面,减轻结构自重,便于工厂化作业、施工速度快等优点,是替代砖混结构的一种新型多层装配式结构体系。该结构体系已在南京多个工程中应用,效果明显。


  复合木结构应尽快研发。复合木结构不仅适用于大跨度的建筑中,还可适用于广大村镇建筑和二至三层的别墅中。应该说,与混凝土结构不同,复合木结构作为今后新型结构形式之一,极具有人性化和环保的特点。针对杨树快速生长和再生的特点,应着力开发杨树木材的深加工技术,包括木材的处理、复合、成型等,制作成建筑用的柱、梁、板等构件,并使其具有防虫、防火、易组合的能力。大量使用复合木结构,可减少对钢材、水泥、石子等建材的需求,这对资源是一种保护;同时,也为广大种植杨树的农民提供了一个优越的市场,不仅提升了杨树的使用价值,而且还为广大农民脱贫致富寻找到一个新途径。可谓是一举多得。可以预见,复合木结构的潜在能量将随着技术的成熟日益显现出来,必将会对我国的建筑业带来一场革命。


  建筑方式


  工业化建造方式是指采用标准化的构件,并用通用的大型工具(如定型钢板)进行生产和施工的方式。根据住宅构件生产地点的不同,工业化建造方式可分为工厂化建造和现场建造两种。


  工厂化建造


  工厂化建造是指采用构配件定型生产的装配施工方式,即按照统一标准定型设计,在工厂内成批生产各种构件,然后运到工地,在现场以机械化的方法装配成房屋的施工方式。采用这种方式建造的住宅可以被称为预制装配式住宅,主要有大型砌块住宅、大型壁板住宅、框架轻板住宅、模块化住宅等类型。预制装配式住宅的主要优点是:构件工厂生产效率高,质量好,受季节影响小,现场安装的施工速度快。缺点是:需以各种材料、构件生产基地为基础,一次投资很大;构件定型后灵活性小,处理不当易使住宅建筑单调、呆板;结构整体性和稳定性较差,抗震性不佳。日本为克服预制装配式住宅抗震性差的缺点,在预制混凝土构件连接时采用节点现浇的方式,以加强其整体的强度和结构的稳定性,取得了很好的效果。这类结构被称为预制混凝土结构(PC),目前我国的万科公司正在进行相关的试验和改进。长沙远大住宅工业有限公司则已经运用国际最先进的PC构件进行工业化住宅生产。


  现场建造


  现场建造是指直接在现场生产构件,生产的同时就组装起来,生产与装配过程合二为一,但是在整个过程中仍然采用工厂内通用的大型工具和生产管理标准。根据所采用工具模板类型的不同,现场建造的工业化住宅主要有大模板住宅、滑升模板住宅和隧道模板住宅等。采用工具式模板在现场以高度机械化的方法施工,取代了繁重的手工劳动,与预制装配方式相比它的优点是:一次性投资少,对环境适应性强,建筑形式多样,结构整体性强。缺点是:现场用工量比预制装配式大,所用模板较多,施工容易受季节的影响。


  发展


  历史


  1900 年,美国创制了一套能生产较大的标准钢筋混凝土空心预制楼板的机器,并用这套机器制造的标准构建组装房屋,实现了建筑工业化。工业化建筑体系是从建造大量的建筑如学校、住宅、厂房等开始的。建筑工业化明显加快了建设速度,降低了工人的劳动强度,并使效益大幅度提高。但建筑物容易单调一致,缺乏变化。为此,工业化建筑体系发展将房屋分成结构和装修两部分,结构部分用工业化建筑手段组成较大的空间,再按照不同的使用要求,用装修手段,灵活组织内部空间,以使建筑物呈现出不同的面目和功能,满足各种不同的要求。


  现状及前景


  建筑工业化是我国建筑业的发展方向。近年来,随着建筑业体制改革的不断深化和建筑规模的持续扩大,建筑业发展较快,物质技术基础显著增强,但从整体看,劳动生产率提高幅度不大,质量问题较多,整体技术进步缓慢。为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能,优化产业结构,加快建设速度,改善劳动条件,大幅度提高劳动生产率,使建筑业尽快走上质量效益型道路,成为国民经济的支柱产业。我们主要吸取我国几十年来发展建筑工业化的历史经验,以及国外的有益经验和作法;考虑我国建筑业技术发展现状、地区间的差距,以及劳动力资源丰富的特点;适应发展建筑市场和继续深化建筑业体制改革的要求;重点是房屋建筑,特别是量大面广、对提高人民居住水平直接相关的住宅建筑。

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