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装配式建筑是未来的发展趋势

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：袁晓琳

[导读] 摘要：随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造。

        东莞市华建物业投资有限公司广东东莞 523000
        摘要：随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造。只要把预制好的房屋构件，运到工地装配起来，便可以形成装配式建筑。基于此，本文主要分析了装配式建筑引领未来发展趋势的有关内容，仅供参考。
        关键词：发展趋势；未来建筑；装配式
        前言
        在2015年开始，我们公司成立了BentleyBIM的装配式建筑的研发项目团队。从2015年夏季我们团队参加BentleyBIM的建筑，结构，水电，设备的相关培训的学习。开始使用AECOsimBuildingDesigner系列软件，功能上包括建筑模型创建、图纸输出、材料统计、渲染动画、碰撞检测等模块，并获得了很好的效果。
        一、装配式设计软件分析
        BentleyAECOsimBuildingDesigner是一套综合性的建筑设计系统软件，它包含了建结构、暖通、给排水、设备、电气等专业模块，同时它可以在同一环境下运行，实现模型无缝对接以及信息无缝交流。可以为团队实现如下：
        多专业集成：该系统将四个专业的设计功能集成于一体，建立一个统一的设计环境，从而更适合多专业的协同过程。
        虚拟建筑：建筑三维信息模型技术可以最大限度地模拟工程实际，从而最大限度帮助设计师表达设计意图，提高设计效率。
        高效协作：多专业协同工作环境，可以实现分布式、跨地域协同工作，实现工作环境、工作内容、工作流程的集中控制‘最终实现项目的顺利交付。
        照片级渲染：强大的Luxology渲染引擎，可以渲染出照片级的图片。
        支持大模型：ABD通过强大的参考功能，可以最大程度上降低模型文件的小，并成功运转大模型。
        二、装配式建筑及其特点
        说起装配式建筑的由来，是在20世纪初就开始引起人们的兴趣，到六十
        年代终于实现。英、法、苏联等国首先作了尝试。由于装配式建筑的建造速度快，而且生产成本较低，迅速在世界各地推广开来。早期的装配式建筑外形比较呆板，千篇一律。后来人们在设计上做了改进，增加了灵活性和多样性，使装配式建筑不仅能够成批建造，而且样式丰富。美国有一种活动住宅，是比较先进的装配式建筑，每个住宅单元就像是一辆大型的拖车，只要用特殊的汽车把它拉到现场，再由起重机吊装到地板垫块上和预埋好的水道、电源、电话系统相接，就能使用。活动住宅内部有暖气、浴室、厨房、餐厅、卧室等设施。活动住宅既能独成一个单元，也能互相连接起来。装配式建筑特点如下，
        1.大量的建筑部品由车间生产加工完成，构件种类主要有：外墙板，内墙板，叠合板，阳台，空调板，楼梯，预制梁，预制柱等。
        2.现场大量的装配作业，比原始现浇作业大大减少。
        3.采用建筑、装修一体化设计、施工，理想状态是装修可随主体施工同步进行。
        4.设计的标准化和管理的信息化，构件越标准，生产效率越高，相应的构件成本就会下降，配合工厂的数字化管理，整个装配式建筑的性价比会越来越高。
        5.符合绿色建筑的要求。
        三、装配式建筑结构形式及施工方法
        17世纪向美洲移民时期所用的木构架拼装房屋，就是一种装配式建筑1851年伦敦建成的用铁骨架嵌玻璃的水晶宫是世界上第一座大型装配式建筑。第二次世界大战后，欧洲国家以及日本等国房荒严重，迫切要求解决住宅问题，促进了装配式建筑的发展。到60年代，装配式建筑得到大量推广。装配式建筑按结构形式和施工方法一般分为五种。
        3.1砌块建筑
        用预制的块状材料砌成墙体的装配式建筑，适于建造3～5层建筑，如提高砌块强度或配置钢筋，还可适当增加层数。砌块建筑适应性强，生产工艺简单，施工简便，造价较低，还可利用地方材料和工业废料。建筑砌块有小型、中型、大型之分：小型砌块适于人工搬运和砌筑，工业化程度较低，灵活方便，使用较广；中型砌块可用小型机械吊装，可节省砌筑劳动力；大型砌块现已被预制大型板材所代替。砌块有实心和空心两类，实心的较多采用轻质材料制成。砌块的接缝是保证砌体强度的重要环节，一般采用水泥砂浆砌筑，小型砌块还可用套接而不用砂浆的干砌法，可减少施工中的湿作业。有的砌块表面经过处理，可作清水墙。
        3.2板材建筑
        由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成，又称大板建筑。它是工业化体系建筑中全装配式建筑的主要类型。板材建筑可以减轻结构重量，提高劳动生产率，扩大建筑的使用面积和防震能力。板材建筑的内墙板多为钢筋混凝土的实心板或空心板；外墙板多为带有保温层的钢筋混凝土复合板，也可用轻骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成带有外饰面的墙板。建筑内的设备常采用集中的室内管道配件或盒式卫生间等，以提高装配化的程度。大板建筑的关键问题是节点设计。在结构上应保证构件连接的整体性（板材之间的连接方法主要有焊接、螺栓连接和后浇混凝土整体连接）。在防水构造上要妥善解决外墙板接缝的防水，以及楼缝、角部的热工处理等问题。

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大板建筑的主要缺点是对建筑物造型和布局有较大的制约性；小开间横向承重的大板建筑内部分隔缺少灵活性（纵墙式、内柱式和大跨度楼板式的内部可灵活分隔）。
        3.3盒式建筑
        从板材建筑的基础上发展起来的一种装配式建筑。这种建筑工厂化的程度很高，现场安装快。一般不但在工厂完成盒子的结构部分，而且内部装修和设备也都安装好，甚至可连家具、地毯等一概安装齐全。盒子吊装完成、接好管线后即可使用。盒式建筑的装配形式有：
        1）全盒式，完全由承重盒子重叠组成建筑。
        2）板材盒式，将小开间的厨房、卫生间或楼梯间等做成承重盒子，再与墙板和楼板等组成建筑。
        3）核心体盒式，以承重的卫生间盒子作为核心体，四周再用楼板、墙板或骨架组成建筑。
        4）骨架盒式，用轻质材料制成的许多住宅单元或单间式盒子，支承在承重骨架上形成建筑。也有用轻质材料制成包括设备和管道的卫生间盒子，安置在用其他结构形式的建筑内。盒子建筑工业化程度较高，但投资大，运输不便，且需用重型吊装设备，因此，发展受到限制。
        3.4骨架板材建筑
        由预制的骨架和板材组成。其承重结构一般有两种形式：一种是由柱、梁组成承重框架，再搁置楼板和非承重的内外墙板的框架结构体系；另一种是柱子和楼板组成承重的板柱结构体系，内外墙板是非承重的。承重骨架一般多为重型的钢筋混凝土结构，也有采用钢和木作成骨架和板材组合，常用于轻型装配式建筑中。骨架板材建筑结构合理，可以减轻建筑物的自重，内部分隔灵活，适用于多层和高层的建筑。钢筋混凝土框架结构体系的骨架板材建筑有全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式两种。保证这类建筑的结构具有足够的刚度和整体性的关键是构件连接。柱与基础、柱与梁、梁与梁、梁与板等的节点连接，应根据结构的需要和施工条件，
        通过计算进行设计和选择。节点连接的方法，常见的有榫接法、焊接法、牛腿搁置法和留筋现浇成整体的叠合法等。
        板柱结构体系的骨架板材建筑是方形或接近方形的预制楼板同预制柱子组合的结构系统。楼板多数为四角支在柱子上；也有在楼板接缝处留槽，从柱子预留孔中穿钢筋，张拉后灌混凝土。
        3.5升板和升层建筑
        板柱结构体系的一种，但施工方法则有所不同。这种建筑是在底层混凝土
        地面上重复浇筑各层楼板和屋面板，竖立预制钢筋混凝土柱子，以柱为导杆，用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度，加以固定。外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等；也可以在提升楼板时提升滑动模板、浇筑外墙。升板建筑施工时大量操作在地面进行，减少高空作业和垂直运输，节约模板和脚手架，并可减少施工现场面积。
        四、装配式建筑是未来的发展趋势
        装配式建筑体现在建筑节能、装配式住宅和低碳实践区等，是一个全产业链体系的概念。特别是装配式住宅，区别于传统的人工建造方式，是一种标准化、工业化的建筑生产模式，推动建筑工业化，可以将建筑的非承重部分所有配件在工厂流水线上进行标准化加工预制，之后再在建筑工地上进行配件的装配，把原来的建筑工人转变为机械操作工人，实现无粉尘作业，无粉尘工地环境，大大节约人力、时间和能耗成本，又可以提高建筑质量。装配式建筑由干式作业取代了湿式作业，现场污染与建筑垃圾大大减少。同时可以提高施工效率，进而又缩短了工期。另外在建筑拆除后，大部分材料可以回收利用。因此装配式建筑低碳、节能。装配式建筑需要的构件一般在工厂车间生产，不受季节限制，特别有利于冬季施工。装配式建筑抗震性能高、耐火性好、隔音效果好。装配式建筑偏差减小，精确度大大提高。随着建筑工业化的要求，世界发达国家都把建筑部件工厂化预制和装配化施工，作为建筑产业现代化的重要标志。装配式建筑工业化是世界性的大潮流和大趋势，同时也是我国改革和发展的迫切要求。在我国建材工业和建筑业已成为国民经济的基础产业和支柱产业。传统建筑方式人们开始逐渐发现已经不再完全符合时代的发展要求。结合国外的建筑工业化成功经验，我国建筑行业必将掀起装配式建筑工业化的浪潮，使其发展进入一个崭新的时代，并将促进建筑领域生产方式的巨大革……
        五、结语
        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。城乡住房建设将是我国经济发展新的驱动点和生长点。现在，有远见的企业家应积极开始着手准备，满腔热情地去开发、生产、推广成套的装配式建筑的建材装配式。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。
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