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装配式住宅的发展与分析

时间:2022-09-02

一、什么是住宅部品?装配式住宅?

(一)住宅部品

“住宅部品”一词译自日文,中文理解为“非结构件”,指在住宅里面有独立功能的住宅工业产品,如门、窗、厨具、洁具等。它区别于建筑原材料,如沙、石、水泥等;又区别于建筑物结构配件,如窗台、门窗过梁、水泥预制件等。

《住宅部品术语》中明确了住宅部品的基本概念是:“按照一定的边界条件和配套技术,有两个或两个以上的住宅单一产品或复合产品在现场组装而成,构成住宅某一部位中的一个功能单元,能满足该部位一项或者几项功能要求的产品。”可见,住宅部品是住宅的实现使用功能不可或缺的一部分,部品与部品的组合是为构成某一部位和完成某一功能,并在现场完成组装。

(二)装配式住宅

1.装配式住宅的含义

装配式住宅的全称是预制装配式住宅,指的是用工业化生产方式来建造的住宅,即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。需要注意的是装配式住宅与“拼装房”的不同,只是部分构件进行了预制,到施工现场也要和传统建筑一样浇筑,并不是想象中的“搭积木”,因此房屋建成后从外观根本看不出区别。

2.装配式住宅的特征

相比传统建造的住宅,装配式住宅具有设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化的特征。而且,装配式比传统建设方式的进度快30%左右,构件精度更高,能最大限度地改善墙体开裂、渗漏等质量通病,并提高住宅整体安全等级、防火性和耐久性。在房屋使用过程中,装配式住宅更节能环保,通过工厂化生产和现场装配施工,可大幅减少建筑垃圾和建筑污水,降低建筑噪音,降低有害气体及粉尘的排放,减少现场施工及管理人员。

(三)住宅部品与装配式住宅的关系

将住宅分解为构件和部品,是实现住宅的工业化生产必不可少的手段。构件是房屋建筑的核心组成部分,它们之间的连接和建筑将构成整个住宅主体的框架结构,根据不同的材料可以分为砌体结构体系、木结构体系、钢结构体系、混凝土结构体系。而住宅部品是独立的个体,且具有独立的功能,采用标准化的通用设计,把住宅单一产品或复合产品进行现场的组装和拼接,且只要安装到位,质量和功能就能完全发挥出来,如整体厨卫间、与住宅相配套的太阳能热水系统等。

可见装配式住宅由住宅部品和结构构件共同组成,两者缺一不可,共同组成一个功能完整的房屋住宅。同时,部品与主体结构耐久年限不同,不同的部品的耐久年限也不同,可以在主体结构不变的条件下,通过更换和修理已经老化、损坏的部品,继续保持使住宅的使用功能,从而延长整个住宅的使用寿命。

二、装配式住宅的发展状况

(一)国外装配式住宅的发展与启示

1.主要国家和地区发展状况

建筑工业化起源于二战后欧洲,当时战争损坏大量房屋,战后欧洲经济迅速发展,人口向城市集中导致房荒严重,劳动力不足传统技工特缺,传统的建筑施工效率不能适应当时房屋增长的迫切需要。但这些国家的技术基础仍存在,工业的底子厚,战后的发展和恢复都很迅速,充裕的水泥、钢材和施工机械等为建筑工业化的推行提供了更为有利的条件。

总的来看,发达国家、地区的装配式住宅发展大致经历了3个阶段:20世纪50-60年代为初期阶段,重点是建立工业化生产体系;70-80年代为发展阶段,重点关注提升住宅的质量和性能;90年代为成熟阶段,重点转向环境保护,降低住宅能耗和环境负荷,倡导绿色和可持续发展。下面将简单分析美国、日本及法国、德国等欧洲国家装配式住宅发展方式和成功经验。

(1)美国——地域大,多元化发展,预应力预制构件应用广

美国装配式住宅源于三四十年代的汽车房屋,预制建筑主要包括外墙和结构两大系列预制构件,多钢、木结构别墅和钢结构公寓。现阶段,美国住宅建筑市场部件商品化集中度可达100%,混凝土的商品化程度为84%,与此同时不仅仅局限于住宅的大规模标准化,而更偏重住宅的个性化、随意化。建材产品和部品部件种类齐全,构件通用化水平高,能较好地实现商品化供应,在多样化的基础上,用户可从上万种产品组成目录单中选取满足自我需求的产品,也可根据独特需求购买材料零部件委托承包商施工,“批量生产”与“客户定制”充分结合。

(2)日本——木结构最多,框架为主,抗震技术优先

日本在装配式住宅方面发展堪称典范,其装配式住宅人均年竣工面积达100m2左右,相当于我国的3-4倍。经研究分析发现以下特点:日本木结构占比超过40%;多高层住宅主要为钢筋混凝土框架(PAC技术);工厂化水平高,集成装修、保温、门窗等;地震烈度高,装配混凝土减震隔震技术;立法来保证混凝土构件的质量;建筑施工水平高。例如,日本于2000年4月开始实施《有关住宅品质保证促进法》,规定新建住宅的构造部门(支柱、大梁等主要支撑部门以及防水部门),在完工后10年内,若发现任何缺陷,都将由建筑商和开发商进行免费修缮。

(3)丹麦——产业化发达,产业链完整

丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家,开发以“产品目录设计”为中心的通用体系,《通用体系产品总目录》包含各厂家的通用部件,设计人员可自由查阅选择构件,并在通用化的基础上实现个性化和多样化[5]。丹麦装配式建筑受法国影响,以混凝土结构为主,多装配式大板结构、箱式模块结构,强制要求设计模数化,预制构件产业发达,结构、门窗、厨卫等配件标准化。

(4)德国——70年代东德工业化90%,是工业化水平高的国家

德国二战后多层板式装配住宅,1970年东德工业化水平达到90%,拥有强大的预制装配式建筑产业链,新建别墅等建筑基本为全装配式钢(木)结构。这其中离不开高校、研究机构和企业研发提供研发支持,建筑、结构、水暖电的协作配套,施工企业与机械设备供应商的密切合作,先进的机械设备、材料和物流以及摆脱了固定模数尺寸的限制。

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2.总结与启示

装配式建筑的发展与社会经济、地理环境和科技水平相关,完备的装配式建筑产业链、技术基础和进步十分关键,每个国家需选择适合的装配式建筑发展技术路线,配以完善的法律法规可促进装配式建筑发展。

欧洲非地震地区,低层和多层建筑为主,且工业化水平和科技水平较高,劳动力稀缺,因而德国,法国,丹麦等欧洲发达国家基本实现了高装配化建筑。日本地震烈度大,虽然装配式住宅多数为混凝土结构,但减震隔震技术先进。法国、丹麦以装配式混凝土建筑为主,英国走了钢结构建筑道路,瑞典以木结构为主,而更多的国家选择多元化发展的道路。

装配式建筑产业链方面,英国和德国实现了全产业供应链管理,有配套部品部件体系;技术基础方面,这些发达国家都有自己的基本建筑体系和关键技术,掌握产业化技术的工人,完善的部品部件物流体系,质量管理和评价体系,严格控制部品部件生产质量水平。

(二)我国装配式住宅的发展现状

我国的建筑工业化问题,是在1956年提出的。1956年2月国家建委和建筑工程部在有关会议上明确指出:“建筑工业化是建筑业的发展方向”,“大力开展建筑结构和配件的标准化工作”,“积极实行工厂化、机械化施工”。我国1953年开始发展砌块建筑(非传统的粘土砖,一般比粘土砖尺寸大),1958年开始了装配式壁板建筑的试点,在20世纪60年代初期已经有了成片的砖壁板住宅小区。到1978年底,砌块建筑已在浙江、上海、福建、四川、贵州、广东和广西等省市大量采用。

虽然装配式建筑在上世纪60年代就已起步,然而推进却并不理想。从1999年8月建设部和七部委一同起草的中国住宅产业化纲领性文件,要求用现代科技对传统的住宅产业进行系统全面改造至今,我国住宅产业化的推动也经历了缓慢推进的20年。据住建部数据显示:目前,我国装配式建筑所占比例仅有5%,且发展缓慢。根据《住房和城乡建设“十三五”规划纲要》,到2025年我国装配式建筑所占比例也不过30%左右,和发达国家相比仍处于较低水平。

目前,我国装配式混凝土结构建筑形成了外挂墙板、钢筋桁架叠合楼板、预制剪力墙和框架、套筒灌浆、机械连接等不同产品和技术,建设了一批预制墙板和楼板生产线;装配式剪力墙结构、框架结构在多地试点,形成了《装配式混凝土结构技术规程》、《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》等相关技术标准。同时,也存在一些问题,如设计、生产、运输、施工产业链和配品供应链不完善,预制件按照产品计税相对现浇体系没有成本优势,节点连接、装配施工质量和抗震性能存疑,产业工人缺乏,现场物流系统缺失。

来源:易普咨询

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