建材物料模板

【综述】什么是装配式建筑？

夏晶

2020-08-28

前言

装配式建筑是以构件工厂预制化生产，现场装配式安装为模式，以标准化设计、工厂化生产、装配化施工，一体化装修和信息化管理为特征，整合从研发设计、生产制造、现场装配等各个业务领域，实现建筑产品节能、环保、全周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式。

装配一词最早使用于机械领域，指将零件按规定的技术要求组装起来，并经过调试、检验使之成为合格产品的过程。简单地讲就是把零部件组装成一个整体的过程。

沿用到建筑领域，装配式建筑可以简单地理解为：把建筑的各个部分在现场进行直接组装而成的建筑。一栋建筑，大到上海中心、哈利法塔，小到自家祖上传下来的两层小楼，其最基本的组成部件无非是：基础、柱、梁、楼板、楼梯等几个主要部分。要实现建筑各构件的现场组装，前提条件是这些构件必须提前在工厂生产好，简称预制。所以很多时候，装配式建筑又被称作为预制建筑或者建筑工业化。

预制混凝土柱

预制混凝土梁

预制楼梯

当然，一栋建筑远不止这么简单。梁、板、柱等只是建筑的结构部分，相当于一个人的骨骼。一栋功能完整的建筑还离不开外围护系统（皮肤）；设备管线系统（血液）等等。所以装配式建筑也并不仅仅涉及结构的装配，还涉及到其他相当多专业的装配或者配合问题，是一个非常复杂而系统的工程。

装配式建筑的历史

建国初期，在前苏联帮助下，掀起了一个大规模工业化建设高潮。从前苏联搬、抄了单层工业厂房体系。该体系中的柱、吊车梁、人字形屋架和薄腹屋面梁、槽型屋面板、天沟板和槽，均采用预制生产，围护结构多为砖砌体。在这个年代构件的预制生产大多是在工程现场，且多为非预应力构件，技术水平不高，质量也不稳定。

1950s，新中国首次提出了建筑工业化的口号，当时建筑工业化的主要内容就是指构件的工业化生产。经过十年建设，我国国民经济不仅恢复、而且有了较大发展，也在此期间，我国在苏联帮助下，在清华大学、原南京工学院、同济大学、天津大学和哈尔滨建筑工程学院等高等院校，专门设立了混凝土制品构件本科专业。

1960s，工业建筑的主要构件已是工厂化集中生产，构件质量明显提高；特别是预应力技术在钢筋混凝土预制构件企业得到推广应用，不但节省了原材料，还提高了构件的性能。

1970s~1980s，国民经济的高速发展，促成了我国装配式钢筋混凝土建筑、部分装配式混合建筑和构件预制生产，获得空前的发展机遇，达到了行业一个辉煌的峰值。但在构件类型和生产原理方面并没有重大突破。值得一提的是：以高强钢丝和钢绞线为代表的高效预应力钢材，在预应力混凝土构件生产中开始得到推广应用。

1990s,进入九十年代后，由于（部分）装配式建筑自身有许多问题，主要可用“热、裂、漏“来概括，和现浇结构相比，这些问题更显突出。于是现浇结构几乎全部替代了装配式结构。

1959年,12层的北京民族饭店首次采用预制装配式框架-剪力墙结构

现阶段装配式技术相比之前取得了明显的进步，主要体现在以下几个方面。

设计概念的的进步

上世纪

认可接缝对装配式混凝土结构刚度的影响，计算中有许多折减
强调全装配，尽量减少现场湿作业
通过强调墙体的规则布置实现结构的整体性能，建筑的多样化受到较大的限制，体型及立面单一化
仅适用于小开间的居住建筑
没有强调部品的工业化

现阶段

装配式混凝土结构强调等同现浇混凝土，计算简图与现浇混凝土基本相同
强调预制与现浇相结合，更注重装配式结构的整体性能
在标准化的基础上，通过合理的结构构造，和饰面材料和质感的变化，实现建筑的多样。化，对建筑师的限制较少
同时适用居住建筑和公共建筑
强调了部品的工业化

材料及施工机具的进步

上世纪

多层建筑采用少筋混凝土墙板，高层建筑采用钢筋混凝土墙板
水平缝中受力钢筋的竖向连接主要依靠预留销键中的搭接焊
垂直缝中的水平钢筋的连接主要依靠销键和钢筋锚环，仅接缝处有少量现浇混凝土，无边缘构件的要求
接缝的界面为光滑面
楼板采用全预制大板

现阶段

全部要求采用钢筋混凝土墙板
水平缝中受力钢筋的竖向连接主要依靠灌浆套筒
垂直缝中的水平钢筋的连接在采用销键和钢筋锚环的同时，根据抗震规范增加边缘构件的要求
接缝的界面为光滑面增加抗剪粗糙面的要求
楼板采用主要推荐采用带有桁架钢筋或砼肋的叠合楼板

实现设计技术和施工技术的进步

上世纪

手工业的设计技术；
工厂生产线上手工业的操作方式；
吊车最大吨位数小；
用工人数5000人-20余万平方米

现阶段

BIM技术的引进
工厂生产线上机器手和电脑自动控制程序的引进
吊车最大吨位数2000T-m
用工人数100人-20余万平方米

装配式建筑的优势

保证工程质量。传统的现场施工受限于工人素质参差不齐，质量事故时有发生。而装配式建筑构件在预制工厂生产，生产过程中可对温度、湿度等条件进行控制，构件的质量更容易得到保证。
降低安全隐患。传统施工大部分是在露天作业、高空作业，存在极大的安全隐患。装配式建筑的构件运输到现场后，由专业安装队伍严格遵循流程进行装配，大大提高了工程质量并降低了安全隐患。
提高生产效率。装配式建筑的构件由预制工厂批量采用钢模生产，减少脚手架和模板数量，因此生产成本相对较低，尤其是生产形式较复杂的构件时，优势更为明显; 同时省掉了相应的施工流程，大大提高了时间利用率。
降低人力成本。目前我国建筑行业劳动力不足、技术人员缺乏、工人整体年龄偏大、成本攀升，导致传统施工方式难以为继。装配式建筑由于采用预制工厂施工，现场装配施工，机械化程度高，减少现场施工及管理人员数量近10 倍。节省了可观的人工费，提高了劳动生产率。
节能环保，减少污染。装配式建筑循环经济特征显著，由于采用的钢模板可循环使用，节省了大量脚手架和模板作业，节约了木材资源。此外，由于构件在工厂生产，现场湿作业少，大大减少了噪音。