• |关注我们|
    • 手机站二维码 扫描访问手机站

    • 公众号二维码 扫描关注公众号

  • 咨询电话:400-770-2200|
建筑工业化设计的研究

2014-10-30来源:论文网

摘要:建筑工业化已成为未来建筑设计发展的必然趋势。文章概述了建筑工业化在国内外的发展及应用现状,同时指出我国目前建筑工业化存在的问题,分析了建筑工业化的关键技术PC墙体,并对建筑工业化进行了深入探讨,提出对建筑工业化的再认识。 

关键词:预制混凝土PC墙体;建筑工业化设计;住宅工业化;外墙防水技术 

中图分类号:TU241 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)34-0029-03 
 

长期以来,我国建筑业实行的都是高消耗、用资源去换取效益的方式,原有的分散手工业的生产方式与目前大规模的经济建设很不适应,因此,必须改变这种落后的状况,尽快实现建筑工业化。 

一、建筑工业化内涵 

建筑工业化,就是指用现代大工业的生产方式来建造工业和民用建筑,使建筑业从传统的手工操作为主的生产方式逐步过渡到社会大生产方式的全过程。建筑工业化以技术为先导,将现代工业生产的成熟技术经验应用于建筑业,把不同类型的房屋作为工业产品,分别采用成套的标准构配件和统一的结构形式,用机械化手段生产建筑定型产品。同时按照专业分工,先在工厂集中进行大批量生产,然后再在现场进行机械化的施工和安装。建筑工业化的基本内容,就是采用先进、适用的技术、工艺和装备,实现建筑标准化和体系化,建筑构配件生产工业化,施工机械化和建筑管理科学化。 

二、我国建筑工业化的现状 

(一)国外建筑工业化发展过程 

国外(以日本和美国等一些发达的工业国家为代表)从20世纪50年代末就开始了构件的工业化生产,发展开放的建筑体系,进入工业化的第一阶段,即依靠提高生产效率加快建设进程。随着建筑数量的增加,建筑工业化的发展开始由量向质进行转变,行业重点逐渐转移到建筑的性能和质量上,从而进入了建筑工业化的第二个阶段。进入21世纪,国外的建筑工业化体系开始向大规模通用体系转变,建筑工业化更加强调标准化、体系化、专业化,建筑构配件和产品更加注重通用性,住宅模式采用社会化生产和商品化供应的方式,更加强调节能、节水、环保、资源的循环利用等,从而进入建筑工业化可持续发展阶段。 

(二)我国建筑工业化的现状 

我国最早提出走建筑工业化道路的文件是在1956年。1966年以前,在借鉴国外经验的基础上,我国建筑工业化主要采用标准设计,也就是采用标准的配件和构件设计,这对促进我国建筑工业化的发展起到了积极的作用。到20世纪80年代末,建筑工业逐渐发展成为我国经济的重要部门,但由于设计与施工脱节,单纯采用标准化设计已经不能与发展需要相适应。因此我们必须走出一条适应我国的建筑工业化道路,通过引进、消化、吸收和国产化,不断地缩小与国外先进水平的差距。 

(三)目前存在的问题 

我国目前建设普遍还是以粗放型为主,浪费非常严重,没有形成规模效益;使用大量传统陈旧的技术;建筑标准化工作滞后,相应部件的通用化程度低;并未充分的发挥新部件以及新材料的优越性,新型建筑结构体系仍然处在摸索的阶段,并未达到工业化的要求;节电、节水、节能等先进的环保技术并未有效的形成和推广使用,可持续发展的问题仍然非常突出。 

三、关键技术研究 

(一)PC墙体 

在许多发达国家由于人工成本很高,工业化生产的住宅不但品质好、施工速度快,甚至比传统的现场施工造价更低,其成熟的技术已经得到广泛的认可,并逐渐成为住宅生产的主流方式,其中用预制混凝土构件(Precast components,简称PC)建设的PC住宅以优良的性能在不同国家受到普遍欢迎。 

建筑的预制构件是实现建筑工业化生产的基础构件,是半成品,如板、梁、板墙、楼梯、住宅单元等。预制混凝土外墙(PC外墙)板模板主要采用钢模,钢筋加工后整体绑扎,然后调到模板内安装,混凝土浇筑后进行整体养护。生产过程中的模具清洁、钢筋加工成新、面砖粘贴、窗框安装、预埋件固定、混凝土施工即蒸汽养护、拆模搬运等工序均采用工厂式流水施工,每个工种都由相对少数固定的娴熟工人实施操作。 

与传统的现浇结构相比,预制混凝土结构整体现浇的外板,保证了结构构件连接的整体性、连续性,不会因不同材料热膨胀系数之间的差异而引起的砖墙与混凝土接缝处开裂,导致渗水的现象。但是另一方面,由于众多板块拼接,势必会产生预制板墙之间的水平缝和竖向缝等纵横交错的板块拼缝,从而有可能产生渗漏现象。 

(二)PC外墙防水技术 

常见的外墙拼接防水技术有三种,一般采用构造与材料防水相结合的方式:(1)水平拼缝排水;(2)垂直拼缝排水;(3)预制窗板窗框防水。 

1.水平拼缝防水:在水平拼缝防水技术中常见的防水措施有三种:(1)材料密封防水做法;(2)采用物理防水的方式――空腔构造防水排水;(3)为空心密封条防水。水平拼缝最外侧可采用材料密封防水的做法,将最外层作为材料密封防水层,可选用耐候硅胶等高分子密封胶将拼缝最外侧密封,直接阻止水气进入接缝。拼缝中部是构造形成的空腔,采用的防水方式是分别在上下两块预制混凝土墙板相应的部位设置凹槽,这样在两块板墙拼接时就会形成一个内高外低的空腔。同时可以在空腔的下部也就是在下块板的顶部设置一个排水槽,并将排水管设置在排水槽的近端垂直拼缝底部。在预制墙板的拼接内侧采用的防水措施是在内侧设置空心橡胶止水条。   

2.垂直拼缝防水:垂直拼缝防水措施就是设置竖向空腔。节点竖向空腔可以有效的防止水流向内侧,同时也可以通过下部设置的排水管排出流入水平空腔的水。为了使防水更加的安全有效、阻挡渗入的水汽,可以在空心橡胶止水条后部设置现浇混凝土结构。

3.预制窗板窗框防水:采用铝合金窗框与预制混凝土板浇灌的方法,将PC外墙的外门窗框直接预埋于预制混凝土板中,铝合金窗框与混凝土墙体被一次性制作成一个整体,从工艺上解决了外门窗的渗透问题,大大提高防水性能并可以有效的减少施工现场工程量,同时也提升了房屋的性能,改善了客户的居住质量。 

(三)PC外墙尚未解决的难点问题 

虽然目前PC墙体得到广泛的认可,应用范围也在逐渐的扩大,但仍然存在许多问题尚未解决: 

1.就PC墙而言国内技术的整个系统并未能达到工业化的标准。建筑工业化需要一个完整的设计、生产、运输、施工安装、后期维护的产业系统。每个环节,环环相扣并需要相应的技术、人才及法律法规的相互配合。但国内在这些方面还只是初期阶段。就开发研究需要强大的技术和资金支持就这一项目而言,国内现在不管从政府还是企业都还在探讨和博弈中。 

2.成本方面的较量。国内廉价的“人口福利”虽然在快速消失,但在建筑这一劳动密集型产业中,毕竟有着强大的劳动力基础。比起花大价钱建造PC墙体的生产场地、从国外进口生产线、高标准的技术人才、运输费用及吊装所需设备及安装限制等,砌块墙体所需要的运输、安装、养护及技术方面所需的投入就倍显其现阶段的优势――所以还是市场限制其 
发展。 

3.防火及防水配件不成熟。现在国内使用的防火材料不太能满足PC墙体与楼板之间的防火要求及墙体变形要求。还有就是PC墙体四周都需防水胶条,但国内产品一般太易老化,大大降低了PC墙体系统的防水能力,并且胶条的使用周期和PC墙体的使用周期还存在严重不匹配的问题。 

4.设计及施工技术的转型未完成。由于国内近30年粗糙的设计要求及粗矿型的施工方法使得国人对精细化和人性化的建筑环境暂时还没有更高的要求。但是随着人们对自己身处环境认知程度的不断提升,对生活质量的无止追求,建筑的“产品”性将慢慢体现出来。 

四、对建筑工业化的再认识 

(一)结合我国国情,吸取国内外的经验教训 

国外目前已有工业化程度很高的建筑工业化体系,但是,我们不能完全照搬,如欧美大量采用的木结构显然并不适合我国的国情。要发展我国的建筑工业化,首先要立足于现有的条件,立足于我国的国情,找准切入点。 

(二)标准化和多样化 

标准化和多样化是工业化建筑设计中的基本矛盾。工业化建筑与一般建筑一样,需要满足各种规范和标准,同时还必须满足建筑使用功能在个体和规划等方面多种多样的要求。但是多样化的设计,只有建立在标准化的基础上才能用工业化的生产方式才能加以实施。同样标准化是工业化的基础,工业化不能以牺牲多样性换取标准化。因此工业化住宅应当适应多样性的需求,通过大量标准构配件组合的方式,找到多样性和标准化最佳结合点。 

(三)采用新型的结构体系和新型节能材料 

采用新型的结构体系和新型的节能材料是实现建筑工业化的重要手段,是发展新型工业化的发展方向。建筑体系是实现建筑工业化的关键所在。比较我国和发达国家的工业化建筑,我们不难发现,国外之所以工业化水平很高是因为他们有成熟的成套建筑体系并且有与之配套的成套技术。而我国的建筑技术则仍以单项技术的发展为主,对标准化概念和实际技术不够重视,缺乏标准化和配套化的技术,并未形成成套的建筑体系。因此总结国内外的经验教训,我们应当重点的解决建筑体系的问题,选择合理的结构体系。例如可以采用混合结构或者轻钢结构来逐渐的取代原来的内部围护体系。采用新型节能材料对我国国民经济的可持续发展具有重要的作用。新型墙体材料的应用和实施节能建筑,符合我国建设节约型社会的要求,可以提高资源利用率和保护环境。 

五、结语 

建筑工业化是我国建筑业的发展方向。建筑工业化能够提升建筑业的科技水平和地位,改变传统建筑业的操作方式、施工工艺和人们的观念,提高施工效率、降低建设成本,还能带动国内许多相关产业的发展,促进冶金业、建材业、农业和装饰装修等行业的发展,加快实现建筑业的整体现代化。我国建筑工业化目前已取得很大的成绩,但同时也面临着机遇和挑战,我们应当整合各种资源,走出一条适合我国的建筑工业化之路。  
参考文献 
[1] 温可.浅谈建筑工业化与工业化建筑[J].今日科苑,2010,(8). 
[2] 钱志峰,陆惠民.对我国建筑工业化发展的思考[J].江苏建筑[J].2008,(23). 
[3] 潘志宏,李爱群.住宅建筑工业化与新型住宅结构体系 
[J].施工技术,2008,(2). 
[4] 张晓平.建筑工业化设计要点探讨[J].科海故事博览,2011,(2). 
[5] 顾自,朱斌,陈浙军.住宅楼预制符合保温外墙板防水技术[J].中国建筑防水,2010,(16).