装配式建筑有多新潮?

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装配式建筑有多新潮

        建筑业一直很羡慕工业的高效,于是聪明的建筑师们就开始琢磨,整个建筑当然没法量产,可我们能不能在一个建筑里面,找出一部分一模一样的零部件,把它们的生产搬到工厂去呢? 这就是装配式建筑思想诞生的开始。 

        装配式建筑可不是新鲜东西,它的历史可以一直追溯到一个多世纪以前,在这一个多世纪里,有几个事件推动了建筑工业化的发展。 

        第一个是工业革命。 19世纪的时候,大英帝国取得了工业革命的辉煌成果,女王维多利亚就打算在伦敦举办一场博览会,把全世界不同国家的工业和艺术产品放到一个建筑里,主要就是显摆一下大英帝国家大业大,这就是第一届世界博览会。 于是,1851年,在伦敦海德公园,不到九个月的时间就竖起了一幢7万多平米的建筑,外墙和屋面都使用玻璃,看上去明亮透明,被人们称为「水晶宫」。  

        第二个事件,是战后重建。 战争之后,伤员、退伍军人都急需大量的住房,这要求一个国家短期内能够建起大量住宅。 1921年,法国建筑大师柯布西耶提出了「像造汽车一样造房子」的想法。 1930年间,德国在柏林建造了战争伤残军人住宅区。共有138套住宅,这个项目采用现场预制混凝土多层复合板构件,算得上是德国最早的装配式建筑了。 二战后的德国在1950年开始大面积使用装配法建造住宅,到1970年建筑工业化水平就达到了90%。 日本在1968年提出了装配式住宅的概念,1990年开始采用部件化,大力发展建筑中的通用部件,木结构占比较多,达到40%。 1976年,美国国会通过了国家工业化住宅建造及安全法案,也出台了一系列行业规范标准,发展到2001年,全美装配式住宅数量达到了1000万套。 

        第三个事件,是共产主义思想带来的城市化建设。 以苏联为代表的东欧国家,希望快速建立起一个发达的工业文明社会,当时大量农民成为工人阶级,莫斯科住房严重短缺。 1950年,由苏联最高领导人赫鲁晓夫亲自监督,达成了前苏联建筑师公约,目标就是低成本、高效率的建造住房。 1961年,苏联开发出著名的「赫鲁晓夫楼」,就是一种五层预制混凝土建筑。 

        咱们再看看中国的情况。 1956年,国务院发布了《关于加强和发展建筑工业化的决定》,前建工部也出台了一系列政策来大力发展建筑工业化。 1957年,北京就进行了装配式大型砌块试验住宅建设,创造了8天盖好一套4层住宅的速度记录。这种数字在那个时代很抓眼球,原因你懂的。 1958年,一种新的装配式建筑登上了历史舞台,它是一种通过预制钢筋混凝土大板拼接而成的结构,名字叫大板房屋,到1964年国内开始大范围推广,从70年代到90年代,光是北京一个城市,就建成了1000多万平方米的大板房屋。 到了90年代,装配式大板房屋由于户型单一,无法满足户型多样化的需求,再加上技术的不成熟,尤其是防水、抗震、连接等关键技术存在重大缺陷,大板建筑被彻底否定,退出了历史舞台。 此后的三十年,「装配式」这个概念在中国神秘的消失了,历史原因咱们不必深究,也没那么重要。 直到2016年,国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》文件,「装配式」这个词才又回到了人们的视野,为响应国务院的号召,各地区纷纷出台政策,在中国未来十年内,装配式建筑占新建建筑的比例要达到30%。 

        1.装配式设计 

        可能你会觉得,装配式设计就是把设计好的楼拆成单元块,发给工厂加工就完了,可要是这么直接拆,工厂根本就没法生产,即便生产出来,也不能用。 在装配式建筑发展先进的日本,设计院在出建筑图纸时,还会直接作出PC厂的构件加工图,在做这一步设计的时候,除了要考虑构件的种类越少越好,也就是所谓的「模数」,还需要考虑机械怎么生产,未来到现场的吊装点,模块之间该怎么连接,连接点的安全性能和防水性能,等等。 而国内还有很多的项目,真的跟你想象的一样,施工单位拿着设计院出的建筑图,去进行二次深化,也就是把本来不是模块化设计的建筑,硬拆成装配式,究其原因,一是要凑装配率响应政策,二是因为懂装配式设计的设计院实在是太少了。 

        2.构件生产 

        在生产这个环节,首先要解决的就是材料问题,绝大多数工厂多年处理的都是塑料、橡胶、钢铁这样的材质,而PC构件是复合材料,而且混凝土的性能是在养护中逐渐生长的。这种对时间和节奏的把握,对传统工厂是一项很大的挑战。 另外,PC构件的生产需要很大程度的自动化,怎样开发出自动化的生产线是一个问题,生产线能不能低成本的灵活变化又是另一个问题——因每个项目的构件不一样,所以每个项目都要重新设计模具和自动化生产方式,这对工厂的设计优化能力和管理能力也是不小的挑战。 实际上,目前能够大批量生产PC构件的工厂很少,成本也非常高。 

        3.运输环节 

        对于施工现场来说,吊装的次数越少、需要处理的连接点越少,当然就越好,但是划分的模块越少,每块也就越大。 而在我国,货车总高度4米以上、总长度18米以上、总宽度2米5以上属于极限超载车辆,是不能上路的。 所以你看到国外整个房间都预制好到现场吊装的,清一色都是小面积的单间公寓。 那如何协调解决大构件需求和运输困难这对矛盾,包括构件装箱的成本优化,都是需要考虑和提高的地方。 

        4.施工要求 

        对于国内很多施工单位来说,装配式还是在「说起来又快又便宜,用起来又慢又贵」的阶段。 有很多的原因,比如现场的养护和堆放要专门管理,安装顺序要严格安排,这就带来更高的管理和人员成本。由于工厂生产方面的原因,预制构件的采购成本也是很高的。 多数施工单位在「满足装配率要求」这个前提下,尽量做横向构件的装配——也就是梁、楼梯、叠合板等,像墙和柱这种竖向构件能不做就不做。 究其原因,是因为现在还没有针对装配式的规范,来计算装配节点,设计师还是按照现浇的方式来计算。既然这么计算,就得按照现浇的方式来组装。 所以,竖向构件如果采用装配式,那在横竖向构件连接这个位置还是需要灌浆,而且灌浆料的成本非常的高,节点的防水等施工要求也更高,在目前的施工水平下,建造速度还赶不上传统的方式。 其实这也很容易讲的通,如果一项技术已经成熟的实现了低成本、高效率,那也就不需要政府大力扶持了,大家自然会抢着用。

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