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【关键词】建筑工业化;发展现状;存在问题
建筑工业化是建筑企业发展的基本目标之一,以建筑结构的预制化作为技术基础,产业住址的集成化作为产业基础。建筑工业化的发展,使得建筑产业结构的分化、整合速度明显加快。然而在建筑工业化发展的实际过程中仍然存在着许多阻碍其发展的各种因素,我国目前建筑工业化的发展状况和发达地区相比较仍然有许多问题亟待解决。
一、建筑工业化的内涵
建筑工业化即用大工业规模生产的方式生产建筑成品,也就是住宅构件生产工业化,现场施工工业化,组织管理科学化。是建筑业从手工操作的小生产方式逐渐的发展成为社会化大生产的方式,将不同类型的房屋分别采用统一的结构形式和标准的结构构件,利用计算机技术,采用先进工艺,集中在工厂进行大批量生产,最后在施工现场进行机械化安装。建筑工业化的发展带给了建筑业更加先进的施工技术,机械化和自动化贯穿于建筑业施工的整个过程,大大的提高了建筑工程的效率水平和工程的建筑质量,同时也更加有利于建筑工企业的管理。
二、建筑工业化的特征
1. 房屋设计标准化,这是建筑工业化的基本目的,也是做基本的前提条件,房屋设计时整个建筑工程的第一步,设计的效果如何,直接影响着后续工程的进行,建筑工业化,由于是以技术为先导,采用的都是先进的技术和装备,使房屋的设计更加的标准化。
2. 构配件生产工厂化,是建筑工业化生产的必要条件。生产工厂化,可以将相关构件成批生产,这样一来,生产的各个环节将更加清晰明了,有效的缓解生产过程中出现的各种矛盾,更加易于管理。
3. 施工机械化,是建筑工业化的核心,由于计算机技术的不断发展,在各个领域都可以得到很大的发展,建筑施工机械化,不仅可以大大减少施工过程中的人力物力,减少了建筑成本的花费,而且还大大的提高了建筑工程的施工效率和施工质量,各环节的生产更加趋于标准化,规范化,避免了手工操作过程中出现的众多误差。
4. 管理科学化,是现代工业化生产的重要保证。传统的手工业生产使整个工程项目进度缓慢,需要的工作人员较多,各部门之间的矛盾冲突发生频繁,给管理人员的管理带来很多的不便,很难将整个企业的各部门协调管理。
5. 墙体的改革,就是对普通的实体砖心墙加以改正,将墙体的材料改为轻质材料。从而降低建筑物的自重,节约建筑用地。
三、建筑工业化发展的必要性和重要性
1. 提升经营效率
对于建筑业的评价是消耗巨大,收益甚微,虽然建筑业的规模足够的大,却很难以体现出巨大规模应该有的效益。同行业的恶性竞争,让房建产业深陷危机。建筑工厂化生产,使施
工机械化程度大大提高,保证了个构配件的质量要求,工人的技术更加熟练,极大的提高了施工过程中的安全指数,施工效率和建筑工程的质量。这样便可以有效的脱离恶性竞争的困境,以超脱寻常的质量优势,在竞争中能够取得最佳优势。
2. 缓解劳动紧缺
随着社会的不断进步,越来越多的人对工作的各项要求都逐渐提高,尤其是对工作环境的要求,加之人口红利的逐渐消失,建筑企业对廉价劳动里的寻找将越来越困难,多数建筑企业都面临着“招工难”“用工荒”的现象,即使建筑业的施工薪酬在不断的上涨,可还是难以招到足够多的工作人员,建筑行业的劳动精确程度可见一斑。建筑工业化的兴起,使得现场施工主要采取机械化操作,对于人力的需求将大大减少,很大程度的缓解了劳动力紧缺的现象。
3. 促进节约资源
随着环保观念的深入人心,超级耗能的建筑企业成为重点变革的对象。传统的建筑方式造成了大量的资源浪费,占用大量的土地资源。建筑工业化的发展,很好的实现了建筑工程节水、节材、节能、节地,建筑工业化的发展完全符合时展的要求,实现了资源的可持续发展,也就保障了建筑业的可持续发展。
4. 取得更大业绩
建筑工业化使得建筑工程的施工效率得到了很大的进步,很大程度的降低了建筑成本,而且建筑工程的质量比传统的建筑质量更甚一筹,这样就使得建筑企业具有更大的竞争力,可以以较少的投入,取得较多的回报,取得更加丰厚的业绩收入,促进建筑业的不断进步发展。
5. 改善质量,保证安全
建筑工业化的发展,使得建筑工程的施工限产更加的自动化、机械化。从而使建筑施工的过程更加趋于规范化、精准化,减少了施工过程中认为带来的误差,不仅是施工过程变得更加方便快捷,大大的提高了施工的质量,更重要的是,无误差的施工带来的是更好的质量和更多的安全感。另外,由于机械化的兴起,就减少了大量的人力,那么,也就简化了整个工程的施工管理,只需要相关人员操作好相关的机械就可以了。
四、我国建筑工业化发展的现状
1. 经济效益低下
由于建筑工业化建筑还处于寻初级阶段,没有达到一定的规模效益,其经济效益必然比较低下。经济效益低下,必然导致投资不足,就没有足够的资金去搞相关技术的研发,不利于建筑工业化的大量推广。再者,我国人口众多。劳动力成本低廉,不断重复的手工业操作反而要比机械化的技术成本要便宜,使很多的施工产业不愿意改变目前手工作业的现状。但随着我国老龄化情况的不断加重,必然会出现劳动力紧缺的现象,手工作业的现象必然会被社会淘汰。最后,我国对经济效益的评价标准没有考虑到对环境的保护,资源的节约,这样一来,就对建筑工业化的发展带来了一定的阻碍。
2. 发展方向不够明确
建筑工业化建筑材料可以有木材、钢材和钢筋混凝土结构的建筑材料。木材资源有限,难以满足我国建筑业对木材的需求;钢材的建筑成本相对较高,防火处理较为复杂,难以得到广泛的应用;结合我国目前的现状,钢筋混凝土结构比较适应我国的基本国情,主体抗震结构可以现场浇筑,附属构件可以通过工厂预制,这样通过各个环节的有效配合,就可以有效的减少整个项目的施工时间。提高整个工程的施工效率。
3. 民众对建筑工业化的认识偏见严重
我国建筑工业化主要专控结构组合的多孔预制板,在几次强震中由于砖混结构的自身缺陷和施工质量的问题,给人们的人身安全带来极大的损失,使得人们对建筑工业化进行全盘的否定。但是现代建筑工业化和之前的建筑工业化生产有着质的区别使用的都是高质量,高强度的建筑材料,和传统的砖混制板有着本质的区别,民众的认知度得不到提高,对于建筑工业化的发展具有很大的障碍。
4. 范畴狭隘
建筑工业化是一种高效、节能、环保的建筑设计和施工方式,只要是利用现代化技术进行施工,并且能够满足高效、节能、环保的条件就属于建筑工业化的范畴,但是,传统的建筑工业化生产,仅限于建筑工厂化,认为只要提高构件预制的效率就达到了建筑工业化的要求,这无疑会使得建筑工业化得不到全面的发展。
五、结语
建筑工业化在建筑工程的施工过程中,具有很大的优势,由于各种矛盾的存在,严重阻碍了建筑工业化的发展进程。要努力克服阻碍建筑工业化发展的因素,找到解决问题的最佳办法,将建筑工业化生产得到最大程度的普及。
关键词:建筑工业化;住宅产业化;装配式;叠合楼盖;工业化率
中图分类号:TU984.12
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2013)09-0068-02
1 建筑工业化产生的背景
在我国,以房地产为代表的传统建筑业规模已经达到了史无前例的峰值,它一方面极大地加快了中国的城市化进程,但另一方面,其弊端也已显露无遗,高耗能、高污染、高浪费、粗放型的现场人工作业,对城市、对生态、对产业结构都带来了极其严重的不利影响。面对这种情况,以全球的发展趋势来看,推动绿色装配式建筑必将成为了我国未来发展的方向,也是建筑业全面向工业化转型的必由之路。
2 建筑工业化的概念与特点
所谓建筑工业化,就是采用工业化的预制装配化技术,选用合理的可装配式建筑(结构)体系,将主要构件和部品在工厂按工业化、精确化、标准化的模式预制生成,再运输到现场进行就位与装配的建造过程。也就是将构配件的生产过程,由传统的现场浇捣砌筑,大量地前移至工厂车间里完成。
与传统建筑方式相比,工业化建筑具有质量、成本、进度可控等优势,真正体现了“四节一环保”的概念。它既节约资源和材料,减少现场的湿作业,减少建筑垃圾,降低扬尘与噪音污染,又解决了传统建筑保温差、隔音差、外墙渗水开裂等通病,是提高建筑质量与建造效率的最佳途径,是建筑行业的一次重大变革。
3 项目背景与概况
目前,国家与地方政府都在大力的推动与扶持住宅产业化。其中,安徽省合肥市作为全国批准的“国家住宅产业化基地”,先行推出“绿色建筑与住宅产业化”示范区,该示范区位于合肥市高新区内,区内引进有数家国内一流的住宅工业化企业进驻,如长沙远大住工、宇辉集团、合肥鹏远住工、西韦德等等。
合肥市滨湖桂园项目就位于“绿色建筑与住宅产业化”示范区内,占地165亩,总建筑面积约31万多平米,项目定位为回迁房和保障房。本工程总共分为A、B、C三区,作为住宅产业化的试点与示范工程,区管理局邀请了当地三家住宅工业化的龙头企业,分别承建这三个区。其中,A区由长沙远大住工承建,总建筑面积约13万多平米,包含六栋25~32层不等的高层住宅,共有4种户型,是三个区中规模最大、复杂程度最高的一个区。笔者以设计负责的身份参与到了该项目之中,深刻的体会到了建筑工业化的优势与困惑。
4 结构体系与构件选型
4.1结构体系
针对A区作为一类高层的实际情况,远大住工在经过严格的结构计算和综合权衡后,采用了叠合楼盖加现浇剪力墙的结构体系。相对于全现浇体系(现场湿法作业量大,模板用量多,施工慢,工业化率低)和预制装配式剪力墙体系(装配精度要求高,仅适合于多层或18层以下),这一体系在结构安全、施工进度、工业化率这三个方面,取得了一个较好的综合平衡。
4.2墙板构件
外墙采用160厚的夹芯混凝土的外墙挂板,即60厚的混凝土外叶墙板+50厚的挤塑聚苯板+50厚的混凝土内叶墙板,通过高强度、低导热的特制玄武岩拉结件将三层构造联结成一个整体;内墙也采用的类似的预制墙板。所有墙板均在工厂里预制、养护完毕,现场只进行吊装就位,基本节省了搭建脚手架的工序,也大大地减少了施工安全隐患。
这种一体化的外墙挂板,既一次性的解决了外墙的保温、防渗、隔音、防火等问题,又利于生产与装配,提高了施工进度,还解决了传统保温体系中出现的墙体层与保温层不同寿命这一个严重问题(建筑主体工程使用寿命最少50年,而普通保温层使用寿命最多在20~25年左右),完全省去了日后维护与翻新的费用,具有较高的效费比。
4.3叠合楼板、叠合梁
本项目的楼板与梁,采用的是工厂预制构件层(下)加面层现浇(上)叠合而成的结构形式,其中,叠合楼板的预制层厚度为60mm,现浇叠合层厚度为70mm,叠合梁的预制层厚度为320mm,现浇叠合层厚度为130mm,两层之间通过拉结钢筋的合理分布,浇筑完毕后成为一个整体,充分保证其强度与刚度;同时,预制构件层又充当了现浇层底部模板的作用,省去了传统的混凝土构件支模工序,减少了模板用量,提升了施工的进度。
4.4其余构件
如楼梯、阳台等均也采用类似的建造模式,先在IV里生产出标准构件,然后再在现场统一装配施工。
5 工业化流程
第一步,拿到建设方所提供的传统图纸后,我方进行适当的工业化设计修改,以使其符合本企业的标准与要求,并提交工艺设计所需的建筑结构设备条件图。
第二步,工艺设计专业会根据修改后的条件图,绘制出每一块构件(墙、板、梁、梯等)的分拆图,并在图纸上预留出所有的门窗或其余孔洞的定位、尺寸、走向等相关信息,形成最终的工业化施工图。
第三步,工厂依据分拆图,以流水线的方式大批量、规模化的生产出每一块墙板、楼板、梁、阳台等构件,养护完成之后并编号备位。由于是工厂化生产出来的标准构件,其配筋、尺寸、留洞、平整度等数据都是非常精确而一致的,从而避免了传统手工作业时,产品质量因人而异、参差不齐的现象。
第四步,施工部门将养护完成的预制构件按序运至施工现场,依编号对号入座,吊装,对位,再将构件上预留出的拉结钢筋相互之间焊接固定,并埋置于叠合楼板或叠合梁上的现浇层或是剪力墙之内。
最后,浇筑板与梁的叠合现浇层和剪力墙,将横向构件和竖向构件联结为一个整体,完成一个标准层装配作业。
如此层层装配,由于是以干法作业为主,在上部层数的土建正在吊装的时候,下部层数内的门窗、栏杆、管线等配件安装也同时进行,甚至户内装修,整体厨房卫浴的安装也逐层开始,其装配施工的进度仅需传统建造模式的30~40%。待工程完毕时,工业化住宅提供给客户的产品,是基本可以直接入住的“家”的概念,为住户提供了生活的便利性,也极大的体现了工业化住宅的综合优势。
6 问题与建议
尽管工业化住宅有着诸多的优点和广阔的发展前景,但就目前而言,还是有许多不尽如人意的地方,需要政府、行业、社会的共同努力:
6.1应建立相适应的建设审批与监管程序。
工业化建筑介于建筑业与工业之间,无法照搬目前传统现场施工的建设监管流程,应尽快建立工业化建筑部品认证和市场管理制度,为部品研发、品质保障、商品化流通提供保障,并颁布有针对性的建设审批与监管程序。
以设计为例,工业化设计与传统施工图设计最大的不同就是,其设计与施工是一体的,是无法脱离而单独操作的,它必须兼顾到生产、吊运、装配的全过程,也必须与本企业的技术、体系、标准相衔接和融合。这跟传统施工图完成后,可以交给任何一家施工企业去施工的模式是截然不同的。
比如,在滨湖桂园A区的工业化设计过程中就出现了这一问题:具有资质的传统设计机构,既不了解也不愿去掌握工业化设计,而懂工业化的企业又不具备传统的设计资质的这一问题,这就造成一系列的出图程序上的推脱和矛盾。同样,在施工图审图阶段,在建设监理阶段都出现了类似的问题,由于没有相匹配的建设审批与监管程序,这种权责不明与错位,严重地影响了项目的进度。
6.2应出台相适应的规范与标准来引导和扶持。
国家对工业化住宅没有明确的定性,也就没有针对性的标准与规范。因此,目前的相关规范都是建立在传统体系上的,一些约定熟成的习惯性规则,往往有利于传统建筑反而不利于工业化建筑,也就难以起到推动和扶持的作用,甚至在某些操作细节上还阻碍了其发展。
比如,在本项目面积计算中,原设计采用的是传统的外保温体系(30~35厚的外保温层加粘结层、找平层等共计约60厚),但在传统施工图中,60厚的外保温体系通常是忽略而没有表达出来,核面时也就没有计入此部分面积。但是,当我们采用工业化预制夹芯墙板时,是将保温层含人整体墙板之内的而无法省略的,是必须计入建筑面积的;正是由于这种不公平,致使在套内使用面积相同的情况下,我们工业化住宅的最终建筑面积比传统住宅要“多”计算出2%左右,这也导致一些住户对于工业化的认可度低,甚至是抵制。
6.3社会对于工业化建筑的认可与接受有待提高。
我国目前的住宅,大多还停留在毛坯房的半成品阶段。而在本项目中,由于大部分构件都是车间里预先生产的,所有孔洞、插座、线路等都是预留完毕,这对于产品的质量、准确性、平整度都是十分有利,但是却不能随意的在成品上打孔开槽。然而现实情况是,许多普通民众还是习惯性的偏好那种可以敲墙打柱,随意改动电路和插座,甚至是可以所谓“偷面积”的毛坯房,反倒是对设计并预留好的装配式住宅不太接受,这样的一种现状,也阻碍了工业化住宅的推广与发展。
6.4工业化率还亟待提高。
目前,滨湖桂园A区已进入施工阶段,但实际的工业化率却低于预期。这与全产业链的成熟度低、关联率低、标准化低有着密切的关系。要提高工业化率,绝不是建筑工业化企业一家之事,它需要全社会的推广与促进,涉及到整个产业链,从材料供应商、部品制备商、集成营销商,到部件运输商、零配件商、授权维护商等,都是其中的重要参与者。只有像汽车业或飞机业一样,全产业链上的各个环节都提高产业性能,形成系统性的采购、生产、销售、维护保养体系,才能提高整体的工业化率。
7 结语
[关键词] 建筑工程;主体结构;围护结构;一体化;施工技术
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 08. 038
[中图分类号] TU74 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2014)08- 0064- 02
所谓建筑工程主体结构与围护结构一体化是指在施工操作中做到主体结构与围护结构之间的良好配合,进而使建筑物获取较好的整体性,最大限度避免施工过程中的相互干扰及问题反复出现。过去人们对房屋建筑的要求相对较低,建筑物的整体结构相对简单,长期以来,都是一个结构部件同时具备主体与围护两大部分,这种简单结构能够在自然的条件下完成。但随着我国建筑事业的发展,人们对房屋建筑的要求越来越高,简单的房体结构无法满足人们及社会需求。为此,建筑工程结构向复杂结构转变,随之主体结构与围护结构的问题日益凸显,影响建筑的整体质量。
1 实现建筑工程主体结构与围护结构一体化的重要性
1.1 有利于提高建筑物承载力
①有利于改善受力情况,实现良好的抗震效果。由于实现建筑主体结构与围护结构一体化能够确保建筑物具有良好的整体性,建筑物结构无论是从装配式结构还是现浇式结构,建筑结构自身的整体性对于改善受力有着重要作用。②有利于提高防水能力及其抗变形能力。长期以来,在进行屋面的建设时先用混凝土做防水面,而梁柱与墙体并没有实现良好的结合,以致于出现漏水现象。而实现梁柱与墙体的结合就能够使该建筑物实现良好的连接,在共同外力作用下不易发生变形,也就能够提高防水功能。③提高建筑物的施工速度。因为在施工过程中要求建筑物主体结构与围护结构的一体化在较大程度上相应地减少施工工序,并采用新的施工工艺及技术,对结构主体进行优化设计,进而获取较高的施工效率,实现高效率、高质量的建筑施工。
1.2 有利于实现建筑工业化
当前,建筑工业施工中最为主要的目标就是在确保施工质量的前提下提高施工效率,进而实现建筑工业化生产。建筑主体结构与围护结构在一体化施工中就能够较好地实现这一目标,尤其是建筑工业化中大量结构部件的相互连接,实现较好的连接。我国建筑工业化在推进的过程中将建筑主体结构与围护结构作为施工的重要内容,因此,实现其一体化就能够加速工业化进程,提高我国建筑施工水平。
2 建筑工程主体结构与围护结构一体化的施工技术
2.1 施工设计阶段
任何建筑在施工前期都应做好相关的施工设计,优秀的施工设计能够为后期的施工过程提供指导。①装配式结构设计。施工设计中装配式结构的设计是其重要内容,由于装配式结构节点是连接结构水平与竖直结构的主要部位,也是受力与传力的关键部位,加上建筑受力较为复杂。因此,对其设计至关重要。②构造设计。完整的构造设计能够将计算设计中没有考虑的因素考虑进入,也能够为计算设计中的一些理想假设提供保证。从施工设计中可发现构造设计大多是依靠结构设计理念而做出来的。最为明显的就是抗震设计中的概念设计,是根据抗震原理而构造出的设计要求,往往需要实践做支撑。③钢结构设计。在钢结构设计中节点也是关键部位,占着重要地位。由于钢结构设计中受到较多因素,要想实现建筑构配件的生产化就必须提高施工的机械水平。④一体化设计。主体结构与围护结构的一体化也就是要求节点的设计尽量满足一体化的要求。当前,应充分利用先进的施工技术,开发新的节点方式,不断积累施工经验,在满足建筑构造要求的前提之下,最大限度满足主体结构与围护结构的一体化。
2.2 施工过程阶段
①建筑物的基础浇筑。一方面,做好桩基础施工。桩基础在进行混凝土浇筑时,严格按照台阶的分布情况进行一次性浇筑,不可在台阶位置留下缝隙。对已经凝固的混凝土在进行拆卸时,应确保模板足够的填充,避免混凝土的不良施工。另一方面,对于大体积的基础施工。在每一次浇筑完成之后,应对浇筑效果进行重新检测,在进行第一次振捣后,方可进行下一次的振捣,两次振捣之后要确保层层之间没有缝隙。若在振捣过程中出现问题,应及时进行补救。此外,对于条形基础施工。在进行浇筑前应在两侧设置一些标高线,根据标高线进行逐层施工,每一次的浇筑应实现无缝衔接,每一段的混凝土浇筑应确保在2~3米之间,确保在细节上做到完整。②建筑物的剪力墙浇筑。可在墙地面5厘米左右的位置进行浇筑,可确保混凝土的结构不被破坏;然后在此基础之上进行混凝土浇筑,而这种浇筑可在窗户洞及门洞等位置留取适当的缝隙,为接下来的施工打下良好基础。此外,对墙面上出现的洞及孔位置在进行浇筑时,将其放在同一水平面上,在内墙及外墙的接口位置完成浇筑。需要注意的是在进行混凝土浇筑过程中,不得擅自挪动钢筋,同时还需对其进行检查,最大限度减少钢筋的受损程度。③实现主体结构与围护机构的一体化。在施工组中充分考虑主体结构与围护结构工序、工作面空间及其所需机械之间的相互关系,在施工中统一安排,确保两者具有良好的整体性。
3 结束语
综上所述,我国的建筑行业在不断发展,其施工技术直接影响着工程质量。尤其主体结构与围护结构的施工在建筑施工中占有重要地位,对其不可忽视。首先应做好施工前的设计,然后是做好施工过程的工作,实现主体结构与围护结构的一体化。
主要参考文献
[1]朱红华,岳地东,曹雪山,等.南京地铁新庄站围护主体结构方案研究[J].科技创新导报,2012(15):111-111,113.
【关键词】工业化建筑;建造成本;影响因素
一、引言
所谓建筑工业化,指的就是根据大工业的生产模式,对建筑业进行改造,使它从原来的纯手工业生产逐渐转变成为社会化大生产的一种模式。实现建筑工业化的基本途径包括:建筑标准化、构配件生产产业化、施工过程全机械化以及组织管理规范化等,并将上述各种途径融入进现代化的科学技术手段,使得劳动生产率明显得以提高,加速建设进程,加快工程成本水平下降,以及提高建筑工程的|量与实际效用。对于当前因为工业化建筑建造成本较高而导致的工业化建筑难以广泛普及的现状,本文首先对当前国内外工业化建筑发展现状进行分析,然后深入剖析了影响工业化建筑建造成本的相关因素,旨在为愈来愈全面地普及工业化建筑提供切实可行的保障。
二、国内外工业化建筑发展现状分析
1.国内工业化建筑发展现状
我国城市化进程迅速推进,大规模建设的发展时期,工业化建筑方式建设所耗时间较短、效率高,是当前时期下建筑工程建设的一个全新的建造模式。但是,国内工业化发展遇到了瓶颈期,成本方面面临着居高不下的态势,各种工业化体系成本增加量显著上升,对于不同的工业化体系而言,它们之间的差异非常大。与传统现浇体系相比,工业化体系平均成本要增多200至500元每平方米,成本差距这么大,使得很多开发商望而却步,在很大程度上使得工业化建筑难以全面普及与推广。本研究认为,工业化发展模式的综合效益非常显著,然而人们只看到的是工业化建筑的成本高方面的问题,但是他们却很少看到工业化建筑的服役年限问题,综合成本观念并未形成。人们并未对市场对工业化的优势性能以及品质给予清晰地认识,对工业化建筑建造成本增量的认识存在一定的片面性,目光不够长远。
2.国外工业化建筑发展的现状分析
对于欧美等西方发达国家的工业化建筑而言,其发展主要是取决于政府的大力支持,政府通过发挥其主导地位,政府可以不断的将资金与技术进行集中,实施大规模的生产,使得传统的半手工半机械化的建设模式完全被工厂化建设所替代。以美国为例,在工业化实际发展历程中,颁布各项法律法规,并制定一套完整的工业化建筑补偿机制,使得工业化建筑产品的生产以及销售畅通、规范、有序。对于工业化建筑成本而言,对于不同生产方式以及属性的成本,如基础成本、改造宅基地成本以及土地开发利用成本E,均完全一致,由工业化而造成的成本不同点一般主要集中于建筑成本以及资金成本等方面,其中工期变短而造成的人工成本以及资金使用率等指标的下降,恰恰弥补了工业化导致的成本增量。对于欧美这样的国家而言,其国内人力成本保持较高的水平,通过工业化生产模式的实施,工人在现场工作或者操作的时间显著减少,加快了劳务升级,在很大程度上促使劳动力成本水平下降,从而很好地控制了工业化建筑建造成本。
三、影响工业化建筑建造成本的相关因素分析
1.材料费用增量
工业化建筑建造需要增加某些材料来确保构配件正常的安装以及建筑等方面的功能,主要内容包括:预埋件、PE胶条以及防水胶等方面的内容。其中预埋件主要有吊环、套筒以及调节件等方面的内容。吊环以及调节件是组成构件安装中的辅材料,构件拆分设计对套筒的数量产生一定的影响。除此之外,防水胶以及PE胶条则能够很好地对建筑节点防水方面的问题加以解决,其使用量则受到工业化结构体系的选型以及节点做法等方面的影响。由此可见,材料增加费同工业化建筑体系技术的合理性与经济性存在较好的关联性。
2.构件生产费用的增量
对于工业化建筑构件而言,一般需要在工厂之中按照严格的生产工序和流畅开展生产活动(具体流程如下图1所示)。根据如下图1所示的生产工序及流产图可以看出,工业化建筑构件在工厂内的生产需要经历台模加工及安装、钢筋及注浆管加工、钢筋骨架及网片绑扎、注浆管以及安装预埋预留、侧模安装、工序验收、混凝土浇筑、混凝土养护、脱模以及成品堆放等10道工序。模具的类别与周转频率均会对构件生产过程中所引起的生产成本增量产生重要的影响,模具类别与工业化的前期拆分存在十分密切的联系,在实际的设计过程之中,对建筑整体预制部位的把握对预制体系的选择产生一定的影响,如此在实际的生产过程之中的模具数量也随之而受到较大的影响。在设计过程之中不同类别的预制构件的数量越多,构件的类型也就随之而增多和变得更加复杂,那么模具的成本也就会随之而变高。
3.业化建筑的运输费用增量
工业化的建筑构件需从工厂运输到达项目建设地,增加的运输构件所需要的费用与运输效率存在较大的关联性。工业化建筑构件的运输效率受到构件运输距离与构件重量以及大小等方面因素的影响。在工业化构件设计初期,需要着重考虑构件的大小及其重量,在常规的设计过程之中,一般控制构件的重量约为5t之内,其长度均控制在5米之内(按照实际工业化建筑项目之中的经验数据进行计算),从而确保工业化建筑构件可以高效地运输至施工工地之中。除此之外,工业化建筑构件生产的厂址选取与项目所在地之间的距离关系也显得非常重要,距离效率越高,其成本增量则越低。下表1中所示的为某个区域十字型标准楼型测算的运输费用增量表:
4.现场施工费用的增量
工业化现场施工的费用增量主要包括机械费、人工安装费两个方面的内容,其中机械费用控制主要体现在塔吊的布局以及选型的经济性上面。合理的塔吊选型需要与工业化构件的设计过程相结合,构件的数量与重量对吊装的效率存在较大的影响,构件设计得过多吊装效率显著降低,若构件重量设计过大,那么远端构件可能不能很好地被起吊,这均会对工业化建筑的施工成本产生一定的影响。所以说,在构件拆分设计过程中,应该将构件的数量以及重量控制在一个合理的数值上面。建筑工业化的节点施工与传统的现浇体系存在较大的差异性,常常也需借助其他工具来辅助工程项目施工,新的施工操作方式使得工业化施工部分的人工成本也随之而显著提升。
四、结论
综上所述可以得知,随着科学技术的快速发展与进步,人们的建筑理念已经发生了根本性的转变,其中工业化建筑就是最近几年新型的一种全新的概念。然而,工业化建筑的普及受到了较大的限制,出现了瓶颈,根源在于工业化建筑建造成本较传统的建筑成本要高,本文主要分析了影响工业化建筑建造成本相关因素,旨在为工业化建筑的普及率的提高提供切实可行的依据。
【关键词】CSI住宅;住宅产业;发展前景
作为世界上人口最多的国家,住宅建设关系着我国的国计民生,随着中国经济的高速发展,近20年来每年的住宅供给数量较往年都有大量增长,房地产已成为中国经济的支柱产业。在这一背景下,住宅建设面临着质与量的双重考验,一方面高速的城市化进程仍需要大量的住宅供给,另一方面生活水平的提高对于住宅的各个方面有了更高的要求。近年来工业化住宅越来越受到重视,工业化被认为是解决未来中国住宅问题的最佳方式,随着CSI住宅概念的提出,中国住宅产业化已进入了一个全新的阶段。
1 SI住宅与CSI住宅
SI住宅是日本住宅产业化发展的产物,也是日本住宅从解决住宅数量到提高住宅品质的关键技术。SI住宅推动了日本整个建筑产业健康快速的发展。基于日本的成功经验,我国也提出了适应我国国情的住宅产业化实现方式――CSI住宅。
1.1 SI住宅
SI住宅最早基于荷兰学者哈布瑞肯(John Habraken)的理论研究,其后荷兰成立了相应的住宅研究机构,简称为SAR,提出了将住宅设计和建造分为“支撑体”和“可分体”的设想,这个设想随着不断深入与完善,形成了SAR理论。20世纪90年代,日本吸收了SAR理论的精髓,并在其基础上发展和创新,提出了SI住宅的概念和相关的设计建造方法。
SI住宅将住宅设计拆解为支撑体系统(Support System)和填充体系统(Infill Syetem)。其中支撑体系统是住宅的骨架,具有耐久性和公共性,是住宅中不允许随意变动的部分;填充体系统是附属于骨架上的住宅可分体,具有灵活性和专有性,是住宅中可以根据需要灵活变动的部分。SI住宅可以译为支撑体全装修住宅,首先进行支撑体的安装,然后进行其他工业化部件的安装,包括外墙、内墙、管线、设备、厨卫等部品,无需二次加工,实现全装修。
SI住宅的最大特色是支撑体与填充体的分离,即S部分与I部分的分离。研究表明,影响现有住宅使用寿命的最大问题,是住宅填充部分的老化,而这些部分,往往与结构部分结合的过于紧密,造成了维护和更新的困难;如果强行进行维护,可能会威胁到结构部分的安全和使用寿命。SI住宅实现了支撑体和填充体的分离,其中支撑体要求高度的耐久性,保证住宅的结构安全;填充体要求高度的可变性,便于进行维护和更新。
1.2 CSI住宅
CSI住宅是China Skeleton Infill的缩写,也就是中国的支撑体住宅,用以解决国内住宅建设中的突出问题,如住宅寿命短、能耗大、质量问题普遍、二次装修浪费严重等。CSI住宅立足于中国的国情和中国住户的居住特点,为中国的建筑产业化提供了一个新的平台,将促进我国通用住宅部品体系的形成。
建筑工业化是建筑产业化的基础。虽然支撑体住宅的概念早在20世纪80年代就已引入国内,但由于我国建筑工业化的水平距离发达国家还有相当大的差距,我国的建筑产业化的实践也只是刚刚起步。
2 CSI住宅的优势
CSI住宅与传统住宅相比,在很多方面具有明显的优势。
2.1 CSI住宅使用寿命长
我国目前住宅的平均使用寿命只有30―40年,既没有达到设计使用年限,也远低于建筑的结构寿命。CSI住宅的支撑体要求能够满足“百年住宅”的要求,而寿命相对较短的填充部品则可以较为灵活的更换,这就大大增加了住宅的使用寿命。部品按照使用年限可以分为5年、10年、20年等不同类别,既方便了设计,也方便日后的维护管理。
另外,CSI依靠支撑体与填充体的分离,其内部各组成部分具有较大的可变性,甚至可以实现多种套型组合方式。住户在不同时期可能会出现多种家庭组成模式,CSI住宅可以在住宅全寿命周期内,最大程度的满足住户的需要。
2.2 CSI住宅能耗较少
传统的住宅建设大多采用现场湿作业的粗放式建设方式,存在着较为严重的耗电、耗材、耗水、耗地现象,二次装修依然存在此类问题。CSI住宅的外墙、内墙、管线等部品都在工厂生产,在现场进行安装,可以较大的降低建造过程中的能耗。
2.3 CSI住宅维护方便
在传统住宅中,各类管线是预埋在墙体等结构中的,所以在维护更新的时候需要对部分墙体进行一定的破坏,不仅对用户自身造成困扰,也可能会影响其他用户。CSI住宅的管线与支撑体结合的部分可以在户外进行维修,不会对用户产生影响,而户内部分一般安装在地板、天花板或是隔墙的专用架空层内,维修更换也很方便。
2.4 CSI住宅性能品质较高
传统住宅的现场施工水平参差不齐,施工过程中的错误导致的建筑质量问题屡见不鲜,造成损失的赔偿主体经常难以确定,已成为社会关注的问题。CSI住宅采用工业化的生产和施工方式,可以最大限度的保证施工质量,每个建筑部品也都有源可查。另外组成住宅的部品有效的保证了住宅的品质,整体厨房、整体卫生间甚至包括家具采用部品集成的方式,按照“少规格、多组合”的原则进行设计和生产,可以由若干个小部品组成大部品,实现住宅部品的标准化和多样性的统一,住户在未来可以根据需要实现订单式的住宅内装修。
3 CSI住宅发展面临的困境
CSI住宅正处于起步阶段,发展也面临着诸多障碍。
3.1 社会对于CSI住宅了解不足
CSI住宅作为一个新生事物,首先需要社会对其自身有充分的了解。在大量的住宅建设中,大多数开发企业更注重短期利益,对于住宅产业化缺乏认同,只有少数的大企业在做实验性的项目展示,如万科集团的雅世合金公寓等。
3.2 CSI住宅缺少政策支持
我国的住宅产业化虽然取得了一定的成果,但整个行业的管理体制和政策体系都不完善,缺乏必要的政策支持和推进机制。需要政府加强引导,提高企业参与CSI住宅体系的积极性,目前公共租赁住房建设是一个很好的契机。
3.3 CSI住宅缺少相应的规范和标准
CSI住宅的很多做法和现行规范存在着冲突,比如住宅层高,开放式厨房等方面。虽然建设部已经颁布了《CSI住宅建设技术导则(试行)》,但仍缺少相关的标准和细则,这给设计上造成了困难。
3.4 CSI住宅的技术支持不足
随着我国住宅产业化的逐步推进,对于CSI住宅的核心技术及其各方面的研究都取得了一定的成果。但我国的住宅产业化水平总体而言还是偏低的,与住宅建设相关的产业部门的开发力度明显不足,导致CSI住宅平台上可以安装的部品的种类和样式无法支持整个体系,这个现状在短时期内较难改善。
4 结语
CSI住宅之于传统的集合住宅无疑具有多方面的优势,这些优势决定了它将是未来中国住宅的发展方向,也是未来中国建筑产业化布局的重点。但CSI住宅的发展面临着现实的困境,立足于国情是CSI住宅发展的基础,取得真正的成果需要相当长的时间,也需要组成住宅产业的各个环节的完善。
【参考文献】
[1]吴东航,章林伟.日本住宅建设与产业化[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[2]赵倩.CSI住宅建筑体系设计初探[D].山东建筑大学,2011.