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、全周期价值大化的可持续发展的新型建筑生产方式。
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装配一词早使用于机械领域,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。
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。
近年来,随着社会经济技术的飞速发展,城市现代化进程不断加快,建筑业也取得了快速的发展。人民对建筑产品功能需求、高品质和可持续发展的要求越来越强烈,建筑行业正逐渐的向工厂集中生产方向发展,建筑业正逐步推进工业化进程。而预制装配式建筑在保证建筑结构质量的前提下,能大大缩减施工周期,节约社会劳动力,方便满足用户对建筑功能的多方位需求,具有良好的发展应用前景。
装配是建筑为现代建筑中的一种新型理念,其是将传统建筑生产中,将已成型的结构设计为多个组成部分,保证建筑设备在实际应用期间,能降低其运输成本,也能对其实现灵活组装,确保在很大程度上满足建筑多样化的发展需求,也能在循环利用模式下,促进工作效率的提升,达到建设成本的节约性,保证能符合现在建筑的可持续发展需要,为装配式建筑的发展也提供更高决策。
将装配式建筑应用到工业发展中,针对建筑材料的使用, 为了实现技术创新化和长远进步,导致存在的一些问题无法解决,要突破这种限制,才能维护装配式建筑的整体发展。在大量的装配工作中,能降低原始现浇作业,也能实现建筑和装修的一体化,确保达到更为理想的状态,装配式建筑的设计也更为标准,通过一体化发展模式,能提升整体的生产效率,降低成本,节能减耗。
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 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。 现代工业的迅猛发展,建筑业作为国民经济支柱的重要部分理应与时俱进,适应现代化发展中的需求,与发达国家相比我国建筑业采用现场制作较多,生产效率相对较低,实现建筑工业化,大力发展装配式建筑已成为建筑业发展的必然趋势。
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