【BIC |結(jié)構(gòu)】預(yù)制“凹槽板”與住宅產(chǎn)業(yè)化

預(yù)制“凹槽板”與住宅產(chǎn)業(yè)化

一、住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展歷程

自1978年我國實(shí)行改革開放政策以來，在大規(guī)模的住宅建設(shè)過程中，所采用的工業(yè)化方式也在發(fā)生變化。在工廠生產(chǎn)現(xiàn)場裝配的大板住宅體系等因交通運(yùn)輸、經(jīng)營成本等原因而逐漸萎縮。20世紀(jì)90年代以后，從南方發(fā)源的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系開始流行，這種采用現(xiàn)場制作混凝土模板、現(xiàn)場澆注混凝土的施工體系，包括現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)住宅、現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)住宅以及二者的結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系得到了較大的發(fā)展。近年來，由于技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)制裝配式整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系的使用又逐年增多，并且成為一種當(dāng)前較為流行的工業(yè)化結(jié)構(gòu)體系。

1、現(xiàn)有住宅結(jié)構(gòu)體系

1.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系

在我國，鋼筋混凝土工程在多、高層住宅建筑中占主導(dǎo)地位，而且就其成本和成型方面的優(yōu)勢而言，在尋找到更經(jīng)濟(jì)、更便于施工的替代材料之前，它仍將占主導(dǎo)地位。不過，目前鋼筋混凝土工程的施工多采用現(xiàn)澆體系。這一體系在工程界得到廣泛的認(rèn)可和使用，必然有它巨大的優(yōu)越性，但它在工程實(shí)施中也存在著明顯的缺陷。如：阻礙全面工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)、工程施工工期長、工程成本難以有效控制、工程質(zhì)量難以得到可靠保證。

1.2  預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系和預(yù)制裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系

20世紀(jì)80年代初期，建筑業(yè)曾經(jīng)開展了一系列新工藝，如大板、升板體系、南斯拉夫體系、預(yù)制裝配式框架體系等等，對(duì)建筑工業(yè)化發(fā)展起到了有益的推進(jìn)作用。但這些有益的實(shí)踐之后，均未有大規(guī)模的推廣。究其原因，主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的這些新工藝在高度、建筑型式、功能要求等方面有很大的局限。另外，受技術(shù)水平的限制，構(gòu)件接頭處理不善，極易造成漏水，而且接頭構(gòu)造處理不當(dāng)，削弱了其受力性能，在抗震設(shè)防區(qū)產(chǎn)生的影響更大。這些客觀的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件遏制了裝配式結(jié)構(gòu)體系發(fā)展的勢頭。

裝配式鋼筋混凝土體系，主體結(jié)構(gòu)的墻、梁、板，均可完全在工廠加工，實(shí)現(xiàn)完全的工業(yè)化大生產(chǎn)，現(xiàn)場只要將其拼裝起來即可。工廠化的加工，就可以利用最先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)，進(jìn)行全自動(dòng)化生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)控制及管理，行業(yè)的監(jiān)督機(jī)制更為規(guī)范，工人的數(shù)量較少，可以相對(duì)固定和高技能化，這些在客觀上可以保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量。現(xiàn)場的拼裝需要工人數(shù)量也較少，可以雇傭熟練工人。由于工序簡單，監(jiān)督管理相對(duì)容易，拼裝質(zhì)量易得到保證。同時(shí)，工程的工期可以大大縮短，使項(xiàng)目可以及早發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。工程成本由于工序簡單也易于控制。另外，長期困擾市民的工地噪音、粉塵污染等問題迎刃而解，工地更易實(shí)現(xiàn)文明施工。

1.3  鋼結(jié)構(gòu)體系

鋼結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點(diǎn)，但鋼結(jié)構(gòu)住宅的工程造價(jià)偏高，原因是為解決結(jié)構(gòu)構(gòu)件防火、防腐問題，解決墻體材料輕質(zhì)、保溫、隔聲、耐久等問題，造成鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價(jià)成本較高。即使大批量生產(chǎn)建造，造價(jià)仍會(huì)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高出一些。

2、應(yīng)重點(diǎn)培育和發(fā)展的結(jié)構(gòu)體系

我國工業(yè)化建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇主要集中于混凝土結(jié)構(gòu)體系和鋼結(jié)構(gòu)體系上。混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際上都能滿足構(gòu)件工廠化預(yù)制生產(chǎn)、現(xiàn)場機(jī)械裝配安裝的需要，也能滿足我國對(duì)于高層建筑的需求，但混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)比較具有明顯經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。因此，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)該是我國發(fā)展住宅工業(yè)化結(jié)構(gòu)體系的首選。

二、尋求在住宅產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)上取得突破

住宅產(chǎn)業(yè)化是建造方式的變革，核心是結(jié)構(gòu)體系技術(shù)。目前我國還沒有建立起“以新的結(jié)構(gòu)體系技術(shù)為支撐”、相關(guān)要素集約配套的系統(tǒng)體系，雖然建立了一些部品與構(gòu)件基地，但“皮之不存、毛將焉附”，因而不能形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)。必須要在住宅產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。要找到一種新型住宅結(jié)構(gòu)體系技術(shù)。

預(yù)制“凹槽板”簡介

采用預(yù)制“凹槽板”構(gòu)件，針對(duì)我國現(xiàn)有住宅建造技術(shù)的問題和缺陷，通過整合各項(xiàng)單項(xiàng)技術(shù)、設(shè)備和工藝，結(jié)合國內(nèi)建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)背景和技術(shù)資源，開發(fā)全新的、工業(yè)化程度較高的住宅建筑技術(shù)體系，包括結(jié)構(gòu)體系、制造加工體系、建造工藝體系、設(shè)備機(jī)具體系。清華大學(xué)現(xiàn)已取得專利技術(shù)、技術(shù)規(guī)程、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、構(gòu)件自動(dòng)化生產(chǎn)線、已建成小型示范建筑等綜合技術(shù)成果。

預(yù)制“凹槽板”住宅結(jié)構(gòu)體系技術(shù)優(yōu)勢及特點(diǎn)：

滿足國家現(xiàn)行規(guī)范要求，便于推廣；

加工設(shè)備簡單、易操作。生產(chǎn)線投資小；

技術(shù)簡單便于推廣；

施工速度快、節(jié)省人工；

節(jié)省人工是本技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)；

適于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

目前，某些裝配式結(jié)構(gòu)的預(yù)制混凝土構(gòu)件還停留在只能針對(duì)某專項(xiàng)工程的專用工具式模板，在工廠內(nèi)生產(chǎn)的階段。并非真正意義上的大規(guī)模構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn)。

“凹槽板”是一種通用構(gòu)件，制定出若干種型號(hào)之后，便可組織大規(guī)模生產(chǎn)。然后由設(shè)計(jì)師根據(jù)需要進(jìn)行選用。因此，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

構(gòu)件生產(chǎn)成本下降，價(jià)格優(yōu)勢明顯。因此，降低了建筑造價(jià)。

三、下一步開展工作的思路

確立以企業(yè)為中心，形成一套完整的住宅產(chǎn)業(yè)化鏈條，建立“研究—設(shè)計(jì)—預(yù)制—施工”一體化的專業(yè)化房屋工廠模式，帶動(dòng)一批傳統(tǒng)建筑企業(yè)向?qū)I(yè)化房屋工廠企業(yè)的轉(zhuǎn)型，長期從事住宅工業(yè)化的設(shè)計(jì)與施工業(yè)務(wù)。進(jìn)而推動(dòng)我國住宅產(chǎn)業(yè)化整體水平的提升。通過大規(guī)模試點(diǎn)工程的推廣應(yīng)用，形成專業(yè)一體化管理模式為主，預(yù)制構(gòu)件專業(yè)化加工為輔的管理模式和運(yùn)作方式，培訓(xùn)出一批新型建筑工業(yè)化企業(yè)，為新農(nóng)村建設(shè)、城鎮(zhèn)化建設(shè)和政府保障性住房建設(shè)提供良好的住宅體系。

住宅主要由主體結(jié)構(gòu)、室內(nèi)裝修、建筑設(shè)備三大部分構(gòu)成。其核心技術(shù)是主體結(jié)構(gòu)技術(shù)。必須首先研究適合我國國情的符合住宅經(jīng)濟(jì)性、適用性、安全性要求的主體結(jié)構(gòu)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善住宅室內(nèi)裝修技術(shù)和設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)。形成一整套的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、集約化的住宅建筑工業(yè)化集成技術(shù)。通過技術(shù)集成來統(tǒng)一科研、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、施工等各環(huán)節(jié)和各生產(chǎn)要素，從而形成先進(jìn)的住宅生產(chǎn)方式。

四、結(jié)論

住宅產(chǎn)業(yè)化是個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。涉及諸多行業(yè)和學(xué)科。但無論住宅的內(nèi)涵和外延如何擴(kuò)展和更新，都離不開住宅的建筑結(jié)構(gòu)體系。它是住宅功能、住宅經(jīng)濟(jì)、住宅科技的物質(zhì)載體。探索和建立適合中國國情（省情、市情）和市場經(jīng)濟(jì)需要，符合產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展方向的住宅結(jié)構(gòu)體系，是推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的中心環(huán)節(jié)。清華大學(xué)研發(fā)的預(yù)制“凹槽板”住宅結(jié)構(gòu)體系將傳統(tǒng)預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆鋼筋混凝土技術(shù)相結(jié)合，形成的新型住宅結(jié)構(gòu)體系具有推廣價(jià)值，有望探索建立具有節(jié)能環(huán)保意義和巨大市場規(guī)模的一種產(chǎn)業(yè)化新模式。可帶動(dòng)預(yù)制構(gòu)件傳統(tǒng)建材行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)及快速發(fā)展。