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山東茂隆新材料 2023-06-10 2521
小編今天要和大家聊聊國內外的PC建筑,一起看看吧。
建筑工業化在發達國家早有起步,預制混凝土技術已廣泛應用。我國在新中國成立后迅速發展了PC建筑技術,在工業和住宅建設方面取得了顯著成就。然而,由于各種原因,這項技術在上世紀90年代后停滯不前,甚至倒退。隨著人口紅利消失和人們對建筑質量和性能的要求提高,建筑工業化成為房地產和建筑業轉型升級的重要手段。本文綜述了國內外PC建筑技術的發展水平并結合自身研究,提出了PC技術的發展與應用前景。
國內外PC建筑的發展水平
1、國內工業建筑(廠房)工業化的發展史
在上世紀五、六十年代,我國經濟基礎較為薄弱,鋼筋水泥等建材缺乏情況十分嚴峻。為了解決工業廠房建設的問題,我們引進了裝配式混凝土排架結構技術,從蘇聯獲得了巨大幫助。到80年代,這項技術已經得到了廣泛普及和成熟應用。排架廠房由預制柱、預制薄腹梁、預應力屋架、預應力大型屋面板、預制外墻板、預制吊車梁等構件組成,技術標準化和施工機械化程度都非常高。由于大量采用預應力技術,材料消耗量很低,技術經濟性在世界上處于領先地位。
在20世紀90年代,中國的鋼鐵生產能力快速增長,鋼鐵供應充足,推動了鋼結構技術的進步。因為鋼結構建設速度快、回收價值高、經濟效益好,逐漸代替了混凝土廠房,成為了單層廠房的主要選項。
隨著經濟的發展,大城市的工業用地日益緊缺,為了節約土地資源,工業用地所要求的容積率指標也隨之提高。因此,多層工業廠房變得越來越普遍,而混凝土結構的多層輕工業廠房需求量也在不斷增加。盡管目前大多數工程仍采用傳統的現澆施工方法,但是可以看出,采用PC技術進行建設的市場潛力十分巨大。
2、我國民用建筑工業化的發展史
在80年代,我國的基本建設重心由生產向生活轉變,裝配式住宅技術開始興起。以北京為例,超過2000萬平方米的裝配式大板房被建造在二環路以外、三環路以內地區。此外,還開始研究盒子式房屋,并制定了《裝配式大板居住建筑》JGJ-91技術標準。
在90年代初,全國停止了分配福利房,城市住宅開始進行市場化和貨幣化改革,人們對戶型和質量的要求越來越高。在計劃經濟的情況下,預制大板廠無法適應市場快速變化的需求。此外,當時的大板房在隔音、防水、保溫隔熱方面存在較大的缺陷,因此所有的大板廠在數年內全部關閉并改行。
由于經濟水平和基礎性材料的限制,裝配式大板房在建筑性能方面存在顯著不足,主要表現為夏天炎熱,冬天寒冷,易滲漏,隔音效果差,使用和維護費用高,給居民帶來很多不便,甚至對房屋的安全性引起疑慮,造成了不良影響。
對于北京裝配式大板房的上下層預制墻板鋼筋連接方式,簡單而言,只需要焊接上層墻板鋼筋和下層墻板的吊鉤,以及在水平連接部位進行局部現澆連接,類似于砌體結構的構造柱。當時,大多數墻體保溫材料是加氣混凝土,導熱系數較高。此外,密封防水做法通常采用瀝青麻絲填縫,但容易老化。
自90年代以來,我國城市建筑需求大幅增長,同時其經營特點也發生了重大變化。一方面,建筑業開始向高層建筑為主的方向發展;另一方面,商品混凝土的生產、配送、泵送技術日益成熟,建筑業也進行了“管理和勞務相分離”的經營模式改革。這些改革導致有經驗的建筑技術工人下崗,大量農村廉價勞動力涌入建筑市場。房地產業和建筑業的經營也趨向金融化,形成了“重資本、輕資產”的經營格局。同時,“以包代管”的現象也相當普遍。然而,由于預制建筑行業需要進行固定資產投資,這使它不再受到建筑業的青睞。因此,預制構件行業在過去20年間幾乎形成了歷史性的斷檔,人才和技術也逐漸流失。
3、國外PC建筑技術的典型特征
(1)芬蘭全裝配式建筑技術
由于所處地區極寒,只有采用全裝配式結構體系才能提高建設速度。因此,預制垂直構件和水平構件被廣泛應用,減少了現場濕作業的工作量,裝配式建筑技術也因此得到了廣泛普及。這種技術可以在中國低地震防御強度地區使用。
(2)法國世構體系——預制預應力框架結構
采用預應力技術的世構體系框架結構,可節省公建項目(如學校、醫院、商場等)中梁柱的鋼筋混凝土用量,并且經濟效益較好。
(3)美國PC建筑技術特點
預制預應力雙T板是由林同炎大師發明的, 在美國PCI協會的推動下,雙T板、預制預應力空心板以及預制夾心保溫外墻技術廣受歡迎。這些構件都具有很大的尺寸,因此具有低生產成本、高安裝效率和良好的總體經濟性。
(4)加拿大預制多層剪力墻技術
在加拿大,多層和高層住宅采用裝配式剪力墻和預應力空心板技術體系建造,無需使用腳手架和模板,施工現場干凈整潔、快捷高效且經濟性良好。
歐美發達國家的勞動成本較高,為了提高建筑的經濟性,需充分利用工廠預制生產價格低、現場施工效率高的優勢。在各國主流的PC技術中,差異較大,技術應用方法也不同,因此一般需要根據項目特點選擇適合的技術。
(5)日本PCa技術
日本由于地震設防烈度高,剪力墻難以計算分析,所以裝配式建筑一般以PC框架為主。PC框架結構施工安裝難度很大、技術質量要求很高,因此對對構件的精度要求非常高,需要很高的工人素質和專業化程度才能做好。
(6)新加坡裝配式組屋建設技術
根據新加坡政府的"居民擁有自己的住房計劃",80%的全國住房由政府開發的組屋建造,采用PC構件建設,設計標準高、技術成熟、市場可控,在20年內解決了人民的住房需求,曾被香港政府作為學習的榜樣。
(7)香港(澳門)及臺灣PC建筑技術
在香港和澳門,住宅形態與國內城市相似,主要以剪力墻結構為基礎,內澆外掛工法源于新加坡。在英國法規的管理下,技術和質量水平已逐漸趕超新加坡。自1997年香港回歸以來,所有的公屋和居屋(相當于廉租房和經適房)全部采用PC構件裝配施工,已經基本解決了居民的基本需求。而在臺灣,住宅形態和技術主要以裝配式框架結構為主,與日本非常相似。
(8)國內建筑業的普遍狀況
我國建筑業主要特征是:人海戰術(以手工為主作業為主)、質量粗劣(質量通病百出)、材料浪費(建材垃圾量偏高)、速度緩慢(先施工主體,售樓后施工圍護結構)、事故頻發、環境污染(三廢污染和噪音擾民嚴重),建筑全產業鏈消耗了全社會40%的能源,從90年代開始建筑業被 "農民化" ,是全國科技貢獻率最低的行業,在人口紅利消失后,還將面臨勞動力不足的尷尬局面。
國內正處于城鎮化和房地產發展的高速時期,城鎮建設量居世界第一,是全球建設量的45%以上,需要消耗大量的物資和人力,同時我國建筑壽命不高、建筑能耗居高不下,建筑垃圾的消納造成了大量的土地浪費,是消耗能源和資源最多的行業,粗放的發展方式難以持續,已經面臨國際社會的強大壓力,必須轉型升級。
按照十八大提出的"生態文明建設"要求,建筑業必須走節約資源能源、減少環境污染的工業化發展道路,結合國外經驗,其中預制裝配式混凝土建筑(PC建筑)是重要的手段之一,面對停滯了20多年的PC產業,應該怎樣轉型、怎樣發展、如何推進?
新形勢下如何發展PC建筑?
1、發展原則和方向
(1)提高鋼結構和PC建筑的工業化比重,以降低我國工業與民用建筑大量采用現澆混凝土結構的情況,同時提升生產施工效率和質量,展現出巨大的發展潛力。
(2)從建筑的整個生命周期考慮,要實施"四節一環保"技術。我國已成為世界上鋼鐵和水泥的最大生產和消耗國,因此(3)產生的碳排放量受到國際社會的壓力。為了減少能源消耗和減輕環境污染,必須不斷提高建筑的質量和性能。
根據"降低人力成本、提高效率"的準則,加強工業化進程。全國建筑業從業人數超過6000萬,其勞動力占比僅次于服務業。隨著人口紅利的消失,建筑和房地產業必需轉型升級。工信部致力于推廣"機器替代人"現象。盡管建筑房地產業行動緩慢,但少數企業如萬科集團積極按照"兩提兩減"(提高質量、提高效率、減少人工、減少污染)原則轉型升級。
2、破題方法
(1)重點推廣裝配式建筑。在廣泛應用于工業和民用建筑(包括住宅、辦公樓、酒店和工廠等)的基礎上,逐步提高預制裝配式混凝土和鋼結構建筑的比例。
(2)轉變生產方式,將傳統的現場作業盡可能遷移至工廠,通過標準化的作業條件和程序控制產品質量,逐步實現工廠化生產、機械化建設和信息化管理,這需要依賴標準化設計的支持。
3、工業化的結果
(1)引導社會企業投資實業,真正發展生產力,提高運行效率和增強核心競爭力,同時以科技進步創造綠色GDP,從而使企業方面獲得更多的效益并吸引更多人才和技術。
(2)個人方面的收益包括:熟練掌握產業技能,事業和家庭穩定,實現個人價值。
(3)社會效益包括資源節約、質量提升、進度加快、污染減少、成本降低等方面,有助于維護社會和諧穩定。
4、建筑工業化發展路線圖
(1)學習吸取并融合創新。根據前文所述,各國的PC建筑技術和應用方法各有千秋,存在較大差異,因此不能簡單地照搬照抄。我們應該因地制宜、因項目而異、取其精華、舍其糟粕,吸收消化后進行再創新,走符合中國國情的建筑工業化之路。
(2)堅持實用而不華麗的設計原則,注重解決通用技術問題,考慮到大多數人的需求,采取循序漸進的方法。根據我國建筑特點,采用標準化、系列化和通用化的組合手段,解決大多數建筑的生產和安裝技術,將不同的結構體系應用于不同的建筑用途,特別關注住宅樓、寫字樓、輕工業廠房和新農村建設的技術標準和產業配套問題。這一思想可以參考梁思成1962年9月9日在人民日報上發表的文章《建筑工業化——從拖泥帶水到干凈利落》。
(3)緊緊抓住培養人才、掌握先進技術的機會。建筑工業化的特色在于工廠化生產、機械化、自動化,現場施工則采用裝配化方式。傳統的技術、管理和操作人員難以適應這樣的變革,必須轉變思維和觀念,調整管理方式以適應工業化的需求。
今天的內容到這里就結束了,感謝大家的閱讀和觀看,希望對您有所幫助。如果有任何問題,請隨時聯系我們的工作人員,我們將全力以赴為您提供服務,期待未來能有更多合作的機會。
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