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張宏:優化應用范圍,加快推進裝配式鋼筋混凝土住宅產業持續發展 二維碼
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近幾年裝配式建筑風頭正勁,業內常說,2015年是中國裝配式建筑發展“元年”,2016至2018年是發展增速年,2019、2020年則是發展的風口之年。據住房城鄉建設部科技與產業化發展中心統計,2019年全國新開工裝配式建筑4.2億平方米,較2018年增長45%,其中新開工裝配式混凝土結構建筑2.7億平方米,占新開工裝配式建筑的比例為65.4%。 作為給人們提供美好生活空間的載體,裝配式鋼筋混凝土住宅也一直備受關注,但在效率、成本、用量等方面仍需進一步探索。東南大學建筑學院教授張宏對此表示:“要想充分發揮裝配式鋼筋混凝土住宅的技術優勢,最好將其限定在多層以下、寒冷地區、地震低烈度地區等一定范圍內,并且探索、鼓勵和加快推動與現澆工業化建造技術的融合,逐步走向市場化推廣的路徑。” Q:裝配式鋼筋混凝土住宅的優勢有哪些?好住宅的顯著特征又有哪些? A:不管是鋼結構、木結構還是鋼筋混凝土結構的住宅,都是為了給人們提供美好生活的空間載體。工業化裝配式鋼筋混凝土住宅現階段可能有它的優勢:在一定情況下和一定程度上能提高品質、提高效率并減少能耗和人工。 至于好住宅,個人認為應該滿足以下六個評價標準:第一是安全健康,安全是指防災減災性能,健康指室內外環境品質和防疫性能;第二是綠色生態,住宅是量大面廣的一種建筑類型,我國前幾年65%~70%的建設是住宅,因此低碳節能性能和對環境的低影響開發很重要;第三是長壽命高耐久性,住宅的反復拆除和重建對資源能源的消耗巨大,住宅壽命越長耐久性越高,環保性能和生態性能就能越好,這是最大的節能減排;第四是藝術美觀,住宅要有藝術感、形式感,這是城鄉人文環境的組成部分;第五是物聯網和智慧化,指基于物聯網讓住宅里的更多應用場景能夠實現智慧化,且住宅數據系統能夠基于網絡實現分析、應用;第六是社會人文,任何住宅都要為人服務,為社會的發展服務,都需堅持以人為本。 Q:裝配式鋼筋混凝土住宅在設計和建造過程中需考慮和解決的問題是? A:鋼筋混凝土是比較特殊的構件材料,它有三個特點:第一,它由鋼筋和混凝土兩種材質組合而成;第二,它的組合材質性能有分工且互相配合,鋼筋受拉力,混凝土受壓力;第三,它是唯一一種由流體變成固體的構件材料。基于這三個特性,裝配式鋼筋混凝土住宅在設計和建造過程中至少有五個問題需要考慮和注意。 效率問題:鋼筋混凝土的鋼筋和混凝土分別受力,現澆工藝約束鋼筋在組裝時可以搭接構造,精度要求相對較低;鋼筋混凝土一旦做成預制混凝土構件(以下簡稱“PC構件”),它的主受力材料鋼筋則需要進行點對點連接,精度要求在3毫米以內,相當于要求提高了一個數量級,使得安裝技術也需相應地提高。同時PC構件在運輸過程中所造成鋼筋質量受損等缺陷也可能被帶到施工現場,使得現場的裝配情況更加復雜和艱難。 成本問題:如果用裝配式鋼筋混凝土技術建造高層,降低成本則很難。鋼筋的連接精度提高一個數量級后,所有的工程管理程序、工程管理裝備、對人員的要求等都會極大提高,僅這一點,它的成本就很難降低。在裝備和人員等方面,雖然工人素質可以通過培訓進行改善,但在我國目前還沒有建筑產業工人和高效的住宅產業分工配套的情況下,再加上一些其他因素,成本問題就比較難以綜合解決。 安全問題:鋼筋混凝土是唯一一種由流體變成固體的構件,當用現澆工法將其做成梁柱板墻空間構件時,其成型后是一個整體。PC構件則要將整體分割成多塊,再通過點對點連接和二次灌漿的方式組合成一個整體,其強度原理上、理論上比現澆要弱。在面對住宅有各種防災抗震要求,特別是高層住宅,工程上如何保證住宅結構的強度在技術上是做了一件很難的事。 用量問題:從環保和健康角度出發,不僅是住宅,城鄉建設各領域都應該逐漸減少鋼筋混凝土用量。鋼筋混凝土的重要膠凝劑是水泥,而水泥產業是高污染產業,同時組成混凝土的材料包括黃沙、石子等,也均是高排放、高污染、高資源破壞材料,因此要逐步限制和約束鋼筋混凝土的用量。 改造利用問題:建筑的壽命和耐久性取決于材料本身的耐久性、構件的防災性、空間的耐久性可變性。有些住宅可能幾十年后會變更為辦公場所、酒店公寓或其他功能,這就需要住宅有規整的大空間,要求其內部空間有實用性、耐久性、可變性,能適合將來其他的功能。而裝配式鋼筋混凝土住宅則不太容易建造大空間住宅,尺寸過大的PC構件會增加其運輸和吊裝的難度,成本也會相應提高,同時大構件在安裝時要求底部有更強大的支撐,施工難度也會加大,因此PC構件無法做大是其缺陷,這使得空間做不大的住宅后期改造再利用就變得困難。 Q:如何才能揚長避短,最大程度發揮好裝配式鋼筋混凝土住宅的優勢? A:這一輪裝配式建筑發展對建筑工業化起到了很重要的正面推動作用。但將裝配式鋼筋混凝土應用在住宅層面,還需將其優化約束在一個范圍里。一是多層以下,高層超高層住宅梁柱受力構件用PC構件建造不適合,成本高、技術難;二是寒冷地區,因為鋼筋混凝土的現澆需要一定溫度才能保證質量和安全,在超低溫地區,鋼筋混凝土現澆很難實現且質量無法保證;三是地震低烈度地區。在這三個范圍內加大建設裝配式鋼筋混凝土住宅,可最大化發揮裝配式鋼筋混凝土住宅和鋼筋混凝土的技術優勢。同時,在目前行業狀況下,優化使用范圍和住宅類型,讓PC構件及其建造技術發揮優勢作用,可以避免硬做帶來一些工程缺陷問題。 Q:我國裝配式鋼筋混凝土住宅發展的最大困難在哪?是否有可能實現“彎道超車”? A:國外大量裝配式住宅都是低層住宅,高層住宅數量比我國少很多,他們在裝配式住宅建設中存在的問題無法像我們這樣充分顯現。從這個背景來看,我們在技術上沒有太多困難,因為我國確實是建設強國、建設大國,只是讓市場接受難度較大。當裝配式鋼筋混凝土住宅的品質與現澆住宅品質差別不大,而造價卻要高出每平米幾百元時,市場就很難接受。所以需要優化和約束技術發展方向,加快推動整體裝配式鋼筋混凝土住宅的可持續發展。 至于彎道超車,當然有可能實現,但需要較長時間。事實上,最好的居住模式是低層的庭院和園林式獨立住宅,它是能讓六個標準充分呈現出來的住宅類型。因此住宅類型選擇和優化是在技術之上的內容,它可以簡化和綜合優化應用技術,住什么樣的住宅類型決定能不能夠實現超越。 展會新聞
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