“新工科”教育背景下装配式建筑技术的应用发展研究

发表时间:2020/12/9   来源:《城镇建设》2020年25期   作者:王宏波
[导读] 在“新工科”教育背景下中国建筑技术理论和应用也得到了较大的发展
        王宏波
        陕西省住房和城乡建设科技发展中心,陕西 西安 710006
        摘要:在“新工科”教育背景下中国建筑技术理论和应用也得到了较大的发展,尤其是装配式建筑技术理论的应用与发展。随着我国建筑行业向绿色建筑和建筑产业化方向的转化升级,行业开始聚焦装配式建筑技术的发展上,国家和地方也开始助力装配式建筑的发展,并在政策和规划上给以支持。但由于我国建筑行业的历史性原因,造成装配式建筑技术的发展具有特殊性。
        关键词:新工科;装配式建筑;绿色建筑;成本控制;
        在新工科建设的背景下,国家要求建筑行业向绿色节能装配式建筑方向发展。从装配式建筑优势、发展和产业化不足三个方面分析了装配式建筑在传统建筑基础上的发展情况,人员、机器、材料、法规、环境均能影响装配式建筑质量,BIM、ISM、ISM-MICMAC、SEM、互联网等技术的发展也大大促进了装配式建筑的快速提升。尽管如此,装配式建筑在供给能力、供需模式和供给基础上仍然存在不足。
        一、装配式技术的功能特征
        装配式技术以其适用的广泛性和技术的先进性得到业界人士的青睐和重视,在建筑领域内不断得以推广和应用。该技术的功能特点主要体现在以下几方面:
        1.预制多样性。装配式技术可以最大限度地体现多样化设计的优势。通过房屋构造设计的需求既可以批量地进行砌块构件预制,又可以针对性地进行特色化构件产品的专门预制;既可以采用钢—木结构预制,又可以根据生产厂房功能要求进行钢筋混凝土结构预制、石材预制,可满足不同居住群体和厂房客户的建设需求,体现良好的预制多样性。
        2.装配灵活性。装配式技术既有效克服了现浇施工对作业时间的限制和约束,又巧妙地解决了浇筑完成后变更困难的现实难题,实现了工作时区划分的高效性和空间布局分割的便捷性,体现了装配式工艺的技术灵活性。
        3.工艺安全性。装配式工艺以预制加工的方式完成构件的生产,极大地减少了大体积构筑物现浇工艺材料离析、脱落等质量缺陷的产生几率,从源头生产的质量保证体系管理和过程质量控制中增加了预制产品的可靠度水平,从而为结构的安全性提升提供了坚实的保障基础。
        4.成本节约性。装配式技术大大降低了现浇工艺的养护周期,实现了主体建筑与室内装修的同步设计同步施工,极大地降低了工序成本,提高了建设效率,产生了极大的成本效益。同时预制构件工厂化的生产及标准化、数字化的管控模式大大提高了预制构件的质量水平,使构件的质量成本、管理成本显著降低,提高了工艺的性价比,从而使该技术具有极高的成本节约性。
        5.节能环保性。装配式技术大量应用煤矸石、高炉渣等工业废料生产为矿渣棉、多孔砖等装配式构件加以应用,极大地降低了工业废料的空间污染率,从而实现了变废为宝,收到了巨大的环保治理效果和废旧资源利用效果;同时预制构件在工厂内标准化的高精度生产,消除了现浇工艺施工噪声对居民生活产生的干扰现象,从而使该工艺具有了极大的节能环保性。
        二、装配式技术的分类
        1.砌块装配技术。即通过采用砌筑工艺对预制砌块加以组合装配形成结构物的建筑技术。砌块根据预制工艺的不同可分为空心砌块和实心砌块两类,根据砌块体量规模又可分为大、中、小型砌块三类。该技术目前以其工艺简便、施工便捷、节省投资的优点广泛应用于底层房屋建筑施工设计中。
        2.板材装配技术。该技术是以预制板材的吊装组配完成房屋结构建设的建筑技术。按照板材的结构不同,其又分为大板装配技术和轻板装配技术。

大板装配技术是以轻骨料混凝土饰面板等内外墙板、屋面板、楼面板的吊装组配为主,可以大大降低结构的自重量,增加建筑的有效使用面积,提高结构物抗震水平和能力。轻板装配技术则是以钢、木等原材制作的板材和钢筋混凝土等预制骨架组合装配而成的框架结构和板柱结构物的建筑技术。按照装配方法的不同,该技术可分为轻板全装配式技术、轻板预制和现浇相结合的整体式装配技术两种类型。该技术大大降低了建筑物的结构自重,实现了室内空间灵活分隔的便捷性要求,因而被广泛应用于多层建筑和高层建筑的施工设计活动中。
        3.模块装配技术。该技术是以盒式模块吊装组配的方式完成房屋结构建设的建筑技术。它衍生于板材装配技术,是板材装配工艺的拓展提升技术。按盒式装配技术与板材装配技术组合利用部位不同,盒式装配技术可分为全盒式、核心体盒式、骨架盒式、板材盒式四大类型。全部以承重盒式装配而成的建筑技术即为全盒式装配技术;而以承重盒子作为小开间结构主体,与水平楼板和垂直墙板组合装配而成建筑物的建筑技术则称之为板材盒式装配技术;以承重盒子为结构核心,与水平楼板、垂直墙板及承重骨架共同组配而成建筑物的技术即为核心体盒式装配技术;而以轻质材料在承重骨架上修建成盒式结构体的建筑技术则称之为骨架式装配技术。盒式装配技术以其工厂化程度高,安装速度快而日益在应用过程中为广大建筑工作者所青睐和使用。
        4.升板装配技术。该技术是以液压提升机械设备将预制板式构件提升到指定部位予以组合装配的建筑技术。利用升板装配技术大大减少了现场浇筑施工环节,节约了大量钢木模板和支架,降低了高空作业几率,收到了良好的安全性效果。同时液压提升装配技术解决了受限场地施工周转不开的困难,加快了施工速度,因而被广泛应用于场地受限的仓库、商场以及多层车库等厂库建筑当中。
        三、装配式建筑的发展
        1.随着我国建筑市场的爆炸式发展,加之国家各种政策的助力,装配式建筑在我国得到了迅猛的提升,尤其是在我国高等教育“新工科”建设的背景下,装配式建筑的理论研究及其应用实践均提升较快。有的专家学者采用调查分析、实地考察的方式研究了影响其质量的因素,并提出与ISM-MICMAC技术相结合的可靠性控制,发挥两种技术的优势,实现优势互补,和谐发展。结合自身的工作经验,从人员、机器、材料、法规、环境等方面着重定性分析了装配式建筑质量的影响因素,给出了详细的影响因素名单。通过分析了建筑施工前的设计工作对建筑质量的影响,确定了影响质量的成本、施工方法、构件的预制、材料的品质等等因素,并建议施工前对设计工作进行合理规划,依据建筑物的结构和服役条件进行完善设计参数,这样更加方便施工,提高效率,节能环保。与此同时,利用ISM模型、IBM模型等方式研究装配式建筑质量的影响因素,成本的控制措施,也受到关注。这些影响因素之间存在密切的关联度,既相互制约,又相互依赖,存在结构上的层次性,也存在依赖上的驱动力,故还需要装配式建筑的工程实践进行校核,需要工程实践专家的深入检验。
        2.装配式建筑产业化不足。尽管装配式建筑在我国取得了长足的发展,但随着国民经济的快速发展,也显现出了一些不足,尤其是供给侧结构性改革下装配式建筑的发展有些失衡。我国的建筑市场爆炸式发展的时代,造成传统的建筑技术理论和应用十分成熟,面对装配式建筑的要求,有些措手不及,尤其是在政府的导向下变革性发展,在供给能力、供需模式和供给基础上显得不足,建筑质量的把控,成本的控制,传统建筑技术与之结合,预制件的材料研究等,还需进一步的提高。
        总之,分析了新工科教育背景下,装配式建筑的优势、发展和一些困难不足,重点分析了新工科教育改革的要求下,装配式建筑发展的方向,以及建筑质量控制因素的分析。装配式建筑与BIM、ISM、ISM-MICMAC、SEM、互联网等技术的结合,得到了长足的发展,显示出了其综合优势。分析了发展中遇到供给能力、供需模式和供给基础上不足的困难,这些工作能为我国建筑行业可持续绿色节能式发展提供较好的基础。
        参考文献:
        [1]胡宏宇.新工科”教育背景下装配式建筑技术的应用发展研究.2018.
        [2]冯伟力,加快新工科建设,推进工程教育改革创新.2019.
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