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任宝双:《装配式建筑发展现状与建议》

发布时间:2020-01-01    作者:admin    点击量:

来源:装配式建筑材料产业联盟(id:CFBMA2017)

2019年12月21日,由国家建筑材料工业技术情报研究所、临沂市住房和城乡建设局、平邑县人民政府联合主办,山东平邑经济开发区管理委员会、平邑县住房和城乡建设局、临沂市新型墙材行业协会、中国装配式建筑材料产业联盟承办的“2019年第六届全国装配式与新材料技术交流大会”在山东平邑隆重举办,300余家企业近500人出席此次大会。会上多名专家学者做了精彩报告。为满足广大装配式建筑及建材行业的需求,本平台将每天分享一位专家报告,敬请关注。今天为大家分享的是清华大学建筑设计院建筑产业设计分院副院长任宝双的《装配式建筑发展现状与建议》。
 

大家下午好,很荣幸有机会跟大家交流。我国装配式建筑了发展及建议,第一部分导言,简要的回顾一下我国装配式建筑发展历程,混凝土结构基本技术和发展建议。钢结构这部分的内容我省略了。上午的李会长讲到十九大我国经济社会发展的主要矛盾变成了发展不均衡,不充分的主要矛盾,未来的建筑市场可能在大中城市里面还会有一些当量的发展,但是更重要的是面对新农村,新城镇的市场还会有很多广阔的空间,围绕一些村镇的建筑,也在这里做一个简要的介绍。

 

装配式建筑,大家的定义可能都比较清楚了,刚才王博士讲了日本的情况,学习很多,深受启发,很多东西跟日本比确实做的还不够细,有一些事情在装配式建筑和装修方面还是刚刚起步阶段,还有很多的路要走。

 

装配式核心就是装配化,左边的图应该是国外的项目案例,应该更能体现项目的装配化,装配式建筑在全国乃至世界各地,不同国家和地区确实技术路线不一样,每个地方的国情不一样,自己的经济发展水平不同,比如说北欧,抗震要求并不是很高,但是在我们国家大多数地区的抗震要求很高,临沂市都是八级,北京是一样的。我们选择的装配式技术首先还是考虑抗震安全。

 

大家想,很多房子是专业提供者提供的,但是真正的用户还是普通老百姓,普通的居民对建筑存在一些疑虑,但是业内对装配式建筑还是有信心的,可能我们在汶川或者是在更早的唐山大地震之前,我们的设计水平和整个综合国力和现在比,现在还是充分发展了的。

 

装配式来讲,现在留下的大多数的都是古建筑,以木结构为主,就是一个构件模式化、标准化,是装配式建筑的典范。这是山西泾县木塔的照片,营造方式标准化、模式华的设计是中国古建筑的精髓所在,斗拱就是一个研究的点,这些都是标准化的,但是又提供了各式各样的建筑施工,本身它是装配式的,抗震不抗震?我们现在说的是木结构,现在的榫卯的节点和钢铰接的节点对比得到了更好的抗震性能的结论。

 

过去的装配式已经做的很好,现在我们应该有理由做的更好。

 

在行业里面基本上已经形成共识,大力发展装配式建筑和装配式装修是促进行业可持续发展的必由之路,建筑是整个项目的基础,装修可以有效的促进装配式建筑的发展,虽然我本人是结构专业的,但是刚才周教授讲他们也是结构专业的,但是我们的装配式建筑应该考虑四大系统,装配式建筑本身,以后会有大力发展,同时也可能会更有效的促进装配式装修发展。我个人认为装配式装修的接受程度,对普通民众,有可能比装配式建筑更容易接受,对于提高装修品质,改善室内的居住环境,杜绝环境污染确实有它很重要的特点。

 

装配式建筑本身是建筑业可持续发展的必由之路,但是这条路具体怎么走,我个人的观点,现在还是起步阶段,应该选择和研发适合中国国情的装配式技术,怎么样选择技术,怎么样开发,刚才王博士讲的两个概念深入我心,第一个是合适的,并不是说另外一个国家发展很好的一下子就拿过来用,还有一个技术能不能多方共赢,这两点非常好,要想长远发展必须要解决这两个问题。

 

带着这个问题,我也简单的回顾一下我们装配式建筑发展的历程,不是新装饰,虽然现在我们感觉刚刚起步,实际上回顾历史,我们已经多次提到了建筑工业化和装配式建筑,这也是我们建设部出的装配式建筑教材里面,把装配式建筑分几个发展时期,发展初期,第一个五年计划已经提出了关于发展加强建筑工业的决定,明确了建筑工业化的发展方向,当时是全面学苏,1955年苏联专家的指导下就设计了一套后台的应用,设计标准化。北京民族饭店首次采用装配式结构框架,现在比以前有一些进步,但是一些结构本身,也觉得进步并不是很大,这个图片是大概75年和76年的时候工程建设的资料。当时的主要特点是技术来源于苏联,和当时的国际直接水平差别不大,中国的历史上首次提出了标准化、工厂化、精细化,和我们现在的提法思路是一致的,只不过又增加了一些新的内涵。

 

在大规模的精品建设中彰显了预制建设的优越性,也碰到了很多问题,科学研究跟不上项目建设的速度,许多技术没有经过科学的验证和分析,多种材料不过关,使得这个时期的建筑质量低劣,饱受诟病,从现在的角度回顾这个历史,我认为技术在当时肯定是先进的,现在我们觉得不是问题,但是并不符合中国的国情,我们当时没有这么好的工业技术,也没有这么好的材料。

 

第二个是起伏期,改革开放以后到上个世纪末。八十年代初期在原来的基础上提出了四化三改两加强,更进一步的接近现在的提法。八十年代末期由于大批的农民工涌入城市,商品混凝土兴起,现浇方式发展明显。这个时候的装配式建筑经历了停滞发展再停滞的波动,现在来看,由原来的计划经济转为市场经济,装配式技术的路线基本成熟  ,这个阶段还有一个很客观的原因,就是唐山大地震,因为当时虽然用了很多的预制构件,但是结构本身没有对抗震性能进行考虑,导致房屋大量的破坏,人员大量伤亡,更多的行业和普通的民众对预制构件和预制板带来了很大的负面影响。

 

第三个阶段发展提升期,国务院发布推进住宅产业现代化的意见,值此,装配式建筑发展进入了主要的阶段。

 

装配式建筑在这十几年发展非常缓慢,值得庆幸的是很多城市和企业不断的研发和创新,为今后的发展带来了扎实的基础,主要代表的城市是深圳、上海,代表企业是万科。

 

快速发展期,伴随着我国城镇保障性住房的大量建设发展起来,在这个背景下,国家又出台了一的装配式建筑发展政策文件,营造了良好的发展氛围。政策支持体系的建立,尤其是技术文件,包括规范和规程的建立,为整个设计、建造、实施提供了依据。试点示范带动的成效比较明显,全面发展期,随着16年中共中央关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见和国务院的发文,促进了装配式建筑的大力发展,发展迅速,13年到18年,每一年增量都非常大,项目更主要的还是集中在政府投资领域。

 

再讲一下装配式混凝土建筑技术和应用发展建议。

 

现在争论比较多的就是框架结构和剪力墙结构,结构上很多的结构,核心就是梁柱还是墙板。结构的力学性能还是基于等同或者现浇结构来的,所以叫装配整体式混凝土结构,我们做了半天装配式,理论技术和抗震性能还是没有脱离开现浇的前提。这个也为我们后边现在很多的问题,影响到装配式建筑的推广,这也是一个非常重要的原因。

 

现在很多科研院所在研究,要配合一些减震的技术,有一定的研究成果,但是大面积的推广还没有到这个阶段。

 

剪力墙结构体系,大多数采用现浇和预制结合的方式,外墙采用预制夹心保温外墙,内墙和电梯间采购现浇剪力墙比较多。楼板一般采用叠合楼板,通过节点和叠合楼盘的混凝土,使整个结构形成等同现浇的抗震整体。

 

构件本身的质量肯定比外保温的质量提高,但是这里面有一个问题,这个构件很多都是异型的,需要专门做,成本很高,造成了成本高企。装配式建筑经过合理的设计也可以做到很有个性化。这是我们院参与做的装配式建筑的案例照片。

 

第二部分,装配式混凝土框架结构,大家以为粱和柱都是预制构件了,实际用的过程中也有很多的解决方案,两种节点是一致的,造成了两个方面的粱可能在工厂里面预制一个,然后现场现浇,生产和安装运输也有自己的问题,这是一些基本的构件,右下角的是带节点现浇,这个角度讲,应该对于预制构件的生产和运输有有利优势的。

 

这个过程中随着项目的推进,同样做预制,怎么样合理的问题,右上角的柱子要想按上去我觉得太困难了,在这里也有很多单位做研究,能不能把两根钢筋甚至三根钢筋变成一根,钢筋的间距可以到300到400,我们也参与了研究,成果还是非常好的,这个钢筋的运输过程中非常容易变形。

 

简单总结一下成效和问题,确实因为这些年的项目的实施,取得了很好的成效,与装配式建筑相匹配的施工工艺工法等等,很多的实践环节有利的探索和尝试。

 

为什么现在的装配式建筑推进比较困难,这里面还是有问题存在的,现场同时存在大量的传统作业和装配式作业施工,施工难度大,材料和技术依赖性比较高,对现场的施工难度要求很大,构件装不上,到底是构件本身的问题,还是运输当中把钢筋碰坏了,还是现场吊装过程中的问题,装不上了怎么办,塔吊摘不了勾怎么办,包括现场的检测。

 

右上角这么多的钢筋,怎么保证钢筋的准确,很多对不上,现场装不上,灌浆就灌不满。现浇的时候这些钢筋怎么梳理,做好的技术要求比较高,难度比较大。

 

全国政协会议上,委员们也提到了这个事儿,大规模推进有可能出现质量隐患,应该循序渐进,不搞一刀切,市场决定装配式建筑占有比例或者说装配式建筑到底做多高,还是应该政策引导,可以讲,可以滑,但是在具体的路径上,各地应该根据自己的实际情况做自己的选择。

 

我们提装配式建筑的标准评价,不是强制性的标准,而是推荐性的标准,我们非常高兴的看到全国各地都在编自己的省市甚至地区的装配式评价标准,哪怕是现浇,如果这个地方,像重庆都是山区,你非要预制,运输也很困难,怎么办,你就用高精度的模板,模板和工艺水平能够达到和现场预制构件匹配的程度,他认为你的结构也可以往装配式上开拓,这些就是因地制宜。永世长决定,跟王博士讲的怎么样选用合适的技术使各方供应,这个思路是一脉相承的,要想一个技术更常用的发展,必须要落地。

 

怎么样解决现在碰到的问题,我认为现在半预制、半现浇,过去现浇的技术路径,大多数的规范和规程都基于现浇做出的,现浇也在新中国建设的历史上不可或缺的浓重的一笔,现在做装配式建筑是不是就要把现浇一切东西否定了,然后进行装配式。就像中国历史不同的发展阶段一脉相承一样,我们应该把好的东西传承下去,为了更好的面向未来,如果要是真正的把装配式做的更好,要更多的杜绝现浇,就应该走全装配的路径,通过隔震和减震的措施实现结构的抗震性能,无论是预制还是现浇,在学术里面也在提矩阵的概念,另外一个,我们还是怎么样能把你装配式建筑,现浇的特点和优势更合理的发挥出来,简单介绍一下清华大学设计院做的技术开发,这个产品是在传统的预制板的基础上发展而来,过去的预制板生产太多了,不需要看你的房子什么多,不用定制,因为我们是批量制作混凝土,所以便宜,定制肯定贵,在这个基础上充分利用标准化的特点,做了双向研究,为什么不轻易的用承重墙板,这是非常稳妥的技术方案,我们在墙板除了全装配的大构件以外,做了这样的尝试,竖向的钢筋已经预制在里面了,水平的钢筋可以在现场串,边缘构件可以在现场浇铸,我们需要支的模板只是一些定型的模板,工艺和现浇完全一致,构件在安装的过程中就等于支模板,又省去了拆模板的问题,抗震性能基本等同于现浇,我们做了大量的实验研究,因为时间关系不讲了。

 

不简单的是工厂化的生产,而是通过工业化的生产模式提高效率,由于是标准化的产品,完全可以批量化的生产,现在通过立膜生产方式,可以同时生产12块板,应用比较灵活。一个构件你按照1.2米一件排,中间一切就是两个600,再小通过调整现浇就可以达到。生产效率高、施工速度快、节能环保、抗震性能好,技术成熟可靠,经济性好。

 

预制装配式,本身抗震性能能保障,在一些核心部委还是要采用现浇,在抗震的领域还是现浇比预制更可能,正是因为这一点,我们认为还是要真正的把装配式建筑和现浇的特点有利结合。

 

针对乡镇的技术也做了一些开发,这是河北做的低层的装配式墙板结构,墙板和墙板之间完全通过一些连接件,通过扳手现场安装,因为是低层,完全能满足抗震性能,对于低层建筑的保温节能,同样的节能标准,保温要求更高,在低层建筑领域,因为层高不像高层那么敏感,还是应该适度采用一些标准化的构件,我们的案例中采用的是SP板,重新在装配式建筑发展中重新体会了它的优势,生产效率非常高,并不是定制的。现在为什么推广不多,因为对运输、安装、成本要求太高,比较适合经济发展比较好的,成批量的建设,零零散散的建设是很难推广的,SP板还是采用标准化的产品,优先采用成品的钢楼梯,充分发挥现浇的技术优势,怎么样把构件和现浇结合起来,针对低层的房子做的保温性能更好,因为它只需要很少的柱子就可以满足安全要求,完全变成了维护墙,在墙板之间少量的边缘构件做一些现浇,充分发挥现浇的特点,整个抗震性能更好。

 

在今年年初,住建部发了一个文件,也是非常好,农房的装配式建造怎么搞,还是要考虑综合的安全和经济承受能力,因地制宜推广,探索装配式建筑注重节能设施与农房的一体化设计,实现传统基础上用好现代建造方式。

 

刚才我介绍的案例也是我们团队牵头做的,我看到这段话之后,我觉得还是应该针对不同的地区,加强一些新技术的研究,加气混凝土墙板建筑技术,本身构建尺寸小,完全是标准化的产品,不需要再去建一个厂,我们从现有的厂买材料做设计,在一个木工厂的工厂里面把构件加工好,送到现场安装,现浇完全可以了,就能解决人工的问题,保温的问题,外墙也可以做“三明治”墙板,也是杜绝了通风的问题。

 

加气混凝土产品本身精度很高,砂浆完全可以控制在三四毫米以内,但是毕竟是用砂浆,现在我们也是和合作单位研究了用胶粘接,正常温度情况下,五分钟就可以了,这也是一个技术。围绕着这个技术现在还在做很多的实验研究,图片里面是用于隔墙的,我们要用于低层的承重墙,农房对楼板有要求,但是毕竟没有楼房那么高,通过这个完全可以实现更好的居住。

 

农房方面现在的技术,我个人认为还是轻型钢的结构住宅比较成熟,适用范围比较广,干法作业,运输、安装要求比较低,技术也比较成熟。如果临沂作为山东省钢结构的试点,应该多考虑一些难度,至少低层这还是非常好的发展方向。

 

钢结构的房子为什么普通民众接受度低,第一个还是消费历史和消费习惯的问题,另外就是轻钢结构房子完全可以做的很好,同样200厚度的墙体可以达到200厚度混凝土的隔音效果,技术并不是很难克服的问题,如果要想让这个技术更充分发挥优势,更有生命力,必须要面临这些问题。



 

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