一、什么是住宅部品?装配式住宅?
(一)住宅部品
“住宅部品”一词译自日文,中文理解为“非结构件”,指在住宅里面有独立功能的住宅工业产品,如门、窗、厨具、洁具等。它区别于建筑原材料,如沙、石、水泥等;又区别于建筑物结构配件,如窗台、门窗过梁、水泥预制件等。
《住宅部品术语》中明确了住宅部品的基本概念是:“按照一定的边界条件和配套技术,有两个或两个以上的住宅单一产品或复合产品在现场组装而成,构成住宅某一部位中的一个功能单元,能满足该部位一项或者几项功能要求的产品。”可见,住宅部品是住宅的实现使用功能不可或缺的一部分,部品与部品的组合是为构成某一部位和完成某一功能,并在现场完成组装。
(二)装配式住宅
1.装配式住宅的含义
装配式住宅的全称是预制装配式住宅,指的是用工业化生产方式来建造的住宅,即将住宅的部分或全部构件在工厂预制完成,然后运输到施工现场,将构件通过可靠的连接方式组装而建成的住宅,在欧美及日本被称作产业化住宅或工业化住宅。需要注意的是装配式住宅与“拼装房”的不同,只是部分构件进行了预制,到施工现场也要和传统建筑一样浇筑,并不是想象中的“搭积木”,因此房屋建成后从外观根本看不出区别。
2.装配式住宅的特征
相比传统建造的住宅,装配式住宅具有设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化的特征。而且,装配式比传统建设方式的进度快30%左右,构件精度更高,能最大限度地改善墙体开裂、渗漏等质量通病,并提高住宅整体安全等级、防火性和耐久性。在房屋使用过程中,装配式住宅更节能环保,通过工厂化生产和现场装配施工,可大幅减少建筑垃圾和建筑污水,降低建筑噪音,降低有害气体及粉尘的排放,减少现场施工及管理人员。
(三)住宅部品与装配式住宅的关系
将住宅分解为构件和部品,是实现住宅的工业化生产必不可少的手段。构件是房屋建筑的核心组成部分,它们之间的连接和建筑将构成整个住宅主体的框架结构,根据不同的材料可以分为砌体结构体系、木结构体系、钢结构体系、混凝土结构体系。而住宅部品是独立的个体,且具有独立的功能,采用标准化的通用设计,把住宅单一产品或复合产品进行现场的组装和拼接,且只要安装到位,质量和功能就能完全发挥出来,如整体厨卫间、与住宅相配套的太阳能热水系统等。
可见装配式住宅由住宅部品和结构构件共同组成,两者缺一不可,共同组成一个功能完整的房屋住宅。同时,部品与主体结构耐久年限不同,不同的部品的耐久年限也不同,可以在主体结构不变的条件下,通过更换和修理已经老化、损坏的部品,继续保持使住宅的使用功能,从而延长整个住宅的使用寿命。
二、装配式住宅的发展状况
(一)国外装配式住宅的发展与启示
1.主要国家和地区发展状况
建筑工业化起源于二战后欧洲,当时战争损坏大量房屋,战后欧洲经济迅速发展,人口向城市集中导致房荒严重,劳动力不足传统技工特缺,传统的建筑施工效率不能适应当时房屋增长的迫切需要。但这些国家的技术基础仍存在,工业的底子厚,战后的发展和恢复都很迅速,充裕的水泥、钢材和施工机械等为建筑工业化的推行提供了更为有利的条件。
总的来看,发达国家、地区的装配式住宅发展大致经历了3个阶段:20世纪50-60年代为初期阶段,重点是建立工业化生产体系;70-80年代为发展阶段,重点关注提升住宅的质量和性能;90年代为成熟阶段,重点转向环境保护,降低住宅能耗和环境负荷,倡导绿色和可持续发展。下面将简单分析美国、日本及法国、德国等欧洲国家装配式住宅发展方式和成功经验。
(1)美国——地域大,多元化发展,预应力预制构件应用广
美国装配式住宅源于三四十年代的汽车房屋,预制建筑主要包括外墙和结构两大系列预制构件,多钢、木结构别墅和钢结构公寓。现阶段,美国住宅建筑市场部件商品化集中度可达100%,混凝土的商品化程度为84%,与此同时不仅仅局限于住宅的大规模标准化,而更偏重住宅的个性化、随意化。建材产品和部品部件种类齐全,构件通用化水平高,能较好地实现商品化供应,在多样化的基础上,用户可从上万种产品组成目录单中选取满足自我需求的产品,也可根据独特需求购买材料零部件委托承包商施工,“批量生产”与“客户定制”充分结合。
(2)日本——木结构最多,框架为主,抗震技术优先
日本在装配式住宅方面发展堪称典范,其装配式住宅人均年竣工面积达100m2左右,相当于我国的3-4倍。经研究分析发现以下特点:日本木结构占比超过40%;多高层住宅主要为钢筋混凝土框架(PAC技术);工厂化水平高,集成装修、保温、门窗等;地震烈度高,装配混凝土减震隔震技术;立法来保证混凝土构件的质量;建筑施工水平高。例如,日本于2000年4月开始实施《有关住宅品质保证促进法》,规定新建住宅的构造部门(支柱、大梁等主要支撑部门以及防水部门),在完工后10年内,若发现任何缺陷,都将由建筑商和开发商进行免费修缮。
(3)丹麦——产业化发达,产业链完整
丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家,开发以“产品目录设计”为中心的通用体系,《通用体系产品总目录》包含各厂家的通用部件,设计人员可自由查阅选择构件,并在通用化的基础上实现个性化和多样化[5]。丹麦装配式建筑受法国影响,以混凝土结构为主,多装配式大板结构、箱式模块结构,强制要求设计模数化,预制构件产业发达,结构、门窗、厨卫等配件标准化。
(4)德国——70年代东德工业化90%,是工业化水平高的国家
德国二战后多层板式装配住宅,1970年东德工业化水平达到90%,拥有强大的预制装配式建筑产业链,新建别墅等建筑基本为全装配式钢(木)结构。这其中离不开高校、研究机构和企业研发提供研发支持,建筑、结构、水暖电的协作配套,施工企业与机械设备供应商的密切合作,先进的机械设备、材料和物流以及摆脱了固定模数尺寸的限制。
2.总结与启示
装配式建筑的发展与社会经济、地理环境和科技水平相关,完备的装配式建筑产业链、技术基础和进步十分关键,每个国家需选择适合的装配式建筑发展技术路线,配以完善的法律法规可促进装配式建筑发展。
欧洲非地震地区,低层和多层建筑为主,且工业化水平和科技水平较高,劳动力稀缺,因而德国,法国,丹麦等欧洲发达国家基本实现了高装配化建筑。日本地震烈度大,虽然装配式住宅多数为混凝土结构,但减震隔震技术先进。法国、丹麦以装配式混凝土建筑为主,英国走了钢结构建筑道路,瑞典以木结构为主,而更多的国家选择多元化发展的道路。
装配式建筑产业链方面,英国和德国实现了全产业供应链管理,有配套部品部件体系;技术基础方面,这些发达国家都有自己的基本建筑体系和关键技术,掌握产业化技术的工人,完善的部品部件物流体系,质量管理和评价体系,严格控制部品部件生产质量水平。
(二)我国装配式住宅的发展现状
我国的建筑工业化问题,是在1956年提出的。1956年2月国家建委和建筑工程部在有关会议上明确指出:“建筑工业化是建筑业的发展方向”,“大力开展建筑结构和配件的标准化工作”,“积极实行工厂化、机械化施工”。我国1953年开始发展砌块建筑(非传统的粘土砖,一般比粘土砖尺寸大),1958年开始了装配式壁板建筑的试点,在20世纪60年代初期已经有了成片的砖壁板住宅小区。到1978年底,砌块建筑已在浙江、上海、福建、四川、贵州、广东和广西等省市大量采用。
虽然装配式建筑在上世纪60年代就已起步,然而推进却并不理想。从1999年8月建设部和七部委一同起草的中国住宅产业化纲领性文件,要求用现代科技对传统的住宅产业进行系统全面改造至今,我国住宅产业化的推动也经历了缓慢推进的20年。据住建部数据显示:目前,我国装配式建筑所占比例仅有5%,且发展缓慢。根据《住房和城乡建设“十三五”规划纲要》,到2025年我国装配式建筑所占比例也不过30%左右,和发达国家相比仍处于较低水平。
目前,我国装配式混凝土结构建筑形成了外挂墙板、钢筋桁架叠合楼板、预制剪力墙和框架、套筒灌浆、机械连接等不同产品和技术,建设了一批预制墙板和楼板生产线;装配式剪力墙结构、框架结构在多地试点,形成了《装配式混凝土结构技术规程》、《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》等相关技术标准。同时,也存在一些问题,如设计、生产、运输、施工产业链和配品供应链不完善,预制件按照产品计税相对现浇体系没有成本优势,节点连接、装配施工质量和抗震性能存疑,产业工人缺乏,现场物流系统缺失。
来源:易普咨询
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知识点:装配式住宅的发展与分析
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标准化设计
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装配式木结构的5大优点装配式木结构建筑是指主要的木结构承重构件、木组件和部品在工厂预制生产, 并通过现场安装而成的木结构建筑。装配式木结构建筑在建筑全寿命周期中应符合可持续性原则, 且应满足装配式建筑标准化设计、工厂化制作、装配化施工、一体化装修、信息化管理和智能化应用的“六化”要求。装配式木结构建筑按承重构件选用的材料可分为轻型木结构、胶合木结构、方木原木结构以及木混合结构。 稳定性 在北美,装配式建筑正势不可挡的席卷着整个建筑行业。它之所以能够成为广受欢迎的建造方式不是没有原因的。许多因素催生了装配式建筑的兴起,包括日益减少的工人,不断增加的人力成本,越来越多的工人不愿意在户外严苛的环境工作等。而装配式建筑恰恰直击这些痛点,为工人提供了一个环境可控的工作环境。同时堆放在厂房内的木料不会因为周遭环境湿度的变化而影响其含水率。稳定的含水率对于木材的稳定性至关重要。
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