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钢结构住宅产业化的探索

发布于:2017-06-20 11:55:20 来自:建筑设计/建筑构造 [复制转发]

一、住宅产业化

住是人类生活的四大要素之一,人生的2/3时间在住宅及其周围的居住环境中度过,因此,住宅是需要为人类提供具有安全性、居住性、耐久性、环境性能和经济性等性能和功能的产品。

随着城镇化的快速发展,国内对住宅的需求持续呈上升态势,住宅产业也成为国民经济的支柱产业。笔者认为,实现住宅产业化生产,提高住宅产品的质量,节约能源消耗,符合我国目前可持续发展的战略需求。

根据联合国经济委员会的定义,“产业化”的特点有6个:

一是生产的连续性;二是生产的标准化;三是生产过程各阶段的连续性;四是工作高度组织化;五是尽可能用机械代替人的手工劳动;六是生产与组织的一体化研究与实验。

结合住宅建筑的特点,即把住宅纳入社会化大生产的范畴,以住宅建筑为最终产品,做到住宅开发设计定型化、标准化,建造施工部件化、集约化、装配化,生产管理信息化,以提高住宅建筑产品的质量、提高生产的效率、延长住宅建筑的寿命、降低生产成本、降低生产过程中所需的能耗。

二、国内外住宅产业化发展现状

国外住宅产业发展总的特征是按工业化方式组织生产。从二战后到20世纪60年代,住宅工业化遍及欧洲各国,并扩展到美国、加拿大、日本等经济发达国家。此后,住宅工业化建设从数量的发展向质量提高方向过渡。进入20世纪80年代后,随着社会经济、文化的发展,人们对居住要求的提高,住宅工业化开始转向注重住宅功能和多样化的工业化方向发展,住宅体系由专用体系向通用体系转变。

法国是世界上推行建筑工业化最早的国家之一,他们创立了以全装配式大板和工具式模板现浇工艺为标志的“第一代建筑工业化”,并向发展通用构配件制品和设备为特征的“第二代建筑工业化”过渡。建筑体系由住宅向学校、办公楼、医院、体育及俱乐部等公共建筑发展。

瑞典是世界上住宅工业化最发达的国家之一,其80%的住宅采用以通用部件为基础的住宅通用体系。

丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家,大量居民住宅也采用多样化的装配式大板体系。

英国的住宅产业化水平也很发达,采用的建筑结构形式是多元化的,并建造了一定数量的多高层钢结构住宅,如伦敦Raines庭院。

前苏联及东欧一些国家在20世纪50~60年代以装配式大板住宅建筑体系为主,现正在探索标准构件的通用化体系,同时也结合各国的具体条件,适当发展现浇和现浇装配相结合的工业化住宅体系。

美国住宅建筑市场发育完善,住宅用构件和部品的标准化、系列化及其专业化、商品化、社会化程度很高,几乎接近100%,各种施工机械、设备、仪器等租赁化非常发达,混凝土商品化程度达到84%。美国住宅多建于郊区,以低层住宅为主。早先的美国住宅多以木结构建造,随着轻型钢结构应用技术日趋成熟、完善,现逐步以钢代木。据统计,1996年美国已拥有20万幢钢框架小型住宅,约占住宅建筑总数的20%;轻型钢结构体系所占建筑市场的比例已从1965年的15%发展到2000年的75%。

日本的住宅产业化始于20世纪60年代初期。为了使现场施工简化,提高产品质量和效率,日本对住宅实行部品化、批量化生产。20世纪70年代是日本住宅产业的成熟期,这一时期产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的10%左右。20世纪80年代中期,产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的15%~20%住宅的质量和功能提高了。到20世纪90年代,采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的25%~28%。日本是世界上率先在工厂里生产住宅的国家,其工业化住宅的结构体系主要以轻钢结构为主,轻钢结构的工业化住宅占工业化住宅约80%左右;另外,日本也建造了一定数量的高层钢结构住宅,如芦屋浜高层钢结构住宅。

1956年,我国开始提出建筑工业化发展思路,因住宅建设量大面广,其发展主要在住宅业。20世纪50年代末出现装配壁板式住宅,20世纪60年代出现砖壁板住宅,20世纪70年代以后开始推广大模板住宅、滑升模板住宅、框架轻板住宅。尽管近些年来,我国的住宅业取得了比较大的发展,但其发展水平还处于粗放型发展阶段,住宅产业化的发展才刚刚起步,具体表现在以下5个方面:一是住宅建设的工业化程度低;二是建筑材料、设备及住宅部品的生产和供应,没有形成技术先进、规模生产、系列化配套的社会化供应体系,导致住宅质量不高、设备通用性差、性能成本比不合理;三是资源没有得到有效利用,能源浪费严重;四是现场施工机械化、合理化程度低,施工技术服务体系缺乏;五是我国科技进步对住宅产业发展的贡献率低,住宅产业为一种粗放型的发展方式。

三、住宅产业化的主要方向

住宅产业化是指用工业化生产的方式制造住宅,在提高住宅建设的劳动生产率的同时提升住宅整体品质,降低资源的消耗。

我国住宅产业化的建筑结构体系包括预制混凝土(PC)装配式建筑、轻型钢结构建筑、多高层钢结构住宅等。

预制混凝土(PC)装配式建筑是在工厂内预制混凝土构件或部件,在施工现场装配而形成的住宅。预制装配式住宅的核心是构件预制与节点现浇相结合,发挥各自优势,保证结构的整体性。预制混凝土装配式住宅的优势有质量好、工期短、产业化程度高等,但与现浇混凝土结构相比,节点处现场施工质量控制要求高;同时整体性不如现浇混凝土,在高层以及高烈度区应用需谨慎。

轻钢结构住宅体系是指由围护、墙体及隔断结构与钢架支承结构共同组成的住宅体系,刚架支承结构一般采用冷弯薄壁型钢。轻钢结构住宅一般用于低层住宅中,尤其是别墅中。该体系质量轻,构件工厂加工现场装配,施工速度快,质量好。

多高层钢结构住宅体系由钢结构作为承重结构,配合工业化楼板系统、内外墙体系统,形成一套完备的住宅建筑体系。多高层钢结构住宅体系的优势有:柱网间距大、构件截面小,建筑布局灵活得房率高;结构构件全部在工厂加工,现场装配化程度高。多高层钢结构住宅体系需要解决的是楼板和内外墙板体系的工业化问题,并满足建筑隔声、保温、防水以及与钢结构的连接节点构造等要求。

四、钢结构住宅产业化的现状与存在的问题

第一,钢结构住宅的优势。推进我国住宅产业化发展,应结合目前住宅的实际情况,通过推广应用既能满足住宅建设需要,又能适应今后住宅建设发展方向要求的先进、成熟、经济、适用的新技术、新产品,用现代科学技术加速改造传统住宅产业,提高住宅产业的技术水平和住宅建设的整体效益,推进住宅产品的系列化开发、规模化生产、配套化供应。钢结构住宅在很多方面满足了上述的要求:

一是从采用的建筑材料上讲,钢结构住宅是以钢结构为骨架配合多种复合材料的轻型墙体拼装而成,无论是承重结构体系还是配套楼板及围护墙体,所用材料均可达到工厂标准化、系列化、批量化生产,改变了传统住宅采用砖、瓦、灰、沙、石在现场大量作业的情况。

二是从采用新技术上讲,钢结构住宅对建筑技术的要求大大高于传统砖石或混凝土住宅,它可以利用建筑方面的新技术、新产品向住户提供多样化、选择性、适应性强的经济住宅。

三是钢结构住宅可以带动其他建材产品的进一步发展。随着钢结构建筑的普及推广,与钢结构密切相关的防火、防腐材料已得到快速发展;围护与承重结构完全分开,有利于轻质、高强、节能、环保的新型墙体材料的开发、创新;为适用于钢结构的工厂化生产制造的节点构件及设备产品提供广阔的建筑市场;对施工机械化程度的较高要求,促进施工机械的改良与革新。

四是钢结构住宅由于采用标准化、系列化、批量化生产和机械作业,将大大提高劳动生产率。住宅开发从项目走向企业,
这个家伙什么也没有留下。。。

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