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张宏:优化应用范围,加快推进装配式钢筋混凝土住宅产业持续发展

时间:2020-06-18 22:52:43  来源:建筑工业化装配式建筑网

近几年装配式建筑风头正劲,业内常说,2015年是中国装配式建筑发展“元年”,2016至2018年是发展增速年,2019、2020年则是发展的风口之年。据住房城乡建设部科技与产业化发展中心统计,2019年全国新开工装配式建筑4.2亿平方米,较2018年增长45%,其中新开工装配式混凝土结构建筑2.7亿平方米,占新开工装配式建筑的比例为65.4%。
 
作为给人们提供美好生活空间的载体,装配式钢筋混凝土住宅也一直备受关注,但在效率、成本、用量等方面仍需进一步探索。东南大学建筑学院教授张宏对此表示:“要想充分发挥装配式钢筋混凝土住宅的技术优势,最好将其限定在多层以下、寒冷地区、地震低烈度地区等一定范围内,并且探索、鼓励和加快推动与现浇工业化建造技术的融合,逐步走向市场化推广的路径。”
 

1Q:装配式钢筋混凝土住宅的优势有哪些?好住宅的显著特征又有哪些?Y2e筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

 
A:不管是钢结构、木结构还是钢筋混凝土结构的住宅,都是为了给人们提供美好生活的空间载体。工业化装配式钢筋混凝土住宅现阶段可能有它的优势:在一定情况下和一定程度上能提高品质、提高效率并减少能耗和人工。
 
至于好住宅,个人认为应该满足以下六个评价标准:第一是安全健康,安全是指防灾减灾性能,健康指室内外环境品质和防疫性能;第二是绿色生态,住宅是量大面广的一种建筑类型,我国前几年65%~70%的建设是住宅,因此低碳节能性能和对环境的低影响开发很重要;第三是长寿命高耐久性,住宅的反复拆除和重建对资源能源的消耗巨大,住宅寿命越长耐久性越高,环保性能和生态性能就能越好,这是最大的节能减排;第四是艺术美观,住宅要有艺术感、形式感,这是城乡人文环境的组成部分;第五是物联网和智慧化,指基于物联网让住宅里的更多应用场景能够实现智慧化,且住宅数据系统能够基于网络实现分析、应用;第六是社会人文,任何住宅都要为人服务,为社会的发展服务,都需坚持以人为本。
 

2Q:装配式钢筋混凝土住宅在设计和建造过程中需考虑和解决的问题是?Y2e筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

 
A:钢筋混凝土是比较特殊的构件材料,它有三个特点:第一,它由钢筋和混凝土两种材质组合而成;第二,它的组合材质性能有分工且互相配合,钢筋受拉力,混凝土受压力;第三,它是唯一一种由流体变成固体的构件材料。基于这三个特性,装配式钢筋混凝土住宅在设计和建造过程中至少有五个问题需要考虑和注意。
 
效率问题:钢筋混凝土的钢筋和混凝土分别受力,现浇工艺约束钢筋在组装时可以搭接构造,精度要求相对较低;钢筋混凝土一旦做成预制混凝土构件(以下简称“PC构件”),它的主受力材料钢筋则需要进行点对点连接,精度要求在3毫米以内,相当于要求提高了一个数量级,使得安装技术也需相应地提高。同时PC构件在运输过程中所造成钢筋质量受损等缺陷也可能被带到施工现场,使得现场的装配情况更加复杂和艰难。
 
成本问题:如果用装配式钢筋混凝土技术建造高层,降低成本则很难。钢筋的连接精度提高一个数量级后,所有的工程管理程序、工程管理装备、对人员的要求等都会极大提高,仅这一点,它的成本就很难降低。在装备和人员等方面,虽然工人素质可以通过培训进行改善,但在我国目前还没有建筑产业工人和高效的住宅产业分工配套的情况下,再加上一些其他因素,成本问题就比较难以综合解决。
 
安全问题:钢筋混凝土是唯一一种由流体变成固体的构件,当用现浇工法将其做成梁柱板墙空间构件时,其成型后是一个整体。PC构件则要将整体分割成多块,再通过点对点连接和二次灌浆的方式组合成一个整体,其强度原理上、理论上比现浇要弱。在面对住宅有各种防灾抗震要求,特别是高层住宅,工程上如何保证住宅结构的强度在技术上是做了一件很难的事。
 
用量问题:从环保和健康角度出发,不仅是住宅,城乡建设各领域都应该逐渐减少钢筋混凝土用量。钢筋混凝土的重要胶凝剂是水泥,而水泥产业是高污染产业,同时组成混凝土的材料包括黄沙、石子等,也均是高排放、高污染、高资源破坏材料,因此要逐步限制和约束钢筋混凝土的用量。
 
改造利用问题:建筑的寿命和耐久性取决于材料本身的耐久性、构件的防灾性、空间的耐久性可变性。有些住宅可能几十年后会变更为办公场所、酒店公寓或其他功能,这就需要住宅有规整的大空间,要求其内部空间有实用性、耐久性、可变性,能适合将来其他的功能。而装配式钢筋混凝土住宅则不太容易建造大空间住宅,尺寸过大的PC构件会增加其运输和吊装的难度,成本也会相应提高,同时大构件在安装时要求底部有更强大的支撑,施工难度也会加大,因此PC构件无法做大是其缺陷,这使得空间做不大的住宅后期改造再利用就变得困难。
 

3Q:如何才能扬长避短,最大程度发挥好装配式钢筋混凝土住宅的优势?Y2e筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

 
A:这一轮装配式建筑发展对建筑工业化起到了很重要的正面推动作用。但将装配式钢筋混凝土应用在住宅层面,还需将其优化约束在一个范围里。一是多层以下,高层超高层住宅梁柱受力构件用PC构件建造不适合,成本高、技术难;二是寒冷地区,因为钢筋混凝土的现浇需要一定温度才能保证质量和安全,在超低温地区,钢筋混凝土现浇很难实现且质量无法保证;三是地震低烈度地区。在这三个范围内加大建设装配式钢筋混凝土住宅,可最大化发挥装配式钢筋混凝土住宅和钢筋混凝土的技术优势。同时,在目前行业状况下,优化使用范围和住宅类型,让PC构件及其建造技术发挥优势作用,可以避免硬做带来一些工程缺陷问题。
 

4Q:我国装配式钢筋混凝土住宅发展的最大困难在哪?是否有可能实现“弯道超车”?Y2e筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

 
A:国外大量装配式住宅都是低层住宅,高层住宅数量比我国少很多,他们在装配式住宅建设中存在的问题无法像我们这样充分显现。从这个背景来看,我们在技术上没有太多困难,因为我国确实是建设强国、建设大国,只是让市场接受难度较大。当装配式钢筋混凝土住宅的品质与现浇住宅品质差别不大,而造价却要高出每平米几百元时,市场就很难接受。所以需要优化和约束技术发展方向,加快推动整体装配式钢筋混凝土住宅的可持续发展。
 
至于弯道超车,当然有可能实现,但需要较长时间。事实上,最好的居住模式是低层的庭院和园林式独立住宅,它是能让六个标准充分呈现出来的住宅类型。因此住宅类型选择和优化是在技术之上的内容,它可以简化和综合优化应用技术,住什么样的住宅类型决定能不能够实现超越。
 

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