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什么叫裝配式建筑?蓋房子如同拼積木

發表時間:2020-12-17 11:37作者:百菲特

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藍天白云之下,巨大的環形鋼結構像臨空懸浮的鳥巢,而將它支撐起來的僅是三根圓柱——走進通州校區的項目工地,最奪人眼球的便是這棟環形實驗樓。

實驗樓就是典型的裝配式鋼結構,如果采用傳統的混凝土結構,這種造型幾乎是不可能完成的。項目經理告訴記者,整個校區的9大單體主體結構均為裝配式鋼結構,項目建筑總體裝配率達到72%。

北京市住房和城鄉建設委員會發布《北京市發展裝配式建筑2020年工作要點》,提出2020年實現裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%以上。景山學校通州校區就是裝配式建筑的代表項目。目前,它的主體結構已經全部完工,已進入裝修階段,預計2020年底竣工。

對號入座 蓋房子成了“拼積木”

在東南五環外,有一大塊新開發的居民區,連接著城市副中心和北京市經濟技術開發區。景山學校通州校區就坐落在這里的次渠東南路上,附近是東城區舊城保護定向安置房,學校屬于配套民生工程。這所12年一貫制學??偨ㄖ娣e96835.83平方米,是2020年北京市重點工程和副中心重點工程之一。

站在環形的實驗樓主體結構下,鋼結構清晰可見,可究竟什么是裝配式建筑?

現在看到的,組成實驗樓的這些鋼結構,全部都是在工廠里預制完成的。到我們項目工地,只是一個拼裝的過程。就像拼接積木一樣,先按照設計模型,把積木在工廠制作好,然后到工地上來搭建起來。鋼結構上隱隱約約的小字SL2-4,這就是每塊“積木”上獨一無二的編碼。每一塊鋼結構上都有這樣的編碼,用來標注它的具體位置,方便安裝時“對號入座”。簡單來說,裝配式建筑把大量工作前置,放在工廠里完成。預制好的鋼結構,被一塊一塊送到工地上后,工人們只需要像搭積木那樣給他們拼裝好、固定牢就可以了。

所以在這個工地上,幾乎完全看不到傳統工地上的沙子、水泥、磚塊。它們都被鋼結構、鋼筋桁架樓承板、蒸壓加氣混凝土條板、多功能復合金屬鎂鋁錳屋面等新型材料所取代。這些眼花繚亂的專業詞匯,很容易讓不了解工程建筑的普通人犯迷糊。在現場有一個直觀感受,就是工地不再像以往那樣雜亂無章,而變得井然有序。不管是鋼結構上的“SL2-4”,蒸壓加氣混凝土條板上的“JGB4020景”,還是工人們在現場按標準裁剪多功能復合金屬鎂鋁錳屋面,這些細節都在有意無意間顯示,新工藝讓施工更加科學和可控。工人們既像搭建積木的玩家,又像縫制衣服的裁縫,用定制好的材料,完成圖紙上的作品。

打破想象 實驗樓如同“小鳥巢”

所謂圖紙,現在也是以3D建模的形式展示,一種叫作BIM的軟件,讓結構細節可以全部顯示在立體模型上。裝配式建筑與傳統混凝土結構最大的不同,就是把建筑施工提前到工廠里進行。建模、制作鋼結構、預拼裝、管線碰撞,都在工廠里完成。

實驗樓跨度40.7米,它彎曲、復雜、交錯而且懸在半空,如果用混凝土,難度不可想象。國家體育場鳥巢、央視新大樓,都屬于早期比較典型的裝配式鋼結構,去年通航的大興機場航站樓也是裝配式鋼結構。這些建筑都有共同的特點——跨度極大、造型復雜,用混凝土很難完成,而用裝配式鋼結構,可以比較輕松地實現。

由于大量采用了裝配式鋼結構,實驗樓成為這所新學校的地標,未來,學生們一進正門,迎面而來的就是這個環形的、科幻感極強的實驗樓。站在實驗樓的鋼結構下,能清晰地看見這個環形建筑,利用鋼結構連接著小學部、初中部、鐘樓等其他建筑。而且,學校的9大單體結構,都用連廊連接,師生們可以通過連廊抵達學校的各個建筑,風雨無阻。

抗震環保 臟亂的工地不見了

當天風力不小,工地上卻沒有飛沙走石。這也有賴于裝配式建筑的優勢,原本很容易對周邊環境造成影響的建筑工地,變得干凈整潔起來。

以前工地上常見的澆筑混凝土、砌磚等場面,我們這里基本上看不到。72%的總體裝配率,意味著工地現場的施工被大幅度壓縮,這樣受天氣影響小,效率更高,以往一到供暖季,混凝土作業基本就要告一段落。但裝配式受環境影響很小,冬季也能正常操作。

傳統的混凝土施工,工序復雜,需要大量的工人參與,不但人力資源消耗大,還十分依賴工人的手藝。像這個項目,純鋼結構安裝,大約只需要100個工人,如果是混凝土的話,需要400人?,F在裝配式建筑的工人,更多的是技術工種,持證上崗,擁有更好的綜合素質。

可控的精細化材料加工和供應,也避免了不必要的浪費。條板都是按照要求加工好再送來的,損耗只有3%。以前用磚損耗可比這高得多。施工現場沒有混凝土作業,節水節電,廢水廢氣廢渣的排放也被降到了最少,噪音大大降低,節能環保效果明顯。

大量的鋼結構,在抗震效果上也遠優于傳統混凝土結構。所以特別適合學校、機場、車站、體育場館等公共設施。

建議 加大鋼結構人才的培養

裝配式建筑專家、北京清華同衡規劃院副總工程師王昌興,接受記者采訪時專門談到了裝配式建筑的前景。

裝配式建筑大量采用工業化部品,可以大幅度減少現場工人,安裝施工速度快、噪聲低、污染小,對城市日常運營和市民生活干擾小。這種建筑尺寸準確、標準化程度高、資源消耗少。同時建筑的保溫一體化外墻,使得保溫的壽命大大提高,使窗戶密閉性大幅度提升,對防水和保溫有利,也可以減少維護成本。問題是目前成本較高,但達到一定規模后,成本會大幅度降低,甚至會低于傳統建筑。

現在大力推廣裝配式建筑,主要是基于改善建筑工人工作環境的愿望。同時,還可減少建筑施工對環境影響和減少資源的大量消耗。

目前,鋼結構裝配式的難點是全鏈條熟悉鋼結構的技術人員和管理人員都嚴重不足,對鋼結構非常敬畏。所以‘十四五’期間的重點建議是,加大鋼結構人才的培養,隨著熟悉鋼結構設計、加工、安裝、維護管理的人員增多,一定會涌現更多的鋼結構建筑。


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