工業(yè)化住宅挑戰(zhàn)傳統(tǒng)建筑模式

發(fā)布日期：2014-09-26來源：編輯：龔煒

[摘要]上海城建（集團）公司成立了上海預制裝配式建筑研發(fā)中心，以工業(yè)化方式生產(chǎn)住宅，“像造汽車一樣造房子”，這種新型綠色建造方式將逐步取代傳統(tǒng)的現(xiàn)澆濕作業(yè)建筑模式。

　　公司工業(yè)化住宅發(fā)展概況

　　預制裝配式結(jié)構(gòu)(Prefabricated concrete,簡稱PC)是以預制構(gòu)件為主要構(gòu)件，經(jīng)裝配、連接而成的混凝土結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)體系在境外已成熟并大量應(yīng)用，而在國內(nèi)則剛剛起步。上海城建(集團)公司響應(yīng)市委市政府“創(chuàng)新驅(qū)動，轉(zhuǎn)型發(fā)展”的要求，結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，轉(zhuǎn)變企業(yè)發(fā)展思路，堅持科技創(chuàng)新，抓住預制裝配式建筑新型產(chǎn)業(yè)作為企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展方向之一，2010年成立上海預制裝配式建筑研發(fā)中心，與臺灣最大的預制裝配式建筑企業(yè)-潤泰集團建立技術(shù)合作，引進最先進的技術(shù)。2011年，分別建設(shè)了預制率50%的一號試驗樓(保障房房型)，預制率70%的二號試驗樓(商品房房型)。2011年11月，獲得上海市唯一一家國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地授牌。2012年初，上海城建在上海浦江大型居住社區(qū)全面推進預制裝配式住宅建設(shè)，首期地塊建筑面積5.15萬m2的5棟高層住宅同時開工，預制率50%～70%，達到國內(nèi)先進水平。

　　公司實施的高預制率項目，與傳統(tǒng)的方法相比，有如下特點：一是以預制鋼筋混凝土外墻取代傳統(tǒng)的剪力墻或砌體圍護;二是以預制鋼筋混凝土梁、柱，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的現(xiàn)澆梁、柱受力構(gòu)件;三是節(jié)水、節(jié)電、節(jié)材，減少廢棄物排放，現(xiàn)場面貌整潔，社會效益明顯;四是現(xiàn)場作業(yè)人員成為產(chǎn)業(yè)工人，用工量減少，勞動強度降低，效率提高;五是主體結(jié)構(gòu)，裝飾、安裝交叉作業(yè)，加快施工進度，縮短工期;六是外墻裝飾材與外墻板在工廠同時完成，裝飾質(zhì)量好，外墻可以不搭腳手架。

　　發(fā)展工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)的工作重點

　　以保障房為切入點發(fā)展預制住宅。保障性住房建設(shè)由國家主導，具有建設(shè)規(guī)模大、時間周期短、戶型規(guī)格較少、個性化需求低的特點。同時保障房涉及民生，較易引起各方關(guān)注，質(zhì)量要求高。

　　針對保障房戶型規(guī)格較少的特點，采用PC技術(shù)，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的標準化、模數(shù)化設(shè)計和生產(chǎn)，便于使用同一規(guī)格、同一標準的成型部品、構(gòu)件，建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式的優(yōu)勢能夠得以體現(xiàn)，根據(jù)規(guī)模經(jīng)濟的原理，可以大大降低部品、構(gòu)件的生產(chǎn)成本，從而降低建設(shè)成本。同時標準化、系列化和工業(yè)化的生產(chǎn)方式，能夠保證部件生產(chǎn)的同質(zhì)化，充分保證保障房的建設(shè)質(zhì)量。

　　上海城建開展的預制裝配式住宅建設(shè)，選擇了以大規(guī)模的保障房建設(shè)為切入點，對模數(shù)化、標準化、部品工業(yè)化、施工技術(shù)等問題進行科技研發(fā)，在此基礎(chǔ)上達成技術(shù)體系的形成與發(fā)展。

　　整合并形成全產(chǎn)業(yè)鏈。上海城建擁有年開發(fā)投資總額近100億元的房產(chǎn)開發(fā)企業(yè)，在設(shè)計領(lǐng)域，集結(jié)了4家具備專業(yè)PC住宅研發(fā)及深化設(shè)計實力的甲級勘察和設(shè)計院;集團2家特級和多家一級資質(zhì)的總承包企業(yè)，給了集團承擔PC建筑施工能力的堅實基底;上海城建有近20年的PC構(gòu)件制造經(jīng)驗，擁有通過日本PC質(zhì)量認證(中國地區(qū)僅2家)和美國PC1認證(中國唯一1家)的專業(yè)PC工廠。

　　在推進住宅產(chǎn)業(yè)化過程中，隨著集團預制裝配式建筑相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)模和技術(shù)能力的不斷增強，集團著力推進住宅產(chǎn)業(yè)化新產(chǎn)業(yè)，全面整合集團投資開發(fā)、設(shè)計、施工、材料供應(yīng)“全產(chǎn)業(yè)鏈”優(yōu)勢資源，通過對 城建置業(yè)、城建市政、城建設(shè)計院、城建地空設(shè)計院、城建物資公司等子公司業(yè)務(wù)重組，使集團的資源得到充分整合，住宅產(chǎn)業(yè)化業(yè)態(tài)進一步清晰，業(yè)務(wù)協(xié)同性得到加強，在國內(nèi)首次完全覆蓋建筑投融資、開發(fā)經(jīng)營、住宅設(shè)計、建材與部品制造、建筑施工、裝飾裝修、質(zhì)量檢測、物業(yè)售后等產(chǎn)業(yè)鏈條所有環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了“一站式”“一條龍”的國家住宅產(chǎn)業(yè)化集團模式。

　　完善組織架構(gòu)和推進制度。預制裝配式住宅屬于新興產(chǎn)業(yè)，從無到有建立相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)群和技術(shù)體系，需要強有力的團隊進行推動整合，集團確立了領(lǐng)導掛帥，主管部門分工負責和開發(fā)單位項目牽頭協(xié)調(diào)，各相關(guān)單位協(xié)同推進的組織架構(gòu)，并明確了產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的實施單位。為快速推進PC項目進度，及時發(fā)現(xiàn)工程推進中的問題，我們定期召開PC項目工作推進會，集團領(lǐng)導牽頭，各相關(guān)單位參加，組織討論推進工作中需要協(xié)調(diào)解決的各種問題。

　　產(chǎn)學研結(jié)合，高起點起步。2010年，上海城建在奉賢海港綜合經(jīng)濟開發(fā)區(qū)成立了上海預制裝配式建筑研發(fā)中心，基地面積近18萬m2，為促進預制裝配式相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，上海城建前期投入近億元打造產(chǎn)學研一體的開放式研究平臺，聯(lián)合了臺灣潤泰集團、同濟大學、上海大學、上海建科院、上海房科院、現(xiàn)代設(shè)計集團等業(yè)內(nèi)著名的預制裝配式建筑企業(yè)、高等院校、研究機構(gòu)、設(shè)計集團等，圍繞“裝配式住宅建筑設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)”、“節(jié)能與承重一體化裝配式住宅結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵技術(shù)”、“高性能通用部件系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及示范線”、“工業(yè)化住宅施工技術(shù)和裝備研究與開發(fā)”、“工業(yè)化住宅建筑綜合效益評價”、“配套政策法規(guī)及技術(shù)標準體系研究”以及“工業(yè)化保障性住房示范工程”等課題展開研究工作，并承擔和參加了包括國家科技支撐計劃在內(nèi)的多項國家和省市級的預制裝配式建筑方面的科研項目。

　　作為企業(yè)住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研發(fā)平臺，基地將整合國內(nèi)外一流資源，形成核心技術(shù)儲備，并通過展示上海城建在工業(yè)化建筑建造技術(shù)、PC附屬工程材料的研發(fā)生產(chǎn)、綠色生態(tài)等方面的研究進程，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展方向，形成示范效應(yīng)，最終能將基地發(fā)展成為行業(yè)知名的科技創(chuàng)新平臺，成為上海市發(fā)展綠色建筑、低碳經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)升級的名片。

　　發(fā)展高預制率住宅，占領(lǐng)技術(shù)高地。與國外相比，國內(nèi)的PC住宅，大部分僅將外墻、陽臺板、樓板等進行預制，主要受力結(jié)構(gòu)仍采取現(xiàn)澆方式，預制率較低，普遍在15%-30%之間，低預制率也制約了預制裝配式建筑的進一步發(fā)展。綜合比較國內(nèi)外應(yīng)用情況，結(jié)合國內(nèi)目前的應(yīng)用實際，在調(diào)研國內(nèi)外應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上，上海城建通過與國內(nèi)外PC領(lǐng)域的專家共同溝通、研究和探討，認為國際上框架結(jié)構(gòu)體系是PC建筑采用的主流體系，采用框架結(jié)構(gòu)體系的預制裝配式建筑預制裝配化率高，帶來了建設(shè)效率的提高，體現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的思想，具有良好的發(fā)展前景，是預制裝配式住宅發(fā)展的方向，選擇框架結(jié)構(gòu)(含框架剪力墻結(jié)構(gòu))為切入點，可以使集團迅速進入預制裝配式建筑產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，推動PC技術(shù)的實際應(yīng)用和發(fā)展。針對當前PC技術(shù)運用推廣的問題，我們確立了先行采用國際主流的預制結(jié)構(gòu)-框架剪力墻結(jié)構(gòu)，梁、柱、樓板等主要受力構(gòu)件進行工廠化預制生產(chǎn)，使預制率由之前的15%-30%大幅上升至50%-70%，有效提高保障房的整體品質(zhì)，為大規(guī)模、高質(zhì)量的保障房建設(shè)提供了強有力的保障。

　　試點先行，循序漸進。上海城建集團對PC保障房建設(shè)采用試點先行的原則，在奉賢“上海預制裝配式建筑研發(fā)中心”的1#試點樓以浦江保障房為原型建造，建筑面積500m2，預制率超過50%;于2011年10月18日開建，12月建成的2號試點樓，建筑面積1300m2，在1號試點樓的基礎(chǔ)上，以高檔商品房為原型，將框架柱進行預制，進一步提高預制率達70%以上，并集成應(yīng)用了預制保溫夾心墻板、裝飾混凝土預制墻板等PC住宅產(chǎn)業(yè)技術(shù)。通過試驗樓建設(shè)，實施開展前期設(shè)計、深化設(shè)計、預制、試拼裝等全套足尺寸試驗，用于檢驗各環(huán)節(jié)過程中以及前后工序配合過程中產(chǎn)生的問題，以便在試驗階段就予以優(yōu)化解決，將成熟的經(jīng)驗帶到大型預制裝配式住宅的工作過程中，從而達到試點先行，循序漸進，帶動和推動保障性PC住宅發(fā)展的目的。

　　打造國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地。目前國內(nèi)的21個國家級住宅產(chǎn)業(yè)化示范基地，由于上下游產(chǎn)業(yè)鏈本身的限制，大部分基地企業(yè)僅僅覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈的某一環(huán)節(jié)，上海城建的產(chǎn)業(yè)化基地以“覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的預制裝配式住宅建造體系”、“全生命周期仿真建造與信息化管理體系”、“預制裝配式住宅檢測及質(zhì)量、安全控制體系”為三大核心技術(shù)體系，并首次將“全生命周期仿真建造與信息化管理體系”與住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)全面接合，形成了以預制裝配式住宅建造技術(shù)體系為核心，信息化管理和質(zhì)量安全控制體系為支撐的集團型住宅產(chǎn)業(yè)化基地技術(shù)體系架構(gòu)。2011年11月，上海城建順利獲得國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地授牌，成為上海第一個國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地，使集團發(fā)展預制裝配式住宅產(chǎn)業(yè)獲得了戰(zhàn)略制高點。

　　工業(yè)化預制裝配式住宅主要工序

　　設(shè)計。設(shè)計工作的主要工序為：方案設(shè)計→初步設(shè)計→施工圖設(shè)計→深化設(shè)計。與鋼結(jié)構(gòu)類似，PC住宅設(shè)計增加了深化設(shè)計環(huán)節(jié)，用于預制構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)。預制構(gòu)件深化設(shè)計是工業(yè)化住宅實施關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是工業(yè)化住宅優(yōu)于傳統(tǒng)住宅最集中的體現(xiàn)。通過預制構(gòu)件深化設(shè)計工作，將各專業(yè)需求進行集合反應(yīng)，在預制構(gòu)件生產(chǎn)前，即對整個后續(xù)構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件安裝、各專業(yè)施工及各專業(yè)功能的實現(xiàn)進行綜合考慮，最終實現(xiàn)預制構(gòu)件深化設(shè)計的高度集成化。

　　構(gòu)件制作。構(gòu)件制作的主要工序為：模具制作就位→鋼筋骨架就位→窗框、預埋件就位→隱蔽驗收→混凝土澆筑→蒸汽養(yǎng)護→拆模起吊堆放→修補檢驗→出廠運輸。

　　現(xiàn)場裝配施工。現(xiàn)場采用復合式PC預制工法，即將混凝土結(jié)構(gòu)采用工廠預制、現(xiàn)場吊裝與現(xiàn)澆結(jié)合的方法進行，標準層施工順序依序為：柱定位→大梁吊裝→小梁吊裝→樓板鋪設(shè)→梁柱接頭鋼筋擺設(shè)→頂層鋼筋鋪設(shè)→樓板灌漿至下一樓層柱定位，外墻板或其它預制構(gòu)件可與梁柱同步吊裝或于框架完成后吊裝。

　　待解決的問題

　　從社會綜合效益分析以及改善住宅品質(zhì)、提高安全生產(chǎn)和文明施工水平、縮短施工周期、減少對熟練勞動力依賴等潛在價值來看，發(fā)展工業(yè)化預制裝配式建筑技術(shù)，是國家和地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展到一定水平的必然選擇，也將是我國住宅建設(shè)發(fā)展的必由之路。上海城建(集團)公司發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，計劃每年開發(fā)30～50萬m2預制裝配式住宅，整合相關(guān)開發(fā)、設(shè)計、預制、施工優(yōu)勢資源，占領(lǐng)市場高地，三年左右形成100億的業(yè)務(wù)規(guī)模。

　　在大力開展PC住宅建設(shè)的同時，我們發(fā)現(xiàn)仍然有較多問題需要面對并亟待解決：

　　一是預制裝配式建筑相關(guān)設(shè)計、施工標準規(guī)范欠缺，相關(guān)施工工藝、工法和安全規(guī)程還未建立，甚至在某些方面和國內(nèi)現(xiàn)行的建筑技術(shù)標準、規(guī)范在很多地方還不兼容，使得設(shè)計、審批、驗收無標準可依，這對工業(yè)化住宅的大規(guī)模推廣有一定影響。

　　二是PC構(gòu)件作為工業(yè)產(chǎn)品進入施工單位，增加了稅收環(huán)節(jié)，目前預制構(gòu)件出廠，按照17%的稅率征收增值稅，再加上構(gòu)件蒸養(yǎng)、運輸，PC構(gòu)件因生產(chǎn)、施工、構(gòu)造要求增加鋼材用量，造成成本一定程度增加，需政府在政策上予以扶持。建造PC住宅，為推進新技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)的升級，建造成本會有一定的提高，用戶接受也有一個過程，開發(fā)商開發(fā)PC住宅也存在一個推廣過程。

　　三是國內(nèi)目前的PC預制技術(shù)尚未成熟，而國際上流行的預制框架和框架剪力墻體系，由于結(jié)構(gòu)體系本身的特點，室內(nèi)具有凸出的梁柱，戶型較小的保障房運用框架剪力墻體系，梁柱構(gòu)件對套內(nèi)空間造成了一定影響。(作者：上海城建置業(yè)發(fā)展有限公司 張傳生)

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