工業化住宅挑戰傳統建筑模式

發布日期：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中心，以工業化方式生產住宅，“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的現澆濕作業建筑模式。

　　公司工業化住宅發展概況

　　預制裝配式結構(Prefabricated concrete,簡稱PC)是以預制構件為主要構件，經裝配、連接而成的混凝土結構。該結構體系在境外已成熟并大量應用，而在國內則剛剛起步。上海城建(集團)公司響應市委市政府“創新驅動，轉型發展”的要求，結合自身產業鏈優勢，轉變企業發展思路，堅持科技創新，抓住預制裝配式建筑新型產業作為企業轉型發展方向之一，2010年成立上海預制裝配式建筑研發中心，與臺灣最大的預制裝配式建筑企業-潤泰集團建立技術合作，引進最先進的技術。2011年，分別建設了預制率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業化基地授牌。2012年初，上海城建在上海浦江大型居住社區全面推進預制裝配式住宅建設，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%，達到國內先進水平。

　　公司實施的高預制率項目，與傳統的方法相比，有如下特點：一是以預制鋼筋混凝土外墻取代傳統的剪力墻或砌體圍護;二是以預制鋼筋混凝土梁、柱，代替傳統的現澆梁、柱受力構件;三是節水、節電、節材，減少廢棄物排放，現場面貌整潔，社會效益明顯;四是現場作業人員成為產業工人，用工量減少，勞動強度降低，效率提高;五是主體結構，裝飾、安裝交叉作業，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，裝飾質量好，外墻可以不搭腳手架。

　　發展工業化住宅產業的工作重點

　　以保障房為切入點發展預制住宅。保障性住房建設由國家主導，具有建設規模大、時間周期短、戶型規格較少、個性化需求低的特點。同時保障房涉及民生，較易引起各方關注，質量要求高。

　　針對保障房戶型規格較少的特點，采用PC技術，可實現結構構件的標準化、模數化設計和生產，便于使用同一規格、同一標準的成型部品、構件，建筑工業化生產方式的優勢能夠得以體現，根據規模經濟的原理，可以大大降低部品、構件的生產成本，從而降低建設成本。同時標準化、系列化和工業化的生產方式，能夠保證部件生產的同質化，充分保證保障房的建設質量。

　　上海城建開展的預制裝配式住宅建設，選擇了以大規模的保障房建設為切入點，對模數化、標準化、部品工業化、施工技術等問題進行科技研發，在此基礎上達成技術體系的形成與發展。

　　整合并形成全產業鏈。上海城建擁有年開發投資總額近100億元的房產開發企業，在設計領域，集結了4家具備專業PC住宅研發及深化設計實力的甲級勘察和設計院;集團2家特級和多家一級資質的總承包企業，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構件制造經驗，擁有通過日本PC質量認證(中國地區僅2家)和美國PC1認證(中國唯一1家)的專業PC工廠。

　　在推進住宅產業化過程中，隨著集團預制裝配式建筑相關業務規模和技術能力的不斷增強，集團著力推進住宅產業化新產業，全面整合集團投資開發、設計、施工、材料供應“全產業鏈”優勢資源，通過對 城建置業、城建市政、城建設計院、城建地空設計院、城建物資公司等子公司業務重組，使集團的資源得到充分整合，住宅產業化業態進一步清晰，業務協同性得到加強，在國內首次完全覆蓋建筑投融資、開發經營、住宅設計、建材與部品制造、建筑施工、裝飾裝修、質量檢測、物業售后等產業鏈條所有環節，實現了“一站式”“一條龍”的國家住宅產業化集團模式。

　　完善組織架構和推進制度。預制裝配式住宅屬于新興產業，從無到有建立相應的產業群和技術體系，需要強有力的團隊進行推動整合，集團確立了領導掛帥，主管部門分工負責和開發單位項目牽頭協調，各相關單位協同推進的組織架構，并明確了產業鏈各環節的實施單位。為快速推進PC項目進度，及時發現工程推進中的問題，我們定期召開PC項目工作推進會，集團領導牽頭，各相關單位參加，組織討論推進工作中需要協調解決的各種問題。

　　產學研結合，高起點起步。2010年，上海城建在奉賢海港綜合經濟開發區成立了上海預制裝配式建筑研發中心，基地面積近18萬m2，為促進預制裝配式相關技術的研發，上海城建前期投入近億元打造產學研一體的開放式研究平臺，聯合了臺灣潤泰集團、同濟大學、上海大學、上海建科院、上海房科院、現代設計集團等業內著名的預制裝配式建筑企業、高等院校、研究機構、設計集團等，圍繞“裝配式住宅建筑設計關鍵技術”、“節能與承重一體化裝配式住宅結構體系關鍵技術”、“高性能通用部件系統關鍵技術及示范線”、“工業化住宅施工技術和裝備研究與開發”、“工業化住宅建筑綜合效益評價”、“配套政策法規及技術標準體系研究”以及“工業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。

　　作為企業住宅產業化技術的研發平臺，基地將整合國內外一流資源，形成核心技術儲備，并通過展示上海城建在工業化建筑建造技術、PC附屬工程材料的研發生產、綠色生態等方面的研究進程，引領行業技術發展方向，形成示范效應，最終能將基地發展成為行業知名的科技創新平臺，成為上海市發展綠色建筑、低碳經濟、產業升級的名片。

　　發展高預制率住宅，占領技術高地。與國外相比，國內的PC住宅，大部分僅將外墻、陽臺板、樓板等進行預制，主要受力結構仍采取現澆方式，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展。綜合比較國內外應用情況，結合國內目前的應用實際，在調研國內外應用情況的基礎上，上海城建通過與國內外PC領域的專家共同溝通、研究和探討，認為國際上框架結構體系是PC建筑采用的主流體系，采用框架結構體系的預制裝配式建筑預制裝配化率高，帶來了建設效率的提高，體現了產業化的思想，具有良好的發展前景，是預制裝配式住宅發展的方向，選擇框架結構(含框架剪力墻結構)為切入點，可以使集團迅速進入預制裝配式建筑產業領域，推動PC技術的實際應用和發展。針對當前PC技術運用推廣的問題，我們確立了先行采用國際主流的預制結構-框架剪力墻結構，梁、柱、樓板等主要受力構件進行工廠化預制生產，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，為大規模、高質量的保障房建設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保障房建設采用試點先行的原則，在奉賢“上海預制裝配式建筑研發中心”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，并集成應用了預制保溫夾心墻板、裝飾混凝土預制墻板等PC住宅產業技術。通過試驗樓建設，實施開展前期設計、深化設計、預制、試拼裝等全套足尺寸試驗，用于檢驗各環節過程中以及前后工序配合過程中產生的問題，以便在試驗階段就予以優化解決，將成熟的經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住宅發展的目的。

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

　　工業化預制裝配式住宅主要工序

　　設計。設計工作的主要工序為：方案設計→初步設計→施工圖設計→深化設計。與鋼結構類似，PC住宅設計增加了深化設計環節，用于預制構件的工廠化生產。預制構件深化設計是工業化住宅實施關鍵環節，也是工業化住宅優于傳統住宅最集中的體現。通過預制構件深化設計工作，將各專業需求進行集合反應，在預制構件生產前，即對整個后續構件生產、構件安裝、各專業施工及各專業功能的實現進行綜合考慮，最終實現預制構件深化設計的高度集成化。

　　構件制作。構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→蒸汽養護→拆模起吊堆放→修補檢驗→出廠運輸。

　　現場裝配施工。現場采用復合式PC預制工法，即將混凝土結構采用工廠預制、現場吊裝與現澆結合的方法進行，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→梁柱接頭鋼筋擺設→頂層鋼筋鋪設→樓板灌漿至下一樓層柱定位，外墻板或其它預制構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、提高安全生產和文明施工水平、縮短施工周期、減少對熟練勞動力依賴等潛在價值來看，發展工業化預制裝配式建筑技術，是國家和地區社會經濟發展到一定水平的必然選擇，也將是我國住宅建設發展的必由之路。上海城建(集團)公司發揮全產業鏈優勢，計劃每年開發30～50萬m2預制裝配式住宅，整合相關開發、設計、預制、施工優勢資源，占領市場高地，三年左右形成100億的業務規模。

　　在大力開展PC住宅建設的同時，我們發現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設計、施工標準規范欠缺，相關施工工藝、工法和安全規程還未建立，甚至在某些方面和國內現行的建筑技術標準、規范在很多地方還不兼容，使得設計、審批、驗收無標準可依，這對工業化住宅的大規模推廣有一定影響。

　　二是PC構件作為工業產品進入施工單位，增加了稅收環節，目前預制構件出廠，按照17%的稅率征收增值稅，再加上構件蒸養、運輸，PC構件因生產、施工、構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，為推進新技術的應用，產業的升級，建造成本會有一定的提高，用戶接受也有一個過程，開發商開發PC住宅也存在一個推廣過程。

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

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