文｜甘肅第六建設集團股份有限公司 關鍵

裝配式建筑是在節(jié)能降耗理念下推出的一種全新的建筑行業(yè)技術，不僅可以降低噪聲污染也能夠提高建筑本身的性能。將成套技術應用其中，可以進一步落實綠色環(huán)保性能，促進建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提高裝配效率，降低裝配成本，強化裝配質量，實現(xiàn)定制化、預制化生產(chǎn)，從根本上促進建筑行業(yè)的健康發(fā)展。最為關鍵的是，在大數(shù)據(jù)時代下，可以進一步借助云計算、數(shù)字化、智能化等新技術讓裝配式建筑成套技術得到落實，為建筑行業(yè)的發(fā)展奠定基礎。

1.裝配式建筑的發(fā)展概況簡述

裝配式建筑是一種綠色節(jié)能型施工模式，其最為突出的特點是可預制、可定制，符合國家現(xiàn)階段的建筑發(fā)展模式，而且這種裝配式建筑和鋼結構建筑之間可以實現(xiàn)循環(huán)使用，作為一種新型技術，其本身低碳環(huán)保、成本低但效率高。在城市化裝配式建筑不斷推廣，污染治理、能耗治理力度不斷提高的情況下，建筑結構一體化工作必須得到進一步落實。國內在裝配式建筑發(fā)展過程中已經(jīng)取得了一定的成績，高層建筑、多層建筑中都已經(jīng)應用了裝配式建筑技術，可以將更多的工序前置化，施工流程簡化，目前國內對裝配式建筑也提出了相應的標準。但從實際情況看，預制裝配式施工技術還存在很多的問題，需要得到妥善解決，以此最大程度提高施工質量、保證施工安全性，讓裝配式施工技術得到更好地落實，真正改變傳統(tǒng)建筑行業(yè)中存在的問題。以陽臺技術為例，現(xiàn)階段大部分裝配式陽臺預制技術面臨著較大的安裝問題、運輸問題、生產(chǎn)問題，安裝施工效率往往受到不同程度的影響，而且這種拼接性質的陽臺構件滲水、裂縫問題較為嚴重。最為關鍵的是，一些裝配式陽臺承受能力較弱，很容易出現(xiàn)塑性變形、垮塌失穩(wěn)等情況。在此背景下，裝配式建筑成套施工技術的提出，并被在建筑行業(yè)內迅速擴展，工程施工建設水平不斷提高，施工技術也逐漸朝著多樣化的方向發(fā)展。

隨著城市化發(fā)展水平不斷提高，國家、社會對人和自然環(huán)境之間的關系產(chǎn)生了更加深刻的認識，環(huán)境保護的重要性突顯。近年來，國家大力發(fā)展低碳經(jīng)濟，強化“節(jié)能減排、綠色低碳”，建筑作為高耗能、高耗材的行業(yè)之一，在新時期，必須拋棄傳統(tǒng)的建筑設計理念，在后期建筑設計、建設中落實智慧城市理念，打造出真正的“綠色建筑”，融入人和自然的和諧發(fā)展觀。

以上海某高層建筑為例，在綜合考慮多方面因素后，最終確定預制裝配式施工模式，為確保施工效果和施工效率，施工承建方選擇第三方廠家進行預制構件。經(jīng)過綜合評估選擇工藝技術較為成熟、性價比較高的某預制企業(yè)，但在實際開展過程中，由于在生產(chǎn)、運輸?shù)汝P鍵性環(huán)節(jié)上缺少監(jiān)管，導致構件在運輸和生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不同程度的質量問題，預制裝配式施工整體建設受到了極大的阻礙。以該高層建筑的平板制作為例，不僅材料本身出現(xiàn)問題，在運輸過程中也出現(xiàn)磕碰，在安裝過程中發(fā)現(xiàn)一些材料之間存在參數(shù)數(shù)據(jù)錯誤，這些細節(jié)上的疏忽對后續(xù)的建筑流程造成阻礙，進而導致問題擴大化。另外，該高層建筑面臨著嚴峻的預制構件連接點質量問題，而且該建筑項目本身對鋼筋套筒連接用材料有著明確的要求，一旦出現(xiàn)偏移，建筑整體都會受到影響無法滿足實際建設需求。在這一建筑項目施工過程中，出現(xiàn)灌漿不飽滿或者套筒連接錯位等問題。雖然在后期得到妥善解決，但無形之中增加了建筑施工成本，施工人員不得已在很多細致問題上進行返工處理，施工效率下降、施工周期被迫延長，施工變更導致經(jīng)濟效益空間縮小。除該案例中面臨的問題之外，在調查其他裝配式建筑工程項目的過程中，管線和構件的施工質量等方面也存在一定的潛藏性風險，如：構件的吊運、安裝、連接等。不僅如此，在很多裝配式施工現(xiàn)場經(jīng)常會出現(xiàn)材料大量堆積、混亂度較高，空間沒有得到合理利用等細節(jié)性問題，嚴重影響了施工效率。這樣的情況下，不僅沒有達到應有的節(jié)能降耗、綠色環(huán)保等理念，預制構件的質量很難得到保證，建筑整體質量也因此大打折扣。

2.裝配式建筑的前期與運輸設計分析

2.1 前期設計分析

根據(jù)建筑本身的結構，裝配式建筑可以分為外墻、承重墻、防水等不同的環(huán)節(jié)，從成套技術角度出發(fā)，可以分為門窗成套、外墻裝飾成套、屋頂防水保溫成套、墻體壓光成套、承重墻和非承重墻成套以及房屋主體成套。在這樣的情況下，過往裝配式建筑所面臨的問題得到解決，可以實現(xiàn)流水型作業(yè)，最大程度避免了裂紋等問題的出現(xiàn)。在智慧城市理念之下，智能建筑在設計過程中，必須充分考慮到建筑安全問題，無論是外部結構還是內部空間。比如，可以利用BIM 技術對建筑結構內外進行可視化分析，及時發(fā)現(xiàn)建筑中可能存在的問題。對此，本文以陽臺成套技術為例，具體分析成套技術的落實。綜合來看，這些成套技術增加了建筑結構本身的防火、保溫、隔音等不同的效果，而且施工程序簡化、施工危險性被削弱，可實現(xiàn)一次性安裝。最為關鍵的是，這種成套技術打破了傳統(tǒng)建筑施工中需要多個工種共同作業(yè)的要求，建筑生產(chǎn)效率得到了根本上的提高[1]。圖1為鋼筋裝配技術應用流程圖，從流程圖中可以看出，在采用成套技術后安裝的科學、合理性得到提高，鋼筋質量得到保證，為后續(xù)其他施工奠定了良好的基礎。公式（1）、（2）、（3）展現(xiàn)的是內部部件預制比，其中公式（1）是建筑主體結構預制比，公式（2）是內隔墻預制比、公式（3）是設備裝修管線預制比，其中V 表示墻板、承重墻的總體積、V1a 則為相對應的混凝土體積。同理，A2a 為非承重圍護的表面積綜合，Aw1 則為建筑圍護墻的總面積，A3b 則表示的是內地面和樓面的水平投影綜合，AL 則是扣除了洞口、墻柱后的樓層總面積。根據(jù)這些公式可以更好地確定預制結構的參數(shù)數(shù)據(jù)。

圖1 鋼筋裝配技術應用流程圖

2.2 運輸設計分析

從建筑節(jié)能角度出發(fā)，想要實現(xiàn)綠色節(jié)能建筑需要綜合考慮到保溫隔熱性能、氣密性能、高效新風熱回收性能等多方面技術，成套技術在實際應用過程中，需要在綜合考慮上述因素的基礎上，落實針對性的成套技術處理措施。裝配式建筑本身具有降低材料、能源消耗等方面特點，成套技術的落實可以進一步提高建筑本身的靈活性，簡化施工流程，為了讓裝配式建筑體系得到更好的發(fā)展，還需要結合實際案例進一步優(yōu)化建筑結構，并且針對成套技術的落實展開綜合性分析。在成套建筑中應用了BIM 技術完成圖紙設計、模板拆分，對具體參數(shù)和連接節(jié)點展開了創(chuàng)新優(yōu)化，有效保證了防水效果。以該建筑施工方案為例，采用了U 型陽臺掛板，落實一體化陽臺。從綜合情況來看，有效減少了預制構件的數(shù)量，讓防水效果最大化，而且節(jié)點處的滲水問題也得到了解決。從具體的防水質量設計來看，采用豎向縫進行連接，并且預留了凹槽，在粗糙面和防水砂漿、膨脹劑的加持下，整體效果、質量得到了根本上的保證。從具體的生產(chǎn)流程校對來看，生產(chǎn)便捷、安全，相比較傳統(tǒng)的預制式生產(chǎn)工藝，這種復雜構件的立模生產(chǎn)工藝難度標準化程度更高，而且精準性、自動化、集成化程度也相對極高，人工成本較低。最為關鍵的是，這種模具可以重復使用，綜合成本較低[2]。從運輸角度來看，成套封閉式組合陽臺和預制樓梯搭配運輸，可以有效降低運輸成本。

3.施工安裝探討

從安裝角度來看，成套陽臺施工技術可以在工廠內完成組合拼裝、后續(xù)借助吊車進行整體運輸、吊裝，施工安全可靠、施工質量降低，在這個過程中要進一步落實安裝定位，以此保證精確度。從另一角度來講，相比較信息管理體系也會得到更好的優(yōu)化，RFID 技術也可以實現(xiàn)集中化管理，能夠讓質量控制得到更好的保證。該項建筑面積約為70 萬m2，屬于高層住宅樓，除了在陽臺實施成套裝配式建筑之外，還落實了PCF 板這一一體化疊合外墻成套技術。綜合計算后混凝土總方量可以達到7萬m2，構件總重量達到16 萬t，其中封閉式陽臺一體化面積約為3 萬m2，綜合來看節(jié)約了500 萬元。

3.1 技術分析

在這一施工過程中，主要應用到了以下幾種施工技術：第一，NPC 技術。通過豎向、橫向之間單元的連接，將不同構件連接在一起，但對技術操作要求較多，容易出現(xiàn)灌漿孔，想要保證最終的灌漿質量難度較大[3]。第二，PC 技術、PCF 技術。常用于預制構件的制作、安裝以及外墻模板等方面，內隔板、空調板、窗戶框、墻板、陽臺和樓梯等區(qū)域，抗震性較強、整體性能較優(yōu)、保溫隔音效果也非常顯著，是目前應用最為廣泛的施工技術。但對各個指標參數(shù)的計算準確性要求較高，一旦出現(xiàn)誤差，就會對建筑整體抗震性能產(chǎn)生負面影響。第三，混凝土模式剪力墻技術。常用于陽臺連接、樓梯板連接，通過插入式預留孔灌漿鋼筋，常用于建筑結構體系較大的工程項目，非?？简炇┕と藛T的吊裝技術。第四，疊合板模式的剪力墻技術。常用于預制樓梯、疊合式樓板及疊合式墻板等，應用范圍非常有限，國內常用于地下車庫。

3.2 吊裝分析

在封閉式陽臺吊裝過程中，還需要考慮到吊裝的變形性和疲勞性，采用科學的方式合理起吊，降低事故發(fā)生概率。在封閉式陽臺成套技術落實過程中，采用了整體吊裝的方式，將陽臺掛板和空調一體化陽臺板完成拼裝后，再運輸?shù)浆F(xiàn)場，借助平衡吊架進行整體吊裝，然后借助連接角鐵這一零部件完成安裝定位，整體結構更加可靠。這種封閉式陽臺具備輕質防水等特點，可以說是門窗一體化預制技術，徹底解決滲漏隱患。以該施工項目為例，采用工業(yè)裝配式成套式設計，綜合運用了網(wǎng)絡、通信、自動控制、GIS/BIM、VR/AR 等技術，將智慧工地系統(tǒng)貫穿于項目的全過程，實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的無縫傳遞，確保成套式施工項目的建設效率和精度。從該項目的實際發(fā)展現(xiàn)狀來看，智慧工地系統(tǒng)的應用讓施工現(xiàn)場工程建設信息傳遞問題得到妥善解決，從根本上避免了信息斷層和信息孤島問題。不僅如此，在各個生命周期階段也都具有一定的促進作用。在封閉式陽臺發(fā)展過程中利用智慧工地系統(tǒng)在施工前，對封閉式陽臺吊裝過程中可能遇到的風險因素部分進行可見性模擬，利用BIM 360 Glue，將整體建筑效果應用到BIM 模型中，施工人員就可以通過終端對建筑整體進行勘察，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，進行安全檢查，及時消除安全隱患。最為關鍵的是，還要對封閉式陽臺的結構技術、標準模型展開分析，生產(chǎn)效率得到提高，生產(chǎn)成本得到降低，打造出全新的建筑體系[4]。在裝配式成套施工過程中，需要對具體的防火要求、防水要求進行確認，綜合考慮到地區(qū)環(huán)境溫度等外界環(huán)境，確保這種封閉性陽臺成套技術中的參數(shù)和具體裝配，在落實過程中貼合建筑本身的需求。

圖2 成套陽臺技術施工參數(shù)

4.總結

綜上，在建筑工程中預制裝配式結構已經(jīng)是目前較為常見的一種技術，擁有良好的發(fā)展前景，但施工質量、施工效率還有待提高。加強對預制裝配成套施工技術的分析和優(yōu)化，可以有效提高施工效果，弱化傳統(tǒng)裝配式技術存在的問題和缺陷。預制裝配式成套技術中，所有的構件和組裝都可以更加順利地完成，采用干式節(jié)點進行連接，極大地緩和傳統(tǒng)施工方法存在的弊端，借助BIM 技術等計算機技術解決了尺寸偏差等方面的問題。