預(yù)制裝配式高層住宅設(shè)計(jì)研究

序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]一篇預(yù)制裝配式高層住宅設(shè)計(jì)研究范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

1引言

本文首先對(duì)預(yù)制裝配式建筑的定義、國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀、自身特點(diǎn)等方面進(jìn)行了全方位的梳理與分析。在此基礎(chǔ)上聚焦于華北地區(qū)高層預(yù)制裝配式住宅這一特定類型，進(jìn)行具體研究。通過與傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工方式在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保等方面的對(duì)比，得出了預(yù)制裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)與不足為我們今后的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)實(shí)踐提供技術(shù)參考，逐步實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的產(chǎn)業(yè)化升級(jí)。

2預(yù)制裝配式住宅相關(guān)概念及分類

預(yù)制裝配式住宅是指以工業(yè)化的生產(chǎn)方式生產(chǎn)住宅，是住宅產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)物。它強(qiáng)調(diào)的是住宅標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化和商品化三大屬性[1]。它是新興的綠色環(huán)保節(jié)能型建筑技術(shù)，也是住宅產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)。根據(jù)2016年5月1日實(shí)施的《工業(yè)化建筑評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T46219-2016）中的規(guī)定：體積裝配率是指通過預(yù)制構(gòu)件化建設(shè)的建筑不包括地下部分僅在出地面以上部中分一次結(jié)構(gòu)和一次外圍護(hù)墻板內(nèi)預(yù)制構(gòu)件所有使用的混凝土體積立方數(shù)占整棟建筑地上混凝土體積立方數(shù)的比值。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類為預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制裝配式鋼材結(jié)構(gòu)和預(yù)制裝配式木材結(jié)構(gòu)。（1）預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)（PrefabricatedConcrete）住宅，簡(jiǎn)稱PC住宅。其特色是以工廠加工的預(yù)制混凝土構(gòu)件為基本模塊單元，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)搭建及固定從而形成的混凝土整體結(jié)構(gòu)。這種類型的住宅符合了當(dāng)下的發(fā)展方向，具有木材結(jié)構(gòu)及鋼材結(jié)構(gòu)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。（2）預(yù)制裝配式鋼材結(jié)構(gòu)住宅。預(yù)制鋼材結(jié)構(gòu)具有材料材質(zhì)均勻、受力穩(wěn)定、適合于大跨度及超高層類型建筑結(jié)構(gòu)安全度高、工廠預(yù)制率高加工速度快、現(xiàn)場(chǎng)施工工期短、可回收并二次利用，可拆遷異地重建等諸多優(yōu)點(diǎn)等特點(diǎn)，在建筑中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)日顯突出。到目前為止國(guó)內(nèi)北上廣深等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)建設(shè)了大量高層甚至超高層住宅建筑并陸續(xù)投入使用且效果良好。（3）預(yù)制裝配式木材結(jié)構(gòu)住宅。有別于我國(guó)傳統(tǒng)的原木單層住宅，現(xiàn)代的木材結(jié)構(gòu)建筑分是設(shè)計(jì)模數(shù)化、施工設(shè)備化為基礎(chǔ)；以加工工廠化、安裝裝配化的方式進(jìn)行建設(shè)；集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工貫通為一體的相應(yīng)了節(jié)約資源同時(shí)保護(hù)環(huán)境的國(guó)家政策方針。

3預(yù)制裝配式高層住宅國(guó)內(nèi)發(fā)展歷史

自20世紀(jì)50年代我國(guó)就已經(jīng)開始了著手預(yù)制裝配式建筑的探索工作。但受到當(dāng)時(shí)的建設(shè)能力和經(jīng)濟(jì)水平的制約，一直處于研究階段，實(shí)際項(xiàng)目處于停滯不前狀態(tài)[2]。進(jìn)入80年代后，已有不少項(xiàng)目中采用了預(yù)制屋面板、預(yù)制墻板、預(yù)制梁等裝配式構(gòu)件，但還存在構(gòu)件承載力小、跨度短、整體穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。使用四五年后就開始出現(xiàn)了屋面滲水的問題。在90年代，我國(guó)成立了預(yù)制裝配式建筑發(fā)展中心，在國(guó)家政策的鼓勵(lì)和市場(chǎng)的作用下，很多房地產(chǎn)企業(yè)開始自覺的參與到預(yù)制裝配式住宅技術(shù)的探索中去。例如萬科集團(tuán)在全預(yù)制裝配式混凝土技術(shù)方面做出了較為突出的貢獻(xiàn)。2017年，住建部印發(fā)了《“十三五”預(yù)制裝配式建筑行動(dòng)方案》，指出到2020年，全國(guó)預(yù)制裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到15%以上，其中重點(diǎn)推進(jìn)地區(qū)達(dá)到20%以上。2025年前實(shí)現(xiàn)預(yù)制裝配式建筑占新建建筑面積比例達(dá)到30%以上。按照國(guó)家規(guī)劃，到2020年，我國(guó)要基本形成適應(yīng)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的市場(chǎng)機(jī)制和發(fā)展環(huán)境、建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)體系基本成熟，形成一批達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的關(guān)鍵核心技術(shù)和成套技術(shù)，建設(shè)一批示范城市、產(chǎn)業(yè)基地、技術(shù)研發(fā)中心，培育一批龍頭企業(yè)。

4預(yù)制裝配式住宅建筑優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

（1）預(yù)制裝配式住宅建筑與傳統(tǒng)的非預(yù)制裝配式住宅建筑從構(gòu)件設(shè)計(jì)、加工、安裝各方便都有著本質(zhì)的區(qū)別。更符合我國(guó)的綠色發(fā)展觀和科學(xué)發(fā)展觀，是一條住宅建筑可持續(xù)發(fā)展之路[3]。具體優(yōu)點(diǎn)如下：①有利于提高建設(shè)速度。由于采用了大量的預(yù)制構(gòu)件可以在一個(gè)或者數(shù)個(gè)工廠內(nèi)提前進(jìn)行加工，無需等待工地現(xiàn)場(chǎng)搭建圍擋、工棚等基層設(shè)施時(shí)即可展開工作。并且可以根據(jù)建筑每層的受力構(gòu)件生產(chǎn)周期及加工難易程度的不同，采用的是多軌制的生產(chǎn)方式加工制作。可以將同一類型的構(gòu)件集中生產(chǎn)以減少生產(chǎn)線及模具的調(diào)整頻率。僅可以極大地提高現(xiàn)場(chǎng)施工的機(jī)械化程度、節(jié)省時(shí)間。②有利于減輕空氣污染。從2010年起，霧霾問題嚴(yán)重影響了華北地區(qū)人民的生產(chǎn)和生活。由于預(yù)制裝配式建筑的工廠加工精度高誤差小，并且在后期拆除時(shí)的回收效率較高，這將極大的改善環(huán)境污染和能源的消耗。③有利于提高工程質(zhì)量。預(yù)制裝配式構(gòu)件均是在專業(yè)化工廠內(nèi)由專業(yè)技工的制作完成的，工廠內(nèi)中的環(huán)境如溫度、濕度、粉塵等都可以得到很好的控制。技工對(duì)構(gòu)件模具、加工方式的熟練程度都大大的優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)施工方式，能最大限度地避免現(xiàn)場(chǎng)施工中的人物誤差。（2）雖然預(yù)制裝配式建筑具有以上提到的種種優(yōu)點(diǎn)，但作為新興形式，仍存在很多缺點(diǎn)及不足。①國(guó)家缺少統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在部分地方政府出臺(tái)了適應(yīng)本地的地方標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足從項(xiàng)目設(shè)計(jì)、審批、工程施工到項(xiàng)目驗(yàn)收的要求，但因此類標(biāo)準(zhǔn)僅適應(yīng)于本地區(qū)，無法再全國(guó)推廣，生產(chǎn)的構(gòu)件也適用范圍小，無法產(chǎn)生規(guī)模效益，導(dǎo)致構(gòu)件成本過高反過來影響了預(yù)制裝配式建筑的推廣。因此出臺(tái)國(guó)家級(jí)別的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范是當(dāng)務(wù)之急是建筑工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化道路上必須解決的一個(gè)問題。②建造成本過高。預(yù)制混凝土構(gòu)件的建筑與以往內(nèi)骨架外砌體墻相比，會(huì)使用更多的鋼筋和更高標(biāo)號(hào)的水泥。同時(shí)由于構(gòu)件體型和總量較大，需要特種車輛及大型起重設(shè)備才可搬運(yùn)。③國(guó)內(nèi)構(gòu)件生產(chǎn)廠家偏少，且引進(jìn)的國(guó)外技術(shù)不一，造成產(chǎn)品通用性差。分?jǐn)偝杀纠щy。隨著我國(guó)構(gòu)件加工企業(yè)的增多及技術(shù)的不斷提升生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，這一現(xiàn)象將會(huì)得到不斷改善。

5預(yù)制裝配式住宅在華北地區(qū)設(shè)計(jì)的特殊性

華北地區(qū)屬于大陸性季風(fēng)氣候，南部淮河流域處于向亞熱帶過渡地區(qū)四季分明，年平原年均溫在8~15℃，年總輻射量為4600～5800MJ/（m?年），年日照時(shí)數(shù)北部為2700h，南部為2200h左右。當(dāng)?shù)亟邓坎粔虺渑妫杏谙募荆邓觌H變化甚大。基于以上特點(diǎn)該地區(qū)的預(yù)制裝配式混凝土高層住宅主要解決的問題一個(gè)是夏季的防曬、防雨水滲漏、遮陽等問題；一個(gè)是冬季的防凍、防結(jié)露、防冷橋問題。通過構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的不斷深化更新能夠更好的滿足這些要求。

6總結(jié)

當(dāng)前我國(guó)己進(jìn)入全面建設(shè)小康社會(huì)的新的發(fā)展時(shí)期，華北地區(qū)作為全國(guó)重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)，城市建設(shè)需要具有新的時(shí)代特點(diǎn)，滿足新型工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的需求。預(yù)制裝配式住宅的發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展作用巨大，符合我國(guó)提出的科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展方向，符合國(guó)家的發(fā)展目標(biāo)及方向。預(yù)制裝配式住宅因其技術(shù)特點(diǎn)適于京津冀地區(qū)的現(xiàn)狀，又是推行住宅產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)，因此對(duì)于其歷史發(fā)展的探究具有現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]張靜怡.建國(guó)以來北京市PCa裝配式住宅建筑設(shè)計(jì)歷史發(fā)展研究[D].北京：北京建筑大學(xué)，2016.

[2]劉康.預(yù)制裝配式混凝土建筑在住宅產(chǎn)業(yè)化中的發(fā)展及前景[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2015（1）.

[3]孔素平.京津冀地區(qū)預(yù)制裝配式高層住宅建筑節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)研究[D].天津：河北工業(yè)大學(xué)，2018.

作者:申志強(qiáng) 孔素平 單位:河北科泰建筑設(shè)計(jì)有限公司