产业化技术在装配式住宅中的应用研究

林森 刘迅 谭凤

(江南大学环境与土木工程学院，江苏无锡 214000)

0 引言

随着经济的发展及人们对住房水平需求的提升，每年建筑活动使用的自然资源量占人类使用总量的40%，而造成的建筑垃圾也占人类活动产生垃圾总量的40%，而这一情况在我国更甚。因此，推动绿色建筑的发展刻不容缓。

一个建筑体系，是否可称为绿色建筑体系，其界定原则主要考虑它是否贯彻了可持续发展原则:一是应从建筑全寿命周期过程中，对环境和资源影响方面考虑;另一个要从建筑材料及使用功能对室内、室外，对局地、区域及全球环境和资源影响方面考虑。绿色建筑体系应符合“四节一环保”的要求，是符合生态调控规律的建筑体系［1］。

目前我国住宅产业化正处于蓬勃发展的势头，两个主要发展方向是装配式住宅建设技术和住宅室内全装修技术，住宅产业化对于实现节能减排、保护生态环境、改善人居环境都有重要意义，是住宅建设发展的必然趋势。Colin Davidson认为，住宅产业化是各国解决人口居住问题和资源环境保护问题最有潜力的方法之一［2］。若将住宅产业化技术应用于绿色建筑，即能达到产业化的大规模生产绿色建筑的效果，最大限度的实现节约能源、保护环境和减少污染的目的。

本文积极探索住宅产业化技术于装配式结构住宅的应用，以期达到提高装配式住宅品质与性能，促进节能减排，降低住房建设成本，将装配式住宅发展为绿色建筑的目的。

1 装配式结构体系

装配式结构(Prefabricated Concrete，简称PC)，是以预制构件为主要受力构件，经装配连接而成的混凝土结构。装配式结构体系在国外已经发展成熟并得到很好的推广，而目前在国内，处于大力倡导和积极探索阶段，形成了具有中国特色的装配式住宅，即形成了以轻钢结构为主，以木结构、轻钢—木结构、轻钢—钢筋混凝土结构和轻钢—钢结构为补充的装配式住宅结构体系［3］(见图1)。但经过一系列有益的实践，并未得到规模性的推广。究其原因，理论实践受技术水平和经济条件的约束，机具设备和运输工具落后，无法满足工艺的要求，加之推广力度不大等客观条件遏制了装配式结构体系的发展。

目前，钢筋混凝土工程施工中，现浇体系处于主导地位。这一体系在国内发展成熟，并得到广泛认可和使用，但由于需要现场进行支模，钢筋绑扎连接，混凝土振捣养护等一系列手工操作，因此现浇体系存在诸多弊端:工程施工工期长;工程成本不易有效控制;工程质量难以可靠保证;全面工业化生产难以实现［4］。

装配式结构体系虽然目前存在一些缺陷，但是相较于现浇体系，存在巨大的优势:1)住宅建造由工地化向工厂化转变，使影响住宅质量和性能的不可控环节纳入到可控制的体系下;2)采用预制钢筋混凝土外墙及梁、柱，在工厂进行产业化生产，再运至现场直接装配连接，安全快捷，节能环保;3)各预制构件机械化程度高，提高构件尺寸的精确度，减少材料浪费;4)现场作业人员减少，劳动量降低，作业时间减少，提高效率;5)节水、节电、节材、保护环境，社会效益提高。

图1 装配式结构建筑

因而，建筑业应打破目前的建筑体系格局，积极引入住宅产业化的先进技术，扬长避短，大力发展装配式结构住宅。

2 装配式住宅的产业化技术应用

2.1 动态交融性空间设计

居住空间是人类赖以生存的物质空间，一方面满足了人们对日常生活环境的需要，另一方面又受人类生活方式变化的影响。随着当今时代与人们居住行为的进步，人们对居住环境提出了越来越多的要求，如:

1)住宅、办公、商业三大功能的界限日趋模糊;2)合租、分租现象日益增多;3)随着老龄化时代的开始，“二代局”现象增加;4)家庭办公的流行。这些现象对居住建筑设计提出了更高的要求，即满足不同功能的空间需求［5］。

动态的居住空间设计应在模块化设计的前提下，预先考虑空间功能的通融性，使住宅无论在居住、办公、商业三者之间转换使用时还是满足分租、合租、二代家庭使用时，都能以较小的结构改动做出相应的空间调整，满足用户以较小的资源损耗和资金投入获得最大程度的使用自由，使住宅在扮演不同角色时能尽量减少二次资源的消耗，包括人力、物力等方面的损耗，达到建筑在全寿命周期内空间的动态使用。

同时，在设计中应注意应用高技术和优质材料。建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三个方面，包括建筑材料和设备制造，材料、设备从产地到建筑工地的运输及施工中的污染与能耗，这些将是建筑材料取舍的依据［6］。

2.2 工业化施工技术体系

2.2.1 我国目前施工现状

当前我国的施工建造水平还停留在过分依靠手工操作、资源浪费严重的传统施工阶段，建筑的建造质量精细程度比较低，施工建造方式效率低，材料浪费、环境污染方面问题突出。在工业化生产的时代没有实现建筑工业化施工，这也是我国绿色住宅发展和国外差距的最主要原因［7］。

随着经济的发展和人们环保意识的提高，对工业化施工的认识也进一步加强。目前，工业化施工技术主要包括剪力墙施工、单元组拼、单元吊装、单元连接、楼梯及阳台施工、信息化系统、产品保护措施等。核心理念包括:绿色施工、精益施工、集成施工和安全施工［8］，工业化施工流程图见图2。

图2 工业化施工流程图

2.2.2 工业化施工特点

1)保障住宅质量和性能。

集成施工做到了组合装配、高效快捷，因为工业化建筑多使用预制构件，所以施工现场主要依靠机械，劳动力使用少且精，自动化程度高，施工速度快;精益施工做到了精确智能，住宅工业化施工将构件、机电和装饰等需求融合到一起，采用构件标准化和模数化的方式，形成有机结合的整体，实现多重功能一体化。住宅建造的工地化向工厂化的转变，使影响住宅质量和性能的不可控环节纳入到可控制的体系下，保障了建筑产品质量的稳定性和精确性，实现住宅整体质量性能的要求。

2)实现了施工的节能减排。

节电:部品工厂化预制与现场装配，减少了混凝土浇捣的振动棒、垂直运输的塔吊和焊接所需的电焊机等的使用频率。

节材:建筑构件采用吊装装配施工，模板、脚手架等器材使用减少了。

节水:施工现场湿作业减少，施工用水量减少;施工人员减少，生活用水量减少。

保护环境:由于采用部品工厂化预制与现场装配，施工现场基本无混凝土现浇和钢材加工作业，实现了干法施工，减少了建筑垃圾的产生和污水的排放及有害气体和噪声的产生。

2.2.3 工业化施工注意问题

工业化施工过程中，应实施清洁生产［9］，即在不牺牲建筑产品工程质量、成本、功能的前提下，不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、改善管理等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，实施“废弃物的处理和回收”，以减轻或消除对人类健康和环境的危害［10］。

2.3 工业化装修

2.3.1 国内装修技术现状

目前，我国存在三种装修模式:

1)传统现场装修模式。我国目前大部分采用的是现场装修模式，即住宅市场提供的是毛坯房，需要业主自行装修才可入住。

2)全装修模式。全装修模式指房屋交付前，所有功能空间的固定面全部铺装或粉刷完成，厨房和卫生间的基本设备全部安装完毕，简称全装修住宅。

3)工业化装修模式。工业化装修是指工厂中生产住宅装修材料和部品，最后进行集成化装配的模式，它主要由菜单式设计、工业化生产和集成化供应等三个主要部分构成［10］。消费者根据“菜单”，依照自己的消费水准选择产品颜色和款式，工业化生产发挥了产业化的优势，节约能源，降低成本，保证稳定质量的同时，缩短了装修工期，也摒弃了现场装修的诸多弊端，见图3。

图3 传统施工与工业化施工资源消耗对比

2.3.2 工业化装修提出的要求

设计一体化:目前装修行业中存在的最大问题是装修设计与建筑安装设计不能相统一，造成了交房后，消费者在装修时对新房的重新拆墙补墙，开槽改造原有的不合理的水电线路，墙体水电的二次改造造成了极大的浪费，同时也带来了房屋的安全隐患。所以，必须在最初设计时考虑好日后装修设计的需要，这就要求装修设计与建筑安装设计必须一体化，即在施工前做建筑设计和安装工程设计时，必须同时做装修设计。

3 结语

本文从建筑业对环境破坏严重，资源利用率低的背景出发，以装配式结构住宅为例，提出了将住宅产业化技术应用于住宅建设，使建筑业产业化大规模生产绿色建筑，最大限度的实现节约能源、保护环境和减少污染的目的。在建筑业由粗放型转型到集约型过程中，提高住宅的品质和性能，促进节能减排，使住宅产业化和绿色建筑迈入新的发展阶段。

［1］田淑芬.绿色建筑与建筑业的可持续发展［J］.建筑经济，2005(278):80-82.

［2］潘 璐.中国住宅产业化面临的障碍性问题分析与对策研究［D］.重庆:重庆大学硕士学位论文，2008:2-3.

［3］粟 新.工业化预制装配式(PC)住宅建筑的设计研究与应用［J］.建筑施工，2008，SO(S):201-202，208.

［4］严 薇.装配式结构体系的发展与建筑工业化［J］.重庆大学学报，2004，26(4):131-136.

［5］章国琴，李军环.满足不同功能需求及动态使用的模块化居住空间设计探讨［Z］.2010:34-39.

［6］于春普.关于推动绿色建筑设计的思考［J］.设计研究，2005(7):50-52.

［7］陈泳全，王丽娟.绿色住宅的发展模式——精细化设计与住宅产业化［J］.住宅产业，2009(11):50-52.

［8］王金强，纪振鹏.住宅产业化在绿色建筑中的应用研究［A］.第七届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集［C］.2009.

［9］申琪玉，李惠强.绿色建筑与绿色施工［J］.科学技术与工程，2005(21):1634-1637.

［10］徐姗姗.住宅产业化进程中工业化装修模式分析［J］.中国

住宅设备，2009(2):47-50.