浅析装配式可持续建筑

董 艳 中交地产产业发展有限公司

1 前言

2009年远大钢结构可持续建筑，以90%的工厂化率，实现一天建6 层，19 天建57 层，刷新中国建筑建造速度。据统计，本次建造能耗只有普通建筑的1/5左右，使用建筑材料只有普通建筑的1/6，建筑产品具有抗震、节能、降低建筑垃圾等诸多优越性，符合国家产业化政策和发展方向。

2 影响世界的钢结构建筑

不同时代，不同领域，人们总是在创造不同的奇迹，其中，钢结构建筑奇迹贯穿着整个文明发展史，纵观世界，影响世界钢结构建筑很多，是人类建筑发展的方向。

埃菲尔铁塔，被浪漫的法国人称为“铁娘子”是世界著名建筑，整体镂空全钢结构，重1万吨，高324m，矗立在巴黎的战神广场。

帝国大厦，采用框架全钢结构，仅用410天建造出来，创造了建造速度以往历史记录，在《西雅图夜未眠》《金刚》等影片中均有帝国大厦的身影，它的成功代表着美国经济的复苏，看作是纽约永远的标志。

金门大桥，是二十世纪的桥梁工程的奇迹，是旧金山的象征，因超凡脱俗的外观和钢结构被广泛认为是美的典范。大桥钢塔高342m，共用10 万多吨钢材，露出水面227m，相当于一座70层高建筑物。

北京国家体育场，这座被国人亲切称为“鸟巢”伟大建筑，外观上仿若树枝织成，整座建筑全钢结构组件互相支撑。总用钢量为42000吨，南北长333m，北京奥运会后成为一座标志性建筑。

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二十一世纪，建筑仍在不断探索，传统建筑正在被人类的智慧不断改进、优化、甚至是颠覆，从材料选择到实际应用，都在寻找着更加深刻的意义。

3 我国装配式可持续建筑的现状及政策

国务院、住建部发布的若干文件明确提出“力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”，并对各省市保障推进、加快落实作为重点任务强力推进。

自政策发布以来，已有北京市、长沙市、杭州市等30 多个我国第一批装配式建筑示范城市。各地政府也出台了装配式建筑扶持政策相关补贴标准，例如其中一个省政策，对预制装配率达到45%，总建筑面积达到3 万平方米以上的装配式建筑，住宅项目补贴100元/m2等奖励机制，国家对装配式建筑采取积极的推动态势。

4 装配式建筑定义及优势

装配式可持续建筑是将新型的装配式建造技术和设计技术相结合的新型建筑，工厂预制后以组装为主，如一块主板上，面层是地板，底层是已完成的天花板，中间装有通风、给排水管路和电路线路及照明，出厂时主板上摆好要安装的立柱、门窗和墙体甚至洁具，大卡车运到工地后一次吊装快速而精准到位完成。

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更快建造速度，装配模块在车间内精心生产，90%的施工在工厂完成。装配式因为构件分配到各工厂进行生产，采用模块化设计、工业化生产方式、行业分工协作，主板上配载内装材料，整车发运到工地，减少很多步骤大大提高操作时间。

减少地震危害，全钢结构，地震抵抗力强且自重轻，将地震破坏强度降至最低，钢材本身具备高延性，即使地震，无倒塌也减少人员伤害。按原方案做出不同比例模型，进行7度、8度、9度地震测试，主体结构未有明显损坏，罕见地震下仍未倒塌，因此钢结构比传统结构抗震更有优势。

安全系数更高，传统的方式工作环境多在露天和高空作业，而装配是统一由专业的安装师傅操作，减少现场施工危险性和作业，大大减少人力成本，改善从业人员的就业环境。

钢结构可重复利用且易于搬迁，如果对所造厂址环境进行调整，整个建筑可在很短时间内进行拆迁重复使用，即使不能直接利用回收钢材再回炉再造也是可行的，这些是传统混凝土建筑无法具备的。

有利输出建筑产能，没有装配式技术的国家还很多，发展装配式建筑可以对外输出我国的先进技术获得技术报酬，同时把装置好的构建直接对外输出，有利于对外输出产能。即有利于推动我国装配式建筑研发发展，又能让我国工程建设能力在世界地位中更加强大。

随着我国综合国力的上升，传统的建筑业向钢结构装配式发展，从粗放型向技术型过度，走可持续建筑发展道路势在必行，不管是建筑还是其他行业都应该顺从行业和国情发展，这样的势头和红利也是每个建筑企业在努力把握的机遇。

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5 装配式可持续建筑技术的分析

装配式设计需细致地分立面、平面标准化设计，确保设计方案的合理性能够长远发展；对于标准化设计工作而言，须遵照多组合、少规格的原则，尽可能减少构件数量、种类，为预制构件安装的效率性、流畅性提供保障。

5.1 可持续钢结构的防火技术

为保证主体防火达到规范要求，对墙体做不同等级防火试验，可以满足不同位置隔墙的耐火极限要求，耐火极限为0.95h～4.0h内墙共8种不同耐火极限的墙体，钢柱及支撑构件耐火极限为3.0h防火包裹方式共3种，以满足不同耐火等级要求。同时还有楼板防火、幕墙防火试验等各项不同试验20 余项，并出具试验结论报告，这样对项目验收和实际使用有了坚实的保障。

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5.2 可持续钢结构的防腐技术

钢结构建筑的耐久性在100多年埃菲尔铁塔得到证实，因为钢材不同于混凝土，没有老化问题但需提前进行防腐处理，采用冷镀锌防腐技术，进行盐雾试验试验进行钢结构所有器件的防腐试验。

5.3 可持续钢结构的保温隔音技术

钢结构建筑隔音主要材料要求是岩棉加防火石膏板，内部也可以是填充其他保温隔音材料，如果达不到隔音效果有多种途径，比如增加墙体厚度，增加隔音材料材质，有的可以把饰面材料厚度或材质进行替换，最终可以产生很好的隔音效果。不仅如此，钢结构可持续建筑为了达到保温效果，可以对外墙材料保温填充保温材料以达到冬暖夏凉，居住舒适且安心。

5.4 可持续钢结构的防雷技术

钢结构装配式建筑由钢柱上下连接建造而成，施工时上下钢柱连接再整体插入地面，其防雷主要是由其自身用材来决定的，因此建筑本身就是一根避雷针，另一方面也从成本上节约此部分防雷费用。

6 现存主要问题

虽然国家正在逐步完善相关政策和标准，积极推进装配式建筑发展，但目前业内装配式建筑的发展仍然有很大提高空间。原因主要有以下几点。

（1）建造研发成本较高，目前预制构件企业很多仍处于市场起步阶段，前期需要投入大量的人力和财力进行研发和生产试验，为了推动钢结构建筑发展需要政府的政策引导与支持，也需要国家财政补贴、提高容积率、返还部分土地出让金等。

（2）钢结构设计水平有待提高，钢结构建筑发展时间不长，钢结构设计、用材及技术专业水平有待提高，需要更多的实践工作经验，仅仅凭借简单学习和培训不进行实际项目操作，那样设计的项目均很难达到落地性，另外从设计开始不仅要考虑本身设计流程也要考虑后期的施工和操作流程，是提前预制、提前施工、提前竣工的必要条件。

（3）通常需要EPC模式保证质量，当前我国国内有丰富装配式项目经验的企业还不够多，同时装配式可持续建筑需要有专门的设计、制作、施工一体化团队，如果哪一环节是分开独立的，对保证质量、速度和减少后期施工质量都是有很大风险的。

7 结束语

我国装配式建筑在实践工程中仍有许多问题需要解决，需要企业投入人力物力进行研发、实践，经过一段时间的累积钢结构装配式建筑将不久后真正实现可操作、绿色、环保、节能等优点，这也是我国向可持续发展道路方向行进有力的证明。