装配式建筑施工技术探析

杨镒铭，赵容纳，叶子凡

（1.齐鲁工业大学，山东 济南 250300；2.山东理工大学，山东 淄博 255000；3.天津工业大学，天津 300387）

随着建筑业领域的不断深入发展，建筑高效，成本降低，绿色环保等常关注的问题也成为时代发展的要求。自2015 年起，国家开始密集出台有关装配式建筑的标准规范要求，大力推动装配式建筑的发展。且装配式建筑的施工安全性与建筑设施智能化的要求也在逐步提高，其中电气管线是实现建筑投入使用的关键一环，在装配式新模式下，电气设计与电气管线敷设施也在不断与之相适应地发展。通过各行业的进一步摸索、完善，装配式结构会有更加显著的优势和更大范围的应用。

1 装配式建筑在建筑施工中的优势及存在的问题

1.1 装配式建筑优势

装配式结构相较来说是一种较为新的技术，它的应用也在不断扩宽。装配式建筑施工与传统的施工技术相比，在厂房车间内生产制作，现场安装，具有较大的灵活性，且实现了工艺和施工技术的多样性，装配式的组装也使建筑结构更加的结构化，按实际所需组装，同时也降低了成本，在车间制作构建时可以更好地保证施工环境和构建的质量。在劳动力方面，一方面装配式建筑在室内环境下工作改善了施工作业人员的工作环境；另一方面，室内的构配件加工过程较现场施工来说更为简单，所需要的人工劳动力也相对较少，可以节约人工劳动成本。

此外，现场施工和工厂预制配件生产可同时进行，缩短工期。在构配件量产的过程中，可以避免现场施工材料的浪费，提高材料利用率，同时也会降低施工现场隐存的风险，提高施工过程的安全性。与传统项目相比，装配式的组装在密闭的室内环境下施工可以有效降低对环境带来的污染和破坏，减少对施工现场环境的消耗，装配式建筑水资源和能源消耗可降低30%左右，在施工过程中体现当代绿色环保的理念，也在行业发展过程中加强了环保意识。[1]装配式建筑在施工作业的应用上，工厂化、标准化特征十分显著，这样在施工过程的各个环节都可以提高施工的效率，有利于在施工过程中实现工业化管理和现场施工管理的融合。[2]

1.2 装配式建筑发展的不足及存在的问题

首先，装配式建筑施工时在预埋件等方面的构件使用量较现场传统施工的使用量增加，增大了施工量。其次，在进行预留构配件位置时会存在一定的尺寸误差，且拼装构配件时容易出现拼接不牢固，缝隙不均匀，施工不当造成无法准确拼接后进行打磨。再者，装配式建筑的预留安装问题会存在一定的风险，对于建筑物的高度和强度要求有一定的限制。[3]装配式建筑的预留安装问题会在建筑领域存在一定的风险，对于建筑物的高度和强度要求有一定的限制。尤其是对高层和超高层建筑的施工时，装配式建筑的运用倍受限制，且成品运输时难度较大，还对所堆放的环境条件具有一定的要求，如管理堆放不当易造成构配件性能的改变，如氧化等，则部分构配件无法满足正常使用标准要求，易对建筑施工造成一定的安全隐患。

现阶段，国内的装配式建筑还在探索发展中，许多与之配套的相关产业也会因装配式建筑预制构配件的施工方式转变而产生对建筑应用中设计与施工工序方法的相应变化。其中建筑中的电气作为必不可少的关键一环，以装配式建筑中电气管线敷设的施工为例，目前电气工程在装配式建筑中的施工技术水平和管理能力差异较大，整体的施工方式仍较依附于传统现浇结构的敷设施工方式。装配式建筑中电气的设计以及施工图尤其重要，施工图深化设计不完善，或是与建筑设计缺乏联系性都会影响到建筑的施工，现阶段专业间仍缺乏技术深度融合。[4]装配式建筑会对电气管线的设置时预留空洞，对尺寸的把握和施工人员技术要求更加严格，若能力不足，容易在安装构配件时出现纰漏而影响建筑的整体质量。

2 装配式建筑技术分析

2.1 预制构件设计

在装配式结构的设计中，往往不设置次梁，这样可以减少构建数量，降低施工难度。在设计时还要注意装配式建筑的特点，设计需要提前留好预制构配件的位置，尤其是对梁板施工时需要掌握施工中所需要的尺寸，使设计合理合乎规范，也便于后期安装构配件的契合度。与此同时，对于构配件的连接设计也十分重要。构配件的链接类型决定了它的连接方式。例如双面叠合板，不需要改变它的受力情况；单向预应力轧制板或预应力空心板，需改为单向传力。

2.2 构件的生产

构件的生产质量十分重要，其质量决定了建筑施工质量，所以必须要保证构件在生产过程中的质量。生产的工厂车间需要具备生产资质，设备和规模达到生产要求，需要有较为先进的技术和设备实力，同时工厂车间生产人员的专业技术和能力也需要达到专业标准。在生产过程中多方面、多角度考虑构件模具的性能，如刚度、稳定性、连接位置等，确保模具的精确度。在模具检验合格后，根据模具的数量组织有序下料，缩短加工时间。抛光和微调是预制件完成后需要进行的步骤，在此过程中要注重接口位置，确保位置的精确性，以便于进行构配件的组装。生产完成后，需要对生产的构配件进行细致的检查，保证构配件的合格性，对于合格的产品应附有说明、说明使用的条件和方法。不同规格的部件应贴上标签，以便于分发。

2.3 运输和储存

构配件加工厂通常会在较为偏远的地区，构配件加工厂到施工现场的路程中对构配件的运输也需要合理规划。根据最优路线进行选择，选择运输车辆及数量，车辆的大小和承载能力需要满足构配件，尽量在短时间内安全运送到施工现场。同时，还应该对加工完成后的构配件在运输前做好防护工作，可以对构配件进行软包或覆盖等。

在施工现场需要有专门人员进行现场管理，规划好运送的构配件合理的存放，需要注意存放场地的平整度和稳定性，同时对于有特殊环境要求的构配件应该存放到适宜环境下，以保证质量，如对一些有防水防潮等要求的构件，在存放场地往往需要设置一定的排水措施，以此保证通风和储存环境的干燥性。

2.4 预制构件的安装

构件安装前往往需要先进行构件定位，以避免安装时的位置误差较大，安装不平整等施工质量问题，因此常需要定位技术的运用。安装时需要综合考察实际施工情况及施工要求，再开展安装工作。安装预制板时要选择适用的预设挂板安装方式方法，板块的安装方向和安装顺序需要根据图纸的编号和要求进行；施工过程中的安装要注意施工工序的合理性和规范性，不同的构配件往往需要具有专业技术的不同工种进行安装，安装过程中要注意施工现场各方之间的配合。如吊装时需使用水泥砂浆进行铺设，叠合板与作业层间距要保持在30cm 左右。[5]在安装过程中，还要严格按照安装方案进行，安装各部件需要满足相关要求以保证安装人员的安全。

2.5 预制构件的吊装

装配式建筑中，由于先生产构配件，预留构配件位置，后进行安装，这增大了吊装的工作量，也对吊装的技术、安全保障提高了作业水平要求。因此，在吊装中要先明确吊装施工的流程进度，按要求规范吊装，建立健全相应制度，对吊装位置进行详细分析，灵活运用塔吊等多种设备设施，辅助预制构配件的综合吊装作业。对于侧向刚度差预的预制构件，工作人员可应用临时撑杆的方式对其实施加固。[6]支撑点应设在加强撑杆上，确保构配件在吊装过程中不会受到损坏。在吊装工序上，起吊前，要控制好吊索的长度，保证吊装平台的水平性，施工人员要仔细检查构配件的型号规格、外观是否破损等问题，确认无误后开始吊装工作。吊装时要做好定位轴线的标注，以及临时支座的设置，控制好吊装机械的速度，保证吊装的稳定性，此外吊装工作应避免在大风环境下作业，保证施工的安全性。

3 装配式建筑中电气管线敷设

3.1 电气管线的敷设

在装配式建筑中，电气管线设置安装时应尽量将电气管线设置在预留公共空间区域内的吊顶部位，这样不仅可以有效减少在预制构件中电气管线的分布，还可以在吊顶中进行电气管线与其他设备管道的合理布局。此外，电气系统在建筑物中的预留部分都有较为明确的设置要求，且多为集中设置，如垂直的电缆桥架结构及电气管线在地面预留位置孔中进行明装。进而以实现电气管线在装配式建筑下预制构件安装的标准化。[7]电气管线的预留及安装需要严格按照国家标准执行，符合规范。

装配式建筑的在套内建筑是预制构配件的主要应用部分，在电气管线设计时可采用电气配管分离的方式，将电气配管设置在建筑墙体与内装饰面的缝隙中，可以使得只有少量在叠合楼板现浇层中的照明灯具接线盒需要进行预埋，并且在轻质墙体中不用进行预设，可直接敷设，在降低了对敷设精度要求的同时也增加了电气管线敷设时的灵活性。这种方式在一定程度上缓解了建筑结构与电气专业之间设计的协同需求。[8]但是这样的施工方式局限于现场对电气管线进行敷设，无法进行预设，会在一定程度上影响装配式建筑的标准化和模块化要求。

3.2 电气管线施工完善措施

在装配式建筑中，电气设备及管线要合理设计，加强电气施工深化设计图纸的精确度，与建筑设计图纸相适应，协同设计，使电气管线安装后安全、合理、美观。在装配式建筑的实际施工过程中，要有效规划施工组织方案，对各个工序严格管控把关。加强对施工人员的技术培训，提高作业技术能力，对需要在预制构件中预埋的电气管线及接线盒进行准确定位，为施工人员在电气管线接驳时预留出合适的操作空间，以保障敷设所需的精度，达到既定的施工要求。

在装配式建筑中的电气设计及管线敷设布局，利用BIM 技术可以有效提高装配的精准程度，使得建筑工程施工管理的质量、精度管理和成本管理都可以得到提升。BIM 技术运用在前期的设计，可以分析电气管线重叠交叉，插座、开关等预埋预留位置、标高位移偏差的问题，并且可以进行深化设计，以获得精准信息数据。通过BIM 技术对建筑的预制构配件与电气管线敷设进行模拟，进行优化调整，从而可以保证电气管线敷设的精确度，也可通过BIM 技术使装配式建筑的施工任务更精确、高效。BIM 技术可以在模拟施工的状态下，模拟施工失误现象的发生，对一些电气管线设置较集中的部位进行模拟检查时，尤其是对穿越楼板管线较多且集中的区域，应明确被检测模型的精细度、碰撞检测范围及规则，便于提前调配、提前规划。

4 结语

装配式建筑作为当前建筑行业发展的重要方向之一，其运用范围也在不断扩大。在装配式建筑中，电气系统作为其中的重要一环，其设计与施工都要更加安全、合理、标准化。在不断完善的过程中，强化装配式建筑的标准化也需要加强装配式建筑中各类施工的配合协调性，如电气管线与装配式建筑的技术适应，以此更快、更好地推动装配式建筑的进一步发展。