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裝配式混凝土結構建築有何優點?

日期: 2018-05-21 10:55 点击:

       裝配式混凝土結構建築半個多世紀前在歐洲興起,之後在世界各地得到推廣,因爲它有著突出的優勢。
       日本東京有一個超高層建築工地,由于道路狹窄,運送預制混凝土構件的大型車輛無法通行,施工企業在工地建立了臨時預制構件廠工廠。在工地臨時工廠預制不是也相當于現澆了嗎?爲什麽不直接現澆呢?日本技術人員回答,裝配式建築的質量會更好些,工期也更快些。
       裝配式混凝土結構建築較之現澆混凝土建築有如下優勢:可以提升建築質量;提高效率;節約材料;節能減排環保;節省勞動力並改善勞動條件;縮短工期;方便冬季施工等。 
 
1.可以大大提升建築質量
 
裝配式建築並不是單純的工藝改變——將現澆變爲預制,而是建築體系與運作方式的變革,對建築質量提升有推動作用。
(1) 裝配式要求設計必須精細化、協同化。如果設計不精細,構件制作好了才發現問題,就會造成很大的損失。裝配式建築倒逼設計深入、細化、協同,由此會提高設計質量和建築品質。
(2) 裝配式建築可以提高建築精度。現澆混凝土結構的施工誤差往往以厘米計,而預制構件的誤差以毫米計,誤差大了就無法裝配。預制混凝土構件在工廠模台上和精致的模具中生産,實現和控制品質比現場容易。預制構件的高精度會帶動現場後澆混凝土部分精度的提高。
(3) 裝配式混凝土建築可以提高混凝土澆築、振搗和養護環節的質量。澆築、振搗和養護是保證混凝土密實和水化反應充分、進而保證混凝土強度和耐久性的非常重要的環節。現場澆築混凝土,模具組裝不易做到嚴絲合縫,容易漏漿;牆、柱等立式構件不易做到很好地振搗;現場也很難做到符合要求的養護。工廠制作構件,模具組對可以嚴絲合縫,混凝土不會漏漿;牆、柱等立式構件大都“躺著”澆築,振搗方便,板式構件在振搗台上振搗,效果更好; 預制工廠一般采用蒸汽養護方式,養護的升溫速度、恒溫保持和降溫速度用計算機控制,養護濕度也能夠得到充分保證,養護質量大大提高。
(4) 裝配式建築外牆保溫可采用夾心保溫方式,即“三明治板”,保溫層外有超過50mm厚的鋼筋混凝土外葉板,比常規的粘貼保溫板鋪網刮薄漿料的工藝安全性可靠性大大提高,保溫層不會脫落,防火性能得到保證。最近幾年,相繼有高層建築外牆保溫層大面積脫落和火災事故發生,主要原因是保溫層粘接不牢,刮漿保護層太薄。三明治板解決了這兩個問題。
(5) 裝配式建築實行建築、結構、裝飾的集成化、一體化,會大量減少質量隱患。
(6) 裝配式是實現建築自動化和智能化的前提。自動化和智能化減少了對人、對責任心等不確定因素的依賴。由此可以避免人爲錯誤,提高産品質量。
(7) 工廠作業環境比工地現場更適合全面細致地進行質量檢查和控制。
(8) 從生産組織體系上,裝配式將建築業傳統的層層豎向轉包變爲扁平化分包。層層轉包最終將建築質量的責任系于流動性非常強的農民工身上;而扁平化分包,建築質量的責任由專業化制造工廠分擔。工廠有廠房、有設備,質量責任容易追溯。
 
2.還可提高作業效率
 
裝配式建築能夠提高效率。半個多世紀前北歐開始大規模建PC建築的初衷就是爲了提高效率。
(1) 裝配式結構建築是一種集約生産方式,構件制作可以實現機械化、自動化和智能化,大幅度提高生産效率。歐洲生産疊合樓板的專業工廠,年産120萬平方米樓板,生産線上只有6個工人。而手工作業方式生産這麽多的樓板大約需要近2百工人。
(2) 裝配式結構建築使一些高處和高空作業轉移到車間進行,即使沒有搞自動化,生産效率也會提高。工廠作業環境比現場優越,工廠化生産不受氣象條件制約,刮風下雨不影響構件制作。
(3) 工廠比工地調配平衡勞動力資源也更爲方便。
 
3.還能有效節約材料
 
(1)裝配式混凝土結構建築節約材料分析
1)減少模具材料消耗,特別是減少木材消耗。有施工企業統計,節約模具材料達50%以上。
2)預制構件表面光潔平整,可以取消找平層和抹灰層。
3)現澆混凝土使用商品混凝土,用混凝土罐車運輸。每次運輸混凝土都會有漿料挂在罐壁上,混凝土攪拌站出倉混凝土量比實際澆築混凝土量大約多2%,這些多余量都挂在了混凝土罐車上,還要用水沖洗掉。裝配式建築則大大減少了這部分損耗。
4)工地不用滿搭腳手架,減少腳手架材料消耗達70%以上。
5)裝配式建築精細化和集成化會降低各個環節如圍護、保溫、裝飾等環節的材料與能源消耗。集約化裝飾會大量節約材料。
 
(2)裝配式建築增加材料分析
裝配式建築也有增加材料的地方:
1)夾心保溫牆增加了外葉板和拉結件。但是,夾心保溫板是解決現外牆保溫工藝存在的重大問題,提高安全性、可靠性和耐久性的必要措施,所以,不能把材料消耗和成本增加的“責任”算到裝配式的頭上。
2)疊合樓板比現澆混凝土樓板因埋設管線需要厚20mm。但是,在樓板混凝土中埋設管線是很落後很不合理的做法。發達國家已經沒有這樣做的了,都是天棚吊頂地面架空。管線的壽命十年二十年,結構混凝土的壽命是50年甚至更長,兩者不同步。當埋設在混凝土中的管線使用壽命到期時,由于埋設在混凝土中,很難維修和更換。所以,應當是告別落後的不合理的傳統做法。如果采取架空吊頂,樓板厚度就不會增加了。
3)蒸汽養護增加了耗能。但蒸汽養護提高了混凝土質量,特別是提高了耐久性。從建築結構壽命得以延長的角度看,總的耗能是大大降低了。
4)增加了連接套筒和灌漿料和後澆區鋼筋搭接及其錨固長度。這確實是因PC而增加的材料,也是PC成本中的大項。
5)加大了保護層。用套筒連接的構件,混凝土保護層應當從套筒箍筋算起。由于套筒比所連接的受力鋼筋直徑大30mm左右,由此,相當于受力鋼筋的位置內移了,保護層大了,或加大斷面尺寸增加混凝土量,或保持斷面尺寸不變增加鋼筋面積。
疊合樓板、PC幕牆板和樓梯、挑檐板等不用套筒或漿錨連接的構件,不存在保護層加大問題。
通過以上分析,裝配式混凝土結構建築總體上是節省材料的,最高可達20%。。
 
4.關鍵是節能減排環保
 
(1) 裝配式建築可節約原材料最高達20%,自然會降低能源消耗,減少碳排放量。
(2) 運輸構件比運輸混凝土減少了罐的重量和爲防止混凝土初凝轉動罐的能源消耗。
(3) 裝配式建築會大幅度減少工地建築垃圾,最多可減少80%。
(4) 裝配式建築大幅度減少混凝土現澆量,從而減少工地養護用水和沖洗混凝土罐車的汙水排放量。預制工廠養護用水可以循環使用。節約用水20%50%。
(5) 裝配式建築會減少工地澆築混凝土振搗作業,減少模板和砌塊和鋼筋切割作業,減少現場支拆模板,由此會減輕施工噪音汙染。
(6) 裝配式建築的工地會減少揚塵。內外牆無需抹灰,會減少灰塵及落地灰等。 
 
5.節省勞動力並改善勞動條件
 
(1)節省勞動力
裝配式結構建築節省勞動力主要取決于預制率大小、生産工藝自動化程度和連接節點設計。
預制率高、自動化程度高和安裝節點簡單的工程,可節省勞動力50%以上。但如果PC建築預制率不高,生産工藝自動化程度不高,結構連接又比較麻煩或有比較多的後澆區,節省勞動力就比較難。
總的趨勢看,隨著預制率的提高、構件的模數化和標准化,生産工藝自動化程度會越來越高,節省人工的比率也會越來越大。
(2)改善工作環境
裝配式建築把很多現場作業轉移到工廠進行,高處或高空作業轉移到平地進行;風吹日曬雨淋的室外作業轉移到車間裏進行;工作環境大大改善。工廠的工人可以在工廠宿舍或工廠附近住宅區居住,不用住工地臨時工棚。使很大比例的建築工人不再流動,定居下來,解決了夫妻分居、孩子留守問題。
裝配式建築可以較多地使用設備和工具,工人勞動強度大大降低。
 
6.當然更能縮短工期
 
裝配式建築縮短工期與預制率有關,預制率高,縮短工期就多些;預制率低,現澆量大,縮短工期就少些。北方地區利用冬季生産構件,可以大幅度縮短總工期。
就整體工期而言,裝配式建築減少了現場濕作業,外牆圍護結構與主體結構一體化完成,其他環節的施工也不必等主體結構完工後才進行,可以尾隨主體結構的進度,相隔23層樓即可。如此,當主體結構結束時,其他環節的施工也接近結束。對于裝修房,裝配式建築縮短工期更顯著。
 
7.有利于安全
 
(1) 工地作業人員大幅度減少,高處、高空和腳手架上的作業大幅度減少。
(2) 工廠作業環境和安全管理的便利性好于工地。
(3) 生産線的自動化和智能化進一步提高生産過程的安全性。
(4) 工廠工人比工地工人相對穩定,安全培訓的有效性更強。
 
8.不受冬季施工的不利影響
 
裝配式建築冬季施工,可對構件連接處做局部圍護保溫,疊合樓板現澆可用暖被覆蓋,也可以搭設折疊式臨時暖棚。冬季施工的成本比現澆建築低很多。
 

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