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[關鍵詞]建筑工業化;住宅產業化;保障性住宅
[中圖分類號]F407.9
[文獻標識碼]A
[文章編號]1002-736X(2012)06-0196-03
1999年國務院轉發了建設部等八部門提出的《關于推進住宅產業現代化提高住宅質量的若干意見》,提出促進住宅產業現代化和堅持可持續發展戰略的指導思想。此后,我國開始大力推進住宅建筑工業化的研究和實踐,取得了一些研究成果,一些較為成熟的工業化技術也開始應用于住宅項目中。但總體而言,推進速度緩慢,工業化技術應用較為有限,絕大多數住宅的建造方式仍以傳統粗放型生產方式為主,與工業化水平和勞動生產率都較發達國家有很大的差距。國外一些發達國家的經驗表明,住宅的大規模建設是促進建筑工業化的根本原因和強大動力。而目前,大批量保障性住房的建設為推進我國住宅建筑工業化提供了一個良好的契機和發展空間。
一、住宅建筑工業化的優勢
住宅建筑工業化,指的是改變傳統住宅生產方式,運用現代工業化的組織和生產手段,對住宅生產全過程的各個生產要素通過技術集成和系統整合,達到建筑設計標準化、構件生產工廠化、住宅部品系列化、現場施工裝配化、土建裝修一體化和生產經營社會化,形成有序的工廠化流水式作業,從而提高質量和效率,并且降低資源和能源消耗。簡單地說就是住宅的主要構成部分(如墻體、梁、柱、樓板以及樓梯)均在工廠預制生產,然后運到工地對這些構件和部品進行搭建組裝。與傳統建筑技術相比,住宅建筑工業化具有以下五大優勢。一是預制構件提前在工廠里流水化生產,現場裝配,工業化程度高。一些構件和部品在預制時可進行集成或復合,減少現場施工工序,提高效率。如當前應用最多的工業化技術就是預制裝配式外墻板,可將外墻和外保溫系統集成在一起制作完成。二是成型模具和生產設備可重復使用,工廠內生產用水可循環利用。工業化使用的定型鋼模具通常可以重復使用上百次以上,報廢后還可回收再利用,大大減少了模板消耗,節約資源與費用。三是預制構件標準化,尺寸精度高,有利于保證工程質量。比如對預制裝配式外墻,由于在工廠制作,外窗洞口尺寸誤差可以控制在毫米級,安裝精確、嚴絲合縫,從根本上解決了外窗滲漏問題。四是現場裝配、連接可避免或減輕施工對周邊環境的影響。采用建筑工業化技術,可以從根本上改變現場施工條件差、管理難度大的傳統施工現場狀況,降低揚塵、噪聲污染,減少浪費和建筑垃圾,有利于保護環境,節能降耗成效顯著。五是工程施工周期短,勞動力資源投入少,機械化程度高,操作人員勞動強度得到有效緩解。這對于當前建筑業不斷加劇的“用工荒”情況,具有很強的現實意義。
有資料表明,住宅的預制率一旦達到37%,就可以節約用水36%,節約用電31%,垃圾減少83%,材料損耗減少60%,節能50%以上。在經濟發達國家和地區,住宅建筑工業化水平很高。從日本、美國、香港地區以及一些歐洲國家住宅工業化發展經驗來看,通過建筑體系標準化、技術應用集成化建造的住宅,既能滿足人們對住房的需求,又能提高住宅的綜合性能。更為重要的是,住宅建筑工業化符合建筑可持續發展的理念,節能環保,是發展低碳建筑、綠色建筑的重要途徑。
二、住宅建筑工業化的發展歷程
(一)世界各地住宅建筑工業化的發展歷程
住宅工業化的起源,最根本的原因是城市住宅的巨大需求。20世紀50年代,二戰后的歐洲由于戰爭的破壞和人口的增長,住宅短缺嚴重,勞動力又不充足,一些國家和地區為解決房荒問題,掀起住宅建筑工業化。
歐洲以法國為代表,早期是為了解決數量問題,施工企業與設計公司聯合開發出“結構一施工”體系,預制廠根據來圖加工制作,模板并不標準,可以根據設計進行加工和調整,構件生產具有一定的靈活性。經過二十年的實踐,工業化住宅進入質量階段,法國國家住房部開始推廣樣板住宅,通過設計競賽確定了大概25種樣板住宅,也就是標準化住宅,設計圖紙公開,所有廠家都可以生產。后來又通過建立模數協調規則來建立一種通用構造體系,向開放式工業化過渡。美國工業化住宅雛形是汽車房屋,真正的住宅工業化在20世紀70年代以后,人們對住宅要求面積更大,功能更全,外形更美觀。1976年,美國國會通過了國家工業化住宅建造及安全法案,同年美國聯邦政府住房和城市發展部(HUD)出臺一系列嚴格的行業規范標準,一直沿用到今天。早在1955年,日本為了推動產業化的發展,制訂了一個住宅建設10年計劃,并且在隨后每過3~5年就作一些修正。這10年被稱為戰后復興時期。接下來的20年是其高速增長期。在這個階段,其出臺了一系列的法律和產業政策,對促進住宅的建設起到了重要的作用。香港的工業化在1953年開始起動,由于人口的快速增長,為了解決越來越多人的住房問題,香港政府啟動了公屋計劃。從20世紀50年代至90年代,香港公共房屋設計型式幾經演進,這一過程促成了香港住宅設計的標準化,從而推動了施工預制裝配化,為推進住宅工業化發展打下了基礎。2002年,在所建公屋中,預制構件的混凝土方量約占建筑鋼筋混凝土總方量的17%。到2007年,包括整體式廚衛及結構墻體,其比例提高到65%。由此可見,預制混凝土構件的應用發展迅速。
綜觀發達國家和地區的實踐,住宅建筑工業化從啟動到成熟需要一個過程,通常都經歷提高生產效率、提高產品質量和注重節能環保三個發展階段。0目前,美國每16個人就有1個居住在工業化住宅中;日本高層集合住宅中的85%使用預制混凝土技術,占全日本住宅總量約50%;法國的預制技術已形成成熟的與之匹配的技術和行業平臺;香港截至2007年底已有65%的住宅項目采用了預制技術;新加坡從1981年開始推廣工業化建筑,目前79%的組屋采用了預制技術。
(二)我國住宅建筑工業化的發展歷程
我國大概在20世紀70年代初的時候就開始了“三化一改”,即:設計標準化、構配件生產工廠化、施工機械化和墻體改革。其最終目標是實現建筑工業化的高質量、高速度、高功效和低成本。在技術方面,預制混凝土產品應用較為廣泛,包括預制梁柱、預制樓板、預制混凝土墻板等,在80年代中期達到鼎盛。但在進入90年代后,由于拼裝結構的設計問題以及預制構件加工精度和生產工藝落后等原因,導致預制拼裝房屋經濟上缺乏競爭力,建筑質量難以滿足要求,預制構件逐步被取代,業內也停止了對預制技術的研究,預制裝配技術被淘汰了。
1998年建設部住宅產業化促進中心成立,1999年《關于推進住宅產業現代化提高住宅質量若干意見》出臺,首次提出了住宅產業現代化的概念。國內的住宅產業化工作主要集中在住宅部品的研發和生產上面,從1998年建設部住宅產業化促進中心成立開始到2005年為止,中心陸續批準建立了幾個國家級的住宅產業化示范基地,但由于技術的配套與標準、審批和驗收、成本等等問題,住宅產業化在市場推動方面進展緩慢。2006年6月,住宅產業化促進中心新增加了兩類產業化基地。一類是試點城市,第一個住宅產業化試點城市授予了深圳市。另一類是以房地產開發商為龍頭整合住宅產業鏈上的企業形成的企業聯盟,屬于開發應用型的產業化基地。經過申請,萬科成為了第一個獲得國家住宅產業化基地稱號的房地產開發商。
經濟的發展,社會的進步,生活水平的提高,城市化進程的加快,使住宅產業將成為推動我國經濟發展新的增長點,而提高工業化水平促進住宅產業化和現代已成為我國住宅業發展的必由之路。當今的住宅產業化技術與20世紀80年代不可同日而語,施工技術已不是障礙,關鍵在于社會認識和設計理念的更新。
三、推動保障性住宅建筑工業化的必要性與可行性
(一)必要性分析
1 推動建筑工業化是完成保障性住宅建設任務的客觀需要。早在1995年我國就提出了“安居工程”,也就是保障房的雛形,之后又提出建設經濟適用房、廉租房等住宅保障政策,以解決城市低收入家庭的住房困難問題。但真正開始大規模建設保障性住宅則是2009年之后。2011年國家發改委提出,要進一步提高住房保障的水平,未來五年,要建設城鎮保障性安居工程3600萬套,2011年1000萬套,2012年1000萬套,后面三年還有1600萬套,使保障性住房的覆蓋率達到20%。這是一個前所未有的、非常龐大的建設計劃,各級地方政府已開始積極落實保障性住房的建設任務。在未來的三至五年內,保障房建設的時間緊、任務重,在當前勞動力市場供求關系又發生重大變化的情況下,傳統建造方式很難完成保障性住宅的建設任務。因此,推進住宅建筑工業化是非常必要的。
2 推動保障性住宅建筑工業化是堅持可持續發展戰略的內在要求。可持續發展強調節約資源、綠色環保、循環利用和節能降耗,而傳統建筑技術顯然不符合這一要求。建筑業是能源、資源消耗極大的產業,在住宅建設中推動工業化技術,不僅對住宅產業,而且對整個國民經濟的可持續發展都具有重要的戰略意義。
3 推動住宅建筑工業化是實現住宅產業現代化的核心內容。住宅產業現代化,也經常被簡稱為住宅產業化,早在1994年就在科研設計領域被提出。建設部在1996年了《住宅產業現代化試點工作大綱》,將住宅產業現代化定義為“用現代科學技術加速改造傳統的住宅產業,以科技進步為核心,加速科技成果轉化為生產力,全面提高住宅建設質量,改善住宅的使用功能和居住環境,大幅度提高住宅建設勞動生產率。”由此看出,對住宅產業進行現代化改造的主要內容就是實現住宅生產的工業化。之后,隨著經濟和社會的發展,住宅產業現代化的內涵不斷豐富,還包括住宅產業的市場化、信息化、低碳化等內容。但就我國現階段的實際情況來看,推動住宅建筑工業化仍然是實現住宅產業現代化的核心內容。
4 推動建筑工業化是提高保障性住宅工程質量的重要手段。隨著現代生活水平的提高,人們對住宅性能和質量的要求也不斷提高,傳統粗放的建筑生產方式越來越難以滿足這種要求。保障性住宅是一項民生工程,它的質量好壞尤其得到各方關注。住宅建筑工業化是以標準化、系列化和工業化為前提,能夠保證部件生產的同質化,避免傳統施工方式存在的質量通病,全面提高保障性住宅的品質,更好地滿足人們的居住要求。
(二)可行性分析
1 保障性住宅的特點和廣闊的市場前景,為建筑工業化提供了有利條件。保障性住宅通常具有戶型面積較小、建筑設計簡單的特點,非常易于標準化和工業化生產。而且,如此大規模的保障房建設需求,很容易形成住宅產業的規模效益,從而降低住宅建筑工業化的成本。這對于有識的房地產企業,無疑是一個具大的市場機會。
2 世界各地成熟技術和先進經驗,可以為我國住宅建筑工業化發展提供很好借鑒。一些發達國家和地區的住宅工業化經過了以住宅建設的數量效率為主和提高質量性能二個發展階段,開始進入以可持續建筑為理念的第三個階段,形成了較為成熟的技術體系和經驗,這對于促進我國住宅建筑工業化發展具有很好的借鑒意義。
3 國家重視和政策扶持將為住宅建筑工業化提供有力的支撐。自1998年以來,國家出臺了若干政策文件和技術措施,鼓勵扶持住宅建筑工業化的發展,成立了住宅產業化促進中心,制定了住宅產業化技術政策與國標《住宅性能評定技術標準》,推出了國家康居住宅示范工程及其技術體系,建立了住宅產業化示范基地等等。這些政策和措施為促進住宅建筑工業化的發展提供了良好外部環境和制度條件。
四、推動保障性住宅建筑工業化的問題和對策
保障性住宅的建設為建筑工業化的發展提供了良好的市場需求和推廣平臺,但目前要想大規模推進住宅建筑工業化技術,還存在一些問題和困難,既有技術層面的,也有成本、制度層面的,這些問題解決不好,將成為建筑工業化發展的巨大障礙。
(一)技術層面的問題和對策
1 目前工業化的主要技術問題不是技術本身,而是技術標準。歐美、日本、香港等地預制裝配式住宅技術已用了幾十年了,技術問題在使用過程中不斷完善已經比較成熟,我國可以直接學習和引進。但是這些技術和國內現行的建筑技術標準、規范不兼容,即所謂“超限”。這種情況就使得設計、審批、驗收無標準可依。因此,我國必須盡快建立我國住宅建筑工業化的技術標準和相關規范,包括建筑設計、構件運輸、裝配施工、竣工驗收和質量評價等方面,建立住宅建筑工業化較為完整的技術體系。在萬科集團、中國建筑科學研究院、同濟大學和其他一些科研院所的推動下,國家和一些地方已經開始預制裝配混凝土結構規范的編寫,包括國家的預制裝配式建筑技術標準和上海、深圳等地工業化建筑技術標準。
2 目前我國進行住宅部品生產的企業數量少、產品類型有非常有限,部品生產標準和質量標準還沒有建立。因此,要大力發展通用住宅部品,逐步形成系列開發、規模生產、配套供應的標準化住宅部品體系。要根據工業建筑體系的要求,研究建立住宅部品體系、部品認證體系,積極推廣先進、適用、符合標準化和模數化的住宅部品和構件。
3 加強住宅建筑工業化技術的引進和開發,進行關鍵集成技術攻關,做好住宅體系及集成技術的轉型換代與技術創新。我國發展住宅建筑工業化,一方面要引進借鑒,另一方面,還要結合我國特點,進行集成創新。要發揮我國人力資源優勢,在產業結構優化升級過程中堅持住宅建設可持續發展,走一條符合我國國情和特點的新型住宅建筑工業化道路。
(二)制度政策層面的問題和對策
1 房地產開發企業是推動住宅工業化的主體,由于保障性住宅的特殊性,與一般商品房相比企業利潤較低。而住宅建筑工業化初期成本往往是比較高的,需要大量的前期研發投入,沒有形成規模效應,平均成本較高。因此,政府應制定相應的產業扶持政策和稅費優惠政策來促進住宅工業化的發展。從日本的經驗來看,日本政府在住宅工業化的初期給予了大量投入,很多研發經費都是政府通過經費補助的方式提供給企業的。目前,我國房地產開發企業開展住宅工業化研究與實踐的企業還非常少,應盡快建立相應的激勵制度,調動開發企業應用住宅建筑工業化技術的積極性。
2 具體的扶持政策和優惠制度包括研發經費補貼、稅收減免、貼息貸款等財政金融政策,也包括建筑面積豁免、容積率或建筑高度限制放寬等非財政政策,還可以對報批、報建等程序開辟綠色通道以減少工業化項目的審批周期,提高效率等行政審批措施。通過這些措施,可以促進企業應用住宅建筑工業化技術的積極性,在一定程度上降低工業化給企業帶來的成本增加。之后,通過社會化、規模化地生產,成本會逐步降低,政府在適當的時候就可以取消這些優惠政策,產業自身也進入了一個良性發展的階段。另外,還可以考慮對購買工業化住宅產品的消費者,在契稅、房貸利率等方面減免,以起到在政策層面引導消費傾向的良好效果。
3 加大住宅建筑工業化的宣傳和引導,可以在保障性住宅以及其他政府投資的項目中建立示范工程,發揮住宅工業化技術的示范作用,帶動住宅產業化發展。另外,擴大住宅產業化基地的范圍,增加一定的政府投入,對促進住宅建筑工業的發展也具有積極意義。
關鍵詞:裝配式建筑;預制;施工;發展
一、裝配式建筑的結構形式和施工方法
砌塊建筑:用預制的塊狀材料砌成墻體的裝配式建筑,適于建造低層建筑,提高砌塊強度或配置鋼筋,還可適當增加層數。砌塊建筑適應性強,生產工藝簡單,施工簡單方便,造價低,還可利用地方材料以及工業廢料。建筑砌塊有小型、中型、大型之分:小型砌塊適于人工搬運和砌筑,工業化程度較低,靈活方便,使用較廣;中型砌塊可用小型機械吊裝,可節省砌筑勞動力;大型砌塊現已被預制大型板材所代替。砌塊有實心和空心兩類,實心的較多采用輕質材料制成。砌塊的接縫是保證砌體強度的重要環節,小型砌塊還可用套接而不用砂漿的干砌法,可減少施工中的濕作業。
板材建筑:由預制的大型內外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成。它是工業化體系建筑中全裝配式建筑的主要類型。板材建筑減輕結構重量,提高勞動生產率,擴大建筑的使用面積和抗震能力。板材建筑的內墻板多為鋼筋混凝土的實心板或空心板;外墻板多為帶有保溫層的鋼筋混凝土復合板,也可用輕骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成帶有外飾面的墻板。建筑內的設備常采用集中的室內管道配件或盒式衛生間等,提高裝配化的程度。大板建筑的關鍵是節點設計。在結構上保證構件連接的整體性。在防水構造上要妥善解決外墻板接縫的防水,以及樓縫、角部的熱工處理等問題。大板建筑的主要缺點是對建筑物造型和布局有制約性較大;小開間橫向承重的大板建筑內部分隔缺少靈活性。
盒式建筑:從板材建筑的基礎上發展起來的一種裝配式建筑。建筑工廠化程度很高,現場安裝快。不但在工廠完成盒子的結構部分,內部裝修和設備也都可安裝好,甚至連家具、地毯等皆安裝齊全。盒子吊裝完成、接好管線后即可使用。盒式建筑的裝配形式有:全盒式、板材盒式、核心體盒式、骨架盒式
骨架板材建筑:由預制的骨架和板材組成。其承重結構一般有兩種形式:一種是由柱、梁組成承重框架,再擱置樓板和非承重的內外墻板的框架結構體系;另一種是柱子和樓板組成承重的板柱結構體系,內外墻板是非承重的。常用于輕型裝配式建筑中。骨架板材建筑結構合理,可以減輕建筑物的自重,內部分隔靈活,適用于多層和高層的建筑。
鋼筋混凝土框架結構體系:骨架板材建筑有全裝配式、預制和現澆相結合的裝配整體式兩種。這類建筑的結構具有足夠的剛度和整體性的關鍵是構件連接。柱與基礎、柱與梁、梁與梁、梁與板等的節點連接,應根據結構的需要和施工條件,通過計算進行設計和選擇。
升板和升層建筑在底層混凝土地面上重復澆筑各層樓板和屋面板,豎立預制鋼筋混凝土柱子,以柱為導桿,用放在柱子上的油壓千斤頂把樓板和屋面板提升到設計高度,加以固定。外墻可用磚墻、砌塊墻、預制外墻板、輕質組合墻板或幕墻等;也可以在提升樓板時提升滑動模板、澆筑外墻。升板建筑施工時大量操作在地面進行,減少高空作業和垂直運輸,節約模板和腳手架,并可減少施工現場面積。升板建筑多采用無梁樓板或雙向密肋樓板,樓板同柱子連接節點常采用后澆柱帽或采用承重銷、剪力塊等無柱帽節點。升板建筑一般柱距較大,樓板承載力也較強。
二、裝配式建筑實現建筑部件化、建筑工業化和產業化
在日益緊張的能源與環境形勢下,城市建設模式和建筑業發展方式正在加快轉型。綠色建筑是一場建筑業的工業化綠色革命,體現在建筑節能、裝配式住宅和低碳實踐區等方方面面,是一個全產業鏈體系的概念。特別是裝配式住宅,區別于傳統的人工建造方式,是一種標準化、工業化的建筑生產模式,可以實現“像造汽車一樣造房子”。推動建筑工業化,可以將建筑的非承重部分所有配件在工廠流水線上進行標準化加工預制,之后再在建筑工地上進行配件的裝配,把原來的建筑工人轉變為機械操作工人,實現無粉塵作業,大大節約人力、時間和能耗成本,又可以提高建筑質量。
隨著建筑工業化的要求,世界發達國家都把建筑部件工廠化預制和裝配化施工,作為建筑產業現代化的重要標志。裝配式建筑工業化是世界性的大潮流和大趨勢,同時也是我國改革和發展的迫切要求。在我國建材工業和建筑業已成為國民經濟的基礎產業和支柱產業。傳統建筑方式人們開始逐漸發現已經不再完全符合時代的發展要求。對于日益發展的我國建筑市場,現澆結構體系所存在的弊端趨于明顯化。面對這些問題,結合國外的建筑工業化成功經驗,我國建筑行業必將掀起裝配式建筑工業化的浪潮,使其發展進入一個嶄新的時代,并將促進建筑領域生產方式的巨大變革。。所生產的產品可以根據建筑需要,在工廠加工制作成整體墻板、梁、柱、疊合樓板等構件,并可在構件內預埋好水、電管線、窗戶等,還可根據需要在工廠將墻體裝飾材料制作完成。
裝配式建筑構件在工廠生產,有固定的模具,使產品精度高,產品更加標準化、規范化、集成化,而且技術標準易于統一,即以模數化構建標準化;由于裝配式建筑構件標準化、工廠化生產,運送到工地就可以裝配施工,可以像設備安裝一樣進行現場安裝,即以標準化推動工業化;工業化不斷發展摸索過程中,逐漸形成裝配式結構體系,即以工業化促進產業化。裝配式建筑是綠色、環保、低碳、節能型建筑。裝配式建筑施工技術使施工現場作業量減少、現場工人就可以大大減少,使施工現場更加整潔并大大節約了人力資源。裝配式建筑由干式作業取代了濕式作業,現場污染與建筑垃圾大大減少。同時可以提高施工效率,進而又縮短了工期。另外在建筑拆除后,大部分材料可以回收利用。因此裝配式建筑低碳、節能。裝配式建筑需要的構件一般在工廠車間生產,不受季節限制,特別有利于冬季施工。裝配式建筑抗震性能高、耐火性好、隔音效果好。裝配式建筑偏差減小,精確度大大提高。
裝配式建筑,采用大開間靈活分割的方式,分割成大廳小居室或小廳大居室,其核心問題就是要配套相應的輕質隔墻,而輕鋼龍骨配石膏板或其它輕板恰恰是隔墻和吊頂的最好材料。使用不燃或難燃材料,防止火災的蔓延或波及;大量使用輕質材料,降低建筑重量,增加裝配式的柔性連接,長期使用不開裂、不變形、不褪色;為廚房、廁所配備各種衛生設施提供有利條件,改擴建、增加新電氣或通訊設備創造可能性。
目前,我國正處于經濟轉型升級、調整產業結構、加快推進社會主義現代化的重要時期,也處于城鎮化深入發展的關鍵時期,必須深刻把握城鎮化對推進經濟社會發展、促進物質財富收入提升的方向和重大意義,準確研判城鎮化發展的新趨勢新特點,妥善應對城鎮化面臨的各種風險和挑戰。
改革開放以來,伴隨著工業化進程的加速,我國城鎮化經歷了一個起點低、速度快的發展過程。1978-2013年,城鎮常住人口從1.7億人增加到7.3億人,城鎮化率從17.9%提升到53.7%,年均提高1.02個百分點;城市數量從193個增加到658個,建制鎮數量從2173個增加到20113個。根據世界城鎮化發展普遍規律,我國仍將處于城鎮化率30%-70%的快速發展區間,這意味著我國的城鎮化發展仍將持續一個高速增長期,在這個期間內既伴隨著機遇,又面臨著挑戰,機遇與挑戰并存。回顧我國城鎮化的發展歷程,過去傳統的粗放型城鎮化發展模式,已經帶來產業省級進展緩慢、資源環境持續惡化、社會不穩定因數增多等一系列矛盾和風險。伴隨著國內外內外部環境的發展和變化,城鎮化的發展必須以提升質量為主線,以科技創新為支撐,以實現可持續發展為目標的新的發展理念。為此將生態文明理念全面融入新型城鎮化的發展,構建綠色生產環境、生活環境和消費環境。嚴格控制高耗能、高排放服務城鎮化發展相關行業及企業的發展。節約集約利用土地、水和能源等資源,促進資源可以續利用,提高效率。推進實施綠色建筑行動計劃,完善綠色建筑行業標準及認證體系、擴大強制執行范圍,大力發展綠色建材,強力推進建筑工業化。
2 我國住宅工業化發展現狀
我國住宅工業化興起于20世紀50年代,伴隨著解決人們居住問題的工業化思路,住宅工業化的發展歷程漫長而充滿曲折。從20世紀60年代初期到80年代末,運用 PCa 大板工業化方法進行批量化進行住宅建設經歷了研究、生產、使用、發展停滯等階段。當時在國外大板工法已經是非常成熟的技術,借鑒國外先進的技術和經驗,全國建筑生產企業在推行標準化、工廠化和機械化的發展裝配式住宅建筑,建筑業曾經開發了一系列新產品、新工藝,如大板、升板體系、預制裝配式框架體系等預制構件,而當時介于我國工業基礎相對落后,工業化生產技術、管理等各環節不健全,對國外相關技術及工藝沒有充分的消化和吸收,出現了很多的質量問題。不僅降低了工業化住宅在人們心目中印象,也失去了一次寶貴的推動住宅產業化生產力水平提升的機會。
20 世紀末至進入 21 世紀后,受我國住宅產業化方針政策的推動和住宅技術發展的需求,住宅科技進步加速發展,我國住宅工業化研究、生產使用與實踐又進入了一個新的歷史機遇期。政府對住宅產業化的新技術、新產品、新材料的推廣應用不斷取得新成效,相關建筑企業和民營資本對住宅工業化技術問題也進行著許多大膽而富有成效的嘗試,積累了寶貴技術和經驗,取得了豐碩的成果。目前,我國的住宅工業化的發展取的了較大發展,在住宅工業化的設計理論、計算方法、技術創新、制作工藝、安裝工藝、質量檢測和混凝土新型材料研究等方面,已經形成一套獨特的體系;一些新技術、新工藝已經經受住了市場的檢驗,取得了良好的經濟效益和社會效益,是人們從新理解和定義了住宅工業化的概念和認真,推動了住宅工業化的蓬勃發展。
3 新型城鎮化與住宅工業化的發展關系
強力推進建筑工業化是實現我國新型城鎮化的重要組成部分和重大舉措,住宅工業化又是建筑工業化的優選方向和必由之路,因此住宅工業化將再一次推動住宅產業化生產力水平的全面提升。區別于傳統的住宅工業化的認識,當前所謂的住宅工業化是用工業化的生產方式來建造住宅,是將住宅的部分或全部構件在工廠預制完成,然后運輸到施工現場,將構件通過可靠的連接方式組裝而建成的住宅的生產方式或技術手段,這種生產方式或技術手段被賦予了新的時代特點,集結了新的技術創新,凝結了新的發展理念。
3.1 新型城鎮化與住宅工業化的互動關系
關鍵詞:結構設計;優化技術;新型結構;形式應用
中圖分類號: TB482.2文獻標識碼:A 文章編號:
0 引言
結構設計優化技術就是在原設計方案的基礎上,結合新工藝和設備的使用,增加新材料的投入,采用新型結構體系進行局部設計的改變,使技術更可行,更加滿足建筑功能要求,同時節約材料, 降低造價。從建筑上分析結構設計優化方法, 它主要體現在房屋工程分部結構的優化設計和房屋工程結構總體的優化設計量方面。房屋工程分部結構優化設計包括:基礎結構方案的優化設計、 屋蓋系統方案的優化設計、 圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。 對以上幾個方面的優化設計還包括選型、布置、受力分析、造價分析等內容,在實施過程中,還應該按照一切從實際出發的原則, 結合具體工程的實際情況, 圍繞房屋建筑的綜合經濟效益目標進行結構優化設計。
一、結構設計優化方法
進行結構設計時, 不同方案的選擇及不同的建筑材料的選用對工程整體會有較大影響, 應在滿足設計意圖后,盡量使平面布置規則,縮小剛度和質量中心的差異,這樣水平荷載就不會使建筑物有太大的扭轉作用。豎直方向上應避開使用轉換層,減少應力集中現象。
(1)結構優化設計模型
結構優化設計模型就是在各種影響變量中選擇主要參數,并建立函數模型,運用科學合理的方法得出最優解。 結構總體的優化建立模型的大致步驟如下: 一是設計變量的合理選擇。通常的設計變量選擇對設計要求影響較大的參數,將所涉及的參數按照各自的重要性區分,將對變化影響不大的參數定為預定參數,通過這種方法可減少很多計算編程的工作量。二、目標函數的確定。使用函數找出滿足既定條件的最優解。最后,約束條件的確定。房屋結構可靠度優化設計的約束條件,包括了應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從正常時的極限狀態下彈性約束到終極狀態的彈塑性約束、 從可靠指標約束到確定性約束條件等。設計中,要保證各約束條件必須符合現行規范的要求。
(2)結構優化計算方案
結構優化設計多個變量、多個約束條件,屬于一個非線性的優化問題,設定計算方案時, 常將有約束條件轉變為無約束條件來計算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell 等。完成計算方案的設定后只需編制相應適用的運算程序即可得到我們的最終優化結果
(3)推廣設計標準規范和標準設計
工程設計標準規范的形成,來源于大量成熟的、行之有效的實踐經驗和科技成果,是科技轉化為生產力的必要途徑。 優秀的工程設計標準和規范, 不僅優化了設計, 減少設計的盲目性,還將大大提高設計速度, 有效降低項目的全壽命費用。 在標準規范中可以對一些重要的部位采取設計經濟指標限額制度,對一些設計部位使用“宜”或“不宜”等引導性語言提示設計人員對方案進行優化, 鼓勵他們在設計中大膽使用新工藝和新材料。 整體結構的科學性和合理性是新規范特別強調內容。新規范用于控制結構整體性的主要指標主要有:周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力之比、剛重比、剪重比等。新的建筑結構設計規范在結構可靠度、設計計算、配筋構造方面均有重大更新和補充,特別是對抗震及結構的整體性,規則性作出了更高的要求。
二、結構設計優化技術的實踐應用
結構設計優化方法應用于實踐之中, 是目前一個比較廣泛的課題, 利用結構優化的方法在不改變適用性能的前提下達到降低工程造價的目的。 結構設計優化技術應用于項目的整體設計、前期設計,舊房改造,抗震設計等設計的各分部環節,發揮著巨大的效益。進行優化設計,要把握好技術和經濟的對立統一關系,既要反對片面強調節約,忽視技術上的合理要求的做法,又要反對設計保守浪費,只重技術,輕經濟的思想。在按照結構設計優化的方法及模型進行實踐的過程中,要注意下面的幾個問題。
(1)結構設計優化應注意前期參與
結構設計的階段分為三個:結構方案階段、結構計算階段和施工圖設計階段。概念設計是展現先進設計思想的關鍵, 結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計,客觀、真實的理解結構的工作性能,并能夠有意識的處理構件與結構、結構與結構的關系,靈活地運用它們。因為前期方案的確定直接影響建筑的總投資, 而現在存在的普遍問題就是前期方案階段結構設計并不進行參與, 建筑師進行建筑設計時大多并不考慮結構的合理性以及它的可行性,但是建筑設計的結果卻直接對結構設計造成影響,某些方案可能會增加結構設計的難度,并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期,結構優化設計就能參與進來,那么我們就能針對不同的建筑類別,選擇合理的結構形式,合理的設計方案,獲得一個良好的開端。
(2)結構設計優化應考慮采用新型結構體系
建筑工業化是我國建筑業的發展方向。 建筑工業化是在建筑標準化的基礎上采用先進、 適用的技術、 工藝和裝備,發展施工專業化, 提高機械化水平, 減少繁重、復雜的手工勞動作業。在目前建筑工業化的大背景下,實現建筑工業化首先應從設計開始,從結構入手,建立新型結構體系,包括鋼結構體系、預制裝配式結構體系,復合木結構建筑等。多層建筑應由傳統的磚混結構向預制框架結構發展,高層及小高層建筑應由框架向剪力墻或鋼結構方向發展。要使大部分建筑構件實行工廠化作業,減少施工現場作業。
(3)概念設計結合細部結構設計優化
概念設計應用于沒有具體數值量化的情況,例如地震設防烈度,因為它的不確定性, 計算式難免與現實有較大的差異, 在進行設計的時候就要采用概念設計的方法, 把數值作為輔助和參考的依據。 設計過程中需要設計人員靈活的運用結構設計優化的方法, 達到最佳的效果。與宏觀把握相對應的,設計的過程同時要注意對于細部的結構設計優化,比如現澆板中的異形板拐角處易出現裂縫,可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇,I 級鋼和冷軋帶肋鋼市場價格差不多,但是他們的極限抗拉力卻相差很大,所以在塑性滿足要求的情況下,現澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做結構設計的時候,外立面上的懸挑板及配筋,滿足基本的規范要求即可,達到既安全又經濟的目的。
(4)下部地基基礎結構設計優化
地基基礎的結構設計優化首先要選擇合適的方案, 如果為樁基礎, 那么要根據現場地質條件選擇樁基類型,盡量節省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大,應多進行比較以確定最合適的方案。設計時應重視地質勘察報告的交底工作,選擇合理的基礎型式,選擇經濟適用的方案能大大降低造價。
三、結構設計優化的現實意義
(1)結構優化設計提高材料利用率
對我國這樣一個發展中國家, 結構設計的目的即是花最少的錢做最好的建筑。 從優化設計的角度, 結構性能最好的方案不一定材料利用率最高, 這就要求設計時對結構材料的充分利用,同時也強調使用各種新型建筑材料,如預應力混凝土結構、鋼-混凝土結構等。其中鋼管混凝土結構是將混凝土填入薄壁圓形鋼管內而形成的一種新型結構, 它將兩種材料有機地結合,可借助內填混凝土增強鋼管壁的穩定性,借助鋼管對核心混凝土的套箍作用,使核心混凝土處于三向受壓狀態, 從而具有更高的抗壓強度和抗變形能力。 它的出現使傳統意義上的受壓破壞特征由脆性變為延性, 對結構抗震的延性設計意義巨大, 也使超高層建筑底層柱的軸壓比限制問題迎刃而解。 鋼管混凝土與鋼結構相比, 在自重相近和承載力相同條件下,可節約鋼材近 50%,并節約大量的焊接工作量。與普通混凝土相比,在保持鋼材用量相近和承載力相同條件下,構件截面面積可減少約 50%,材料用量和構件自重相應減少約 50%。實踐證明在結構設計時,使用這些新工藝設備可大大提高材料利用率,降低工程造價。
(2)進行結構設計優化提高建筑結構經濟性
建筑的層高增加,由于墻體面積和柱體積增加,結構的自重會增加,基礎和柱的承載力相應增加,水衛和電氣的管線會加長;相反降低層高,可節省材料,有利于抗震,同時建筑的總高度減小,兩建筑之間的日照距離就會減小,間接的節約了用地。建筑面積相同,建筑使用不同的平面形狀時,它的外墻周長也就會不同,這樣當選擇圓形或是越接近于方形時,外墻周長系數就越小,基礎、外墻砌體、內外表面裝修都隨之減少,同時其受力性能也得到提高,增強了建筑的經濟性能。與傳統的結構設計相比, 采用結構設計優化方法可以使建筑工程造價降低 6%-34%.優化方法的技術性實現,可以最合理的利用材料性能,使建筑結構內部各單元得到最好的協調。賞心悅目的建筑是建筑的美觀與結構設計相互協調密切配合的結果。建筑結構設計追求適用、安全、經濟、美觀和便于施工五種效果,而建筑結構設計優化技術方法的應用不但滿足了建筑美觀、造型優美的要求又能使房屋結構安全、經濟、合理,成為實際意義上的“經濟適用”房。
參考文獻
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[2]張紅友。優化結構設計減少建筑投資成本[J]. 陜西建筑,2008(11) 。
[3]馬臣杰,張良平,范重。優化技術在深圳京基金融中心中的應用[J]. 建筑結構,2009(4) 。
【關鍵字】綠色施工 綠色建筑 綠色建造 “3R”原則
基金項目:大學生創新創業訓練計劃國家級項目
一、綠色施工的開展背景
1.1、國際背景
1993年,Charles J.Kibert教授提出了可持續施工的概念,隨著可持續施工概念的逐步成熟,許多國家開始實施可持續施工或綠色施工,極大地促進了綠色施工的發展與推廣。在發達國家,關于綠色施工的理念已深入到了建筑行業的每個部門和機構,同時也吸引了管理層和消費者的關注。國際標準委員會也就綠色施工編制了很多標準,許多發達國家也開發了自己的綠色施工評價體系,而這些標準與評價不能夠完全符合我國的實際國情。
1.2、國內背景
綠色建筑的探索與推廣引發了我國對綠色施工的關注。伴隨著人們對綠色建筑及生態型住宅的渴望與追求,我國針對于綠色建筑領域也開發了相應的政策和標準,且建筑節能和綠色建筑的推廣使得在施工行業推行綠色化逐漸受到關注。正是基于這樣的背景,綠色施工在我國被提出并得到持續性發展。
二、關于綠色施工的含義及其與相關概念的關系
2.1、綠色施工的含義
關于綠色施工含義的說法不一,文字表述有繁有簡,但本質意義完全相同,大體內容基本相似,推進目的具有一致性。總的來說,綠色施工的本質含義包括如下四個方面:
1)以可持續發展為指導思想,這是因為綠色施工就是基于人類對可持續發展日益重視而被提出的。
2)以綠色施工技術的應用和綠色施工管理的升華為實現途徑。
3)以盡可以減少資源的消耗和保護環境的工程建設生產活動為追求目的,體現了綠色施工的本質特征與核心內容。
4)以使施工作業對周邊環境的影響最小、污染物及廢棄物的排放量最小、對資源的保護及利用最有效為強調重點,這是實現工程施工行業更新換代的更優方式。
2.2、與相關概念的關系
2.2.1、與傳統施工的關系
相同點:①具有相同的對象――工程項目;②有相同的資源配置――人、材料、設備等;③實現的方法相同――工程管理與工程技術方法。
不同點:①施工目標不同。相對于傳統施工,綠色施工增加了以資源環境保護為核心內容的綠色項目目標;② 二者的“節約”是不同的。主要表現為:動機不同――綠色施工強調在保護環境的大前提下節約資源,而不是單純追求經濟利益最大化;角度不同――綠色施工以“四節”(節能、節財、節水、節電)為目標,而不是從降低成本的角度出發;效果不同――綠色施工往往會造成成本的增加,在施工過程中需要對國家稀缺資源有一定的保障措施,需要投入一定的綠色施工措施費;效益不同――雖然綠色施工會增加成本,但長遠來看,會使得社會和環境效益改善。
2.2.2、與綠色建筑的關系
相同點:①目標一致――追求“綠色”,致力于減少資源消耗和環境保護;②綠色施工的深入推進,對于綠色建筑的生成,對于綠色建筑的生成具有積極促進作用。
不同點:①時間跨度不同。綠色建筑涵蓋了建筑物的整個生命周期,重點在運行階段,而綠色施工主要針對建筑的生成階段;②實現途徑不同。綠色建筑主要依賴綠色建設設計及建筑運行維護的綠色化水平來實現,而綠色施工的實現主要通過對施工過程進行綠色施工策劃并加以嚴格實施;③對象不同。綠色建筑強調的是綠色要求,針對建筑產品,而綠色施工強調的是施工過程的綠色特征,針對生產過程,這是二者最本質的區別。
2.2.3、與綠色建造的關系
目前,綠色建造是與綠色施工最容易混淆的概念。二者最大的區別在于是否包括施工圖設計階段,綠色建造是在綠色施工的基礎上向前延伸,將施工圖設計包括進去的一種施工組織模式。綠色建造代表了綠色施工的演變方向,而我國建筑業設計、施工分離的現狀仍會持續很長時間,因此在現階段做到綠色建造具有深刻積極的現實意義。
三、我國綠色施工推進工程中存在的問題
雖說綠色施工在我國已經得到的一定程度的認可,綠色施工意識也已逐步確立,但仍然面臨著諸多挫折及問題。例如:
1)、對“綠色”和“環保”的認識不足,還有待進一步的發展
2)、綠色施工的參與方責任不明確、沒有得到有效落實,相關法律及激勵機制也不健全
3)、現有技術工藝不能滿足要求,影響了綠色施工的推進
4)、資源再利用率低,水平不高
5)、施工策劃及管理能力不足以滿足要求,有待提高
6)、信息化程度低,工業化水平低
四、把握綠色施工的實質
綠色施工不是一句口號,亦并非一項具體技術,而是對整個施工行業提出的一個革命性的變革。應重視的幾個方面:
1)、綠色施工應本著循環經濟的“3R”原則(即減量化、再利用、再循環)把如何保護和高效利用資源放在重要位置
2)、綠色施工應將對環境的保護及對污染物排放的控制作為前提條件,以此體現綠色施工的特點
3)、綠色施工必須堅持以人為本,注重對勞動強度的減輕和作業條件的改善
4)、綠色施工必須時刻注重對技術進步的追求,把建筑工業化、信息化的推進作為重要支撐,這二者對于資源的節約、環境的保護及工人作業條件的改善具有重要作用。
結語:建筑行業在推進綠色施工的過程中面臨著諸多困難和問題,因此,如何造就一個符合我國國情的全行業推進綠色施工的良好局面是一項迫在眉睫的任務,也是擺在政府及工程項目建設相關方乃至全社會的一個亟需解決的問題。為了加速綠色施工的推進,必須加強政策引導并出臺一系列的激勵政策來調動企業的積極性,并系統推出綠色施工相關的管理制度和實施細則。我相信,在全社會的努力下,綠色施工在全國的普及指日可待,也必將為我國的發展做出積極貢獻!
參考文獻
[1]肖緒文.建筑工程綠色施工,中國建筑工業出版社[J],2013.10
你是否因為裝修時的奔波而筋疲力盡?
你是否因為房屋使用過程中出現的問題而憤憤不平?
……
在工業化高度發展的今天,這些困擾有望得到解決。
像搭積木一樣蓋房子
對不少人來說,住宅產業化是個“新鮮詞兒”,但實際上住宅產業化的生產方式由來已久。早在上個世紀60年代,日本就用工業化方式生產住宅,從而減輕勞動強度,降低生產成本,提高勞動效率,保證建筑質量。住宅產業化是一種住宅建造方式的變革,具體來說,就是將住宅的部分或全部構件在工廠預制完成后運輸到施工現場,將構件通過可靠的連接方式組裝成一個整體。首先,“拼裝”起樓體,將已經按照一定的模式預制的材料運到施工現場,然后像“搭積木”那樣,一塊挨著一塊從容地組裝。而在粉塵水泥中一磚一瓦蓋樓房的做法,被徹底拋棄了。接著,在干凈精致樓體里,安裝各種內件,比如說通風設備、管線,乃至廚具、潔具。而這些內件,同樣已在工廠里制作完畢,并且按照各種型號、尺寸、材料、顏色分門別類,以供選擇。
由于大部分構件均在工廠預制,其加工的精度和質量是傳統的現場操作無法比擬的。這種“拼裝房”的建造方式能最大程度地改善墻體開裂、滲漏等質量通病,提高住宅整體安全等級、防火性和耐久性,維護、更新也更加方便。同時,由于建造方式的轉變,現場施工的作業量減少,污染排放也明顯減少。
在住宅產業化已經高度發達的日本,完全可以在生產線上“生產”住宅,每一條生產線8個小時可以生產10~11棟住宅,平均48分鐘一棟,這些“零部件”運到現場一天就可以組裝完成。在美國,住宅多是木結構,建造的產業化水平很高。我們經常能看到這樣的建房場景:先在地上打一個混凝土的地基,下好螺栓,然后工廠送來一片片加工好的木龍骨架。現場拼裝后接水、電、管,再外封石膏板、保溫板、貼防潮紙,最外面是壓成木紋的塑料板,一塊壓一塊做裝飾。如果房屋主人講究一些,會將4厘米厚的紅黏土磚砌在外面,再對溝縫做裝飾,這樣的房子兩個星期即可完工交付。
住宅工業化在西方發達國家漸成風潮:住宅工業化最發達的國家瑞典,80%的住宅采用以通用部件為基礎的住宅
通用體系;丹麥是第一個將模數法制化的國家;美國人住宅用構件和部品的標準化、商品化程度幾乎達到100%。
實現低碳的必由之路
在住宅產業化漸成全球趨勢的今天,我國的住宅產業還處于嘗試期。在國情面前,住宅產業化的生產方式顯得尤為必要。我國的人均資源少是不爭的事實:從能源來說,我國煤炭的人均儲量只有世界人均儲量的44%。而建筑能耗占社會總能耗的30%,其中有2/3用于住宅。從土地來看,現在全國沿海發達地區的660個縣中,人均土地面積已低于聯合國公認的0.85畝警戒線。而住宅產業化的推行,能夠節省建筑住宅的面積。通過推廣住宅建造新技術,替代傳統的建材生產方式,從而減少能耗,節約土地。推行住宅產品的工廠化、標準化、規模化生產,可以有效地消除住宅產品質量缺陷,提高住宅質量。同時可以節能、節水、節材。據相關數據顯示,住宅產業化實施后,對鋼模板等材料的重復利用率提高,能使建筑垃圾約減少83%,材料損耗減少約60%,可回收材料增加約66%,而建筑節能50%以上;同時,與用傳統工藝建造相比,采取工業化預制技術的建筑其施工周期也會縮短。
從上個世紀末開始,國家已經意識到了住宅產業化的趨勢,并將此提上議事日程:1999年,國務院辦公廳頒發了《關于推進住宅產業現代化提高住宅質量的若干意見》,該意見作為一個綱領性文件,開始了我國住宅產業化的探索之路。2006年3月1日開始實施的《住宅性能評定技術標準》,從住宅性能認定角度對有關企業走住宅產業化之路進行鼓勵和引導。2006年6月21日,建設部頒布《國家住宅產業化基地實施大綱》要求:住宅產品必須向標準化、系列化、規模化、產業化、模塊化和通用化發展,以改善產品的性能和質量,方便設計和施工,為工業化住宅建筑體系奠定較好的物質基礎,以促進住宅產業化可持續發展。
在低碳盛行的今天,住宅產業化是實現我國可持續發展的必由之路。2010年6月30日,北京市首個“國家住宅產業化基地”落戶金隅集團,這一舉動在當今的背景下頗具時代意義。相關負責人表示,住宅產業化項目在縮短建設進度和節能環保方面都具有優勢。大面積推廣以后,可以降低建造成本,對于抑制房價也會起到作用。北京昌平境內的3萬余平方米公租房及經適房建設,將成為產業化基地的首批試點項目,并于近日開工建設。據《經濟》記者了解,北京今明兩年將有150萬平方米產業化住宅建成,到2013年北京新建住宅中將有10%通過產業化方式建設。
記者在采訪中了解到,住宅產業化不僅是“節能減排”、“建筑低碳”的重要手段,而且產業化手段之于房地產行業的重大意義更是不可小覷:據了解,全世界每年新增的建筑量1/10都在中國,如果仍采用粗放式的傳統手工建筑方式,不僅效率低下,同時還存在著資源的巨大浪費。
在曲折中發展
我國住宅產業化最早始于上世紀70年代中期,當時為了改變建筑業依賴黏土磚的狀況,國家提出了“三化一改”的方針,即“設計標準化、構配件生產工廠化、施工機械化”和“墻體改革”。用裝配式大板、框架輕板、大型砌塊、大模板現澆4種體系代替磚混結構建造住宅。在這一時期,我國出現了最早的鋼筋混凝土高層住宅,如1973年建成的北京建國門外的外交官公寓,1976年建成的前三門大街高層住宅。但由于當時實行的是嚴格計劃經濟模式,建筑工業化是政府依靠行政命令推行的,沒有顧及客觀經濟規律,當時這些新建筑的造價普遍高于磚混結構,國家也未出臺限制使用燒結黏土磚的強制性措施,于是這場建筑工業化運動,到上世紀80年代初期不了了之。
與上個世紀70年代相比,我國已經具備了實施住宅產業化的條件,但是瓶頸也同樣存在。眾所周知,成熟的產業鏈對于一個行業的發展至關重要。住宅的各個“構件”的生產在許多地域面臨諸多的問題。作為國內地產行業的領軍企業――萬科集團就遭遇到了這樣的發展困境。產業鏈是否完整,極大地受限于外部環境。萬科曾經由于毗鄰產業化概念普及的香港,在廣東能比較順利地找到供應商,因此住宅產業化試點比較順利。但到了北京、上海,尋找合適供應商便水土不服。到國內的二三線城市,這一矛盾尤甚。已進入30多個城市的萬科似乎遇到了一個發展的悖論,如果大規模發展產業化住宅,將面臨諸多地域產業鏈的困境,如果不在短時間內實現住宅產業化,其自身“滾雪球”式的發展速率又會帶來難以解決的現實問題。
與此同時,住宅產業化也面臨著產業鏈當中各環節標準化不統一的問題。 標準化就是解決產業鏈環節之間接口集成的問題,很多部件要附加在構件上。標準化問題非常迫切,產業化的先決條件就是要解決標準化。國內的建筑基本模數是有國家標準的,但由于產業化推動力度不夠,使得產業鏈中各環節并未按此標準執行,這也制約著國家出臺更多的建筑模數并要求強制執行。理想的住宅產業化應該是所有的開發商都在社會化的產業鏈上,否則,全面的產業化難以為繼。相關專家建議,政府應建立一套產業化住宅的“通用體系”,對產業鏈上的各種產品都進行規范。在此基礎上,開發商可以選擇符合自己要求的產品進行組合,形成自己的特色。
令人欣慰的是,金隅集團的住宅產業化基地的落成和國家一系列住宅措施的推行,都令人覺得前途光明。這幾年,在房子的價格屢創新高的同時,它的使用價值反而被忽略了。在居住空間里,各項功能得到滿足,很大程度上取決于生產方式。我們期待更有品質的增長,更加清潔的、長久的增長。
關鍵詞:裝配式住宅;全壽命周期;成本;對比分析;發展建議
1.引言
每年我國新增的建筑面積超過15億平方米,排世界第一[1],但高產量卻存在諸多問題。我國正在大力提倡發展裝配式住宅建筑。裝配式建筑相較于傳統現澆建筑,有諸多優點。從全壽命周期成本的角度來研究裝配式住宅,是為了糾正人們對裝配式住宅成本投入的錯誤認識,推動裝配式住宅的進一步的開發與建設。
2.裝配式住宅全壽命周期成本分析
2.1裝配式住宅全壽命周期成本概念
裝配式住宅全壽命周期成本是指裝配式住宅在整個壽命周期內所消耗的總成本,包括一次性投入的建造成本、使用期內的運行維護成本、以及最終處置成本[2]。
2.2裝配式住宅建造階段成本
裝配式住宅的建造成本包括工廠的前期勘察設計費用、工廠預制費用(含固定資產攤銷、原材料購置費及人工費)、構配件運輸費用以及現場安裝施工費用(含人材機)等。
2.2.1項目南區(裝配式住宅)基本情況介紹
項目南區總建筑面積達40982.32平方米,施工范圍為3層地面板以上部分,均為預制裝配式疊合剪力墻(PCF)結構高層住宅,預制裝配率達30%。
2.2.2裝配式住宅建造階段普通砼構件與PC構件的價格對比分析
2.2.3北區A2#樓為模型(計算現澆與PC預估差異值)
A2#樓主體結構建造階段,將現澆的墻、柱、梁、樓梯等構件工程量替換成PC構件進行成本估算,普通現澆式構件總計5790043元,PC構件總計9719300元,總價差約為3129257元,再除以A2#樓的總建筑面積,可得以PC形式的住宅建造成本單方比傳統現澆式高出約400元/m2。
2.3 裝配式住宅使用階段成本分析
2.3.1裝配式住宅使用期內能耗成本
能源消耗成本是指在能源使用方面所花費的費用,包括供暖成本、制冷成本、照明成本、通風成本等。在住宅建筑能耗中,供暖和制冷能耗占有最大比例,降低供暖、制冷成本可以通過提高建筑圍護結構的熱工性能,提高采暖、空調設備和系統的用能效率來實現,建筑圍結構的保溫、隔熱主要依靠建筑保溫材料來實現[3]。
2.3.2裝配式住宅使用期內維修費用
裝配式住宅的維護成本主要用于計劃性和零星的維修措施費用,即基本的小修費用。因為裝配式住宅在設計和施工階段采用了較好的建筑構件、節能措施和設備,所以維修費用較小。而傳統現澆式住宅維護費用主要用于住宅使用中逐漸出現的質量問題,常表現為臨時的故障性維修[4]。后者單次維護成本不一定高,但其維護成本逐年遞增速率要比裝配式住宅更快,使用期限越長出現的問題越多,維修頻率將越高,維修成本也越大。因此在維修費用方面裝配式住宅體現了很大的優越性。
3.降低裝配式住宅全壽命周期成本的建議
(1)PC項目未能從全局角度完成項目的策劃工作
工業化建筑模式不同于傳統建筑模式的一個重要因素在于將技術和管理路線前期化。因此,在項目的策劃階段即需用全局思維來統籌設計、生產、安裝之間的關系。設計單位必須與構件廠家、施工單位密切配合,在設計階段就清楚了解不同技術方案對模具投入、生產效率、運輸方式、安裝速度、成品質量的影響。
(2)設計、生產、施工各環節相互獨立對PC住宅造價的影響
在我國,PC建筑的設計、構件生產、施工安裝的企業基本是獨立的,低效率、低配合度、重復繳稅和各企業不同的稅率的問題導致PC建筑造價一路水漲船高。建筑工業化發展必須將PC整個模塊系統整合,增強聯系、提高效率、降低成本,形成一體化經營模式。這樣的模式可大幅度減少多環節管理費用,連同稅金差異可降低約5%~20%的建安成本。
4.結論與展望
通過具體案例得出國內預制裝配式住宅的建造成本實際高于傳統現澆式成本的結論,并對原因進行了研究分析;然后又分別對使用期間成本和處置成本進行了分析,得出裝配式住宅建設成本雖高,但在住宅運營維護階段后幾年得到節能回報,預制裝配式住宅成本在全壽命周期的成本與傳統現澆式住宅成本基本持平,甚至略低的結論。
參考文獻:
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[2]張紅霞.裝配式住宅全生命周期經濟性分析[D].山東:山東農業大學,2013.
Abstract: According to the low management efficiency and unbalanced development of construction labor service companies, aimed at the comprehensive appraisal system of construction labor service companies, this paper establishes the evaluation index hierarchy model based on AHP for construction service companies. As well as according to the characteristics of the construction labor services companies, it builds the corresponding evaluation index and scoring standard, analyzes the situation of construction labor services companies by the fuzzy evaluation method, and provides the reference for the construction labor subcontracting selection and the comprehensive evaluation of construction labor service enterprises.
關鍵詞:建筑勞務企業;層次分析;評價體系;模糊評價
Key words: construction labor services company;hierarchical analysis;evaluation system;fuzzy evaluation
中圖分類號:F279.23 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)34-0041-03
0 引言
建筑勞務企業主要功能是吸納與組織建筑勞務用工,為建筑承包企業提供建筑勞務,其發展水平直接影響建筑業的可持續發展,同時關系到廣大建筑勞務用工的切身利益。建筑勞務分包企業已經發展成為建筑企業的重要組成部分在資源的分配和利用方面發揮作用[1]。目前我國的建筑勞務企業普遍沒有形成現代企業管理制度,管理效率較低。建筑勞務企業從業人員的素質普遍不高,加上沒有完善的科學管理制度,現場管理不規范,直接影響建筑產品的質量[2]。建筑施工企業在對建筑勞務企業進行招投標的過程中,缺乏行之有效的評價體系,不能對建筑勞務進行企業全方位評價。建立一套完整的建筑勞務評價指標體系,不僅有利于施工單位選擇合適的勞務企業,還可以促進建筑勞務企業自身的健康發展,保障各方權益,對建筑業的發展具有重要意義。
1 建筑勞務企業評價體系現狀
目前針對一般建筑施工企業的評價體系中,包括單項評議法、最低標價法、符合標底評議法、兩階段評議法和綜合評價法等幾種方法[3]。現有的評價體系僅僅對建筑施工企業的投標價格、信譽、施工工期、以往經驗、人員配備等因素綜合評價,缺乏針對建筑勞務企業的評價。
建筑勞務企業與一般建筑施工企業不同,普遍成立時間較短,管理制度不夠健全,管理效率較低;建筑勞務企業歷史沿革比較復雜,企業運營健康度參差不齊;建筑勞務企業著眼于提供建筑勞務服務,但是在施工現場對建筑勞務用工的管控能力較弱;建筑勞務用工是建筑勞務企業重要組成部分,但企業自有的勞務用工出現嚴重的老齡化以及整體素質過低等問題亟待解決[4]。
已有的建筑施工企業評價體系往往只關注建筑施工企業本身的投標價格、信譽、人員配備等,不能全面評價建筑企業勞務人員的基本狀況,解決建筑勞務企業的關鍵問題。因此,針對建筑勞務企業管理機構不健全、現場管控能力不足以及自有勞務用工老齡化及素質偏低等現狀,建立一套清晰可行、科學合理的建筑勞務企業評價體系勢在必行。
2 基于AHP的建筑勞務企業評價層次結構模型
本文借鑒現有建筑施工企業評價體系,結合我國建筑勞務企業的發展趨勢以及建筑行業對建筑勞務企業主要的要求,按照層次分析法[5][6](Analytic Hierarchy Process,AHP)的基本思想和方法,將各項評價指標構成清晰簡要的層次結構模型。
建筑勞務企業的評價綜合層次模型,總共分為1個總目標層,總目標層向下包含4個分準則層,又將分準則層向下分解出21個因素指標項,是對準則層的具體化和細分。準則層主要涉及企業組織機構指標(B1)、企業運營健康度指標(B2)、企業生產管理能力指標(B3)、建筑勞務用工綜合評價指標(B4)等四個方面。
結合建筑勞務企業現狀、建筑勞務企業的可持續發展水平,采用問卷調查法確定判斷矩陣,邀請18位專家對指標進行重要性程度兩兩打分,比例標度采用1-9級,兩兩對比進行指標打分,專家主要包括高校建筑勞務管理領域教授、建筑總承包企業總負責勞務分包的中層以上管理人員、建筑勞務企業高層管理人員。最后回收15份有效問卷調查表的打分數據進行均值處理,構造出相應的判斷矩陣。判斷矩陣具有如下特點:aij>0,aji=1/aij>0,aii=1(i,j=1,2,3,…,n)。準則層判斷矩陣構造如表1所示。
利用求根法對準則層判斷矩陣進行標準化處理特征向量及最大特征根的求解、一致性偏離度的檢驗等數學計算、可得四個指標的因素權重值為:0.254,0.178,0.167,0.401。
根據建筑勞務企業的現狀及可持續發展要求,構建因素層指標。因素層指標綜合考慮了建筑勞務企業在組織機構完善、運營健康程度、現場管理以及建筑勞務用工企業核心競爭力等各項標準。同樣采取問卷調查法構建判斷矩陣,利用求根法計算各因素的相對權重,進行一致性檢驗。評價體系各個因素權重如表2所示。
3 建筑勞務企業評價體系綜合評價方法
建筑勞務企業綜合評價是一個涉及多指標多標準的復雜的綜合判斷問題,指標中既包含有定量指標(持證上崗率(C41)、學歷層次比率(C42)、勞動合同簽訂率(C43)等),又包含有定性指標(質量保障體系(C32)、安全保障體系(C33)等),各個指標沒有統一的度量標準,因而難于進行比較,評價指標的評價結果往往不是一個確切的數值,而是一個用語言所表達的模糊概念。
模糊綜合評價法是一種基于模糊數學概念的綜合評判的方法。模糊綜合評價法根據模糊數學的隸屬度理論通過構造等級模糊子集把影響評價對象的指標因素進行定量分析評價,即通過模糊數學對受到多種因素影響和制約的對象做出一個總體的評價。模糊綜合評價法具有系統性強、結果清晰等特點,能夠很好地解決模糊的、難以量化的問題[7]。
在因素指標項中,分包合同簽訂率(C21)、企業凈資產(C22)、注冊資金(C23)、管理人員持證上崗率(C31)、持證上崗率(C41)、學歷層次比率(C42)、勞動合同簽訂率(C43)、勞動保險簽訂率(C44)、年齡結構比率(C45)、勞務用工自有率(C46)等指標屬于定量指標,由相應比率來表示。優良判定標準應由各地主管部門根據本地區建筑勞務企業發展狀況綜合擬定。其余指標均為定性指標,由評價專家組綜合判斷建筑勞務企業每一項定性指標的評價等級,構建評價指標因子的隸屬度表格。最后整個評價體系運用最大隸屬度原則進行最后評價如表4所示。
由于各地區建筑勞務企業發展不均衡,目前我國對于建筑勞務企業綜合評價還沒有一個確切的標準,很難用準確的數值作為評價的等級標準。本文將分為A、B、C、D、E共5個等級,建立等級評價標準。
根據評價等級構建各評價指標的隸屬度矩陣R,由表2可以建立評價指標的權重集A,模糊綜合評價的基本模型為:B=A×R。
為了使評價結果更為直觀,引入招投標中常見評分標準,對建筑勞務企業各指標模糊綜合評價結果進行分值測算,分值與評價等級轉換表如表3。
從評價結果可以看出,甲企業資質齊全,組織機構完善,信用管理較好。企業健康運營度、現場管理能力指標均為以及企業建筑勞務用工綜合評價等級較好。乙建筑勞務企業規模較小,組織機構不夠完善,企業運營健康度一般,對現場的管控能力較弱,建筑勞務用工的綜合評價不夠理想。兩個企業在建筑勞務用工自有率、學歷層次結構、年齡結構等建筑勞務用工指標上都存在自有率偏低、學歷層次過低以及年齡結構老化嚴重等共性問題。
5 小結
通過對實際建筑勞務企業進行建筑勞務評價分析,可以綜合分析建筑勞務企業存在的問題和發展狀況,為建筑施工企業選擇合適勞務分包企業提供較為全面的評價方法。本文提出的建筑勞務企業評價體系主要有以下特點:
①基于AHP的建筑勞務企業評價體系針對建筑勞務企業發展特點及存在的主要問題,采用模糊評價方法將定量及定性指標綜合評價,系統性強,結果清晰。
②建筑勞務企業評價體系引入等級分值轉換,將建筑勞務企業的評價結果量化,全面衡量建筑勞務企業的綜合狀況,便于建筑施工企業勞務分包時選擇合適的建筑勞務企業。
③評價指標的制定結合建筑勞務企業發展現狀及存在的突出問題,引導建筑勞務企業專業化、現代化發展。主要評價指標針對建筑勞務企業的組織架構、運營狀態、現場管理能力以及勞務用工綜合素質這四個反應建筑勞務企業核心競爭力狀況指標設置,并根據一般企業的運行標準,綜合評價建筑勞務企業的運行健康程度,為政府主管部門提供有效的監管評價工具,促進地區及建筑行業的健康發展。
需要指出的是,建筑勞務企業評價體系的指標選取是研究的關鍵和難點,隨著我國建筑工業化的不斷推進,必將會對建筑勞務企業的組織方式、從業人員的素質帶來更新更高要求。針對建筑工業化新的發展,進行評價指標選取及優化是建筑勞務企業評價體系研究今后的重點方向。
參考文獻:
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[5]楊俊,王占岐,等.基于AHP與模糊綜合評價的土地整治項目實施后效益評價[J].長江流域資源與環境,2013(8):1036-1041.
[6]朱建軍.層次分析法的若干問題研究及應用[D].長春:東北大學,2005.
[7]殷筱琴.模糊綜合評價法在企業績效評價中的應用研究[D].南京:河海大學,2005.
關鍵詞:西格拉姆大廈;密斯;少即是多
西格拉姆大廈總易被人認為是無特色的和理性的,實際上它無奇商務的外觀卻透出著它城市的特色。西格拉姆大廈的外形極為簡單,是方方正正,直上直下的正六面體。簡約的筑體、干凈的豎直線條、茶色的玻璃,以及柔和的暖黃色燈光,大廈給人的感覺總是這樣,有敬畏卻也有溫和。大廈的設計者是密斯?凡?德?羅和菲利普?約翰遜,大廈的設計風格展現著密斯?凡?德?羅向來的主張,那就是在框架結構基礎上的深切分析,發展一種獨特的建筑美學。用簡約的整體構造,精細的結構邏輯體現,使它產生沒有明確阻隔可供自由劃分的大空間,全然體現著"少即是多"的建筑理論。
密斯?凡?德?羅是玻璃幕墻的之父和鋼鐵建筑結構之父,他在二十世紀初的時候便給空間定了新的概念,他利用將室內室外空間連結在一起的方法,從此打破舊式西方建筑的形式。“少即是多”,雖帶著中國傳統放的美學與哲學的意味, 但密斯并沒有東方人的悠閑文雅,有的是德國人典型的嚴謹專注和理性。
密斯提出的“少即是多”不是單調得像白紙一樣,讓人覺得空洞乏味, “少”并不是空洞而是精致和簡約;“多”并不是擁簇繁雜而是恰到好處的搭配。密斯的建筑雖然依賴于結構,但并不受結構的阻礙,它雖產生于結構但又協調地制作結構,他的設計告訴著我們建筑與形式的創造無關。
密斯的設計作品中各個細節都進行著精簡到不可精簡的過程,很多作品結構幾乎完全暴露,可這并不同于具有機械美特色的高技派蓬皮杜文化中心,它們并沒有如高技派一般突出當代工業成就,且在建筑形態和室內環境設計中加以炫耀,它們有著包豪斯建筑的簡潔明快,它們的精致,簡約,使得結構本身升華為建筑藝術。西格蘭姆大廈作為世界上第一棟高層的玻璃外墻的大樓隱隱詮釋著密斯所提出的「少即是多原理。密斯?范?德?羅通過對玻璃外墻在建筑和鋼框架結構 在建筑中應用的探索來提出靈活多變的流動空間理論從而創造出明快、簡潔而精確的有著現代主義特色的建筑形式處理手法,這將建筑技術和藝術統一起來。
大樓前的廣場約占了地基的一半,這在當時也算是創舉。當現代主義被帶到美國后,其結合了資本家的力量,實踐出了許多優秀的作品。由于這在形式上的精簡,容易被模仿,所以以很快的速度影響到了世界很多地方,也深刻影響了其它與之不同的領域的設計,從而被稱為“國際風格”。但是所謂的“國際風格”卻已缺乏了早期的現代主義烏托邦式的社會理想和批判的精神,并且后來的模仿者也沒有如如密斯一樣注重對細部結構的細致處理。
“少即是多”主張技術與藝術相統一,利用新材料新技術來作為表現手段從而提倡精確、完美的藝術效果但其中都體現著極簡的思想。
整座大樓按照密斯一貫的主張,采用了當時剛剛發明染色琥珀色隔熱玻璃作外幕墻,占了外墻面積的百分之七十五,并配以鑲包青銅的銅窗格,使得大廈在紐約眾多的高層建筑中顯得奪目優雅和與眾不同。昂貴的建筑材料和密斯精心的設計以及施工人員的精確無誤的建造使得西格拉姆大廈成為了紐約當時最豪華精美的大廈。整個建筑的細部處理都經過了慎重的推敲,精簡細致,突出當時的材質和細致工藝的審美品質。用簡而化之的結構體系,精致簡約的結構構件,獨特的結構邏輯表現,使之產生了沒有明確屏障可供自由劃分的大空間,完美詮釋了密斯“少即是多”的建筑原理。
在今天,與西格拉姆大廈很相似的建筑形態,在世界各地的公建建筑當中非常普遍。密斯講求技術精美的風格和那種“少即是多”的獨特主張以及對玻璃的巧妙使用,全然豐富了建筑藝術,而西格拉姆大廈也就成為了密斯最好的標志性建筑紀念碑,每當人們看到這座精致的大廈,就會想起這一位名叫密斯?凡?德?羅的優秀杰出的設計師。
這座仿佛凌空生起的摩天大樓無疑是紐約當時最精致的建筑之一,這種精致不全是來自樓里樓外充斥的雕花線腳,而是來它精致巧妙的結構構件、茶色玻璃和內部精簡的大空間。密斯的建筑中包括從室內裝飾構成到家具構件,都有精簡到不能再改動的程度。密斯巧妙應用精確簡約的建筑處理手法,要求其施工質量嚴格準確,講求當時建筑材料的高度精密,突出了現代工業生產能夠達到的新的美觀效果。
西格拉姆大廈內部里不少設施雖由密斯與他的徒弟菲利浦?約翰遜一手承辦。但大廈的設計風格全然體現了密斯?凡?德?羅一貫的主張,完美演繹著"少即是多"的建筑原理。與前輩利華大廈最大不同的是,這是第一個“有頭有尾”的玻璃摩天大廈,是密斯用三段式構圖在高層建筑中的靈活運用。講究的細部設計使得一貫不怎么被美國人民看好的玻璃摩天大樓能夠顯得如此的得體優雅,這正是得益于了密斯在新古典主義風格上的造詣,而正是因為如此,才使得玻璃摩天大樓在美國人心中的地位得到大幅度的提升,從此各式各樣的類似的建筑如雨后春筍般在美國開始興建起來。
“少就是多”,他1928年發表的言集中深刻反映了他的創作特色和建筑觀點。“少”是針對當時仍很流行的繁瑣承重的古典裝飾手法里提出的,因為這種手法嚴重阻礙了建筑工業化的快速發展;“多”是袒露了在大工業的生產狀況下有可能創造出來的建筑上簡約明確的理想效果。 密斯曾說“建筑物的用途是經常變化的,但因此而把它推倒重來就劃不來。”
密斯設計建造的紐約西格拉姆大廈顯示出這種獨特效果:包銅皮的精細骨架和大片琥珀色玻璃幕墻映照出周圍建筑和天空的城市美景,簡約明快而不失高雅,他的這些獨創的特色手法,在五十至六十年代曾廣泛流行,被稱作“密斯風格”。
參考文獻
[1]埃茲拉?斯托勒《西格拉姆大廈設計》 中國建筑工業出版社 2001.10.1