一文看懂国内外PC建筑

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一文看懂国内外PC建筑

山东茂隆新材料 2023-06-10 2326


小编今天要和大家聊聊国内外的PC建筑,一起看看吧。

建筑工业化在发达国家早有起步,预制混凝土技术已广泛应用。我国在新中国成立后迅速发展了PC建筑技术,在工业和住宅建设方面取得了显著成就。然而,由于各种原因,这项技术在上世纪90年代后停滞不前,甚至倒退。随着人口红利消失和人们对建筑质量和性能的要求提高,建筑工业化成为房地产和建筑业转型升级的重要手段。本文综述了国内外PC建筑技术的发展水平并结合自身研究,提出了PC技术的发展与应用前景。

国内外PC建筑的发展水平

1、国内工业建筑(厂房)工业化的发展史

在上世纪五、六十年代,我国经济基础较为薄弱,钢筋水泥等建材缺乏情况十分严峻。为了解决工业厂房建设的问题,我们引进了装配式混凝土排架结构技术,从苏联获得了巨大帮助。到80年代,这项技术已经得到了广泛普及和成熟应用。排架厂房由预制柱、预制薄腹梁、预应力屋架、预应力大型屋面板、预制外墙板、预制吊车梁等构件组成,技术标准化和施工机械化程度都非常高。由于大量采用预应力技术,材料消耗量很低,技术经济性在世界上处于领先地位。

在20世纪90年代,中国的钢铁生产能力快速增长,钢铁供应充足,推动了钢结构技术的进步。因为钢结构建设速度快、回收价值高、经济效益好,逐渐代替了混凝土厂房,成为了单层厂房的主要选项。

随着经济的发展,大城市的工业用地日益紧缺,为了节约土地资源,工业用地所要求的容积率指标也随之提高。因此,多层工业厂房变得越来越普遍,而混凝土结构的多层轻工业厂房需求量也在不断增加。尽管目前大多数工程仍采用传统的现浇施工方法,但是可以看出,采用PC技术进行建设的市场潜力十分巨大。

2、我国民用建筑工业化的发展史

在80年代,我国的基本建设重心由生产向生活转变,装配式住宅技术开始兴起。以北京为例,超过2000万平方米的装配式大板房被建造在二环路以外、三环路以内地区。此外,还开始研究盒子式房屋,并制定了《装配式大板居住建筑》JGJ-91技术标准。

在90年代初,全国停止了分配福利房,城市住宅开始进行市场化和货币化改革,人们对户型和质量的要求越来越高。在计划经济的情况下,预制大板厂无法适应市场快速变化的需求。此外,当时的大板房在隔音、防水、保温隔热方面存在较大的缺陷,因此所有的大板厂在数年内全部关闭并改行。

由于经济水平和基础性材料的限制,装配式大板房在建筑性能方面存在显著不足,主要表现为夏天炎热,冬天寒冷,易渗漏,隔音效果差,使用和维护费用高,给居民带来很多不便,甚至对房屋的安全性引起疑虑,造成了不良影响。

对于北京装配式大板房的上下层预制墙板钢筋连接方式,简单而言,只需要焊接上层墙板钢筋和下层墙板的吊钩,以及在水平连接部位进行局部现浇连接,类似于砌体结构的构造柱。当时,大多数墙体保温材料是加气混凝土,导热系数较高。此外,密封防水做法通常采用沥青麻丝填缝,但容易老化。

自90年代以来,我国城市建筑需求大幅增长,同时其经营特点也发生了重大变化。一方面,建筑业开始向高层建筑为主的方向发展;另一方面,商品混凝土的生产、配送、泵送技术日益成熟,建筑业也进行了“管理和劳务相分离”的经营模式改革。这些改革导致有经验的建筑技术工人下岗,大量农村廉价劳动力涌入建筑市场。房地产业和建筑业的经营也趋向金融化,形成了“重资本、轻资产”的经营格局。同时,“以包代管”的现象也相当普遍。然而,由于预制建筑行业需要进行固定资产投资,这使它不再受到建筑业的青睐。因此,预制构件行业在过去20年间几乎形成了历史性的断档,人才和技术也逐渐流失。

3、国外PC建筑技术的典型特征

(1)芬兰全装配式建筑技术

由于所处地区极寒,只有采用全装配式结构体系才能提高建设速度。因此,预制垂直构件和水平构件被广泛应用,减少了现场湿作业的工作量,装配式建筑技术也因此得到了广泛普及。这种技术可以在中国低地震防御强度地区使用。

(2)法国世构体系——预制预应力框架结构

采用预应力技术的世构体系框架结构,可节省公建项目(如学校、医院、商场等)中梁柱的钢筋混凝土用量,并且经济效益较好。

(3)美国PC建筑技术特点

预制预应力双T板是由林同炎大师发明的, 在美国PCI协会的推动下,双T板、预制预应力空心板以及预制夹心保温外墙技术广受欢迎。这些构件都具有很大的尺寸,因此具有低生产成本、高安装效率和良好的总体经济性。

(4)加拿大预制多层剪力墙技术

在加拿大,多层和高层住宅采用装配式剪力墙和预应力空心板技术体系建造,无需使用脚手架和模板,施工现场干净整洁、快捷高效且经济性良好。

欧美发达国家的劳动成本较高,为了提高建筑的经济性,需充分利用工厂预制生产价格低、现场施工效率高的优势。在各国主流的PC技术中,差异较大,技术应用方法也不同,因此一般需要根据项目特点选择适合的技术。

(5)日本PCa技术

日本由于地震设防烈度高,剪力墙难以计算分析,所以装配式建筑一般以PC框架为主。PC框架结构施工安装难度很大、技术质量要求很高,因此对对构件的精度要求非常高,需要很高的工人素质和专业化程度才能做好。

(6)新加坡装配式组屋建设技术

根据新加坡政府的"居民拥有自己的住房计划",80%的全国住房由政府开发的组屋建造,采用PC构件建设,设计标准高、技术成熟、市场可控,在20年内解决了人民的住房需求,曾被香港政府作为学习的榜样。

(7)香港(澳门)及台湾PC建筑技术

在香港和澳门,住宅形态与国内城市相似,主要以剪力墙结构为基础,内浇外挂工法源于新加坡。在英国法规的管理下,技术和质量水平已逐渐赶超新加坡。自1997年香港回归以来,所有的公屋和居屋(相当于廉租房和经适房)全部采用PC构件装配施工,已经基本解决了居民的基本需求。而在台湾,住宅形态和技术主要以装配式框架结构为主,与日本非常相似。

(8)国内建筑业的普遍状况

我国建筑业主要特征是:人海战术(以手工为主作业为主)、质量粗劣(质量通病百出)、材料浪费(建材垃圾量偏高)、速度缓慢(先施工主体,售楼后施工围护结构)、事故频发、环境污染(三废污染和噪音扰民严重),建筑全产业链消耗了全社会40%的能源,从90年代开始建筑业被 "农民化" ,是全国科技贡献率最低的行业,在人口红利消失后,还将面临劳动力不足的尴尬局面。

国内正处于城镇化和房地产发展的高速时期,城镇建设量居世界第一,是全球建设量的45%以上,需要消耗大量的物资和人力,同时我国建筑寿命不高、建筑能耗居高不下,建筑垃圾的消纳造成了大量的土地浪费,是消耗能源和资源最多的行业,粗放的发展方式难以持续,已经面临国际社会的强大压力,必须转型升级。

按照十八大提出的"生态文明建设"要求,建筑业必须走节约资源能源、减少环境污染的工业化发展道路,结合国外经验,其中预制装配式混凝土建筑(PC建筑)是重要的手段之一,面对停滞了20多年的PC产业,应该怎样转型、怎样发展、如何推进?

新形势下如何发展PC建筑?

1、发展原则和方向

(1)提高钢结构和PC建筑的工业化比重,以降低我国工业与民用建筑大量采用现浇混凝土结构的情况,同时提升生产施工效率和质量,展现出巨大的发展潜力。

(2)从建筑的整个生命周期考虑,要实施"四节一环保"技术。我国已成为世界上钢铁和水泥的最大生产和消耗国,因此(3)产生的碳排放量受到国际社会的压力。为了减少能源消耗和减轻环境污染,必须不断提高建筑的质量和性能。

根据"降低人力成本、提高效率"的准则,加强工业化进程。全国建筑业从业人数超过6000万,其劳动力占比仅次于服务业。随着人口红利的消失,建筑和房地产业必需转型升级。工信部致力于推广"机器替代人"现象。尽管建筑房地产业行动缓慢,但少数企业如万科集团积极按照"两提两减"(提高质量、提高效率、减少人工、减少污染)原则转型升级。

2、破题方法

(1)重点推广装配式建筑。在广泛应用于工业和民用建筑(包括住宅、办公楼、酒店和工厂等)的基础上,逐步提高预制装配式混凝土和钢结构建筑的比例。

(2)转变生产方式,将传统的现场作业尽可能迁移至工厂,通过标准化的作业条件和程序控制产品质量,逐步实现工厂化生产、机械化建设和信息化管理,这需要依赖标准化设计的支持。

3、工业化的结果

(1)引导社会企业投资实业,真正发展生产力,提高运行效率和增强核心竞争力,同时以科技进步创造绿色GDP,从而使企业方面获得更多的效益并吸引更多人才和技术。

(2)个人方面的收益包括:熟练掌握产业技能,事业和家庭稳定,实现个人价值。

(3)社会效益包括资源节约、质量提升、进度加快、污染减少、成本降低等方面,有助于维护社会和谐稳定。

4、建筑工业化发展路线图

(1)学习吸取并融合创新。根据前文所述,各国的PC建筑技术和应用方法各有千秋,存在较大差异,因此不能简单地照搬照抄。我们应该因地制宜、因项目而异、取其精华、舍其糟粕,吸收消化后进行再创新,走符合中国国情的建筑工业化之路。

(2)坚持实用而不华丽的设计原则,注重解决通用技术问题,考虑到大多数人的需求,采取循序渐进的方法。根据我国建筑特点,采用标准化、系列化和通用化的组合手段,解决大多数建筑的生产和安装技术,将不同的结构体系应用于不同的建筑用途,特别关注住宅楼、写字楼、轻工业厂房和新农村建设的技术标准和产业配套问题。这一思想可以参考梁思成1962年9月9日在人民日报上发表的文章《建筑工业化——从拖泥带水到干净利落》。

(3)紧紧抓住培养人才、掌握先进技术的机会。建筑工业化的特色在于工厂化生产、机械化、自动化,现场施工则采用装配化方式。传统的技术、管理和操作人员难以适应这样的变革,必须转变思维和观念,调整管理方式以适应工业化的需求。

今天的内容到这里就结束了,感谢大家的阅读和观看,希望对您有所帮助。如果有任何问题,请随时联系我们的工作人员,我们将全力以赴为您提供服务,期待未来能有更多合作的机会。



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