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住进“乐高”
  新华网 ( 2018-08-30 11:15:49 ) 来源: 《环球》杂志
 

    “智能装配式建筑更多的工序在工厂完成,让建筑工人从工地进入工厂,不仅可以实现建筑过程的绿色无污染,而且百年以后,建筑材料和部件仍可回收利用。”

《环球》杂志记者/张海鑫

  用乐高搭建一座房屋,拼接上床和沙发,想象自己住进玩具世界里,相信这是不少人的童年梦想。如今,乐高模型变大了,我们变小了,童年幻想中的积木世界正在成为现实。

  2018年8月,一座太阳能小镇仅用20天时间便在山东德州拔地而起。建造过程中,整个施工工地既没有混凝土搅拌机的轰鸣声,也没有堆积如山的建筑材料。隔墙、楼梯、屋面就像是放大版的乐高块,它们在各地的工厂中预制而成,然后被运到工地上进行组装拼接,一座乐高式建筑就这样落成了。

智能模块化房屋

  8月5日,《环球》杂志记者来到位于山东德州的这座太阳能小镇。实际上,这个小镇是由来自8个国家和地区的40多所高校为参加“2018第二届中国国际太阳能十项全能竞赛”而建造的。而小镇建筑无一例外都采用了“搭积木”的方式完成,业内称之为装配式建筑。

  当记者进入该工地时,看到的是与传统建筑完全不同的施工现场。地面没有到处堆放的沙土、砖块、木方、模板、钢筋等建筑材料,没有脚手架与绿色防护网,也没有飞扬的尘土。取而代之的是已做好的柱、梁和框架结构成品,工人只要手握电钻,将它们用螺栓装配安装起来,房子就能拔地而起。

  不仅结构部分,有些房子甚至连水、暖、电、卫等设施安装和装修都已预制完成,一间房子由若干个矩形模块箱体组成。这种模块化房屋,施工现场只余下构件吊装、节点处理,接通管线就能使用。

  在清华大学的建筑WHAO House中,《环球》杂志记者见到了清华大学赛队的顾问导师朱宁。“WHAO House的4个大房间被拆分成了11个小的模块。考虑运输的要求,每个矩形模块的宽度不能超过3米,长度控制在4米以内。我们所在的这间卧室就是由两个矩形模块组成的。”朱宁说,“居住者可根据自身的生活习惯、经济实力、个性喜好进行不同模块的搭配。通过这种方式,我们实际上是将房屋建造由‘土木工程’降维到了‘工业产品’,可以更加灵活地应对场地环境以及多样的居住需求。”

  “WHAO House采用的是我们的集束智能装配体系中集束建筑系列的模块房屋,它是对建筑施工场景的重新定义。”河南天丰绿色装配集团总工程师郑天心介绍说,“传统房屋施工需要经过做基础、布管道、立结构、砌墙、抹灰等一系列复杂的工序。因此,在传统建筑工地,需要搭建脚手架和防护网,建筑工人在施工现场绑扎钢筋、装置模板、现浇楼板,不仅容易发生生产安全事故,还会产生大量的噪音和粉尘,污染环境。而智能装配式建筑更多的工序在工厂完成,让建筑工人从工地进入工厂,不仅可以实现建筑过程的绿色无污染,而且百年以后,建筑材料和部件仍可回收利用。”

  据测算,如果装配式建筑的每一个部件都严格按照统一标准在流水线上生产,材料损耗率只有不到3%,可减少建筑垃圾80%以上,节水60%,节约木材80%,减少能耗70%。

告别“拖泥带水”

  早在1962年,中国建筑学家梁思成便提出过建筑工业化的概念。他在《从拖泥带水到干净利索》中指出,“十九世纪中叶以后,在一些技术先进的国家里生产已逐步走上机械化生产的道路。唯独房屋的建造,却还是基本上以手工业生产方式施工……这样设计,这样施工,自然就越来越难以适应不断发展的生产和生活的需要了。”他还提出了“设计标准化,构件预制工厂化,施工机械化”的装配化建筑设想。

  然而,几十年过去了,中国的建筑行业仍未告别“拖泥带水”。而美国、德国、日本等国家经过几十年的探索,其装配式建筑已经发展到相对成熟的阶段。德国是世界上住宅装配化发展最快的国家,住宅预制装配式构件比例达到94.5%。前瞻产业研究院研究数据显示,从代表性国家和地区的全球份额占比情况看,2016年,美国、欧洲、新加坡和日本几个区域市场份额就占全球市场的60.41%。

  在全球较有影响力的建筑中,悉尼歌剧院、纽约大都会人寿大厦、阿联酋阿布扎比大剧院、沙特阿拉伯吉达港防波堤灯塔、墨尔本南十字火车站办公楼、新加坡达士岭组屋、克罗地亚克尔克体育馆、荷兰海牙市政厅办公大楼等建筑,均采用了装配式建筑手法。

  装配式建筑的性能和安全性已在很多国家得到验证,但在中国市场上推广还面临不小的阻碍。“由于构件生产市场尚未达到规模,目前装配式建筑的建造成本要比传统建筑高出300~500元/平方米,这是其推进较为缓慢的重要原因。”李旭禄说,“不过未来随着人工成本的不断上升,以及人们对建筑品质要求的上升,成本劣势将逐渐消弭。同时,装配式建筑的技术规范标准体系也有待完善,当前各个预制件厂生产的产品标准不一,兼容性不够,还有一些预制件厂家为了独占市场,生产的产品也带有一定的独特性。”

  此外,朱宁认为,智能装配式建筑是对整个传统建筑行业的重构,对设计、施工工艺、施工管理等各个环节都提出了新的要求,人才缺口巨大。“比如,由于所有部件都要提前预制,这就需要设计单位在前期就要考虑到所有的建造细节,管线、门窗、内装的承重需求等等,一个模子做错了,几百个单位都可能要废弃。”

  在解决装配式建筑推广难的问题上,制定统一的建筑标准体系是装配式建筑先进国家的通行方法之一。美国国会在1976年就通过了国家工业化住宅建造及安全法案,美国联邦政府住房和城市发展部(HUD)同年出台了配套的行业规范标准,1976年以后,美国所有的工业化住宅项目只有达到HUD标准,并拥有独立第三方检查机构出具的证明,才能出售。在瑞典,装配式建筑部件的标准化已逐步纳入国家工业标准,按照该标准生产建筑结构部件的生产商将获得政府资金支持。

  据悉,目前中国的装配式建筑标准体系也在不断完善中。2017年,《装配式混凝土建筑技术标准》《装配式钢结构建筑技术标准》等相继出台;2018年初,住房和城乡建设部批准《装配式建筑评价标准》为国家标准,自2018年2月1日起正式实施。此外,和装配式建筑有关的其他标准也正在编制或准备编制当中,比如复杂卷边冷弯型钢应用技术规程及技术要求等。业内人士预计,未来随着发达国家建筑领域逐渐饱和,中国有望成为全球智能装配式建筑的最大舞台。

来源:2018年8月22日出版的《环球》杂志 第17期

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