房子也可以在工厂里造?中国每年至少能生产7000套

subtitle 了不起的中国制造08-09 06:44 跟贴 3171 条
在中国,一套165平米双层装配式独栋住宅,其房屋完成内外精装修的工厂生产时间仅为3个月,你可以选择一个预制的完整厨房、完整卫生间、完整的客厅和卧室,然后仅需花费很短的时间就可以在现场装配出来。

出品| 网易新闻

作者| 须臾千秋,清华大学土木工程博士

长久以来,建筑施工在大家的眼中一直是一项劳动力密集型产业。

一套标准的混凝土建筑,需要从打地基开始,靠人力绑扎钢筋笼,支设模板,再在其中浇筑混凝土,进行长时间的养护,随后拆模、进行水电安装、室内外装修……这一系列工序不仅消耗大量的劳动力,而且对工人的技能要求很高,一套住宅修建下来需要花费大量的时间。

要是砌体结构建筑,由于砖瓦要一块一块垒上去,建造过程甚至还要更慢。

然而如今,一套104平米的标准住宅,从平地开始只需10天,就完成了全部这些工序,让住户可以直接拎包入住了。这到底是怎样的革命性进步啊?

原来,这就是装配式住宅。

打开网易新闻 查看更多精彩图片

(一)兴起于苏联,装配式住宅其实早已“烂大街”

其实从概念上讲,装配式住宅早就不是什么新鲜事物了。

早在上世纪50年代,苏联进入高速的国民经济发展时期,城镇人口快速增加,为了让进城务工的百姓迅速住上有水有电、能满足基本生存需求的住宅,当时的苏联工程师们设计了一种适宜量产的住宅。由于正值赫鲁晓夫执政时期,这种建筑也被称为“赫鲁晓夫楼”。

它通常为五层住宅,由几个完全相同的单元相互连接,户型极为单一。它由预先在工厂中生产的混凝土预制板建成,这些尺寸、材料、生产工艺完全一致的混凝土预制板在工厂中统一进行配筋、建筑和养护,既能提高构件的质量均一性,又能降低生产成本,提高生产效率。在钢筋混凝土产量不足时,这些预制构件甚至还可以用木头代替。

在施工现场,这些预制板顶端伸出的预留钢筋通常会和房屋的既有构件勾连在一起,再用混凝土对这些预制构件与立柱和连梁进行整体浇筑。但更多的时候,为了赶工期或者施工方便,干脆直接将预制板搭在梁上,这极大降低了建筑的抗震性能。

除此之外,建筑所用的防水、保温材料也十分简易,基本上是有什么用什么。这使得这种原始的装配式建筑质量很差,安全、防水、防火能力以及建筑寿命都很堪忧,只能满足基本的居住需求而已。

后来,这种建筑传入中国,成为了大名鼎鼎的“筒子楼”。它解决了中国工业落后时期严重的住房不足问题,但同时也造成了许多问题。汶川大地震中,许多房屋的倒塌正是由预制板没有与建筑紧密结合导致的。

(鼎鼎大名的“赫鲁晓夫楼”)

如此看来,装配式住宅早该被淘汰了才对,为什么如今又火热起来了呢?原来,随着建筑科技的进步,装配式住宅早已今非昔比。

(二)如今的装配式住宅,抗震抗裂还能多功能集成

如今的建筑材料,强度和各项性能可以比50年前轻松地翻上两番。

例如中国公司开发的用于装配式住宅的PK预应力混凝土叠合板,厚度仅3厘米,自重1.1千牛/平方米,是目前国际上最薄、最轻的叠合板,且用钢量最省,但同时承载能力可达15千牛/平方米,抗裂性能好,新老混凝土结合好。在侧孔中横穿钢筋后可形成双向板,避免了传统叠合板只能做单向板的弊病,同时价格比传统的桁架叠合板还要低50%。

此外,建筑材料还可以进行集成化,同一个建筑构件可以承担多个功能。通过材料的综合性能设计,新型外墙板可以综合保温、防水、隔声、外饰于一体,将原来的四层材料变成同一个构件,将装配难度直线降低为零;甚至结构构件本身也可以兼具装饰功能,比如“混凝土预制花墙”。

(PK预应力混凝土叠合板)

过去的筒子楼,事实上只是对结构构件在预制构件厂进行预生产,之后运到工程现场来进行组装,现如今的装配式住宅则借助现代信息和管理技术,采用普遍的集成化模式,进行整体的集约化设计、集中采购、集中施工,极大地节约了成本。

对于比结构更加复杂的内部装修,也可以进行构件拆分、工艺预留、成本优化、精细集成等专项深化设计。实际上,就是将预制件的应用扩大化,甚至实现了整个房间的预制化。

你可以选择一个预制的完整厨房、完整卫生间、完整的客厅和卧室,所有这些都是事先预制的,仅需花费很短的时间就可以在现场装配出来。

(工业化集成内装)

不仅仅是建筑与结构,装配式建筑的水电暖通与消防系统也可以在工厂车间内完成,然后整体运输至工程现场,并以整体吊装的方式,按不同用途和功能快速组装成各种风格的建筑。

由于大规模工业化的采购、生产以及高度模块化的安装流程,整个过程可以实施得极为迅速。

在中国,一套165平米双层装配式独栋住宅,其房屋完成内外精装修的工厂生产时间仅为3个月,在打包运输至现场之后,组装时间仅需一周即可完成。在安全性上,不同于质量堪忧的筒子楼,这种装配式住宅的抗震能力最高可达9.7级,建筑寿命达50年以上。

(三)信息化设计将装配式住宅带入高端领域

如果装配式住宅只能应用于简单的独栋住宅中,那意味着这种技术的应用十分受限,推广难度也很大。尤其是对于中国,由于人口密度高,绝大多数的城镇居民都居住在多层甚至高层住宅中。

那么,装配式房屋的技术能否应用于多层住宅呢?当然可以。

(基于BIM技术装配式建筑全过程的模拟、验证及优化)

借助现今的BIM技术,建筑可以实现全建筑周期所有构件的安装管理。基于BIM技术装配式建筑数字化信息管理平台,在档案信息管理、施工参照管理、5D材料量联动模拟,图纸会审功能、协同工作日志方面都可以大大推进装配式建筑的设计与实施。

更加方便的是,借助BIM系统,事实上可以将多层建筑的模块化变成一个渐进的过程。也就是说,在技术上,哪一个部分实现了模块化,就可以将这部分模块整合到施工中来。包括预制外墙板,预制阳台,预制楼梯……一步步下来,“万物皆可预制”,最终实现整座房屋的预制化。

这样一来,不仅住宅可以实现预制化,包括学校、医院在内的公共建筑也可以在局部实现预制化。

(预制构件分布三维示意图)

(四)装配式住宅好在哪里?

作为一个劳动力密集型行业,建筑业向来要消耗大量的人力。因此,在劳动力价格极高的发达国家,建筑成本往往极其高昂。因此,这些国家的建设常常由于成本无法承担而趋于停滞。

尤其是对澳大利亚、新西兰这些人口稀少、建筑密度又低的国家,由于大多数住宅都是位于郊区的独栋住宅,光是将工人聚集在荒无人烟的建筑工地进行施工就极其困难。因此,人们想到直接向海外进口房屋。

中国的人口密度高,劳动力价格又相对较低,在建筑工程方面拥有全世界独一无二的丰富经验。因此,何不干脆将房子在中国生产出来,运到新西兰进行最终组装呢?

(新西兰的中国造装配式住宅)

的确,中国工厂的效率是任何国家难以企及的。对中国工厂而言,1000套住宅的订单可以在12个月内完成。据估计,到2019年中期,中国工厂每年可建造7000-8000套住房,完全满足新西兰全国的市场需求。

由于组装施工时间极短,对于交通不便的山地、边远地区以及劳动力密集度高的多层住宅和商业项目而言,装配式住宅可以比传统住宅节省30%的成本,且交付速度快2-3倍。由于生产的模块化,建筑构件的质量也有了保证。

实践表明,位于新西兰西海岸,由中国公司生产的装配式住宅房屋在经历了6年的风吹雨打后仍然保持完好,这相当于大幅节省了房屋在全寿命周期的维护成本。

结语

装配式建筑,具有发展节能环保新产业、提高建筑安全水平、推动化解过剩产能等一举多得之效,也是未来建筑发展的必然方向。预计到2020年底,整个浙江省新建多层和高层住宅将基本实现全装修,毛坯房将逐步退出历史舞台。装配式建筑正在将人的生活变得更加简单。

作为世界上认知度最高的标签,中国制造(Made in China)正寻求战略升级。「了不起的中国制造」专栏,力邀行业权威、资深玩家,呈现他们眼中的中国创新之路。

投稿请联系newsresearch_ntes@163.com,稿件一经刊用,将提供千字800元的稿酬。

--------------------

编辑| 史文慧

特别声明:本文为网易自媒体平台“网易号”作者上传并发布,仅代表该作者观点。网易仅提供信息发布平台。
打开网易新闻,阅读体验更佳
大家都在看