建筑工业化发展中的设计要点浅析
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建筑工业化发展中的设计要点浅析
新型建筑工业化就是指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的生产方式,来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。
新型建筑工业化的基本内容是采用先进、适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少手工劳动作业;发展建筑构配件、制品、设备生产并形成规模经营,为建筑市场提供各类通用建筑构配件和制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准,合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准等;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,建设节能环保的现代化建筑。
一、建筑工业化的发展历史
建筑工业化在国外的发展历程,主要经历三个阶段。
第一阶段是在20世纪50年代末开始新型建筑工业化,注重数量和效率。
表现为二战结束以后,在巨大的社会需求下建造了大量的建筑。
进入20世纪80年代以来,人们要求的不再是建筑的面积或规模,而是多样性。
“标准化”开始向“多样化”转变,这就是第二阶段。
现在已经进入了第三阶段,重点转向节能、降低物耗、降低对环境的压力以及资源循环利用的可持续发展阶段。
我国建设部于改革开放初期颁布实施了行业标准JGJ1-79装配式大板居住建筑结构设计和施工暂行规定,后来修订为《装配式大板居住建筑设计和施工规程》。
但由于种种原因,我国新型建筑工业化的步伐曾一度停滞。
二、新型建筑工业化发展的设计要点
1、建筑图纸的绘制。
新型建筑工业化的图纸绘制是根据建筑构建的类型、规格、质量材料等,将其中建造量最大、使用面积广、共性多、通用性强的建筑配件和零部件、设备装置经过综合研究编制而成的标准设计图。
图纸绘制分为两个阶段,第一阶段是初步设计阶段,它是在工程开始前针对工程的建设目的、施工方案、平面和结构要求等绘制的参考图纸;第二阶段是施工中为了修改和完善初步的施工设计,对出现的一些变动的再设计。
新型建筑工业化对建筑工程的效率、环保、成本和技术都有很高的要求,建筑图纸的准确绘制便可以在很大程度上满足新型建筑工业化的各项要求,将工程的各项资源得到最合理的配置,减少问题出现的几率,保证工程的质量。
2、建筑材料的采购。
建筑材料是整个项目工程进行的基础,它与建筑结构共同搭建起整个工程的框架。
现代建筑工程对材料的要求是高强度、轻质量和多功能,而这些材料正是新型建筑材的特点,所以加强新型建筑材料的研制开发,着重推广高性能、低能耗以及可再生的建筑材料是新型建筑工业化的要求,更是现代建筑工程的发展趋势。
3、建筑模数的利用。
建筑模数是指在建筑设计中,统一选定的协调建筑尺度的增值单位。
它是建筑物、建筑构配件、建筑制品以及相关设备尺寸相互协调的基础,所以每项建筑工程的启动,都必须进行相应模数的分析。
目前世界上统一采用的基本模数数值用M表示,也就是1M=1000mm,在它的基础上又分为扩大模数和分模数。
其中扩大模数的基数是3M、6M、12M等,我国一般采用3M为标准建筑模数,可以满足使用的要求,又能减少构配件规格类型。
建筑部件的构造都应该按照模数进行设计,这样就有利于生产企业生产出工程所需规格的生产预制构建。
4、建筑结构设计。
建筑结构设计就是设计人员对施工建筑的表达。
安全性是建筑工程首先需要保证的,在工业化建筑施工前就要对建筑结构体系进行深入的思考与核算。
常见的房屋建筑结构有砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、框架结构、剪力墙结构、钢结构等,每种结构各有自己的特点,但是这些传统的建筑类型,并不是我国现阶段发展新型建筑工业化的主要模式,新型建筑工业化设计需要的建筑结构体系主要有以下几种类型,分别是全预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构、全预制装配式框架结构和全预制装配式板柱结构体系等。
这些结构形式全采用工厂化的制作,产品质量有保证;外墙装饰面和外墙板同时预先制定减少了现场的装饰工作量,提高了建筑工程的进度;此外减少现场的作业量降低了粉尘和污染比较环保。
5、构造节点的安排。
新型建筑工程的开展会产生一些交接口,这些交接点就是问题经常出现的地方,所以在交接点材料的使用上必须慎重,既要保持其经济适用性更要保证其安全性。
通常在工业化的建筑工程中,各构造节点的施工设计是整个建筑工程的重中之重,任何节点出现问题可能导致影响整个工程项目。
而构造节点包括三个方面,分别是组件之间的连接点、预制构件和设备管线的组合、建筑构件与预制品的组合等方面。
对这些构造节点的设计要从整个工程的大结构下进行,能不设置这些节点就最好少设置,而节点的材料之间的类型和特点也要相适应,在使用这些节点材料的同时,更要注重对这些材料的研发。
三、新型建筑工业化设计发展的优势
新型建筑工业化设计发展的优势主要体现在以下几个方面。
1、设计的简化。
当新型建筑工业化实现时,建筑的構件也会标准化,结构设计不再需要对每一种荷载都设计一种截面,也不再需要画出很多的图纸,而只要选择合适型号的构件就可以了。
2、方便施工现场的管理。
新型建筑工业化要求的机械化程度很高,需要的人工就相对减少了。
更少的人员和更多的机械化使得现场更接近于工厂的形式,很大程度上方便了现场的管理。
3、施工效率的提高。
建筑的各部件几乎均在工厂预制完成,甚至装修也在工厂完成,现场只是完成吊装和拼接。
国外的经验表明,采用预制装配式建造方式与现场手工方式可节约30%的工期。
4、施工质量的提高。
工厂预制则是在稳定的工厂环境中,大规模机械化生产,使得各部件都有相似且可靠的质量,从而有利于结构整体的可靠性保证。
5、环境的影响减小。
大部分建筑部件都在工厂内预制完成,现场作业大大减少,其带来的噪音、粉尘等污染也得到很好的控制。
工厂的加工速度快,整个工期也较短。
6、节约成本。
据统计,与传统现场施工方式相比,新型建筑工业化方式每平米建筑面积的水耗降低64.75%,能耗降低37.15%,人工减少47.35%,垃圾减少58.89%,污水减少64.75%,对资源节约的贡献非常显著。
结束语
随着经济社会的发展,新型建筑工业化必将成为我国建筑工程未来的发展方向。
新型建筑工业化对于建筑工程质量的整体提升,具有十分重要的影响。
在新型建筑工业化发展中,设计师应改变传统的操作模式,抛开独立思维,将设计与研发相结合,从而促进我国建筑业的发展。
参考文献:
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[4]李宗明,王三智,曹保平.装配式住宅与住宅工业化.山西建筑,2011。