濟(jì)南市規(guī)劃設(shè)計研究院
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對話東南大學(xué)教授張宏：優(yōu)化應(yīng)用范圍，加快推進(jìn)裝配式鋼筋混凝土住宅產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展
來源：中國建設(shè)報 2020-06-13
作者：程小紅
張宏: 東南大學(xué)建筑學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，建筑技術(shù)與科學(xué)研究所所長
近幾年裝配式建筑風(fēng)頭正勁，業(yè)內(nèi)常說，2015年是中國裝配式建筑發(fā)展“元年”，2016至2018年是發(fā)展增速年，2019、2020年則是發(fā)展的風(fēng)口之年。據(jù)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心統(tǒng)計，2019年全國新開工裝配式建筑4.2億平方米，較2018年增長45%，其中新開工裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑2.7億平方米，占新開工裝配式建筑的比例為65.4%。
作為給人們提供美好生活空間的載體，裝配式鋼筋混凝土住宅也一直備受關(guān)注，但在效率、成本、用量等方面仍需進(jìn)一步探索。東南大學(xué)建筑學(xué)院教授張宏對此表示：“要想充分發(fā)揮裝配式鋼筋混凝土住宅的技術(shù)優(yōu)勢，最好將其限定在多層以下、寒冷地區(qū)、地震低烈度地區(qū)等一定范圍內(nèi)，并且探索、鼓勵和加快推動與現(xiàn)澆工業(yè)化建造技術(shù)的融合，逐步走向市場化推廣的路徑?！?/div>
Q：裝配式鋼筋混凝土住宅的優(yōu)勢有哪些？好住宅的顯著特征又有哪些？
A：不管是鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)還是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅，都是為了給人們提供美好生活的空間載體。工業(yè)化裝配式鋼筋混凝土住宅現(xiàn)階段可能有它的優(yōu)勢：在一定情況下和一定程度上能提高品質(zhì)、提高效率并減少能耗和人工。
至于好住宅，個人認(rèn)為應(yīng)該滿足以下六個評價標(biāo)準(zhǔn)：第一是安全健康，安全是指防災(zāi)減災(zāi)性能，健康指室內(nèi)外環(huán)境品質(zhì)和防疫性能；第二是綠色生態(tài)，住宅是量大面廣的一種建筑類型，我國前幾年65%~70%的建設(shè)是住宅，因此低碳節(jié)能性能和對環(huán)境的低影響開發(fā)很重要；第三是長壽命高耐久性，住宅的反復(fù)拆除和重建對資源能源的消耗巨大，住宅壽命越長耐久性越高，環(huán)保性能和生態(tài)性能就能越好，這是最大的節(jié)能減排；第四是藝術(shù)美觀，住宅要有藝術(shù)感、形式感，這是城鄉(xiāng)人文環(huán)境的組成部分；第五是物聯(lián)網(wǎng)和智慧化，指基于物聯(lián)網(wǎng)讓住宅里的更多應(yīng)用場景能夠?qū)崿F(xiàn)智慧化，且住宅數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)分析、應(yīng)用；第六是社會人文，任何住宅都要為人服務(wù)，為社會的發(fā)展服務(wù)，都需堅持以人為本。
Q：裝配式鋼筋混凝土住宅在設(shè)計和建造過程中需考慮和解決的問題是？
A：鋼筋混凝土是比較特殊的構(gòu)件材料，它有三個特點(diǎn)：第一，它由鋼筋和混凝土兩種材質(zhì)組合而成；第二，它的組合材質(zhì)性能有分工且互相配合，鋼筋受拉力，混凝土受壓力；第三，它是唯一一種由流體變成固體的構(gòu)件材料?；谶@三個特性，裝配式鋼筋混凝土住宅在設(shè)計和建造過程中至少有五個問題需要考慮和注意。
效率問題：鋼筋混凝土的鋼筋和混凝土分別受力，現(xiàn)澆工藝約束鋼筋在組裝時可以搭接構(gòu)造，精度要求相對較低；鋼筋混凝土一旦做成預(yù)制混凝土構(gòu)件（以下簡稱“PC構(gòu)件”），它的主受力材料鋼筋則需要進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)連接，精度要求在3毫米以內(nèi)，相當(dāng)于要求提高了一個數(shù)量級，使得安裝技術(shù)也需相應(yīng)地提高。同時PC構(gòu)件在運(yùn)輸過程中所造成鋼筋質(zhì)量受損等缺陷也可能被帶到施工現(xiàn)場，使得現(xiàn)場的裝配情況更加復(fù)雜和艱難。
成本問題：如果用裝配式鋼筋混凝土技術(shù)建造高層，降低成本則很難。鋼筋的連接精度提高一個數(shù)量級后，所有的工程管理程序、工程管理裝備、對人員的要求等都會極大提高，僅這一點(diǎn)，它的成本就很難降低。在裝備和人員等方面，雖然工人素質(zhì)可以通過培訓(xùn)進(jìn)行改善，但在我國目前還沒有建筑產(chǎn)業(yè)工人和高效的住宅產(chǎn)業(yè)分工配套的情況下，再加上一些其他因素，成本問題就比較難以綜合解決。
安全問題：鋼筋混凝土是唯一一種由流體變成固體的構(gòu)件，當(dāng)用現(xiàn)澆工法將其做成梁柱板墻空間構(gòu)件時，其成型后是一個整體。PC構(gòu)件則要將整體分割成多塊，再通過點(diǎn)對點(diǎn)連接和二次灌漿的方式組合成一個整體，其強(qiáng)度原理上、理論上比現(xiàn)澆要弱。在面對住宅有各種防災(zāi)抗震要求，特別是高層住宅，工程上如何保證住宅結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度在技術(shù)上是做了一件很難的事。
用量問題：從環(huán)保和健康角度出發(fā)，不僅是住宅，城鄉(xiāng)建設(shè)各領(lǐng)域都應(yīng)該逐漸減少鋼筋混凝土用量。鋼筋混凝土的重要膠凝劑是水泥，而水泥產(chǎn)業(yè)是高污染產(chǎn)業(yè)，同時組成混凝土的材料包括黃沙、石子等，也均是高排放、高污染、高資源破壞材料，因此要逐步限制和約束鋼筋混凝土的用量。
改造利用問題：建筑的壽命和耐久性取決于材料本身的耐久性、構(gòu)件的防災(zāi)性、空間的耐久性可變性。有些住宅可能幾十年后會變更為辦公場所、酒店公寓或其他功能，這就需要住宅有規(guī)整的大空間，要求其內(nèi)部空間有實用性、耐久性、可變性，能適合將來其他的功能。而裝配式鋼筋混凝土住宅則不太容易建造大空間住宅，尺寸過大的PC構(gòu)件會增加其運(yùn)輸和吊裝的難度，成本也會相應(yīng)提高，同時大構(gòu)件在安裝時要求底部有更強(qiáng)大的支撐，施工難度也會加大，因此PC構(gòu)件無法做大是其缺陷，這使得空間做不大的住宅后期改造再利用就變得困難。
Q：如何才能揚(yáng)長避短，最大程度發(fā)揮好裝配式鋼筋混凝土住宅的優(yōu)勢？
A：這一輪裝配式建筑發(fā)展對建筑工業(yè)化起到了很重要的正面推動作用。但將裝配式鋼筋混凝土應(yīng)用在住宅層面，還需將其優(yōu)化約束在一個范圍里。一是多層以下，高層超高層住宅梁柱受力構(gòu)件用PC構(gòu)件建造不適合，成本高、技術(shù)難；二是寒冷地區(qū)，因為鋼筋混凝土的現(xiàn)澆需要一定溫度才能保證質(zhì)量和安全，在超低溫地區(qū)，鋼筋混凝土現(xiàn)澆很難實現(xiàn)且質(zhì)量無法保證；三是地震低烈度地區(qū)。在這三個范圍內(nèi)加大建設(shè)裝配式鋼筋混凝土住宅，可最大化發(fā)揮裝配式鋼筋混凝土住宅和鋼筋混凝土的技術(shù)優(yōu)勢。同時，在目前行業(yè)狀況下，優(yōu)化使用范圍和住宅類型，讓PC構(gòu)件及其建造技術(shù)發(fā)揮優(yōu)勢作用，可以避免硬做帶來一些工程缺陷問題。
Q：我國裝配式鋼筋混凝土住宅發(fā)展的最大困難在哪？是否有可能實現(xiàn)“彎道超車”？
A：國外大量裝配式住宅都是低層住宅，高層住宅數(shù)量比我國少很多，他們在裝配式住宅建設(shè)中存在的問題無法像我們這樣充分顯現(xiàn)。從這個背景來看，我們在技術(shù)上沒有太多困難，因為我國確實是建設(shè)強(qiáng)國、建設(shè)大國，只是讓市場接受難度較大。當(dāng)裝配式鋼筋混凝土住宅的品質(zhì)與現(xiàn)澆住宅品質(zhì)差別不大，而造價卻要高出每平米幾百元時，市場就很難接受。所以需要優(yōu)化和約束技術(shù)發(fā)展方向，加快推動整體裝配式鋼筋混凝土住宅的可持續(xù)發(fā)展。
至于彎道超車，當(dāng)然有可能實現(xiàn)，但需要較長時間。事實上，最好的居住模式是低層的庭院和園林式獨(dú)立住宅，它是能讓六個標(biāo)準(zhǔn)充分呈現(xiàn)出來的住宅類型。因此住宅類型選擇和優(yōu)化是在技術(shù)之上的內(nèi)容，它可以簡化和綜合優(yōu)化應(yīng)用技術(shù)，住什么樣的住宅類型決定能不能夠?qū)崿F(xiàn)超越。
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