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改革開放以來，中國建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，帶動(dòng)了大量的關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)，成長為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一。但目前，我國建筑業(yè)仍屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，建造方式較為落后。隨著能源緊缺、勞動(dòng)力短缺等問題逐漸凸顯，傳統(tǒng)建筑業(yè)的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，裝配式建筑也進(jìn)入了發(fā)展的快車道。
過去中國也向國外發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，日本和新加坡兩國的裝配式建筑發(fā)展相對(duì)成熟，將日本和新加坡的技術(shù)移植到中國是否具有可行性？雖然同為亞洲國家，但中國、日本和新加坡（以下簡稱“中日新”）的裝配式技術(shù)體系及連接節(jié)點(diǎn)各不相同。本文從抗震設(shè)計(jì)、節(jié)能保溫、施工管理、建筑膠使用和國家政策等方面，淺談中日新裝配式建筑發(fā)展差異。
01.抗震設(shè)計(jì)
地震情況
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國家 |
地震情況 |
設(shè)計(jì)方法 |
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中國 |
少數(shù)地區(qū)地震頻發(fā)，一般震級(jí)較小 |
抗震設(shè)計(jì) |
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日本 |
多地震國家，震級(jí)較大 |
隔震、減震設(shè)計(jì) |
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新加坡 |
地震很少發(fā)生 |
基本不考慮地震作用 |
由于建筑抗震設(shè)計(jì)方法不同，使得中日新三國規(guī)范對(duì)建筑規(guī)則性要求不同，建筑立面風(fēng)格差異也較大。
在中日新三國裝配式建筑中，中國和新加坡裝配式剪力墻技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，主要應(yīng)用在住宅中；日本裝配式框架、裝配式剪力墻均有應(yīng)用，公建和住宅都有采用。
新加坡組屋裝配式剪力墻施工
中國剪力墻住宅裝配式施工
日本的裝配式框架施工
鋼筋連接形式
中日新三國裝配式建筑中，均有剪力墻住宅，預(yù)制豎向構(gòu)件連接，雖然均采用套筒灌漿技術(shù)，但由于抗震設(shè)計(jì)方法不同，在裝配式住宅實(shí)際應(yīng)用中也有較大差異。
日本裝配式剪力墻主要用在低多層建筑中，豎向鋼筋普遍采用灌漿套筒連接，連接鋼筋直徑大、數(shù)量少，不易變形，在裝配式框架結(jié)構(gòu)中，框架柱的連接鋼筋直徑大、數(shù)量多，框架梁水平鋼筋也有采用灌漿套筒連接。新加坡豎向鋼筋也采用灌漿套筒連接，與日本類似，連接鋼筋直徑大、數(shù)量少。中國的裝配式剪力墻豎向連接鋼筋也采用灌漿套筒，但直徑小、數(shù)量多，對(duì)于生產(chǎn)和施工工藝要求比較高。
由于中國的抗震設(shè)計(jì)和剪力墻住宅的結(jié)構(gòu)形式，裝配式“等同現(xiàn)澆”的原則要求節(jié)點(diǎn)構(gòu)造符合現(xiàn)澆混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范，導(dǎo)致豎向連接鋼筋較多，鋼筋容易偏位且對(duì)孔難度大，后澆節(jié)點(diǎn)部位鋼筋綁扎復(fù)雜。未來應(yīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)體系及連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，可研究安全度高、現(xiàn)場施工高效的新工藝工法。
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中國套筒灌漿 剪力墻施工 |
新加坡套筒灌漿 剪力墻施工 |
日本套筒灌漿 預(yù)制柱施工 |
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連接鋼筋 直徑小、數(shù)量多 |
連接鋼筋 直徑大、數(shù)量少 |
連接鋼筋 直徑大、數(shù)量多 |
02.節(jié)能保溫
新加坡全年高溫多雨，建筑節(jié)能主要采取隔熱的設(shè)計(jì)方法，建筑設(shè)計(jì)非常注重外遮陽設(shè)計(jì)，日本和中國華北地區(qū)緯度基本相同，節(jié)能設(shè)計(jì)均要求形成封閉空間，但日本建筑普遍采用內(nèi)保溫設(shè)計(jì)，而中國大部分建筑采用外保溫設(shè)計(jì)，僅在南方夏熱冬暖地區(qū)采用內(nèi)保溫設(shè)計(jì)。
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新加坡 預(yù)制外墻板遮陽板一體成型 |
新加坡 住宅陽臺(tái)、外遮陽實(shí)景 |
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日本內(nèi)保溫體系 |
中國外保溫體系 |
節(jié)能保溫形式對(duì)預(yù)制外墻的構(gòu)件選型影響較大，新加坡地區(qū)普遍采用單層預(yù)制墻板，遮陽板隨預(yù)制構(gòu)件整體預(yù)制；日本外圍護(hù)結(jié)構(gòu)大量采用ALC條板和預(yù)制混凝土外掛墻板，采用內(nèi)保溫，并結(jié)合SI管線分離技術(shù)，大大降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和施工難度；而中國根據(jù)南北差異不同，分區(qū)域地選用預(yù)制夾心保溫外墻板、預(yù)制單層墻板、內(nèi)澆外掛墻板等，外保溫給裝配式建造帶來一定的生產(chǎn)和施工難度，導(dǎo)致了中國比日本新加坡的預(yù)制構(gòu)件更加復(fù)雜。
03.施工管理
在項(xiàng)目施工管理模式方面，日本和新加坡都是以EPC總承包模式建造，總承包商負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過程，有利于項(xiàng)目統(tǒng)籌規(guī)劃和協(xié)同運(yùn)作，工作責(zé)任和界限更加清晰，能夠使設(shè)計(jì)、施工最大限度發(fā)揮價(jià)值，進(jìn)而有效提高項(xiàng)目建造質(zhì)量，避免出現(xiàn)多單位配合的脫節(jié)現(xiàn)象，同時(shí)降低項(xiàng)目總體建造成本。同時(shí)，日本的施工管理，將人員安排、作業(yè)面施工內(nèi)容、工序交接、機(jī)械設(shè)備安排等都做到精細(xì)化策劃，施工效率高、質(zhì)量優(yōu)。中國大多數(shù)項(xiàng)目仍采用逐層分包的管理模式，有設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工脫節(jié)現(xiàn)象存在。
裝配式建筑要求設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備一體化，技術(shù)、管理、市場一體化，中國近年來也提出加大力度推廣EPC總承包模式，目前仍處于探索階段，相關(guān)配套的管理制度尚未完善。未來隨著EPC模式的推廣，應(yīng)能降低裝配式建造成本、提高建造質(zhì)量。
04.建筑膠使用
日本和新加坡的裝配式建筑，廣泛地使用建筑密封膠，并將預(yù)制構(gòu)件拼縫外露，定時(shí)檢修維護(hù)，已被百姓接受。中國的裝配式建筑目前尚處于發(fā)展初期，建筑密封膠產(chǎn)品并未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)業(yè)工人匱乏，建筑密封膠施工質(zhì)量不佳，中國老百姓對(duì)建筑密封膠的接受度不高。甚至有些項(xiàng)目在建筑密封膠部位采取砂漿封堵的錯(cuò)誤做法，后期使用過程中有較多開裂。規(guī)范建筑密封膠產(chǎn)品質(zhì)量，提高施工水平對(duì)裝配式建筑發(fā)展也十分重要。
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中國建筑密封膠 施工質(zhì)量好的案例 |
中國建筑密封膠 施工質(zhì)量差的案例 |
正是由于建筑密封膠施工質(zhì)量不可控，中國的很多裝配式項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)建筑密封膠有所顧忌，很多項(xiàng)目前期方案，設(shè)計(jì)師放棄預(yù)制構(gòu)件拼縫外露，甚至將預(yù)制構(gòu)件之間的接縫打膠后表面再覆蓋砂漿，這種錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)方式，后期存在開裂風(fēng)險(xiǎn)。一方面設(shè)計(jì)人員要重視裝配式項(xiàng)目預(yù)制構(gòu)件間的拼縫設(shè)計(jì)，另一方面項(xiàng)目要嚴(yán)格控制密封膠產(chǎn)品質(zhì)量和現(xiàn)場施工質(zhì)量，從而使預(yù)制構(gòu)件拼縫外露也能實(shí)現(xiàn)完美的實(shí)施效果。
05.國家政策
日本在上世紀(jì)60年代末開始大力發(fā)展裝配式建筑，起初也是政府主導(dǎo)，在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、協(xié)會(huì)等方面給予大力支持，首先在集合住宅低矮房子中推廣預(yù)制剪力墻，由于人工成本逐步增加，企業(yè)自主研發(fā)能力增強(qiáng)，逐步將預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用到高層和超高層建筑中，降低整體建造成本。
20世紀(jì)80年代，新加坡建屋發(fā)展局（HDB）開始大力發(fā)展裝配式建筑，政策導(dǎo)向主要為了限制外國勞工數(shù)量，新加坡的組屋為政府投資，全部要求采用裝配式方式建造，經(jīng)過多年的發(fā)展，新加坡組屋已經(jīng)形成高度標(biāo)準(zhǔn)化的套型、戶型及施工工法。
中國裝配式建筑發(fā)展幾經(jīng)波折，2016年國務(wù)院再次提出大力發(fā)展裝配式建筑的要求，各地方政府也出臺(tái)了容積率獎(jiǎng)勵(lì)、提前預(yù)售、財(cái)政補(bǔ)貼等激勵(lì)政策，近兩年裝配式建筑發(fā)展規(guī)模跨越式發(fā)展，但與此同時(shí)，裝配式建筑也遇到了成本增量高、施工工期無優(yōu)勢、建造質(zhì)量有待提升、配套制度不完善等問題。
政策推動(dòng)不應(yīng)是裝配式發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力，切實(shí)提高效率、降低成本才是裝配式能夠發(fā)展的核心，國家政策、企業(yè)研究也都應(yīng)該以“兩提兩減”為目的，才能使中國的裝配式建筑健康發(fā)展。設(shè)計(jì)生產(chǎn)施工企業(yè)應(yīng)加大研究投入，創(chuàng)新實(shí)踐，突破現(xiàn)澆理論，從各方面提高裝配式建造質(zhì)量。
結(jié) 語
雖然日本、新加坡等發(fā)達(dá)國家有很多成熟的裝配式發(fā)展技術(shù)，近幾年中國也有引進(jìn)日本裝配式框架體系和德國雙面疊合剪力墻體系的項(xiàng)目案例，并未取得預(yù)期效果，照搬國外技術(shù)體系在中國不一定適用。我們應(yīng)當(dāng)借鑒發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)其先進(jìn)的發(fā)展理念和配套保障制度，結(jié)合中國設(shè)計(jì)習(xí)慣，探索符合中國國情的裝配式建筑發(fā)展道路。
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