建筑工业化的缺点范文

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（华南理工大学建筑设计研究院，广州510000）

摘要院进入二十一世纪，“安全高效、绿色环保”越来越成为衡量建筑设计水平高低的重要指标，随着全国建设工作会议上“建筑产业现代化”的明确提出，新型建筑工业化以其迫切的需要和可持续发展的潜力重新走入国内建筑界的视野。在建筑产业化的革命中，预制装配这种建造方式重新进入到工程实践中，因此，针对这种新型建筑技术所对应的建筑作适应性的探讨，是文章关注的问题。

关键词 院可持续发展；建筑产业现代化；新型建筑工业化；预制装配式建筑；适应性

中图分类号院TU111.3 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2015）27-0078-05

0 引言

这是建筑产业现代化的时代，“安全高效、绿色环保”的目标已经成为全社会发展的共识，传统的混凝土全现浇结构无法适应时代的发展，不久的将来，必将被新型建筑工业化所取代。过去，由于材料技术水平的限制，人们对预制装配式建筑的质量和适应性存在疑虑和误解，但是，随着新材料新技术的运用以及管理水平的显著提高，我国现阶段的预制装配式建筑又重新迈出发展的步伐。因此，在这个历史性的机遇面前，笔者希望通过对新时期预制装配式建筑的特点总结及其适应性探究，为建筑产业化进程提供理论性的支持。

1 概念解析

建筑产业现代化，是以绿色发展为理念，技术进步为基础，信息技术和工业化深度融合为手段，运用先进适用的建造技术和科学的管理方法，对建筑全产业链更新、改造和升级，实现传统建造方式向现代工业化生产方式转变，从而全面提升建筑工程的质量、效率和效益。

新型建筑工业化是建筑产业现代化的基础和核心，它是指采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理的生产方式。新型建筑工业化并不只是装配化，而是现代科学技术和现代企业管理的融合叠加，即“新型建筑工业化（生产方式）=现代科学技术（生产力）+现代企业管理（生产关系）”。

预制装配式建筑，是指建筑的全部或部分构件在工厂进行预制，运输到施工现场，通过可靠的安装方法建造而成，具备一定使用功能的建筑物。发展预制装配式建筑是新型建筑工业化的重要环节。

2 国内外发展状况

17 世纪，英法等国家开始了建筑工业化道路的最初探索，20 世纪50 年代，二战客观上促进了欧洲国家建筑工业化的大力发展，积累了大量实践经验，并针对预制装配技术研制了成熟的行业规范和技术准则。美国在20 世纪初成立了预制混凝土协会（PCI），长期致力于装配式建筑规范和标准的制定，一直推动着建筑工业化的发展，取得长足的进步。日本的建筑工业化水平世界领先，在预制装配式住宅的建设上取得了空前的发展，它结合自己的实际建筑环境，将装配式建筑的理念成功引用至高层和超高层建筑的防震设计中，取得了卓越的成绩。

相比之下，国内建筑工业化水平比较落后，行业规范和技术标准还处于匮乏阶段。我国开展工业化建筑的探索时间并不晚，从20 世纪50 年代开始到80 年代，各种预制屋面板、空心楼板、屋面梁已经在住宅的建设中得到广泛应用（据不完全统计，到1985 年全国预制装配式建筑比例已占所有建筑量的35%），但是进入90 年代，我国在预制装配这个领域的研究和实践几乎为零，预制装配逐渐被全现浇结构所取代。直到21 世纪，现浇施工方式所造成的环境污染、噪声影响、资源浪费、施工危险等弊端逐步显露，中国建筑业界和相关部门才重新开始重视预制装配式建筑的发展。

3 新时期预制装配式建筑的特点

3.1 技术创新

预制装配式建筑的技术创新并不是单一技术的创新，而是集成建造技术的系统创新，它包含了主体结构的创新、装饰装修的创新和设施设备系统的创新，并综合体现在建筑设计、工程质量、工期控制、经济效益和环保节能等方面：

3.1.1 建筑设计方面

设计理念先进，兼容性强。建筑构件在工厂进行预制并运输到施工现场进行装配，可以最大程度实现钢结构、混凝土、新型材料的复合化施工，是一种符合现代建筑设计理念的生产方式。

结构体系灵活，可变性强。实现支撑结构和填充体系的彻底分离，保证支撑体的耐久性和填充体的可变性，有利于使用者在实际使用时进行改动和调整，一改以往建筑承重墙多、分隔死、开间小、空间无法灵活分割的缺点。

模数控制生产，工业化强。将建筑分离成支撑体系和填充体系，两种体系又各自拆分成不同部品构件进行标准化设计生产，这种方式有利于标准化的建筑空间和建筑立面的大规模重复性生产建造。

设施设备系统一体化设计。在设计过程中，水、空调、新风、暖气、电气等设备管道预设同步进行，从而减少设计缺陷和返工次数，极大提高设计效率，同时保证设备管道的质量控制水平更高，有利于房屋舒适度和洁净度的营造。

实例分析：中粮万科长阳半岛五裕地块项目，位于北京市长阳镇，地上部分采用预制混凝土装配整体式剪力墙结构，产业化楼建筑面积约9 万平方米。项目工业化预制率达到61%，外墙、内墙、阳台、叠合、挑板、防火隔墙、外挂板、楼梯、梯梁、女儿墙等十种构件都采用预制方式；建筑设计采用业内先进的设计理念，如24 小时新风负压系统、横向排烟系统等内装部品化集成技术、SI 内装分离与线管几成技术等；深化设计阶段更是采用三维手段协同设计，以确保准确快速落实设计方案，并最终保证此预制项目的实施质量。

3.1.2 工程质量方面

材料性能和构造水平提高，抗震性强。采用新型轻质材料，在隔声耐火、保温隔热、防腐防潮等方面具有优越的物理性能，同时由于构造水平提高和自重减轻，建筑的抗震性能也显著增强。

工业化生产建造，整体性强。预制手段机械生产的建筑构件，通过一体化的控制方式，在专业指导下使用可靠的连接方式进行安装，能够最大程度保证建筑整体性能。装饰效果优良。预制外墙板使用各种饰面进行预先处理，配合建筑设计预嵌瓷砖、石材、清水模等；预制内墙质量控制更加方便且外观优良，无需经过再粉刷的程序即可做装饰工程，从而保证了质量和效果。

3.1.3 生产效率方面

预制构件采用机械化方式进行生产加工，现场只须对构件节点进行浇注，这样的施工方式大大减少了现场工作量和施工难度，可同时进行交叉作业，遇到雨雪天气也可不用停工，节约工期，保证施工进度，节省投资，降低施工成本。

实例分析：位于北京回龙观019 地块的住宅及商业金融项目2 号楼，是北京住宅产业化基地的实验点。在全装配环节，每层楼的用工人数从42 人降低到28 人，综合测算节省了33%的用工量，其中混浆工这个工种已经完全不再需要，钢筋工的人数降低了53%，最终完成精装修的时间比运用传统工法的楼栋快了一个月。

3.1.4 经济效益方面

在西欧、北美和日本，预制装配的生产方式与传统建筑方法相比，可节约人工约25%-30%，降低造价约15%-20%。现在国内由于预制装配建筑仍处于摸索阶段，受生产技术、生产规模等因素的影响，预制率较低（仅为15%-20%），其建设成本仍略高于传统现浇建筑。但是，从住宅全生命周期角度来分析，装配式住宅由于其能耗、管理、维修成本的降低，能有效节省消费者后期费用支出。因此，综合来看，预制装配式建造方式在建筑经济性上拥有更广阔的发展潜力。

实例分析：万科集团在上海所开发的新里程项目、金色里程项目、四季花城项目、金色城市项目以及北京假日风景项目都采用了工业化生产的方式，根据这五个项目的成本估测数据，可得到建安成本和使用成本的工业化增长率。根据此工业化增长率对南京某一处传统住宅（103m2）进行工业化假设，将工业化住宅与传统住宅建造成本进行对比（详见附表1 和附表二）。传统住宅建安总成本为528390 元，使用费用50 年为306231 元；工业化住宅建安总成本为580302 元，使用费用50 年为254833 元。现阶段成本总和两者相近，但是未来工业化住宅经济效益还有非常大的提升空间。

3.1.5 环保节能方面

预制装配所产生的噪音、烟尘和垃圾远低于现场施工，对周围环境的影响降到最小。工业化的设计和施工节省了大量现场的模板和脚手架，减少了木材使用量，在降低造价的同时也保护了我国宝贵的森林资源。此外预制外墙和屋面板已经将保温隔水等防护层统一处理完毕，避免现场施工易破坏的情况发生，有效实现建筑使用阶段的节能。

实例分析：“小天城项目”位于长沙远大三路与远大城交汇处东北角，建筑面积18 万平方米，是全国第一幢以工厂化装配式方式建造的超高层钢结构可持续建筑。小天城的工厂化率超过90%，据项目工程测算，相比传统建造方式，节能80%，节水85%，节省混凝土60%，建筑垃圾甚至只有传统建造方式的1%。

3.2 管理创新

新型建筑工业化的目标是建立专业化、协作化的工程总承包队伍，在研发设计-构件生产-施工装配-运营管理等环节实行一体化的现代化的企业运营管理模式，从而可以整合优化整个产业链上的优质资源，使效率和效益最大化。（图1）

4 现阶段预制装配式建筑的适应性分析

综上所述，预制装配式建筑具有平立面规律性强、构件重复率高、多工种一体化施工可行性强、标准化快速生产、整体安全性能佳、综合效益高等突出特点，笔者根据预制装配生产方式在国内的现实应用情况，对其适应性建筑类型进行研究比对，总结如下：

4.1 住宅类建筑

从需求上分析：住宅是中国社会上需求量最大的建筑物类型，2010 年以来全国新建住宅年平均成交量维持在2.25 亿平方米水平，这需要一种快速、安全、可靠的生产方式来完成，以最大限度节约社会的劳动力成本和资源环境成本，运用预制装配技术可以实现这样的目标。

从实施条件上分析：建筑设计上，现代住宅趋向工业化的生产，住区楼栋标准化，户型单元模数化，公共交通核心模块化，内外墙部品构件工厂化，还要保证室内大开间和灵活分割的可能性；结构设计上，预制装配式框架、剪力墙结构体系和钢结构体系已经非常成熟，可以实现与现有结构的平稳衔接过渡；设备系统设计上，住宅内部设备管道单一重复，给水系统、排水系统、电气系统、通风系统和供暖系统等都可以使用部品生产和集成技术应用；这些都是住宅类建筑使用预制装配生产方式的有利条件。（图2）

4.2 车间厂房类建筑

从需求上分析：现今国内工业正处在快速发展的转型阶段，车间厂房类建筑应用广泛，需求量大，需要体现出工业建筑“快速施工，提高投资回报效率”的特点，很适合用预制装配的方式进行生产建造。从实施条件上分析：建筑设计上，车间厂房类建筑根据使用对象的不同，其跨度、进深和层高都有严格的等级和模数要求，其外立面风格简洁统一，无特殊性要求，非常适合进行模式化的预制部品生产；结构设计上，车间厂房主要采用排架结构体系和门式钢架体系等，其屋架梁、行车梁、天沟、屋面板均适合使用预制手段生产，在现场吊装就位后焊接将其连成整体结构便可快速安装，体现环保节能高效的现代化需求。（图3）

4.3 办公酒店类建筑

从需求上分析：现代酒店和办公楼是城市商务区中最常见的建筑类型，伴随信息时代的到来，智能化的建筑环境、人性化的建筑空间、可持续发展的建筑环境越来越成为社会一致的追求。因此，在这种建筑类型上运用新型工业化的生产方式，势必能极大促进现代城市商务区的规划和建设。

从实施条件上分析：建筑设计上，它以现代办公和居住功能为主，其房间开间、进深、层高需求以及外墙、门窗等部品尺寸都相对统一，而且这类建筑后期使用过程中房间大小或格局变动的可能性很大，使用工业化生产的预制装配轻质构件通过灵活的分隔方式可以轻松地实现；结构设计上，无论是普通框架结构或框架———核心筒结构，都属于预制装配施工方式的适用范围；设备系统设计上，预制装配技术在设计阶段就已预设完善设备管道，适合实现这类建筑中集成化的中央空调和新风循环系统。（图4）

4.4 医院类建筑

从需求上分析：现代医院作为延续生命、保护健康的重要场所,其整体医疗环境正日益受到人们的重视。医院需要洁净无污染的就医和治疗环境，预制装配建筑使用的各种新型材料有质量保证，可以确保建筑物安全无毒，对人体和环境无害，符合人类健康与环境再创造的综合利益。因此，在医院类建筑上应用预制装配技术，不仅有利于建筑微环境的营造，更有助于全社会节能环保事业的推进。

从实施条件上分析：建筑设计上，医院类建筑以诊室、病房、办公室等集中性的使用功能为主，尺寸固定，便于实现标准化控制；结构设计上，由于没有大跨度空间的特殊要求，普通预制结构体系便可基本满足使用需求；设备系统设计上，集成化的设备管道保证各系统的安全高效运行，有助于营造舒适的建筑内部环境。（图5）

4.5 学校类建筑

从需求上分析：学校是师生进行教学的重要场所，需要一个稳定、安全、舒适的建筑环境。装配整体式混凝土结构具有与现浇结构完全同等的整体性和安全性，同时由于建筑整体质量更轻，在抗震设防上处于更有利位置，现代化的管理方式也使它的质量监控也更加直观有效，因而适合运用在校园建筑上。

从实施条件上分析：学校类建筑结构简单，以普通课室、实验室、办公室、宿舍等使用功能为主，空间重复率高，立面构件统一，便于实现标准化的建筑设计。

近年来有一种特殊的学校类型吸引越来越多的社会关注，那就是在灾区或偏远地区建设的低成本学校。这类学校因客观原因的限制，只能用尽可能少的资金成本完成功能齐备、质量优良的建筑，同时还必须应对后期随时可能出现的功能置换甚至是异地重建状况。使用工业化预制装配技术进行建设，既能节约时间和成本完成设计施工，又能保证房屋质量，更能轻松解决使用功能变化或建造场地变化带来的问题，一举三得。以香港中文大学朱竞翔教授为代表的建筑师已经在这个领域取得了喜人的成绩，他的“轻质建筑”实践便属于新型建筑工业化的一种尝试。（图6）

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关键词：建筑幕墙单元式幕墙特点横锁式

中图分类号：O571文献标识码： A

一、横锁式单元式幕墙的特点

随着我国建筑行业迅速的发展，高层和超高层建筑物的不断增多，单元式幕墙作为高档的建筑护系统，被得到广泛的应用。单元式幕墙是建筑产品产业化的一种产物，它代表着建筑幕墙的未来发展方向，它是在工厂中制成的独立的单元板块，它安装速度快，施工周期短，特别适用于现代化高层和超高层建筑。

1. 单元式幕墙的单元件高度为楼层高度，宽度一般为1.0米至1.5米左右。单元件传力简捷，可直接挂在楼层预埋件上，安装方便

2．所有单元组件在工厂内加工完毕，加工精度高，单元组件精度高，促进了建筑工业化程度。

3. 单元件在加工厂内整件组装，易于在工厂内进行检查，有利于保证多元化整体质量，保证了幕墙的工程质量。

4．采用插入式结构，在对插处形成对插竖框或对插横框，实现定位安装，板块安装精度高，幕墙表面平整度高，内外视效果好。

5．单元式幕墙从楼层下方向上方安装能够和土建配合同步施工，方便快捷，安装速度快，施工周期短，适合现代化建筑的需要。

6. 单元式幕墙所有工程均可在楼层内完成，在安装期间可以省出高大的脚手架和吊篮。

7．利用等压腔原理，实现结构防水，采用多道密封，使气密性、水密性更加可靠。

8. 幕墙单元件安装联接接口构造设计能吸收层间变位及单元变形，通常可承受较大幅度建筑物移动，对高层建筑和钢结构类型建筑特别有利

9．采用干法施工，避免了使用传统打胶方法而吸附灰尘污染幕墙表面的缺点，保证了幕墙表面长期保持洁净。

10. 单元式幕墙设计达到双层密封系统

11．利用特殊的排水结构及连接方式，使水密性和抗变形性更加可靠安全。幕墙具有呼吸功能，可保持幕墙内部干燥。

12. 单元式幕墙墙体预埋件位置及安装需较高的精确度。

13．具有自清洗功能。本系统采用结构防水原理，对插接处以密封胶条代替现场打硅酮密封胶，因而改变了接缝处的吸附灰尘的状况。采用合理的排水渠道设计，使幕墙内的水通过横框和竖框的排水孔向下排出，不会在玻璃表面存留污垢。

14．单元式幕墙，其玻璃板块应可单独拆卸，破损后维修更换方便。

15．连接结构为螺栓连接，三维调整范围大（＞±25mm），因而该系统有很强的变位吸收能力。抗震能力强，可有效地吸收层间变位和温度变形。同时，使得该系统能更好适应土建偏差较大的情况。

16．密封胶条采用三元乙丙胶条，具有很高的耐高、低温性能和耐老化性能，从而保证了幕墙整体具有很长的使用寿命。

17．单元式幕墙要求高技术的成分多，铝型材的形状也较复杂，用铝型材量较多，造价上比框架式幕墙高。

18.运输成本高，易于破损。

19.无论是现场工地还是工厂加工车间都需较大的占地空间，用于构件的摆放。

20.实现复杂造型的功能有一定局限。

21.施工组织较复杂。

二.横锁式单元式幕墙接缝处理特点

按单元组件接缝处的处理方法可分为：横滑式和横锁式两种，下面主要阐述横锁式接缝处理方法的特点。

横锁式单元式幕墙在四个单元板块交接位置采用多功能插芯实现封口板功能，同时多功能插芯还有上下板块间导向、定位、排水的功能。由于设置了多功能单元插芯，横锁式单元式幕墙的气密、水密性能效果更好。

在主体结构受到外部荷载或作用发生变形时，横锁单元板块呈现有序的变形，变形后板块会在插芯的作用下很好的恢复变形，有利于保证幕墙整体的气密、水密性能。

三.结语

总之，单元幕墙的应用量越来越大，它作为建筑物的高级护体系，其结构设计非常关键。良好的结构设计对幕墙的安全性、功能性和经济性有着至关重要的影响。

参考文献：

[1] JGJ102-2003．玻璃幕墙工程技术规范．中国建筑工业出版社，2003．

[2] GB/T 21086-2007.建筑幕墙.中国标准出版社，2007.

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【关键词】建筑信息模型;预制装配;住宅产业化

随着我国科学技术的不断发展，建筑信息技术也取得了一定的成绩，建筑信息模型作为建筑中的一种革命性技术，具有分析、计算、模拟以及统计等功能，可以提高工作效率，降低企业成本，同时还可以实现保护环境的目的。住宅产业化是我国新兴的一个课题，主要目的是提高住宅建筑的质量，降低住宅建设成本，减少能源消耗，由此可以看出住宅产业化与建筑新型模型技术的目标是相近的，因此应加强建筑信息模型在住宅产业化中的应用，这也是我国相关工作者研究的主题。

1 PC住宅产业化

预制装配式建筑也可以有英文简称PC来代替，PC住宅产业化的含义是指通过工业化方式生产预制装配式住宅，从而促进住宅生产现代化，在生产PC住宅时，首先在工厂对PC住宅构件进行生产和加工，其次利用运输工具将加工好的PC住宅构件运送到施工现场，并在施工现场进行拼装，最后利用拼装好的PC住宅构件建设成完整的建筑，预制装配式建筑的特点主要体现在以下几点：（1）强度、品质以及耐久性好。由于PC住宅构件采用的是工业化生产方式，因此在生产工艺、质量管理等方面更加的标准化、精细化，因此可以保证住宅建筑的质量;而且由于需要高空作业的构件，如门窗、外饰面等，事先都已经安装完成，在一定程度上，降低了高空作业的危险，另外与现浇混凝土结构相比，预制混凝土住宅构件的耐久性、品质以及抗震性能也相对较好。（2）建造速度快。由于PC住宅构件已经制作完成，因此只需要进行现场拼装即可，而且还可以实现结构施工、内装修和外装修同时进行施工，改变了传统的施工工艺，因此大大提高了建造速度，据有关资料显示，与传统施工工艺相比，采用预制装配式建筑技术，建造速度可以提高30%-50%左右。

2 BIM技术在PC住宅产业化中的应用

2.1 BIM技术在PC住宅产业化中的优势

目前，我国许多建筑业都在使用BIM软件，它主要来源于制造业的生命周期管理理论，其英文简称为PDM，最早的制造业，如航空、机械以及造船等都采用了PDM软件，其主要管理的是单个“零件”，而预制装配式建筑将柱、梁、板等构件作为“零件”进行生产，因此PC住宅产业化和制造业的生产方式非常相近，而且采用BIM软件对住宅产业化能够产生重要作用。

工业住宅的外观较为简单，模块化特点较为显著，因此非常适合采用BIM技术，可以实现工业住宅的模块化设计，降低BIM建模工作的难度，另外BIM技术能够满足住宅产业化的实际需求，减少住宅设计过程中的错误，加强对项目建设成本的控制，提高对住宅产业化建设的管理水平，从而使住宅产业化得到进一步的发展。

2.2 BIM技术在PC住宅产业化的实际应用

BIM技术在贯穿于装配式住宅中的各个环节（图1），下面主要探讨了BIM技术在住宅设计、深化设计以及施工过程中的管理应用。

2.2.1 BIM在PC住宅设计、深化设计的应用

在住宅设计阶段，可采用BIM技术进行PC住宅设计，包括建筑设计、结构设计以设备设计等，BIM建筑模型具有计算、分析等功能，因此可以对建筑的日照性能、能耗性能以及结构性进行分析，提高住宅建设的质量，降低能源消耗;在深化设计阶段，由于PC住宅的是在所有构件制作完成后，才将其运输到施工现场进行安装，因此这就要求住宅构件一定要精确，否则构件无法安装到位，影响施工质量，还会延长施工工期，增加企业的建造成本，但是这对于单靠工人筛选检查是非常困难的，因此可以通过BIM模型，消除在施工现场可能会发生的问题，并且加强建筑模型的碰撞检测，及时发现构件之间、构件的预埋钢筋之间存在冲突和问题，并根据检测结果，深化设计图纸，对存在问题的设计构件进行相应的调整。

2.2.2 BIM技术在工程建设管理中的应用

BIM技术在工程建设管理中具有很好的应用，利用BIM技术可以建立一个建筑管理集成平台，将参与到工程中的不同组织联系起来，如业主、设计方、施工方等，并及时的进行交流和沟通，共同做好建筑工程的管理工作，促进PC住宅产业化的发展。

建筑管理集成平台包括一个中心数据库和四大子系统：一个中心数据库为BIM模型中心数据库，主要用于存放BIM模型数据;四大子系统主要有PC构件深化设计子系统、生产阶段管理子系统、现场施工管理子系统以及工程远程监控子系统（如图2），其中深化设计系统主要用于数据的传输，生产管理阶段子系统主要用于读取构件的相关设计数据，并将PC构件的相关信息返回记录在中心数据中，现场施工管理系统主要用于掌握构件的生产情况，如进度、质量等，并在中心数据库中记录构件的安装情况，工程远程监控子系统可以实现PC工程建设进度的动态显示。

3 BIM技术在PC住宅产业化中的应用的进一步拓展

BI技术在PC住宅产业化中的应用还有很广阔的拓展空间，因此笔者认为还可以在以下几个方面进行拓展：

3.1 4D/5D仿真模拟

BIM模型可以根据现实中的建筑，建设一个虚拟建筑，因此工程现场出现的问题，可以在实验室内利用计算机进行分析和解决，4D主要优点在于增加了时间的维度，因此可以利用仿真模拟技术，对不同建筑施工方案优缺点进行检验和分析，并对其进行比较，最终选择出一个最优方案，5D主要优点在于增加成本的维度，可以通过BIM模型使工程预算和项目成本可视化、精细化，而且5D仿真模拟可以对多个成本方案进行分析和比较，了解各个成本方案之间的差别，从而选择最为科学合理的成本方案。

3.2 数字化制造

PC住宅的采用是工业化生产方式，因此利用BIM模型，一些住宅构件可以实现自动化和数字化制造，主要有以下几个方面：（1）模具设计自动化。利用BIM模型为模具设计提供三维几何数据，从而实现模具设计的自动化。（2）钢筋加工自动化。BIM模型中的钢筋加工相关数据，可以实现钢筋加工的自动化，同时也使得钢筋的用料更加的科学合理。（3）构件检测自动化。充分利用BIM模型中的尺寸数据可以实现预制构件检测的自动化。（4）现场自动定位放样。可以利用BIM模型中的空间信息，实现施工现场自动定位放样。

总结：

总之，BIM技术在PC住宅产业化中具有重要作用，因此我国的建筑企业应不断加强BIM技术的应用，充分利用BIM模型中的分析、模拟、计算以及统计等功能，提高建筑企业的施工质量，降低企业的成本，实现保护环境的目的，促进住宅产业的现代化，从而促进我国社会经济持续稳定的发展。

【参考文献】

[1]熊诚. BIM技术在PC住宅产业化中的应用[J]. 住宅产业，2012，06：17+19-20.

[2]龙玉峰，焦杨，丁宏. BIM技术在住宅建筑工业化中的应用[J]. 住宅产业，2012，09：79-82.

[3]夏海兵，辛佐先，熊诚，刘立慧. BIM技术在PC住宅全生命周期中的应用[J]. 施工技术，2013，S2：157-160.

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【关键词】革命 多元化 精准化 标准化 持续发展

1装配式建筑的定义和发展现状

1.1装配式建筑的定义

随着现代工业技术的快速发展，房屋建造也可以进行机器化生产，大批量的在工厂或工地制造，然后把预制好的房屋构件，运到施工现场进行装配组装而形成的建筑，这就是装配式建筑。装配式建筑进入了多元化的时代，这将是我国建筑、建材业在21世纪即将面临的一次大革命。

1.2装配式建筑的发展现状

装配式建筑最早起源于欧洲，目前为止，西欧和美国地区装配式建筑在混凝土结构中占的比例已达35%-40%，而在亚洲，日本预制装配式建筑的发展处于领先地位且装配式建筑在混凝土结构中所占的比例已高达50%之多。我国对装配式建筑的应用起于上世纪50年代，到20世纪80年代，预制装配式建筑在全国范围内兴盛起来， 90年代到21世纪初由于技术等原因陷入停滞状态，而最近十年，随着我国经济的飞速发展，施工技术的提高以及劳动力成本的上升，装配式建筑被重新启用起来，并以全新的技术进入新的发展阶段。

2装配式建筑的发展优势以及与传统式建筑的比较

2.1装配式建筑的发展优势

（1）降低企业成本。由于装配式建筑构件是由预制工厂批量生产，运达施工现场直接安装，避免了传统施工现场装拆脚手架、模板等繁琐工序，节省了大量人力的同时也大大缩短了工期，人工费和工期的减少也使得成本变得更具有可控性。

（2）保证工程质量。传统的建筑施工现场中，由于工人的素质参差不齐，安全和质量问题时有发生，而装配式建筑施工时，由于施工构件大都是在工厂车间中按模板生产的，比起传统的工人现场湿作业，构件质量更好的得到了保障，而且这些建筑结构的安装有着固定的流程，大大降低了人为因素的影响。经实验测定结果显示，装配式建筑结构强度与现浇结构相当，混合来凝结的自我恢复性好，变形能力强，节点区域的抗剪能力也优于现浇结构，这些都为工程的质量提供了有力保证。

（3）空间设计灵活。装配式建筑基本实现了设计模数化，标准化，组合灵活多样相对于传统建筑设计的承重墙多，开间小等问题，更容易满足用户的需求，为改善人们的工作与生活环境提供了多一种选择。

（4）节能环保。在全国的能耗排行中，建筑业的能耗占三分之一左右，传统建筑施工工地产生的粉尘与建筑固体垃圾等也对周围环境造成了大量污染。装配式建筑与之相比凸显出了极大的优势--节能，节水，节材，环保。例如，万科集团代建的深圳龙悦居项目，与传统建造方式相比，建设16万平方米住宅面积测算，节约了标准煤320吨，木材160立方米，减少废水5.4万立方米，施工垃圾约1600吨。

2.2装配式建筑与传统式建筑的优缺点比较

装配式建筑与传统建筑优缺点比较，如表1所示：

表1.传统住宅和装配式住宅的比较

3.装配式建筑的相关技术要求

（1）建筑整体需采用高精度的坐标体系，且应预埋标准门窗可随意装卸的高精度接口。只有确立了标准化体系，才能提高产品的质量，降低成本。

（2）细化精装修技术标准，用基础三维设计软件来解决各种建筑模块和设备模块安装的碰撞问题，合理确定标准化模块，从而推进建筑产业现代化。

（3）积极实行技术和管理创新，提高住宅建筑品质，并对成本、工期精细化管理，推进建筑产业现代化、产业化发展。

4.装配式建筑在中国的发展趋势

我国在经济建设中坚持可持续发展原则，建筑业作为国民经济的传统支柱产业，节能环保发展迫在眉睫。总理在2016年《政府工作报告》中表示要大力发展钢结构和装配式建筑，减少建筑垃圾和扬尘污染，缩短建造工期，提升工程质量。同时，制定装配式建筑设计、施工和验收规范，完善部品部件标准，实现建筑部品部件工厂化生产。鼓励建筑企业装配式施工，现场装配，建设国家级装配式建筑生产基地，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。装配式建筑各种优点及其绿色发展的理念使其在将来在中国的发展优势毋庸置疑。

参考文献：

[1]李湘洲，李南.国外预制装配式建筑的现状[J].国外建材科技，1995（04）.

[2]王茜，毛晓峰.浅谈装配式建筑的发展[J].科技信息，2012（07）.

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关键词：工艺特点；施工特点；单元式幕墙；主体结构

自1997年我国开始引入并对单元式幕墙进行研发，现在产品已经定型并且投入应用。其由独立的单元体组合而成，每个点距离单元组建的内部板块间接缝密封以及板块的安装都在工程内组装加工完成，主体结构的施工可与安装同步进行，单元组建的相邻单元、左右竖框、上下横框组件通过对插形成组合杆，组合成单元组件，

一、施工特点

（1）单元式幕墙的板块整体安装，高度通常为楼层的高度，能够大大缩短现场工期，能够与土建同步进行施工。

（2）转接件能够吸收较大的土建施工误差，可以实现三维调度。当前，单元式幕墙主要有两种转接的方式，分别是：侧面连接方式和顶面连接方式。这两种单元式幕墙转接件是最为常见的，幕墙的三维调节都可以实现。

（3）单元式幕墙受建筑的影响小，所有工作都可以在楼层内完成，非常适合高层以及超高层建筑，可以节省吊篮以及脚手架的费用。

我们可以看出单元式幕墙是一种技术含量非常高的新型幕墙，其优点非常明显。但是，有优点就必然会存在缺点，单元式幕墙也有如下几个方面的缺点：

（1）现场施工需要将单元式幕墙的单元进行整体安装，对现场的起吊要求较高，单元版块的尺寸较大，容易在吊装的过程造成损坏。

（2）单元式幕墙对现场存放地的空间有较高的要求，在工程完成组装后，需要整体运输，增加了运输成本。

（3）由于单元式幕墙采用插接设计，加工精度要求较高，型材用量较多，型材结构较为复杂，与框架幕墙相比造价相对较高。

对单元式幕墙的施工和结构特点进行了简要分析，根据以上分析我们可以发现，单元式幕墙在今后的建筑中必然会得到越来越多的应用。当前，单元式幕墙也是不能完全取代框架式幕墙的，由于两者的优缺点是互补的，在今后的建筑中两者的有机结合必然是一个新的发展方向。所以，为了设计出结构更加成熟的幕墙系统，设计出美观的现代建筑，选择出最合适的工程结构，我们必须对不同幕墙的优缺点进行充分的了解和分析。

二、工艺特点

单元式幕墙可以促进建筑工业化程度，其在工厂内制作加工，可以在加工厂内将铝板、玻璃及其他材料组成在一个单元件上。同时，由于在加工厂内整件组装单原件，有利于保证多元化整体质量，有利于在工厂内检查，能够更好的保证工程质量。

三、主体结构与单元式幕墙的吊装和连接

单元式幕墙与元件式幕墙在构造和连接处理上有着很大的区别，其在主体结构上的安装是靠相邻的两个单元组件对插完成接缝的。单元式幕墙的连接件在主体结构上安装，要一次安装调整到位一个安装单元，单元式幕墙的安装质量需要用连接件的安装精度来保证，也就是说，是靠单元式幕墙单元组件构造皇都的精度和连接件的安装精度来保证单元式幕墙外表面的平整度。

在工厂已经将单元式幕墙的单元组件面板装配好，仅在室内一侧操作其余主体结构的安装连接，所以要保证足够的内侧操作空间。如果单元组件在主体结构的连接点布置在实体墙面上，会有很大的安装操作难度。如果建筑立面上分格必须要在柱位时，为了让连接点能够避开柱位，那么在设计上就必须要采取相应的措施，在柱宽以外的楼板上设连接点。

由于在实体墙面上布置连接点需要以此全部调整到位一个安装单元的所有连接件三向精度，那么进行安装调整时就需要多个吊篮，在这是连接件的安装调整时间可能是吊装固定单元组件安装所使用工时的3-5倍。此外，如果单元组件上的连接构建和主体结构上的连接件出现稍大的配合公差偏差，那么想要顺畅的安装到位是非常困难的。要想吊装是一次就就位成功，单元组件上的连接件和连接构建的配合要安全吻合，还要求连接件的三向全部达到位置要求的精度，这主要是由于组建内测缺少操作空间。

除了要保证单元组件的安装质量以外，在吊装固定过程中安装在主体结构上的连接件还要具有一定的可调节性，要具有三项六自由度。其主要分为：吊装过程中的微调与在主体结构上安装连接件时的调整，两个阶段实施。连接件在主体结构上进行安装时，要时Z方向以此完全到位，以保证单元式幕墙的外表平整度，也就是说X、Y各要初步调整到位，连接件在安装固定后不能有Z向转角和位移，并且在连接件的设计时，为了让吊装就位能够顺畅的进行，在安装的过程中要让它们，在X、Y向能微量调整转角和位移。

在进行吊装时，完成接缝时需要单元式幕墙两者相邻的单元组件进行对插来完成（见下图），这就要求单元式幕墙所使用的铝型材不仅要完全符合GBPT52375铝合金建筑型材中的相应外观规定，还要提出相应的补充要求，也就是外表面到对插中心线的偏差与插件的配合公差要控制在所允许的范围内。在主体结构上固定安装的连接件与单元式幕墙单元组件上的连接构建以及对插的相邻单元组件同步进行。在质量控制上单元式幕墙要控制单元组件框制作、安装在主体结构上连接件的质量、单元组件的组装、杆件制作的质量，以及吊装固定的质量控制。而元件式幕墙的在质量控制方式只需要控制杆件的制作和安装上的两三个环节。可以说在质量控制流程上单元式幕墙与元件式幕墙有着较大的区别。

在组装单元组件时，其与连接构建的安装偏差要特别注意，要想保证吊装就位能够顺畅的实施，以及安装好的单元式幕墙的外表面平整度等各项指标能够达到相应的幕墙质量要求，要将安装在主体结构上的连接件与单元组件上的连接构件的配合公差控制在相关规定的范围内。在单元组件的吊装过程中如果两者的配合公差超过了允许的范围，那么就很难顺畅的进行，往往要迫使其勉强就位，采取一些敲击等较为野蛮的方法。这样迫使杆件挠曲后就位，让连接构建在连接处发生位移，就会让单元组件的连接局部或者是装配应力松动或破损，会影响到安装后的整体质量，对工程的寿命和安全使用造成影响，降低了整体的性能水平。

总结：单元式幕墙有着很多独特的优点，因此，在今后的建筑中必然会得到越来越广泛的应用。为了进一步完善这种新型的幕墙，我们要不断探索，找到应对其缺点的各种措施和手段。

参考文献：

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根据《黑龙江省人力资源和社会保障厅关于开展2010年度专业技术人员继续教育知识更新培训工作的通知》要求，及黑龙江省人力资源和社会保障厅事业单位人事管理处关于"黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训2010年度开班前的有关要求"的规定，我参加了这次继续教育知识更新培训班的学习。通过学习我得到很大的收获。学习体会及思考总结如下：

一、我国建筑能耗的现状

建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，现在则普遍称为"提高建筑中的能源利用率"，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。

我国是一个发展中大国，又是一个建筑大国，每年新建房屋面积高达17-18亿平方米，超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长。所谓建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。其中采暖、空调能耗约占65%左右。我国既有的近400亿平方米建筑，仅有1%为节能建筑，其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2——3倍。这是由于我国的建筑围护结构保温隔热性能差，采暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新建建筑中真正称得上"节能建筑"的还不足1亿平方米，建筑耗能总量在我国能源消费总量中的份额已超过27%，逐渐接近三成。

二、减少能源总需求量建筑节能

据统计，在发达国家，空调采暖能耗占建筑能耗的65%。目前，我国的采暖空调和照明用能量近期增长速度己明显高于能量生产的增长速度，因此，减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容，一般可从以下几方面实现。

（一）建筑规划与设计

面对全球能源环境问题，不少全新的设计理念应运而生，如低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等，它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发，坚持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配合。在建筑规划和设计时，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用自然环境（如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等）创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依赖。具体措施可归纳为以下三个方面：合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计（主要方法为：在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙）；合理设计建筑形体（包括建筑整体体量和建筑朝向的确定），以改善既有的微气候；合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分，主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。同时，可借助相关软件进行优化设计，如运用天正建筑（Ⅱ）中建筑阴影模拟，辅助设计建筑朝向和居住小区的道路、绿化、室外消闲空间及利用CFD软件，如：PHOENICS，Fluent等，分析室内外空气流动是否通畅。

（二）围护结构

建筑围护结构组成部件（屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施）的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%——6%，而节能却可达20%——40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。首先，提高围护结构各组成部件的热工性能，一般通过改变其组成材料的热工性能实行，如欧盟新研制的热二极管墙体（低费用的薄片热二极管只允许单方向的传热，可以产生隔热效果）和热工性能随季节动态变化的玻璃。然后，根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗软件DOE-2.0的计算结果为指导，选择围护结构组合优化设计方法。最后，评估围护结构各部件与组合的技术经济可行性，以确定技术可行、经济合理的围护结构。

（三）提高终端用户用能效率

高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负荷的措施并行，才能真正地减少采暖、空调能耗。首先，根据建筑的特点和功能，设计高能效的暖通空调设备系统，例如：热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。然后，在使用中采用能源管理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。如欧洲国家通过传感器测量周边环境的温、湿度和日照强度，然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷，控制暖通空调系统的运行。在其他的家电产品和办公设备方面，应尽量使用节能认证的产品。如美国一般鼓励采用"能源之星"的产品，而澳大利亚对耗能大的家电产品实施最低能效标准（MEPS）。

（四）提高总的能源利用效率

从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中，能源损失很大。因此，应从全过程（包括开采、处理、输送、储存、分配和终端利用）进行评价，才能全面反映能源利用效率和能源对环境的影响。建筑中的能耗设备，如空调、热水器、洗衣机等应选用能源效率高的能源供应。例如，作为燃料，天然气比电能的总能源效率更高。

三、建筑节能的发展方向

（一）开发新材料，采用新工艺

在建材生产方面，研制开发多种节能新材料新工艺来降低建材生产能耗。例如，过去我国一直采用标准粘土砖作为主要的墙体材料，这种传统墙材的生产不但毁坏了大量耕地，使我国本已十分紧张的人均耕地面积愈加减少，严重的威胁着我国的农业生产，而且烧制粘土砖需要大量的能源，不利于节能。同时粘土砖自重大、热工性能不够好，施工劳动强度大，不利于建筑工业化。诸多自身无法克服的缺点，限制了它的继续使用，现在国家已明令限制使用标准粘土砖，取而代之的是用工业废料制成的砌块和板材。如现在广为应用的粉煤灰砌块，由于其质轻、节能，还能减轻工业废料处理压力，已成为环保型的新生墙材。此外，改进常用建材的加工工艺或采用新工艺，也是节能的有效途径。

（二）低能耗建筑综合技术组成

建筑围护结构。墙体是建筑外围护结构的主体。传统的建筑外围护结构往往是承重功能与保温功能相结合，构成较为简单，单纯用砖石、混凝土或木材筑成。这种材料的保温隔热效能很差。例如，传统的普通粘土砖砌体的导热系数高达0.81W/（mok），而近期迅速发展的能够工业化大生产的泡沫聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等高效保温材料，则可低至0.035W/（mok）——0.04W/（mok）左右，也就是说，其保温效能可以高出普通粘土砖砌体的20倍。于是人们了解到，用高效保温材料、隔汽材料和覆面加强材料组合而成的复合墙体，可以以薄很多的结构，取得高许多倍的保温隔热效果。按保温材料所处位置不同，又分有多种方式，其中外墙内保温和外墙外保温是目前最常用的两种方式。

近年来，参照国外经验，用挤塑聚苯乙烯板（OPS）做倒置式屋面保温层，即从结构层往上分别是防水层、保温层，砌体保护层。倒置式屋面保温对屋面结构进行了革新，效果良好。已在不少工程中得到应用。OPS板具有连续的表层和闭孔式蜂窝状结构、结绳均匀、连接紧密、抗压强度高、低热导性高、高抗水汽浸透性能和耐气候性能好，不易老化。用这种XPS板做屋面保温覆盖在防水层上，使保温层起到保护防水层的作用，即可使防水层免受日光的暴晒，又大大缓解了防水层受外界温度的影响，还可避免防水层受到磨损、冲击、穿刺等破坏，使其寿命大大延长。

四、如何推进建筑节能

能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。要想建筑节能能快速地全面地开展，需要正确把握并处理好以下几个关系：

（一）经济效益与社会效益的关系

推进建筑节能，既改善室内的环境，又降低能源的消耗，还可以减少温室气体的排放，是符合可持续发展战略的利国利民的事情。从当前来看，建造节能建筑，虽然会增加一些投入成本，但是，在追求发展、追求经济效益的同时，还应该兼顾社会效益，实现经济效益与社会效益的有机统一，关注生态成本和社会成本。

（二）"新建"控制与"既有"改造的关系

推进建筑节能，当前面临的双重任务是既要按节能标准严格控制新建建筑的能耗水平，又要加快对既有建筑的节能改造步伐，必须坚持"两手抓"的原则，一手抓"新建"控制，一手抓"既有"改造。

能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。基础目前我国能源形势相当严峻，今后在较长时期内也难以缓解，为使我国国民经济持续、稳定、协调发展，提高环境质量，必须节约使用能源，逐步扭转能源浪费严重的状况。

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关键字:钢架结构 防火 措施

近年来,我国经济有了突飞猛进的发展,随着经济的发展带来了建筑业的空前繁荣,一些大跨度钢架结构应运而生,厂房、桥梁、住宅、体育馆、展览馆、商场、超市等建筑越来越广泛运用轻钢结构。钢结构作为现代建筑的主要形式,因具有质量轻、强度高,抗震性能好,施工周期短,建筑工业化程度高,空间利用率大,节省投资等优点,而被大量应用。但钢架结构耐火性能差,要克服这一缺点就必须对其进行防火处理。

一、钢构件的特点和钢材性能

钢是含碳量小于2%的铁碳合金,碳大于2%时则为铸铁。制造钢构件所用的材料由碳素结构钢中的低碳钢及低合金钢。碳素结构钢由纯铁、碳及杂质元素组成。低合金结构钢中,除上述元素外还加入合金元素,后者总量通常不超过3%。碳是形成钢材强度的主要成分。碳含量提高,则钢材强度提高,但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降。含碳量小于0.25%的为低碳钢,钢结构用钢的碳含量一般不大于0.22%。钢材虽然是不燃烧体,但就其自身耐火性能来讲,远低于砖石和钢筋混凝土,钢结构建筑具有耐火性能差这个致命弱点,在未进行防火保护的情况下,火灾时,其强度会迅速下降。约在150℃以内钢材性能没有很大的变化;430℃―540℃之间则强度急剧下降;600℃时强度很低不能承担荷载。另外,250℃四周出现兰脆现象,约260℃―320℃时有徐变现象。在自身温度达到540℃左右时,钢材的屈服应力仅有常温屈服应力值的40%,使承载能力急剧下降,钢结构不可避免地发生变形,造成钢结构建筑物一部分或全部垮塌毁坏。一般火场温度达到800℃―1000℃,在这样高的温度下,的钢结构会很快出现塑性变形,产生局部破坏,造成钢结构建筑整体倒塌。

二、钢构件的耐火等级

钢的内部晶体组织对温度非常敏感,温度的升高或者降低都会使钢材性能发生变化。总的趋势是随着温度的升高,钢材强度降低,变形增大。

耐火极限是指对任一建筑构件按时间-温度标准曲线进行耐火实验,从受到火的作用时起,到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时止的这段时间。常用钢结构构件的耐火极限只有15min―30min。我国20世纪90年代初对钢梁的耐火极限进行了验证,确认I36b、I40b标准工字钢梁的耐火极限分别为15min、16min。

《建筑设计防火规范》中,将建筑物的耐火等级划分为四级,划分的依据是组成建筑物的构件的燃烧性能和构件最低的耐火极限。未经防火保护的钢结构建筑物的耐火等级仅为四级,不能满足火灾情况下对建筑防火的要求。所以,钢结构建筑物必须对钢结构进行必要的防火保护,克服其材料实际应用中耐火性能的不足,达到规范对相应使用性质和建筑规模建筑物的耐火等级要求。

三、钢架结构的防火保护

防止钢架结构在火灾中迅速升温发生形变塌落,其措施是多种多样的,关键是要根据不同情况采取不同方法,如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构,降低热量传递的速度以推迟钢结构的温升时间等。我国的钢结构防火主要采用防火涂料、发泡防火漆、外包防火层、内充水(水套)、屏蔽等方法。对于外露的钢结构构件,如楼梯等多用涂料和漆料,采用10～40mm厚的涂料,耐火极限可达1.5～3h,而发泡漆的耐火时间一般为0.5h。对隐藏的构件,珍珠岩防火喷涂或采用防火板是经济有效的方法,30～40mm厚的喷涂可实现1.5h的耐火极限,并兼有一定的防腐能力。暴露钢构件一般采用耐腐蚀涂料或油漆防腐,由底漆和面漆组成。目前防腐涂料的有效期为10～20年,所以要定期重新涂刷。镀锌压型钢板本身具有一定的防腐能力,在用于楼盖时可借助于防火涂料解决防腐问题,但用于屋面和外墙面时还要涂以有机涂料,增加其耐久年限。

(一)防火涂料法

防火涂料又称阻燃涂料,是指涂装在物体表面,防止火灾发生、阻止火势蔓延传播或隔离火源,延长基材着火时间或增加绝热性能以推迟结构破坏时间的一类涂料。它不仅具有普通涂料的装饰性,而且具有防腐、防锈、耐酸碱、盐雾等性能。目前,我国钢结构防火涂料主要分为厚涂型和薄涂型两类,即厚型(H类)和薄型(B类,包括超薄型)。

1.厚涂型钢结构防火涂料。厚涂型钢结构防火涂料在火灾中利用材料的不燃性、低导热性或涂层中材料的吸热性,延缓钢材的温升,保护钢材。这类防火涂料是用合适的粘结剂,再配以无机轻质材料、增强材料组成,具有成本较低的优点。施工常采用喷涂,一般用在耐火极限≥2h的钢结构防火保护中。高层民用建筑的柱、一般工业与民用建筑中的支承多层的柱的耐火极限均应达到2.5h以上,需采用该厚型防火涂料保护。

2.薄涂型钢结构防火涂料。薄涂型钢结构防火涂料受火时能膨胀发泡,以膨胀发泡所形成的耐火隔热层延缓钢材的温升,保护钢构件。这类钢结构防火涂料一般是用合适的乳液聚合物作基料,再配以阻燃剂、添加剂等组成。对这类防火涂料,要求选用的乳液聚合物必须对钢基材有良好的附着力、耐久性和耐水性。其装饰性优于厚涂型防火涂料,一般耐火极限在2h左右。因此常用在≤2h耐火极限的钢结构防火保护工程中,常采用喷涂施工。可对高层民用建筑中的梁,一般工业与民用建筑中支承单层的柱、梁、楼板以及屋顶承重构件中的钢结构进行防火保护。另外,还有一类超薄型钢结构防火涂料,该类钢结构防火涂料受火时膨胀发泡形成致密的防火隔热层,该防火层延缓了钢材的温升,提高了钢构件的耐火极限。

(二)发泡防火漆法

防火漆是由成膜剂、阻燃剂、发泡剂等多种材料制造而成的一种阻燃涂料。防火漆与一般油漆相比,在物理性能方面基本一样,不同的是它干燥以后,漆膜本身不易燃烧,遇火时,能推迟火焰延烧到涂漆的可燃物上,具有一定的防火性能。据试验:将一般油漆与防火漆分别涂在木板上,干燥后,用同样的火焰烘烤,涂一般油漆的木板,不到2分钟就和油漆一道焦灼;而涂非膨胀惰气型防火漆的木板,2分钟后仅出现阴燃现象,静置30秒后立即熄灭;涂膨胀惰气型防火漆的木板,即使烘烤15分钟,连阴燃现象也未出现。由此可见,用防火漆涂于物体表面,可以一定程度的阻止火势蔓延,保护物体表面,从而为灭火战斗争取宝贵的时间。

1.防火漆施工工艺。(1)将钢结构表面除锈后,刷涂一层铁红或红丹底漆,底层完全干燥后方可进行下一工序。(2)使用前将涂料搅拌均匀,基材表面清除干净,无油污、无尘土。(3)采用刷涂或喷涂,涂膜均匀,若涂料过稠可用专用稀料稀释。间隔6小时后刷第二遍,湿涂覆量≥500g/平方米。(4)涂料未用完,须将桶盖重新封严。

2.防火漆施工注意事项。(1)涂料所用溶剂为挥发性易燃物,施工时注意通风,严禁火种并采取必要的消防措施;(2)涂料未实干前,禁止与水接触。

(三)外包防火层法

外包防火层法就是在钢结构外表添加外包层,可以现浇成型,也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强,以限制收缩裂缝,并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂浆以形成保护层,砂浆可以是石灰水泥或是石膏砂浆,也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板,采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。

(四)内充水(水套)法

空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度,水在钢结构内循环,吸收材料本身受热的热量。受热的水经冷却后可以进行再循环,或由管道引入凉水来取代受热的水。

(五)屏蔽法

钢构件设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内,或将构件包藏在两片墙之间的空隙里,只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。

四、结束语

今后,随着农业、工业、国防和科学技术现代化的进程和钢产量的不断提高,大跨度钢架结构的应用会有很大发展。针对钢结构建筑消防安全方面存在的耐火等级先天较低的情况,应鼓励摸索研究钢结构防火保护新措施,研究耐火性能好、时效长、粘结力高的钢结构防火材料以及金属、非金属钢结构复合防火材料,积极应用建筑耐火钢,进一步提高钢结构建筑的耐火性能。

参考文献:

[1]王学谦、刘万臣《建筑发火安全手册》.1998;

[2]童兴.高层及超高层钢结构防火问题浅谈[期刊论文].消防技术与产品信息.2001;

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关键词:降低成本 住宅建筑 经济性 建筑设计

住宅建筑在整个建筑业中,占有相当大的比例,注重研究住宅建筑的经济性,可以为国家和集体节省大笔投资,提高社会的经济效益。

随着社会经济的不断发展、建筑材料的不断创新、居民收入的不断提高、生活环境的不断完善，居民装修不再繁杂、住宅造价相对降低。

那么对于住宅建筑经济性的研究,主要从两个衡量指标入手:第一,使用面积利用系数；第二,工程造价。如何提高其经济性,要从设计和施工两方面入手。

一、设计方面

设计是工程项目建设的龙头,设计方案的质量优劣直接影响建设费用以及建筑施工的方向,同时还决定着项目建成后的使用价值及经济效果。因此,任何项目,其设计方案均应有多个,通过对它们多项技术经济指标进行分析,从而找到最佳方案。据有关资料表明,合理的设计,可以降低工程造价的5%~10%,有时可达20%,因此,提高方案的经济性是十分必要的,但通常技术经济分析是在方案形成以后,这就要求设计人员在确定方案时,必须考虑提高方案的经济性,具体可从以下几个方面入手:

一是能进行定量计算的设计内容,要具体、全面、准确地取得数据,同时作定量分析。二是设计时要考虑施工的可能性、合理性、经济性,要与当时、当地生产技术水平及管理水平相适应,同时要尽量保证质量,使维修费用最低。三是要注意选用材料或设备经济性好的,不用那些费用高、运输困难、施工复杂或依赖进口的材料和设备。四是尽量采用标准化系列设计,这样可提高施工效率,加快施工进度,节约资金。五是努力向建筑工业化发展、推广新的科技成果。

具体途径有以下几点:

(1) 合理布置平面,使建筑物长、宽比例适当。住宅平面特点是:房间的开间,进深较小,不同性质房间较多,结构所占面积较大。因此,要合理进行平面布置,使其最大限度地增加使用面积,缩短辅助房间及交通设施等所占面积,以提高平面的利用率。另外,建筑物外墙长度也是影响经济性的一个方面。

(2) 一般来讲,单位面积上外墙长度越短越好,而在房屋层数和层高一定的情况下,建筑物的长和宽决定单位面积的外墙长度。根据数学原理推断,矩形平面如果在面积一定的条件下,长和宽两方向越接近,则周长越短。因此,房屋的长和宽要越接近,经济效果才越显著。但不同建筑物相互比较,要采用相对长度,故一般用外墙周长系数,其计算公式为:外墙周长系数=建筑物外墙周长(m)/建筑面积(m2),如果系数小,则墙体水平面积就小,从而用料少,用工少,造价低,达到了经济的目的。

(3) 单元的组成、套型和居住面积要适宜。单元是套型的组合,一个单元平面可以由2~4套房间组成,为适应不同档次人使用,套型可以有多种,尽量避免单一套型,即一室户、一室半户、二室户、三室户等,套型中有大、中、小三种,具体确定时,可结合本地区经济状况,同时考虑家庭人口结构形式、人数、职业等因素。居室是住宅中主要的

房间,其面积提出要符合国家标准。

(4) 合理确定层数和层高。房屋的高度,对建筑造价和经济使用费用有很大影响,如果降低高度,可缩短楼与楼之间的日照和安全距离,节约用地,而高度又取决于层数和层高,降低层高可以减少墙身的装修工程量,从而降低造价节省采暖费用。一般情况下,层高每降低10cm造价可降低1%,墙体材料可节约10%。目前我国的居住建筑层高,大多在2．7m~3m,一般采用2．8m。房屋的层数增加,能提高居住密度,减少工程管道长度节约用地。同时,房屋内部和外部设施电力照明交通道路等费用在一定范围内随着住宅层数的增加而降低。但层数超过7层,要增加垂直运输设施(即电梯),需要更多的交通面积,需补充设备(如供电设备、供水设备等),还要增强结构抵御风荷载的能力。因此,建筑层数是一个复杂的技术经济问题。各地区应根据本地区的特点,经济发展情况,需要进行多方案分析、论证,最后得出合理结论,据有关资料表明,砌块结构6层是最经济的。

(5) 合理选择结构方案。目前,住宅建筑体系主要有:砌块结构、框架结构、框架――剪力墙结构、剪力墙结构、装配式大板等几种形式,但它们各有优缺点,故只有因地制宜,就地取材,不断改进,同时对基础、承重墙、梁、板、柱等结构或构件进行优化设计合理选用,才能收到好的经济效果。由于结构用料多,自重占整个建筑物的70%以上,故减轻自重,采用轻巧结构形式,能收到一定的经济效果。

楼板造价占总造价的10%~15%,其重量占整个房屋重量的20%左右,是影响经济效果的主要环节之一。故重量轻,强度高的楼板,尽量在工厂预制。这样可以减少现场用工,缩短工期,降低造价。应优先采用双向预应力大楼板。隔墙费占房屋总造价的4%左右,对经济效果也有较大影响。因此,隔墙要求轻质、高强、性能优良、安装简单的材料或构件。

二、施工方面

施工是工程项目的实施性环节,同时也是对设计方案的检验。因此,施工过程还相当复杂,要提高经济效果,还得把好这一关。具体可按如下步骤:首先制定出优秀的施工组织设计方案；其次,严格按图纸合理施工；第三,设计中的不合理或错误处应及时修正,经协商后,拿出最后方案。关于提高施工经济效果的途径可从以下几个方面考虑:

(1) 人员调配。施工中,人工的费用较大,大约占15%左右。首先工人的操作水平应满足要求,避免拆除重建,造成浪费；其次,应经常加强思想教育,使其能最大限度的发挥主观能动性,提高工作效率,避免消极怠工；第三,在调集工人时,尽量采用就近的、廉价的民工,附近有吃、住处最好,以降低临时设施费用；第四,应组织流水施工,避免“窝工”现象发生。

(2) 加强材料管理、节约材料。建筑材料中有许多种是比较贵重的,如钢筋、水泥、玻璃、铝合金等,因此,在使用时应多加小心,以防损坏。同时要注意废旧材料的回收利用。另外,建筑材料或半成品,有许多是需要在运输和存放过程中加以保护的,因此,必须加强材料管理,否则就会浪费材料。比如:钢材需要放在干燥处,通风良好的房间或棚子内,以防生锈,从而减少钢筋受力面积及除锈工时。木材受潮易变形、膨胀、开裂等。因此,也应放在棚子内,同时离火源远一点为佳。

(3) 尽量缩短工期。如果工期缩短,一方面可以减少工费,另一方面还可使建筑物提前投入使用,较早地产生经济效益。反之,延误工期,需要经济赔偿。

(4) 施工中应注意安全。“安全第一”是施工现场总的原则,创造经济效益是在安全的基础上进行的,如果发生人员伤亡事故,则需要经济赔偿,同时也减少了劳动力。因此,从整体出发,安全是重要的,不可忽视的。

篇9

首先，这一时期在中国发展史上是一个较为特殊的历史时期，“属于离我们最近的中国建设社会主义现代化强国新时期之起始期，具有转折性和崭新的社会历史背景，它不仅秉承了几十年来的建筑发展研究成果，更是由于在逐渐淡化政治因素影响之后，使中国建筑真正走向现代建筑的开始，这一时期建筑界的不断探索，为迎来中国建筑发展的真正繁荣做出了积极有益的贡献，因此，这一时期的建筑活动，在中国现代建筑发展史上起到了承上启下的历史作用”。

通过对这一历史时期与建筑界相关的社会、经济等方面的研究发现，限于当时的条件，国外的各种建筑及艺术思潮还未涌人中国，或即便有所了解但还未产生普遍的影响，但由于当时有一批“”前受过系统的专业训练，有较高的审美素质和工作经验的建筑师工作在设计一线，在没有所谓“风格”、“主义”等建筑理论指导的情况下，建筑师用有限的设计手法进行反复推敲，切合实际地创作出一批“经济、适用、美观”的建筑作品。这些建筑作品反映了当时的社会条件及审美趋向，较之随后而来的中国建筑“空前发展”时期出现的所谓“现代”派建筑而言，其严谨的比例，尺度和毫不夸张的造型及力所能及的施工精细度，具有独特的审美价值(图1－图4)。

新时期初期现代建筑特征

1、质朴的建筑美学观念

(1)建筑体量组合

新时期初期现代建筑的建设期处于中国经济发展的初级阶段，城市土地资源相对较为宽裕，建筑规模较小，因此，建筑密度要求与建设用地之间的矛盾并不突出，这就为创造丰富的建筑体量关系提供了前提条件。这一时期的建筑以多层建筑为主，其形态组合也仅限于高低错落等手法(图5)。在建筑体量组合上表现出了借不同建筑体量之间的烘托与映衬来突出各自特点以求得变化的特征，需强调的是，新时期初期现代建筑在这方面的处理重点放在了“微差”上，强调在不同元素的对比中，以微差求得协调，这也是建筑表情中缺乏视觉冲击力，造成与现阶段审美情趣相冲突的重要原因，但其和谐、质朴的建筑表情，正是城市一般性特征的重要构成。

(2)良好的比例与尺度

新时期初期现代建筑有着这样一个背景，即1970年代中期开始了建筑工业化研究，这一时期的工业化研究提出为适应现代建筑技术要求，建筑构件(如梁、板等)采用较严格的模数化尺度，以便于在工厂内预制生产。另外，配合这一研究，全国各地制定了大量的建筑构造标准图集，这些工作在很大程度上是科学而严谨的。为推进建筑工业化，提高当时全国各地建筑的总体水平具有积极的意义。新时期初期现代建筑的模数化设计，在建筑形态中建立了一套较完善的数理关系，构成和控制了建筑的总体比例尺度，在建筑上体现出庄重的总体形态。严谨的细部设计。

(3)建筑肌理及细部

由于受建筑材料和技术等方面的影响，这些建筑的表现力并不强烈和丰富，但建筑作为时代文明的一部分，可贵之处在于条件限制下的创造和突破。新肘期初期现代建筑肌理表现与建筑功能有着紧密联系，存在着良好而明确的逻辑关系，具有美的真实性(图6)。

现代建筑渐渐把墙面作为一个整体而模糊的概念，可以较随意和唯美地组织墙面的肌理，初期现代建筑中墙面包括以下几部分，墙、垛、柱，窗洞，槛墙，檐口等明确的部位，正是由于这些元素，使得建筑注重细部处理，各要素之间不同形式的组合及材料肌理、色彩的多样性，构成了中国新时期初期现代建筑多样统一的特点(图7)。

这时期建筑色彩及质感的处理大多以质朴的材质本色，表达了建筑的自然美和较强的人文色彩，如清水砖墙的大量运用，以其精良的砌注方式和材质本身的色彩、质感，展现了建筑的本源特征。再如以水磨石、水刷石、干沾石等饰面材料模仿自然界石材特征，其高雅的“灰”色调和不同光线，环境下表现出来的柔和光泽，赋建筑以温和、恬淡的拟人化性格特征。

2、主动的建筑生态观

“改革开放之初的创作环境，不但资金和材料紧张，而且也缺乏先进的建筑技术和设备，所以常有‘土法上马’之说。所谓‘土法’，其实就是地域性的技术和特有的做法，以低技术和适宜技术解决建筑的实际问题，是许多建筑师长期关注和深入研究的”。新时期初期现代建筑解决建筑与生态之间的矛盾的方法即建立在低技术和适宜技术之上，对比现今以高成本、高能耗为基础的所谓“生态”建筑，其有益的探索，值得我们深刻地反省和研究。

(2)遮阳板及花格墙

新时期初期现代建筑墙面处理，强调将墙、垛，柱，窗洞，槛墙等各种要素组织在一起，正确反映了内部空间的划分以及明确的开间、层高等信息，遮阳板作为功能性的建筑构件以其轻薄伸展的形态，成为这一网格系统中不可或缺的部分，甚至成了当时建筑师在建筑线条处理中有意无意的必备手段。

花格墙的应用首先表现在人们对美和装饰的追求，多用于楼梯间(主要用于通风)，东西朝向的墙面(用于通风，遮阳、提示入口等)。花格墙的图案设计有的来源于植物叶片和花形，有的则是不同民俗图案的建筑化表现，其来源于生活的图案，赋建筑以生动的表情(图8)。

无论是遮阳板还是花格墙，由其形成的丰富的光影效果，也是现阶段建筑设计中强调“光”的运用的追求，其形式与功能的统一，更优于片面形式感的塑造，然而，它们往往被看作陈旧和老套而在建筑改造中被拆除，其得与失值得我们深思。

(2)外墙开窗

在新时期初期现代建筑中，外墙开窗都是以建筑功能为前提的。首先，在建筑设计规范中，都规定了不同建筑类别需要的“窗地比”，以保证采光在功能上的要求，其次，建筑师在开窗设计中有着朴素的节能意识。因此，这些建筑均能较好地从功能出发，认真研究窗洞口的面积大小、比例尺度及细部设计，在建筑的虚实问求得比较均衡的美感(图9)。另外，对不同朝向的开窗也注重采用不同的处理手法，如东西向房间的开窗除作遮阳处理外，还采用“矩齿形”外墙以调整开窗方向，以达到较好的热工性能。

(3)中庭及庭院空间

在新时期初期的公共建筑设计中，已经开始注重室内空间设计，如室内中庭空间的设置(图10)，改善了室内采光和通风，体现了建筑需要表达的空间

需求和艺术主题。庭院空间是中国建筑的传统特色之一，很好地体现了其生态建筑特征。新时期初期的现代建筑，对庭院的传统有所继承。很自然地揉合在建筑平面的组合之中，1980年代初期，随着建筑界的对外开放深入和建筑民族化的研究。建筑的空间日趋丰富多彩，诸如“共享大厅”、“吹拨”、“灰空间”等一系列建筑外来语汇的引入，使建筑师开始有意识地尝试庭院空间在建筑中的应用，庭院空间的生态性，越来越引起人们的重视。

3、建筑的地域性追求

改革开放初期，建筑师开始了现代建筑的地域性追求，限于当时条件，其主要成就在于本土化的现代建筑探索，一大批具有地域化特征的现代建筑的产生，标志着中国新时期初期现代建筑取得的重大成就(图11)。在现阶段进行的旧建筑改造利用上，尤其应该重视这批具有较高历史价值和艺术价值的建筑。

目前，知识和经济的全球化对中国产生了许多积极的和负面的影响，现阶段中国建筑存在着盲目跟风、标新立异的误区，在很大程度上放弃了中国本土化现代建筑的实践，因此，提倡新时期初期现代建筑对现代性及民族性的追求精神，有助于我国建筑事业朝着正确的方向发展。

新时期初期现代臻筑改建存在的矛盾和问题

新时期初期现代建筑从开始建造到使用至今最长只有30余年，针对那些条件较好的建筑，如果因为其不能很好地满足现今使用要求而拆除，显然是不恰当的做法。因此通过改造使其适应现阶段使用要求势在必行。在产业结构及审美趋向发生变化的今天，城市新建用地也日益紧张，新时期初期现代建筑由于其所处市中心较好地段，商业价值更为突出，成为城市开发中的热点，从城市经济发展的角度也是合乎规律的好事情。建筑改造的原因是“新”与“旧”的矛盾发生激化，求得新状态的结果，因此，认清矛盾之所在，才能求得解决问题的途径和方法。

1、市场经济状态下政府干预能力与追求经济发展之间的矛盾

从目前中国城市现状来看，尤其对于中，小城市而言，其城市化进程较短，城市文化层次较低，而政治和经济的变革对城市发展的影响远远超过城市发展应有的规律，由于社会转型带来社会体制、法制秩序、生活方式，行为规范和道德观念的变化，从不同方面在不同程度上；中破了原有的规范体系，而新的规范体系尚在建立之中，由此产生矛盾和冲突，出现了种种失调现象和社会问题。要解决这些问题，必须由政府制定相应的法规以适应发展的需求，规范和引导市场行为。

现阶段的政府还不能很好地运用其职能，在城市管理上呈现粗放型管理状态，往往把发展经济作为头等大事，而忽视经济发展过程中负面影响的存在，这种情况表现在对旧建筑改造管理上的非科学性和短期行为，破坏了城市应有的宁静，典雅的人文气氛，城市的记忆也渐渐消失。中国城市政府应积极行动起来，认清发展与保护。新建与改建之间的关系，行使政府在社会发展中强有力的政治职能，尊重城市发展规律。

2、创建特色城市与创建大都市观念之间的矛盾

由于受历史，经济、地域文化等多方面条件的影响，不同城市间存在着形态上的差异，也构成了不同的城市特色。如北京、上海、天津、广州等大城市，由于继承了中国古代、近代殖民地文化和地域文化等多方面的文脉，表现出了较强的城市特色，现阶段更由于其在政治或地域等方面的优势，在经济发展上也处于前沿，表现出了国际大都市的繁荣景象。因此成了全国各中小城市在城市建设中争相效仿的对象，由此带来了一系列的城市发展问题。

对于城市化进程较短的中等城市而言，新时期初期现代建筑是构成城市面貌的主体，在盲目追求都市化面貌的社会状况下，这些建筑更容易被忽视，把主要精力放在了求大、求新、求怪等急功近利的城市建设中，结果在认识上忽视了自身的特色和价值，也未达到理想的效果。

3、低俗的商业氛围造成城市格调的降低

新时期初期现代建筑面临的困境首先来自于商业的发展，由于商业自身的性质，也决定了建筑被改造的命运，新时期初期现代建筑改建是时代的要求，注入时代新的元素，包括商业流行元素，其自身也可以通过改建获得新的生命和价值。事实上，旧建筑改造面临的形势令人担忧。首先，对于中，小城市而言，其商业业态较为单一和层次不高。往往以廉价的非永久材料包装而取代旧建筑永久性材料，对建筑造成极大的，不可逆转的破坏。其次，旧建筑改造除了被廉价包装之外，有的则被不惜重金地豪华装修，形态怪异、珠光宝气的表情降低了城市格调，迎合了低俗的审美趣味。

错误或不恰当的审美价值取向，也是新时期初期现代建筑改建中遇到的问题，人们往往以“新”为美，以“洋”为荣，将过去的旧建筑视为累赘，对其在过去年代起到的作用和现阶段的历史价值毫不珍惜，所以“人”的因素是建筑改建中最关键的因素。

4、在学术层面上缺乏对普通建筑的关注

新时期初期现代建筑改建缺乏行之有效的保护法规和设计方法论的指导，在专业层次上的认知不足，造成城市管理部门的不重视和设计师的设计手法欠缺，尽管目前建筑设计领域在旧建筑改建设计中涌现出许多优秀作品，但大多局限于历史街区建筑、文化创意建筑等方面的个性化创作，而针对大量存在而又面临改造的新时期初期建筑。一方面由于其改建的目的性缺乏所谓学术价值而往往被忽视，另一方面，过分强调改建的新面孔，而忽视作为特定历史时期建筑的历史表情。

中国新时期初期现代建筑改建理论研究

通过对中国新时期初期现代建筑的社会背景，建筑特征及目前存在的问题的研究，可以清楚地认识到，新时期初期现代建筑在中国现代建筑史上有着特殊地位和意义，由于这些建筑在现阶段面临着改建的现实问题，迫切需要建立一套具有建设性和可操作性的建筑改建理论，指导目前的旧建筑改建工作。使旧建筑不仅仅是代表着过去的场所，而应是面向未来的、温故知新的场所。

建筑改建设计受到的限制比全新的设计要多，除了应具备建筑设计全过程的思考和手法运用之外，还应将旧建筑提供的现实要求满足于其中。因此，旧建筑改建设计更能激发建筑师的创作灵感，运用现阶段技术手段和美学思想，探索出一条建筑设计的新途径是十分可行的。在旧建筑改建设计中，必须承认和面对旧建筑存在的不足，片面地强调其历史价值而忽略时代的要求，就不能达到旧建筑改造的目的。新时期初期现代建筑与古建筑和近代建筑不同，在改建过程中为现代建筑科技和审美追求提供了更大空间，因此，在传统与现代、改造与保护、继承与创新之间的反复权衡与推敲的过程中，建筑改建设计会开拓出建筑创新领域。

1、多维・多元・共生改建理论

(1)多维旧建筑改建的物质基础

多维，即多个方向的维度空间。在改建理论中是指在旧建筑改造中存在着垂直方向和水平方向的改扩建可能，是立体空间内的塑造，而不仅限于对旧建筑“涂脂抹粉”式的整容改建。对于新时期初期现代建筑而言，其自身在建筑空间、场地等方面的宽裕条件，为这一改造方式提供了可能。首先，这些建筑多为多层建筑，通过现代建筑技术，可以实现垂直方向的加层改造。其次，由于建筑用地较为宽松和可能存在的开敞空间(如庭院空间、室内中庭等)，也为在水平方向上的扩建提供了场地条件。因此，旧建筑改建在空间发展上存在着许多的可能性。多数建筑改建。其目的不仅是形式和风格的改变，更主要目的在于扩大建筑规模，“多维”的改建方式，可以满足这一需求，因此，

”多维”概念是旧建筑改建的物质基础。

(2)多元・旧建筑改建的审美法则

多元，即建筑设计中的各种“元”的组织，在传统建筑理论里，以简单的几何体――正方、矩形、圆，规则三角形等诠释建筑形式上的基本“元”，通过对它们进行一定秩序的组织，构成了建筑的基本形式。在当今的建筑理论概念里，“元”代表的不仅仅是简单的几何体，不同的结构体系、不同的时代特征、不同的材质和色彩也构成了建筑中的“元”。在新时期初期现代建筑改建中，必然遇到新与旧、传统与现代。经典与时尚等多方面的“元”的对立，如何实现多元组织方式中的对立统一，建立一套符合现阶段审美需求的美学法则，是旧建筑在改建中获得完美再生的关键。

在旧建筑改造中赋予其多元的建筑特征，是合乎其自身和时代要求的。古代希腊朴素唯物主义哲学家赫拉克利特认为 “自然趋向差异对立，协调是从差异对立，而不是类似的东西产生的”。从这一观点出发，旧建筑改建，在多元之间以差异求协调是一种深层次的审美表现，也符合由于不同时期的建造技术高低不同和建筑材料的表现力不同必然形成形式上差异的实际情况。

在旧建筑改造形成的“多元”之间，首先应鼓励保持“新”与“旧”的差异性和真实性，这样的做法，往往产生较强的视觉张力和戏剧化效果，同时也契合了历史建筑保护的“可识别性”原则。因此，现阶段多元化的审美趋向，在意识形态领域为新时期初期现代建筑改建提供了更为宽容的空间。

(3)共生旧建筑改建的最终目标

共生，是一个生物学概念，也是一个重要的哲学概念，不同文化的以共生为基础的价值体系称为共生哲学。日本建筑师黑川纪章建立在共生哲学之上的建筑学共生理论包含了以下几方面的共生“历史与现代的共生，传统与最新技术的共生、部分与整体的共生，自然与人的共生，不同文化的共生，艺术与科学的共生以及地域性与普遍性的共生。”由此可见，在建筑中的共生概念就是建筑中不同“元”的共生。

“共生”强调个体问具有“相互有利的关系”，这是不同领域内共生哲学的基础和前提。在旧建筑改造中，建筑的多个“元”之间也应具有“相互有利”的关系，即建立功能上的合理性和美学上的协调性。所以，在多维-多元一共生改建理论中，三者之间相互作用，

“共生”原则是旧建筑改造的最终追求目标。

2、多维・多元・共生改建理论指导下的创作手法及实例研究

(1)垂直叠合法

顾名思义，垂直叠合法即是通过在旧建筑上方采用叠加楼层的方式实现扩大建筑规模和改变建筑面貌。在旧建筑加层改建中存在两种不同的技术，第一种是加建楼层直接与原有建筑发生力学关系，第二种是新加建楼层与旧有建筑不发生力学关系。第一种加建楼层方式，由于受旧有建筑在承重、抗震、建筑风格上的限制，往往不能满足旧建筑改造要求，垂直叠合法是以第二种加建楼层方式为研究对象，即加建楼层完全摆脱了旧有建筑在建筑技术、形式等方面的限制，利用现代建造技术实现改建利益的最大化和全新的建筑面貌。由于新时期初期现代建筑多为多层建筑，垂直叠合法加建楼层是通过支柱层在垂直方向上跨越旧有建筑，支撑新建楼层来实现的。加建部分的空间更为灵活、自由。

由于新建部分跨越旧建筑，必然形成大跨空间，在技术处理上一般采用预应力梁和在梁、柱间加设斜撑来满足技术要求和降低梁高，节约工程投资。根据实际工程经验，在我国抗震烈度为七度的地区，采用这种方法，可在四层旧有建筑之上加建5-8层左右的新建筑，总高度不超过50m，在抗震烈度为八度的地区，可在四层旧有建筑之上加建4-5层的新建筑。由此可见，垂直叠合法在旧建筑改建中具有明显的现实意义。

通过这种方式，旧建筑被完整地保存下来，新与旧的垂直叠合，给人以“生长”的戏剧化审美效果。新，旧建筑在建筑形式上可以协调，也可以对比，对比的方式往往给人以较强的视觉张力，建筑表情更为丰富多彩。由于必须采用大跨度结构形式，其新建部分的内部空间也更为灵活，适合大空间办公使用，结合使用要求，还可以设计出丰富的中庭空间，内部空间的灵活多变与外部空间的对立统一，实现了垂直叠合法改造旧建筑的独特审美价值和使用价值。

垂直叠合法的特点，适合于场地狭小的旧建筑改造；可以创造较为开敞的内部空间；有效提升建筑形象，在审美价值取向上，鼓励新、旧建筑风格并存。

河北建筑设计研究院办公楼改建实例(改建建筑师李拱辰)，河北建筑设计研究院原办公楼(图12)为四层砖混结构形式，改建目标是在四层砖混结构房屋上加建六层的大空间开敞式办公楼层，形成地上高度近40m的高层建筑。经过结构验算和技术经济比较，确定采用无粘结预应力斜撑框架及现浇肋梁楼盖解决大空间开敞式使用功能要求，采用框架剪力墙体系，解决高脚框架上刚下柔的缺点，增强抗震性能，采用大直径扩底桩独立基础，解决将上部各层荷载超过旧楼基础直接传到中砂持力层，以协调与旧基础的关系，确保旧楼正常使用。在结构设计中，考虑了旧楼拆除后二次改建对结构受力的要求，实现了旧建筑的可持续改建需求(图13)。

唐山市委办公楼改建方案(改建建筑师郭卫兵)

唐山市建筑抗震设防烈度为8度，选择恰当的结构形式和加建的层数十分关键，改建方案将建筑面向城市主干道的南侧从首层开始增建一个柱跨，东、西两侧各增加一个柱跨，使新建部分呈”U”型围合旧建筑，增加了建筑的平面稳定性，由于加建部分呈“U”型围合旧建筑，使改建后的建筑以完整的、全新的建筑形象呈现，也由于在原有建筑进深的基础上增加了一个柱跨的进深，使新建部分的建筑进深达21m，因此，本工程设计除了满足建筑形象要求，解决在高抗震设防烈度区的技术难题外，创造丰富多变和具有生态特征的室内公共空间成为另一出发点。

对于本工程，较大尺度和简单的上下通透对应的中庭形式，不能满足建筑抗震要求，因此，在满足各层结构刚度的前提下，以一个柱跨单元尺度的拨空

空间在不同层间通过错动形成相互联系而又充满情趣的小型错位中庭空间，避免了一般中庭空间形态过分明确和直白的表述(图14)。在各层结合中庭区域布置休息交流空间和会议室。小型错位中庭空间在空间的融合和隔离间建立了一个中间状态，适合空间对公共性，半私密性和私密性的不同需求。

(2)水平附加法，

水平附加法是指在旧建筑的水平方向一侧或周围扩建，强调新建建筑物是旧建筑的一部分并构成有机统一的整体。对于新时期初期现代建筑而言，尤其针对那些形象好，结构安全性高的代表性建筑，在改造过程中，应特别注意其建筑风格的保留，不应任意地被新建的风格所同化，也不能过多地限制现代建筑风格和手段在旧建筑改建中的运用。

在多维多元-共生旧建筑改建理论中，“共生”的概念应贯穿所有改建方法中，尤其利用水平附加法改建，由于其改建结果会造成新与旧、传统与现代、不同结构形式等方面矛盾的直接表述，而“共生”强调个体间具有相互有利的关系，如何在各种矛盾之间建立相互有利的共生关系，在建筑审美领域内并存着两种不同的观点，即新旧建筑间可以是协调的统一关系，也可以是对比的统一关系。

水平附加法改建旧建筑应建立在这样一个建筑体系内

将建筑的新、旧两部分作为建筑的双重体系，以不同的手法，在一个建筑中形成两个相互作用的矛盾‘个体’，改变单一的模式，从而使建筑具有活力。运用双重体系的思想去指导旧建筑改造，就是使旧建筑与新建部分在建筑形态上形成一个建筑里的两个矛盾体，通过它们之间的交流。融合、冲突等不同互动状态，展现出富有张力的、全新的建筑模式。旧建筑作为一个完整的体系被较完整地保存下来，留存了建筑的历史信息，新建部分则表现了现阶段的建筑特征。

水平附加法的特点，适合场地较为宽松的建筑改建，便于在新与旧之间建立建筑的双重体系，符合现阶段建筑审美要求，有利于新时期初期现代建筑风格的保留。

北戴河东山宾馆礼堂改建实例(改建建筑师李拱辰)宾馆礼堂具有明显的中国新时期初期现代建筑风格(图15)，在改造加固旧建筑的同时，结合旧建筑扩建一个小会议厅，满足较高规格的会议接待要求。旧建筑部分的改造主要从结构加固、内部装修入手，使之满足现阶段会议功能要求。在外部装修改造中尊重原有建筑风格，修旧如旧，使之作为一个时代的记录而留存下来。新扩建的小会议厅位于礼堂东侧，为联系方便，新旧之间毗邻接建，新建小会议厅为圆形平面，独立设于会堂一侧，周围则以方形平面的大厅环绕形成交通及休息空间，方形平面的设置，实现了原会堂与新建会议厅的自然连接，也使得方与圆作为双重体系在室内外空间中建立起对比关系(图16)。新建会议厅为圆柱状实体，环绕周围的大厅则以通透的玻璃围护，虚与实的对比也正是功能要求的反映，在新与旧之间建立了新的审美联系，旧建筑依赖新建部分而充满活力，新建部分则因旧建筑而具历史感。

(3)中心填充法

中心填充法是利用旧建筑中存在的内庭空间或拆除建筑围护结构以内的部分空间对旧建筑进行改扩建的方法，它实际上是水平附加法改建方式的一种特例，把它单独拿出来进行研究，是因为它与一般水平附加法可以通过在新、旧部分之间建立双重体系的理论不同，中心填充法的意义在于旧建筑通过改建，达到“修旧如旧”的目的，特别适合那些具有特殊历史意义和代表性建筑风格的旧建筑改建。

利用中心填充法改建建筑，其目的在于完善建筑功能和内部空间形式。对于某些特殊建筑，它的外观形象已经与历史上的某个事件或人们的生活建立起了某种联系，人们已经从心理的层面上接受这一固化了的视觉信息，在特定的心理需求限制下，对旧建筑外观形象的任何改变。都会造成建筑信息的缺失。因此，以中心填充法改建旧建筑，可以最大程度上尊重旧建筑的存在，便于建立统一的，易于被人接受的心理认同感。

中心填充法的特点适合于具有室外庭院，室内中庭的旧建筑改建，特别适合需较完整保存原有建筑风貌的旧建筑改建，强调建筑空间的整合，改扩建部分往往成为建筑空间的重要节点。

西柏坡纪念馆改建实例(改建建筑师李拱辰)

西柏坡纪念馆原为三进院式展示建筑，建筑随坡就势，平面严谨规整，立面简洁大方(图17)。改扩建工程包括旧馆舍的结构加固、维护结构满足节能要求的技术处理及设备的全面改造，新扩建序厅、三大战役风景画厅等。在改建设计之初，根据陈展大纲要求即确定了解决序厅、半景画厅、“两个务必”浮雕墙等三项中心展出内容的空间需要的功能设计重点，以周到、细致的处理使之达到与陈展的完美结合。本次改扩建的实施，即结合原有庭院式布局，通过拆除建筑平面中心部位的部分零散用房，并以新的庭院空间、展示空间重新完善建筑功能，使建筑空问更为丰富，主展线清晰，顺畅。

西柏坡纪念馆建筑风格具有较强的新时期初期现代建筑特征，对称式的布局，良好的比例尺度及建筑色彩，突出体现了作为国家重要历史纪念建筑应有的朴素、典雅之美，同时，该馆在几十年的展出过程中，建筑外在形象已深入人心，因此。改扩建的方式满足了不改变原建筑风貌的设计要求，同时，设计手法的一致性，使屋顶群落的组合关系也保持并丰富了原有建筑形象，满足了保持建筑文化的延续性要求(图18)。

(4)异质同构法

异质同构法是指以区别于原建筑的材料在最大程度上还原旧有建筑形态及细部特征，主要针对那些在特定的历史时期具有代表性建筑风格和意义的建筑改造，这些建筑多为较大型的公共建筑，如车站、剧场，体育馆等，它们作为城市的重要组成部分已融入市民的生活和记忆之中，尽管受当时经济条件和施工技术的影响，建筑本身可能存在建筑材料低廉，外观破旧等问题，但仍存在许多值得现阶段珍惜和借鉴的建筑文化内容。以现代的建筑材料经过精细加工，按照或基本按照旧建筑的形态和细节进行装修改造，看起来是较为保守的做法，但对于这些具有特殊历史意义的旧建筑改造是恰当而具有可操作性的。

当然，由于新材料的运用和先进的加工手段，也必将为建立在经典美学构架之上的改建增添新的活力和内容。异质同构法其本质在于实现“异”与“同”的平衡与协调，以“异”的手段实现“同”的目标。

异质同构法的特点：运用于规模较大且具有一定历史地位的公共建筑改建，以新的建筑材料和手段再现旧有建筑的风格特征，在改造过程中可根据新材料、新技术的运用进行适当的创新。

河北省体育馆改建实例：河北省体育馆是新时期初期的中小型体育馆中代表性作品之一，功能合理，建筑形象简洁大方，建筑外装修采用不同灰度的面砖，铺贴方式讲究，色彩典雅，玻璃的分格也力所能及的利用当时技术，展现了早期玻璃幕墙建筑的现代性(图

19)。

在近期的改造中，建筑采用铝板玻璃幕墙进行外装修，保留了原有建筑的细部和比例关系，精良的现代加工方式，增加了建筑的时代气息，表现了对旧有建筑的极大尊重(图20)。

(5)表皮整合法

“表皮”是现代建筑设计中一个重要而时尚的概念，建筑师将建筑与城市的界限――墙体这一传统意义上的护结构作为解决问题的切入点，把固定的结构进行消解、重生，变成适应于外部城市环境和内部使用功能的、可以进行“自我调节”和装饰的“表皮“。在现阶段建筑中，多用透明、半透明材料如玻璃、穿孔铝板、格栅，金属帘等高科技材料，形成色调单一，平整光洁的表面。高精度的面板及加工手段(如印刷、化学腐蚀等)。体现了现代科技在建筑形象上的表现力。

表皮整合法改建旧建筑，就是利用“表皮”与传统意义上的墙体不同的特点，在满足墙体的一般功能的前提下，使旧建筑通过改建，创造出有特点的室内外空间环境。利用表皮整台法改造旧建筑不应只是对旧建筑的简单“包装”，而应建立在更高的建筑文化审美层次上，如对于“表皮”形式的探索，除了展现现代科技美之外，还可以从文化入手，赋“表皮”以浓郁的地域文化和历史文化特征。由于“表皮”大多适于室内、外空间的渗透表现，在旧建筑改造中利用这一优势，在贴邻建筑表皮的一侧，设置适当的小型“边庭”空间，使“表皮”特征更为突出的同时，达到建筑形式与内容的统一。

表皮整合法的特点适用于特色不够明显的旧建筑改建，在改建过程中注重室内空间的再造和形象的重构，特定的表皮形式，有助于展现建筑性质。

唐山宏中影楼改建实例(改建建筑师：沈瑾)

唐山市宏中影楼建筑改造前为一规模较小的框架结构建筑，改建设计中，在建筑主入口一侧，增建一个与原有规整形体成一定角度的墙体(表皮)，在这一增建墙体(表皮)与原有建筑形成的“空隙“间，就形成了一系列不规则的拔空空间(图21)，这一空间的建立，为“表皮”整台手法的确立奠定了功能上的基础。

宏中影楼的“表皮”系统由两部分构成，一种是作为围护结构的“玻璃”表皮，另一种是作为展示建筑性质的、位于玻璃表皮内侧的”竖向格栅”表皮。作为围护结构的玻璃表皮采用两种形式的玻璃，即透明玻璃和呈半透明状的印刷玻璃。透明玻璃用于拔空部位，最大程度上实现内部空间的外部化。印刷玻璃的应用使玻璃在保持原有质感的基础上形成具有特殊影像效果和特定内涵的表皮材料。在本工程中，将”宏中摄影”文字印刷于玻璃表面，使之成为本建筑所特有的“专属”构件。“竖向格栅”表皮位于印刷玻璃的内侧，是将可转动的竖向格栅以“广告”展板的形式大面积运用，构成动态而多变的表皮，在呈半透明状的印刷玻璃内侧，以理性的形式表现出虚幻、迷离的意境，很好的契合了建筑的性质(图22)。

(6)片断留存法

片断留存法改建旧建筑是指在旧建筑改建中，保留旧建筑中具有一定历史价值或具有较强装饰效果，能够引起人们对旧建筑产生回忆的建筑局部(如部分墙体，入口或典型装饰物)，使其在改建后的建筑中产生较强戏剧性的视觉效果。与建立“双重建筑体系”的概念不同的是，在建筑改建中留存的旧建筑片断不能构成一个完整的建筑体系，它对改造中“新”的内容具有较强的依附特性。

由于被保留下来的旧建筑片断多为代表旧建筑风格的典型部位和构件，无论从历史的角度还是美学的角度，这些片断往往成为整体建筑的视觉中心，即“图底关系”中的“图”，这也是其优势所在。利用这种方法改建新时期初期现代建筑，可以有重点地体现建筑特点，对建筑保护具有普遍而积极的意义。

片断留存法的改建特点

适用于具有典型艺术特点和历史价值的新时期初期现代建筑改扩建，强调被保留的建筑片断在改建后的建筑中有较强的识别性，便于共同构成良好的”图底关系”。

河北省图书馆改建实例(改建建筑师张颀)河北省图书馆属于典型的新时期初期现代建筑风格，建筑形式符合建筑功能要求，如在建筑的书库部分，采用预制大墙板吊装的施工形式，其开窗形式及比例尺度、细部等，均较好地反映出书库的功能特点和要求(图23)，旧建筑在建筑遮阳等方面作了多方面的处理，南向阅览室采用横向遮阳板，西侧入口上部采用花格墙，这些从功能要求出发的建筑立面处理手法，体现了中国新时期初期现代建筑朴素典雅的审美观。

在本工程的改扩建设计中，首先确定了在满足功能要求的前提下，需保留原有建筑风貌的建筑片断和建筑体，完整保留书库部分的建筑形象，在新旧两部分间建立双重建筑体系，将原建筑西侧入口上部的大片花格墙加以保留(图24)，并在其一侧对称的位置，以现代建筑材料和相似的装饰肌理，新建一片花格装饰墙(图25)，这样，在新与旧之间建立了良好的对话关系，也表现了现在对过去的认同和尊重。

多维・多元・共生改建理论内容的扩展

对多维・多元・共生改建方法论的研究可以看出，在一座旧建筑改造中，可以同时采用多种方法改建，以应对建筑本身及改建需求的复杂性。对于一种或多种改建方法的选择，必需认真研究原有建筑形态、场地特征和改建目的，从中发现恰当的改建途径。旧建筑改造不仅仅是为了维持和建立一个较好的建筑外观形式，更希望在较高层次上建立起空间，生态和技术的良好聚合体，使旧建筑改造成为现阶段建筑设计领域具有开拙性和前沿性的创作行为。

1、适宜技术与生态内容扩展

“适宜技术”是指通过建筑的空间处理、构造手段结合高科技将人们生活所需的阳光、空气、绿色等自然要素引入建筑之中，并通过智能化控制以满足人们对建筑舒适性的合理需求，达到健康，节能、低排放或循环利用的目的。旧建筑改造为建筑空间的再塑造、构造手段的完善和现代科技的引入创造了机会，因此，改造完成的建筑应比改造前的建筑更具有生态特征。而由于旧建筑改造可能存在的各种条件的限制，适宜技术的运用更符台实际情况，具有较强的可操作性。

首先，在旧建筑改造中，对那些具有适宜技术特征的空间(如庭院、室内中庭等)、建筑构造处理(如地道风引入、遮阳构件等)应认真对待，其次，在改造过程中创造新的建筑空间和采取构造措施来达到生态节能的目的。要全面提升建筑品质，新技术。新材料的运用是非常重要的。因此，旧建筑的改造是一项集建筑艺术与技术与一身的系统工程，建立在以适宜技术解决生态问题基础上的旧建筑改造，更具有长远的现实意义。

2、建造技术内容扩展

旧建筑改造过程中，其扩建的结构形式往往受到旧有建筑的种种限制，因此，需要在建造技术上引入更多，更广泛的研究课题钢结构形式以其重量轻，结构截面小、便与施工安装等优势，在旧建筑改造中可发挥重要的作用，空间结构形式的运用更为旧建筑改造提供了良好的技术支持，使旧建筑以更灵活多样的方式与新建部分相融合，其强大的空间整合能力，可以使改建后的建筑以完整、宏大的室内外空间形式表现出极强的现代感，许多新的轻型结构如索膜结构、充气结构等，也可在旧建筑改建中发挥作用，由于其重量轻，跨度大及材质的特殊性，便于在改建中形成双重结构体系，在形式和结构上对旧建筑的依赖较小，从而在新旧部分的可识别性和可逆性等方面具有突出的优势。