建筑工业化发展方向范文

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关键词：预制混凝土PC墙体；建筑工业化设计；住宅工业化；外墙防水技术

中图分类号：TU241 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）34-0029-03

长期以来，我国建筑业实行的都是高消耗、用资源去换取效益的方式，原有的分散手工业的生产方式与目前大规模的经济建设很不适应，因此，必须改变这种落后的状况，尽快实现建筑工业化。

一、建筑工业化内涵

建筑工业化，就是指用现代大工业的生产方式来建造工业和民用建筑，使建筑业从传统的手工操作为主的生产方式逐步过渡到社会大生产方式的全过程。建筑工业化以技术为先导，将现代工业生产的成熟技术经验应用于建筑业，把不同类型的房屋作为工业产品，分别采用成套的标准构配件和统一的结构形式，用机械化手段生产建筑定型产品。同时按照专业分工，先在工厂集中进行大批量生产，然后再在现场进行机械化的施工和安装。建筑工业化的基本内容，就是采用先进、适用的技术、工艺和装备，实现建筑标准化和体系化，建筑构配件生产工业化，施工机械化和建筑管理科学化。

二、我国建筑工业化的现状

（一）国外建筑工业化发展过程

国外（以日本和美国等一些发达的工业国家为代表）从20世纪50年代末就开始了构件的工业化生产，发展开放的建筑体系，进入工业化的第一阶段，即依靠提高生产效率加快建设进程。随着建筑数量的增加，建筑工业化的发展开始由量向质进行转变，行业重点逐渐转移到建筑的性能和质量上，从而进入了建筑工业化的第二个阶段。进入21世纪，国外的建筑工业化体系开始向大规模通用体系转变，建筑工业化更加强调标准化、体系化、专业化，建筑构配件和产品更加注重通用性，住宅模式采用社会化生产和商品化供应的方式，更加强调节能、节水、环保、资源的循环利用等，从而进入建筑工业化可持续发展

阶段。

（二）我国建筑工业化的现状

我国最早提出走建筑工业化道路的文件是在1956年。1966年以前，在借鉴国外经验的基础上，我国建筑工业化主要采用标准设计，也就是采用标准的配件和构件设计，这对促进我国建筑工业化的发展起到了积极的作用。到20世纪80年代末，建筑工业逐渐发展成为我国经济的重要部门，但由于设计与施工脱节，单纯采用标准化设计已经不能与发展需要相适应。因此我们必须走出一条适应我国的建筑工业化道路，通过引进、消化、吸收和国产化，不断地缩小与国外先进水平的差距。

（三）目前存在的问题

我国目前建设普遍还是以粗放型为主，浪费非常严重，没有形成规模效益；使用大量传统陈旧的技术；建筑标准化工作滞后，相应部件的通用化程度低；并未充分的发挥新部件以及新材料的优越性，新型建筑结构体系仍然处在摸索的阶段，并未达到工业化的要求；节电、节水、节能等先进的环保技术并未有效的形成和推广使用，可持续发展的问题仍然非常突出。

三、关键技术研究

（一）PC墙体

在许多发达国家由于人工成本很高，工业化生产的住宅不但品质好、施工速度快，甚至比传统的现场施工造价更低，其成熟的技术已经得到广泛的认可，并逐渐成为住宅生产的主流方式，其中用预制混凝土构件（Precast components，简称PC）建设的PC住宅以优良的性能在不同国家受到普遍欢迎。

建筑的预制构件是实现建筑工业化生产的基础构件，是半成品，如板、梁、板墙、楼梯、住宅单元等。预制混凝土外墙（PC外墙）板模板主要采用钢模，钢筋加工后整体绑扎，然后调到模板内安装，混凝土浇筑后进行整体养护。生产过程中的模具清洁、钢筋加工成新、面砖粘贴、窗框安装、预埋件固定、混凝土施工即蒸汽养护、拆模搬运等工序均采用工厂式流水施工，每个工种都由相对少数固定的娴熟工人实施操作。

与传统的现浇结构相比，预制混凝土结构整体现浇的外板，保证了结构构件连接的整体性、连续性，不会因不同材料热膨胀系数之间的差异而引起的砖墙与混凝土接缝处开裂，导致渗水的现象。但是另一方面，由于众多板块拼接，势必会产生预制板墙之间的水平缝和竖向缝等纵横交错的板块拼缝，从而有可能产生渗漏现象。

（二）PC外墙防水技术

常见的外墙拼接防水技术有三种，一般采用构造与材料防水相结合的方式：（1）水平拼缝排水；（2）垂直拼缝排水；（3）预制窗板窗框防水。

1．水平拼缝防水：在水平拼缝防水技术中常见的防水措施有三种：(1)材料密封防水做法；(2)采用物理防水的方式――空腔构造防水排水；(3)为空心密封条防水。水平拼缝最外侧可采用材料密封防水的做法，将最外层作为材料密封防水层，可选用耐候硅胶等高分子密封胶将拼缝最外侧密封，直接阻止水气进入接缝。拼缝中部是构造形成的空腔，采用的防水方式是分别在上下两块预制混凝土墙板相应的部位设置凹槽，这样在两块板墙拼接时就会形成一个内高外低的空腔。同时可以在空腔的下部也就是在下块板的顶部设置一个排水槽，并将排水管设置在排水槽的近端垂直拼缝底部。在预制墙板的拼接内侧采用的防水措施是在内侧设置空心橡胶止水条。图1为水平拼缝防水技术的示意图：

2．垂直拼缝防水：垂直拼缝防水措施就是设置竖向空腔。节点竖向空腔可以有效的防止水流向内侧，同时也可以通过下部设置的排水管排出流入水平空腔的水。为了使防水更加的安全有效、阻挡渗入的水汽，可以在空心橡胶止水条后部设置现浇混凝土结构。图2为垂直拼缝防水措施的示意图：

3．预制窗板窗框防水：采用铝合金窗框与预制混凝土板浇灌的方法，将PC外墙的外门窗框直接预埋于预制混凝土板中，铝合金窗框与混凝土墙体被一次性制作成一个整体，从工艺上解决了外门窗的渗透问题，大大提高防水性能并可以有效的减少施工现场工程量，同时也提升了房屋的性能，改善了客户的居住质量。

（三）PC外墙尚未解决的难点问题

虽然目前PC墙体得到广泛的认可，应用范围也在逐渐的扩大，但仍然存在许多问题尚未解决：

1．就PC墙而言国内技术的整个系统并未能达到工业化的标准。建筑工业化需要一个完整的设计、生产、运输、施工安装、后期维护的产业系统。每个环节，环环相扣并需要相应的技术、人才及法律法规的相互配合。但国内在这些方面还只是初期阶段。就开发研究需要强大的技术和资金支持就这一项目而言，国内现在不管从政府还是企业都还在探讨和博弈中。

2．成本方面的较量。国内廉价的“人口福利”虽然在快速消失，但在建筑这一劳动密集型产业中，毕竟有着强大的劳动力基础。比起花大价钱建造PC墙体的生产场地、从国外进口生产线、高标准的技术人才、运输费用及吊装所需设备及安装限制等，砌块墙体所需要的运输、安装、养护及技术方面所需的投入就倍显其现阶段的优势――所以还是市场限制其

发展。

3．防火及防水配件不成熟。现在国内使用的防火材料不太能满足PC墙体与楼板之间的防火要求及墙体变形要求。还有就是PC墙体四周都需防水胶条，但国内产品一般太易老化，大大降低了PC墙体系统的防水能力，并且胶条的使用周期和PC墙体的使用周期还存在严重不匹配的问题。

4．设计及施工技术的转型未完成。由于国内近30年粗糙的设计要求及粗矿型的施工方法使得国人对精细化和人性化的建筑环境暂时还没有更高的要求。但是随着人们对自己身处环境认知程度的不断提升，对生活质量的无止追求，建筑的“产品”性将慢慢体现出来。

四、对建筑工业化的再认识

（一）结合我国国情，吸取国内外的经验教训

国外目前已有工业化程度很高的建筑工业化体系，但是，我们不能完全照搬，如欧美大量采用的木结构显然并不适合我国的国情。要发展我国的建筑工业化，首先要立足于现有的条件，立足于我国的国情，找准切入点。

（二）标准化和多样化

标准化和多样化是工业化建筑设计中的基本矛盾。工业化建筑与一般建筑一样，需要满足各种规范和标准，同时还必须满足建筑使用功能在个体和规划等方面多种多样的要求。但是多样化的设计，只有建立在标准化的基础上才能用工业化的生产方式才能加以实施。同样标准化是工业化的基础，工业化不能以牺牲多样性换取标准化。因此工业化住宅应当适应多样性的需求，通过大量标准构配件组合的方式，找到多样性和标准化最佳结合点。

（三）采用新型的结构体系和新型节能材料

采用新型的结构体系和新型的节能材料是实现建筑工业化的重要手段，是发展新型工业化的发展方向。建筑体系是实现建筑工业化的关键所在。比较我国和发达国家的工业化建筑，我们不难发现，国外之所以工业化水平很高是因为他们有成熟的成套建筑体系并且有与之配套的成套技术。而我国的建筑技术则仍以单项技术的发展为主，对标准化概念和实际技术不够重视，缺乏标准化和配套化的技术，并未形成成套的建筑体系。因此总结国内外的经验教训，我们应当重点的解决建筑体系的问题，选择合理的结构体系。例如可以采用混合结构或者轻钢结构来逐渐的取代原来的内部围护体系。采用新型节能材料对我国国民经济的可持续发展具有重要的作用。新型墙体材料的应用和实施节能建筑，符合我国建设节约型社会的要求，可以提高资源利用率和保护环境。

五、结语

建筑工业化是我国建筑业的发展方向。建筑工业化能够提升建筑业的科技水平和地位，改变传统建筑业的操作方式、施工工艺和人们的观念，提高施工效率、降低建设成本，还能带动国内许多相关产业的发展，促进冶金业、建材业、农业和装饰装修等行业的发展，加快实现建筑业的整体现代化。我国建筑工业化目前已取得很大的成绩，但同时也面临着机遇和挑战，我们应当整合各种资源，走出一条适合我国的建筑工业化之路。

参考文献

[1] 温可．浅谈建筑工业化与工业化建筑[J]．今日科苑，2010，（8）．

[2] 钱志峰，陆惠民．对我国建筑工业化发展的思考[J]．江苏建筑[J]．2008，（23）．

[3] 潘志宏，李爱群．住宅建筑工业化与新型住宅结构体系

[J]．施工技术，2008，（2）．

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文章剖析了建筑工业化发展带来的建筑业的巨大变化，同时分析了在建筑工业化发展中存在的诸多问题：设计与施工的脱离，以及工业化标准化生产的局限，并就此提出了几点参考意见和研究对策，最后指出了实现建筑的工业化生产是建筑业发展的必经之路。

关键词：建筑工业化、发展、问题、对策

中图分类号：TU文献标识码： A 文章编号：

引言：

建筑行业是目前我们国家国民经济发展的重要支柱产业之一，如何实现建筑业的良好有序发展，不仅关系着建筑业的兴衰，也是关乎国民经济和人们生活的重要课题。伴随着建筑业的良好发展态势，建筑行业也已经朝着建筑工业化的发展方向前进。建筑工业化的思想基本形成于20世纪20~30年代的欧洲，随后在世界范围内形成了广泛的共识。我们国家也在1963年的《1963~1972年科学技术发展规划纲要》中明确提出了“建筑工业化的发展道路”。建筑工业化的发展有利有弊：建筑工业化解决了大多数人的住房紧缺问题，缓解了市场压力，但同时由于机械化的生产，很多人也面临着失业的困境。这些都是建筑工业化发展中存在的问题，如何针对这些问题提出有效的解决措施，是摆在建筑行业发展面前的一个重要瓶颈。

一、建筑工业化发展的现状及其存在的问题

建筑工业化是什么？建筑工业化就是用现代工业生产方式来建造房屋，也就是将现代工业生产的成熟经验应用于建筑业，象生产其他工业产品一样，用机械化手段生产建筑定型产品。

建筑工业化带来了生产方式的巨大变革。因为建筑工业化带来了产业结构的巨大变化。首先，建筑物的建造变得简单。以前的建造是在施工现场进行浇筑和建设，而实现建筑工业化后，房子的建造像制造汽车一样，把房屋的各种配件（如结构、装修、水电等设备）都预先在工厂内生产制造好，然后运输到现场进行安装，大大地减少了施工的工作量和劳动力。其次，劳动环境的改变，提高了施工效率。因为建筑所需的各种配件已经预先在工厂中制造好，就避免了工人在严寒酷暑环境中的作业负担，大大的消除了笨体力劳动。最后，机械化的操作，加快了生产进度、节约了人力物力，大大提高了经济效益，产生了重大的社会效益，实现了“每天一层楼”的盖楼神话。

建筑工业化虽然带来了巨大的经济效益和产生了重大的社会效益，同时也带来了一系列的问题。例如建筑业传统产业组织模式与建筑工业化发展的主要矛盾。我们要实现建筑工业化其实就是要把建筑业变成制造业，这其中就涉及了传统产业组织模式与现代建筑工业化标准生产之间的巨大矛盾。再者，我们的建筑行业还未能实现设计与施工一体化系统，这样在很大程度上限制了建筑工业化的标准化生产模式的发展，在施工中总是会发现很多施工过程与设计图纸不相符的情况，从而减慢了施工进度。最后，工地的组织管理部门也没能形成统一的效能反馈系统，很多部门都是管理自己部门的业务，未能形成有效共识，很难做到有效沟通，大大限制了建筑工业化的发展步伐。

二、建筑工业化发展问题的研究对策

上面提到了建筑工业化标准化生产与传统建筑行业产业组织模式的巨大矛盾，我们就从建筑行业的独特性和工业化标准化生产之间的矛盾加以一一剖析。

首先，工业化的标准化生产与建筑结构配件的独特性之间的巨大矛盾。

目前而言，我们国家的建筑工业化生产仅仅局限于商品混凝土标准化生产、土石方施工以及机械化施工等低层次的工业化标准化生产模式。与西方发达国家，例如美国、英国、法国以及德国、意大利等拼装式、整体式建筑相比，还有很大的差距。

其次，建筑设计与建筑构件生产的脱离，也是制约建筑工业化的主要障碍。

在我们国家，建筑的设计与施工及建筑物构件生产是相互脱离、彼此独立的。这就造成了在标准化的工业生产中，每个设计者对施工生产理解的不同，而造成生产者按图索骥，只是根据设计者的设计稿子进行按图施工，这就有可能造成每个生产出来的建筑物构件不符合建筑施工的实际需求，而造成重大的成本浪费，甚至造成返工，进行重新浇筑，重新施工等。因此，为了解决这个矛盾，我们的建筑行业应当实行设计施工一体化建设系统：在这个系统中，我们从工程的图纸设计和建筑施工都进行一条龙的产业化服务，避免施工与设计者设计意图的背离，从而形成了连续性的建筑施工过程，为标准化的生产奠定坚实基础。

最后，针对目前建筑工业化发展存在的问题，我们必须从源头加以思考，从根本上解决当前的困境。就我们国家的建筑设计与施工相互脱离的现象来说。这无疑是制约建筑工业化发展的一个重大问题。因为，要实现工业化，就是要实现标准化、大批量生产。而设计与施工的相互脱离，无疑造成了施工过程的不连续性。正是因为这种建筑设计与施工、以及产品加工之间的不连续性，才造成了建筑工业化产业链结构的断结。因此，实现工艺设计与施工组织一体化是实现建筑工业化发展的前提。这里的设计与施工一体化系统，并不是剥夺了设计人员的权利，而是施工方基于设计人员的设计，实现产品生产研发与加工的一条龙服务。这样一来，从产品的研发和加工生产，再到施工现场的拼装，竣工都实现了流水线生产的工业化模式，这才是真正的建筑工业化。

而建筑行业建筑构件的特殊性与工业化标准生产的主要矛盾，则需要生产技艺的改进和先进技术的渗入来加以改变。无论西欧发达国家，还是北美等发达国家，他们的建筑工业化无疑是以高科技含量的产品生产为依托的。为此，进行建筑加工的产品工艺升级已经是发展的必然。我们在不断学习的过程中，还要注意引进先进科技，对建筑物其他构配件的生产工艺加以升级，和实现标准化、产业化生产才是保证建筑工业化的一项重要举措。

结论：

虽然建筑工业化发展还存在诸多问题，但是建筑工业化依然是建筑行业发展的必经之路，是历史发展的必然。我们要实现的建筑工业化不仅仅是把建筑业变成制造业而已，而是要实现建筑行业的产业组织模式的工业化与现代化，实现建筑设计施工一体化模式，为建筑行业以及国民经济的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 史晓燕,王欣,仝小芳《谈我国建筑工业化的实施途径》［M］．山西建筑，2011年35期．

[2] 潘志宏，李爱群．《住宅建筑工业化与新型住宅结构体系》［J］．2008，37( 2) ．

[3] 蒋勤俭．《住宅建筑工业化关键技术研究》［J］．砼世界，2010，9(3) : 34- 35．

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【关键词】现代化建筑；机械化水平；发展措施

1 现代化建筑中建筑工业化的基本特征

现代化建筑中的建筑工业化是指通过现代化的制造运输安装及科学管理的大工业生产方式替代传统建筑中的分散低水平低效率的手工业生产方式。其实现的方式是以科学技术作为先驱，通过采用适用先进的装备和技术，在建筑标准化的基础上发展建筑构配件设备和制品的生产，培育技术服务体系以及市场中介机构，让建筑业的经营和生产活动逐渐的走上社会化和专业化的道路。

2 建筑工业化

2.1 含义：传统的建筑生产方式是以手工操作为主，这种生产方式的效率低下，规模较小，如果进行大规模的建筑群生产时，需要更多的手工劳动力，使成本大大增加。而建筑工业化正是在这样的背景之下应运而生，为了提高生产效率，降低生产成本，在以科技为导向的现代化建筑中，将以社会化大生产逐步的代替传统的小生产方式，并使之逐步过渡最后完全取代。

2.2 建筑工业化的基本内容：要实现工业化建筑，必须使用适用的装备和工艺，使用先进的技术做后盾，在组织施工中科学合理，发展施工的专业化，提高施工机械化水平，将复杂繁重的手工劳动和湿作业减少。大力发展建筑构配件的设备制品生产和经营的规模，给建筑市场提供各种类建筑使用系列化的通用建筑构配件和制品，推动建筑工业化的发展。在制度上，制定重要的基础标准（如公差与配合，合理建筑参数，模数协调和连接等）和统一的建筑模数，将标准化和多样化结合起来，合理解决它们之间的关系，对产品的标准，工艺的标准，企业管理的标准和工法等必须认真的建立并完善，不断的提高建筑标准化水平。在管理上，使用现代化管理的手段和方法，对资源配置进行优化，实行科学管理和组织，发展和培养信息管理系统和技术市场，从而使其适应社会主义市场经济的发展需求。

3 建筑工业化的发展

我国的建筑业今后发展方向是建筑工业化，由于我国人口众多，建筑生产量日益加大，因此要在我国实现工业化建筑还有一定的时间。近几年来由于建筑业的体制改革不断深化，建筑规模不断扩大，我国的建筑业发展越来越快，且物质技术基础也有了较为显著的增强，不过整体上来说劳动生产率的提高幅度并不大，且在质量上存在很多的问题，整体技术的进步比较缓慢。为保证各类建筑的最终产品特别是住宅建筑的功能和质量，必须加快建设的速度，优化产业结构，对劳动条件进行改善，从而让劳动生产率得到大幅度的提高，加快我国建筑业走上质量效益道路的步伐，带动国民经济的发展，并成为其支柱产业。要实现这些，我们必须对我国几十年来建筑工业化发展的历史经验和教训进行总结，对有用的要吸收，国外的有益经验和方法也要借鉴，就目前我国建筑业的发展现状和地区间的差异来说，我国建筑业的发展有很大的空间，而且我国的劳动力资源丰富，更是一个重要的有利条件。我国建筑业的发展重点是房屋建筑，特别是量大面广的住宅建筑。

4 实现建筑工业化的相关措施

建筑，必须从结构入手，结构，必须从设计开始，要实现建筑工业化，首先要做的就是设计，建立新型的结构体系，其中包括预制装配式结构体系和钢结构体系，将大部分的建筑构件实行工厂化作业，包括半成品和成品。

第一，建立新型的结构体系，减少施工现场作业：多层建筑的发展趋势应该从传统的砖混结构向预制框架转型，小高层和高层建筑的发展趋势应该从框架向钢结构或剪力墙方向转型，施工的发展趋势应从现场浇筑向预制构件和装配方式发展，建筑构件成品半成品要向市场化和工厂化生产制为主。

第二，加强施工新技术的研发力度，加快施工新技术的普及：支撑、模板和脚手架施工上要有所创新，减少施工现场的湿作业。在清水混凝土施工、悬挑脚手架和新型模板支撑上要有所突破，新型维护结构体系中要大力发展和应用新型墙体材料。

第三，加快“四新”的成果推广和应用，尽量减少施工现场中的手工操作：积极推广建设部十项新技术，加快其转化和提升的力度，包括提高部件的装配化和施工的机械化能力。在新型的结构体系中，尽快的推广和建设钢结构建筑，应用预制混凝土装配式结构建筑，研发复合木结构建筑。在我国，进行钢结构建设的时机已比较成熟，我国已连续8年世界钢产量第一，一批钢结构建筑已陆续建成，相应的设计标准、施工质量验收规范已出台；同时，钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点，在建筑中应用的优势日显突出。

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关键词：建筑；工业化；自动化；产业化；现状；发展

20世纪80年代以来，建材工业自动化发展速度较快，除了计算机的应用外，分析检测仪器和装备也取得了较大的进展。工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子、计算机等技术领域的一门综合性技术。

1 建筑工业化含义

建筑工业化主要指“新型建筑工业化”或“住宅产业现代化”，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。

2 建筑工业自动化的现状

目前我国大力发展建筑工业化的主要几类企业：房地产开发类企业、建筑工业化全产业链式企业、钢结构生产企业、部品一体化生产企业等。

房地产开发企业主要是做住宅的产业化，而选择住宅产业化的目的是为了更好地控制建筑质量，同时通过工业化生产缩短建筑建造周期提高资金周转率。房地产企业具有资金的优势，但前期研发需要进行标准化体系设计、预制构件的试验，这并不是房地产企业所擅长的内容。房地产企业在上游供应环节进行部品、材料研发，并应用于自身住宅开发，寻找构配件、部品工业化生产企业，建立畅通有效的供应链体系，从国际建筑工业化的发展路径来看，将成为未来建筑工业化的领军企业。

做建筑工业化全产业链的企业多是由施工企业或预制构件生产发展而立，从最初的施工安装或预制构配件生产为优势，不断加大研发力度，向上游标准设计、现场装配安装甚至建筑产品的销售方面延身，实现全产业链的整合。从国际建筑工业化的发展路径来看，是未来建筑工业化的领军企业。

随着钢结构行业的发展，我国已经涌现一批领先的具有先进研发、设计与生产能力的钢结构企业。钢结构企业易于实现工业化生产，标准化制作，可再生得复利用，是建筑工业化的理想结构材料。建筑工业化成为钢结构企业的得要发展方向，但由于我国依然以混凝土结构为主，钢结构的使用比重相对要小，而且使用钢结构的工业化建筑成本会更高。

3 我国建筑工业自动化发展

3.1 结构构件装配化

在建筑工业产业化中，结构构件装配化是最为重要的组成部分。构件装配化主要是用于高层、中层结构的施工，初始时并不需要对所有构件都实行装配化，可以优先进行外墙保温墙板的预制问题，将外墙装饰层、保温层、结构层合三为一，这样制成的预制板不但能够明显加快工程施工，而且又避免了墙体外脚手架的搭设、外墙保温层的铺设，既消除了施工中的安全隐患，又确保了工程施工质量。结构的内承重墙仍可考虑现场浇注，楼板采用预制楼板或者叠合楼板，取消楼板支模的施工；对于隔墙、楼梯、阳台等，可以使用工厂预制构件，以避免抹灰作业。采用以上措施后施工现场现浇混凝土工程量仍很多，但由于商品混凝土站的增多以及泵送混凝土技术的发展，已经可以实现混凝土浇注机械化作业。对于6层以下的多层住宅，可以结合标准住宅设计而采用全装配结构；对于钢结构及框架结构，可以采用永久性模板和叠合楼板充当建筑物的楼板。

3.2 加快标准体系与法制建设

建筑业的工业化改革势必带来安全检验的困扰，如工厂预制件的合格标准，构配件搭接节点或截面的检验，以及整体建筑的稳定性。右图是魏尔曼提出的标准化空间的三维示意图，他提出一个专业的标准化内容包括术语符号，规格，采样与检验等，尽管我国已对构配件的生产尺寸及组件设计提供了统一标准，但是对于不同结构体系的设计生产，施工验收以及相关图集的专业术语等没有明确清晰的划分。部件的生产缺乏模数化，系列化和通用化，部品与主体，部品与部品之间的节点粗糙误差大，缺乏相应的市场规范，容易导致搭接错位或留存交界缝等问题。因此，政府部门应充分发挥其导向作用，在宣传推广工业化建筑理念的同时，加快完善我国模数统一协调标准，推进标准化体系建设，依靠过硬的指标和可信的监管机制，为工业化进程推广良好市场，逐渐形成适应建筑工业化发展的管理制度。

3.3 运用BIM技术实行信息管理

建筑业拥有庞大的生产链，不仅受到国家及地方政府政策的影响，而且其生产模式有明显的地域性限制，如受到当地地形气候影响等等。概括地说，建筑业具有“零星化”和“分离化”的特点，涉及方面多而广，市场结构复杂，协调管理困难，普通的管理模式将无法满足工业化需要。引入信息化模式，推动工业化和信息化同步发展是促进我国建筑业升级的捷径，BIM作为新兴的信息化管理技术具有信息共享及可视化模拟等多项功能，在工业化装配化搭接过程中可以进行有效的指导搭接位置、可视化模拟施工工序和及时反馈构配件生产误差信息，此外利用BIM的4D动态管理系统，对施工进度，资源动态，质量安全和场地进行有效的协调控制，优化组织流程，增强产业链协同能力从而达到增强房地产企业核心竞争力的目的，推动我国建筑工业化发展。

结束语

建筑工业化是我国未来发展的必然趋势，在这条充满机遇与挑战的道路上，依然存在着很多压力和困难。如此浩大的工程不可能一蹴而就，要想让工业化不只停留于纸上谈兵，不仅需要更多的实践基础来支持理论，而且需要业内业外各方面的努力。我们应当在了解现状的基础上拓宽视野，吸取国内外经验并源于现实综合考虑我国国情，探索出一条属于自己的建筑工业化道路。

参考文献

[1]张宏宇，张春光.住宅的产业化趋势及其对建筑设计的影响[J].科技创新导报，2009（07）：121-122

[2]王正华，刘时海，佘小民.电气工程及其自动化在未来建筑工程业发展以及应用探析[J].现代企业教育，2014，18：372.

[3]陈建伟，苏幼坡.预制装配式剪力墙结构及其连接技术.世界地震工程，2013（3）：38～48.

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关键词：绿色建筑 发展概况 存在问题 发展趋势 建议

在全球环境污染和能源危机日益严重的背景下，节能减排和保护资源得到了世界各国的高度重视，绿色建筑逐渐成为全球性的刚性需求。在我国大力建设“新四化”的关键时期，应该最大限度地发展绿色建筑。

一、绿色建筑的涵义

1.什么是绿色建筑

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染（包括二氧化碳排放），为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

2.绿色建筑的认识误区

当前人们对颇显神秘的绿色建筑的认识还不够，主要表现在一是认为绿色建筑就是建设大景观，搞好绿化，片面地理解成了“绿化建筑”。这个概念被某些开发商滥用，这是不正确的。绿化和景观建设只是绿色建筑的一部分要求，真正意义上的“绿色建筑”应是节能、环保、健康、生态住宅的统一体。

二是认为绿色建筑是高价建筑。相对于普通建筑来说，绿色建筑在建设初期的成本确实会有所增加，但从长远的效益来看，因为绿色建筑的节能作用，使得“绿色建筑”的使用成本比普通建筑要低得多。

三是认为绿色建筑是高科技的建筑。绿色建筑会采用一些智能技术，但是现代化的、高科技的不一定就是绿色建筑。“绿色建筑”采用一些现代化技术的目的是创造适宜的生活环境，提倡的是采用充分利用自然的简单可行的方式和技术。例如通过采用自然通风、自然采光以及给建筑物增加保温和缓冲层设计措施等传统技术完全可以实现绿色建筑的效果。

二、我国绿色建筑的发展概况及存在的问题

1.我国绿色建筑发展概况

绿色建筑概念从上个世纪九十年代开始进入我国，2000年以后开始进入探索研究的推广阶段。2006年，住房和城乡建设部正式颁布了《绿色建筑评价标准》。2007年8月，又出台了《绿色建筑评价技术细则（试行）》和《绿色建筑评价标识管理办法》。2008年开始开展了绿色建筑评价标识工作。到2013年全国共评出1260项绿色建筑评价标识项目，比2012年的353项增加了907个。

我国绿色建筑不但数量增长快，而且规模也很大，建筑面积平均在10万平方米左右。“十二五”期间，我国要完成新建绿色建筑10亿平方米；到2015年末，20%的城镇新建建筑达到绿色建筑标准要求。政府投资建设的保障性住房以及新建机场、商场等大型公共建筑从2014年起全面执行绿色建筑标准。

2.我国绿色建筑发展中存在的主要问题

（1）我国绿色建筑的法律、法规和制度还不健全。特别是没有对绿色建筑进行明确定位，国家也没有强制要求建设绿色建筑的法律法规，政府对绿色建筑的行政监管力度还比较弱。我国现有的监管制度，对节水、节地、环境保护、建材质量监管和建筑运营维护以及拆除、垃圾回收利用等方面重视程度还不够。另外，绿色建筑与各地区的经济条件和气候密切相关，我国各地区经济发展水平和气候条件差异很大，急需制定针对性强、可行性高的绿色建筑标准体系和实施细则。

（2）发展绿色建筑的激励政策相对滞后。

近几年我国不断出台了关于绿色建筑的法规、标准和规范，但是关于推动绿色建筑发展的财政、税收、金融等方面的激励优惠政策还相对滞后。房地产开发商开发绿色建筑的激励措施不足，很难提高房地产企业开发绿色建筑的积极性。缺少对消费者关于绿色建筑的宣传、鼓励措施，绿色建筑的建筑成本往往高于普通建筑，在优惠政策不足的情况下，会增加消费者的购房成本，影响市场购买力。现行的绿色建筑设计取费标准偏低，也影响了设计者的积极性。

（3）发展绿色建筑的技术能力还不强。

我国绿色建筑基础研究由于起步较晚，相对于西方发达国家还比较薄弱，绿色建筑规划、设计、建设、评估、测评等方面的专业人才和机构不足。绿色建材发展缓慢，各类建材产品质量良莠不齐。在思想意识上，认为绿色建筑是高科技的建筑，应该把所有的高精尖技术都用上，在建筑设计中忽视自然采光、自然通风等措施，导致建筑成本增加，市场难以推广。

三、绿色建筑的发展趋势及对我国绿色建筑发展的建议

绿色建筑能够最大限度地节约能源，减少建筑物对人类健康和自然环境的消极影响，实现人们更宜居的生活和居住环境。从绿色建筑概念提出到现在新思路、新方法、新设计和新材料的不断涌现，绿色建筑正慢慢接近人们最初所追求的美好设想。

1.建筑工业化

传统的粗放式的建筑模式带来了建筑资源浪费、建筑垃圾和噪音污染严重等问题，建筑工业化能从根本上解决这些问题。建筑工业化就是通过工业化的生产方式，将建筑所需的部件都在工厂内生产好。其核心是建筑设计标准化、部品部件工厂化、现场施工装配化、土建装修一体化、管理运营信息化，强调利用现代科学技术，先进的管理方法、工业化的生产方式，将建筑生产工业化。通过“工厂化造房”，每百平米可以减少5吨左右的垃圾产生。

我国的建筑工业化正日趋进步，建筑技术正在成熟和完善，施工生产专业化、社会化及施工工艺流程正逐渐成长，但是还存在一些问题。一建设项目与工业化标准之间存在矛盾，生产流程的系统化重视不够；二是传统的建筑结构设计理论使设计人员对新型结构缺乏认识和了解，在设计时没有优先考虑采用；三是工业化生产效率低；四是技术集成能力较弱。

建筑工业化是世界建筑业的发展潮流，也符合国家的倡导方向，是推进两型社会建设的现实需要。国家在使用财政资金建设的公共建筑中应优先发展建筑工业化试点。

2.住宅产业化

住宅产业化就是墙面、地板、楼梯、阳台等都提前在工厂做好，拿到工地上像搭积木一样地组装起来。在未来的房地产发展中，这种方式将得到广泛的实践。住宅产业化在欧美等国家早有共识，我国“十”提出了加快城镇化建设，而住宅建筑是城镇化建设的重要载体，因此，我国应加快住宅产业化，推动新型城镇化。国家应为住宅产业化提供必要的法律保障，制定与每个阶段相适应的建筑标准，在政府保障性住房建设中率先采用建筑工业化技术。农村住宅可以根据本地特点，摸索出适合自己的建筑模式，国家应大力推广，并不断整合各个地区完整的建筑技术体系。

3.发展绿色智能社区

绿色社区不等于绿化社区，它不但要求管理系统科学化、规范化，还能够实现景观合理布局，在办公和生活之余可以与环境互动互补，营造一种人与环境和谐共生的安居新模式。

我国在绿色智能社区建设中，应该在规划设计、生态系统、设施设备、管理服务等方面融入节能环保、先进高端的绿色元素，建设一批具有示范带动作用的绿色生态社区。

我国新建建筑总量连年全世界第一，资源及能源的消耗日益严重，发展绿色建筑，是当今房地产界迫切的现实任务，也是中国可持续发展的迫切要求。

参考文献

1.《绿色建筑的思考》，作者：赵金龙

出处：《城市建设理论研究（电子版）》 2012年17期

2.《绿色建筑的生态安全观探讨》，者：黄芳

出处：《法制博览》 2012年10期

3.《绿色建筑当前的发展与展望》作者：徐至钧等。

出处：《建筑技术》 2012年4期

4.住房城乡建设部、财政部. 关于加快推动我国绿色建筑发

展的实施意见.（财建[2012]167号）.

5.《我国绿色建筑发展现状、挑战及政策建议》，作者：张建国，谷立静

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[关键词]装配化；绿色建造；前提条件；推进建议

文章编号：2095-4085（2017）01-0110-02

随着改革开放的不断深入，我国经济得到了较快发展，并在上世纪九十年代形成了标准的具有中国特色的社会主义市场经济体制。装配式建筑的应用恰逢其时。

1.施工现场装配化与绿色建造

1.1施工现场装配化

施工过程中，需要加大对装配式构件的研究。装配化就是对建筑构件进行生产，按照设计的尺寸，提前将构建生产出来，运到施工现场，并在现场进行拼装的过程。由于装配式建筑发展时间较短，并没有形成标准的管理体系和管理办法，严重影响了建筑质量。装配式建筑在施工时需要满足以下条件：首先，建筑装配式的建筑构件都需要提前在工厂预制好，并且能够保证预制的质量。在制作时，相关厂家需要加大与施工单位或建设单位之间的联系，以更好的保证预制构件的质量；其次，施工现场的施工人员需要认清自身职责以及自身工作，能够保证相关构件按照要求完工。整个安装过程中，会大范围的应用施工机械，施工人员需要具备与操作相关设备的能力；再次，装配式建筑的施工管理工作十分复杂，我们需要编制标准的管理计划进行管理工作，其主要是对施工现场的施工制度以及相关人员进行管理，确保其相关工作的正常运转；最后，做好检查工作，检查人员需要对装配式的建筑有深入了解，能够结合工程的实际状况做好检查工作，有效控制工程质量。

1.2装配化实施的前提条件

首先，设计工作的标准化，装配化的建筑为了实现工业化生产，设计单位就需要保证相关构件具备标准的模型，按照模型进行施工。并且能够保证在生产相关构件时，能够按照标准顺序进行生产，确保构件的质量；其次，构件的生产单位需要做好对生产设备的检查，确保设备能够按照质量要求生产出相关的构件。生产厂家需要做好对标准构件模型的收集工作，确保生产出多样化的构件；最后，构配件的生产需要保证相关构件能够正常连接在一起，保C生产质量。建筑构件在生产时，需要突出一个城市的特色，生产单位就需要在生产过程中，融人本城市的特色，生产出属于本城市的建筑构件。

1.3与绿色建造的关系

绿色建造就是为了保证建筑工程能够实现可持续发展，在发展过程中，需要积极融入可持续发展理念，结合建设工程的实际装况，做好绿色建造工作。以往的施工主要是以现场现浇等方式进行，在施工时会造成大量施工材料的浪费，很难实现可持续发展。施工现场装配式就是为了实现绿色建造，装配化的过程就是将施工过程由室外转移到室内，提前将相关构件生产出来，搬运到现场进行拼装。整个过程中，合理的使用了各类资源，也减小了对施工现场的影响。在施工现场不一定要实现绿色建造，但是需要加大对细节的掌控，主要需要对施工现场进行科学化的管理工作，确保工程正常开展，正常施工。管理过程中，需要融入绿色建造的理念，在管理时提高绿色建造的质量。绿色建造是未来发展方向，方便我们对绿色施工进行推广和深化。

2.发展中需要强化研究的若干问题

2.1装配式结构体系的整体抗震性能

建筑在设计时，必须要考虑的就是其抗震性能，那么在对预制构件尽心设计和研究的时候，需要加大对抗震能力的研究。研究过程中需要以科学实现为主，在试验过程中修补问题。每经过一次试验，就必须进行总结，对其中存在的问题进行解决，保留优点。研发出具有抗震性能的构件，需要及时编制施工规范，确保相关构件正常的安装，并且能够正常发挥其抗震作用。

2.2护结构热工性能、混凝土收缩及防水技术

预制构件的设计工作离不开可持续发展理念，对于护结构，主要是对相关的节能材料进行研究和分析，在发展过程中，需要不断对节能材料进行应用。未来发展过程中，节能材料将会越来越多，只有不断的对相关构件进行创新，才能够使建筑工程具有一定的可持续发展动力。例如，在对外墙防水材料等进行研究时，就需要全面分析相关构件的作用，制定标准计划，针对现阶段存在的弱点加大对综合性技术的研究，积极解决这些问题，提高相关构件的质量。

2.3基于工业化、信息化、自动化的构配件生产

装配式构件将会朝着工业化方向发展，工业化的特征就是集信息化和自动化于一体的生产方式。在生产建筑构件时，相关厂家需要保证相关企业能够正常的进行生产活动，也方便我们进行管理工作。就本文而言，在生产的时候，需要加大对信息化以及自动化生产的应用，保证构件的质量。相关生产厂家，为了提高建筑构件的质量，可以跟随时代的发展不断更新自身的生产设备和生产技术。

2.4基于绿色建造的装配化施工技术研究

绿色建造的理念已经深入到建筑工程施工过程中，在对建筑构件进行生产的过程中，虽然解决了现阶段存在的资源浪费现象，但依旧没有形成标准的生产理念，也不能够完全保证建筑工程的质量。在未来的建筑工程发展过程中，需要加大对相关构件生产方面的研究，尽可能满足发展规律，做好对细节的处理工作。

2.5现场施工装配化配套政策及法规研究

绿色建造是时展的需要，未来发展过程中，将会对相关技术进行不断优化和升级，相关企业需要加大对相关政策和法规的研究，尽可能满足发展需要，处理好其中存在的细节问题。近几年，国家为了规范建筑市场，不断对相关法律法规进行调整，施工单位或预制构件生产厂家加强研究，积极做出调整，以求适应发展。

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关键词：结构设计；优化技术；新型结构；形式应用

中图分类号： TB482.2文献标识码：A 文章编号：

0 引言

结构设计优化技术就是在原设计方案的基础上，结合新工艺和设备的使用，增加新材料的投入，采用新型结构体系进行局部设计的改变，使技术更可行，更加满足建筑功能要求，同时节约材料， 降低造价。从建筑上分析结构设计优化方法， 它主要体现在房屋工程分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计量方面。房屋工程分部结构优化设计包括：基础结构方案的优化设计、 屋盖系统方案的优化设计、 围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。 对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则， 结合具体工程的实际情况， 围绕房屋建筑的综合经济效益目标进行结构优化设计。

一、结构设计优化方法

进行结构设计时， 不同方案的选择及不同的建筑材料的选用对工程整体会有较大影响， 应在满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样水平荷载就不会使建筑物有太大的扭转作用。竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。

（1）结构优化设计模型

结构优化设计模型就是在各种影响变量中选择主要参数，并建立函数模型，运用科学合理的方法得出最优解。 结构总体的优化建立模型的大致步骤如下： 一是设计变量的合理选择。通常的设计变量选择对设计要求影响较大的参数，将所涉及的参数按照各自的重要性区分，将对变化影响不大的参数定为预定参数，通过这种方法可减少很多计算编程的工作量。二、目标函数的确定。使用函数找出满足既定条件的最优解。最后，约束条件的确定。房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、 从可靠指标约束到确定性约束条件等。设计中，要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。

（2）结构优化计算方案

结构优化设计多个变量、多个约束条件，属于一个非线性的优化问题，设定计算方案时， 常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell 等。完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果

（3）推广设计标准规范和标准设计

工程设计标准规范的形成，来源于大量成熟的、行之有效的实践经验和科技成果，是科技转化为生产力的必要途径。 优秀的工程设计标准和规范， 不仅优化了设计， 减少设计的盲目性，还将大大提高设计速度， 有效降低项目的全寿命费用。 在标准规范中可以对一些重要的部位采取设计经济指标限额制度，对一些设计部位使用“宜”或“不宜”等引导性语言提示设计人员对方案进行优化， 鼓励他们在设计中大胆使用新工艺和新材料。 整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的主要指标主要有：周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充，特别是对抗震及结构的整体性，规则性作出了更高的要求。

二、结构设计优化技术的实践应用

结构设计优化方法应用于实践之中， 是目前一个比较广泛的课题， 利用结构优化的方法在不改变适用性能的前提下达到降低工程造价的目的。 结构设计优化技术应用于项目的整体设计、前期设计，旧房改造，抗震设计等设计的各分部环节，发挥着巨大的效益。进行优化设计，要把握好技术和经济的对立统一关系，既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求的做法，又要反对设计保守浪费，只重技术，轻经济的思想。在按照结构设计优化的方法及模型进行实践的过程中，要注意下面的几个问题。

（1）结构设计优化应注意前期参与

结构设计的阶段分为三个：结构方案阶段、结构计算阶段和施工图设计阶段。概念设计是展现先进设计思想的关键， 结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，客观、真实的理解结构的工作性能，并能够有意识的处理构件与结构、结构与结构的关系，灵活地运用它们。因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资， 而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与， 建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。

（2）结构设计优化应考虑采用新型结构体系

建筑工业化是我国建筑业的发展方向。 建筑工业化是在建筑标准化的基础上采用先进、 适用的技术、 工艺和装备，发展施工专业化， 提高机械化水平， 减少繁重、复杂的手工劳动作业。在目前建筑工业化的大背景下，实现建筑工业化首先应从设计开始，从结构入手，建立新型结构体系，包括钢结构体系、预制装配式结构体系，复合木结构建筑等。多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展，高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展。要使大部分建筑构件实行工厂化作业，减少施工现场作业。

（3）概念设计结合细部结构设计优化

概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性， 计算式难免与现实有较大的差异， 在进行设计的时候就要采用概念设计的方法， 把数值作为辅助和参考的依据。 设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法， 达到最佳的效果。与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I 级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做结构设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。

（4）下部地基基础结构设计优化

地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案， 如果为桩基础， 那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。设计时应重视地质勘察报告的交底工作，选择合理的基础型式，选择经济适用的方案能大大降低造价。

三、结构设计优化的现实意义

（1）结构优化设计提高材料利用率

对我国这样一个发展中国家， 结构设计的目的即是花最少的钱做最好的建筑。 从优化设计的角度， 结构性能最好的方案不一定材料利用率最高， 这就要求设计时对结构材料的充分利用，同时也强调使用各种新型建筑材料，如预应力混凝土结构、钢-混凝土结构等。其中钢管混凝土结构是将混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的一种新型结构， 它将两种材料有机地结合，可借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性，借助钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态， 从而具有更高的抗压强度和抗变形能力。 它的出现使传统意义上的受压破坏特征由脆性变为延性， 对结构抗震的延性设计意义巨大， 也使超高层建筑底层柱的轴压比限制问题迎刃而解。 钢管混凝土与钢结构相比， 在自重相近和承载力相同条件下，可节约钢材近 50%，并节约大量的焊接工作量。与普通混凝土相比，在保持钢材用量相近和承载力相同条件下，构件截面面积可减少约 50%，材料用量和构件自重相应减少约 50%。实践证明在结构设计时，使用这些新工艺设备可大大提高材料利用率，降低工程造价。

（2）进行结构设计优化提高建筑结构经济性

建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利于抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。与传统的结构设计相比， 采用结构设计优化方法可以使建筑工程造价降低 6%-34%.优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调。赏心悦目的建筑是建筑的美观与结构设计相互协调密切配合的结果。建筑结构设计追求适用、安全、经济、美观和便于施工五种效果，而建筑结构设计优化技术方法的应用不但满足了建筑美观、造型优美的要求又能使房屋结构安全、经济、合理，成为实际意义上的“经济适用”房。

参考文献

[1]谈建筑结构的优化设计[J].建筑科学，2009（4） 。

[2]张红友。优化结构设计减少建筑投资成本[J]. 陕西建筑，2008（11） 。

[3]马臣杰，张良平，范重。优化技术在深圳京基金融中心中的应用[J]. 建筑结构，2009（4） 。

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关键词：预制构件;生产装备;发展

15分钟做好一面墙、5天建好一层楼、一栋57层的高楼仅费时19天……房屋的楼板、墙壁都在工厂批量生产，再运到工地直接拼装而成，这种“搭积木建房子”的建造方式正在悄然兴起，原来盖房子也可以这么快啊。

预制混凝土构件（简称PC构件）是实现主体结构预制的基础， PC在德国、英国、美国、日本等国家的使用相当广泛，发达国家已将PC作为现代建筑的主要方式。但我国建筑业仍然以粗放型为主，未形成标准化体系，建筑工业化率仅为1%，约为发达国家平均水平的1/70，有极大的发展空间。

目前，河北省有3个国家级住宅产业化基地和6个省级住宅产业化基地。国内住宅产业化有实力的机械制造企业共4家，河北省就占了半壁江山。这些机械制造企业研发的PC生产线能够生产出预制混凝土构件，作为住宅产业化的积木来搭建房屋。

PC生产线迎来大发展的同时也面临更多的课题需要解决，笔者认为未来PC生产线的发展趋势应具有以下特点。

1 发展为游牧式或者可移动化PC生产线

现在的PC生产线需要设备基础，是用混凝土做基础进行设备的固定，建设周期长，需要挖土方、现浇混凝土、养护，安装PC生产线的时间达到三四个月。而且为了减少运输成本，PC生产线的运距辐射范围一般控制在200公里以内，超出200公里以后因为这些预制混凝土构件体积大、自重高，专用构件运输车的物流运输成本高。这样当一个工地完工以后，PC生产线需要迁往下一个工地，还要做设备基础挖土方、现浇混凝土等又是三四个月。

以后的发展方向是将PC生产线做成可拆装的轨道式，生产线中的行走系统、支撑系统全建立在轨道上，类似火车的轨道，不用再建混凝土的设备基础，如同草原上的蒙古包游牧方式，方便从一个地方迁移到另一个地方，还缩短了PC生产线的建设周期，预计半个月时间即可完成生产线的迁移，比现在的方式缩短80%的时间。

在国内最早尝试这种方式生产PC构件的是万科集团，万科在西安万科城8#地一期1.3标段，除了采用工业化装配式施工，还在现场建了一些固定式模台，作为游牧式PC生产线的尝试。于2015年1月份开始建设，4月份投产。现在的生产能力基本可以满足两幢楼四五天一层的进度需求，万科花园项目依托配套的游牧式PC生产线，辅之以快建造体系和BIM技术应用，项目建造周期缩短四分之一，并节约了费用，创出了经济和社会效益双丰收。但是游牧式PC生产线也存在产能小和自动化程度低的缺陷，现在河北雪龙机械制造有限公司已经开发出国内第一条轨道式PC构件生产线，彻底解决了游牧式PC生产线存在的那些弊端，具有可移动，方便拆卸，自动化程度高，可生产构件种类多等优势，很好地为PC构件生产提供了更优化选择方案。

2 PC生产线装备小型化

目前国内建设一个PC生产线，都具有投资大、占地广的一个显著特点。2015年7月13日，由中建四局投资的广东中建新型建筑构件有限公司在东莞成立揭牌，广东中建新型建筑构件有限公司投资年产预制构件可达10万立方米，总投资达到1.5亿元人民币，规划总用地面积近十万平方米。2015年9月16日，中建三局武汉绿色建筑产业园一期工程PC构件厂正式投产，厂房建筑面积达到3.4万平方米，未来3-5年内，中建三局将在武汉新洲区累计投资60亿元用于建设绿色建筑产业园，该产业园规划面积3000亩。诸如此类的PC构件厂都具备了高大上的同时也标示着这个行业门槛高，挡住了一大批想进入这个行业的投资者。

在国家新型城镇化规划（2014-2020年），中央城镇化工作会议精神、《全国主体功能区规划》编制，按照走中国特色新型城镇化道路、全面提高城镇化质量的新要求，而这些都要求PC构件装备为新城镇建设来保驾护航，但动辄上千万一条PC生产线显然不利于更多的投资者来为新城镇建设做出更多贡献。小型化PC生产装备的推出已经迫在眉睫，能不能把装备投资控制在300万以内，能不能让构件厂区占地在一万平米以内等，都是下一步装备制造商着重要解决的问题。要实现PC生产线装备小型化可以降低生产线的规模和产能，按照经济适应的原则，降低自动化程度等。

3 PC装备适应多元化

随着建筑工业化水平的提高和建筑科学技术的发展，各种建筑体系和模式百花争鸣，诸如石家庄晶达建筑体系公司的晶达CL建筑体系，哈尔滨鸿盛建筑科技有限公司的ICF体系，清华大学建筑设计研究院有限公司的凹槽版体系SW体系，还有框剪结构PC构件体系等，这些体系现在不兼容，自成体系。一条PC生产线只能生产某一个特定体系的产品，如果想生产多个产品就需要投资多个系统的生产线，增加了很多投资成本。

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［关键词］预制装配式;设计;施工;一体化;优化

引言

预制装配式建筑(prefabricatedconcrete)即PC建筑，是通过工厂化生产构件，经过养护、运输、吊装、连接、与现浇段结合等步骤形成的混凝土结构。预制装配式建筑是未来建筑工业化的发展方向，符合绿色建筑的理念。预制装配式建筑在我国仍处于发展的初期阶段，与传统的现浇结构建筑存在较大差异，其设计、施工也与传统建筑截然不同，至今仍没有国家标准规范指导，施工作业人员缺乏经验。本文以上海市内环第1个预制装配式住宅建筑为例，对预制装配式建筑的设计施工一体化进行分析研究。

1预制装配式建筑特点

预制装配式建筑与传统现浇混凝土建筑相比有如下特点。1)结构深化设计需要对建筑结构进行构件拆分，构件拆分需要综合考虑设计、施工、吊装、运输、施工场地布置等因素。机电管线、线盒需预埋预设在预制构件中，到现场后直接对接安装。2)构件工业化生产，生产模具重复使用率高，构件尺寸精度高，达到清水混凝土的效果，预制构件甚至能根据设计需要在构件表面印出清水花纹。3)构件在工厂中预制，后运输到施工现场直接吊装施工，方便快捷。最大程度减少现场湿作业，减少对环境的扬尘、噪声等污染，减少现场施工作业人员配置，在城市市区内施工有明显优势。4)预制构件与现浇构件结合的现浇节点受力复杂，是设计施工的关键节点，钢筋排布密集，在后期存在漏水隐患。预制装配式建筑的以上特点导致其设计、施工相比传统建筑有其自身特性，并且两者相互影响，因此单独研究预制装配式建筑的设计、施工存在片面性，不利于其发展，需对预制装配式建筑的设计与施工进行一体化研究，使预制装配式建筑的设计与施工相互配合、相互促进，优化提高，为建设项目增值。

2预制装配式建筑设计

2.1联系现场实际的结构深化设计

现阶段开发商为加快资金回笼，不断压缩项目周期，而预制装配式建筑在建筑施工图完成之后仍需对建筑进行构件拆分，进行结构深化设计。构件拆分的大小、质量、形状，直接影响到现场材料堆放的布置、施工临时道路的设置、吊装的选择、塔式起重机基础的设计等。在施工方案总设计中需考虑施工现场实际情况，并在可行的情况下进行优化，尤其在施工场地狭小的城市核心区域。因此预制装配式建筑的结构构件拆分深化设计需与施工单位紧密联系，并在前期总体设计中考虑运输、施工难度和成本等。

2.2考虑全施工过程的受力设计

预制装配式建筑构件在工厂内生产，经过养护，构件强度达到要求后运输到施工现场，再通过吊装安装到位。构件在成为结构的一部分前需要经过运输、翻身、吊装等多个过程，出现多种不同的受力形态，这些过程均需通过预埋在构件内的球形铆钉实现。因此构件拆分及设计过程中不仅需考虑构件在建筑结构中的受力还需考虑生产施工全过程中构件的受力。构件吊点的设置需考虑到构件重心位置、吊装中的平衡、构件运输过程中摆放角度等。以本工程中转角飘窗设计为例:转角飘窗属于多维度异形构件，构件内存在大开洞，构件自重达9.7t，且构件重心位置不在墙身竖向范围内，因此在构件上部设计了4个吊点，确保构件吊装的平衡。考虑吊装运输过程中构件的受力，通过MIDAS软件分析构件的应力分布，如图1a所示。通过分析发现，转角飘窗在吊装过程中局部应力分布过大，需进行加固处理。通过研究采用3根槽钢对转角飘窗进行加固处理，加固后的应力分布如图1b所示，应力集中明显减弱，可以确保吊装运输的安全。

2.3机电管线设计

预制装配式建筑中的机电管线与现浇结构中的机电管线施工存在较大不同，在现浇结构中机电管线通过预埋并直接整体浇筑在混凝土中，而预制装配式建筑中机电管线需预先埋设于构件中，抵达现场后与现浇结构中预埋管线进行拼接，体积和质量巨大的构件在现场完成机电管线精确对接施工难度极大。因此机电管线设计需尽量避免埋设于预制构件中，本工程同时使用BIM软件对现浇和预制构件部分进行建模，分析构件内部的管线排布、线管线盒的位置，确保机电管线能够精确对接。

2.4利用预制构件特性完善建筑设计

预制构件为工厂化生产，尺寸精度高，表面整洁，能达到清水效果，且能够预制出相应的花纹。在建筑设计过程中应充分考虑到预制构件自身优势，减少建筑做法，减少现场湿作业。在本项目中，设计多处利用到了预制构件的特性，如在楼梯部分充分利用了预制构件的精度，安装完毕后表面不再做面层处理，如图2所示;墙壁后期做挂石材处理，墙壁取消了传统的抹灰湿作业。

3预制装配式建筑施工

3.1充分领会设计意图

预制装配式建筑在国内仍处于发展的初级阶段，施工操作经验不多，因此在施工过程中需充分领会设计意图。构件作为一类特殊产品，在最终成为结构的一部分前需经历吊装、运输、翻身等过程，而构件一旦破坏再生产需经过较长周期，将直接影响到整个项目施工工期，因此施工需要充分领会设计对构件受力分布的考量，防止构件在吊装、运输等过程中出现破坏。

3.2施工关键节点优化处理

预制装配式建筑彻底颠覆了传统的施工方式，施工中的吊装作业、建筑做法等与传统的现浇结构完全不同，施工中要充分考虑施工的各个过程优化。预制构件与现浇段间的连接是装配式结构施工的关键，该节点受力复杂，钢筋预埋较多。施工中需充分理解构件预留钢筋与现浇段之间的连接关系，分层次完成钢筋绑扎连接。现浇结构中窗附框位置经常存在漏水隐患，若预制结构后期再装窗附框将同样存在漏水隐患，因此在施工前与设计沟通研究，将窗附框在工厂中与预制构件一同浇筑完成，形成整体，避免后期存在的漏水隐患。3.3现浇段与预制段节点处理预制构件与现浇段连接处是关键节点，因为混凝土浇筑时间不同，存在施工缝且收缩不一致，存在渗漏隐患，同时也是结构连接的薄弱环节。为避免后期出现渗漏情况，本项目在预制构件的上部和下部分别采取了不同的方式进行节点处理。为方便构件堆放，构件下部设计为拉毛平面，构件吊装完成后在构件外侧采取3道防水措施，如图3所示，从外到内依次为220mm防水卷材，13mm厚耐候胶，20mm×30mm橡胶条。在构件的内侧采用预制构件上部留有预留纵筋和箍筋，施工中无法采用上述3道防水措施，通过与设计沟通研究，将构件上部设计为凹槽形式，如图4所示。在与现浇段钢筋绑扎后采用防水混凝土浇筑，凹槽的设计不但可以防止水流向内侧，还能有效增强节点连接。

4结语

预制装配式建筑在国内仍处于发展的初级阶段，在进一步摸索前进的过程中，设计与施工一体化协作，可以有效地促进设计、施工的优化提升，为建设项目增值。通过本工程的应用研究，在结构深化设计中联系现场实际、综合考虑施工全过程中构件应力分布、机电管线设计优化、利用预制构件特性等对设计施工有极大促进作用。同时在施工中充分领会设计意图、做好成品保护、优化关键施工节点等可有效地促进生产效率，提升工程质量，提升经济效益，促进预制装配式建筑的发展。

参考文献:

［1］粟新．工业化预制装配式(PC板)住宅建筑的设计研究与应用［J］．建筑施工，2008，30(3):201-202，208．

［2］李滨．我国预制装配式建筑的现状与发展［J］．中国科技信息，2014(7):114-115．

［3］严薇，曹永红，李国荣．装配式结构体系的发展与建筑工业化［J］．重庆建筑大学学报，2010，18(3):259-261．

［4］宋菲菲．预制装配式混凝土结构技术的研究与应用［J］．住宅产业，2010，5(4):116-117．

［5］孟少平，潘其健，张林振，等．预制预应力混凝土框架结构形式及设计方法研究［J］．工业建筑，2011，10(8):158-159．

［6］黄立雄，李琰．框架结构整体预制装配建造关键技术研究与示范［J］．建筑施工，2014(6):684-687．

［7］张军，侯海泉，董年才，等．全预制装配整体式剪力墙住宅结构设计及应用［J］．施工技术，2009，38(5):22-24．

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【关键词】装配式建筑；现状；概述；优点；缺点；方向

通常情况下，装配式建筑主要指的是由工厂进行预制并现场实现装配的建筑，该建筑当中的各个部分运用的都是最先进的冷压轻钢结构和轻型的材料，因此会使该建筑具有很多的功能，具体为极其卓越的保温、抗震、防潮、防火等。其具有的实际优点主要有有着极其快的建筑速度、受气候方面的限制比较小、能够有效节约劳动力以及有效提高建筑的实际质量水平。在我国，装配式建筑有着很多的缺点，但国外能够有效实现建筑的工业化，因此，对装配式建筑的一定普及有着很强的现实意义。

1.对国内外的装配式建筑的实际发展概况进行一定分析

1.1分析国外的装配式建筑的发展概况

在二十世纪七十年代，国外就开始对建筑的加工以及建筑进行一定的预制，主要包含大板建筑、盒子建筑以及砌块建筑等。对于预制装配式，前苏联有着很大的重视程度，在上个世纪的七十年代就存在将近五千家的构件工厂，现在已经属于是最大产量的国家【1】。在法国，已经存在了三十多年的大板建筑，已经极其普遍，同时还有着非常成熟的技术。

1.2分析国内的装配式建筑的发展概况

相比于国外来讲，国内有着相对比较落后的预制混凝土方面的技术，造成这种情况的原因是由于唐山地震破坏了混凝土结构，导致人们对其结构的具体运用更加的保守，另外的一个主要的原因是预制混凝土的构件存在着很多的缺点【2】。

2.对装配式建筑的具体分类进行一定分析

2.1分析砌块建筑

对于装配式建筑来讲，运用预制的块状材料来对墙体进行修葺，适用于对3到5层的建筑进行建造。该建筑有着非常强的适应性，有着极其简单的生产工艺以及实际的施工，还能够对地方材料以及工业材料进行充分利用。能够将建筑砌块大体分为大型、中型以及小型三种。

2.2分析板材建筑

板材建筑还能够称为大板建筑，主要的构成是大型的楼板、屋面板以及墙板等各种材料。该建筑属于是工业化体系建筑当中的一种类型。该建筑的内墙板大部分都是钢筋混凝土的空心板或者实心板；其外墙板大部分都是具有保温层的复合板，同时还可用于带有外饰面的墙板。在实际的建筑当中，设备经常会运用集中室内管道以及盒式的卫生间等，进而来对装配化的程度进行有效提高【3】。该建筑所具有的重要的确定是存在着布局以及建筑物造物方面的制约。

2.3分析盒式建筑

该建筑的发展基础是板材建筑，该建筑有着非常高程度的工厂化，有着非常快的现场安装的速度。通常情况下，会在工厂当中完善盒子部分，还应该完成装修以及设备部分【3】。

2.4分析骨架板材建筑

该建筑的主要构成部分是预制的板材以及骨架，进行承重的骨架通常大部分都是重型的混凝土的结构，同时也会运行木质以及钢制作的板材以及骨架。该建筑有着非常科学合理的结构，这样能够降低建筑物的自身重量，有着极其灵活的内部分隔【4】。

2.5升层以及升板建筑

该建筑属于是一种板柱的结构体系，然而存在着不同的施工方法。该建筑主要的原理是在相应的地面上对各层的楼板以及屋面板进行重复的浇筑，将柱子作为导杆，将油压千顶将屋面板以及楼板有效提升到设计的高度之上，并进行一定的固定。通常情况下，外墙能够运用预制的外墙板、砌块墙以及砖墙进行组合，同时还能够对楼板提升的前提下增高浇筑外墙以及滑动模板【4】。

3.对装配式建筑的特点进行一定分析

3.1设计具有多样性

住宅的实际设计与实际的需求之间严重脱节，有着非常多的承重墙，比较小的开间，不能够极其灵活的分割房间之内的空间。但是，装配式房屋，运用的是极其灵活的大开间的分割方法，按照住户的实际需求，能够具体分割成为小厅大居室以及大厅小居室。对于住宅来讲，运用比较灵活的大开间，其非常重要的一个问题是应该配备轻质的隔墙【5】。

3.2功能具有现代性

具有非常强的现代化的装配式建筑应该具有下面的相关功能：

第一，节能，建筑外墙存在着保温层，能够对冬季当中的采暖以及夏季空调方面的能耗进行有效的降低。第二，隔音，有效增强门窗以及墙体所具有的密封功能，相关的保温材料有着有效的吸声功能，进而保证室内具有安静的环境，有效防止外界噪声产生的干扰。第三，防火，运用难以燃烧以及不能够燃烧的材料，有效避免火灾的波及以及蔓延。第四，抗震，对轻质的材料进行大量的运用，进而来有效降低建筑的实际重量，同时提高装配式的柔性连接【5】。第五，外观，装配式建筑的外观根本就不追求奢华，但是其立面却极其清晰以及具有特色，在长期的使用过程当中根本不会发生褪色、开裂以及变形的现象。第六，能够为厕所以及厨房等提供便利的条件。

3.3制造具有工厂性

相对比较传统的建筑物的外表如果仅仅是按照现场的具体施工制成美观图案，若进行彩色涂料进行粉刷的过程中保证不褪色有着很大的困难。然而，装配式建筑的外墙进行机械化的喷涂以及烘烤的工艺能够实现逐渐淘汰木窗以及钢门窗等，会逐渐替换为比较先进的塑钢门窗，室内的相关材料都是经过生产流水线进行制造的【5】。

3.4施工具有装配化

相比于比较传统的建筑，装配式建筑所具有的自重比仅仅是一半，所以，会在一定程度上简化具体的地基。当搬运已经预制好的建筑构件之后，相关的工人按照图纸进行一定的组装，在施工现场就不会出现之前的大规模的相关工作。

一般来讲，装配式建筑的具体施工有着下面几个方面的特点：第一，有着比较快的施工进度，建筑房屋能够在相对比较短的时间之内完成并投入使用；第二，大大降低建筑方面的工人量，有着比较低的劳动强度，能够保证交叉作业；第三，所有的工序都应该对其精度进行有效检查，进而保证实际的质量水平；第四，在实际的施工现场当中，有着比较小的噪音，同时还能够有效降低散装的材料，能够保证环境方面的保护；第五，能够在很大程度上降低施工的相关成本。

4.对装配式建筑在我国的未来发展前景进行一定分析

在国外，装配式建筑属于是大众化的产品，但是，我国一直到2010年，从安装、生产、功能以及具体的设计方面也可以对上面提到的装配式建筑进行生产。比如，需要购买房屋的客户，当走到房地产公司时，应该先对其具体的要求进行详细的说明。现阶段，我国有着非常大的钢产量，同时还有着比较低的价格，能够在市场上进行有效的使用。若运用钢结构，再加上石膏板、外墙板、岩棉以及复合板等各种材料来对装配式的房屋进行一定的制造，在价格以及功能方面都明显优于目前的混凝土以及砖结构的房屋。

参考文献

[1]林楠. 浅谈我国装配式建筑的发展方向[J]. 江西建材，2015，20：35+37.

[2]. 建筑工业化：中国建筑业发展的方向[J]. 中国建设信息，2015，06：34-37.

[3]张风翔. 浅谈变电站设计的发展方向[J]. 山西建筑，2011，14：11.