裝配式模塊化建筑生產技術研究應用

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摘要:模塊化建筑作為新興建筑體系，是裝配式建筑發(fā)展的高度集成模式，也是我國裝配式建筑發(fā)展的必然趨勢，以我國香港竹篙灣檢疫中心項目為背景，對箱體的主體結構、裝修流程進行研究，并與傳統(tǒng)建筑在質量、技術、成本方面進行優(yōu)劣分析，探索模塊化建筑的發(fā)展前景，旨在為模塊化建筑的發(fā)展提供借鑒和參考。

關鍵詞:建筑工業(yè)化；裝配式

模塊化建筑，生產流程模塊化建筑即在工廠預制成適合運輸和安裝的集成建筑，并對其進行精裝修，后運輸至現(xiàn)場進行安裝、拼接工作，最終形成建筑整體［1］;雖與傳統(tǒng)臨時建筑相似，但在質量、結構和性能方面較傳統(tǒng)臨時建筑有突出表現(xiàn)，主要為:建造周期短;工廠可控環(huán)境下質量有嚴格保證;規(guī)模效益顯著;受氣候條件影響小;模塊隔聲、保溫、防火性能優(yōu)良;優(yōu)化建材利用率，減少建筑垃圾;減少對現(xiàn)場周邊地區(qū)的侵擾;可拆卸并能夠重復利用［2］。因此在市場中的份額逐漸提高，2020年因疫情的影響，武漢市在一周時間內新建了雷神山、火神山兩座防疫醫(yī)院，其中均為裝配式建筑中的模塊化建筑，體現(xiàn)了模塊化建筑在救急工程中的應用。

1項目概況

竹篙灣項目位于我國香港新界大嶼山的東北部，2020年3月開工，同年6月交付使用，該項目由43棟單體、預制樓梯及相應的配電房等輔助設施構成，每棟單體上下兩層，每層由8個箱體構成，共計700個箱體，每個箱體精裝修后運至現(xiàn)場進行安裝，該項目作為香港應對的重要檢疫設施，配有醫(yī)療等基本功能單位，主要用來隔離和觀察。如圖1所示為竹篙灣項目效果圖。

2生產流程

2．1箱體基本參數(shù)

該項目通過鋼箱體經有效的構造連接組裝而成，鋼框架箱體如圖2所示，每個鋼箱體尺寸為5900mm(長)×2980mm(寬)×3020mm(高)，箱體由200mm×150mm×10mm的矩形鋼管角柱、200mm×100mm×6．3mm的矩形鋼管中柱、150×100×10的矩形鋼管梁(頂部和底部)、100mm×50mm×50mm×6．3mm的頂部槽鋼次梁、90mm×90mm×4mm的底部矩形鋼管次梁和2mm的波紋板焊接組成，鋼箱體由鋼構件廠統(tǒng)一加工制造運輸至生產車間，經過精裝修后運至施工現(xiàn)場。

2．2箱體具體裝修流程

箱體的生產裝修流程如圖3所示。

2．3主要流程操作及要點

1)箱體調平。箱體進廠后，通過水平儀對箱體表面進行平整度檢查，誤差為±3mm，防止箱體因平整度偏差過大，無法進行后期裝修。2)衛(wèi)生間底座調平、焊接。在箱體安置衛(wèi)生間位置設置凹槽，在凹槽的四個拐角處設計角鐵，在保證四個角鐵處于同一水平面后進行焊接，后將衛(wèi)生間底座與角鐵焊接，見圖4。3)鋼筋綁扎、澆筑混凝土。鋼筋為，因箱體底部有波紋板和矩形鋼梁，導致箱體底部凹凸不平，故凹槽內鋼筋為雙層，其余部位為單層，完成鋼筋綁扎后，經驗收合格，澆筑C30混凝土，波紋板最低處至混凝土找平面為80mm，抹平，養(yǎng)護，如圖5所示。4)龍骨、巖棉和石膏板安裝。安裝過程中根據(jù)箱體的尺寸對應下料，先用25mm厚的防火石膏板進行箱體斜撐的包裹，后安裝箱體頂部龍骨;通過焊接的形式，在箱體頂部安裝5500mm長×100mm寬×1．0mm厚鋼帶，用以鑲嵌巖棉，如圖6所示，完成后進行天花板和墻體的石膏板安裝，天花板為2層15mm厚的防火石膏板，墻體為3層15mm厚的防火石膏板，整體效果如圖7所示。5)衛(wèi)生間+管線安裝。衛(wèi)生間通過已安置的底座進行固定，先安裝墻體，后安裝洗浴設施等，其中箱體預留孔洞處設置鍍鋅鋼管，供衛(wèi)生間管道穿過，完成后，孔洞周圍進行灌結構密封膠處理，衛(wèi)生間底部進門處設置20mm的門檻石，用結構膠固定，如圖8所示。完成衛(wèi)生間的安裝后進行箱體線管的預留，采用機電線路穿PVC管的方式固定在防火石膏板上，如圖9所示。6)天花板和墻體膠合板+集成板安裝。墻體和天花板先用9mm厚膠合板打底，后安裝9mm厚集成板作為飾面層，如圖10，圖11所示。7)箱體外立面石膏板和鋁扣板的安裝。箱體外立面梁柱封25mm厚防火石膏板，正面封鋁扣板，如圖12所示。

3質量檢查

箱體的質量檢查包括每步工序完工后質檢人員檢查合格后簽字，詳見表1。

4與傳統(tǒng)建筑對比

建筑模塊化作為裝配式建筑的重要趨勢，其技術先進性和前景廣闊性不言而喻。目前在我國，其應用較少，多用于臨時建筑，竹篙灣檢疫醫(yī)院項目的成功應用，標志著裝配式模塊化建筑越來越被人們所認可，其通過建筑設計標準化、部品生產工廠化、結構裝修一體化，與傳統(tǒng)建筑相比具有如下優(yōu)勢:1)質量方面。模塊化構件在工廠生產，相比于傳統(tǒng)建筑的露天生產，克服了因天氣因素影響施工進度的問題，另一方面，工廠生產采用鋼模臺，機械化程度高，實現(xiàn)了構件的高精度，極大的節(jié)約了勞動力投入。以竹篙灣項目為例，工廠采用整體流水線生產，速度快，質量高［4］。2)技術方面。模塊化建筑在生產過程中，將多個復雜實施技術拆分為多個簡單步驟，每個步驟由專門的技術工人負責，大大降低了生產技術難度，減輕技術工人的工作量，有利于模塊化建筑的大面積推廣。3)成本方面。a．人工成本。模塊化建筑在工廠生產，重復性及大部分體力勞動由機械代替，在工作量和工作強度上減少了人力的投入，節(jié)約了成本。b．工期成本。各單體構件可同時進行，不受限于建筑本身空間順序，極大地節(jié)約了工期，以竹篙灣項目為例，正常情況下可做到1d完成20個模塊化單體，如需趕工期，每天可完成30個模塊化單體。c．材料成本。生產前利用BIM技術進行瓷磚、管線、板材的預排布，最大程度的切割板材并充分利用邊角料。但也存在如下不足之處，如:1)建筑形態(tài)單一，很難實現(xiàn)具有個性造型的建筑，不能滿足市場需求;2)由于運輸和吊裝限制了單個箱體的尺寸和重量，使其無法達到構造多樣化，產品多元化;3)因其本身連接構造原因，多用于低層建筑，在高層建筑領域應用較少。

5結語

模塊化建筑因其具有快速施工等特點，現(xiàn)已逐漸推廣，但在推廣的同時，我們需要考慮如下問題:1)標準化;目前模塊化建筑的設計、生產、施工或驗收階段等暫無一個系統(tǒng)的、針對性的執(zhí)行標準，亟需解決。2)多元化:不僅需要在鋼結構中推廣模塊化，更需要在混凝土結構中推廣模塊化，多采用少類型、多組裝的形式，使模塊化建筑多元化，適用范圍更廣。3)自動化:模塊化建筑作為裝配式建筑的一部分，生產、安裝自動化關系到裝配式建筑能否實現(xiàn)工業(yè)化。

參考文獻:

［1］劉鋒．裝配式模塊化箱型建筑在國家應急管理體系中的應用［J］．中國建筑金屬結構，2020(5):67-69．

［2］彭勁源．淺談模塊化建筑［J］．智能建筑與智慧城市，2020(1):123-124．

［3］孫松峰，張健飛，張慶昱，等．臨時性模塊化箱式房屋施工工法［J］．建筑技術開發(fā)，2019，46(8):38-39．

［4］樊驊，韓建忠．模塊化建筑在應急建設中的應用分析［J］．住宅產業(yè)，2020(Z1):32-40．

作者：任剛 單位：安徽海龍建筑工業(yè)有限公司