在開始討論之前,,有必要先明晰如下幾個概念,。 1)綠色建筑(GreenBuilding):是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源,,節(jié)能,、節(jié)地、節(jié)水,、節(jié)材,、保護(hù)環(huán)境和減少污染,提供健康適用,、高效使用,、與自然和諧共生的建筑,又可稱為可持續(xù)發(fā)展建筑,、生態(tài)建筑,、回歸大自然建筑、節(jié)能環(huán)保建筑等,。 2)住宅產(chǎn)業(yè)化(HousingIndustrialization):以科技為先導(dǎo),,以成品住宅為最終產(chǎn)品,運(yùn)用現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)化生產(chǎn)方式全面改造傳統(tǒng),、粗放的住宅產(chǎn)業(yè),,使住宅建造全過程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、部品生產(chǎn),、施工建造、開發(fā)管理等環(huán)節(jié)形成完整、有機(jī)的產(chǎn)業(yè)鏈,,逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式的工業(yè)化,、集約化和社會化,從而符合當(dāng)代經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的要求,。 3)新型建筑工業(yè)化(ModernHousing Industrialization):主要指建設(shè)施工方式的變革,,即采用預(yù)制裝配式的方式建造房屋,包括鋼結(jié)構(gòu)和預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu),。新型建筑工業(yè)化是住宅產(chǎn)業(yè)化的核心,,標(biāo)志著住宅產(chǎn)業(yè)化的水平。從“住宅產(chǎn)業(yè)化”到“新型建筑工業(yè)化”,,其內(nèi)涵更寬,、更廣,不僅涵蓋住宅建筑結(jié)構(gòu)部分,,而且包含了部品部件的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),,還融入了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)(包括信息技術(shù))、管理手段(包括全生命周期管理),。 4)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)(PrecastConcrete Structure):由預(yù)制混凝土構(gòu)件或部件通過各種可靠的連接方式裝配而成的混凝土結(jié)構(gòu),,包括裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)、全裝配混凝土結(jié)構(gòu)等,。在建筑工程中,,簡稱裝配式建筑;在結(jié)構(gòu)工程中,,簡稱裝配式結(jié)構(gòu),。 5)住宅部品(HousingComponent):是由基本建筑材料、產(chǎn)品,、零配件等集合而成,,建筑中滿足該部位特定功能要求的基本單元,作為系統(tǒng)集成和技術(shù)配套整體的部件,,可在施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝,。 上述各定義的內(nèi)在關(guān)系是:綠色建筑是建筑業(yè)未來的發(fā)展方向;住宅產(chǎn)業(yè)化因具有保證工程質(zhì)量,、節(jié)能,、節(jié)材的特征成為實(shí)現(xiàn)綠色建筑(通過綠色建造)的一種可靠手段;新型建筑工業(yè)化的內(nèi)涵是通過建筑部品的工廠流水線預(yù)制,、現(xiàn)場組裝,,實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo),其技術(shù)基礎(chǔ)是通過對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)體系裝配化過程的研究,,打通上下產(chǎn)業(yè)鏈,,實(shí)現(xiàn)“像造汽車一樣在工廠流水線上造房子”的建筑工業(yè)化設(shè)想;裝配式混凝土結(jié)構(gòu)則是實(shí)現(xiàn)新型建筑工業(yè)化的一種主要結(jié)構(gòu)形式;部品則是在工廠制造,、現(xiàn)場組裝的產(chǎn)品,,是住宅產(chǎn)業(yè)化得以實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ),其多樣化和集成化是住宅產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)志,。 按照上述順序理解各概念之間的關(guān)系,,有助于理解國家住宅產(chǎn)業(yè)化宏觀政策的走向和趨勢,反之,,則有助于產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)企業(yè)在宏觀產(chǎn)業(yè)政策的指引下,,找出各自的市場發(fā)力點(diǎn)。 1,、預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 預(yù)制裝配式住宅建筑體系主要由主體結(jié)構(gòu),、室內(nèi)裝修和設(shè)備安裝等三大系統(tǒng)組成。其中,,主體結(jié)構(gòu)體系起主導(dǎo)作用,,它是工業(yè)化住宅的最核心內(nèi)容;而裝修和設(shè)備系統(tǒng)是受主體結(jié)構(gòu)體系約束的,。 在世界范圍內(nèi),,預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)可大體分為木結(jié)構(gòu)體系、輕鋼結(jié)構(gòu)體系(LGS)和預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)(PC)體系三大類,。在我國,,受土地、森林資源限制,,木結(jié)構(gòu)體系在現(xiàn)代建筑中采用的不多,;輕鋼結(jié)構(gòu)體系雖然有所發(fā)展,但從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和配套部品開發(fā)等方面來看,,還處在不斷完善之中,;研究最為深入、技術(shù)成熟度最高,、配套部品生產(chǎn)最為完善的,,當(dāng)屬裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)又分為裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)(Monolithic Precast Concrete Frame Structure),、裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)(MonolithicPrecast Concrete Shear Wall Structure),,兩者又根據(jù)梁、板,、柱等受力構(gòu)件的特征分為裝配整體式型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu),、預(yù)應(yīng)力疊合樓板裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配整體式夾心保溫剪力墻結(jié)構(gòu),、主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆外掛墻板體系等形式,。研究的重點(diǎn)包括:受力部件的優(yōu)化設(shè)計(jì),、分割,部件(特別是豎向受力鋼筋)的連接,,裝飾,、保溫及(非)承重墻板體系的開發(fā)等。 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)由于采用模數(shù)化設(shè)計(jì),,梁、板,、柱,、樓梯、陽臺等部件實(shí)現(xiàn)在工廠內(nèi)的制造和檢測,,運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后再行組裝,。在墻板設(shè)計(jì)制造時,通過采用瓷磚反打等飾面技術(shù),,實(shí)現(xiàn)裝飾,、保溫、承重功能的一體化,;加上門窗洞口預(yù)留或門窗(框)預(yù)裝等措施,,有效地保證了安裝精度,最大幅度地降低了門窗洞口部位的滲漏水風(fēng)險(xiǎn),。綜合來看,,裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有施工速度快、裝配精度高,、質(zhì)量穩(wěn)定,、安全快捷、防水性良好等特點(diǎn),。 早期的裝配式大板結(jié)構(gòu)體系,,構(gòu)件之間多數(shù)為機(jī)械連接,構(gòu)件的鋼筋不直接接觸,,連接受力以螺栓和預(yù)埋件為主,,這種連接方式整體性差,隔音,、防水性能不足,;而裝配式混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接則以現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)為主,將預(yù)制PC構(gòu)件的鋼筋伸入現(xiàn)澆構(gòu)件中進(jìn)行錨固連接,,有效保證了建筑物的整體性,。 與當(dāng)前主流的工地現(xiàn)澆施工方式相比,理想狀態(tài)下,,裝配式建筑的現(xiàn)場垃圾量可減少83%,,材料損耗減少60%,,差錯率可降低到0.01%,外墻滲漏率可低于0.01%,,建造人員可減少89%,,而建造周期縮短近70%,同時每m2可節(jié)約能耗20%,、節(jié)約水耗63%,。 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在國內(nèi)的發(fā)展和研究已不是新鮮話題,但其推廣卻并不是一帆風(fēng)順,,主要的原因在于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)滯后(表現(xiàn)為不同結(jié)構(gòu)體系,、不同用途建筑物設(shè)計(jì)、施工及質(zhì)量驗(yàn)收的技術(shù)規(guī)范缺乏,,各部品生產(chǎn)質(zhì)量控制等標(biāo)準(zhǔn)缺失,,專業(yè)的信息化軟件不足)、建造成本偏高(在現(xiàn)行工程管理體制下,,協(xié)調(diào),、運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)費(fèi)用高),、產(chǎn)業(yè)鏈脫節(jié)(表現(xiàn)為整體設(shè)計(jì)與局部和單體設(shè)計(jì)脫節(jié),,建筑結(jié)構(gòu)與部品部件設(shè)計(jì)脫節(jié),新材料與傳統(tǒng)大宗建材綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)脫節(jié),,前期施工與后期裝修設(shè)計(jì)脫節(jié),,還有木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu),、PC結(jié)構(gòu)互補(bǔ)性綜合設(shè)計(jì)脫節(jié),,生產(chǎn)與施工脫節(jié)等)。解決這些難題,,有必要從現(xiàn)行建筑行業(yè)管理體制入手,,整合資源,打通設(shè)計(jì),、制造,、運(yùn)輸、安裝等產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié),,最終實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化的初衷,。 2、裝配式混凝土建筑的防水 從防水工程的角度來看,,裝配式混凝土建筑關(guān)注的重點(diǎn)主要在建筑物的地上部分,,通常從地上二層開始,一層及以下仍采取與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)完全相同的方式建造,;屋面如不采用PC結(jié)構(gòu),,其構(gòu)造與施工與現(xiàn)行GB 50345—2012《屋面工程技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定基本一致,;室內(nèi)由于采用PC構(gòu)件加節(jié)點(diǎn)現(xiàn)澆(或灌漿連接)的工藝,,防水功能比較容易得到保證,。因此,,如果要探討裝配式混凝土建筑中防水工程的特點(diǎn),除去與地下,、屋面和室內(nèi)等與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)完全相同的環(huán)節(jié)之外,,需要重點(diǎn)關(guān)注及難點(diǎn)主要是預(yù)制外墻板接縫的密封防水。 裝配式混凝土建筑的預(yù)制外墻板的種類很多,,按是否承受荷載分為承重和非承重兩類,,前者如裝飾保溫承重一體化夾芯復(fù)合預(yù)制墻板(與梁、板,、柱等承重構(gòu)件通過現(xiàn)澆混凝土連接),后者如預(yù)制非承重外掛板以及預(yù)制外掛模板(先掛后澆)等,。按預(yù)制墻板自身構(gòu)造分為裝飾保溫承重一體化夾芯復(fù)合墻板,、不帶保溫層的預(yù)制外掛墻板以及帶裝飾、帶飾面層和保溫層的預(yù)制外掛模板(PCF)等,;按與主體結(jié)構(gòu)的連接方式分為現(xiàn)澆混凝土(高強(qiáng)無收縮灌漿料)連接和預(yù)埋螺栓機(jī)械式連接,。其中,以裝飾保溫承重一體化夾芯復(fù)合墻板和預(yù)制非承重外掛板兩者的應(yīng)用比較廣泛,。前者主要用在裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)中,,后者則主要用在裝配整體式框架結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)中。 墻板縫分為水平縫和垂直縫,,兩者都是在墻板拼接過程中自然形成的,。接縫迎水面(室外)的一次密封防水主要是在墻板上下兩端預(yù)留形成的高低縫、企口縫等不同構(gòu)造形式的接縫內(nèi)嵌填密封膠,,在接縫的背水面一側(cè)(室內(nèi)),,可根據(jù)墻板的構(gòu)造、功能不同,,采取粘貼定型密封條(預(yù)制非承重外掛板)或現(xiàn)澆混凝土連接(裝飾保溫承重一體化夾芯復(fù)合墻板),,形成二次密封,兩道密封之間形成空腔,。每隔2~3層,,在水平縫和垂直縫相交的十字縫部位的豎直縫上端,設(shè)置導(dǎo)水管作引水處理,,即便一次密封出現(xiàn)局部破損,,漏入空腔中的水或水汽也能通過彼此連通的空腔構(gòu)造和導(dǎo)水管排走。故以材料密封防水為主,、空腔構(gòu)造排水為輔,,是預(yù)制外墻板接縫密封防水的基本設(shè)防原則,。 至于門窗,因安裝精度大幅提高,,除了在門窗框與基層之間采取密封措施之外,,其余構(gòu)造措施還包括上沿設(shè)置滴水(鷹嘴)、窗戶內(nèi)外兩側(cè)窗臺內(nèi)高外低以利排水等,。以下就兩種典型的預(yù)制外墻板接縫的密封防水措施分別展開敘述,。 2.1 裝飾保溫承重一體化夾芯復(fù)合預(yù)制墻板接縫密封防水 裝飾保溫承重一體化夾芯復(fù)合預(yù)制墻板主要用于裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)中,垂直縫宜選用結(jié)構(gòu)防水與材料防水結(jié)合的兩道防水構(gòu)造,,水平縫宜選用構(gòu)造防水與材料防水結(jié)合的兩道防水構(gòu)造(圖1—2),。這里的構(gòu)造防水是指在板邊緣利用企口縫或高低縫(水平縫)、直縫(垂直縫)形成的排水空腔構(gòu)造,,材料防水則是指在接縫迎水面用密封膠的密封處理,,結(jié)構(gòu)防水則是指板的四邊與現(xiàn)澆梁板柱相接部位預(yù)留干凈的粗糙面,盡量消除新舊混凝土之間的施工縫可能帶來的滲漏風(fēng)險(xiǎn),。
2.2 預(yù)制非承重外掛板接縫密封防水 無論預(yù)制非承重外掛板是否帶夾芯保溫層,,其與主體結(jié)構(gòu)之間的連接方式及板間的接縫處理相同。圖3給出了帶夾芯保溫層的非承重裝飾外掛板的水平縫,、垂直縫及預(yù)埋導(dǎo)水管的構(gòu)造,。不難看出,其接縫密封防水與裝飾保溫承重一體化夾芯復(fù)合預(yù)制墻板基本一致,,不同之處在于接縫的背水面添加了一道定型密封材料進(jìn)行封堵,,以增加防水的可靠性。這道定型密封材料的施工通常在預(yù)制墻板出廠前粘貼完畢,,原因可能與外掛墻板安裝完畢后,,板的背水面缺乏可供縫隙密封的操作面有關(guān)。 (圖3 預(yù)制保溫夾芯外掛墻板豎縫,、水平縫,、垂直縫防水構(gòu)造) 2.3 接縫密封材料的選擇 通過上面的分析,不難看出密封材料是保證裝配式混凝土建筑外墻防水工程質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)之一,,其性能優(yōu)劣關(guān)乎工程質(zhì)量及裝配式混凝土建筑的推廣和普及,。根據(jù)PC板的應(yīng)用部位特點(diǎn),選用密封膠時應(yīng)關(guān)注的性能包括:1)抗位移性,,預(yù)制板接縫部位在應(yīng)用過程中,,受環(huán)境溫度變化會出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象,使得接縫尺寸發(fā)生循環(huán)變化,,密封膠必須具備良好的抗位移能力,;2)耐候性,部分使用部位長期處于外露條件,,采用的密封膠必須具有良好的耐候性,;3)粘結(jié)性,,PC板主要結(jié)構(gòu)組成為水泥混凝土,為保證密封效果,,采用的密封膠必須與水泥混凝土基材良好粘結(jié),;4)防污染性,密封膠若作為外露密封使用,,為整體美觀需要還應(yīng)具備防污染性,,即避免對接縫兩側(cè)的基層造成污染;5)蠕變性,,作為PC板的密封膠應(yīng)具備一定的蠕變性,,這樣即便粘結(jié)面長期受力也不易發(fā)生粘結(jié)破壞;6)涂裝性,,現(xiàn)代裝飾為追求整體的美觀度,,常對表面進(jìn)行噴漆處理,可涂裝性也是一項(xiàng)重要的性能指標(biāo),;7)可維修性,,密封膠在使用過程中難免出現(xiàn)破損、局部粘結(jié)失效情況,,因此需對密封膠進(jìn)行及時修補(bǔ),避免漏水,。 部分滿足以上要求的密封膠品種包括硅酮建筑密封膠(SR膠),、聚氨酯建筑密封膠(PU膠)及硅烷改性聚醚類建筑密封膠(MS膠,尚缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)),,其中以MS建筑密封膠綜合性能最佳,。通常,非暴露部位可使用低模量聚氨酯密封膠,,而暴露使用的部位宜使用低模量MS密封膠,,硅酮密封膠雖然耐候性優(yōu)良,但無法涂裝,,加上后期修補(bǔ)困難,,使用較少。 除了關(guān)注密封膠的性能之外,,容易被忽視的還包括配套輔助材料(如背襯材料,、基層處理劑的使用,同時還需加強(qiáng)對密封工程從業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn),。目前國內(nèi)建筑防水行業(yè)已開始重視這項(xiàng)工作,,相信在中國建筑防水協(xié)會等社會組織和機(jī)構(gòu)的推動下,建筑密封工程的質(zhì)量,,未來將得以穩(wěn)步提升,。 3,、展望 住宅產(chǎn)業(yè)化是傳統(tǒng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級,改變粗放式發(fā)展模式,,向綠色建筑這一目標(biāo)邁進(jìn)的途徑之一,。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅體系是根據(jù)建筑工業(yè)化要求,在住宅建筑主體結(jié)構(gòu)工程中大量采用尺寸精確,、做工細(xì)致,、符合建筑模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制構(gòu)配件,不僅質(zhì)量穩(wěn)定,、能減少現(xiàn)場濕作業(yè),、縮短施工周期和提高工效并節(jié)省材料和保護(hù)環(huán)境,而且還可以大幅度提高住宅工程整體建造水平與質(zhì)量,。 從保證工程整體建造水平和質(zhì)量,、縮短施工周期及節(jié)約材料保護(hù)環(huán)境等目標(biāo)和特征出發(fā),雖然現(xiàn)階段在相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中防水工程關(guān)注的重點(diǎn)被放在了接縫密封方面,,但以單層防水卷材屋面,、冷屋面、種植屋面,、壓型金屬板屋面,、通風(fēng)瓦屋面等為代表的新型屋面技術(shù)依然契合這一目標(biāo)和特征。展望未來,,密封材料供應(yīng)商在住宅產(chǎn)業(yè)化市場中可獲得可觀的發(fā)展,,防水材料企業(yè)亦大有可為。至于地下工程,,因其條件特殊(如空間有限,、地質(zhì)條件復(fù)雜、施工工藝及支護(hù)方式多樣等),,在建筑領(lǐng)域內(nèi)短期尚難見有這方面的研究和突破,。但施工性能優(yōu)良、針對地下工程的系統(tǒng)化防水體系在住宅產(chǎn)業(yè)化市場中也將有不小的用武之地,。住宅產(chǎn)業(yè)化對工程質(zhì)量,、環(huán)境保護(hù)及資源節(jié)約終極追求的理念,也可以成為引領(lǐng)地下工程防水體系技術(shù)不斷進(jìn)步的旗幟,。 4,、結(jié)論 主體結(jié)構(gòu)體系是住宅產(chǎn)業(yè)化和新型建筑工業(yè)化的核心,主體結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展決定著整個住宅產(chǎn)業(yè)化的推廣走向,。關(guān)注住宅產(chǎn)業(yè)化,,可首先從具體的結(jié)構(gòu)體系出發(fā)。預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu),是目前住宅產(chǎn)業(yè)化的主流,,其關(guān)注的重點(diǎn)在于預(yù)制外墻板接縫的密封防水處理,。采用材料密封和構(gòu)造防排水措施相結(jié)合的方法,可以獲得良好的密封防水效果,。密封材料是實(shí)現(xiàn)接縫密封防水的物質(zhì)基礎(chǔ),,應(yīng)當(dāng)予以高度重視。通過引入住宅產(chǎn)業(yè)化的理念,,防水材料供應(yīng)商可望在接縫密封及新型屋面系統(tǒng)推廣中有所斬獲,。 |
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