建筑工业化（00001）课件

能源安全工程 主讲 许俊第四组 栗玉剑许俊 建筑工业化 建筑工业化概述 一 建筑工业化及其意义 二 建筑工业化的内容 四 建筑工业化的起源与发展 三 建筑工业化的主要技术路线及工业化建筑体系 五 建筑工业化发展的优势及展望 一 建筑工业化及其意义 建筑工业化 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 它的主要内容是建筑设计标准化 构配件生产施工化 施工机械化和组织管理科学化 建筑工业化及其意义 建筑业的工业化是社会生产力发展的必然产物 它与传统的建造方式根本区别在于把社会生产力从手工业的小生产方式向社会化的大生产方式转化 它是采用现代大工业生产来建造建筑物 运用现代技术 先进生产方式推动建筑业发展的文明 二 建筑工业化的内容 一 建筑设计的标准化与体系化 二 建筑构配件生产的工业化 三 建筑施工的装配化和机械化 四 组织管理科学化 二 建筑工业化的内容 一 建筑设计的标准化与体系化建筑设计标准化 是将建筑构建的类型 规格 质量 材料 尺度 等规定统一标准 将其中建造量大 使用面积广 共性多 通用性强的建筑构配件及零部件 设备装置或建筑单元 经过综合研究编制成配套的标准设计图 进而汇编成建筑设计标准图集 标准化设计的基础是采用统一的建筑模数 减少建筑构配件的类型和规格 提高通用性 体系化是根据各地区的自然特点 材料供应和设计标准的不同要求 设计出多样化和系列化的定型构件与节点设计 建筑师在此基础上灵活选择不同的定型产品 组合出多样化的建筑体系 二 建筑工业化的内容 二 建筑构配件生产的工业化将建筑中量多面广 易于标准化设计的建筑构配件 由工厂进行集中批量生产 采用机械化手段 提高劳动生产率和产品质量 缩短生产周期 批量生产出来的建筑构配件进入流通领域成为社会化的商品 促进间建筑产品质量的提高 生产成本降低 最终 推动了建筑工业化的发展 三 建筑工业化的主要技术路线 一 预制装配技术预制装配建筑的主要特点是构件在工厂制作 然后运送到现场 用机械或人工进行安装 该施工方法比传统方法可节省人工25 30 降低造价10 15 缩短工期50 左右 由于构件是在有较好设备 一定工艺流水线上加工生产 因而有利于广泛的采用预应力等技术 既节约生产原料质量又稳定 还可以大量的利用工业废料 如采用粉煤灰矿渣混凝土 选用轻骨料混凝土 三 建筑工业化的主要技术路线 二 现浇工艺与预制装配相结合的技术这种技术是梁 柱及框架构件均为现场浇筑 楼板 墙体及小构件采用预制 其优点是建筑物整体性强 平面布置灵活 简化大型构件的运输工作 例如 高层建筑中墙体 电梯井筒等采用滑膜现浇工艺或大模板现浇工艺 楼板采用预制装配或装配整体式 迭合适楼板等 三 建筑工业化的主要技术路线 三 大模板和泵送混凝土技术自20世纪80年代以来 我国的建筑事业飞速发展 房屋跨度越来越大 高度越来越高 建筑结构的抗风抗震要求越来越高 建筑企业既要缩短工期 又要不影响房屋结构整体性 促使建筑技术和建筑装备不断更新 出现了钢管支撑 悬挑式和外挂式脚手板 钢模板组合模板 大型的木工板和泵送混凝土等施工技术 特别是全国大中城市中木工板和泵送混凝土的应用 全面满足了建筑发展的要求 三 建筑工业化的主要技术路线 三 大模板和泵送混凝土技术 三 建筑工业化的主要技术路线 四 多 高层建筑的钢结构技术在20世纪五六十年代 钢结构一般用于单层大跨的厂房 更多用作钢结构屋架和桁架 70年代以后在大跨度的民用建筑中钢结构网架逐渐得到应用 90年代后 随着我国钢铁业的迅猛发展 轻钢结构在钢结构多层厂房 仓库 住宅 办公 商场等民用多 高层建筑中逐渐开始广泛运用 三 建筑工业化的主要技术路线 五 大跨空间钢结构建造技术空间结构是一种具有三维空间的形体和三维受力特性的结构 大跨空间结构包括网架结构 网壳结构 薄壳结构 管桁架结构 悬索结构和膜结构等 它广泛应用于体育馆 影剧院 展览馆 航站楼 大跨度桥梁等大型公共建筑中 三 建筑工业化建筑体系 建筑工业化的前提是建筑标准化 建筑标准化是建筑工业化的构件要素 它的内容有 建筑法规 建筑设计规范 建筑标准 定额与技术经济指标 标准设计 标准构配件等等 一 工业化建筑体系的基本原理建筑构件有受力构件和非受力构件 通常将受力构件称之为标准构件 如 楼板 梁 楼梯 墙板等 而门 窗以及装饰装修等配件称之为建筑物的非受力构件 归结为标准配件 工业化建筑体系基本原理为标准构件与标准配件便于产品的互换 产品的定型与批量生产 必须遵循模数 按照统一模数进制的原则进行系统设计 工业化建筑体系有通用建筑体系和专用建筑体系两类 通用型以构配件定型为主 各体系之间可以互换 比较灵活 专用型以建筑物定型为主 构配件不能互换 但应以工厂化生产 三 建筑工业化建筑体系 二 工业化建筑体系的主要形式工业化建筑体系有 砌块建筑 大板建筑 框架建筑 盒子结构 大模板建筑 大跨度网架等各种建筑 盒子结构 大板建筑 大跨度网架 四 建筑工业化的起源与发展 建筑工业化的起源 建筑工业化步伐比其他工业迟缓的多 第二次世界大战后 当时英 法 德 苏等欧洲国家由于饱受战争破坏而呈现严重的房慌 随着国民经济的恢复和发展 生产性和非生产性建筑的建设数量猛增而劳动力缺少 传统的建造方式已不能适应大规模建房的需要 形势迫使建筑业必须改变由于人工生产而导致的产品不定型 单体型生产 流动性大 受外部环境和气候条件影响大 生产周期长等缺点 因此 适应大规模 高速度建设的建筑工业化应运而生 四 建筑工业化的起源与发展 1950年代 1970年代 美国在汽车房屋的基础上开始了以居住为主要目的的可移动房屋的开发 美国工业化住宅发展历史 20世纪50年代后 人口大幅增长 军人复员 移民涌入 美国出现了严重的住房短缺 同时军队和建筑施工队也急需简易住宅 这种情况下 许多业主又开始购买旅行拖车作为住宅使用 可以说旅行拖车是美国工业化住宅的雏形 美国工业化住宅发展 四 建筑工业化的起源与发展 1970年代 今 至70年代中期 人们对这类住宅的要求不断提高 面积更大 功能更全 外形更为美观 最重要的是更为安全 耐用 节能 四 建筑工业化的起源与发展 美国工业化住宅发展历史 1976年 美国国会通过了国家工业化住宅建造及安全法案 同年开始由HUD负责出台一系列严格的行业规范标准 一直沿用到今天 除了注重质量 现在的工业化住宅更加注重提升美观 舒适性及个性化 许多工业化住宅的外观与非工业化住宅外观差别无几 新的技术不断出台 节能方面也是新的关注点 这说明 美国的工业化住宅经历了从追求数量到追求质量的阶段性转变 四 建筑工业化的起源与发展 美国工业化住宅发展现状 美国1997年新建住宅147 6万套 其中低层住宅为113万套 而木结构低层住宅数量为99万套 其他的为钢结构底层住宅 据美国工业化住宅协会2001年度估计 2200万的美国人居住在1000多万套工业化住房里 2001年 工业化住宅在美国占现有住宅总量的7 2007年 在美国 每16个人中就有1个人居住的是工业化住宅 全美国70 的工业化住宅建造在私有房主的土地上 在美国 工业化住宅已成为非政府补贴的经济适用房的主要形式 因为其成本还不到非工业化住宅的一半 在低收入人群 无福利的购房者中 工业化住宅是一个住房主要来源 如果不考虑工业化住宅 美国的住宅私有化率将从现在的67 6 下降到63 下降近5个百分点 全美国70 的工业化住宅建造在私有房主的土地上 另外的30 是租用地或是建在别人 包括亲戚朋友 的土地上 美国的工业化住宅类型选择了木结构和钢结构是取决于他们的传统居住习惯的 四 建筑工业化的起源与发展 1955 1965年 开发期1956年 层建筑壁式PCA住宅在高度经济成长期 中层壁式PCA住宅 层以下 大量建设 另外民营建设业者也开发了中层壁式PCA住宅 日本PC技术的发展 壁式PCA造住宅 HPC工法概要 四 建筑工业化的起源与发展 1965 1975年 最盛期1970年 公团HPC工法所使用的 层建高层住宅工业化工法的开发 日本开始建造 层的高层工業化住宅 但是 1973年的第一次石油危机以后 由于土地不足使住宅小区小型化 同时由于需求的多样化 高级化 中层壁式PCA造住宅急速减少 四 建筑工业化的起源与发展 1975 今 展开期1975年开始实施钢筋混凝土构造的PCA化 RPC施工法被开发实施 壁板式工法的量产住宅向PCA构法的转化 社会性的住宅不足告一段落 由量向质转变的时代 四 建筑工业化的起源与发展 独立住宅的比例趋向减小 高层集合住宅逐渐增加 四 建筑工业化的起源与发展 日本住宅产业发展趋势 土地价格的上涨 核家族化 面积狭窄的独立住宅逐渐增加等原因 导致共同住宅的占有比例逐渐增加 以房地产投资为目的的集合住宅购买力相对增大 2003年共同住宅 包括集合公寓 为59万6千户 占新建住宅的50 9 已经超过一半了 木制结构的独立住宅是日本的传统建筑方式 工业化住宅的历史较短 日本人的住居观念仍然倾向于传统的木制结构 因为初期的工业化住宅 因未达到较高的质量水准 predicated住宅 预制住宅 成为劣质住宅的代名词 该意识的转变预计需要30年以上 四 建筑工业化的起源与发展 日本预制住宅的比例 日本85 的高层集合住宅使用大量的预制构件 日本建筑中心对工厂化住宅的认定 将全套住宅建造过程中的2 3或以上在工厂完成的称为预制住宅 即主要结构部分 墙 柱 地板 栋梁 屋面 楼梯等 不包括隔断墙 辅助柱 底层地板 局楼梯 室外楼梯等 均为工厂生产的规格化部件 并采用装配式工法施工的住宅 即 日本所有住宅中将近50 的住宅使用大量的预制构件 四 建筑工业化的起源与发展 我国建筑工业化的起步较晚 直到20世纪50 60年代 预制构件才开始应用 由混凝土预制构件厂 按统一模数和标准设计生产的构配件 运到施工现场后 进行机械吊装建成建筑主体 优点是解决了人工在现场制作的缺点 带来工程施工速度加快 但不足之处是结构整体性削弱 接缝处理不当而产生渗漏 隔热问题 结构形式和外观设计单调 使城市建筑缺乏特色和美感 20世纪70年代 混凝土装配式预制构件的应用与研究更加普遍 并研究开发了混凝土大板建筑体系 框架轻板建筑体系等 钢结构网架在大跨度空间结构中也开始使用 20世纪80年代 随着垂直运输机械化和混凝土泵的使用 使现浇混凝土技术的应用更为广泛 利用大模板和滑升模板的现浇混凝土的建筑结构也大量使用 预制装配式混凝土构件建筑由于结构的整体性 抗震性和墙体防水问题未能很好地解决以及堆放场地大 经济性问题等诸原因 至20世纪80年代末 仅北方局部地区还在使用 四 建筑工业化的起源与发展 20世纪90年代后 建筑工程中以现浇混凝土结构应用较多 而预制装配式混凝土构件仅用于单层从业厂房和民用建筑的局部构件 轻钢结构 钢结构在工业厂房 仓库 住宅 商场等民用建筑中开始得到应用 钢结构自重轻 整体性抗震性好 施工速度快 大大减轻工人的劳动强度 又具有环保 经济和美观的优点 建筑工业化开始向轻钢结构 钢结构方向发展 我国建筑工业化的起步虽迟 但发展迅速 现在的建筑行业已成为国民经济中最活跃的行业 建筑工业已成为支柱工业之一 四 建筑工业化的起源与发展 建筑工业化在国内的进展 五 建筑工业化发展的优势 传统施工生产方式与建筑工业化生产方式 装配整体式混凝土结构体系建筑以及轻钢装配式结构体系建筑的生产方式 五 建筑工业化发展的优势 混凝土梁底的蜂窝麻面 五 建筑工业化发展的优势 五 建筑工业化发展优势 传统施工工地现场 预制装配式建筑施工工地现场 五 建筑工业化发展优势 五 建筑工业化发展优势 项目全过程BIM信息化集成管理 五 建筑工业化发展优势 五 建筑工业化发展优势 五 建筑工业化发展优势 五 建筑工业化发展优势 五 建筑工业化发展优势 五 建筑工业化发展优势 五 建筑工业化发展优势 五 建筑工业化展望 工业4 0是德国政府提出的一个高科技战略计划 目前工业4 0已经进入中德合作新时代 中德双方签署的