作者介紹：董善白
技術(shù)發(fā)明人
卓越置業(yè)集團有限公司顧問
深圳協(xié)鵬建筑與工程設(shè)計有限公司資深顧問總建筑師
一、政策背景
1.《中共中央國務院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》中提出：要爭取用10年左右時間，使“裝配式建筑”占新建建筑的比例達到30%。
2.積極推廣綠色建筑和建材，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和“裝配式建筑”，提高建筑標準和質(zhì)量，這是今年政府工作報告對建筑業(yè)發(fā)展提出的新要求。
3.住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部將推動“裝配式建筑”取得突破性進展列為今年八項重點工作之一。“裝配式建筑”在我國的發(fā)展正在被提升到一個前所未有的新高度。
《中國建設(shè)報》，《預制建筑網(wǎng)》對“裝配式建筑”做出了如下解釋：在工廠加工制作建筑構(gòu)件和配件（如樓板、墻板、樓梯、陽臺等），運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配而成的建筑。主要包括預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等。大力發(fā)展“裝配式建筑”，是落實中央城市工作會議精神的戰(zhàn)略舉措，是推進建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方式。
在此背景下，近三年來全國新建預制構(gòu)件廠數(shù)量達到100個左右，30多個省市出臺了專門指導意見和相關(guān)配套措施，不少地方更對“裝配式建筑”的發(fā)展提出了明確要求，如預制率不少于15%，裝配率不少于30%等，實踐中等于對其他建造方式設(shè)置了準入門檻。
二、對照中國國情，這項從國外引進的“預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)”（PC），只是一種建造方式，并不是唯一的方式。
1.遍布中國一、二、三線城市的住宅大多是100米高層，不少南方城市開始出現(xiàn)100米以上的超高層。原因是建設(shè)用地資源稀缺，樓面地價高企。
2.沿住宅開間、進深方向布置的墻梁等截面抗震墻（剪力墻）結(jié)構(gòu)體系，適合住宅使用功能要求，適應中國大城市以高層住宅為主的市
場現(xiàn)狀，極具中國特色。這種結(jié)構(gòu)體系，用現(xiàn)澆方式而不是預制裝配方式更能充分發(fā)揮混凝土材料的獨特優(yōu)勢，形成優(yōu)良的結(jié)構(gòu)整體抗震性能。
2015年10月1日實施的《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，對地震區(qū)建筑最大限高設(shè)置為80米（因為預制構(gòu)件需通過現(xiàn)澆連接方式才能形成結(jié)構(gòu)主體整體抗震性能“等同于現(xiàn)澆”的概念），不能覆蓋80米以上,抗震性能要求更高的，量大面廣的，且具備產(chǎn)業(yè)化潛力的城市高層與超高層住宅。這是技術(shù)路徑選擇“預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)”的最大缺失。
3.“預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)”自身存在若干難以克服的障礙
1）、是需要配套新建占用大量用地的預制構(gòu)件廠，構(gòu)件需要蒸汽養(yǎng)護，能源選擇也是難題。這種工藝生產(chǎn)方式難以應對經(jīng)濟運行上下行周期變化，產(chǎn)能不足與產(chǎn)能過剩同時并存。
2）、是預制構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)不像鐵路軌枕、地鐵隧道護壁、市政排水管那樣，可以形成少規(guī)格大批量生產(chǎn)優(yōu)勢。住宅構(gòu)件千變?nèi)f化，本質(zhì)上屬于訂單生產(chǎn)，不具備這樣的優(yōu)勢。
3）、是構(gòu)件運輸、吊裝環(huán)節(jié)效率低、不節(jié)能、不減排、不經(jīng)濟。一棟建筑數(shù)量龐大的構(gòu)件現(xiàn)澆連接節(jié)點在構(gòu)件吊裝就位，現(xiàn)澆節(jié)點支模、拆模，鋼筋套筒壓力灌漿，混凝土澆筑與養(yǎng)護等環(huán)節(jié)仍然擺脫不掉大量現(xiàn)場人工作業(yè)。
4）、是上述障礙與弱點最終反映在建安成本上，就是每平方米比傳統(tǒng)建造工法高400～500元。
以上情況說明，在混凝土材料領(lǐng)域，以“預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)”為主的提法，政策表述上難以令人信服。
三、科技改變建造方式，創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型
從2008年初開始，我們在卓越置業(yè)集團主導和研發(fā)資金支持下，對“空中造樓機”現(xiàn)場現(xiàn)澆工業(yè)化智能建造技術(shù)進行了系統(tǒng)研發(fā)。本質(zhì)上，它是一種將工廠搬到現(xiàn)場進行“現(xiàn)澆裝配式建造”的一種新型工業(yè)化建造方式。可順利對接國家現(xiàn)行規(guī)范與標準，并擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)。
1.研發(fā)目標：
“空中造樓機”模擬一座現(xiàn)代化移動造樓工廠，應用濕租模式（設(shè)備與專業(yè)管理團隊整體租賃），在項目施工現(xiàn)場，沿建筑高度方向，集中逐層用機械操作、程序控制手段，完成主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆與外墻保溫飾面一體化板材同步施工的裝配式建造。內(nèi)裝工序與主體建造相隔四層穿插進行，故稱“空中造樓機”。
2.研發(fā)對象：
大城市80米以上量大面廣，產(chǎn)業(yè)化潛力大的政府保障房和普通商品房（與預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在建筑高度適用上形成體系互補），也希望能走出國門參加國際市場競爭。其他類型高層建筑，也可適用這項技術(shù)。
3.技術(shù)路徑：
（標準化戶型+標準化核心筒）→模塊化組合成標準化住宅產(chǎn)品→工廠化標準鋼筋網(wǎng)與部品→“空中造樓機”現(xiàn)澆建造→標準化內(nèi)裝→信息化管理與遠程監(jiān)控。相對預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，該項技術(shù)對住宅標準化產(chǎn)品的個性化選擇具有較高的包容度。
4.主要技術(shù)經(jīng)濟指標設(shè)定：
工程質(zhì)量可控：建造精度毫米級，監(jiān)控手段確保安全運行，不產(chǎn)生違規(guī)操作，電子文檔有據(jù)可查。
建安成本可控：利用建筑和機械BIM技術(shù)，精準控制空中造樓機配套、運行、租賃成本，產(chǎn)業(yè)鏈部品采購成本，建筑材料成本，管理、財務、稅收、利潤等各項費用。大量數(shù)據(jù)案例分析，一棟750平方米、35層、100米高公寓類型住宅，空中造樓機經(jīng)三次循環(huán)建造攤銷，建安成本即可與當前傳統(tǒng)建造方式的建安成本持平。
建造周期可控：一年內(nèi)可完成一棟750平方米以上（或兩棟組合）、35層、100米高層住宅建造（含內(nèi)裝），等待驗收。
減少建筑垃圾排放：與傳統(tǒng)建造工法比較，無需反復支模拆模，不需找平粉刷，從源頭上消除了垃圾排放原因。
減少建筑用工：少量產(chǎn)業(yè)技術(shù)工人替代傳統(tǒng)建造工法大量農(nóng)民工，每臺造樓機用工25人，50人管理運營團隊在一個城市或一個工地同時流水管理運營兩臺空中造樓機。用工量約為傳統(tǒng)工法的十分之一。
5.解決下列關(guān)鍵技術(shù)：
1)空中造樓機整體空間運行受力分析計算軟件。
2)空中造樓機整體同步升降動態(tài)與靜態(tài)誤差和壓力監(jiān)測。
3)鋼管桁架升降柱自動對接技術(shù)。
4)憎水性蜂窩狀PP工程塑料模具模板開發(fā)及壓注成型技術(shù)。
5)混凝土初凝強度以溫度控制方式啟動自動開合模裝置。
6)高強、高流動性、免振搗、自密實混凝土應用與推廣。
7)外墻保溫飾面一體化板材與主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆同步完成建造。
8)門式起重機、雙梁行車高空運行安全鎖定裝置。
9)空中造樓機附墻水平穩(wěn)定支撐沿軌道運行瞬間自鎖裝置。
10)空中造樓機設(shè)置七道有人操作安全作業(yè)平臺。
11)與建筑形體相配套的空中造樓機13項部件標準化配置方式。
12)研究設(shè)計如何貫穿房地產(chǎn)開發(fā)、建造、成本控制全過程。
6.編制企業(yè)標準：企業(yè)標準與國家現(xiàn)行規(guī)范和標準有效對接。
《現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層住宅工業(yè)化建造技術(shù)規(guī)程》、《現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層住宅工業(yè)化建造施工指南》、《空中造樓機技術(shù)標準》。
7.經(jīng)濟與社會效益預測。
這項技術(shù)有可能推動傳統(tǒng)建筑業(yè)向以少量產(chǎn)業(yè)技術(shù)工人為主的機械建造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。推動建筑機械產(chǎn)品由單一功能型向“生產(chǎn)的機械化、生產(chǎn)的連續(xù)性、生產(chǎn)過程的集成化、工程高度組織化、信息管理數(shù)字化”的現(xiàn)代工業(yè)化建造特征方向轉(zhuǎn)型，對接“中國制造2025”國家戰(zhàn)略。促進房地產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)、金融租賃業(yè)、裝備制造業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、設(shè)計與科研等跨行業(yè)、跨部門融合，共同可持續(xù)發(fā)展。推動商業(yè)運營模式、政府監(jiān)管方式轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新。
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