(接上篇:模块化建筑-面向未来的建造方式(一))
三、模块化集成建筑在其他地区的应用
模块化集成建筑并不是个新东西,但是作为一种新的装配式建筑建造方式正在世界范围内流行。
3.1 新加坡
邻国新加坡是公认的装配式建筑发展的比较好的国家,模块化集成建筑建造方式在新加坡主要应用于住宅项目的建造中,被称为厢式预制装配系统( PrefabricatedPrefinished Volumetric Construction,PPVC )。
建造中的模块化建筑
2014 年 11 月,新加坡政府首次在 YishunAvenue 4 综合发展项目中规定强制使用 PPVC 技术。之后,陆续有选择地在出让土地时即增加了使用 PPVC 技术的条件。
目前多个项目数千套住房正在采用PPVC技术施工建造。预计到2020年,建屋局将在40%的建筑项目中强制采用PPVC预制建设技术。
PPVC技术将整间房间,在预制工厂进行加工,完成结构与装修(包括地面、墙面、吊顶等)部分并形成独立模块后,进行现场吊装。
建造中的模块化建筑
模块化单元的使用,使施工现场吊装次数大大越少、需要处理的连接点大量减少,建造更加精细化。
PPVC 技术的箱体主要分为以钢结构为主和以混凝土为主两类。
钢结构制造简单、结构轻巧,可以做跨度大的箱体,总重相对较轻,工地现场拼接简单。
但是新加坡消防法规对它的使用限制较多,住宅等消防安全等级要求高的建筑一般采用混凝土构件作主结构,轻钢龙骨吊顶装饰,连接处以钢筋交叉错接,现浇混凝土,整体比单一竖向结构连接稳固得多。
还有的做法为有顶无底的箱体,钢筋混凝土、防水结构等做顶部。箱体上下左右之间的结构连接完成后,进行设备、机电管线等的连接,拼缝部位进行装饰处理。
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施工流程一般为:在基础完成后,先做电梯井、楼梯井,均为现场浇筑的钢筋混凝土结构,在整个建筑物中相当于一个核心筒的作用,因此,每一层都要先完成电梯墙和楼梯墙的建造工作。电梯墙、楼梯墙周边的 PPVC模块吊装完成后,需要在现浇墙和 PPVC 模块外墙中间插入钢筋,钢筋同时穿过在两面墙内预埋的钢丝绳拉环,使两面墙由此相互拉结。钢筋穿好后,使用灌浆料将两面墙的缝隙灌实。PPVC 模块之间的连接方式与此相同。
据新加坡建屋局统计,采用PPVC技术的工程和传统建筑技术相比,预计可节省40%的人工,可提高效率10%左右,劳动强度下降,作业环境明显改善,进度受天气因素影响较少。虽然建造成本PPVC估计比PC建筑项目的成本略高,但大量减少了施工现场作业和人工。
3.2 美国
在美国,这种方式一般被称为永久模块化结构(Permanent Modular Construction,PMC),和临时模块化结构(Temporary Modular Buildings)相对应。PMC的应用范围更广,除了住宅之外,还可以应用于学校、办公、医疗和商业建筑中。
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3.3 香港
我国的香港地区面临的劳动力成本和资源环境约束等挑战和新加坡较为相似,因此在2018年《施政報告》中提出政府积极推动科技应用和创新的建筑方法,建议在施工过程中应用“组装合成”建筑法(Modular Integrated Construction,MiC)。
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“组装合成”建筑法是一种采用“先装后嵌”理念的创新的建筑方法,将现场建筑工序转移至较易控制的厂房进行,在厂房中制造独立的“组装合成”组件,建筑物在组件送达工地前已大致上完成,从而减省现场施工工序,减少建筑过程受天气条件、劳动力资源和施工场地限制影响,同时有利管理施工质量、提升建造业的生产力、安全性及可持续性。
四、目前我国应用PPVC模式所面临的问题
(1)新加坡的建筑结构在设计时与国内考虑的因素不同,其体系和构造无法直接照搬应用到国内,需进行调整和优化。
(2)验收流程因素
在装饰装修施工前需要进行主体结构验收,而主体验收要求建设、监理、施工、设计四方负责人到场,并且政府质量监督部门需要对整个过程进行监督。
(3)户型及模块尺寸限制
以PPVC为例,通常单个模块宽度不大于 3.4m、高度不大于 4.5m,若超限需要向相关部门申请,增加运输难度和额外的运输费用。
(4)施工图纸完整性
目前国内的建设工程为了提早开工,工程前期仅有设计单位提供的结构、建筑图纸,一部分机电安装图纸,装饰装修及设备图纸在工程进行中业主另行发包,再由专业分包单位进行深化设计,或者部分业主会在工程进行过程中多次提出对现有图纸的修改。
但在 PPVC 模式中,由于生产模块需要使用钢模板,如果没有完整图纸或业主在施工过程中提出修改,就会导致无法制作钢模板或者钢模板提前报废,从而对工程进度产生不利影响。
(5)设备品牌需提前确定
大量的机电安装及装饰装修工作在工厂内进行,也就意味着业主必须在开工之前确定设备品牌、设备厂家,提前进行图纸深化设计、采购等工作,需要将业主的相关招标工作大大提前,或者将工程总体的开工的时间拖后。
应用 PPVC 模式,也对业主方面提出了较高的要求。
(6)材料用量增加
由于模块建筑的自身的特殊性,因此会导致“双板”、“双墙”的出现,甚至个别项目会出现“三板”的情况,和传统相比会造成一定的材料用量上的增加
(7)施工精度
PPVC 模块在生产、吊装时,需要进行平面位置、高度、倾斜度等的定位及调平过程,
(8)成品保护
由于单个集成模块是空间构件,因此其运输及吊装过程中的成品保护比平面构件更加重要也更加复杂
(9)起重机械限制
由于单个模块重量较大,塔吊等机械需重新选型,增加部分费用。
虽然上面列举了种种模块化建筑推广存在的问题,但是作为当前集成、装配化程度最高的建造方式,代表了建筑业发展的一个方向,近年来,包括远大、中集、中建科技等头部企业都在模块化建筑上有所发展,钢结构的、混凝土的,临时的、永久的,单层的、多层的、高层的,也算是百花齐放,各有千秋。篇幅所限,后续有机会会再写一点。
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