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什么是裝配式建筑？像孩子拼積木那樣蓋學(xué)校，臟亂的工地不見了
藍天白云之下，巨大的環(huán)形鋼結(jié)構(gòu)像臨空“懸浮”的鳥巢，而將它支撐起來的僅是三根圓柱——走進景山學(xué)校通州校區(qū)的項目工地，最奪人眼球的便是這棟環(huán)形實驗樓。
“實驗樓就是典型的裝配式鋼結(jié)構(gòu)，如果采用傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)，這種造型幾乎是不可能完成的。”項目經(jīng)理王健告訴記者，整個校區(qū)的9大單體主體結(jié)構(gòu)均為裝配式鋼結(jié)構(gòu)，項目建筑總體裝配率達到72%。
北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會發(fā)布《北京市發(fā)展裝配式建筑2020年工作要點》，提出2020年實現(xiàn)裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%以上。景山學(xué)校通州校區(qū)就是裝配式建筑的代表項目。目前，它的主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)全部完工，已進入裝修階段，預(yù)計2020年底竣工。
對號入座
蓋房子成了“拼積木”
在東南五環(huán)外，有一大塊新開發(fā)的居民區(qū)，連接著城市副中心和北京市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。景山學(xué)校通州校區(qū)就坐落在這里的次渠東南路上，附近是東城區(qū)舊城保護定向安置房，學(xué)校屬于配套民生工程。這所12年一貫制學(xué)?？偨ㄖ娣e96835.83平方米，是2020年北京市重點工程和副中心重點工程之一。
2018年5月項目開工前，主體結(jié)構(gòu)中的9個單體——小學(xué)部、初中部、高中部、體育館、食堂、圖書館、藝術(shù)樓、實驗樓、門衛(wèi)，并非都是裝配式結(jié)構(gòu)。為響應(yīng)近年來北京市政府關(guān)于裝配式建筑的意見和規(guī)劃，項目總承包單位中國新興建筑工程有限公司組織專家進行調(diào)研，最終將全部9個單體結(jié)構(gòu)均統(tǒng)一調(diào)整為裝配式結(jié)構(gòu)。
站在環(huán)形的實驗樓主體結(jié)構(gòu)下，鋼結(jié)構(gòu)清晰可見，可究竟什么是裝配式建筑？
“現(xiàn)在看到的，組成實驗樓的這些鋼結(jié)構(gòu)，全部都是在工廠里預(yù)制完成的。到我們項目工地，只是一個拼裝的過程?！蓖踅∮米钔ㄋ椎谋确絹硇稳菅b配式建筑，“就像拼接積木一樣，先按照設(shè)計模型，把積木在工廠制作好，然后到工地上來搭建起來?！彼钢粔K鋼結(jié)構(gòu)上隱隱約約的小字——景山學(xué)校SL2-4，這就是每塊“積木”上獨一無二的編碼。每一塊鋼結(jié)構(gòu)上都有這樣的編碼，用來標注它的具體位置，方便安裝時“對號入座”。簡單來說，裝配式建筑把大量工作前置，放在工廠里完成。預(yù)制好的鋼結(jié)構(gòu)，被一塊一塊送到工地上后，工人們只需要像搭積木那樣給他們拼裝好、固定牢就可以了。
所以在這個工地上，幾乎完全看不到傳統(tǒng)工地上的沙子、水泥、磚塊。它們都被鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋桁架樓承板、蒸壓加氣混凝土條板、多功能復(fù)合金屬鎂鋁錳屋面等新型材料所取代。這些眼花繚亂的專業(yè)詞匯，很容易讓不了解工程建筑的普通人犯迷糊。記者在現(xiàn)場有一個直觀感受，就是工地不再像以往那樣雜亂無章，而變得井然有序。不管是鋼結(jié)構(gòu)上的“景山學(xué)校SL2-4”，蒸壓加氣混凝土條板上的“JGB4020景”，還是工人們在現(xiàn)場按標準裁剪多功能復(fù)合金屬鎂鋁錳屋面，這些細節(jié)都在有意無意間顯示，新工藝讓施工更加科學(xué)和可控。工人們既像搭建積木的玩家，又像縫制衣服的裁縫，用定制好的材料，完成圖紙上的作品。
打破想象
實驗樓如同“小鳥巢”
所謂圖紙，現(xiàn)在也是以3D建模的形式展示，一種叫作BIM的軟件，讓結(jié)構(gòu)細節(jié)可以全部顯示在立體模型上。裝配式建筑與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)最大的不同，就是把建筑施工提前到工廠里進行。建模、制作鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)拼裝、管線碰撞，都在工廠里完成。
“像這個實驗樓，我們叫它‘小鳥巢’，這種結(jié)構(gòu)使用傳統(tǒng)混凝土幾乎是不可能完成的?！蓖踅≌f，實驗樓跨度40.7米，它彎曲、復(fù)雜、交錯而且懸在半空，如果用混凝土，難度不可想象。
國家體育場鳥巢、央視新大樓，都屬于早期比較典型的裝配式鋼結(jié)構(gòu)，去年通航的大興機場航站樓也是裝配式鋼結(jié)構(gòu)。這些建筑都有共同的特點——跨度極大、造型復(fù)雜，用混凝土很難完成，而用裝配式鋼結(jié)構(gòu)，可以比較輕松地實現(xiàn)。
由于大量采用了裝配式鋼結(jié)構(gòu)，實驗樓成為這所新學(xué)校的地標，未來，學(xué)生們一進正門，迎面而來的就是這個環(huán)形的、科幻感極強的實驗樓。王健對這個地標很有信心：“現(xiàn)在還沒有進行外立面裝修，等學(xué)校開學(xué)，老師、同學(xué)們就能看見透著銀光的實驗樓，非常夢幻?！?/span>
記者站在實驗樓的鋼結(jié)構(gòu)下，能清晰地看見這個環(huán)形建筑，利用鋼結(jié)構(gòu)連接著小學(xué)部、初中部、鐘樓等其他建筑。而且，學(xué)校的9大單體結(jié)構(gòu)，都用連廊連接，師生們可以通過連廊抵達學(xué)校的各個建筑，風雨無阻。
抗震環(huán)保
臟亂的工地不見了
昨天風力不小，工地上卻沒有飛沙走石。這也有賴于裝配式建筑的優(yōu)勢，原本很容易對周邊環(huán)境造成影響的建筑工地，變得干凈整潔起來。
“以前工地上常見的澆筑混凝土、砌磚等場面，我們這里基本上看不到?！蓖踅≌f，72%的總體裝配率，意味著工地現(xiàn)場的施工被大幅度壓縮，這樣受天氣影響小，效率更高，“以往一到供暖季，混凝土作業(yè)基本就要告一段落。但裝配式受環(huán)境影響很小，冬季也能正常操作?！?/span>
傳統(tǒng)的混凝土施工，工序復(fù)雜，需要大量的工人參與，不但人力資源消耗大，還十分依賴工人的手藝?！跋裎覀冞@個項目，純鋼結(jié)構(gòu)安裝，大約只需要100個工人，如果是混凝土的話，需要400人?！蓖踅〗榻B，現(xiàn)在裝配式建筑的工人，更多的是技術(shù)工種，持證上崗，擁有更好的綜合素質(zhì)。
可控的精細化材料加工和供應(yīng)，也避免了不必要的浪費。王健指著蒸壓加氣混凝土條板說：“這種條板，都是按照要求加工好再送來的，損耗只有3%。以前用磚損耗可比這高得多?！笔┕がF(xiàn)場沒有混凝土作業(yè)，節(jié)水節(jié)電，廢水廢氣廢渣的排放也被降到了最少，噪音大大降低，節(jié)能環(huán)保效果明顯。
大量的鋼結(jié)構(gòu)，在抗震效果上也遠優(yōu)于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)。所以特別適合學(xué)校、機場、車站、體育場館等公共設(shè)施。
建議 加大鋼結(jié)構(gòu)人才的培養(yǎng)
裝配式建筑專家、北京清華同衡規(guī)劃院副總工程師王昌興，接受記者采訪時專門談到了裝配式建筑的前景。
“裝配式建筑大量采用工業(yè)化部品，可以大幅度減少現(xiàn)場工人，安裝施工速度快、噪聲低、污染小，對城市日常運營和市民生活干擾小?！蓖醪d介紹，這種建筑尺寸準確、標準化程度高、資源消耗少。同時建筑的保溫一體化外墻，使得保溫的壽命大大提高，使窗戶密閉性大幅度提升，對防水和保溫有利，也可以減少維護成本。問題是目前成本較高，但達到一定規(guī)模后，成本會大幅度降低，甚至會低于傳統(tǒng)建筑。
現(xiàn)在大力推廣裝配式建筑，主要是基于改善建筑工人工作環(huán)境的愿望。同時，還可減少建筑施工對環(huán)境影響和減少資源的大量消耗。
目前，鋼結(jié)構(gòu)裝配式的難點是全鏈條熟悉鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)人員和管理人員都嚴重不足，對鋼結(jié)構(gòu)非常敬畏。“所以我們對‘十四五’期間的重點建議是，加大鋼結(jié)構(gòu)人才的培養(yǎng)，隨著熟悉鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工、安裝、維護管理的人員增多，一定會涌現(xiàn)更多的鋼結(jié)構(gòu)建筑?！?/span>
（原標題：記者探訪裝配式建筑代表項目 像孩子拼積木那樣蓋學(xué)校）