装配式模块化建筑生产技术研究应用

摘要:模块化建筑作为新兴建筑体系，是装配式建筑发展的高度集成模式，也是我国装配式建筑发展的必然趋势，以我国香港竹篙湾检疫中心项目为背景，对箱体的主体结构、装修流程进行研究，并与传统建筑在质量、技术、成本方面进行优劣分析，探索模块化建筑的发展前景，旨在为模块化建筑的发展提供借鉴和参考。

关键词:建筑工业化；装配式

模块化建筑，生产流程模块化建筑即在工厂预制成适合运输和安装的集成建筑，并对其进行精装修，后运输至现场进行安装、拼接工作，最终形成建筑整体［1］;虽与传统临时建筑相似，但在质量、结构和性能方面较传统临时建筑有突出表现，主要为:建造周期短;工厂可控环境下质量有严格保证;规模效益显著;受气候条件影响小;模块隔声、保温、防火性能优良;优化建材利用率，减少建筑垃圾;减少对现场周边地区的侵扰;可拆卸并能够重复利用［2］。因此在市场中的份额逐渐提高，2020年因疫情的影响，武汉市在一周时间内新建了雷神山、火神山两座防疫医院，其中均为装配式建筑中的模块化建筑，体现了模块化建筑在救急工程中的应用。

1项目概况

竹篙湾项目位于我国香港新界大屿山的东北部，2020年3月开工，同年6月交付使用，该项目由43栋单体、预制楼梯及相应的配电房等辅助设施构成，每栋单体上下两层，每层由8个箱体构成，共计700个箱体，每个箱体精装修后运至现场进行安装，该项目作为香港应对的重要检疫设施，配有医疗等基本功能单位，主要用来隔离和观察。如图1所示为竹篙湾项目效果图。

2生产流程

2．1箱体基本参数

该项目通过钢箱体经有效的构造连接组装而成，钢框架箱体如图2所示，每个钢箱体尺寸为5900mm(长)×2980mm(宽)×3020mm(高)，箱体由200mm×150mm×10mm的矩形钢管角柱、200mm×100mm×6．3mm的矩形钢管中柱、150×100×10的矩形钢管梁(顶部和底部)、100mm×50mm×50mm×6．3mm的顶部槽钢次梁、90mm×90mm×4mm的底部矩形钢管次梁和2mm的波纹板焊接组成，钢箱体由钢构件厂统一加工制造运输至生产车间，经过精装修后运至施工现场。

2．2箱体具体装修流程

箱体的生产装修流程如图3所示。

2．3主要流程操作及要点

1)箱体调平。箱体进厂后，通过水平仪对箱体表面进行平整度检查，误差为±3mm，防止箱体因平整度偏差过大，无法进行后期装修。2)卫生间底座调平、焊接。在箱体安置卫生间位置设置凹槽，在凹槽的四个拐角处设计角铁，在保证四个角铁处于同一水平面后进行焊接，后将卫生间底座与角铁焊接，见图4。3)钢筋绑扎、浇筑混凝土。钢筋为，因箱体底部有波纹板和矩形钢梁，导致箱体底部凹凸不平，故凹槽内钢筋为双层，其余部位为单层，完成钢筋绑扎后，经验收合格，浇筑C30混凝土，波纹板最低处至混凝土找平面为80mm，抹平，养护，如图5所示。4)龙骨、岩棉和石膏板安装。安装过程中根据箱体的尺寸对应下料，先用25mm厚的防火石膏板进行箱体斜撑的包裹，后安装箱体顶部龙骨;通过焊接的形式，在箱体顶部安装5500mm长×100mm宽×1．0mm厚钢带，用以镶嵌岩棉，如图6所示，完成后进行天花板和墙体的石膏板安装，天花板为2层15mm厚的防火石膏板，墙体为3层15mm厚的防火石膏板，整体效果如图7所示。5)卫生间+管线安装。卫生间通过已安置的底座进行固定，先安装墙体，后安装洗浴设施等，其中箱体预留孔洞处设置镀锌钢管，供卫生间管道穿过，完成后，孔洞周围进行灌结构密封胶处理，卫生间底部进门处设置20mm的门槛石，用结构胶固定，如图8所示。完成卫生间的安装后进行箱体线管的预留，采用机电线路穿PVC管的方式固定在防火石膏板上，如图9所示。6)天花板和墙体胶合板+集成板安装。墙体和天花板先用9mm厚胶合板打底，后安装9mm厚集成板作为饰面层，如图10，图11所示。7)箱体外立面石膏板和铝扣板的安装。箱体外立面梁柱封25mm厚防火石膏板，正面封铝扣板，如图12所示。

3质量检查

箱体的质量检查包括每步工序完工后质检人员检查合格后签字，详见表1。

4与传统建筑对比

建筑模块化作为装配式建筑的重要趋势，其技术先进性和前景广阔性不言而喻。目前在我国，其应用较少，多用于临时建筑，竹篙湾检疫医院项目的成功应用，标志着装配式模块化建筑越来越被人们所认可，其通过建筑设计标准化、部品生产工厂化、结构装修一体化，与传统建筑相比具有如下优势:1)质量方面。模块化构件在工厂生产，相比于传统建筑的露天生产，克服了因天气因素影响施工进度的问题，另一方面，工厂生产采用钢模台，机械化程度高，实现了构件的高精度，极大的节约了劳动力投入。以竹篙湾项目为例，工厂采用整体流水线生产，速度快，质量高［4］。2)技术方面。模块化建筑在生产过程中，将多个复杂实施技术拆分为多个简单步骤，每个步骤由专门的技术工人负责，大大降低了生产技术难度，减轻技术工人的工作量，有利于模块化建筑的大面积推广。3)成本方面。a．人工成本。模块化建筑在工厂生产，重复性及大部分体力劳动由机械代替，在工作量和工作强度上减少了人力的投入，节约了成本。b．工期成本。各单体构件可同时进行，不受限于建筑本身空间顺序，极大地节约了工期，以竹篙湾项目为例，正常情况下可做到1d完成20个模块化单体，如需赶工期，每天可完成30个模块化单体。c．材料成本。生产前利用BIM技术进行瓷砖、管线、板材的预排布，最大程度的切割板材并充分利用边角料。但也存在如下不足之处，如:1)建筑形态单一，很难实现具有个性造型的建筑，不能满足市场需求;2)由于运输和吊装限制了单个箱体的尺寸和重量，使其无法达到构造多样化，产品多元化;3)因其本身连接构造原因，多用于低层建筑，在高层建筑领域应用较少。

5结语

模块化建筑因其具有快速施工等特点，现已逐渐推广，但在推广的同时，我们需要考虑如下问题:1)标准化;目前模块化建筑的设计、生产、施工或验收阶段等暂无一个系统的、针对性的执行标准，亟需解决。2)多元化:不仅需要在钢结构中推广模块化，更需要在混凝土结构中推广模块化，多采用少类型、多组装的形式，使模块化建筑多元化，适用范围更广。3)自动化:模块化建筑作为装配式建筑的一部分，生产、安装自动化关系到装配式建筑能否实现工业化。

参考文献:

［1］刘锋．装配式模块化箱型建筑在国家应急管理体系中的应用［J］．中国建筑金属结构，2020(5):67-69．

［2］彭劲源．浅谈模块化建筑［J］．智能建筑与智慧城市，2020(1):123-124．

［3］孙松峰，张健飞，张庆昱，等．临时性模块化箱式房屋施工工法［J］．建筑技术开发，2019，46(8):38-39．

［4］樊骅，韩建忠．模块化建筑在应急建设中的应用分析［J］．住宅产业，2020(Z1):32-40．

作者：任刚 单位：安徽海龙建筑工业有限公司