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钢结构装配式建筑趋势及装配式建筑两次战后发展
[一]、钢结构装配式建筑的发展趋势
钢结构具有良好的机械加工性能,易拼装,轻质高强,适合建筑的模块化、标准化、工厂化、装配化和信息化,符合创新、绿色、开放、共享的发展理念。轻钢结构建筑作为钢结构建筑的重要分支,可以实现建筑现场的无火、无水、无尘、无垃圾的绿色建筑理念。轻钢结构建筑可以实现钢结构制作生产工厂化,且其施工多采用装配式施工,工业化程度高,建筑构件回收利用率可达90%以上,能够有效地促进能源的可持续发展和减少碳排放,完全符合建筑产业现代化和绿色建筑的需要。轻钢结构建筑作为一种高效、经济、可持续发展的环保型建筑结构体系,受到国家政策的鼓励和支持,工业化轻钢结构装配式建筑面临着重大机遇,发展前景十分广阔。
在我国“十二五”经济建设期间,由于钢铁产量增速过快,钢铁行业出现了严重的产能过剩现象。因此,化解钢铁产能过剩,推广钢结构建筑,推进建筑工业化势在必行。国家钢结构发展“十三五”规划中强调:争取到2020年,我国钢结构建筑占10%以上。国家将大力实施创新驱动战略,做好钢结构产业供给侧改革,钢结构是建筑工业化的重要形式和发展方向,大力发展钢结构建筑将有利于化解钢材产能过剩,促进传统建筑业产业升级。
[二]、装配式建筑两次战后发展
一战后,为解决城市住宅的尖锐矛盾,人们开始重视工业化的预制。在二十世纪初,美国的一家建筑公司研制出全装配建筑体系,包含了钢筋混凝土骨架及各类板材,并建造了300多幢住宅。受经济技术因素的影响,这种钢结构工程的建造方式应用于建造比较分散的小型住宅项目中时,建造成本很高,无法和传统建造的住宅竞争,因此未能推广。法国在二十世纪三十年代,创建了不同的多层混凝土构建体系,其中Mopin多层公寓体系在法国、英国等地进行了实践,取得了一定进展。20世纪初在美国和北欧一些国家中的胶合木预制独立住宅是比较成功的,但这种低层独立式住宅在使用上有一定局限性,建造数量有限,不能解决普遍存在的住宅缺乏问题。
第二次世界大战后,建筑工业化取得进一步发展。40年代至50年代,首先是轻质薄壁幕墙,特别是玻璃幕墙的应用受到极大的追捧。联合国大厦的秘书处大楼是最早的幕墙实例,同时期的利华大厦被认为是大面积玻璃幕墙的代表作。60年代中期,预制混凝土外墙板被广泛采用。勒·柯布西耶设计的马赛公寓的外墙部分,也是由预制混凝土装配而成。在五十年代后,不少国家开始研发工业化装配建造体系,从而便于建造大型项目。人们渴望建造全过程的工业化,即把整个房屋的建造就像生产其他工业品一样能大批量成套地生产,运到现场装配即成。60年代上半期,许多用以建造住宅、学校、办公楼等大量性建筑的全装配建造体系在英、法、北欧、苏联等国家先后出现,这是建造史上一场深刻的革命。
当时的建造体系分预制大板、骨架轻板,匣子三大类。按所有材料的比重分重体系(材料比重>1000kg/m³,如混凝土、砖)和轻体系(材料比重<1000kg/m³,如木制品、石膏、石棉水泥、铝、塑料等,骨架材料则为钢和木)。
英国的CLASP学校建筑体系是当代首个成功的工业化体系,该体系当是由轻钢结构、钢筋混凝土楼板以及墙板组成的。在二战后,各国经济遭受巨大打击,传统建筑材料匾乏,劳动力紧缺,各国为尽快恢复经济发展和社会稳定,同时又需要新建大量学校,由此产生该体系。1948年建立了CLASP建筑联合企业,1957年后正式供应,在英国12个州的学校采用。该体系在外墙版、窗型、内隔墙方面组成的灵活性大。
60年代美国的SCSD学校建造体系是CLASP的发展,具有较高的工业化水平。该体系除主体采用轻钢结构,此外还有五个次体系:1、采暖、通风和冷气体系(设备、管道和控制装置);2、照明、天花包括空调扩音器体系;3、室内隔断体系;4、家具体系;5、学生橱柜。另外,美国在学习西欧的经验后,也出现了Techcrete住宅体系等。
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