國內外建筑板材在住宅產業(yè)化中應用狀況

1、國內外建筑板材在住宅產業(yè)化中應用狀況當前各地正在研討住宅產業(yè)化這一熱門話題，而住宅產業(yè)化構件中建筑板材占 80%以上，為此討論這一命題。1 什么是住宅產業(yè)化;或建筑工業(yè)化;所謂住宅產業(yè)化;或建筑工業(yè)化;，它包括兩方面，一是住宅部品部件生產要工業(yè)化；二是住宅建筑施工安裝要裝配化。因此，世界發(fā)達國家都把住宅部件工廠化預制和裝配化施工，作為住宅產業(yè)現代化的重要標致。按照國際上通常理解住宅產業(yè)化;的完整概念，就是住宅部品部件設計標準化、生產工業(yè)化、施工安裝裝配化、生產經營一體化以及住宅管理服務社會化。其中住宅部件標準化、生產工業(yè)化和施工安裝裝配化是住宅產業(yè)化的核心內容。建筑工業(yè)化;，是以發(fā)展住宅部件為

2、中心，推行部品部件通用化體系，并組織專業(yè)化的社會大生產，形成豐富的系列產品，在現場進行裝配式安裝施工和室內統(tǒng)一配套裝修，從而促進住宅建設高速度發(fā)展。從這里可以看出，住宅產業(yè)化;的內涵比建筑工業(yè)化;賦于更多的商品經濟元素，它是建筑工業(yè)化領域的拓展和綜合，而建筑工業(yè)化則是住宅產業(yè)化的核心，不論住宅產業(yè)化或建筑工業(yè)化，它們具備以下優(yōu)點：（1）顯著提高住房建造能力和建造速度住宅產業(yè)化由于部品部件在工廠預制，成規(guī)模的工業(yè)化生產，在現場進行裝配式安裝施工，大大提高了房屋建筑生產效率。例如，法國 1945 年住宅建造能力只有 8 萬套/年，推行建筑工業(yè)化后，到 70 年代建造能力達到 40 萬套/年，是歐洲

3、最早推行住宅產業(yè)化國家；日本從20 世紀 60 年代推行住宅產業(yè)化，由 50 年代 30 萬戶/年提高到 60 年代后期 110 萬130萬戶/年。特別是近 20 年來，由于電子計算技術在建筑上的推廣應用，使住宅建筑速度成倍增長，德國和日本人均年竣工面積達到 150180 m²，美國和法國也有 130150 m²；發(fā)達國家住宅建設平均勞動生產率為150160 m²/年·人，一幢 30005000m²的混凝土構件房屋，只需要 36 個月就能峻工。（2）住宅部品部件質量和性能得到提高，可較好地滿足房屋建筑功能要求由于住宅部件標準化，又是工廠預制

4、，機械化、自動化生產，避免手工操作，減少人為因素的影響，產品質量易于保證。而且可以在較廣的范圍內實現部件通用化和同類產品的互換性，不局限于某類建筑物和用戶，可根據住宅設計的各種型式和建筑功能要求，選擇不同生產廠家的住宅部件，既可以做到選擇質量性能優(yōu)良的部品，又可以組合成多樣化住宅建筑物。（3）有利于整個建筑業(yè)工業(yè)化水平的提高和建筑資源的節(jié)約在工廠預制規(guī)格尺寸標準化的構件，進行機械化、自動化的大批量生產，通用部件可以廣泛地適用于多種建筑體系；在施工現場進行裝配式安裝，廣泛采用機械化、自動化施工應用技術，使住宅建造水平大大提高，并顯著改善施工現場勞動條件，基本做到施工不擾民，建筑粉塵排放減少，住宅

5、質量得到可靠保證，真正做到住宅建設文明施工。住宅部品部件按建筑模數尺寸進行標準化設計，通用化組合，可以極大地避免建筑施工中材料浪費，加上室內統(tǒng)一配套裝修，既節(jié)省材料，又節(jié)省工時，減少建筑資源的浪費，使住宅建設成本大大降低。（4）有利于專業(yè)化生產，使住宅部品部件制作向精細化方向發(fā)展，從而提高住宅質量，確保建筑物耐久性，延長建筑物使用壽命。2 發(fā)展建筑板材是推進住宅產業(yè)化或建筑工業(yè)化的必須這里說的建筑板材，包括內外墻板、樓板和屋面板等產品，它占房屋建筑構件量的80%以上。由于板材規(guī)格尺寸工整，易于成型，便于機械化生產，生產效率高；加上板材尺寸大、模塊大、整體性好，可以裝配式安裝，施工效率大大提高，

6、發(fā)達國家住宅建設平均勞動生產率達到160 m²/（人·年），就足以證明板材安裝施工的高效率，因此，國外無不將它作為住宅產業(yè)化的首選產品。即使在我國按照現有施工條件，每人 1 個工日平均安裝 2226 m²墻面，是砌磚施工效率的 67 倍，是砌塊施工效率的 3 倍以上。加上板材墻面平整光滑，可減少砌筑砂漿和抹面砂漿，至少節(jié)約原材料 50%，提高施工效率 3 倍以上。實踐證明：發(fā)展優(yōu)質板材不僅可提高框架結構、輕鋼結構建筑的綜合經濟效益，而且可以確保工程質量，是提高住宅部件生產效率和施工效率的必然選擇。任何發(fā)達國家無論歐美、日本都將建筑板材作為推進住宅產業(yè)現代化的主

7、要部品，20世紀90 年代初，我們調查國外板材應用情況，日本占墻材總量64%，美國占 47%，西德占 41%，波蘭占 41.7%，東南亞國家約占30%。到了 20 世紀末，通過亞州開發(fā)銀行技術援助項目TA2927PRC促進中國墻體材料發(fā)展，再次調查歐美日和東南亞國家，除了日本有所降低外，其它國家建筑板材的應用量都有不同程度的增長，尤其是東歐和東南亞國家，建筑板材呈現強勁的發(fā)展勢頭。我曾多次到歐美各國考察，所到工地多數是無梁無柱的板式結構，建筑板材在發(fā)達國家所占比重如此之大，可見發(fā)達國家正是憑借建筑板材施工效率高，使他們建筑工人的勞動生產率遠遠領先于我國。我國板材產量僅占墻材總量的 10%左右，

8、建筑工人平均勞動生產率僅為 30m²/（人·年）的建筑，僅為發(fā)達國家人均年產值的 1/35，因此可以這樣認為，沒有建筑板材工業(yè)化發(fā)展，就不可能提高住宅建筑的生產效率，也就不可能實現住宅產業(yè)向現代化方向發(fā)展。3 國內外建筑板材在住宅產業(yè)化中應用狀況無論日本或歐美，住宅產業(yè)化;的興起，都是隨著住房建設迅速增長，為提高住宅生產效率，確保工程質量和節(jié)約資源而發(fā)展的。日本住宅產業(yè)化;一經提出，混凝土預制構件工廠化生產和商品化供應發(fā)展很快，形成獨立的產業(yè)，各種混凝土預制構件和制品應運而生。日本住宅產業(yè)化的發(fā)展，是從標準化工作開始，抓住宅部品部件的模數統(tǒng)一和模數協調原則，首先從住宅性

9、能標準的制定，包括安全性、使用性和耐久性等，將住宅相關部件的性能指標定量化。并提出住宅性能測試方法和等級標準；為提高現場施工質量，確保住宅功能，還進行施工工藝和施工機具的標準化；在設計方面還制定了相應的設計方法標準化；對住宅部品建立優(yōu)良部件的審定制度，從而迅速推動住宅部品部件高質量、健康穩(wěn)定發(fā)展。在二戰(zhàn)后的歐洲，法國率先推進住宅建筑工業(yè)化，到20世紀60年代遍及歐洲各國，法國最早推行裝配式混凝土大板和模板現澆相結合的體系，以后又發(fā)展以通用構配件制品;為特征的通用建筑構造體系，絕大多數以發(fā)展混凝土預制樓板、墻板、混凝土梁柱等為主體構件，采用混凝土大板建筑比傳統(tǒng)的砌體建筑節(jié)約用工量42.9%，而且

10、大大改善了勞動條件；瑞典在法國的影響下，推行建筑工業(yè)化，開發(fā)大型混凝土預制板的工業(yè)化體系，在新建住宅中，采用通用部件的住宅達到了80%以上，被稱為世界上工業(yè)化住宅最發(fā)達的國家。歐洲部分住宅部品部件及其裝配式安裝介紹如圖1圖 3 所示。（圖1-3略）20世紀 60 年代，住宅建筑工業(yè)化;的方式擴展到美國和加拿大，美國不僅在主體結構構件的通用化上，而且在各類建筑制品和設備都采取工廠化預制，組織社會化大生產和商品化供應，使建筑工業(yè)化達到很高水平。20世紀70年代，全美國混凝土制品廠只有30004000家，到1998年已發(fā)展到近2萬家，所生產供應的構件包括通用梁、板、柱、樁等8大類50余種產品，其中應

11、用最廣的是預應力混凝土空心樓板、墻板、單T和雙T屋面板、槽形板等，這些構件的特點是機械化生產，結構性能好，有很大通用性。歐美國家在發(fā)展住宅部品中，也是通過不斷實踐、不斷總結經驗，對住宅部品的結構設計和生產工藝進行不斷改進和完善的。例如對節(jié)能建筑應用的混凝土夾芯保溫復合外墻板，最早采用內外 2 層面板是實心混凝土面板與保溫材料復合，并以板肋剛性連接，由于板肋的冷橋和肋的剛性約束，使 2 層面板間容易產生裂縫，便改為金屬連接件的柔性連接。后來為了減輕實心混凝土面板的質量和提高保溫絕熱性能，又采用輕質混凝土面板與保溫材料復合，發(fā)現面板有時也有收縮裂縫，并導致金屬連接件銹蝕；直到20 世紀 8090

12、年代，特別是 1995 年以后，歐美絕大多數國家將外墻保溫復合板改為內層面板（結構層）為預應力混凝土空心面板，外飾面保護層為薄壁預應力混凝土面板，中間夾芯用保溫材料復合，并用高強塑料或玻璃纖維束浸漬樹脂，作卡銷件和固定件，將二層面板柔性連接，把混凝土保溫復合板的生產工藝提高到一個新的先進水平。這種板材不但質量減輕，而且采用預應力鋼絞線，提高了板材抗裂性，并節(jié)約了水泥混凝土與鋼材，其良好的抗震性能，經受了洛杉磯大地震和阪神大地震的考驗，因此，當今在歐美各國得到普遍推廣應用。歐美預應力鋼筋混凝土外墻保溫復合空心條板及其安裝如圖4圖6所示。（圖4-6略）在室內裝修方面，各種輕質板材如石膏板、纖維水泥

13、板等室內裝修制品，花色品種繁多，可供用戶任意選擇。在建筑施工中基本消除了現場濕作業(yè)，采用裝配式組件化安裝，大大提高施工工效，降低工程造價。我國住宅產業(yè)近年來雖有很大發(fā)展，但由于多種原因，仍處于粗放型的生產方式，同發(fā)達國家相比，存在著很大差距。主要表現在建筑工業(yè)化程度低，標準化體系尚未形成，住宅制品生產與建筑應用脫離，住宅部件和材料檔次低而不配套，而且與住宅建筑要求不協調，使住宅成品質量低；現場施工仍以濕作業(yè)或手工砌筑為主，施工周期長，勞動生產率低，我國住宅建筑平均勞動生產率只有 30 m²（/人·年），能源和原材料消耗遠遠高于發(fā)達國家，其綜合經濟效益明顯低下。為此，19

14、96年建設部與國家建材局共同以建房1996453 號文發(fā)出關于建設建材部門共同合作推進住宅現代化工作的通知，強調以墻體材料革新為突破口，加快推進住宅產業(yè)現代化;；1999年國務院辦公廳以國辦發(fā) 199972 號文轉發(fā)建設部等八部門關于推進住宅產業(yè)現代化，提高住宅質量的若干意見，再次強調積極開發(fā)和推廣使用輕鋼框架結構及其配套的裝配式板材;，研究、開發(fā)新型的大開間承重結構;等。但是由于我國商品房建設迅速大規(guī)模發(fā)展，為爭奪商品房市場，無暇顧及房屋建筑的技術進步；加上我國傳統(tǒng)習慣和體制的弊端，使住宅部件部品發(fā)展與建筑應用脫離的局面仍未得到改變，沒有真正建立起適應我國住宅產業(yè)化的各種建筑體系的標準化部品

15、部件系列產品，致使我國這項工作進展緩慢。近年來，北京、上海等地先后頒布了關于推進住宅產業(yè)化指導意見;，上海城建集團、萬科、遠大等房地產公司也先后建立住宅產業(yè)化或建筑工業(yè)化的基地，率先采用PC技術建造了一批高品質的商品住宅，取得了良好的社會經濟效益，為我國住宅產業(yè)現代化開端起到了很好的先導作用。相信基于我國今后房地產業(yè)處于相對平穩(wěn)發(fā)展的預期，我國住宅產業(yè)化必將有一個很好的發(fā)展前景。4 我國建筑板材如何發(fā)展才能適應住宅產業(yè)化需求我國建筑板材無論預應力混凝土樓板或墻板都經歷了一個由發(fā)展到疲軟的起落過程，20 世紀 60 年代在前蘇聯幫助下建設了北京市第一建筑構件廠，采用鋼模振動臺成型預應力混凝土樓板

16、；70 年代北京、天津、上海、常州等地發(fā)展裝配式混凝土大板，包括大開間樓板和疊合樓板、復合外墻板；8090 年代發(fā)展 GRC 和鋼絲網聚苯夾芯板等輕質墻板，這些板材經過數年的發(fā)展和應用，或因板材產品質量和性能不能完全滿足房屋建筑功能不斷提高的要求，或因板材生產裝備技術落后、安裝技術不完善而變?yōu)槔渎浠蛲?。我們討論建筑板材的發(fā)展，就是要一面總結歷史經驗教訓，一面對比國外建筑板材發(fā)展情況，從推進我國住宅產業(yè)化的戰(zhàn)略高度討論建筑板材的發(fā)展。4.1 當前存在問題（1）板材生產技術較為落后，產品質量不盡人意。目前國內墻板用量最多的是輕質內隔墻板，其生產工藝多數是用簡易成型機進行半機械化生產，只有少數企業(yè)

17、采用機械化的生產工藝，雖然建筑市場上的板材產品能夠達到國家或行業(yè)標準，但由于我國標準偏低，符合標準的板材產品仍然難以全面滿足建筑功能要求，目前輕質內隔墻板干縮值較大、抗風化耐久性差，容易產生收縮裂縫、隔聲性能差是比較普遍存在的問題。即使引進美國的SP 板，其生產工藝也較為陳舊，由于采用重疊成型，單向張拉預應力鋼筋，自然養(yǎng)護，重疊板材不同期嶺同時切割起吊，每層板材都有不等的起拱和彎曲度，底層板尚有側向變形，不但給安裝施工帶來不便，而且設備生產效率較低，目前在美國已基本不采用這種生產工藝了。因此從總體上看，我國建筑板材對比國外發(fā)達國家內外墻板還存在較大差距，他們的板材密實度高、吸水率低、表面平整光

18、滑、耐久性好，絕大多數可直接作清水墻體，不用抹灰作批檔，而我國由于產品質量較差，不得不在內外墻面抹多層水泥砂漿，有時還容易出現空鼓、剝落等弊病，不斷出現工程質量事故。（2）我國外墻板基本屬于空白，適用節(jié)能建筑要求的外墻保溫復合板更是無人問津。（3）采用大水灰比混凝土現澆樓板，不但容易出現混凝土裂縫和空洞現象，且對于大開間結構，與預應力混凝土樓板相比，鋼筋和混凝土用量大大高于預應力混凝土，生產成本高，現場濕作業(yè)擾民問題也難以解決，不能做到城市建設文明施工。（4）業(yè)內有關人士對建筑板材的發(fā)展和應用尚存在誤區(qū)。由于我國20世紀6070年代曾發(fā)展過預制混凝土板材，包括預應力混凝土樓板和墻板，但因當時板

19、材生產技術和施工技術尚不夠完善，產品質量和性能達不到建筑功能要求而被停止使用。當時工廠化生產預應力混凝土空心樓板，是采用在澆注成型的鋼模上張拉預應力鋼筋，在振動臺上振動密實混凝土，或者是在露天預制場地上用卷楊機張拉鋼筋，用平板振動器成型混凝土，這2 種方法張拉預應力鋼筋，往往使板端鋼筋應力松弛，混凝土強度降低，加上板材施工采用無連接的搭接安裝，使預應力混凝土樓板普遍不抗震；外墻板不但不保溫隔熱，而且存在裂、漏、滲和隔聲性能差等問題。使我國業(yè)內不少人士誤認為上述問題是預應力混凝土樓板和墻板固有的缺陷而不敢使用。在有關建筑技術規(guī)程和標準中就缺失建筑板材，致使我國建筑板材至今發(fā)展緩慢。事實上，上述樓

20、板和墻板存在的問題主要是我國板材生產技術和安裝技術較為落后，板材質量和性能低劣所致，并不是建筑板材本身的缺點?？疾靽獍l(fā)達國家，這些問題早已得到圓滿解決，板材生產技術不斷改進。他們采用高度機械化生產預應力混凝土空心板材，產品質量性能大大提高，施工安裝技術采用預留須子筋綁扎或焊接成整體結構，不但抗震強度高，而且結構整體性、穩(wěn)定性好。當今歐美各國，預應力混凝土樓板和墻板廣為應用，幾乎無處不見，幾乎看不到現澆樓板和墻體，尤其是無梁、無柱板式結構發(fā)展迅速，使建筑施工效率成倍提高，工程質量得到可靠保證，建筑綜合經濟效益大大提高。4.2 今后發(fā)展建議（1）提高板材裝備技術水平，加快發(fā)展高質量的輕質內隔墻板

21、和外墻保溫復合板為適應我國框架結構和鋼結構體系發(fā)展的需求，必須盡快發(fā)展高質量的輕質內隔墻板和外墻保溫復合板，這既是提高住宅部件生產效率和施工效率的需要，也是節(jié)能建筑發(fā)展和節(jié)約資源的需要。結合我國國情，仍然需要堅持利用各種工業(yè)廢渣生產輕質內隔墻板，如工業(yè)灰渣混凝土空心條板、脫硫石膏空心條板、粉煤灰加氣混凝土條板等。為克服我國當前輕質內隔墻板容易產生收縮裂縫等缺點，必須大力提高生產工藝水平和裝備技術水平，嚴把產品質量關。在原材料上加強原料處理，把好原料品質關，對其配合比進行優(yōu)化組合，加強板材結構配筋，在生產工藝上采用先進的裝備技術和科學的、嚴格的工藝參數，并進一步提高產品密實度和強度，降低吸水率和

22、干燥收縮值，努力把現有產品質量和性能大大提高一步。我國節(jié)能建筑的強制推廣，迫切需要開發(fā)外墻保溫復合板與框架結構和鋼結構節(jié)能建筑相配套，目前我國外墻保溫板產品極少，除少數地區(qū)采用加氣混凝土條板外，外墻保溫復合條板基本屬于空白。而國外各種預應力混凝土保溫復合空心條板、大板極其普遍，如普通混凝土與保溫材料復合墻板、陶粒混凝土與保溫材料復合墻板、爐渣混凝土與保溫材料復合墻板等。為適應我國各地建筑節(jié)能標準的貫徹執(zhí)行，要因地制宜積極開發(fā)滿足當地節(jié)能建筑需求的外墻保溫復合條板或大板，可以參照國外那樣采用先進的裝備技術，生產多種功能復合的外墻板，例如：保溫和承重合一，保溫、承重和裝飾合一等復合板，對于多層住宅

23、，主要開發(fā)混凝土空心條板與保溫材料復合；對于高層建筑主要開發(fā)輕質板材與保溫材料復合；對于低層建筑可以開發(fā)無梁無柱的承重、裝飾與保溫合一的整開間大板。這樣可以徹底改變我國目前框架結構和鋼結構建筑仍然以小磚小塊的圍護結構和外貼聚苯板的節(jié)能模式，大大提高我國房屋建筑質量和施工效率。（2）積極開發(fā)預應力混凝土空心板材無論歐美或日本或加拿大都采用預應力張拉鋼筋混凝土空心條板或整開間的大板，之所以采用高強度預應力鋼筋混凝土，是因為不但板的承載力可提高17%70%，而且可以降低鋼材用量25%40%，節(jié)約混凝土 20%25%；可以滿足不同建筑的大開間大跨度承重結構的要求，最大跨度可達到18.6 m；并且抗震性

24、能好，用于高層建筑，經受了1992 年洛杉磯地震和 1995年阪神大地震考驗；同時由于板材設計為空心結構，又可減輕房屋質量，降低基礎造價。我國建筑板材發(fā)展要適應住宅產業(yè)化要求，也應當積極采用預應力鋼筋混凝土生產技術，發(fā)展適合我國國情的預應力鋼筋混凝土空心條板（樓板、墻板）和整開間大板（外墻板）的裝備和技術，把窗框、外墻保溫材料和飾面材料（瓷磚）在工廠預制，一體化制作，必然是今后發(fā)展方向。我國業(yè)內人士應當總結國內過去發(fā)展預應力混凝土板材的經驗教訓，并借鑒國外先進技術，積極開發(fā)適合我國國情的預應力混凝土空心板材。（3）引進國外先進適用的板材裝備技術，進行高起點國產化總結我國板材 10 多年來發(fā)展的經驗教訓，根據目前板材生產技術狀況，對比國外差距，要想盡快趕上世界先進水平，適應我國建筑工業(yè)化的發(fā)展需求，建議有條件的企業(yè)和有識人士，積極引進國外先進適用的板材裝備生產技術，發(fā)展我國急需的預應力混凝土樓板和節(jié)能建筑外墻保溫復合板（條板或整開間的大板），組織消化吸收或采取多種形式與國外合作，進行高起點國產化，即走引進-合作-高起點國產化的路子，以便盡快提高我國