专家简介
全装配预应力模块工业结构体系
为住宅工业化高效建造探新路
本网记者：周董好！记得您在2021中国地产数字峰会上曾分享过这样一个观点，如今装配式建筑行业正在向着拆分、拼装的方向发展。现在有的房子可以先拆成一个个的盒子，然后再用后张预应力装配工艺装配成一整体。请您展开阐述一下这个观点及其内涵？
周圣勇：装配式建筑的目的是实现建筑工业化，由于建筑的范围形式太大，不可能一种工业化建造方式适用全部建筑建造，所以要将建筑进行分类，用适合的、经济的工业建造方式去分别去实现。模块科技研发的全装配预应力模块工业结构体系，采用普通混凝土材料，加后张预应力钢绞线这种超高强材料和工艺进行装配，是特别适合住房和房地产行业的住宅工业化高效建造方式。全装配预应力模块工业体系是将住宅单元房间按标准模数化设计成若干单元，在工厂用工业化生产方式形成房间式向上开口模块，再运至装配现场，用后张预应力整体装配工艺装配成一个整体建筑。这种结构体系不仅适用于量大面广的高层及多层住宅建筑，还适用于酒店、宿舍、公寓等建筑。全装配混凝土结构体系可以实现预制构件全部工业化生产和全装配，维护结构实现被动式建筑的结构保温一体化，现场无湿法作业，具有“节能、节地、节水、节材、环保”等特征，在节能减排，提高施工效率，降低建造成本等方面优势显著，没有传统施工建造方式对环境的污染和施工垃圾产生，多快好省实现住宅建筑的绿色智能建造。
本网记者：在装配领域，大家可能对跨界技术——将铁路中用于连接预制节段梁的后张预应力连接方式应用于装配式建筑比较陌生，请您用通俗的语言给大家详细介绍一下？包括它的可行性研究、可靠性、实用性，以及特色、优势等。
周圣勇：模块结构体系核心是跨界将成熟应用于中国高铁节拼桥梁装配的后张预应力张拉技术和大型集装箱吊装、运输技术等，降维应用到住宅建造领域，用工业化的思维颠覆性的实现住宅建筑的全装配建造。建筑行业对预应力技术其实都不陌生，早年大量使用的预制板属于预应力技术里的先张预应力技术，后张预应力也有使用，但范围很小，一般在大型建筑为了提高荷载和跨度才使用，预应力钢绞线工艺采用“U”型设置，而模块体系采用的是后张预应力连接装配混凝土模块构件，跟高铁节拼桥梁的装配模式一样。预应力工艺的优势是巨大的，特别是后张预应力，可以根据建筑构造的要求进行调整，后张预应力是目前混凝土连接装配的最强连接方式，没有之一。
模块科技与中国建筑科学研究院有限公司合作，从结构方案可行性研究及设计方法、试验研究、标准编制等方面进行系统研发。结构方案可行性研究及设计方法研究是通过计算分析，确定结构体系方案，判断结构抗震性能是否满足现行规范的基本要求，提出结构体系构造及设计方法；试验研究是从接缝、墙体及整体结构三个层面对该结构体系的受力性能进行系统研究，基于试验总结该体系的破坏模式、结构设计方法及构造要求；标准编制则是根据研究成果，并结合生产、施工及质量验收内容，编制工程应用标准，直接用于指导实际工程的设计、生产、施工及质量验收。
模块结构体系具有低碳环保、抗震强、施工快、质量优、效益好、建筑使用性能佳六大特点：
一是低碳环保。该体系实现预制装配率可达100%，施工过程无建筑垃圾、粉尘、噪音、废水、废气污染等问题，从根本上改变了建筑现场作业量大、产生大量建筑垃圾等问题。可大幅度提高建筑的产业化程度，大幅缩减建筑建设周期，实现绿色建造，预制装配率可达100%，降低生产及施工过程中的碳排放量，助力我国实现碳达峰、碳中和的战略目标。
二是抗震性能优越。该体系将堆叠好的混凝土房间式模块通过水平双向和竖向后张无粘结预应力连接，主动约束固定成为一个整体建筑，并与基础也通过预用力有效固定。结构在风荷载及地震作用下变形小，稳定性和安全性高，震后损伤小，残余变形小，抗震性能优越。
三是质量可靠。避免了传统预制混凝土构件施工时每个节点的钢筋密集交叉、钢筋套筒灌浆和节点现浇湿作业，从而容易保证节点连接质量，提高整体建筑的质量和安全。
四是施工快捷。该体系的建造方法可显著提高施工速度，土建工期只需要传统工期的五分之一，如果进一步完善机电和装修的集成化预制，总体工期可以进一步缩短，真正达到工业化生产和建造。
五是经济效益好。该体系土建造价和普通现浇结构体系相当，综合评估工期的缩短、绿色环保、抗震安全性的提高，其综合经济效益明显更好。
六是建筑使用性能佳。避免了钢结构的防火、防腐等问题，结构耐久性好；避免了传统建筑可能存在的漏水、开裂等问题；经合理设计，更容易实现高品质住宅及百年住宅的设计目标。
模块住宅工业体系是天然的数字化交付载体，更容易实现现代技术条件下住宅建筑的工业智能建造。
装配式模块化箱型建筑
推动住宅工业发展
本网记者：装配式模块化箱型建筑是一种工业化程度更高的装配式建筑。模块科技（北京）有限公司提出了一种可用于高层建筑的混凝土模块结构体系，请问你们是如何通过运用这套结构体系实现全产业链建造（标准化设计、工业化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理）？
周圣勇：模块工业体系的CECS技术规程已经立项，在编写过程中，结构平面设计采用300倍数的标准工业模数化进行模块组合，基本不影响建筑设计师思维进行设计，采用300倍数的标准化模数是为了配套300倍数的工业组合模具设备的组合，即标准模数化组合设计，类似于标准图集，规格标准、多组合。关于装配化施工，模块工业体系的结构工业构件从生产、运输、吊装到装配，整个生产过程没有传统意义的人工施工工艺，因此我们定义模块住宅工业，而不是有比例有装配率的建筑工业化。一体化装修方面，模块体系目前没做这方面的研究、研发，还是考虑与主流一体化装饰龙头企业配套，在一体化装饰方面，模块具有天然的工业产品属性优势，模块组合设计定稿，一体化工业装饰就可以进行设计生产，无需传统的现场复尺测量，即真正实现一体化装饰工业设计。建筑业目前之所以痼疾丛生、积重难返， 根本原因在于建筑业一直没有实现“工业化”，解决之道就是大力发展建筑工业化！只要实现了真正的工业手段制造和建造，信息数字化管理，数字化生产、运输、集装箱数字无人模式的自动化吊装，数字张拉装配等成熟数字技术就可以直接应用，新型建筑工业化的住宅工业智能建造目标就可以实现。工业手段的生产建造优势，加上数字智能化的助力，必将推动住宅工业的发展。
本网记者：为了推进模块化箱型建筑的产业化，请问你们有何布局？
周圣勇：模块科技是一家住宅建造的建筑科技公司，愿景是实现住房和房地产建造的高质量发展。实现住宅建筑的质优价廉百年低碳住宅目标。模块科技将灵活运用市场方式与各界精诚合作，共同实现中国住房和房地产建造的高质量发展目标。
全预制装配大规模工业化生产
推动建筑业绿色低碳发展
本网记者：2021年，“碳达峰、碳中和”被正式写入政府工作报告中，“十四五”规划也将加快推动绿色低碳发展列入其中，绿色建筑随之上升为国家战略，“绿色低碳”也顺理成章成为建筑企业转型的有力抓手。对此，您有何解读？
周圣勇：模块工业体系，作为工业产品，有作为住宅建筑实现绿色低碳目标最重要的环节，建筑保温结构一体化的天然优势，建筑的外墙夹心保温在工厂一次成型，保温外页墙成型精度高，可以实现跟幕墙一样的外页墙温差伸缩效果和连接效果，解决保温开裂脱落的城市建筑牛皮癣顽疾，让保温跟结构同寿命，混凝土全包裹无火灾隐患，可以使用保温效果更好的B级保温材料，再加上竖向一次预制成型，成本大幅下降。在保温这个基本难题解决后，再加上其他成熟门窗保温、再生能源技术等，达到超低能耗建筑的标准和要求，完全可以实现住宅建筑的碳达峰、碳中和目标。
本网记者：关注碳达峰、碳中和，要把它放在整个建筑产业链条上思考、认识，才能起到真正的作用。请结合当前企业实践，谈谈如何从规范、标准的建立，到设计、材料、建造、运营、回收全生命周期的角度，推动建筑业产业的绿色低碳发展？
周圣勇：关于达峰、碳中和，放在整个建筑产业链条上要从两个方面进行思考和研究，第一是建筑建造阶段，第二是建筑的使用运维阶段。
模块住宅工业的材料是混凝土，材料跟现有的混凝土建筑结构是一样的碳指标，但是由于是全预制装配大规模工业化生产，大幅减少了工地现场作业脏乱差和垃圾产生的额外碳排放指标，模块体系的大吨位运输和吊装，符合道路运输规范标准的极限，从物流的角度看是一次性有效运输和吊装，意味着效率的最大化，同样将大量下降建造阶段的碳指标；模块体系在生产阶段采用三明治结构保温一体化技术，将保温和建筑结构做成同寿命、免维护，可以极大的下降建筑在运维阶段的碳指标，再集成现有的能源建筑一体化技术，可以实现零碳住宅。
本网记者：当前，绿建与现代先进的工业化、信息化、智能化深度融合不够，迫切需要补短板，迫切需要建筑真正产品化的技术变革，请问您对此有何思考和建议？
周圣勇：材料是建筑的基础，建筑是由材料组成的，革命性的技术变革是由革命性的材料决定的，材料改变一切。当前在传统材料和工艺条件下，绿建与现代先进的工业化、信息化、智能化深度融合不是不够，而是到了天花板，拿着旧地图不可能找到新大陆，新材料的应用会改变一切，如果没有钢和混凝土这些现代材料，那我们现在只能讨论木头和石头。模块住宅工业体系的核心就是超高强材料的应用，自然将新材料的数字化、智能化的工艺进行全面应用。
本网记者：您对以装配式建筑为代表的新型建筑工业化发展有何建议或展望？
周圣勇：模块住宅工业体系是一个偶然的灵感和行动的结果，属于新物种、新模式、新标准，只能解决目前混凝土住宅建造的问题，对于装配式建筑为代表的新型建筑工业化发展不具备代表性。新型建筑工业化应该是材料、工艺、研究和市场需求的一个综合事物，我想只要抓住市场和监管两点要素，加上行业不断创新发展，一定会实现新型建筑工业化全面发展。
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