2013年1月1日,國(guó)務(wù)院辦公廳以2013年1號(hào)文的形式轉(zhuǎn)發(fā)了發(fā)改委、住建部《綠色建筑行動(dòng)方案》(國(guó)辦發(fā)2013-1號(hào))文件,重點(diǎn)要求充分認(rèn)識(shí)開展綠色建筑行動(dòng)的重要意義,并將“推動(dòng)建筑工業(yè)化”被列為十大重要任務(wù)之一。
在骨料行業(yè)朝氣蓬勃發(fā)展的今天,我們要在建設(shè)骨料生產(chǎn)線項(xiàng)目的過程中以實(shí)際行動(dòng)支持并貫徹“保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源”的基本國(guó)策,推行綠色建筑,建設(shè)綠色礦山。裝配式建筑在此過程中就是一個(gè)很好的參與者。
為充分貫徹國(guó)家“節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境”的基本國(guó)策,并適應(yīng)現(xiàn)階段骨料行業(yè)各類業(yè)主對(duì)產(chǎn)品的不同需求,我院從研發(fā)、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)傳統(tǒng)骨料生產(chǎn)線中工程量大,施工工期較長(zhǎng)的各類鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行了裝配式結(jié)構(gòu)體系的研發(fā),對(duì)皮帶支架、桁架、各類單流程車間等結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。這些裝配式結(jié)構(gòu)體系有效降低了施工繁瑣程度,同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)也將整個(gè)廠區(qū)的設(shè)計(jì)周期大幅縮短。此類裝配式結(jié)構(gòu)可重復(fù)利用、輕易重建。產(chǎn)品所有構(gòu)件均可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化生產(chǎn),質(zhì)量穩(wěn)定,運(yùn)至工地現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行組裝成型后即可直接進(jìn)行設(shè)備、非標(biāo)的安裝,大大縮短了施工工期。
在實(shí)際工程中只要將整個(gè)裝配式結(jié)構(gòu)的相應(yīng)各個(gè)尺寸的構(gòu)件在工廠加工完成并運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)后,施工作業(yè)就變得像搭積木一樣簡(jiǎn)單。將相應(yīng)構(gòu)件按照預(yù)定設(shè)計(jì)安裝在設(shè)計(jì)位置,通過一定的邏輯連接將他們固定就可完成整個(gè)建筑的搭建。在施工現(xiàn)場(chǎng)不需要太多的建筑設(shè)備及原材料,省去了大量的現(xiàn)場(chǎng)加工環(huán)節(jié),可大大改善傳統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境臟亂差的現(xiàn)象。
不僅僅生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以使用裝配式鋼結(jié)構(gòu),廠內(nèi)的綜合用房,門衛(wèi)室,磅房等輔助建筑也可采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行施工。鋼結(jié)構(gòu)房屋重量輕、強(qiáng)度高。由于采用鋼材作承重結(jié)構(gòu),用新型建筑材料作圍護(hù)結(jié)構(gòu),一般用鋼結(jié)構(gòu)建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅的二分之一左右。
并且裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋還擁有以下優(yōu)點(diǎn)。
1、節(jié)能:由于外掛板為兩面混凝土中間夾50厚擠塑板,使其保溫性能較傳統(tǒng)建筑的外墻外保溫或外墻內(nèi)保溫性能更好。同時(shí)也解決了傳統(tǒng)建筑因?yàn)樽隽送獗囟鴰淼耐鈮γ嫜b修脫落現(xiàn)象。
2、環(huán)保:由于采用工廠化生產(chǎn)使得施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑垃圾大量減少,因而更環(huán)保。
3、節(jié)省模板:由于疊合板做樓板底模、外掛板作剪力墻的一側(cè)模板,因此節(jié)省了大量的模板。
4、縮短工期降低成本:由于大量的墻板及預(yù)制疊合板都在工廠生產(chǎn),從而大大降低了現(xiàn)場(chǎng)施工強(qiáng)度,省去了砌筑和抹灰工序,大大縮短了整體工期,且綜合成本較混凝土房屋更低。
說了裝配式建筑,就不得不說3D打印技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)建筑模式形成的挑戰(zhàn)。
和傳統(tǒng)的建筑方式相比,3D打印技術(shù)減少了多道工序:鍛造、鑄造、熱處理、粗加工、現(xiàn)場(chǎng)放樣、支模等。更能縮短原型設(shè)計(jì)驗(yàn)證時(shí)間,減少裝配零件數(shù)量,真正實(shí)現(xiàn)了一體設(shè)計(jì),一體成型。消除了傳統(tǒng)加工限制,提高了設(shè)計(jì)自由度,降低了制造、設(shè)備、材料、人工、庫(kù)存成本。
3D打印技術(shù)能實(shí)現(xiàn)直接從三維CAD數(shù)字模型成形完全致密的功能金屬零件的快速制造,甚至一些機(jī)械設(shè)備零部件、復(fù)雜的非標(biāo)易損件等小批量組件的制造及修復(fù),實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)自產(chǎn)自用,這是3D打印神奇的地方。而這項(xiàng)技術(shù)并非遙不可及。在軍用領(lǐng)域,我國(guó)的航母艦載機(jī)殲-15的開發(fā)就有3D打印技術(shù)的功勞;國(guó)內(nèi)某驅(qū)逐艦內(nèi)部設(shè)有3D打印方倉(cāng),可快速修復(fù)特定類型的受損部件。在民用領(lǐng)域,3D打印的獨(dú)棟別墅,多層住宅房屋的例子已屢見不鮮;3D打印的義牙、義肢、心臟等也已經(jīng)開始臨床應(yīng)用。可以想象,在不久的將來,隨著3D打印技術(shù)的高速發(fā)展,它將在工業(yè)造型、機(jī)械制造、航空航天、軍事、建筑、影視、家電、輕工、醫(yī)學(xué)、考古、文化藝術(shù)、雕刻、首飾等領(lǐng)域掀起一場(chǎng)改革風(fēng)暴。
但目前3D打印技術(shù)還面臨著諸多難題,大多來自于技術(shù)本身發(fā)展水平的限制,其中有如下幾個(gè)最突的問題:
1、工藝問題:3D快速成型的基礎(chǔ)是分層疊加原理,然而,用什么材料進(jìn)行分層疊加,以及如何進(jìn)行分層疊加卻有很大的分歧。因此,除了常見的分層疊加成形法之外,現(xiàn)在正在研究、開發(fā)一些新的分層疊加成形法,以便進(jìn)一步改善制件成品性能,并提高成形精度和成形效率。
2、材料問題:快速成型材料性能要滿足:①有利于快速精確的加工出成型;②用于快速成型系統(tǒng)直接制造功能件的材料要接近零件最終用途對(duì)強(qiáng)度、剛度、耐潮、熱穩(wěn)定性等要求;③有利于快速制模的后續(xù)處理。發(fā)展全新的3D快速成型材料,特別是復(fù)合材料,例如納米材料、非均質(zhì)材料等仍是努力的方向。
3、精度問題:目前,3D快速成形件的精度一般處于±0.1 mm的水平。快速成型技術(shù)的基本原理決定了該工藝難于達(dá)到與傳統(tǒng)機(jī)械加工所具有的表面質(zhì)量和精度指標(biāo),把快速成型的基本成形思想與傳統(tǒng)機(jī)械加工方法集成,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),是改善快速成型精度的重要方法之一。
4、軟件問題:目前,3D快速成型系統(tǒng)使用的分層切片都是用一系列三角網(wǎng)格來近似表示CAD模型的數(shù)據(jù)文件的。而這種數(shù)據(jù)表示方法存在不少缺陷,如三角網(wǎng)格會(huì)出現(xiàn)一些空隙而造成數(shù)據(jù)丟失,還有由于平面分層所造成的臺(tái)階效應(yīng),也降低了零件表面質(zhì)量和成形精度,目前,應(yīng)著力開發(fā)新的模型切片方法,如基于特征的模型直接切片法、曲面分層法,即直接對(duì)CAD模型進(jìn)行切片處理,得到模型的各個(gè)截面輪廓,或利用反求工程得到的逐層切片數(shù)據(jù)直接驅(qū)動(dòng)快速成型系統(tǒng),從而減少三角面近似產(chǎn)生的誤差,提高成形精度和速度。
5、能源問題:當(dāng)前3D快速成型技術(shù)所采用的能源有光能、熱能、化學(xué)能、機(jī)械能等。在能源密度、能源控制的精細(xì)性、成型加工質(zhì)量等方面均需進(jìn)一步提高。
綜上所述,3D打印技術(shù)在廣泛應(yīng)用之前還有很長(zhǎng)的路要走,3D打印技術(shù)本身標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的制定,應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)規(guī)范的制定等,都需要時(shí)間的證明及市場(chǎng)的認(rèn)可才能走進(jìn)千家萬(wàn)戶,才得以應(yīng)用在各類生產(chǎn)及生活中去?,F(xiàn)在3D打印技術(shù)取代裝配式建筑在江湖中的地位還為時(shí)過早,但科技日新月異,更有大數(shù)據(jù)的輔助進(jìn)行快速成型技術(shù)的創(chuàng)新及研究??梢韵胂螅诓痪玫膶?,3D打印建筑將取代傳統(tǒng)方式建造的房屋,成為建筑行業(yè)的新的發(fā)展方向。