模塊化建筑（PrefabricatedPrefinishedVolumetricConstruction，簡(jiǎn)稱PPVC），是指將建筑分成若干空間模塊，模塊內(nèi)的一切設(shè)備、管線、裝修、固定家具均已做好，外立面裝修也可以完成。將這些模塊構(gòu)件運(yùn)至施

模塊化建筑（Prefabricated Prefinished Volumetric Construction，簡(jiǎn)稱PPVC），是指將建筑分成若干空間模塊，模塊內(nèi)的一切設(shè)備、管線、裝修、固定家具均已做好，外立面裝修也可以完成。將這些模塊構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，就像“搭建積木”一樣拼裝在一起的建筑。

在國外，模塊化倉庫辦公室正迅速成為一股潮流，20世紀(jì)勒柯布西耶提出“建筑是居住的機(jī)器理念”，就是希望建筑能夠擺脫材料和結(jié)構(gòu)的限制，成為更符合人類需求的空間產(chǎn)品。

而中國也獨(dú)創(chuàng)了模塊化高樓建筑技術(shù)，名為“不銹鋼活樓技術(shù)”，這項(xiàng)技術(shù)是由湖南大學(xué)土木工程學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)研究所參與研發(fā)的。

在湖南長沙，研發(fā)者曾展示如何“大變活樓”，一棟11層高的公寓不到29個(gè)小時(shí)就拔地而起，準(zhǔn)確地說，眼前這棟公寓僅僅用時(shí)28小時(shí)45分鐘就建設(shè)完畢，堪稱神速，這樣閃電般的速度再一次令世界震驚。

這棟樓不僅是史上工期最短的建筑，他最大的特點(diǎn)是整棟樓沒用一點(diǎn)鋼筋水泥，這棟樓真的結(jié)實(shí)嗎？

這究竟是如何做到的呢？

不銹鋼活樓技術(shù)是什么

之所以叫活樓，是因?yàn)檫@樓是模塊化組裝，活動(dòng)柱梁采用厚壁不銹鋼型材，結(jié)構(gòu)、墻窗、機(jī)電、裝修全部工廠制造，活樓模塊采用40尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱尺寸運(yùn)輸，可無障礙、低成本運(yùn)至世界各地。

我們從媒體報(bào)道可以看到，活樓共11層，總建筑面積約3000平方米，整座建筑柱梁采用不銹鋼槽鋼、方管，不用絲毫混凝土，現(xiàn)場(chǎng)只要用螺栓將模塊與模塊之間擰固、插接水電即可。

而之所以能夠使用1000年，是因?yàn)橹袊?dú)家研制的不銹鋼芯板，這是行業(yè)首創(chuàng)，獨(dú)創(chuàng)性地解決了芯板結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)應(yīng)用的核心技術(shù)。

核心技術(shù)在不銹鋼芯板

我們都知道，銹鋼材料相比于普通鋼材具有耐久性好、耐腐蝕性好及維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn),而研發(fā)者在借鑒航空領(lǐng)域應(yīng)用較多的蜂窩板結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，研發(fā)了不銹鋼芯板。

不銹鋼芯板采用S304不銹鋼薄板作為上下兩層面板，在上下層面板之間按照一定間距密布S304不銹鋼薄壁芯管，然后再通過銅釬焊將面板和芯管連接成一個(gè)牢固的整體。

不銹鋼芯板采用獨(dú)家發(fā)明的熱風(fēng)銅釬焊技術(shù)焊接，釬焊是指采用比母材金屬熔點(diǎn)低的金屬材料作 釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)的溫度，利 用液態(tài)釬料潤濕母材金屬，填充接頭間隙，并與母材 金屬相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。

不銹鋼芯板的釬焊工藝為：將銅釬料加入到不銹鋼面板和不銹鋼芯管之間，整體送入釬焊爐中，緩慢升溫到 1000 ℃ 以上， 然后在 1000 ℃以上的溫度下維持一個(gè)小時(shí)， 最后再緩慢冷卻到室溫，最終形成了不銹鋼芯板。

使用了這樣的釬焊工藝，最終不銹鋼芯板不僅比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)輕 10 倍，韌性強(qiáng)百倍，還能抵抗超級(jí)地震、臺(tái)風(fēng)，是目前應(yīng)用在建筑領(lǐng)域強(qiáng)度最高韌性最大的材料。根據(jù)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)同等強(qiáng)度，若碳鋼需要4噸的話，那么不銹鋼芯板僅需要1噸。同時(shí)比碳鋼耐腐蝕95倍以上，這樣的結(jié)果就是不銹鋼芯板壽命是鋼筋混凝土建筑的20倍。

同時(shí)因?yàn)椴讳P鋼芯板結(jié)構(gòu)具有蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),比如輕質(zhì)高強(qiáng)、抗振效果好、隔音效果好等;也具有不銹鋼材料的耐腐蝕性、低維護(hù)費(fèi)用以及低生命周期成本的優(yōu)點(diǎn)。

另外，因?yàn)椴捎昧瞬讳P鋼結(jié)構(gòu)，所以大樓采用22厘米的巖棉隔熱、以及3~4層的玻璃帶來高度保溫性，即使室內(nèi)外溫差十幾度，空調(diào)的負(fù)荷也只有10%——20%。而不銹鋼芯板遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了混凝土60年的使用壽命，也避免了混凝土建筑廢棄后的垃圾污染。

具有什么樣的優(yōu)勢(shì)

總結(jié)來說，這樣的建筑有這樣的優(yōu)點(diǎn)，一是因?yàn)椴讳P鋼極為耐久、抗震，具有強(qiáng)大生命力。二是采用厚保溫、多玻窗、新風(fēng)熱回收，比傳統(tǒng)建筑減碳80%~90%。三是建筑戶型、房型布置極為靈活，且可拆除異地復(fù)建。

這樣的技術(shù)具備大規(guī)模商用的可能性嗎？事實(shí)上，2020年韓國版的“火神山”醫(yī)院，采用的就是中國的這項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)椴捎昧诵袠I(yè)最前沿的裝配式建筑技術(shù)，最大限度地采用拼裝式工業(yè)化成品，模塊化的芯板構(gòu)件，能夠使生產(chǎn)、安裝、物流、人工效率提高 6～10 倍，顛覆了傳統(tǒng)的建筑模式，大幅減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的工作量，用2天火速建造2座韓國版“火神山醫(yī)院”。

總結(jié)

這些年模塊化技術(shù)發(fā)展非常迅速，模塊化就是在勞動(dòng)分工和知識(shí)分工的基礎(chǔ)上，通過模塊分解和模塊集中的過程，把復(fù)雜系統(tǒng)分 解為相互獨(dú)立的組成部分，再通過即插即用的接口把各獨(dú)立的部分聯(lián)結(jié)為一個(gè)完整的系統(tǒng)。模塊化 的設(shè)計(jì)概念早在20世紀(jì)初就應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)和新材料的限制，模塊化技術(shù)一 直沒有成為生產(chǎn)活動(dòng)中的主導(dǎo)技術(shù)。

這些年隨著科技的發(fā)展，模塊化生產(chǎn)方式開始不斷發(fā)展，比如計(jì)算機(jī)生產(chǎn)、世界石油工程建設(shè)、城軌車輛電氣布線模塊化組裝工藝等都開始采用模塊化技術(shù)，甚至芯片設(shè)計(jì)與制造也在走向模塊化。

工廠化流水線生產(chǎn)建筑模塊，工人現(xiàn)場(chǎng)拼裝的模式，工廠預(yù)制的模式也使建筑樓型、戶型、房型及加減層數(shù)更為靈活，預(yù)制 30㎡ 的模塊可輕松變化為 60㎡、90㎡、120㎡……部分智能化應(yīng)用場(chǎng)景甚至?xí)谖磥砟K化建筑中成為標(biāo)配，智能接口、零件被提前預(yù)制在建筑結(jié)構(gòu)中，輕易可以實(shí)現(xiàn)智能化家居應(yīng)用。這可以說是未來的發(fā)展趨勢(shì)。