基于节能高效理念的装配式建筑模具设计探讨

舒勤 闫洪坤 白显飞

摘 要：装配式预制构件是通过模具在预制工厂集中生产制作，具有速度快、成型效果好，与现场现浇施工相比劳务人员效率高、人员数量少、构件成型快、施工周期短、预制构件精度高的特点。根据批量生产的特点，多个预制构件都由同一套模具进行生产，故而，在预制构件生产中，模具对构件尺寸偏差、可靠性、安全性都有决定性的作用。目前的装配式建筑深化设计，以构件定制为主，遇到异型构件时，模具制作复杂，模具摊销次数少，生产成本高。目前结合节能高效理念的模具设计方案给我们提供了一种新的思路。

关键词：节能;装配式;建筑磨具 ;设计

模具的种类和形式有多种，如常见的钢制模具、木模板模具、铝合金模具、玻璃钢制模具，塑料制模具与高分子材料模具等。在我国主要以钢制模具为主，市政产品中铝合金模具、玻璃钢模具也有较多应用，异型构件运用塑料、玻璃钢模具较多。不同材质、模具制造工艺区别较大：如钢制模具，通过机械加工、焊接拼装等工艺制作，模具尺寸偏差小，多次使用后不易变形，构件成型外观效果好，耐用性好，质量稳定。本文中主要针对钢制叠合板底板模具进行探讨。

一、国内外研究现状

混凝土模具伴随着装配式建筑的研究在20世纪初起步，60年代英、法、苏等国率先作了尝试。模具在工厂快速生产建造且生产成本低的优势使得此种生产方式在世界各地迅速推广。日本、美国、瑞典、德国等西方发达国家掌握了比较先进技术，到20世纪90年代末，日本预制装配式建筑在混凝土结构中所占比例已超过60%。

我国预制构件发展起步较国外晚，主要分为三阶段：（1）20 世纪50 至80 年代的创建和起步期;（2）20 世纪80 年代至2000 年的探索期;（3）2000 年至今的快速发展期。2006 年原建设部颁布了《国家住宅产业化基地实施大纲》;2013 年1 月国家发改委和住建部联合发布了《绿色建筑行动方案》，明确将推动建筑工业化作为十大重点任务之一;2016年9月国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》相关政策后，总理李克强强调大力发展钢结构和装配式建筑，加快标准化建设，提高建筑技术水平和工程质量。

目前，由于我们的装配式预制构件在发展阶段，构件的种类较多，尤其是叠合板底板构件，这给模具的设计带来很大的困难。叠合板底板尺寸变化较多，非标构件模具摊销成本高，同时钢模具制作周期长，降低生产效率。因此，需要模具设计师不断优化模具的设计方案。

二、通用型叠合板底板模具

（一）叠合板底板构件尺寸变化多，每套模具配单独的底模会造成高昂的模具费用，配模时将模具优化，模具设计不配底模，直接用模台作为底模，降低了模具成本。

（二）叠合板底板边模，采用上下两层包夹的设计方案，上下两层结合部位使用柔性材料，叠合板底板钢筋出筋位置不需要在模具上开孔，不同钢筋间距都可以使用同一套模具。

（三）叠合板底板边模采用磁盒限位的固定方式，无需在底板上开孔，且模具内腔长宽便于调整。

（四）此图为基于节能高效理念叠合板底板模具的装配方式的示意图;

（五）材料采用钢板、矩管、柔性材料，其中螺母是镶嵌在底面钢板上的，具体见放大图;

三、经济效益

模具制作的摊销费用由构件生产总成本的15%降低至10%以内。在实际制作过程中，与传统的模具相比较，模具制作效率提高50%，模具制作后可以适用于任意尺寸的构件，模具可以批量生产。生产的叠合板底板构件合格率提升5%，外观也更加美观，生产效率更快，生产中无等待模具修改而窝工的情况。

四、社会效益

传统的模具，安装难度较大，安装需要的工時较多，资源利用效率低。相比传统预制构件模具，基于节能高效理念叠合板底板模具技术，多用卡、扣、定位的快速安装和拆除的技术和模具组合生产的技术，提高了生产效率约20%。边模与模具主体连接可靠，为生产人员提供了一定的安全保障。

基于节能高效理念叠合板底板模具技术通过对模具的改良，具有快速安装和拆卸的功能，减低的工人劳动强度，但对工人的技术要求更高。提高了素质和职业技能，促使传统农民工向产业工人转化，提升生产效率，摊薄建造成本，有利于突破建筑业发展瓶颈，全面提升建筑产业现代化的发展水平。

五、推广和应用

装配式预制构件作为国家建筑发展的重点项目，未来会继续加强推广工作，也给PC构件模具行业提供了一个良好的市场环境，这也需要模具设计工作者调整思路，适应市场环境，开拓创新，将模具制造行业带到一个新的台阶。

参考文献：

[1]杨尚荣，预制装配式模块化建筑结构设计研究[D].广州大学， 2018.

[2]潘志达， PanZhi-da.模块化设计和预制装配式技术的应用研究[J].建筑技术开发， 2017， 44（10x）：19-20.

[3]银清华.装配式建筑节能设计研究[J].建材与装饰， 2019， 575（14）：120-121.