展望我国模架技术的未来 - 国际动态

建筑模板脚手架技术的发展将在《绿色建筑施工导则》的框架下，遵循绿色建筑所倡导的精神，在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约原材料、节约能源、节约人力资源，最高效率利用模板脚手架，提高它们的使用寿命和周转率，最低限度影响环境和资源。

模架技术在绿色建筑中的地位

“绿色建筑”要求在建筑的全生命周期内，从物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维修，到最后拆除的全部过程中，实现高效率地利用能源、土地、水、材料资源和最低限度地影响环境。建筑的全生命周期可以分为“建筑施工”和“建筑运行”两个周期。“建筑施工周期”相对于建筑运行周期的时间较短，但其对环境的影响却往往是突发性的，对于资源和能源的消耗也是非常集中的。所以，要打造绿色建筑，必须实行绿色施工。为此，建设部在2006年3月7日颁布实施《绿色建筑评价标准》之后，紧接着2007年9月10日发布《绿色施工导则》。绿色施工是指工程建设中，在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源与减少对环境负面影响的施工活动，实现节能、节地、节水、节材的四节和环境保护。绿色施工的总体框架，由施工管理、环境保护、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、节能与能源利用、节地与施工用地保护六个方面组成(见图1)。

       在《绿色施工导则》中，模板、脚手架作为周转材料和机具，着重强调了：①应选用耐用、维护与拆卸方便的周转材料和机具；②优先选用制作、安装、拆除一体化的专业队伍进行模板工程施工；③模板应以节约自然资源为原则，推广使用定型钢模、钢框竹模、竹胶板；④施工前应对模板工程的方案进行优化。多层、高层建筑使用可重复利用的模板体系，模板支撑宜采用工具式支撑；⑤优化高层建筑的外脚手架方案，采用整体提升、分段悬挑等方案；⑥推广采用外墙保温板替代混凝土施工模板的技术；⑦采取有效的技术和管理的节材措施，提高模板、脚手架等的周转次数；⑧要大力发展清水混凝土施工技术和新型模板及脚手架技术的研究与应用。

我国模架技术与国外的差距

       从上世纪70年代起，我国模板技术发展经历了从传统的木模板、竹棚脚手架过渡到引进组合钢模板、钢管扣件脚手架为主体的多品种、多规格的模架，诸如：钢框木胶合板模板、早拆模板支撑、液压滑模、门式脚手架、碗扣脚手架等，也开发了钢框竹胶合板模板。近十年来，开发了符合中国国情的全钢大模板系列模板、各种动力源的爬升脚手架，引进了钢框木胶合板大模板、液压爬模和各种类型的脚手架，如安德固脚手架、盘扣式脚手架等等。这十年来，全钢大模板、竹胶合板模板和木胶合板模板发展很快，成为施工中采用的主流模板。

       但是从总体上看，我国的模板脚手架技术的发展速度和当前达到的技术水平，与国外模板公司相比，还有相当差距。主要表现在：
      (1) 国外模架技术在上世纪70年代正处于开发研究阶段，与国内水平差距还不是很大。但到了70年代末至90年代初，我国刚刚开始引进和应用国外模架技术时，一些工业发达国家的模架公司已开始进入工业化和专业化的研究发展阶段。近十年，国外模板技术进入了纵深方向的国际化发展阶段，如德国的PERI、奥地利的DOKA、美国的HARSCO公司等,都是一些生产规模很大、生产技术先进的企业集团。而恰恰这十年，正是我国建筑业的体制大改革，不完善的项目承包制，将原有国有体制刚刚建立起来的一些模板公司和模板技术力量，几乎扫荡无几。私有企业苦心拼凑起来的一点模板开发研究力量，在残酷的低价格、极不规范的市场竞争机制下，大部分都处于无力顾及模架新技术、新产品的开发研究。大部分工程项目的模板施工工艺又恢复到70年代的传统做法。
      (2) 国外的模板脚手架公司不如我国那么多，但大部分都已成为研制开发、加工生产和承包模架工程一体化的专业化公司，规模化生产，集团化、国际化跨国经营。模板脚手架产品配套，有完整体系，适用于各种不同的建筑结构。而我国的模板脚手架公司多如牛毛，规模一般很小，主要扮演材料供应商的角色。产品不配套，不成体系，适用性很局限，模板与脚手架、模板与模板、脚手架与脚手架之间互不关联，如全钢大模板仅适用于墙体，与木胶合板模板的楼板模板毫无关联。使用模板的人，大多数不懂模板技术；生产模板的厂家，大多数不懂施工技术。建筑设计师不关心施工，画出各种奇形怪状的结构形体，给施工提出许多难题。
      (3) 国内模板公司的专业管理人员和模架技术研究开发人员都十分短缺。人员流动性大，专业方向不固定，致使大部分企业都缺少新技术、新产品的开发能力。生产设备大部分比较陈旧简陋、工艺落后，基本上还是传统手工操作。比较先进的生产技术和设备，如CO2气体保护焊，由于作业人员的操作技术水平不高，缺乏专业培训和技术考核，致使焊接质量仍然不能得到保证。模板施工应用在现有项目管理体制下，先进模板产品，如早拆楼板模板支撑体系，在大部分工程项目中得不到采用，也不会应用。模板施工更是缺少专业培训，一些先进的模架技术不能得到正确使用，不能发挥正常作用，直接影响到工程质量和工程进度。
      (4) 国内模架产品的材料质量和产品质量水平不高，造成材料消耗极其严重，安全隐患事故多。最明显的是我国建筑工程中普遍而大量使用的低质高耗的木胶板模板和钢管脚手架。国外的维萨木胶板模板，采用酚醛树脂胶和双面覆膜，可周转使用三五十次，而国内的木胶板模板大部分为脲醛胶素面胶合板，一般使用超不过三五次，造成我国木材资源的极大浪费。我国的钢模板、钢框模板、钢支撑和钢管脚手架主要采用普碳钢，其用钢量大，材料的抗腐蚀性能差，材料使用寿命短。因此，消耗钢材量大，劳动强度大。钢管和扣件的产品合格率不到总量的10％，造成施工安全事故频发。
      (5)国内模板行业的信息化技术水平亟需普及提高。建设部编制的建设事业“十五”规划纲要中提出，要用信息技术改造传统行业，建立健全建设信息化工作领导管理机构和工作体系。中国模板行业作为传统产业，在获得信息，处理信息，以及利用信息平台管理企业的能力还比较弱。随着建筑市场的国际化发展，建筑模板技术和供求关系的信息国际化发展愈益显著。但是，目前我国三个与模板行业有关的协会，中国钢铁协会的中国模板协会、中国建筑金属结构协会的建筑模板脚手架委员会和中国建筑学会建筑施工学术委员会的模板与脚手架专业委员会，都没有自己管理的网站，还不能充分利用信息化、互联网技术来推动行业管理和企业沟通作用。企业内部仍然是用传统方式管理，并没有建立起网络信息化管理平台来推动企业管理和技术进步，从而达到提高企业管理水平、提高产品质量和劳动生产率的效果，以及充分利用网络商务平台，沟通供需渠道，促进商务发展，给企业带来商机。

改变模架技术现状的应急措施：
       在我国的政治经济体制下，政府的参与是十分重要的。随着我国经济体制的全面深化改革，现行建设管理体制采用工程项目承包制度。工程项目仅仅是一个临时性设置。工程完成后，与该项目有关的全部机构人员和设备材料都解体了。模板脚手架在建筑施工中，尽管占有很重要的地位，它直接影响工程质量、工程进度、工程成本和施工环境。但它只是作为周转材料，由项目负责人决定选用。项目负责人只能从项目本身利益来考虑材料的全部摊销，不会投资采用有长远使用价值的新产品、新技术。另一方面，当前只是作为材料供应商的模板脚手架生产厂家，多数是民营企业，一般规模不大，投入新技术、新产品开发的力量有限。因此，需要政府在项目管理和材料供应两方面起鼓励推动作用。
      (1) 从政策上鼓励项目优先选用制作、安装、拆除一体化的专业队伍进行模板工程施工，调动项目负责人积极性，推进模板工程专业化，以及鼓励项目采用新材料、新技术、新设备。对于省部级的国有体制的建筑施工单位应该组建模板专业化施工队伍，便于推广新型模板脚手架技术。施工前应对模板工程的方案进行优化。有效审核和督察项目制定的模板脚手架方案、优化模板工程方案，有效限制使用低质耗材的模板脚手架产品。
      (2) 从体制上推行国际上较为流行的设计—采购—施工总承包模式，有利于开发应用新型模板脚手架。推广采用外墙保温板替代混凝土施工模板的技术、大力发展清水混凝土施工技术和新型模板及脚手架技术的研究与应用都需要从结构设计做起。施工是为建筑设计服务，建筑设计要为施工创造方便条件。国外的高层建筑采用板式结构，有利于采用高效率的早拆支撑体系和台模、飞模技术。如果我们采用暗梁、暗柱，简化结构，施工就简便多了。国外之所以能采用发泡聚苯乙烯和聚丙烯（EPS）材料制成的绝缘混凝土模板（ICF）作为外墙的保温板，也是从建筑设计开始做起。
      (3) 从政策上鼓励有经济实力和开发研究能力的模板脚手架企业组建模架的专业施工队伍，给予适当的财政补贴和减免税的优惠政策，设立模板专业承包的企业资质，有利于加大企业三新技术的开发力度，推动模板脚手架工程专业化发展。对于已经给予批准成立的“技术中心”和财政拨款的模板脚手架公司，应加强行业专家的技术指导，帮助新型模板脚手架的开发和应用研究，同时要加强财政监督，必须专款专用。
      (4) 采取有效的节材技术和管理措施，提高模板、脚手架等的周转次数。由于整个建筑市场低价格恶性竞争，在现有项目承包制驱动下，模板脚手架成为最有弹性的牺牲品。过低价格不仅使三新技术得不到应用，更重要的是产品质量得不到保证，安全隐患严重。施工现场成了劳动力密集的耗材耗人、环境污染、解决农民生活出路的集散地。加强产品质量监督与管理首先要从市场的监督管理做起，制定合理的价格政策和有效的知识产权保护。国家技术监督局以及住房和工程质量安全监督与行业发展的有关部门应该给予模板脚手架行业发展更多的关注。

预期我国模架技术发展趋向

       尽管当前模板脚手架的发展面临上述种种问题，但是由于我国建筑业还是在快速发展，每年有20亿平方米的住宅建筑面积要完成，大型基础设施工程，如路桥隧道、水利电力和中西部的许许多多新兴城市不断兴建，都需要大量的建筑模板和脚手架。我国的建筑工程量占世界总工程量的45％以上。建筑业的发展必然会带动模板脚手架行业的发展。根据国外模板脚手架技术的发展状况，结合国情，预期我国模板技术发展的趋向是：
      (1) 模架工程的专业化。模板脚手架工程施工专业化有利于节约木材、钢材、能源等资源和环境保护，有利于节省劳动力和文明施工管理，有利于提高资源的利用率和施工效率，有利于提高施工质量、加快施工进度、降低施工成本，有利于推广三新技术，有利于模架技术的开发与应用。目前如爬架、爬模、滑模，都已经实施专业化施工，进一步配套完善，可以发展成为专业化的模板脚手架工程公司。如房建模板工程公司、路桥模板（包括桥梁、隧道等）工程公司、水利电力（包括水库、运河、污水、发电站等）模板工程公司等等。一些有眼光、有经济实力的模架公司和租赁公司企业家，已经开始策划、组织模架专业化施工队伍，尝试走模架施工专业化道路。
      (2) 模架品种的多样化、工具化、轻型化。现浇混凝土房建模板，如全钢大模板、电梯井筒模、柱模等竖向模板会在清水混凝土效果上有很大突破，在系列化、轻型化方面有较大改进。各种台模、飞模和早拆楼板模板支撑体系等水平模板会有大的发展，并与竖向模板配套应用。由液压驱动的各种形式的滑模和爬模会在桥梁工程中得到更多应用。预制混凝土模板和预制艺术混凝土模板将会得到很好发展。根据本人这两年在加拿大的实地考察，无论混凝土结构、钢结构和木结构，其外墙几乎都是用预制艺术混凝土构件装配。预制艺术混凝土构件在施工现场之外进行工业化生产，能达到精致的清水效果，符合绿色建筑要求。
       路桥模板、涵洞模板、挂篮模板、衬砌台车和桥梁工程专用的起重设备会有很大发展，并进入国际市场。
       具有我国特色的各种手动、电动或液压传动装置的爬架系统，在轻型化、防坠落、同步操作和作业平台等几个主要方面都会有更好改进，应用会更加广泛。
       脚手架品种除了钢管扣件脚手架和碗扣脚手架之外，会有更多品种的脚手架支撑体系涌现。盘扣、轮口脚手架会占领相当市场份额。
      (3) 模架材料的绿色化。在建筑施工过程中，模架材料消耗最严重、对工程和环境影响最大。推行绿色施工，首要任务要解决模架材料的绿色化。“以竹代木”、“以钢代木”、“以塑代木”。也就是说，模架材料应该是一种可回收再生的材料、可周转使用再利用的材料，也是一种加工、使用都能节省能源的材料。因此未来的模板应该是以竹木胶合板模板、玻璃钢塑料模板、钢框或铝框竹木胶合板模板、组合钢模板为主体。竹胶合板富有弹性，耐磨、耐冲击、耐久性强。它的强度、刚度、硬度比木胶合板高，而收缩率、膨胀率、吸水率比木胶合板低，所以，竹胶合板是建筑模板的理想材料。利用塑料和竹木性能互补的一种塑料与竹木混合的板面材料可能会得到进一步开发应用。无边框低合金钢框高强覆膜竹胶合板大模板系列和有边框低合金钢框高强覆膜竹胶合板组合系列模板的发展会扩大竹胶合板的应用范围。钢框竹胶合板模板的质量问题在技术上是可以解决的，合理的市场价格和政策驱动会改善生产设备和用料状况，提高竹胶合板和边框质量。现有的拼装式全钢大模板在当前建筑工程中发挥了重要作用。但是，由于全钢大模板从材料、加工到施工都是一种高能耗的建筑模板，根据国外发展情况，不可能成为主流模板，今后主要应用于桥梁隧道水利工程和一些特殊设计的工程中。
脚手架的材料以质轻高强的钢管材料为主体，但也会有高强度、高荷载能力、轻型的铝质脚手架支撑。
      (4) 模架生产的工业化和产品的优质化。随着模架行业的逐步规范管理，对于模架的质量要求逐步提高，模架材料质量必然有很大改变，模架生产必然向自动化、工业化发展。
模架材料质量主要是：①竹木材的选料、加工制作、胶接、覆膜、封边胶的质量保证，能使竹木胶合板的周转使用次数大大增加；②脚手架钢管和钢模板、钢边框采用低合金高强度钢材能减少用钢量15％，并提高钢构件的耐用性能、延长模架使用寿命，降低施工成本。模架生产的工业化生产流程可确保产品质量：模架材料测试选材→数字化铣刨切割成型和轧辊成型→机械手组焊和自动流水线焊接→自动喷镀烘干→产品检验一条龙。
      (5) 模架经营的规模化、集团化和国际化。在激烈的市场竞争下，随着法制加强、管理规范，大部分中小企业会失去竞争优势，从行业中淡出。一些初具规模实力的模架公司已瞄准国际市场，秣马厉兵、修炼内功；扩充地域、增添设备；招聘精英、吐故纳新；加强产品检验和质量管理等工作。目前，工业发达国家的模板公司都是规模化生产，由几个或几十个专业化生产基地组成；生产规模大，有利于各个厂专业化生产，提高生产效率，降低产品成本，有利于改进产品设计，提高产品质量；生产技术先进，并且都形成了企业集团，实行集团化经营，一个公司可以参加几个集团，有的几个小集团组成大集团。采用集团化经营方式，可以提高企业的竞争力，集团公司可以代表成员单位到世界各国建立代表处，为各成员单位服务。今天工业发达国家走过的发展道路必然是我国模板行业未来要走的道路。