国内外装配式建筑发展综述

文/朱家勇、柯善圣、李珍萍、向彪、何其勇 中建三局集团有限公司 湖北武汉 430000

国内外装配式建筑发展综述

文/朱家勇、柯善圣、李珍萍、向彪、何其勇 中建三局集团有限公司 湖北武汉 430000

随着我国经济的快速发展，建筑业节能环保标准的提高，传统建筑施工方法已经不能满足居民的居住需求，而具有质量好，效率高，施工快的装配式建筑作为一种新兴的建筑施工方法，却在焕发着新的生机。

装配式建筑

装配式建筑是指以在工厂先生产的预制构件为主要构件，通过现场装配、锚固而迅速构成的结构类建筑物。这类建筑的优点是提高质量、缩短工期、节约能源、减少消耗、清洁生产。许多高质量要求的建筑已选用预制装配式结构来建造，且取得了非常好的效果。

1、装配式建筑的分类与特点

1.1 装配式建筑的分类

装配式建筑依据构件材料的不同可分为钢筋混凝土预制装配式，钢结构预制装配式和全钢结构预制装配式三大类。钢筋混凝土预制装配又分为全装配和部分装配。其中，全装配适用于低层或抗震设防要求较低的多层建筑；部分装配主要通过在现场现浇混凝土，连接形成装配整体式结构的建筑。钢结构预制装配是指主要构件采用钢结构，但在局部承载、保温性能等钢结构难以实现的区域与其它工法相结合。全钢结构预制装配是完全采用钢结构通过现场组装来完成整个建筑，代表了集成化技术的最高水平。

1.2 装配式建筑的特点

（1）质量更好

装配式建筑通过统一标准生产、现场进行整体装配，可实现从工地“建造”到工厂“制造”的转变，实现建筑精度由“厘米”到“毫米”的转变，减少了因现场施工的不可控造成的质量缺陷，显著提高了建筑质量，提高建设速度，易于实现建筑产业现代化。

（2）环保更优

相较于传统施工，无现场支撑，无现场砌筑，无外墙脚手架，无现场焊接，无水泥砂浆抹灰，无钢筋绑扎，少湿作业，作业环境更优，施工安全更好，更符合节能环保要求。

（3）工期更短

以某30层高层住宅地上部分为例，混凝土结构施工工期为405天，而采用装配式钢结构只需270天，比传统建筑施工节省135天，可实现“当年开工，当年竣工”，极大的提高了经济效益。

（4）成本更低

在相同面积的前提下，装配式建筑所需工时是传统建筑的1/3，按人工成本年涨幅15%计算，装配式建筑人工功效将大幅度提升。随着产业化的规模发展，钢结构建筑综合成本和传统建筑可基本持平。

（5）形式更多元

传统建筑太过于注重外观，不能切实考虑住户需求。设置了过多承重墙，室内开间过少，房间内的空间设置不够灵活。装配式建筑可以按照住户需求对房间的空间自由分割设置，墙面可应用材质较轻的材料隔板将室内空间隔开。此外，建筑吊顶和隔墙应用轻钢龙骨再配备石膏板，更具节能环保。

国外装配式建筑的发展状况

1.3 美国装配式建筑

起源于工业革命，二战后大规模创立和推广。20世纪初，美国成立了预制混凝土协会（PCI），并由政策及相关部门出资，长期致力于装配式建筑规范和标准的制定，一直推动着装配式建筑的发展。其主要形式为钢+PC挂板组合结构，装配式框架+预应力双T板车库体系。

1.4 法国装配式建筑

法国1891年就已实施了装配式混凝土的构建，走过了一条以全装配式大板和工具式模板现浇工艺为标准的建筑工业化的道路。以混凝土体系为主，钢、木结构体系为辅，多采用框架或板柱体系，并逐步向大跨度发展。特点：一是推广“构造体系”；二是推行构件生产于是工分离的原则，发展面向全行业的通用构配件的商品生产。

1.5 日本装配式建筑

日本借鉴了欧美装配式建筑的发展经验，结合其实际的建筑环境，将装配式建筑的理念成功应用至超高层建筑的防震设计中，最具代表性的就是2008年采用预制框架结构建成的东京塔，在几次突发地震中，都实践检验了装配式建筑结构稳定，易于抗震的优势。其主要形式为预制框架+灌浆套筒。到90年代采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的25%～28%。2009年，日本研究建立了业界通用的规范《预制混凝土工程》和《混凝土幕墙》，随着政府的推动和市场发展的需求，日本装配式建筑技术已经处于世界前列。

2、国内装配式建筑的发展状况

2.1 香港装配式建筑

香港快读发展住宅产业化主要归功于政府的积极引导和标准化设计，从“和谐式”公屋的多种系列的标准设计使得房间尺寸相互配合，建筑构件的尺寸得以固定，形成了公屋专用体系的预制生产，新开工的公屋全部采用预制、半预制构件和定型模板建设。其主要形式为PC外墙挂板+标准化定型化。

2.2 大陆地区装配式建筑

我国装配式建筑起步较晚，上世纪50年代，人们才逐渐了解装配式建筑的概念。60年代，上海瑶兴大厦首次使用了预制混凝土块结构，并以此形成了新型的建筑方式。随着施工技术的积累和设计经验的增加，目前我国预制结构（高度100m以内）已发展至技术先进的混凝土叠合楼盖装配建筑。该形式建筑即水平受力构件采用叠合楼盖、竖向受力构件采用现浇竖向剪力墙和柱组成。外墙板为三明治板，该板内外为钢筋砼层，中建为挤塑聚苯乙烯保温板，每层板通过上部预留出圆钢锚入楼板或梁内，以后外墙只要将缝填充，并用西卡聚氨脂防水胶勾缝，墙面采用吊兰施工涂料即可。代表性的成果有：南京万科上坊保障房，北方大区白领公寓，长沙“小天城”等。

3、装配式建筑目前存在的问题

3.1 技术体系仍不完善

当前，装配式建筑设计、加工生产、施工装配等产业环节脱节，完整的混凝土预制装配技术标准体系没有形成，建筑的设计、构件生产、装配施工、装饰装修和验收环节标准缺失，全产业链关键技术缺乏且系统集成度低。

3.2 基础性研究不足

目前所使用的钢结构材料耐火性较差，当钢材表面的温度高于600度时，钢材性能可能会完全失效，造成整个结构的不稳定和坍塌，极大的制约了装配式建筑的发展。

3.3 标准规范支撑不够

例如根据行业规程《建筑钢结构防腐蚀技术规程》，提供了建筑物在环境腐蚀等级为二级及以上时，设计防腐年限在15年以下时防腐做法，而住宅建筑一般使用寿命为70年，两者相差较多。而选用防腐年限在50年以上做法，对于住宅建筑又造价偏高，缺乏适用的技术规范支撑。

结论：

随着技术的发展和建筑行业经验的积累，使用新材料，应用新工艺，发展新技术，提高工程质量，提高功效，减少污染和浪费，实现更加文明施工是建筑业发展的必然趋势。前途是光明的，路途是曲折的。相信随着一系列标准体系和行业规范的出台，我国装配式建筑结构体系的形成指日可待。