装配式建筑发展现状与思考*

2020-01-07

商品混凝土 2020年12期

（1. 中建西部建设新疆有限公司，新疆乌鲁木齐 830000；2. 新疆大学建筑工程学院，新疆乌鲁木齐 830047）

0 引言

传统建筑行业需要在施工现场进行模板支设、钢筋加工、结构养护等，具有所需劳动力大、湿作业多、工期长等特点，而我国目前人口老龄化现象日益严重，同时新生代农民工不愿意从事工作环境恶劣、劳动强度大的建筑行业，传统建筑行业出现“用工荒”。且湿作业多会造成一定的资源浪费及环境污染。为解决存在的问题，国务院办公厅在 2016 年提出要大力推动装配式建筑的发展，使其在未来 10 年的占比为新建建筑的30%，旨在推动建筑工业化进程，促进建筑行业产业转型与技术升级[1]。但目前存在一些问题阻碍其进行更深层次的推广应用。本文简要介绍了装配式建筑的发展情况、推广应用过程中存在的问题，并给出了相应的对策以促进其健康发展。

1 装配式建筑发展现状

1.1 国外发展现状

（1）装配式建筑于 20 世纪 70 年代在美国开始获得逐步推行，且成立了相应的建筑协会——预制混凝土协会（PCI），以使其得到良好发展。目前美国城市住宅基本以装配式为主，工业化、标准化水平较高，使生产效率得到极大提升。上世纪美国的装配式建筑主要为非抗震地区的低层建筑，现阶段美国十分重视中高层预制结构与抗震技术的发展[2]。

（2）欧洲是装配式建筑的起源地。法国很早就开始对其研究与应用，历史悠久。目前预应力混凝土装配式框架结构及焊接连接等干式连接技术在法国流行，装配化程度高。德国的装配式建筑大部分采取混凝土结构与预制构件装配相融合的方式，其使用寿命较长。丹麦是第一个将模数法制化的国家，在通用化的基础上同时注重建筑多样化，丹麦的民用住宅大多为多样化的装配式住宅[3]。

（3）日本住宅产业化发展起始于 20 世纪 60 年代，成熟于 20 世纪 70 年代，期间具有代表性的住宅形式有盒子住宅、单元住宅等。目前日本装配式住宅各部分都有通用构件，且在结构抗震和隔震方面有突破性进展，建成于 2008 年的 58 层装配式建筑——东京塔是其重要体现[4]。

1.2 国内发展现状

我国于 20 世纪 50 年代对装配式建筑的设计与施工展开了专项研究，并在国内推广标准化、工厂化的预制构件及装配式建筑。20 世纪 60 年代至 80 年代持续发展，装配式多层框架、单层工业厂房及装配式大板等获得推广。然而在 20 世纪 80 年代末，其进入发展低潮期，至 90 年代中期，已经被现浇混凝土建筑体系逐步代替[5]。建筑体系产生巨大变化主要是由于装配式建筑在唐山大地震中损毁严重，其抗震性能不如现浇体系好，还因为装配式建筑基于自有特性的发展模式，无法满足当时建筑行业的需求。与此同时，因为现浇体系抗震性能好，可以满足建筑个性化、多样化的需求，还因为农民工大量进城，有充沛、低廉的劳动力等优势，使得现浇结构体系进入粗放式发展的黄金期。但经过近30 年的发展，现浇体系也出现很多问题：第一是人口老龄化、建筑行业出现“用工荒”，此种方式是否还可持续；第二是采用现浇的施工方式存在资源浪费严重、污染环境及会产生大量建筑垃圾等弊端；第三是现浇结构的工程质量不尽如人意，施工的通病较多。因此建筑行业需要转型升级，反映建筑工业化的装配式建筑因为具有预制构件工厂化施工、现场作业量小、现场环境污染小等优势，再次获得行业关注，中央及各级政府也出台了相应政策来支持装配式建筑的发展。但在近期的推广中，在建造成本、模数化、标准化与多样性、预制率与装配率、国外体系引进、设计软件与设计效率、现场施工安装等方面存在部分问题亟待解决[6]。

2 装配式建筑发展存在的问题

2.1 建造成本

装配式建筑目前市场占有率较小，企业所有的预制构件生产基地的产能无法充分利用，预制构件的生产费用还未体现工业化的优势，且生产预制构件的企业缴纳税率需要按照制造业的标准，高于土建行业。此外还会在构件运输、节点安装方面额外增加一些成本，且对现场施工设备及人员的要求也更高。因此目前我国装配式混凝土结构的建造成本相比现浇结构偏高，但随装配式建筑的推广应用及人工成本的提升，两者差距将逐渐缩小，必会有一定的市场空间。

2.2 工业化与多样性

为方便预制构件加工厂生产，设计方进行项目设计与施工方施工安装，装配式建筑首先应实现预制构件的标准化、模数化。工业建筑中可以很好地实现这一目标，但如何在民用建筑中做好这项工作还需进一步研究，同时还需兼顾建筑的多样性，因为建筑不仅仅需要满足使用要求，还要满足人们对美的追求。装配式建筑大量构件的生产加工应以标准化的方式进行，以实现工业化生产，少量构件应按设计图纸需要个性化生产以兼顾建筑的多样性。

2.3 预制率与装配率

预制率和装配率是评定装配式建筑的重要考核对象，认为二者达到一定标准的才是装配式建筑。预制率和装配率标准的制定应结合该类建筑的特性，追求过高的预制率和装配率可能会起反作用，如在超高层建筑中会因为高空吊装大型预制构件难度大造成耗时较长引起施工周期的延长，车辆在运输大型预制构件时可能会引起城市交通拥堵及环境污染问题，因此需综合考量这些问题。

2.4 国外体系引进

我国最早开始发展的装配式建筑就是由国外引入，但国外的许多国家经过较长时间的发展，使其建造技术成熟、产业链完整，且走出了与本国国情相符的建筑工业化道路，如欧洲国家大多位于非地震区，建筑对抗震性能的要求不高，而且装配式建筑多为低层住宅；新加坡的土地资源紧张，其将装配式建筑应用于高层住宅的技术虽然成熟，但其目的是为了解决现浇体系使用的大量境外劳工引起的社会问题，且不用考虑结构的抗震问题；日本为满足结构的抗震需要，在高层装配式混凝土框架结构中选用了建造成本较高的耗能支撑技术。因此对于装配式建筑处于重新起步阶段的我国，应结合实际情况，慎重考虑其今后的发展体系，而不是盲目套用国外的适用它国国情的成熟体系。

2.5 设计软件与设计效率

目前还没有成熟的商业软件用于装配式混凝土结构的设计，多需要基于现浇结构的设计方法进行二次深化设计，致使后期构件不能标准化生产，且复杂的节点连接会使设计效率降低，也会加大施工安装难度。

2.6 现场施工安装

与现浇结构相比，装配式混凝土结构的施工安装过程相对复杂，项目管理方面差异也较大。构件运输、堆放、吊装、连接等一系列过程应合理安排、科学管理，才能缩减施工周期，体现建筑工业化的优势。

3 装配式建筑发展建议

3.1 加强技术攻关与示范应用

在相关的装配式建筑政策扶持下，要加强装配式混凝土节点连接技术、设计软件与 BIM 技术、预制构件深化设计、标准化与模数化的生产技术、现场施工安装技术与企业资源管理等技术的研究，同时要做好试点示范工程建设，完善相应的标准体系。

3.2 注重市场化引导

装配式建筑在推广应用过程中要因地制宜，并根据建筑类型选择匹配的装配式建筑体系，以获得良好的经济与社会效益。各自企业所有的预制构件生产基地要对外开放，以充分利用其产能，同时要做到既可以量产标准化构件，又可以按图纸进行特定构件生产，以扩大市场份额，提升企业效益。

3.3 加快信息管理系统研发

要加快研发装配式构件生产信息管理系统，采用与互联网电商相似的现代物流管理方法，在预制构件出场时进行编号，运输过程可以实时监测，以保障构件可以按时定量运到施工现场，解决产品存储问题。加强 BIM技术的应用，建立集设计、采购、生产、运输、存放、施工、财务、运营、管理于一体的信息化数据共享平台，有效管理建造的全过程。