装配式建筑绿色施工的探讨

（绍兴市建筑产业现代化促进中心，浙江 绍兴 312000）

0 引言

在全球范围内，建筑物消耗了一次能源总量的35%以上，占能源和资源密集型建筑材料需求的很大一部分。随着世界继续城市化和人口增长，对建筑的需求也在增加。在中国，自2013年以来，每年建造的建筑超过40亿平方米，并且建筑建设的强劲步伐预计将持续数十年，到2040年预计将增加330亿平方米，到2060年将再增加170亿平方米（联合国环境署和国际能源署）。但是同时，建筑行业不能对当今瞬息万变的环境视而不见。业主倾向于支持更快的项目交付，以保持经济和社会发展的快速节奏。由气候变化和资源稀缺引起的不断恶化的状况要求更加环境友好和弹性的建筑环境，朝着更加可持续的方向转变中国建筑业的挑战是巨大而紧迫的。中国已启动了一项雄心勃勃的政府计划，以促进预制，提高生产率并减少与建筑和施工相关的资源和环境足迹[1]。建筑预制件为其标准化的建筑设计，优质的建筑零件，快速的现场建筑组装，易于拆卸和兼容的建筑的再利用，为建筑业的可持续转型提供了希望。

1 装配式建筑生产效率分析

与传统建筑相比，装配式建筑可以提高生产率。装配式建筑的显著优势是快速建造，最近在中国建造的一座57层高的摩天大楼（迷你天空城）就证明了这一点，与传统建造一座长达一年的建筑相比，预制建造仅用了19个工作日。此外，预制件需要更少的现场工作人员，为解决全国劳动力短缺以及劳动力价格上涨（2010年至2016年人均平均工资增长89%）提供了解决方案。

鉴于建筑预制件的上述生产率、安全性和资源优势，接下来的问题是中国的预制件供应链及其劳动力是否能够得到充分发展，以实现满足政府目标所需的规模。截至2014年，中国已有200多个预制工厂，年生产能力为2000万立方米的混凝土建筑构件。但是，这种供应仅足以满足80-200百万平方米（分别按建筑预制率的50%和20%估算）的建筑结构，约占中国年建筑面积的2%-5%（2015年的建筑规模）。与具有钢筋混凝土剪力墙结构的传统建筑相比，每平方米装配式建筑生产的温室气体减排量估计为23-27kg CO2，具体取决于多个因素，包括预制工厂的能源结构和技术前景、与建筑工地的距离、供应链配置以及建筑物中预制组件的百分比。减少的温室气体排放量相当于25吨柴油卡车的尾气排放量（用于运输1m2的建筑材料）约22-25公里，这意味着预制件的长途道路运输可能会降低其减排优势。

2 装配式建筑施工存在的问题

缺乏熟练工人是中国推进建筑预制件的另一个障碍。中国建筑业的劳动力主要是来自农村地区的老龄化和低技能工人，尽管培训可以使工人掌握技能，但是很难在短时间内获得必要的经验和完成高技能制造和现场实践的准备。还有，与建筑创造力和城市形态美学有关的问题是，标准化是建筑预制件的继承属性，可以增强建筑装配和再利用的兼容性，但是标准化也可能抑制定制建筑设计中嵌入的唯一性和灵活性，因为预制工厂可能只提供某些类型的产品以实现规模经济。建筑施工中的预制也改变了常规项目交付的格局，可能在建筑与设计、建筑构件供应、物流和建筑施工之间增加集成度，这需要更多协同和集成的建筑交付方法。前面的讨论表明，如果做得正确，中国向预制件的转变将有很大的潜力引导中国的城市化向更可持续的方向发展。

装配式建筑对施工设计一体化（EPC）要求较高，要求在设计阶段就须将构件标准化、后期施工吊装方案、施工工人吊装水平及建造规范等考虑在内。而我国由于传统现浇模式造成了设计与施工的割裂，传统设计人员设计深度不够，缺乏对装配部分、现浇部分及预留管道的统筹考虑，设计方案往往不够合理，造成人力、物力、财力的浪费。

现阶段预制构件生产厂家缺乏熟练的操作工人，施工现场缺乏受过专业培训、熟悉构件吊装的工人，人为因素对过程的影响较大，缺少专业技术人员，会造成浪费，效率低下，不符合绿色施工的四节一环保理念。

3 建议与总结

3.1 清洁能源转型

钢铁和水泥等建筑材料的生产严重依赖化石燃料的消耗，清洁的能源供应有助于减少装配式建筑的环境足迹。

3.2 预制厂的全厂绿色管理

新建预制件工厂可以将高性能的绿色技术和设备纳入其规划和设计中，而无需对现有设施进行升级和改造。

3.3 科学地选择预制工厂的位置

预制工厂的最佳位置取决于多个因素，包括目标市场规模、销售区域的位置、原材料和资源的可及性、运输设施、公用事业的可靠性以及熟练工人的可用性。应考虑预制工厂与原材料供应商之间的距离以及目标市场，以最大程度地减少预制产品的运输足迹。

3.4 注入并利用创新技术

3D打印等制造技术的最新进展有助于解决定制与生产少量预制零件的成本之间的冲突。同样，不断发展的建筑信息模型和物联网技术可以通过虚拟建筑来最大程度地减少组装装配式建筑单元的可变性和不确定性，并确保整个建筑交付过程中的无缝接口，从而提高生产率，并最大程度地减少浪费。

3.5 培养稳定和熟练的员工队伍

可靠而充足的职业工人供应会影响建筑预制件在中国成功的程度，在当前的大学和职业教育中增加与预制相关的课程，将确保长期的劳动力需求。应通过灵活的方法对现有工人进行技能再培训。将预制操作所需的技能和知识整合到当前的专业认证系统中，会有助于增强整个行业能力。

4 结论

装配式施工相较于传统施工具有设计、生产、施工一体化，施工速度快，施工质量高，施工环境改善，抗震性提高等优点。与常规施工项目对比：1）装配式施工基本做到了木材“零”消耗，减少了养护用水及施工用水；2）建筑及生活垃圾大幅减少；3）改善了施工环境，降低了扬尘；4）提高了劳动生产率；5）不仅提高了施工质量，也达到了节能减排的效果。装配式建筑的发展，是建筑行业绿色施工的发展，更是人类发展与环境保护相协调的发展。装配式建筑引领绿色施工，势在必行。