“双碳”背景下装配式建筑发展现状与对策研究

张 鹏

（武汉城市职业学院建筑工程学院，湖北 武汉 430064）

0 引言

2020年，在第七十五届联合国大会一般性辩论上，我国宣布，中国将力争 2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和[1]。中国建筑节能协会公布的数据显示，2018年全国建筑全生命周期碳排放总量占全国能源碳排放的比重为51.2%[2]。由此看出，建筑业的发展直接关系到“双碳”目标的实现。

2016年9月国务院办公厅印发《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》文件指出，发展装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措[3]。

装配式建筑是在工厂进行建筑构件的批量化预制生产，然后将其运输到施工现场通过可靠连接实现现场装配的建筑。装配式建筑是建筑工业化的重要内容。装配式建筑具有节约资源、缩短建造工期、质量可靠、建造对环境影响较小等优点。《绿色建筑行动方案》提出的一项重点任务为推动建筑工业化，而装配式建筑符合建筑工业化的发展趋势，也符合绿色建筑的发展要求。本文通过分析我国装配式建筑发展现状，提出相应的对策，以期为我国装配式建筑的健康发展提供参考。

1 我国装配式建筑发展现状

2016～2020年全国装配式建筑新开工建筑面积如图1所示，从图1可以看出，全国装配式建筑新开工建筑面积从2016年的1.14亿m2发展到2020年的6.3亿m2，年均增长率为54.1%。由此可见，5年来装配式建筑得到了快速发展。

图1 2016～2020年全国装配式建筑新开工建筑面积

根据结构类型不同，装配式建筑分为装配式混凝土结构、装配式钢结构和装配式木结构等。住房和城乡建设部2020年度全国装配式建筑发展情况数据显示，2020年新开工装配式混凝土结构建筑4.3亿m2，占新开工装配式建筑的比例为68.3%；装配式钢结构建筑1.9亿m2，占新开工装配式建筑的比例为30.2%。由此可见装配式混凝土结构和装配式钢结构在装配式建筑中的占比最高，两者占比之和达98.5%，其中装配式混凝土结构占比最高，将近70%。由此说明，当前我国装配式建筑的主要结构类型是装配式混凝土结构和装配式钢结构。

2 我国装配式建筑目前存在的问题

2.1 发展不够平衡

部分地方政府推进装配式建筑发展的意识不强，土地、财政、税收、金融等方面的支持政策过于笼统，无法落到实处，在土地出让、规划许可、施工图审查、施工许可等重要环节把关不严，装配式建筑项目落地依然较少。

当前，装配式建筑中的大部分为混凝土结构，装配式钢结构住宅占比较低，装配式钢结构主要为工业建筑和公共建筑。学校、医院、保障性住房等政府投资项目采用装配式方式建造推进力度不够，而社会投资开发的房建项目采用装配式建造的相对较多。

2.2 标准化、工业化程度较低

为推进房屋建筑工业化，实现建筑部件的尺寸和安装位置的模数协调，住房和城乡建设部发布了国家标准《建筑模数协调标准》（GB/T 50002-2013），该标准自2014年3月1日起实施。新型建筑工业化的主要手段是工程全生命期的系统化集成设计和精益化的生产施工，这就需要构件和部件的标准化，也需要完善集成化建筑部品。目前，我国并未制定相应的模数标准来应对新型建筑工业化的模数要求[4]，标准化构件和部品部件的使用规模尚需进一步扩大，集成化、模块化建筑部品的相关标准图集仍在编制中。2020年，《钢结构住宅主要构件尺寸指南》发布；2021年，《装配式混凝土结构住宅主要构件尺寸指南》和《住宅装配化装修主要部品部件尺寸指南》发布；2022年，《装配式住宅设计选型标准》发布。相关文件的颁布实施，促进了装配式建筑的标准化发展。但总体来看，我国装配式建筑的标准化、工业化程度还较低。

2.3 信息化发展缓慢

BIM技术可以实现建筑模型可视化，使得勘察、设计、生产、施工和运营维护等各方人员有效地沟通并共享项目信息、协同工作，有利于控制施工成本、进度与质量。当前，BIM技术已经应用于部分装配式建筑项目中，但基本还停留在模拟、展示层面[5]，缺少建设工程的全生命期应用，因此，我国装配式建筑的信息化发展还比较缓慢。

2.4 施工管理水平不高

设计单位对构件生产、施工关注不够，现阶段普遍按照现浇混凝土结构设计后再由生产企业进行深化拆分设计，对生产施工组织的衔接、指导作用不强，出现成本、工期增加等问题。

装配式建筑中大量的预制构件和部品部件需要在装配式工厂制作，因而施工现场除了普通现浇构件的现场施工，施工单位更加要考虑预制构件和部品部件的物流运输、现场定位、起吊安装和连接，而这些对于施工单位来说，是一个比较新的施工领域，相应的施工管理水平不高。

2.5 施工工艺落后

传统施工工人不能适应装配式建筑施工带来的吊装、灌浆、装配模板、拆装等新工种、新工作要求。装配式建筑施工工艺尚不成熟，施工现场会出现某些预制构件的连接问题，例如：灌浆不饱满、套筒连接错位偏移、预埋件位置偏移、预埋管线堵塞、脱落[6]、连接节点渗漏等，这些问题将直接影响装配式建筑的施工质量。

2.6 前期一次性成本较高

由于现阶段标准化的构件和部品部件使用规模并不大，预制工厂需要进行较大的模具投资，预制构件的精细化生产、养护也需要高成本的生产线，预制构件的运输、吊装等机械设备的一次性投入也较大，因此装配式建筑的前期一次性成本较高。

2.7 社会公众认可度较低

考虑到装配式技术不够成熟、上下游产业不健全、设计施工管理难度增大、成本增加，不仅开发商对装配式建筑的认可度较低，而且社会大众对于装配式建筑的认知度也较低。

2.8 建设模式创新不够

EPC总承包是建设项目的设计、采购与施工的总承包。EPC总承包模式具有提高工程建设质量、缩短建设周期、利于项目投资控制、提高项目管理水平等优势。EPC总承包模式是当前国际工程承包的主流模式之一，工程总承包企业对工程质量、安全、进度、造价负总责[7]，EPC工程总承包可以实现设计、部品部件生产、施工及采购的统一管理和深度融合，优化项目管理方式。目前，应用EPC工程总承包模式的装配式建筑项目数量较少，难以实现装配式建筑整体效益的最大化。

3 我国装配式建筑发展的对策及建议

3.1 实现构件和部品部件的标准化

扩大标准化构件和部品部件使用规模的首要任务是实现构件和部品部件的标准化，标准化便需要制定满足新型建筑工业化要求的模数标准，同时也需要编制主要标准化构件的尺寸指南、建筑部品的相关标准图集，从而从源头实现构件和部品部件标准化，进而扩大其使用规模、降低其使用成本。目前，若干构件尺寸指南文件已经颁布实施，但其仅局限于装配式住宅建筑。

3.2 将BIM技术应用于装配式建筑全生命周期

在装配式建筑全生命周期运用BIM 技术能方便勘察、设计、生产、施工和运营维护等各方进行信息沟通。而实现这一目标便需要建立装配式建筑项目全生命周期协同平台。该平台可以实现设计各专业之间的沟通，比如快速分析建筑模型的碰撞情况，从而帮助相关设计人员更有效地实现精细化设计、避免施工阶段的返工，而这对于集成化、模块化建筑部品的设计大有裨益。由于平台信息的即时共享，装配式建筑构件的生产也更加便利高效，高精度的模型可以直接指导构件的生产，用于设计构件模具、统计构件类型和数量、编制生产计划等。对于装配式建筑最关键的装配施工环节，平台可以通过搭建可视化模型，提前模拟装配式建筑的装配施工过程，从而指导现场的精细化施工。在运营维护阶段，平台不仅记录了项目的勘察、设计、生产、施工信息，而且可以动态记录项目交付后建筑的实际情况，进而利于项目的运维管理。由此可见，BIM技术应用于装配式建筑全生命周期有着巨大的优势和发展前景。

3.3 加大力度培养装配式建筑管理人员和产业工人

装配式建筑的不断发展需要人才的不断输送。首先，高校和职业院校应适应装配式建筑的发展，更新人才培养方案，设立相关专业或者开设相关课程。其次，政府相关部门、院校、行业企业等应通力合作，积极培养装配式建筑产业工人。此外，可以探索装配式建筑执业资格制度，一方面可以规范装配式建筑行业发展，另一方面可以调动从业人员积极性，提高其职业技能。

目前，住房和城乡建设部组织中国建设教育协会等单位起草了行业标准《装配式建筑职业技能标准（征求意见稿）》、《装配式建筑专业人员职业标准》（征求意见稿）。前者明确了构件制作工（装配式混凝土）、构件制作工（装配式钢结构）、预埋工、智能设备操作工、构件装配工（装配式混凝土）、构件装配工（装配式钢结构）和灌浆工等的职业技能培训考核内容。后者规定了构件工艺员（装配式混凝土）、构件工艺员（装配式钢结构）、构件质量检验员（装配式混凝土）、构件质量检验员（装配式钢结构）和信息管理员等的职业能力标准。相关标准的陆续出台有助于提高装配式建筑专业人员的职业能力水平，加强装配式建筑专业人员队伍建设，确保工程质量和安全生产。

3.4 优化升级工艺工法

针对装配式建筑生产施工过程中的转角板折断、叠合板断裂、外墙板保温层断裂等平板制作安装问题，预制构件的连接问题以及管线与构件的埋设问题等，优化升级工艺工法，比如使用相关的辅助工具、吊装桁架筋、稳定套筒灌浆质量等。这样才能全面提升装配式建筑的施工质量，确保装配式建筑更加安全，进而推动其发展。

3.5 发挥示范作用并加大宣传引导

近年来，一批装配式建筑示范城市和产业基地、装配式建筑示范项目充分发挥了示范作用。示范项目、示范基地和示范城市的不断增加会进一步推动装配式建筑的发展。相关部门应积极制定、宣传和落实装配式建筑的有关政策，多渠道展示装配式建筑的积极效益，提高开发商等对装配式建筑的认可度，提升大众对于装配式建筑的认知度，进而营造出装配式建筑发展的良好氛围。

4 结束语

装配式建筑是绿色建筑的重要组成部分，装配式建筑的有序健康发展对绿色建筑的发展有重要影响，进而助力“双碳”目标的实现。相关数据显示，近年来我国装配式建筑得到了快速发展，但我国装配式建筑目前也存在以下问题：发展不够平衡，标准化、工业化程度较低，信息化发展缓慢，施工管理水平不高，工艺落后，前期一次性成本较高，社会公众认可度较低，建设模式创新不够等。针对这些问题，本文提出了扩大标准化构件与部品部件使用规模，将BIM技术应用于装配式建筑全生命周期，加大力度培养装配式建筑管理人员和产业工人，优化升级工艺工法，发挥示范作用、加大宣传引导等对策及建议。通过采取这些建议措施，推动装配式建筑又好又快地发展。