淺議裝配式建筑的發(fā)展前景

趙瑞霞 丁憲良

（河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450064）

1 概述

2016年9月，國務(wù)院辦公廳頒布了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，明確提出了大力發(fā)展裝配式混凝土建筑和鋼結(jié)構(gòu)建筑，要求在具備條件的地方倡導(dǎo)發(fā)展現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑，不斷提高裝配式建筑在新建建筑中的比例。并且要求“堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應(yīng)用，提高技術(shù)水平和工程質(zhì)量，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”，提出了力爭用10年左右的時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%的具體目標(biāo)，為今后一個(gè)時(shí)期建筑業(yè)的發(fā)展指明了努力的方向。

2 裝配式建筑的發(fā)展歷程

縱觀人類房屋建筑的建造歷史，傳統(tǒng)的建造方式是采用手工作業(yè)方式把各種建筑材料、半成品在施工現(xiàn)場通過各工種的分工協(xié)作組合起來，這種施工方法的特點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大、工期長、用工多。裝配式建筑指的是構(gòu)件在預(yù)制構(gòu)件加工廠或施工現(xiàn)場制作，通過機(jī)械吊裝和一定的連接手段把單個(gè)的預(yù)制構(gòu)件拼接成為一個(gè)整體而建造起來的房屋。這種方法的特點(diǎn)是施工工期短、勞動(dòng)強(qiáng)度低、用工少。

2.1 我國裝配式建筑的發(fā)展歷程

建國之初，第一個(gè)五年計(jì)劃中就提出學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)、東歐國家的經(jīng)驗(yàn)，在建筑產(chǎn)業(yè)中推行標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、裝配式施工的房屋建筑建造方式，在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市開始興建建筑構(gòu)件加工廠，這個(gè)時(shí)期裝配式建筑取得了一定的發(fā)展，主要表現(xiàn)在低碳冷拔鋼絲預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的大規(guī)模使用和裝配式大板住宅、裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)、裝配式混凝土排架結(jié)構(gòu)等的廣泛使用。究其原因，一是當(dāng)時(shí)各類建筑標(biāo)準(zhǔn)較低、形式單一，容易采用標(biāo)準(zhǔn)化方式建造；二是房屋建筑抗震性能要求不高；三是建設(shè)總量較小，對預(yù)制構(gòu)件需求不大；四是預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)可減少現(xiàn)場的勞動(dòng)力投入。

這種發(fā)展勢頭大約持續(xù)到20世紀(jì)80年代前，之后裝配式建筑的發(fā)展開始走入低潮。主要原因是1976年，經(jīng)歷唐山大地震后人們發(fā)現(xiàn)預(yù)制裝配房屋由于結(jié)構(gòu)整體性、抗震性差較差，毀壞比較嚴(yán)重，大板住宅建筑滲漏、隔音差、保溫差等一直未能妥善解決，故裝配式建筑的發(fā)展受到一定影響。

上世紀(jì)80年代，隨著我國改革開放事業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國的建設(shè)規(guī)模開始進(jìn)入快速增長期，同時(shí)社會(huì)對建筑設(shè)計(jì)的個(gè)性化、多樣化、復(fù)雜化等提出了越來越高的要求，對房屋建筑抗震性能也提出了更高的要求，加上大量農(nóng)村廉價(jià)勞動(dòng)力進(jìn)城務(wù)工、模板技術(shù)的進(jìn)步等，現(xiàn)澆施工技術(shù)取很大的發(fā)展。

從2008年開始，隨著勞動(dòng)力成本一路攀升，加上改善勞動(dòng)條件、 節(jié)能環(huán)保（減少建筑垃圾，降低噪聲污染，節(jié)約用水）的呼聲越來越高，裝配式結(jié)構(gòu)因符合現(xiàn)階段國情而逐漸被各方認(rèn)可。

近幾年，國家和行業(yè)為適應(yīng)裝配式建筑發(fā)展的需要，相繼修改并頒布了與裝配式建筑有關(guān)的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)規(guī)程，例如《預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 224—2010）、《預(yù)制帶肋底板混凝土疊合樓板技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 258-2011）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012）、 《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（GJ1—2014）、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204—2015）、《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51232-2016），《裝配式住宅建筑技術(shù)規(guī)程》已經(jīng)審查完畢， 《裝配式建筑密封膠應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》《拼裝復(fù)合模殼體系混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等也正在積極編寫中。相信隨著各種技術(shù)規(guī)范、技術(shù)規(guī)程的進(jìn)一步完善，必將對我國裝配式建筑的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

2.2 國外裝配式建筑發(fā)展歷史

國外裝配式建筑大發(fā)展較早，各國根據(jù)自己的社會(huì)歷史、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、工業(yè)化水平、氣候條件等選擇了不同的發(fā)展道路。

英國、法國、德國等西歐國家預(yù)制混凝土技術(shù)經(jīng)過長時(shí)期的經(jīng)驗(yàn)積累，逐漸形成以下特點(diǎn)：致力于探索PC的質(zhì)樸表現(xiàn)力和使用效果，追求自然親和力和藝術(shù)表現(xiàn)效果，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)、材料、工藝和施工的完美結(jié)合，注重節(jié)能環(huán)保與循環(huán)利用。

北方設(shè)施農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)區(qū)要防范大風(fēng)降溫雨雪天氣的不利影響，做好棚舍和設(shè)施溫棚的加固保溫工作。北方冬麥區(qū)要做好冬前田間管理，墑情或苗情偏差田塊要及時(shí)灌溉、施肥，促進(jìn)小麥扎根分蘗，苗情長勢過旺田塊要適時(shí)鎮(zhèn)壓,控旺轉(zhuǎn)壯，確保安全越冬。

美國的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展開始著眼以省人工為主要目的，特點(diǎn)是構(gòu)件大型化、連接方式以干式為主、預(yù)制構(gòu)件大量采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)、結(jié)構(gòu)體系和設(shè)計(jì)手法多樣化，在美國，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)用于住宅、公寓、辦公樓、學(xué)校、超市等各種類型建筑。

1964年2月，新加坡政府為了社會(huì)的穩(wěn)定，實(shí)施“居者有其屋”的大規(guī)模組屋建設(shè)，政府利用住宅80%由政府出資建造的優(yōu)勢，在政府采購中強(qiáng)制推行裝配式結(jié)構(gòu)，用20年時(shí)間較好解決了住宅短缺的困境，住宅采用剪力墻結(jié)構(gòu)，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)占到70%以上，之所以新建住宅大量采用裝配式結(jié)構(gòu)，也是出于當(dāng)時(shí)新加坡勞動(dòng)力短缺等原因。

加拿大則采用“剪力墻+空心樓板”建筑模式，注重構(gòu)件的通用性。城市多采用裝配式混凝土和鋼結(jié)構(gòu)，小鎮(zhèn)多采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼木結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)。

縱觀國外裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史，都是各國根據(jù)國家的經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)優(yōu)勢、自然地理環(huán)境等實(shí)際情況，采取不同的方式來應(yīng)用裝配式結(jié)構(gòu)這種房屋建造模式，例如德國、法國、丹麥以裝配式混凝土建筑為主，英國走了鋼結(jié)構(gòu)建筑道路； 瑞典則以木結(jié)構(gòu)為主。

3 裝配式建筑發(fā)展面臨的問題

裝配式結(jié)構(gòu)的使用已經(jīng)有近百年的歷史，在使用過程中也經(jīng)歷了起伏，這與裝配式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有關(guān)。

3.1 裝配式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

（1）工業(yè)化生產(chǎn)

自從福特汽車創(chuàng)造了工業(yè)化流水生產(chǎn)線，工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)越性逐漸被大家接受，傳統(tǒng)的房屋建造過程是在工人施工現(xiàn)場把各種建筑材料及半成品通過各工種的分工協(xié)作組合起來，往往由于施工現(xiàn)場條件的不同，帶來很多難以控制的因素，從而造成質(zhì)量的不穩(wěn)定，例如作為裝配式結(jié)構(gòu)的主要材料，混凝土在工廠制作的強(qiáng)度變異系數(shù)就遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)澆混凝土的強(qiáng)度變異系數(shù)；采用工業(yè)化的生產(chǎn)方式可以有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保障工人生產(chǎn)勞動(dòng)條件；工廠生產(chǎn)環(huán)境相對穩(wěn)定，有利于控制產(chǎn)品質(zhì)量，保證預(yù)制構(gòu)件的高品質(zhì)。

（2）施工方便、進(jìn)度快

（3）預(yù)制混凝土構(gòu)件制作精度高

由于是多次重復(fù)使用，可以制作高精度模具，從而能夠制作出尺寸精準(zhǔn)、外觀美觀的預(yù)制構(gòu)件。采取一定的技術(shù)手段，還可以將保溫層、水電管網(wǎng)集合制作。

（4）投資回收快

由于裝配式結(jié)構(gòu)大部分工作在預(yù)制加工廠完成，大大縮短了建設(shè)周期，故投資資金回收快，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。

3.2 裝配式結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

（1）整體性較差

裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)采用預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場拼裝，節(jié)點(diǎn)連接不如現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)剛度大，尤其是在抗震要求較高的地區(qū)，如何提高裝配節(jié)點(diǎn)的整體性還是一個(gè)需要解決的問題。

（2）設(shè)計(jì)、施工難度較大

采用裝配式結(jié)構(gòu)施工體系是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要一整套的規(guī)范來指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于我國一直采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)為主的設(shè)計(jì)模式，轉(zhuǎn)變這種觀念需要一個(gè)過程；同樣，施工專業(yè)人員也已習(xí)慣現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的施工，轉(zhuǎn)變施工作業(yè)方式也需要對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。因此設(shè)計(jì)與施工專業(yè)人員的缺乏也是造成裝配式結(jié)構(gòu)推廣難的一個(gè)重要原因。

（3）建設(shè)預(yù)制加工廠投資大，短期內(nèi)經(jīng)濟(jì)收益較低

要推廣裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展，首先必須有一定規(guī)模的預(yù)制構(gòu)件加工廠作為支撐，而投資預(yù)制加工廠由于經(jīng)濟(jì)回報(bào)周期長，影響了投資的積極性。

從以上對裝配式結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)分析可以看出，其發(fā)展在我國還面臨不少困難和挑戰(zhàn)，需要政府、企業(yè)等各方面積極參與，把這種房屋建造模式發(fā)展壯大。

4 裝配式建筑發(fā)展前景展望

盡管裝配式結(jié)構(gòu)在今后的發(fā)展中面臨不少的困難和問題，但是應(yīng)該看到，我們在這條道路上已經(jīng)邁出了可喜的一步。

在未來我國發(fā)展裝配式結(jié)構(gòu)方面，我們認(rèn)為有以下幾方面的優(yōu)勢：

4.1 政策支持

《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014—2020年）》已明確提出“強(qiáng)力推進(jìn)建筑工業(yè)化”；《綠色建筑行動(dòng)方案》（國辦發(fā)〔2013〕1號）也將“推動(dòng)建筑工業(yè)化”作為重點(diǎn)任務(wù)；《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》（2016年2月6日）進(jìn)一步提出：大力推廣裝配式建筑，減少建筑垃圾和揚(yáng)塵污染，縮短建造工期，提升工程質(zhì)量，制定裝配式建筑設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收規(guī)范。

我省根據(jù)中央精神，也提出了一系列配套政策及奮斗目標(biāo)。

4.2 技術(shù)研發(fā)取得進(jìn)展

目前國家住建部、科技部及大型企業(yè)等在裝配式結(jié)構(gòu)的裝配式框架結(jié)構(gòu)、裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配式框架-剪力墻結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的課題研究取得長足進(jìn)步，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)及圖集、手冊等在陸續(xù)頒布，為裝配式建筑的應(yīng)用創(chuàng)造了技術(shù)條件。

4.3 優(yōu)惠政策出臺(tái)

各地為促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展，紛紛出臺(tái)了提前預(yù)售、稅費(fèi)優(yōu)惠、政府承擔(dān)部分增量成本等優(yōu)惠政策，這些利好消息的出臺(tái)，將極大提高裝配式建筑的發(fā)展規(guī)模。

總之，裝配式建筑的大力發(fā)展契合目前國家倡導(dǎo)的綠色發(fā)展理念，為提升建筑業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、信息化管理水平提供了廣闊的發(fā)展舞臺(tái)。