淺談裝配式建筑的發展與思考

孫崢

摘要：2016年，裝配式建筑被提到了國家層面，政策東風接連不斷，在全國各地的推廣與發展簡直呈星火燎原之勢。文章通過探究國內、國外裝配式建筑的發展歷史及現狀，認為以建筑設計院為牽頭單位的一體化集成設計將成為未來的重點研究方向，同時應加強BIM技術在裝配式建筑中的應用研究，構建模型和數據庫。

關鍵詞：裝配式建筑；現狀；集成設計；BIM技術

2016年，對于建筑業轉型來說可謂是不平凡的一年，關于裝配式建筑的政策利好，可謂接連不斷，國務院給出了宏觀層面的指導意見，通過頂層設計確定了裝配式建筑的相關工作目標，并頒布了相關的扶持政策，裝配式建筑項目如雨后春筍般在各地開建。藍圖已繪就，奮進正當時，目前針對裝配式建筑出臺的指導意見和相關配套措施已在全國各地推廣，不少地方更是對裝配式建筑的發展提出了明確要求。

一、裝配式建筑的定義

裝配式建筑是用工廠生產的預制構件在現場裝配而成的建筑。裝配式建筑的施工過程擁有標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用等特點。

縱觀國內外裝配式建筑的發展歷程，按照結構體系可劃分為預制裝配式混凝土結構體系（PC構件）、預制木結構體系（土木、鋼木、竹木等體系）、預制集裝箱房屋（盒式建筑）、預制鋼結構體系（型鋼體系、輕鋼體系）等。

二、國外裝配式建筑發展現狀

西方發達國家的裝配式建筑始于工業革命，大規模創立和推廣于二戰后。20世紀70年代以后，各國根據現實國情，選擇了各有特色的發展方式和發展道路，各有側重，各有所長，德國、法國、瑞典、美國、加拿大、日本、中國香港、新加坡是最具典型性的國家。具體情況介紹如下。

（一）歐洲（德國、法國、瑞典等）

歐洲是建筑工業化比較完善的地區，其中又以德國為先進代表，已經形成了完整的產業體系，涵蓋了建筑設計、軟件和信息化工具、生產工藝、施工安裝、物流運輸、配套產品供應等方面，始終作為第一梯隊引領全球的工業化建筑研發和實踐。德國的裝配式建筑大都因地制宜、根據項目特點選擇現澆與預制構件混合建造體系或鋼混結構體系建設實施，并不單純追求高裝配率，而是通過策劃、設計、施工、安裝、裝飾各個環節的精細化優化過程，尋求項目的個性化、經濟性、功能性和生態環保性能的綜合平衡。

作為世界上最早推行建筑工業化國家之一的法國，鋪就了一條以全裝配式大板和工具化模板現澆工藝為標準的道路。法國的特點是，一是推廣以預制混凝土體系為主的“構造體系”，鋼結構、木結構體系為輔；二是發展通用構配件的商品生產，面向全行業推行施工與構件生產分離的原則。

瑞典開發了大型預制混凝土板的工業化體系，以后大力發展以通用構配件為基礎的通用體系，預制構件達到95%之多。瑞典的特點是：一是在推動完善標準化體系的基礎上發展通用構配件；二是以模數協調原則，逐漸形成“瑞典工業標準”（SIS），實現了構件尺寸、對接尺寸的標準化和系列化。

（二）北美（美國、加拿大）

美國大規模推廣裝配式建筑源于20世紀50年代，二戰結束后，大量復員士兵催生出潛在的住房需求，傳統住房成本高、生產速度和能力低，裝配式建筑成本低、建設周期短、可大規模生產等特點滿足了這些需求，實現了井噴式發展。1976年，美國國會通過了國家工業化住宅建造及安全法案，（National Manufactured Housing Construction and Safety Act），同年頒布出臺了一系列嚴格的行業規范標準，沿用至今。2007年，美國的裝配式建筑生產總值達到118億美元?，F每16個人中就有1個人居住的是裝配式建筑。在美國，裝配式建筑偏好鋼結構+PC掛板組合結構，廣泛應用于低碳房屋，如住宅、公共建筑、養老居所、旅游度假酒店、會所、營房、農村住房等各類建筑，具有綠色低碳抗震節能等特點，滿足高抗震設防要求。所有構件工廠化生產，現場安裝快捷方便，比傳統建筑施工節約了60%工時。建筑部件的大部分可通用互換，90年的房屋壽命結束后，90%的材料可以回收利用，避免了二次污染。

加拿大已經實現了從BIM模型到鋼結構轉換的特殊環節，并且委托給任何一家有加工能力的企業定制鋼結構，生產完成后現場組裝。一是極大的壓縮了現場生產周期，提高了裝配速度；二是將加工、組裝環節完全委托外包，在業務上更有擴張力。

（三）亞洲（日本、中國香港、新加坡等）

日本通過立法和認定制度大力推廣建筑產業化，20世紀60年代頒布了《建筑基準法》，成為大力推廣住宅產業化的契機。70年代設立了“工業化建筑質量管理優質工廠認定制度”，同時期占總數15%左右的住宅采用產業化方式生產。80年代確定了“工業化建筑性能認定制度”，裝配式住宅占總數的20%～25%。90年代，經過多年的實踐和創新，形成了適應客戶不同需求的“中高層裝配式建筑生產體系”，同時完成了規?；彤a業化的結構調整，提高了建筑工業化水平與生產效率。在推動住宅產業化上，日本政府做了兩個重要引導：一是從產業結構調整角度出發，在政策上引導；二是建立“住宅生產工業化促進補貼制度”和“會計體系生產技術開發補助金制度”，引導生產方式，將住宅產業工業化和技術作為重點。

香港大規模推廣裝配式建筑，主要得益于特區政府的積極引導和標準化設計，借助政府推行的“和諧式”公屋政策，開發推出多種系列的公屋，標準化設計使房間尺寸相互配合，固定建筑構件尺寸，預制工業化生產，新開工的公屋全部采用預制、半預制構件和定型模板建設。2000年后，特區政府按建筑面積進行獎勵，對采用預制外墻的商品房給予建筑面積7%的獎勵，普通商品房開始采用裝配式建筑。

新加坡于20世紀80年代引進國外（澳大利亞、法國、日本）先進的裝配式房屋建筑技術，并率先在保障房（組屋）領域大規模推廣，目前結合本國特點，形成了具有本土特色的裝配式建筑體系。endprint

三、國內裝配式建筑發展現狀

我國的房地產市場起步較晚，發展速度過快，政府宏觀政策引導和監管滯后，技術法規和標準欠缺，國內市場較混亂，出現了“八仙過海各顯神通”的局面。由于缺少頂層設計，工業化程度始終徘徊于低水平，裝配式建筑一直未進入主流住宅市場，僅有少量生產制造廠家在探索實踐，更多的依靠直接引進歐美發達國家的先進技術體系，鮮有自主研發。

（一）裝配式建筑施工人員缺口較大

2016年2月，中央城市工作會議中指出“力爭用10年左右，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%”。如此龐大的建筑體量對施工技術和人員提出了新的要求，況且施工人員的培養是很慢的。以上海為例，根據上?！毒G色建筑發展三年行動計劃》的規定，未來3年裝配建筑所占的比例：2014年不少于25%；2015年不少于50%；2016年，符合條件的外環線以內新建民用建筑原則上都要使用裝配式建筑。根據初步估計，上海將需要10萬名熟悉并掌握裝配式建筑施工技能的現場施工作業人員。

（二）缺乏行業統一標準

經過數年發展，我國的住宅產業化取得了一定成績，但與歐美、日本等發達國家相比，仍處于發展的初級階段，存在各種各樣的問題。首先，行業缺乏統一的標準，房地產企業參與其中的積極性較低，可參考性及可行性較高的現實案例及技術方案較少，住宅產業化在質量監管與追溯等方面也存在較多問題；其次，現在建筑設計與施工分別招標，建筑業又存在轉包與分包的經營管理模式，使產業鏈上設計、施工、生產等環節脫節；最后，住宅產業化各個環節的標準都不盡完善，行業內企業無章可循，目前我們迫切需要建立一套符合我國國情的工業化建筑評價體系，解決標準缺失這個住宅產業化發展的瓶頸。

（三）自動化程度低，住宅產業化、工業化意識薄弱

目前，我國施工建筑行業存在的主要問題之一是工業化與精細化程度較低，建筑資源浪費極為嚴重。過去的技術無法滿足九十年代開始的大規模建設需求，裝配式建筑的各個環節嚴重脫鉤，研發投入和技術成本控制過低，整體性差、使用功能不良，預制構件生產企業數量急劇減少，裝配式建筑在住宅建設中的比例迅速降低并造成行業萎縮，錯過了大規模推廣裝配化建筑的黃金時期，逐漸拉大了與歐美發達國家的差距。

四、裝配式建筑發展模式的思考

目前國內大部分具備總承包資質的企業不具備專業化生產能力，裝配式建筑施工、安裝能力也不具備，而具備專業化生產能力的企業沒有總承包項目的資格，專業化公司只能到處掛靠，導致管理成本的增加，現有的項目建設管理體制亟需變革升級，以適應大規模推廣裝配式建筑的需要。國家層面應牽頭，并鼓勵相關企事業單位和科研機構共同研究推出新的項目建設管理機制，以適應于工業化住宅研發、生產、推廣應用，同時扶持和培育大型企業集團，激發他們參與推進住宅產業化的積極性、主動性和創造性。

R集團是一家國有大型工程類企業，主做海外市場，能夠提供電力工程及基礎設施領域投融資、規劃設計、工程施工、裝備制造、運營管理等一體化一站式服務，在裝配式建筑領域也有豐富的實踐經驗，憑借在裝配式建筑領域擁有全產業鏈資源的優勢，慢慢的摸索出一條獨特的發展道路，就是以旗下建筑設計院為牽頭單位，統籌建筑設計、機電設備、部品部件、施工安裝、裝修裝飾等資源，推行裝配式建筑一體化集成設計。在實踐中與湖南遠大、煙臺萬華、青島谷歌洋房為代表的優秀裝配式生產制造企業進行深度合作，通過對國內外裝配式建筑工業化體系的梳理，將各企業優勢進行集成，形成標準化的體系，并應用BIM技術構建模型和大數據庫，同步開始標準化部品部件的國際化認證。未來引入“互聯網+”的先進理念，進行互聯網線上營銷，場景是客戶在線上下單的時候就可以將自己的需求自由組合在BIM系統上，增加客戶強烈的體驗感，設計單位對客戶的需求進行優化后交付產品。

五、BIM技術在裝配式建筑中的應用研究

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡稱BIM，創建該模型的基礎是建筑項目中的各類數據、信息，再利用數字信息將建筑物的實際真實信息進行虛擬仿真，以數據庫+三維模型的方式進行呈現，具有可視化、模擬性、協調性、優化性、可出圖性等特點。BIM技術作為建筑工程項目設計建造管理的數字化工具，將項目的各類相關信息以參數化的模型為平臺進行整合，從項目規劃設計開始，直至生產施工、安裝調試、裝飾裝修、運行維護的全過程中傳遞和共享數據及信息，增強項目建設人員對建筑信息模型的認識、理解，提高應對能力和實效性，為利益相關方提供協同合作的基礎和平臺，達到提高生產效率、優化工期和節約成本的目的。

裝配式建筑的核心是“集成”，BIM方法是“集成”的主線。這條主線串聯起規劃設計、生產制造、施工安裝、裝飾裝修和項目管理全過程，服務于設計、建設、運維、拆除的全生命周期。借助BIM技術，避免裝配式建筑“錯、漏、碰、缺”等施工問題，實現裝配式建筑從設計到運維的一體化協同管理，有效地提升裝配式建筑整體建造及管理水平。

六、結語

綜上所述，未來幾年裝配式建筑將迎來重大突破，實現井噴式發展，國家層面的配套支持政策也在相繼出臺，大型住建類企業應結合國家政策，堅持走自主創新之路，加強產業配套，加強人才隊伍建設，變革管理模式及商業模式，延伸產業鏈，推動建筑產業現代化持續向前發展。

參考文獻：

[1]仇保興.關于裝配式建筑發展的思考[J].住宅產業，2014（02）.

[2]顏道淦.談裝配式建筑發展現狀[J].山西建筑，2016（09）.

[3]朱維香.BIM技術在裝配式建筑中的應用研究[J].山西建筑，2016（05）.

（作者單位：中國電建集團國際工程有限公司）endprint