淺談PC建筑的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展建議

畢文哲

（山東科技大學(xué) 青島 266000）

1 引言

2016年2月6日《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》中提出，10年內(nèi)，我國新建建筑中，裝配式建筑比例將達(dá)到30%。2018年2月1日起實(shí)施的裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定裝配率不低于50%。而目前，我國建筑以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，住宅建筑95%以上是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。發(fā)展裝配式建筑是建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，是建筑走向工業(yè)化、信息化和智能化的前提條件，在我國的建筑產(chǎn)業(yè)革命中具有帶動性作用。

2 裝配式建筑的概念

裝配式建筑是由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過可靠的連接方式裝配而成的混凝土結(jié)構(gòu)，包括裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、全裝配混凝土結(jié)構(gòu)等。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑，即PC建筑，相當(dāng)于把現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)拆成一個個預(yù)制構(gòu)件，再裝配起來。根據(jù)連接方式不同，PC建筑分為“裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)”和“全裝配式混凝土結(jié)構(gòu)”。其中，裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過可靠的方式進(jìn)行連接并與現(xiàn)場后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的，以“濕連接”為主要方式，具有較好的整體性和抗震性。而全裝配混凝土結(jié)構(gòu)的PC構(gòu)件靠干法（如螺栓連接、焊接等）形成整體，施工簡單但整體性較差。

3 PC建筑的優(yōu)點(diǎn)

3.1 提高建筑質(zhì)量

PC化使設(shè)計(jì)深入、細(xì)化，提高了建筑的精度。澆筑、振搗和養(yǎng)護(hù)是保證混凝土密實(shí)和水化反應(yīng)充分、進(jìn)而保證混凝土強(qiáng)度和耐久性的非常重要的環(huán)節(jié)，現(xiàn)場施工質(zhì)量很大程度上受環(huán)境、工人技術(shù)等因素的影響，而PC構(gòu)件在工廠模臺上和精致的模具中生產(chǎn)，不受外部環(huán)境的制約。同時，PC化是實(shí)現(xiàn)建筑自動化和智能化的前提，減少了對人、對責(zé)任心等不確定因素的依賴，由此可以避免人為錯誤，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 提高生產(chǎn)效率

裝配式建筑將工地作業(yè)為主的建造方式變?yōu)楣S制造為主，PC構(gòu)件制作可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化，只需要提供模板就可以依賴工業(yè)技術(shù)，對構(gòu)件進(jìn)行批量生產(chǎn)，減少勞動力消耗，縮短工期。同時，工業(yè)化生產(chǎn)不受氣象條件的制約，風(fēng)雨無阻。

3.3 功能更優(yōu)

裝配式建筑相比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑在功能上更加強(qiáng)大。在外墻上增加的保溫層起到了冬暖夏涼的作用，減少了空調(diào)的使用。同時，PC建筑外墻保溫可采用夾芯保溫方式，即“三明治板”，比常規(guī)的粘貼外保溫板鋪網(wǎng)刮薄漿料的工藝安全性和可靠性大大提高，外保溫層不會脫落，防火性能得到保證，避免了一些高層建筑外保溫層大面積脫落和火災(zāi)事故的發(fā)生。

3.4 節(jié)能環(huán)保

目前我國大力推行環(huán)保政策，PC化則正好順應(yīng)了這一發(fā)展趨勢。裝配式建筑不僅可以節(jié)約原材料，降低能源消耗，而且可以大幅度減少工地建筑垃圾、揚(yáng)塵，減輕施工噪聲污染。裝配式建筑所選用的材料為可循環(huán)建設(shè)材料，預(yù)制工廠養(yǎng)護(hù)用水可以循環(huán)使用，PC建筑節(jié)約用水20～50%，具有較好的生態(tài)效應(yīng)。

3.5 減少人力消耗，優(yōu)化工作環(huán)境

PC化把一部分工地勞動力轉(zhuǎn)移到工廠，部分加工過程可以實(shí)現(xiàn)自動化或半自動化，構(gòu)件制作生產(chǎn)線自動化程度高，會大幅度節(jié)省人工。同時，這使建筑業(yè)農(nóng)民工向產(chǎn)業(yè)工人轉(zhuǎn)化，有利于集中培養(yǎng)技術(shù)型人才，提高工人素質(zhì)。他們從施工現(xiàn)場走向加工工廠，從高空作業(yè)轉(zhuǎn)移到地面進(jìn)行，不再受風(fēng)吹日曬，工作環(huán)境大大改善。

3.6 有利于安全

PC化將部分現(xiàn)場工作轉(zhuǎn)移到廠房內(nèi)進(jìn)行，現(xiàn)場工作人員減少，高處、高空和腳手架上的作業(yè)大幅度減少；工廠作業(yè)更利于環(huán)境和安全管理；PC生產(chǎn)線的自動化和智能化進(jìn)一步提高了生產(chǎn)過程的安全性；工人更集中，便于統(tǒng)一培訓(xùn)與管理。

4 PC建筑的缺點(diǎn)

4.1 尺寸要求的局限性

PC建筑對構(gòu)件尺寸的精細(xì)化程度要求較高，如果尺寸未達(dá)到精細(xì)化要求，預(yù)制構(gòu)件尺寸一旦出現(xiàn)偏差，開展拼裝工作時縫隙會出現(xiàn)不對應(yīng)現(xiàn)象，那時已經(jīng)無法更改，會造成很大的損失，影響工期。

4.2 與個性化的沖突

PC化是建立在規(guī)格化、模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，而這會與個性化的建筑產(chǎn)生沖突，對于不規(guī)則建筑，實(shí)現(xiàn)起來有些困難。

4.3 PC建筑成本較高

我國目前處于裝配式起步階段，裝配式配套體系不夠完善和成熟。成本高的因素包括：PC化初期工廠的建設(shè)、技術(shù)研發(fā)或聘請專家的投入、人員培訓(xùn)方面的投入、有些配套產(chǎn)品或因?yàn)橄∪倍鴥r格較高的材料等增加的成本，稅賦等。

4.4 人才缺乏，技術(shù)待完善

剪力墻PC技術(shù)有待成熟：提高或確認(rèn)剪力墻結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的可靠性和便利性，是亟須解決的重點(diǎn)技術(shù)問題。結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)問題：結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)是PC建筑的關(guān)鍵點(diǎn)，其在制作、施工和使用過程中必須謹(jǐn)慎對待，我國目前這方面技術(shù)還需進(jìn)一步完善。另外，我國裝配式建筑部品部件標(biāo)準(zhǔn)種類繁多，構(gòu)件間存在模數(shù)不協(xié)調(diào)的問題，給施工帶來困難。

4.5 產(chǎn)業(yè)管理不完善

裝配式建筑項(xiàng)目包括勘察、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、后期維護(hù)等環(huán)節(jié)，我國裝配式建筑剛剛起步，成熟企業(yè)較少，普遍缺乏完善的管理體系，缺乏配合的設(shè)計(jì)單位及施工企業(yè)形成整個產(chǎn)業(yè)鏈，無法滿足建筑產(chǎn)品項(xiàng)目開發(fā)需要。目前，國內(nèi)建筑產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)代化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系呈多樣化，結(jié)構(gòu)體系及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同，沒有形成市場統(tǒng)一化。有些企業(yè)無資質(zhì)，構(gòu)件質(zhì)量良莠不齊，監(jiān)管不到位，導(dǎo)致構(gòu)件質(zhì)量存在較大的安全隱患。

5 PC建筑的發(fā)展建議

5.1 國家推行鼓勵政策

雖然政府近年來大力推進(jìn)裝配式建筑，但有些政策不利于裝配式結(jié)構(gòu)體系的推廣。由于構(gòu)件制作企業(yè)的增值稅抵扣后仍比商品混凝土企業(yè)高出6%以上稅率，裝配式建筑較之傳統(tǒng)建造方式增加了很多稅賦。造成成本偏高，這就使裝配式建筑發(fā)展受阻。政府應(yīng)發(fā)揮其導(dǎo)向作用，完善相關(guān)的政策及法律法規(guī)，設(shè)立專門的部門負(fù)責(zé)裝配式建筑的完善及推廣，出臺更多鼓勵裝配式建筑發(fā)展的政策，如資金補(bǔ)貼、技術(shù)獎勵等。

5.2 發(fā)揮建設(shè)單位在PC化中的積極作用

在PC化過程中，建設(shè)單位的作用是第一重要的，是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制作和施工目標(biāo)的關(guān)鍵因素。目前我國推廣裝配式建筑，雖然也是政府主導(dǎo)，但項(xiàng)目大多數(shù)不是政府項(xiàng)目，具體的決策者是項(xiàng)目建設(shè)單位。一些建設(shè)單位沒有意識到裝配式建筑帶來的企業(yè)長遠(yuǎn)利益，被動執(zhí)行政府規(guī)定，勉強(qiáng)應(yīng)付湊合。裝配式建筑是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型的必然，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)融入和適應(yīng)轉(zhuǎn)型過程，順勢解決傳統(tǒng)建筑方式存在的問題。

5.3 完善技術(shù)體系

由于我國的PC建筑還處于發(fā)展初期，技術(shù)體系還不夠完善，許多發(fā)達(dá)國家發(fā)展較早，形成了獨(dú)特的裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系，我國也應(yīng)積極借鑒，盡快發(fā)展具有本土特色的裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系。此外，我國的PC建筑技術(shù)有待成熟，還存在諸多問題需解決與完善。比如：在裝配式建筑中，各節(jié)點(diǎn)之間與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)存在較大差距，無法實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)建筑的抗震效果；施工過程中，有的PC構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)灌漿不飽滿，有的PC構(gòu)件灌漿料孔道堵塞，工人鑿開灌漿部位塞填漿料，這都存在很大的安全隱患。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，人才現(xiàn)行，我國應(yīng)加大研究資金的投入，注重工人技術(shù)的培訓(xùn)以及高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。

5.4 提倡PC建筑與BIM技術(shù)相結(jié)合

BIM具有三維可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等特點(diǎn)，而PC建筑的裝配式特性特別強(qiáng)調(diào)各個環(huán)節(jié)各個部件之間的協(xié)調(diào)性，BIM的應(yīng)用會為PC設(shè)計(jì)、制作和安裝帶來很大便利。設(shè)計(jì)者可在BIM技術(shù)的支持下，對PC構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝，對復(fù)雜的建筑形態(tài)和建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，之后拆分進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)，有效減少了資源與能源的消耗，有利于實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)下的綠色建筑。同時，可以利用BIM進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾、水暖電設(shè)備各專業(yè)間的信息檢測，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)協(xié)同，避免出現(xiàn)“撞車”和疏漏，避免專業(yè)間的信息孤島。也可利用BIM技術(shù)進(jìn)行整個PC工程的優(yōu)化等。

6 結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前我國裝配式建筑蓬勃發(fā)展的形式下，PC建筑面臨越來越多的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。本文通過對裝配式建筑的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，給出了一些發(fā)展建議。筆者希望更多的專業(yè)人士能投入到課題研究中，為以后裝配式建筑能夠更好的在建筑行業(yè)中的運(yùn)用提供參考。

[1]張波.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程.

[2]齊寶庫.裝配式建筑發(fā)展瓶頸與對策研究.