裝配式建筑產業化推廣與應用前景

(重慶交通大學 土木工程學院 重慶 400074)

引言

隨著我國經濟的快速發展，自“十二五”以來，我國建筑業取得顯著進步，復雜深基礎施工、大跨度滑移技術和超高層建筑模架施工等重要施工技術已達到世界建筑先近水平。“十三五”期間，為進一步提升我國的綜合國力，國家對建筑業提出了新的要求，大力提倡可持續發展道路，倡導建筑行業綠色發展。眾說周知，建筑行業對我國GDP的增長做出了卓越貢獻，但是我國大多數建筑為鋼筋混凝土結構，它是一種能耗大、施工周期長且不利于環保的建筑類型[1]；與傳統建筑結構類型相比，裝配式建筑具有很多的優勢和發展前景，能有效推進城鎮化進程。近年來國家對建筑行業的發展提出一系列行動方案、若干意見，結合十三五規劃綱要來看，國家對“裝配式建筑”關注度不斷提高，規劃路線描述愈加清晰；建筑相關單位審議單位和發文部門的權威性逐漸上升，我們不難得出這樣一個結論：“綠色裝配式建筑在中國建筑業的春天即將到來”。本文將結合國內外裝配式建筑的發展現狀，裝配式建筑的優缺點，以及發展過程中待解決的一些重難點問題，簡述整體裝配式建筑產業化在我國的推廣與應用前景。

一、裝配式建筑在國內外的發展概況

縱觀中國建筑近現代發展史，不難發現，裝配式建筑應用并不是第一次在我國出現，早在20世紀50年代，我國即從前蘇聯引入了裝配式建筑[2]。當時我國正處于建國初期，百廢待興，采用蘇聯發展的大板裝配模式來解決住房緊缺等問題[3]，但是由于規模較小，技術設備水平相對較低等原因，當時預制裝配式建筑在我國的發展并沒有得到認可，從20世紀90年代開始，被逐漸發展起來的混凝土結構所替代。建筑行業是我國經濟增長的支柱性產業之一，近幾十年，我國現澆混凝土建筑在設計和施工上都取得了一定的突破，工業技術也相對成型、穩定，但修建各種高樓大廈，我國開山鑿石，建材年消耗量達到了世界總消耗量的50%以上，嚴重破壞了生態環境；并且混凝土建筑存在自重大、濕作業多、噪聲污染、揚塵等缺點，并不能滿足我國可持續發展道路和人民提高生活質量的需求。隨著我國經濟快速發展，產業結構優化轉型，發展裝配式建筑能使住宅產業化，實現建筑業發展方式的轉變，符合綠色環保、實現人類社會與自然環境和諧發展的現代先進理念要求，各大城市積極響應國家號召，發展裝配式建筑，具體表現有：上海編制出臺全國首本裝配式建筑預制構件工廠建設導則；海南8月1日起住宅建筑將全面執行綠色建筑標準；河南印發《關于加強城市規劃建設管理工作的意見 》；陜西嚴格要求各地公租房建設標準，加快續建項目建設[4]；2016年6月3日，在貴陽國際會議展覽中心召開了首屆中國·貴州國際綠色建筑與裝配式建筑技術及產品博覽會。

相對于國外發達國家裝配式建筑的發展及應用，我國裝配式建筑行業略顯青澀，理論研究起步晚，整體工業化水平較低。早在1851年，英國倫敦便使用鐵骨架加嵌玻璃建成了世界上第一座大型裝配式建筑-水晶宮，第二次世界大戰后，歐洲等參戰大國破損嚴重，迫切需要解決住房問題，那時預制裝配式混凝土結構便在歐洲得到了快速發展，技術理論逐漸成型，并逐步推廣到工業建筑、橋梁、水工建筑等不同結構領域[5]。日本地震頻發，裝配式住宅施工速度快、重量輕，能緩解地震時期的燃眉之急，所以日本的裝配式建筑也較為領先。

二、裝配式建筑的優缺點

(一)裝配式建筑的優點

所謂裝配式建筑，就是將建筑的部分或全部構件在工廠加工預制，然后運輸至現場進行組裝成建筑物，也有人戲稱它為“搭積木建筑”，這種施工方式能夠實現建筑業向產業化發展，建筑產業化不僅是能滿足建設資源節約型、環境友好型社會的需要，而且建筑產業化能升級和提升住房品質。綜合來說，建筑產業化推廣與應用具有如下優勢：

(1)節約：①節約時間：裝配式建筑構件可以使用機械化吊裝，受天氣因素影響相對較小，有數據表明，相比傳統施工方式，預制集成建筑可以縮短1/6左右的工期。②節省人力：施工現場有大量裝配作業，是裝配式建筑的顯著特點之一，現場腳手架使用和濕作業大幅減少，很大程度上節約了人力的使用。③節約施工成本：裝配式建筑構件能在預制廠房進行流水線生產，提高了生產效率，降低了施工成本。④節約材料：裝配式建筑構件能夠在廠房集中統一預制，減少了由現場澆筑而產生的建筑垃圾，并且提高了模板的利用率，有利于實現節能減排、綠色安全施工。⑤節約能源：裝配式構件可以在工廠加工時往預制構件里添加一些有利材料，提高建筑構件保溫隔熱、隔音、防火等性能，于建筑保溫而言，不僅能達到更好的保溫效果，而且比傳統建筑物保溫隔熱材料使用壽命更長[6]。

(2)舒適：近年來，我國混凝土結構不斷盛行，商品房更是遍布華夏各地，雖然商品房也在朝著商業化發展，但是在某總程度上，商品房的選擇相對單一，只是一定程度上滿足了我們的住房需求；而我們對房屋價格、功能、布置等需求并沒有得到滿足。相比市面上的商品房，裝配式流水施工生產出的構件尺寸精度高、質量優良、外形美觀，在空間布置上，裝配式建筑大量采用輕質墻板，在房間分隔上相對自由，使用靈活，而且裝配式建筑一旦形成產業化生產，價格能夠得到合理控制[7]。與混凝土房屋相比，有相關實驗表明，雖然裝配式建筑房屋重量較輕，但其構件采用柔性連接，房屋抗震性能沒有明顯下降，房屋質量、安全能夠得以保證，所以裝配式比較宜居。

(二)我國裝配式建筑仍然存在的問題

對我國而言，裝配式建筑處于尚未成型階段，仍屬于新興產業，要把裝配式住宅變成“搭積木式”的建筑方式，形成產業化生產，還有一定的距離。近年來，隨著裝配式混凝土結構住宅在我國的試用，工程中也逐漸暴露出裝配式混凝土結構的一些缺點，其中猶為值得關注的問題有：

(1)技術體系和行業標準不夠完善。鑒史以明今，在“大躍進”運動中，我國不顧一切進行全民大煉鋼，造成人力、物力、財力的極大浪費，國民經濟嚴重失調。雖然我國裝配式混凝土住宅產業化取得了一定的成績，裝配式建筑也不是“大躍進”運動；但不可忽視的是，我國裝配式建筑還處于粗放型發展階段，理論和經驗上都落后于國外發達國家，設計理論和施工經驗還處于摸索階段，技術體系和行業標準不夠完善，表現在如下兩個方面：①理論研究起步晚，在設計和質量檢測上缺少相關標準規范，施工過程中對實際工程缺乏指導意見；②裝配式建筑遠沒有達到產業化，現在的生產工廠只是一些建筑企業為了滿足自己裝配式施工需要而建立，工廠技術設備不太成熟，生產的構件品種有限，不能達到統一化生產，而且相對其它國家運輸成本過高[8]。

(2)發展不均勻。預制裝配式建筑主要有四種建造方式：預制輕量鋼結構、預制鋼筋混凝土結構、預制木結構和預制集裝箱房屋，就目前我國的政策和相關指標看來，我國過于強調裝配式混凝土結構的發展，其它幾種方式的應用還不夠[9]。另一方面，預制裝配式建筑在各個城市的發展也不平衡。在北京、上海等地，裝配式混凝土建造房屋占有比例明顯高于其它城市，雖然在很多省市出臺了國家相應補助政策，但真正落實3%獎勵政策的只有幾個城市，就各個城市制定的裝配式建筑地方規范完善程度來看，裝配式建筑在各城市的發展差距可見一斑。

(3)缺乏發展人才。國內裝配式結構的發展看似進行的有理有條，但真正熟練掌握裝配式設計和施工的人數仍顯不足。每一個行業的發展和進步都需要專業型人才，就建筑行業而言，我國目前大多數建筑屬于混凝土建筑，現澆混凝土結構在我國也相對比較成熟，建筑設計人員、現場管理人員、工人等已經適應了現澆混凝土結構那一套，面對突如其來的裝配式建筑，還需要一定的過度和適應，才能保證施工質量和安全生產的需要。

三、裝配式建筑產業化的展望與建議

毋庸置疑，裝配式建筑是我國經濟發展到一定水平的必然選擇，也是我國住宅業發展的必由之路，裝配式結構發展到一定階段必將走上產業化道路。我國裝配式建筑的推廣及應用時間還相對較短，裝配式建筑各方面的技術、經驗還不成熟，無法在短時間內建出高品質的裝配式房屋，學習使人進步，我國目前還需借鑒國際上發達國家的工藝和經驗，來引導其發展。我國一直強調走中國特色社會主義道路，想要在預制裝配式建筑這條道路上異軍突起，就不需有自己的方式、方法，所以創新必不可少，我國應大力提倡新技術的創新和新材料的使用，走出我們自己的道路。未來國內預制裝配式住宅的發展很可能迎來一輪熱潮，新材料、新工藝也將不斷涌現在預制裝配式建筑上，作為一個建筑從業人員，我們應積極響應國家政策，適應新的建筑方式和市場需求，致力于推進裝配式結構建筑的發展，從而推動我國建筑工業化進程。