淺談裝配式混凝土建筑的發展

宋柯賢　王天鵬　賈其萃　馬子昌

摘要：裝配式混凝土建筑由于具有施工快、污染小、質量高等特點受到了市場的青睞，同時近年來也在國家政策的扶持下得到了迅猛的發展。但在中國，其仍處于發展階段，相關體系還不夠完善，存在著諸多問題。主要闡述了中國裝配式混凝土的現狀與相關建議。

關鍵詞：裝配式混凝土建筑;建筑行業;混凝土;屋蓋

中圖分類號：TU741

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.11.027

1 前言

近年來，中國建筑業深化改革不斷推進，裝配式混凝土建筑由于具有高效減排、綠色低碳、構件生產質量高、大大減少了勞動力等特點，不僅可以滿足中國宏觀政策的要求，也在中國建筑行業可持續發展的道路上助力前行。雖然在其推進過程中，相比于歐美國家、日本等發達國家，中國的裝配式混凝土建筑還處于初步發展階段，產業化水平較低，因此還需要對其進行進一步研究。

2 國內外裝配式混凝土建筑發展狀況

2.1 國外發展概況

以美國和加拿大[1]為代表的北美國家在20世紀20年代開始著眼于預制混凝土的開發與應用。到20世紀中葉，預制混凝土技術已經大規模使用，使其充分發揮了施工快、質量優、環境友好等優勢。此外，在美國與加拿大，相關預制混凝土結構的規范和標準也已十分成熟。

歐洲[2]國家的裝配式混凝土建筑的發展也經歷了時間的考驗，在技術上積累了大量的經驗。尤其是北歐國家，更注重設計、材料、工藝與施工的完美結合。此外，歐洲國家的裝配式混凝土結構與可持續的理念相結合得更早，并且形成了一定的理論體系。

從亞洲來看，日本[3]在二戰之后到20世紀末，裝配式混凝土建筑急速發展。此外，日本的許多裝配式混凝土建筑應用震區，該技術也達到了世界一流水平。日本有關裝配式建筑的規范體系也已相當完備，具有很高的水平。

2.2 國內發展概況

20世紀五六十年代，裝配式建筑進入中國，并在部分地區展開應用。但由于種種原因，裝配式建筑在中國的發展停滯了一段時間。“十二五”之后，隨著“建筑工業化、住宅產業化”的不斷發展，國內眾多學者開展了預制裝配式混凝土結構的研究工作，裝配式混凝土結構在中國的應用開始走出低谷，并呈上升趨勢，在實際工程中大量應用，取得了不錯的效果，相關規范也在不斷完善。

3 裝配式混凝土建筑優點

3.1 構件質量好

裝配式混凝土建筑的構件主要有預制梁、預制屋蓋、預制剪力墻、預制柱、預制屋面板、預制陽臺、預制樓梯等。預制構件均在工廠大批量生產加工，且預制構件在原材料的選取，混凝土澆筑、養護等環節都有嚴格的質量管理制度，在構件出廠前，還會進行質量抽查，以保證預制構件的質量。

3.2 施工周期短

裝配式混凝土預制構件在工廠預制[4]成之后運輸到現場進行安裝，極大程度地縮減了施工復雜環節。此外，傳統施工中，不同季節的溫度對施工質量的影響很大，而采用預制構件則能避免溫度問題對構件的澆筑、養護、拆模等造成影響，不僅能夠保證工期，減少施工人員的數量，還能保證構件的質量，提高施工的效率。

3.3 施工精度高

裝配式混凝土建筑在現場施工時，通常會與BIM[s]技術相結合。BIM技術能夠預先模擬出全施工過程，保證施工方案的合理性，盡可能地減少在施工過程中出現的問題，完善施工方案。在施工過程中，BIM技術可以輔助施工人員進行施工定點，保證施工的精度，極大地輔助了人員施工。

3.4 環境影響小

傳統的施工作業中，其建筑材料均在現場堆放，很容易對周圍的環境造成不良影響。而裝配式混凝土建筑則減少了現場作業，這使得揚塵、噪聲和廢棄物的排放也得到了減少，對周圍環境的影響降低，是一項環境友好型工程。其與傳統施工相比，用水量[6]只有傳統施工的40%，木材的用量更是只有傳統施工的20%。同時，也大大減少了建筑垃圾。

4 裝配式混凝土建筑發展的制約條件

4.1 技術體系不成熟

裝配式混凝土構件全部在工廠中生產[7-10]，而工廠機器加工專業化的管理和機械操作水平較低，這使得加工時的精度有時會出現偏差，這也是現階段預制構件工廠普遍存在的問題，進而導致現場不能有效完成拼裝，降低了施工質量。此外，預制混凝土構件之間連接節點的密實性也難以得到保證。預制構件之間通常采用灌漿套筒進行連接，而灌漿后其內部的密實性存在很大的問題，現有的無損檢測法操作起來十分復雜，不適合在施工現場進行操作。密實度難以保證，極大程度上影響了建筑的安全性。

不同的地域對于裝配施工有不同的要求，而中國目前沒有一套可應對不同地區、構造情況的施工體系。這使得裝配式混凝土結構因地制宜能力差，嚴重阻礙了其發展。

4.2 建造成本高

裝配式混凝土建筑在前期進行預制構件的預制時，企業需要投入大量的資金在預制構件生產廠上。此外，預制混凝土構件由于規格的不統一性，導致模板的利用率低，空間占用率高，這都提高了構件的生產成本。而中國目前對標準化預制構件的規格要求沒有相關的規范，這也導致了預制構件無法進行大批量生產，使其成本反而會高于現澆的混凝土建筑，從而使得很多企業不會采用裝配式混凝土建筑。

4.3 施工水平有待提高

裝配式混凝土結構雖然有施工高效的優點，但其對于施工的工藝也有極高的要求。目前，施工人員水平參差不齊，而裝配式結構的施工是需要進行專業培訓才可進行操作，尤其是預制構件節點的連接施工，更是需要技術嫻熟的工人進行操作。但是現階段施工人員的培訓還不太到位，培訓的方法還不夠成熟，施工人員的操作水平不達標，對于結構安全性的影響巨大。

5 推進裝配式混凝土結構的發展措施

5.1 技術體系方面

加快裝配式混凝土建筑的通用體系和專用體系研究，使其能夠因地制宜，滿足不同狀況下的需求。同時應采用BIM技術輔助設計與施工，反復改進，最終達到標準化水平。通過BIM技術能夠提前劃分模塊，盡可能多地尋找標準構件，降低成本。在模板的建造上，可以對3D打印技術進行融合，提高模板的精度，以保證現場施工的質量。同時，也極大地縮短了開模周期，提高了材料利用率。

5.2 建造成本方面

國家應當對裝配式構件廠進行規劃，包括廠址、服務范圍、交通情況等，以保證構件廠能夠滿足不同區域的需求。部分裝配式混凝土公寓應有一套較為詳盡的模板，這能夠極大地提高模板的利用率，從而提高生產速度、降低成本。此外，預制構件廠之間也應搭建平臺進行交流，以保證不同廠家的構件之間能夠有一定的相容性。在預制構件的運輸上，也要做出一定的改進來保證構件的安全性，減少損壞量。

5.3 施工水平方面

施工企業需要建立和健全人才培養機制，培養一批施工水平高的施工人員，并且要定時開展技術考核，不斷地學習新技術;要成立施工小組，進行新老幫扶，加大施工班子的建設力度;進行定期考核整改，施工小組間也要相互學習，提高施工水平;企業還應當與研究院一同加大新技術的研發力度，以解決目前施工中常遇見的問題，降低施工難度，方便施工，提高施工的質量。

6 結論

綜上所述，在中國裝配式混凝土結構的發展上，雖然已經取得了一定的進步，但還是面臨著諸多的問題。現階段是中國建筑行業發展的關鍵期，裝配式混凝土結構作為傳統建筑業，正在向綠色建筑業轉型，應加大對裝配式混凝土結構發展的支持，攻克難題。這不僅僅是推廣裝配式混凝土建筑的需求，更在施工效率的保證、綠色低碳的生產、新時代生產方式的崛起上具有劃時代的意義。

參考文獻：

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