裝配式建筑發展現狀與思考*

（1. 中建西部建設新疆有限公司，新疆 烏魯木齊 830000；2. 新疆大學建筑工程學院，新疆 烏魯木齊 830047）

0 引言

傳統建筑行業需要在施工現場進行模板支設、鋼筋加工、結構養護等，具有所需勞動力大、濕作業多、工期長等特點，而我國目前人口老齡化現象日益嚴重，同時新生代農民工不愿意從事工作環境惡劣、勞動強度大的建筑行業，傳統建筑行業出現“用工荒”。且濕作業多會造成一定的資源浪費及環境污染。為解決存在的問題，國務院辦公廳在 2016 年提出要大力推動裝配式建筑的發展，使其在未來 10 年的占比為新建建筑的30%，旨在推動建筑工業化進程，促進建筑行業產業轉型與技術升級[1]。但目前存在一些問題阻礙其進行更深層次的推廣應用。本文簡要介紹了裝配式建筑的發展情況、推廣應用過程中存在的問題，并給出了相應的對策以促進其健康發展。

1 裝配式建筑發展現狀

1.1 國外發展現狀

（1）裝配式建筑于 20 世紀 70 年代在美國開始獲得逐步推行，且成立了相應的建筑協會——預制混凝土協會（PCI），以使其得到良好發展。目前美國城市住宅基本以裝配式為主，工業化、標準化水平較高，使生產效率得到極大提升。上世紀美國的裝配式建筑主要為非抗震地區的低層建筑，現階段美國十分重視中高層預制結構與抗震技術的發展[2]。

（2）歐洲是裝配式建筑的起源地。法國很早就開始對其研究與應用，歷史悠久。目前預應力混凝土裝配式框架結構及焊接連接等干式連接技術在法國流行，裝配化程度高。德國的裝配式建筑大部分采取混凝土結構與預制構件裝配相融合的方式，其使用壽命較長。丹麥是第一個將模數法制化的國家，在通用化的基礎上同時注重建筑多樣化，丹麥的民用住宅大多為多樣化的裝配式住宅[3]。

（3）日本住宅產業化發展起始于 20 世紀 60 年代，成熟于 20 世紀 70 年代，期間具有代表性的住宅形式有盒子住宅、單元住宅等。目前日本裝配式住宅各部分都有通用構件，且在結構抗震和隔震方面有突破性進展，建成于 2008 年的 58 層裝配式建筑——東京塔是其重要體現[4]。

1.2 國內發展現狀

我國于 20 世紀 50 年代對裝配式建筑的設計與施工展開了專項研究，并在國內推廣標準化、工廠化的預制構件及裝配式建筑。20 世紀 60 年代至 80 年代持續發展，裝配式多層框架、單層工業廠房及裝配式大板等獲得推廣。然而在 20 世紀 80 年代末，其進入發展低潮期，至 90 年代中期，已經被現澆混凝土建筑體系逐步代替[5]。建筑體系產生巨大變化主要是由于裝配式建筑在唐山大地震中損毀嚴重，其抗震性能不如現澆體系好，還因為裝配式建筑基于自有特性的發展模式，無法滿足當時建筑行業的需求。與此同時，因為現澆體系抗震性能好，可以滿足建筑個性化、多樣化的需求，還因為農民工大量進城，有充沛、低廉的勞動力等優勢，使得現澆結構體系進入粗放式發展的黃金期。但經過近30 年的發展，現澆體系也出現很多問題：第一是人口老齡化、建筑行業出現“用工荒”，此種方式是否還可持續；第二是采用現澆的施工方式存在資源浪費嚴重、污染環境及會產生大量建筑垃圾等弊端；第三是現澆結構的工程質量不盡如人意，施工的通病較多。因此建筑行業需要轉型升級，反映建筑工業化的裝配式建筑因為具有預制構件工廠化施工、現場作業量小、現場環境污染小等優勢，再次獲得行業關注，中央及各級政府也出臺了相應政策來支持裝配式建筑的發展。但在近期的推廣中，在建造成本、模數化、標準化與多樣性、預制率與裝配率、國外體系引進、設計軟件與設計效率、現場施工安裝等方面存在部分問題亟待解決[6]。

2 裝配式建筑發展存在的問題

2.1 建造成本

裝配式建筑目前市場占有率較小，企業所有的預制構件生產基地的產能無法充分利用，預制構件的生產費用還未體現工業化的優勢，且生產預制構件的企業繳納稅率需要按照制造業的標準，高于土建行業。此外還會在構件運輸、節點安裝方面額外增加一些成本，且對現場施工設備及人員的要求也更高。因此目前我國裝配式混凝土結構的建造成本相比現澆結構偏高，但隨裝配式建筑的推廣應用及人工成本的提升，兩者差距將逐漸縮小，必會有一定的市場空間。

2.2 工業化與多樣性

為方便預制構件加工廠生產，設計方進行項目設計與施工方施工安裝，裝配式建筑首先應實現預制構件的標準化、模數化。工業建筑中可以很好地實現這一目標，但如何在民用建筑中做好這項工作還需進一步研究，同時還需兼顧建筑的多樣性，因為建筑不僅僅需要滿足使用要求，還要滿足人們對美的追求。裝配式建筑大量構件的生產加工應以標準化的方式進行，以實現工業化生產，少量構件應按設計圖紙需要個性化生產以兼顧建筑的多樣性。

2.3 預制率與裝配率

預制率和裝配率是評定裝配式建筑的重要考核對象，認為二者達到一定標準的才是裝配式建筑。預制率和裝配率標準的制定應結合該類建筑的特性，追求過高的預制率和裝配率可能會起反作用，如在超高層建筑中會因為高空吊裝大型預制構件難度大造成耗時較長引起施工周期的延長，車輛在運輸大型預制構件時可能會引起城市交通擁堵及環境污染問題，因此需綜合考量這些問題。

2.4 國外體系引進

我國最早開始發展的裝配式建筑就是由國外引入，但國外的許多國家經過較長時間的發展，使其建造技術成熟、產業鏈完整，且走出了與本國國情相符的建筑工業化道路，如歐洲國家大多位于非地震區，建筑對抗震性能的要求不高，而且裝配式建筑多為低層住宅；新加坡的土地資源緊張，其將裝配式建筑應用于高層住宅的技術雖然成熟，但其目的是為了解決現澆體系使用的大量境外勞工引起的社會問題，且不用考慮結構的抗震問題；日本為滿足結構的抗震需要，在高層裝配式混凝土框架結構中選用了建造成本較高的耗能支撐技術。因此對于裝配式建筑處于重新起步階段的我國，應結合實際情況，慎重考慮其今后的發展體系，而不是盲目套用國外的適用它國國情的成熟體系。

2.5 設計軟件與設計效率

目前還沒有成熟的商業軟件用于裝配式混凝土結構的設計，多需要基于現澆結構的設計方法進行二次深化設計，致使后期構件不能標準化生產，且復雜的節點連接會使設計效率降低，也會加大施工安裝難度。

2.6 現場施工安裝

與現澆結構相比，裝配式混凝土結構的施工安裝過程相對復雜，項目管理方面差異也較大。構件運輸、堆放、吊裝、連接等一系列過程應合理安排、科學管理，才能縮減施工周期，體現建筑工業化的優勢。

3 裝配式建筑發展建議

3.1 加強技術攻關與示范應用

在相關的裝配式建筑政策扶持下，要加強裝配式混凝土節點連接技術、設計軟件與 BIM 技術、預制構件深化設計、標準化與模數化的生產技術、現場施工安裝技術與企業資源管理等技術的研究，同時要做好試點示范工程建設，完善相應的標準體系。

3.2 注重市場化引導

裝配式建筑在推廣應用過程中要因地制宜，并根據建筑類型選擇匹配的裝配式建筑體系，以獲得良好的經濟與社會效益。各自企業所有的預制構件生產基地要對外開放，以充分利用其產能，同時要做到既可以量產標準化構件，又可以按圖紙進行特定構件生產，以擴大市場份額，提升企業效益。

3.3 加快信息管理系統研發

要加快研發裝配式構件生產信息管理系統，采用與互聯網電商相似的現代物流管理方法，在預制構件出場時進行編號，運輸過程可以實時監測，以保障構件可以按時定量運到施工現場，解決產品存儲問題。加強 BIM技術的應用，建立集設計、采購、生產、運輸、存放、施工、財務、運營、管理于一體的信息化數據共享平臺，有效管理建造的全過程。

4 結語

本文簡要回顧了裝配式建筑的發展過程及現澆體系面臨的困境，針對目前裝配式建筑在推廣應用中存在的問題，提出了相應的建議以推動其進一步的發展。

裝配式建筑作為一種重新起步的建筑模式，應遵循我國建筑行業的特點與現狀進行發展，并在此基礎上進行努力以滿足建筑工業化的需要。