郭星星
(長治職業技術學院, 山西 長治 046000)
現場施工是我國當前采用的一種主要建筑施工方式。但這種施工方式因其施工周期長,現場管理比較混亂、不利于環保等缺點不再適應我國節能環保、可持續發展的要求。而裝配式建筑作為一種新型施工方式得到廣泛關注。裝配式建筑,亦稱工業化建筑,是指先在生產工廠生產好預制構件,然后運輸到施工現場進行現場裝配的一種施工方式。與傳統的現場施工方法對比研究發現,裝配式建筑施工方式具有縮短工期、減少現場勞動力、節能減排、提高質量等優點[1]。
選擇裝配式建筑發展狀況較具代表性的幾個國家進行綜述,為我國裝配式建筑的發展提供參考[2]。
在第二次世界大戰后,德國國內房屋以及基礎設施遭到嚴重破壞。住宅產業化在德國快速發展使住宅得到了大規模重建,進而在短時間內解決了住房緊張的問題。目前德國的住宅產業化技術在原有基礎上得到更進一步提高,已達到非常成熟的狀態。
裝配式建筑在北美國家被廣泛推廣。以美國為例,二戰幾乎未對其房屋建設帶來影響,因此美國并沒有采用歐洲的裝配式建造技術,而是以多樣化、個性化的低層木結構和輕鋼結構裝配式住宅為主。大多數房屋建筑都建在郊區,旨在滿足業主的居住要求或特定的品位。
日本在 20 世紀 70 年代期間頻繁發生地震,通過進行深入的技術研究,建立住宅通用部品的生產體系,有效的增強了建筑的抗震能力。日本為發展裝配式建筑,制定發展裝配式建筑的政策,并制定住宅性能認定制度。日本東京塔是日本最具有代表性的預制裝配式建筑。
除上述德、美、日等國家的裝配式建筑技術體系外,還有其他發達國家也在裝配式建筑的發展中形成了各自的體系,比如英國、法國和新加坡、瑞典等。這些國家預制裝配式構件的發展已比較成熟并廣泛應用于各類建筑[3]。
預制混凝土結構在中國的應用可以追溯到20世紀50年代。但是由于落后的經濟基礎和施工技術以及管理體系和生產體系的不完善等因素,裝配式建筑在我國的發展受到了很大的阻礙。尤其是在近些年有記載的數次大地震中,預制裝配式混凝土結構房屋受到了大量破壞,嚴重危害了人民生命安全,給人們留下了非常不好的印象,這使得裝配式建筑不能被正面廣泛宣傳。70年代時,裝配式建筑理念開始在我國建筑領域慢慢流傳;80年代時,預制屋面板、梁等構件在一些建筑工程中應用,但是由于技術有限,裝配式建筑并沒有得到很大發展,因為在工程中出現了各種各樣的質量問題,比如灌漿不飽滿、結構密封差、構件連接不牢固等,導致漏水、構件斷裂等不良現象。到了90年代時,隨著人民居住水平的提高,我國開始關注建筑產品的綜合性能,提出了發展裝配式建筑的長遠理念。國務院、住建部等相繼發布了多個關于節能減排、城市規劃、裝配式建筑發展等相關文件,給予了非常大的政策支持。這將更加有助于加快推進裝配式建筑發展,為促進建筑業轉型升級指明了方向,注入了動力。
(1)設計標準化和管理信息化
通過標準化設計,可以降低構件設計難度,實現構件大批量生產,從而提高建筑構件的施工精度與質量,同時還可以提高生產效率,增加經濟效益。配合工廠的數字化管理,整個裝配式建筑的性價比會越來越高。
(2)功能科技化
由于裝配式墻體生產過程中,外墻設置了保溫層,可以降低暖氣或空調能源的消耗,實現節能要求。另外墻體中的保溫層還具有一定的吸聲功能,減少噪音。另外裝配式建筑可以采用輕質防火的材料,可以提高建筑的抗震防火性能。
(3)生產自動化
裝配式建筑在工廠采用機械化的生產方式進行構件生產。構件的高標準的機械化程度,實現了生產效率最大化,減少了現場人員的配備,在用工成本和安全生產方面都有幫助,同時還將“精益建造”的理念帶入建筑行業,以精益建造實現建筑業全產業鏈工業化,以精益建造促進建筑業綠色發展。
(4)施工裝配化
預制構件被運送到施工現場后,經過機械設備的吊裝與處理,組裝為新的建筑。裝配式建筑施工與傳統現場施工相比具有施工工期縮短、施工現場勞動力投入減少、施工現場污染減少等優勢,且施工工序更加方便有序,進行每道工序時都可以像安裝設備一樣,精度、質量能夠得到有效保證。
現階段裝配式建筑推廣發展最大障礙是較高的成本。根據測算,混凝土預制裝配技術增加建設成300-500/m2。原因是,與傳統的施工方法相比裝配式建筑雖然可以節約一定的人工,但是目前國內建筑市場人工成本仍比較低廉,所以裝配式建筑施工方式在項目人工成本的節約效果優勢不太明顯。并且一些大型預制構件的生產需要定制模具,也會產生額外費用。養護、運輸等各個環節都要做好充足的準備,這些環節均需進行大量的一次性投資。與傳統現澆結構體系相比在綜合成本上不占優勢。
裝配式建筑在中國發展面臨的第二大障礙是缺乏熟練的技術工人。裝配式建筑要求高機械化程度,勞動力投入少,同時對構件精度和質量也有較高要求,這也就間接導致裝配式建筑領域需要更加高素質的建筑工人。當前中國建筑業的施工方式仍嚴重依賴手工勞動,較為原始。建筑行業的低利潤也使得建筑工人獲得專業技術培訓的機會非常有限,建筑公司也很難提供專業技術培訓所需的資金和時間投入。
建立完整的混凝土預制裝配技術標準化體系是裝配式建筑發展的基礎。從建筑的設計階段、生產階段、施工階段、驗收階段等各個階段都具有完整的標準體系,才能為建筑業各參與單位開發研究裝配式建筑提供保障。在裝配式建筑標準體系下,才可以生產出符合規范要求的構件,從而在現場配套安裝。通過指定標準化模數,可以提升裝配構件的精準度,從而有效地提高施工效率以及質量。
政府近年來加大了裝配式建筑的推廣力度,很多城市已經發布了裝配式建筑的具體指標,但是仍存在諸多阻礙裝配式建筑發展的因素。為有效推動裝配式建筑的發展政府應制定合理的激勵政策,對于增量成本予以減免,使得整個行業主動地去推廣和實施裝配式建筑,比如在用地規劃保障、區級財政資金獎勵、財稅激勵、金融服務、減輕企業負擔、信用機制激勵等方面給予裝配式建筑政策支持。
另外,市場宣傳工作未做到位,導致消費者對裝配式建筑依然停留在房屋抗震性能差、質量不好等負面印象中。政府可以通過標語、宣傳片、講座等形式增大市場宣傳力度。
雖然目前裝配式建筑還沒有廣泛采用,但是預制裝配式建筑憑借其縮短工期、節能減排、質量控制、提高勞動生產率等優勢和潛力,被許多人認為是全球建筑業的未來。但是目前在建筑過程中仍存在著規范標準不統一、技術不完善、生產成本較高等問題。所以,為了加快裝配式建筑的高質量發展,國家須制定統一的規范標準、出臺相應的激勵政策。希望本文能夠為裝配式建筑在中國的發展提供參考價值。