裝配式建筑成為城市“新寵”

吳越

2020年2月，火神山和雷神山兩座醫院在億萬國人的關注下迅速建成。在令人驚嘆的“中國速度”背后，除了一線建設者的辛勤付出，也離不開具有高效便捷、規模化、產業化特點的裝配式建筑。許多人因此對這種建筑類型產生了好奇心。

什么是裝配式建筑？說到裝配式建筑，首先要了解“建筑工業化”的概念。

如果說傳統建筑是基于施工現場的人工作業與項目管理，工業化建筑則是通過系統化的設計，把整棟樓拆分成許多構件，將其變成成熟的工業化產品，再在現場進行組裝。

通俗地說，裝配式建筑讓建房子變成了搭積木一樣的操作。原本的高空作業被放到了地面，室外作業轉移到廠房內進行，大量人工作業交由機器來完成。最終，在極短的時間內就能建造一個高品質的裝配式建筑。

早在19世紀中期，英國就依靠標準化工業生產完成了一項“不可能完成的任務”。當時，英國為了舉辦萬國工業博覽會，建造了一座大型展館—水晶宮。令人意外的是，這座面積達7.4萬平方米的建筑僅用了9個月便建造完成了。究其原因，是水晶宮各面的鐵架與玻璃采取的是模塊化設計，大大降低了建造成本，并縮短了安裝時間。

裝配式建筑真正迎來大發展，則是在20世紀50年代。

二戰后，歐洲和日本等地房屋損毀嚴重，迫切需要解決大量居民的居住問題，制造成本低、建設周期短的裝配式建筑正好迎合了這種需求。與此同時，第三次工業革命興起，機械化、自動化生產成為工業生產主流，為裝配式建筑的發展提供了良好的技術條件。原本需要在建筑工地磚砌的墻面可以在工廠中預制，裝配式建筑的標準化、模塊化理念開始形成，裝配式建筑具備了市場化基礎。

在迫切需要興建住宅的日本，1969年制訂了《推動住宅產業標準化五年計劃》，隨后開展了對材料、設備、制品標準、住宅性能標準、結構材料安全標準等方面的調查研究，加強了住宅產品的標準化。到20世紀70年代，日本住宅的部件尺寸和功能標準開始有了固定的體系，只要是廠家按照標準生產出來的構配件，在裝配建筑物時都是通用的。

經過幾十年的發展，日本現在已經可以“如同生產汽車一樣生產房屋”。如今，日本每年新建低層住宅20萬幢左右，建筑面積約300萬平方米，大都是輕鋼結構的裝配式住宅，其裝配式建筑滲透率已接近90%。

經過多年的探索，德國、美國、法國、新加坡等國的裝配式建筑也已經發展到了相對成熟的階段。有資料顯示，德國是世界上住宅裝配化發展最快的國家，住宅預制裝配式構件比例達到94.5%。

在世界范圍內，裝配式建造方式之所以得到迅速發展，與其具有的優點密不可分。其中，節約時間是最為人們熟知的一個特點，也是很多緊急情況下裝配式建筑被“委以重任”的重要原因。在很多案例里，預制化可以減少一半左右的施工時間。

經濟節省也是裝配式建筑的一大優勢。許多人不知道，聞名遐邇的悉尼歌劇院就是典型的裝配式建筑。盡管享有很高的聲譽，悉尼歌劇院的建造卻并非一帆風順。由于總設計師約恩·伍重在最初的設計中沒有給出具體的形狀，導致后來的工程陷入了麻煩。最直接受影響的就是歌劇院的“殼”的設計。一開始，這些“殼”被確定為由一系列混凝土構件組成的“排骨”支撐起來的拋物線。然而，工程師們無法給出滿意的建造這些“殼”的方案。如果采用原地澆筑混凝土的方法，由于不同的屋頂要使用不同的模具，造價會遠遠超出預期。

最終，設計團隊找到了解決辦法：使用一個共同的模具澆筑出大量圓拱，然后將若干圓拱放在一起形成一個球形的剖面。這樣既節約了時間，又節省了成本。

標準化構件可以方便地拆卸并在不同的場地組裝，這會減少對原材料的需求，同時降低能源和時間消耗，這也是人們認為裝配式建筑是一種環保的建筑方式的原因。

傳統的施工方式往往會造成許多額外的材料浪費，工廠預制的方式則可以更加精準地確定生產數量，多余的材料也會被當場回收，留待再次利用。這可以大大節省將施工廢料運往垃圾場的人力、物力消耗。同時，工廠預制可以讓施工組件的尺寸更加精準、空氣過濾更加完善，這些都可以提升能源利用效率。

另外，因為大部分組件都來自工廠，將大量減少工地的卡車運輸和材料堆積，并減少傳統施工導致的場地破壞（噪音、污染、廢棄物等）。

如今，裝配式建筑已經被廣泛用于住宅、辦公樓和校園的建設，有些還成了地標式建筑。

（摘自《解放日報》2020年3月2日，大浪淘沙薦）