陳 龍
(福建林業職業技術學院,福建 南平 353000)
裝配式建筑又稱工業化建筑,是將工廠預制生產的鋼筋混凝土構件運輸到施工現場進行組合安裝,同時采用部分現澆的方式建造的建筑。為加速福建省建筑智能化的發展,應大力發展裝配式建筑。福建省住房和城鄉建設廳起草的《福建省建筑業“十四五”發展規劃(征求意見稿)》指出,裝配式建筑是建筑業發展的有力支撐。
2.1.1 建造速度快
廠家采用機械化生產設備批量生產裝配式建筑構件,生產效率高。構件運抵施工現場安裝,預制過程不受施工現場工作面的控制和季節、氣候的影響,受外界環境影響較小。施工現場只需在節點位置澆筑混凝土、孔道灌漿等少部分濕作業,可大大節省施工現場模板和腳手架搭設、鋼筋綁扎及混凝土養護時間。
2.1.2 產品質量好
預制構件包括梁、墻、板、柱、樓梯等構件,它們是模塊化生產的標準構件,生產材料質量容易保證,生產過程機械化程度高,易于控制生產和養護環境,因此,預制構件生產精度高,產品質量好。
2.1.3 安全可靠,節省勞動力
裝配式建筑的建造模式是工業化批量生產預制構件,現場施工機械化程度高,減少了施工現場所需的人力。當前,一線工人缺乏、人工單價上漲,采用預制構件可節省用工成本。大部分構件在工廠房預制生產,縮短了現場作業流程,在保證施工質量的同時,減少了安全事故的發生,確保了安全生產。
2.1.4 節約能源,清潔環保
與傳統的現場澆筑施工相比,預制構件生產過程資源利用率高、節能、節水。在工廠內采取有效的防塵、防噪音措施,減少廢水、廢物的排放。同時,預制構件安裝比現場澆筑施工減少了使用腳手架和模板的次數,從而降低了資源消耗。
2.2.1 標準體系不完善
盡管國家和各省已執行關于裝配式建筑的標準和技術規范,但規范內容廣泛,缺少配套的實施細則、模塊化標準和驗收規范,現有的標準規范內容不夠細致和全面,缺乏決策、設計、生產、施工、維護全過程裝配式標準體系。
2.2.2 一次性投入高
目前,福建省裝配式發展尚處于探索階段,建筑工業化程度有限,生產規模不大,預制構件攤銷成本較高。構件運輸和安裝成本也居高不下,裝配式構件增值稅稅率為17%,導致裝配式建筑一次性投入高,經濟回報緩慢,給投資方帶來較大的資金壓力。據統計,與傳統建筑相比,裝配式建筑每平方米造價高300~ 500元,高出20%~ 30%。雖然目前人工成本持續上漲,但與裝配式建筑相比,傳統的現澆結構在成本上更具優勢。
2.2.3 管理模式落后
現代裝配式建筑是近幾年發展起來的新型建筑形式,對構件的制作、運輸和安裝等方面提出了很高的要求。傳統的施工技術和管理水平已不適應裝配式建筑項目的建設,而且目前高等院校和培訓機構還缺乏對裝配式專業人才的培養,導致裝配式建筑人才缺乏的現象。
2.2.4 發展程度不高
裝配式建筑發展時間不長,社會對裝配式建筑的宣傳不夠深入,人們對裝配式建筑的認識不深,加之傳統的現澆建筑已成為人們固有的認知,人們對裝配式建筑還存在著抵觸心理,不愿意接受這一全新的房屋建造方式,造成裝配式建筑推廣困難,難以大規模進入市場。
2.2.5 施工水平低
裝配式建筑施工對構件運輸設備和吊裝設備的要求非常高,對構件的堆放、安裝有嚴格的工藝要求。現有的施工單位對傳統的施工方法有著豐富的經驗,但這些傳統的施工技術不能直接應用于裝配式建筑。
2.3.1 政府支持
福建省將在加強裝配式建筑用地保障和金融服務方面,出臺具體稅費優惠政策,加大行業扶持,明確在資質申請、評先評優、工程質量保證金、物流運輸、交通通暢等方面加大政策扶持。
2.3.2 產學研緊密聯合
目前,裝配式建筑尚處于發展初期,各種技術還在探索階段。福建省力推裝配式建筑產業產學研聯動,福建省住建廳與各高等院校、科研院所、企業就裝配式建筑關鍵技術和行業發展的共性問題開展聯合攻關。為穩步推廣使用裝配式建筑部品部件,各地都積極投資建設符合裝配式建筑發展需要的產業基地。目前,福建省住建廳已公布6批共27家裝配式混凝土部品部件生產企業。
2.3.3 國內經濟穩步發展
要發展裝配式建筑,尤其是在研發初期,需要大量的資金投入。福建省經濟發展質量穩步提高、產業結構調整穩步推進為裝配式建筑的發展提供了可靠的經濟基礎。據統計,2019年福建省常住城鎮人口2 642萬人,常住人口城鎮化率為66.5%,比上年末提高0.7個百分點。提高城鎮化率需要大量新建建筑,有利于裝配式建筑的發展。
2.3.4 大數據與BIM技術的發展
利用物聯網、BIM、FRID等數字管理技術,對裝配式建筑進行管理,構建信息化管理平臺,實現裝配式建設項目全過程管理,為裝配式建筑的構件生產精度、存儲位置、安裝部位、運營維護方案提供數字化管理。BIM技術還可實現碰撞檢查、模擬施工,確保建筑安全、質量和施工工期。
2.3.5 借鑒國外技術
歐洲發達國家和日本對裝配式建筑的研究較早、發展較快,發達國家預制混凝土建筑已廣泛應用于公共和民用建筑。福建省發展裝配式建筑可結合發展現狀,借鑒國外先進技術和管理經驗,有效促進福建省裝配式建筑的發展。
2.4.1 缺乏產業鏈
為促進裝配式建筑持續穩定發展,需要各參與者充分合作,全過程持續管理,實現全員全過程信息共享。目前,社會上對裝配式建筑的發展僅局限于生產預制構件和裝配式建筑的安裝過程,缺乏系統、可持續發展的產業鏈。
2.4.2 市場普及率不高
對于傳統的現澆結構,人們已足夠了解和充分認同,認為裝配式建筑還沒有經過時間的考驗,安全性不高,整體性和抗震性也不強。人們對這種新型的建筑結構認可度不高,仍持懷疑和觀望態度,目前,還不能接受購買和長期使用裝配式建筑。
2.4.3 機制體制滯后
盡管各級政府都在大力推進裝配式建筑的研發和建設,但相關的法律法規、規范標準還不夠完善,設計、生產、監理、施工安裝和驗收的規范尚未形成體系,需要進一步完善裝配式建筑的質量安全監管體系。
2.4.4 運輸阻礙大
裝配式構件體型大、形狀多樣、線型構件長、平面構件尺寸大,缺少專門的運輸工具,致使裝配式混凝土構件運輸成本高,構件在多次裝卸過程中容易損壞。城鎮運輸道路對這類大型構件的運輸能力有限,有時需要交通管制才能實現大型構件運輸,影響日常交通。
通過文獻研究和實地調查,歸納總結出影響福建省裝配式建筑發展的18個主要因素,包括9個內部因素和9個外部因素,SWOT分析矩陣見表1。

表1 福建省裝配式建筑發展SWOT分析矩陣
對福建省裝配式建筑現狀與發展的18個影響因素權重進行定量分析。設定總目標為福建省裝配式建筑的現狀與發展,二級指標為優勢、劣勢、機遇和威脅,三級指標包含18個影響因素,構建福建省裝配式建筑現狀與發展SWOT模型。運用層次分析法確定各評價指標權重,具體步驟如下:
(1)構造判斷矩陣。根據表1所示標度法,將福建省裝配式建筑現狀與發展18項影響因素中的指標層因素兩兩比較,確定它們相對重要標度分值,進而構造判斷矩陣,其數值重要性標度含義見表2。

表2 重要性標度含義表
(2)層次單排序及一致性檢驗。本文利用方根法計算特征向量,進行歸一計算,得到各質量風險因素權重,計算公式如下:

book=14,ebook=16式中,為指標因素重要性標度,為第i個指標相對其他指標相對重要性標度乘積,為方根,為指標權重。
一致性檢驗是為了保證判斷矩陣符合隨機一致性,計算公式如下:

式中,λmax為特征根,CIi為一致性指標,CRi為一致性比率,RIi為平均隨機一致性指標。RIi數值見表3。

表3 平均隨機一致性指標RI值(n為矩陣階數)
當CRi<0.1時,說明判斷矩陣具有一致性,否則應調整矩陣,判斷矩陣滿足一致性要求。
福建省裝配式建筑SWOT準則層指標特征向量為(0.423,0.227,0.227,0.122)T,見表4。一致性檢驗,CI準則層=0.003 5、CR準則層=0.003 8<0.1,符合一致性檢驗。

表4 準則層判斷矩陣及指標權重
同理,標準層優勢(S)指標特征向量為(0.511,0.181,0.181,0.128)T,見表5。一致性檢驗,CIS=0.082 1、CRS=0.091 2<0.1,符合一致性檢驗。

表5 標準層優勢(S)因素判斷矩陣及指標權重
標準層劣勢(W)指標特征向量為(0.181,0.177,0.362,0.192,0.088)T。一致性檢驗,CW=0.012 97、CRW=0.011 6<0.1,符合一致性檢驗。
標準層機會(O)指標特征向量為(0.373,0.246,0.187,0.120,0.073)T。一致性檢驗,CIO=0.022 85、CRO=0.020 4<0.1,符合一致性檢驗。
配式建筑SWOT標準層威脅(T)指標特征向量為(0.467,0.278,0.160,0.095)T。一致性檢驗,CIT=0.010 33 CRT=0.011 5<0.1,符合一致性檢驗。
本次對福建省裝配式建筑現狀與發展進行分析,構建SWOT分析矩陣。對裝配式建筑行業的設計、預制生產、施工安裝等崗位發放25份問卷,全部回收,其中無效問卷1份、有效問卷24份,符合要求。問卷采用5個等級對各評價因素進行評分,優勢和機遇得分為1、2、3、4、5分;劣勢和威脅得分為-1、-2、-3、-4、-5分,得分結果為某分值打分人數占評價人數的比值,用得分結果比值乘以對應分值求和為該因素的評分值,用評分制乘以概率得到該評價指標的得分,最后得分乘以準則層權重得到內部因素和外部因素的得分,計算結果見表6。
從表6的計算結果來看,優勢為4.344分、劣勢為-1.597分,內部因素總得分為1.475分;機遇為4.264分、威脅為-1.744分,外部因素總得分為0.755分(見圖1)。

表6 裝配式建筑現狀與發展評分計算表

圖1 SWOT分析雷達圖
SWOT計算結果顯示內部因素和外部因素得分均大于零,表明福建省裝配式建筑的優勢大于劣勢,機遇大于威脅,屬于“優勢-機遇”型條件,其發展前景十分廣闊,應采取發展型戰略。
通過對福建省裝配式建筑SWOT分析可知,福建省裝配式建筑的優勢和劣勢同在,機遇與威脅并存。為使裝配式建筑能在福建省推廣,本文提出以下解決措施。
裝配式建筑在我國尚處于起步階段,管理方法和技術措施還在探索過程中,國家標準、規范還不健全。國家應加大政策引導和財政扶持力度,對裝配式建筑建設的項目實施一系列優化政策,以發展裝配式建筑產業。同時,國家和建筑行業應建立健全標準規范體系,以規范建設參與者的行為,保證裝配式建筑的質量,提高設計施工速度。
一方面,要積極培育集設計、生產、運輸、施工為一體的綜合性企業,完善招投標和造價管理,綜合考慮構件、部品部件運輸和服務半徑,提高裝配式建筑生產效率,加強構件生產安裝的質量安全監管。另一方面,要擴大裝配式建筑市場需求,加強示范點建設,將保障性住房、酒店、學校、醫院、辦公樓等作為試點示范工程。
一種新型建造方式的興起離不開技術支持,將BIM技術應用于裝配式建筑施工,提高裝配式建筑的生產率、保證生產質量和裝配過程安全,需要裝配式設計、生產、運輸、安裝企業與各高等院校、專門研究機構開展合作,研發生產裝配工藝。高校要進行人才培養改革,培育一批懂生產、有技術、會創新的新型建筑專業隊伍。建筑行業要提高裝配式專業人員的待遇,為裝配式建筑儲備足夠的專業人才。
改進標準化生產作業,采用工業化擴大生產規模,提高預制構件生產的重復率,減少固定成本分攤,采用最新信息管理技術,提高生產效率,同時提高產品合格率。利用多元化媒體宣傳裝配式建筑,提高裝配式建筑的知名度,讓大眾全面了解裝配式建筑的特點并接受裝配式建筑,從而提高裝配式建筑的市場占有率。
本文在分析福建省裝配式建筑發展現狀的基礎上,梳理分析了福建省裝配式建筑的內部因素及外部因素,通過構建AHP-SWOT分析模型,從優勢、劣勢、機遇、威脅4個因素共18個評價指標分析。運用SWOT法,對福建省裝配式建筑發展現狀進行了定量化分析,得出裝配式建筑發展為“優勢-機遇”型,表明福建省裝配式建筑的發展前景十分廣闊。針對分析結果,提出了政府扶持、健全標準體系、培育產業鏈、加強產學研合作、培育人才、降低成本、加大宣傳、擴大市場占有率的發展策略,可為有關部門的決策提供參考依據,對裝配式建筑在全國的推廣具有一定的借鑒意義。