淺談裝配式建筑

廖庚明

【摘要】當(dāng)前，我國建筑市場空前繁榮，傳統(tǒng)房屋建筑現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系的弊端日益凸顯，已不能完全適應(yīng)新時代人們對美好建筑產(chǎn)品的向往。本文立足于工作實際，從裝配式建筑的發(fā)展、分類、注意事項、問題和對策進(jìn)行了探討，希望對裝配式建筑從業(yè)人員有所啟迪，對裝配式建筑的發(fā)展有所裨益。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑;問題;對策

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.30.

建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，據(jù)統(tǒng)計，2020年建筑業(yè)總產(chǎn)值突破24萬億元，房屋建筑就占了62.5%。這些房屋建筑大多是現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，資源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、建造方式粗糙、組織方式落后、建筑耐久不足，弊端日益凸顯。人們發(fā)現(xiàn)裝配式建筑能夠解決現(xiàn)澆所產(chǎn)生的弊端，提供更安全耐久、更節(jié)能環(huán)保、更健康舒適的建筑環(huán)境。

1、裝配式建筑的發(fā)展

1.1國外裝配式建筑的發(fā)展

最早的裝配式建筑可追溯到17世紀(jì)美洲移民時期用的木構(gòu)架拼裝房屋和1851年倫敦用鋼鐵玻璃建造的水晶宮。國外裝配式建筑快速發(fā)展則是在20世紀(jì)五十年代。二戰(zhàn)后，為了解決住房問題，縮短建造工期，歐洲的許多國家推廣裝配式建筑。60年代，擴(kuò)展到了美國、加拿大、日本等國。深厚的工業(yè)底子，充裕的水泥鋼材和良好的施工機械助力了當(dāng)?shù)匮b配式建筑的工業(yè)化高潮。經(jīng)過幾十年，甚至上百年的發(fā)展，裝配式建筑在西方國家工業(yè)化程度較高、技術(shù)較成熟。

1.2國內(nèi)裝配式建筑的發(fā)展

我國裝配式建筑起步較晚，發(fā)展至今，經(jīng)歷了起步、緩慢發(fā)展和快速發(fā)展階段。1950年至1977年為起步階段，由于實行計劃經(jīng)濟(jì)，建筑市場活力不夠，創(chuàng)新不足，建筑技術(shù)水平較低，裝配式建筑的發(fā)展幾乎處于停滯狀態(tài)。1978年到2010年為緩慢發(fā)展期。這一時期，政府對裝配式建筑較為重視，但是由于建筑產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相對薄弱、技術(shù)積累較淺、市場活躍有限、市場化程度不夠，行業(yè)發(fā)展緩慢。2010年至今，為快速發(fā)展階段。這一時期，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和研發(fā)技術(shù)日益成熟、建筑材料日趨豐富，政策標(biāo)準(zhǔn)體系日臻完善，裝配式建筑的滲透率逐年提高，行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)良好勢頭。

2、裝配式建筑的分類

裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行，在工廠加工制作好建筑用構(gòu)件和配件（如樓板、墻板、樓梯、陽臺等），運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配安裝而成的建筑。裝配式建筑是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理的新型建筑工業(yè)化建造方式，具有設(shè)計形式多樣化、構(gòu)件生產(chǎn)預(yù)制化、裝配化和綠色環(huán)保等特點。安裝配式建筑的結(jié)構(gòu)，可分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)。

2.1裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑指以工廠化生產(chǎn)的預(yù)制陽臺、預(yù)制樓梯、預(yù)制梁柱、預(yù)制飄窗、預(yù)制內(nèi)外墻板、預(yù)制疊合板等鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件為主，通過現(xiàn)場裝配的方式設(shè)計建造的混凝土結(jié)構(gòu)類房屋建筑。該結(jié)構(gòu)技術(shù)工藝成熟度高、防火防腐性能佳、成本低，適用于多層及小高層辦公樓及住宅建筑。

2.2裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑指在工廠化生產(chǎn)的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等鋼結(jié)構(gòu)部件，在施工現(xiàn)場通過組裝和連接而成的鋼結(jié)構(gòu)建筑。該結(jié)構(gòu)強度高、重量輕、抗震性能好，耐火耐腐蝕性能差，廣泛應(yīng)用于體育館、展覽館等公共建筑和工業(yè)廠房，其中輕型鋼結(jié)構(gòu)在我國發(fā)展迅速、市場成熟，應(yīng)用廣泛。

2.3裝配式木結(jié)構(gòu)建筑

裝配式木結(jié)構(gòu)建筑指的是木結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部品部件在工廠預(yù)制，現(xiàn)場裝配而成的木結(jié)構(gòu)建筑，具有節(jié)能低碳環(huán)保效益顯著、保溫抗震性能好、建造周期短等優(yōu)點。在國外，木結(jié)構(gòu)是一種被廣泛采用，非常受歡迎的建筑結(jié)構(gòu)，但是在我國除了園林景觀外，很少見到木結(jié)構(gòu)建筑。在我國，木結(jié)構(gòu)建筑受木材來源、設(shè)計規(guī)范和建造成本等限制，發(fā)展緩慢。至今，人們的觀念還停留在傳統(tǒng)木材的觀念上，認(rèn)為木材容易著火、易腐爛、易蟲蛀，建筑木材的研究停滯不前。

3、裝配式建筑應(yīng)注意的事項

建筑裝配式與傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式建造方式不同，結(jié)構(gòu)有較大差別。因此，裝配式建筑在設(shè)計、采購、施工、驗收階段應(yīng)注意以下事項。

3.1設(shè)計階段

（1）裝配式建筑應(yīng)遵守模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，按少規(guī)格、多組合的原則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，實現(xiàn)系列化和多樣化。

（2）裝配式建筑設(shè)計應(yīng)合理設(shè)置預(yù)制的拆分部位，考慮整體性及施工的便捷性，在裝配式專項圖紙中包含平面拆分圖和構(gòu)件圖，主要是為工廠化生產(chǎn)、裝配化施工創(chuàng)造條件，在設(shè)計階段應(yīng)與各專業(yè)圖紙（建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、電氣圖、給排水圖、裝修圖等）形成整體。

（3）根據(jù)規(guī)劃條件要求確定開發(fā)地塊的裝配式面積占比和單棟建筑裝配率，則可以確定使用預(yù)制構(gòu)件的種類（包含預(yù)制陽臺、預(yù)制疊合板、預(yù)制柱梁、預(yù)制樓梯、預(yù)制空調(diào)板等）。

（4）現(xiàn)場塔吊選型及布置應(yīng)根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的重量進(jìn)行提前設(shè)計，需保證塔吊末端能吊起最重的預(yù)制構(gòu)件（一般情況下，最重構(gòu)件為預(yù)制樓梯，重量約為2.1～4t）。

（5）建議將裝配式納入項目可研階段，如果裝配式深化設(shè)計介入過遲，將導(dǎo)致：增加額外的深化設(shè)計費用和圖審費用;構(gòu)件種類過多，無法標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn);無法提前進(jìn)行裝配式成本核算。

（6）預(yù)埋的內(nèi)容應(yīng)包含電氣、給排水、施工（放線孔和泵管孔）、裝飾（樓梯扶手）等，如果預(yù)埋點位出現(xiàn)偏差，只能在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)整，無形中增加成本。

3.2采購階段

（1）預(yù)制構(gòu)件屬于結(jié)構(gòu)的一部分，一般情況下由施工總承包方與預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)簽訂采購合同，也可由甲方（建設(shè)單位）與預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)簽訂采購合同。

（2）預(yù)制構(gòu)件的采購應(yīng)采用就近原則，一般情況下構(gòu)件廠的配送范圍為250km內(nèi)。據(jù)經(jīng)驗，超出配送范圍，預(yù)制構(gòu)件在長時間長距離的運輸過程中，將有1/3的構(gòu)件會出現(xiàn)開裂的問題。

（3）預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量取決于原材料的質(zhì)量、施工工藝及養(yǎng)護(hù)時間。

3.3施工階段

（1）運輸路線及堆放場地應(yīng)做提前布置。構(gòu)件運輸前需提前對構(gòu)件廠至施工現(xiàn)場之間的運輸路線進(jìn)行考察，考慮道路限高、限寬等因素;需考慮施工現(xiàn)場PC構(gòu)件卸貨區(qū)、堆放區(qū)的車輛回轉(zhuǎn)半徑等因素。

（2）預(yù)制構(gòu)件吊裝所用吊具材質(zhì)，規(guī)格，強度必須滿足國標(biāo)要求;每次使用前應(yīng)檢查損壞情況;吊點位置及吊鉤設(shè)置必須嚴(yán)格按圖紙要求設(shè)置;吊裝順序應(yīng)嚴(yán)格按照安裝圖紙標(biāo)明的順序進(jìn)行吊裝;吊具及構(gòu)件重心在垂直方向上重合，吊索與吊梁的水平夾角不宜小于60°。

（3）現(xiàn)澆節(jié)點的鋼筋布置必須嚴(yán)格按照圖紙中的節(jié)點大樣實施。

3.4驗收階段

裝配式建筑項目須納入聯(lián)合驗收范圍，建設(shè)單位除了提交常規(guī)清單資料外，還應(yīng)提交以下資料：

（1）施工所用各種材料、連接件及預(yù)制構(gòu)件的出廠合格證、質(zhì)量證明書、混凝土強度檢驗報告、鋼筋套筒等其他構(gòu)件鋼筋連接類型的工藝試驗報告、進(jìn)場驗收記錄和復(fù)試報告;駐廠監(jiān)理驗收資料。

（2）預(yù)制構(gòu)件安裝施工驗收記錄，鋼筋套簡灌漿、漿錨連接施工檢驗記錄，外墻保溫、防水施工質(zhì)量檢驗記錄。

（3）鋼筋套筒灌漿連接或鋼筋漿錨搭接連接、鋼筋機械連接和鋼筋焊接的施工檢驗記錄和第三方檢驗報告。

（4）連接構(gòu)造節(jié)點的隱蔽工程檢查驗收記錄，套筒灌漿等重點環(huán)節(jié)和部位影像資料。

（5）建設(shè)單位在工程竣工驗收合格后形成裝配式建筑驗收記錄表，納入項目竣工驗收報告。

4、裝配式建筑發(fā)展存在的問題

近年來，我國陸續(xù)制定頒布了一系列裝配式建筑的政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，相繼成立了一批產(chǎn)業(yè)基地和研究中心，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，開竣工面積逐漸提高、滲透率不斷提升，產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)持續(xù)健康向上的良好勢頭，但是產(chǎn)業(yè)區(qū)域發(fā)展仍不平衡，與發(fā)達(dá)國家相比還有較大的差距，裝配式建筑的應(yīng)用還有較大的提升空間。

4.1 產(chǎn)業(yè)鏈還不全

產(chǎn)業(yè)鏈興，則行業(yè)興。從區(qū)域鏈來看，裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈上下游還不是特別完備、鏈條較短、開發(fā)不夠，資源整合程度較低，甚至部分產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)缺失狀態(tài)。有的地區(qū)因項目建設(shè)好不容易聚集點產(chǎn)業(yè)鏈，由于市場后續(xù)乏力，企業(yè)在項目完工之后就撤掉了。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系滯后，欠完善

新興技術(shù)發(fā)展日新月異，往往先行于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。此時，正是規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的滯后期，要及時跟進(jìn)配套，使裝配式建筑活動有章可循、有規(guī)可依。近幾年，國家相繼出臺了一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和圖集，但是仍然與裝配式建筑的現(xiàn)狀不相適應(yīng)，與發(fā)展要求有差距。比如：運營維護(hù)階段缺乏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，有些標(biāo)準(zhǔn)未充分考慮節(jié)能環(huán)保要求，未能將綠色發(fā)展擺在標(biāo)準(zhǔn)編制的首位。

4.3 裝配式建筑發(fā)展主觀動力不足

一是建造成本較高。目前，裝配式結(jié)構(gòu)體系平均成本普遍比傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系高，成本偏高的原因主要有：裝配式建筑市場還處于試點、示范階段，一體化程度、標(biāo)準(zhǔn)化程度、規(guī)模化程度還不夠;EPC工程總承包推廣力度不夠。此外構(gòu)件的運輸成本、吊裝成本高也是原因之一。二是工藝流程陌生、技術(shù)實踐少。多年來，現(xiàn)澆一直是我國建筑業(yè)的主流施工方式，大多數(shù)施工單位已經(jīng)習(xí)慣于現(xiàn)場施工，不論從施工技術(shù)還是施工管理，裝配式工藝流程對施工企業(yè)來說都是新課題，實踐經(jīng)驗缺乏，一時之間還難于適應(yīng)。

4.4 缺乏一體化的集成能力

目前，裝配式建筑的實施，大多還在沿用傳統(tǒng)的思路。設(shè)計與其他環(huán)節(jié)脫節(jié)，設(shè)計的構(gòu)件、部品部件不便于加工、不方便安裝，導(dǎo)致工廠生產(chǎn)和現(xiàn)場裝配的工序復(fù)雜、效率低下;建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、裝修等專業(yè)集成、整合和協(xié)同不足，影響了建筑功能和體驗。

5、裝配式建筑發(fā)展問題的應(yīng)對策略

針對以上發(fā)現(xiàn)的裝配式建筑發(fā)展過程中的問題，筆者結(jié)合工作實際、市場調(diào)查及相關(guān)資

料，提出以下對策，希望對裝配式建筑發(fā)展有所幫助。

5.1 示范引領(lǐng)，分區(qū)推進(jìn)，逐步推廣

以政府投資的公共建筑和社會投資的商品住宅為樣板，打造裝配式建筑示范點。根據(jù)不同地區(qū)的市場狀況和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，因地制宜、分類推進(jìn)、示范先行，開工竣工一批、參觀學(xué)習(xí)一批、輻射帶動一片，以點帶面，形成局部帶動整體的工作格局。

5.2 補全產(chǎn)業(yè)鏈

裝配式要發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)顷P(guān)鍵。要立足產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，以設(shè)計企業(yè)為龍頭、預(yù)制構(gòu)件企業(yè)為基礎(chǔ)、裝配式項目為抓手，堅持“擴(kuò)大急需、提升薄弱、填補空白”原則，協(xié)同推進(jìn)開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、監(jiān)理、運行維護(hù)等產(chǎn)業(yè)補鏈延鏈。要充分考慮區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，科學(xué)定位產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，強化全產(chǎn)業(yè)鏈招商，加速全產(chǎn)業(yè)鏈布局，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚集群發(fā)展。

5.3 完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

裝配式建筑發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是基礎(chǔ)。要加強技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)和成套技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，編制符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、有利于設(shè)計、生產(chǎn)、施工和使用維護(hù)全過程、具有知識產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)，逐步完善從裝配式建筑設(shè)計、施工安裝、構(gòu)件生產(chǎn)到竣工驗收全過程的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

5.4 建立裝配式建筑專業(yè)人才培訓(xùn)體系

加快培養(yǎng)與裝配式建筑發(fā)展相適應(yīng)的技術(shù)和管理人才，重點加強對管理、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、監(jiān)理、檢測、驗收等人員的技術(shù)培訓(xùn)。在建筑行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員的繼續(xù)教育中增加裝配式建筑相關(guān)內(nèi)容。引導(dǎo)裝配式建筑相關(guān)企業(yè)培養(yǎng)自有專業(yè)人才隊伍，促進(jìn)建筑業(yè)農(nóng)民工轉(zhuǎn)化為技術(shù)工人。鼓勵相關(guān)的院校、骨干企業(yè)、職業(yè)培訓(xùn)機構(gòu)，設(shè)置裝配式建筑相關(guān)課程，建立裝配式建筑人才教育培訓(xùn)基地。

5.5 建立完善政策體系

裝配式建筑由于技術(shù)難度大，工業(yè)化程度低、成本偏高，很多房地產(chǎn)企業(yè)對質(zhì)量安全、利潤等疑慮重重，處于觀望態(tài)度。因此，要提振市場信心，提高建設(shè)單位的積極性，制定相應(yīng)的裝配式經(jīng)濟(jì)政策，降低稅費標(biāo)準(zhǔn)、提高財政補貼。同時，建全貸款融資、預(yù)售許可、土地出讓、施工許可等一整套的政策體系，激勵裝配式建筑發(fā)展。

5.6 提高系統(tǒng)集成能力

裝配式建筑是一個系統(tǒng)工程，要強化建筑、結(jié)構(gòu)、機電、內(nèi)裝一體化的集成設(shè)計能力，提高建筑整體性，避免二次拆分設(shè)計;要加強設(shè)計、生產(chǎn)、裝配、運營一體化協(xié)同配合能力，實現(xiàn)技術(shù)、管理、市場的協(xié)同和融合，發(fā)揮系統(tǒng)集成綜合優(yōu)勢。

結(jié)語：

裝配式建筑是我國建筑業(yè)綠色化、工業(yè)化、信息化發(fā)展的必然選擇，必將對建筑經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生深刻影響。因此，政府要因地制宜、綜合施策，補短板、強弱項、降成本、抓重點，發(fā)揮好龍頭企業(yè)和項目的示范帶動作用，健全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、完善產(chǎn)業(yè)鏈，提高系統(tǒng)集成能力，不斷提高我國裝配式建筑發(fā)展水平，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

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