文/張羽 圖/中國建筑設計研究院有限公司裝配式建筑工程研究院

圖1 哥本哈根筒倉改造公寓
編者按:相比幾年前第一次和《中裝》雜志探討裝配式建筑、裝配式裝修的技術、項目,此次中國建筑設計研究院有限公司裝配式建筑工程研究院副院長王凌云在聊起近幾年我國裝配式建筑的發展情況,更多展示了一位研究者的深度思考:裝配式建筑相對于我國目前建筑裝飾行業的發展適用性到底如何?一個好的建筑房屋對居住者、使用者來說到底意味著什么?前者大抵是技術和實踐在國情發展下的討論,后者卻更加觸動所有人的神經:經歷了3 年的新冠肺炎疫情,每個人待在家中的時間被無限放大。疫情結束之后又快速進入一個到處走走看看的狀態,這種聚散和所處空間的拉扯,讓我們對房子的理解進一步加深。
裝配式建筑符合建筑產業現代化、智能化、綠色化的發展方向,為推動裝配式建筑產業發展,國家層面出臺了一系列支持政策。如2022 年1 月,住建部發布《“十四五”建筑業發展規劃》,提出大力發展裝配式建筑,完善鋼結構建筑標準體系;到2025 年,裝配式建筑占新建建筑的比例達30%以上。2022 年2 月,住建部發布《關于加強保障性住房質量常見問題防治的通知》,提出保障性住房應采用工程總承包模式,大力推廣裝配式等綠色建筑建造方式等。
目前,混凝土結構和鋼結構是我國裝配式建筑行業主流的結構,鋼結構有強度高、自重輕、整體剛度好、抵抗變形能力強等特點,有建造速度快、抗震性強等優點。隨著國家對于“公共建筑優先采用鋼結構”等多項政策逐步落地,鋼結構的需求將會迎來新的增長空間。
總的來看,近年來裝配式建筑呈現良好發展態勢,在政策驅動和市場引領下,裝配式建筑的設計、生產、施工、裝修等相關產業能力快速提升,同時帶動構件運輸、裝配安裝、構配件生產等新型專業化公司發展。裝配化裝修的市場份額也隨著裝配式建筑的發展不斷增長。目前,裝配化裝修多應用在政府投資的保障性住房,如公租房、共有產權房等。開發投資類的項目中長租公寓應用也較多。
裝配化裝修的技術不斷完善,之前多被吐槽的隔聲、防火、硬度等性能化的問題不斷被改善,裝修后房間的整體品質與舒適都會加強,因此技術與產品也越來越被市場與客戶接受。不過由于能夠提供整套的裝配化內裝技術、產品及施工的系統性供應商并不多,目前市場上的裝配式裝修工程,多采用傳統的施工招標,部品部件的采購供應與安裝施工分開,導致產品兼容性差、安裝精準度達不到要求,施工質量無法保證。很多采用裝配化裝修出現使用問題的工程大多與此有關。
因此,裝配式建筑、裝配式裝修需要從設計入手,強化系統化、產品化的思維意識,提升設計標準化、精細化水平,這樣才能提高部品部件的通用性與適配性,加速產品制造的工業化與施工安裝的裝配化。
根據住建部發布的《2020 年度全國裝配式建筑發展情況的通報》,京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區,常住人口超過300 萬的其他城市為積極推進地區,其余城市為鼓勵推進地區。2021 年重點推進地區新開工裝配式建筑面積為3.9億平方米,占全國的比例為52.1%,積極推進地區和鼓勵推進地區新開工裝配式建筑面積為3.5 億平方米,占47.9%。
目前,我國的裝配式建筑產能主要分布在湖南、江蘇、山東等地這些地區,預制混凝土(PC)構建生產和設備制造企業較多,為發展裝配式PC 建筑提供了便利條件。2022 年初對濟南、成都、南京開展了裝配式建筑政策調研,發現各地陸續出臺了大力推廣裝配式建筑的相關政策并編制發布了本省的《裝配式建筑評價標準》。
山東省主要有以下幾個方面:
(1)持續加大裝配式應用范圍與面積,在政府投資工程率先推行。新建公共租賃住房、棚戶區改造安置住房、學校、醫院等項目按照國家和省有關要求實施裝配式建造。
(2)積極推動地下車庫、地下建筑以及軌道交通、地下管廊等市政工程采用裝配式技術建造。
(3)鼓勵商品住宅全面采用預制樓梯、疊合樓板,非砌筑內隔墻、空調板、陽臺等預制構件,新建高層住宅實行全裝修,積極推廣豎向構件。
(4)大力發展裝配式混凝土建筑和鋼結構建筑,推廣鋼結構裝配式住宅,新建公共建筑原則上采用鋼結構。
(5)大力支持試點城市的裝配式發展以及裝配式產業基地建設。
(6)在容積率、用地保障、稅收和信貸優惠、獎勵補助、建造成本、部品部件運輸等多方面為裝配式建筑發展提供支持。
(7)技術標準相對完善。
成都也制定了相應的內容,有如下幾點:
(1)有計劃、分階段推進PC 結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構、輕鋼龍骨結構、木結構等的應用。積極推廣鋼結構裝配式建筑發展,推進鋼結構住宅建設,推廣裝配式裝修,進一步健全技術標準體系,加強裝配式通用部品部件標準化建設。
(2)在容積率、用地保障、稅收和信貸優惠、獎勵補助、建造成本、部品部件運輸等多方面為裝配式建筑發展提供支持。
(3)在市政工程中推廣應用工業化生產的定型化、標準化、集成化、預制部品部件,推動現場傳統施工工藝轉化為工廠化生產、裝配化安裝。
(4)大力支持試點城市的裝配式發展以及裝配式產業基地建設。
(5)不斷完善裝配式建筑設計與施工全過程的技術標準、設計導則以及監督機制的制定,進一步保證設計落實過程的準確性。
作為建筑裝飾行業的大省、強省,2022年江蘇省委辦公廳、省政府辦公廳印發《關于推動城鄉建設綠色發展實施意見的通知》提出:“穩步發展裝配式建筑,大力發展裝配化裝修,到2025 年,裝配式建筑占同期新開工建筑面積比達50%,裝配化裝修建筑占同期新開工成品住房面積比達30%。”這明確建筑產業現代化工作是達成“雙碳”目標必須履行的重要舉措,加強部門協調、形成工作合力,確保圓滿完成省委省政府確定的目標任務。
可以看出,各地《裝配式建筑評價標準》結合本地區自然資源,提出相應的技術發展要求:比如山東省把平面標準化、部品部件標準化納入裝配率得分計算中;而以成都為代表的四川省按居住建筑、公共建筑、工業建筑不同類別,分別指定了對應的《裝配率計算細則》;江蘇省把標準化設計、集成技術應用等納入裝配式建筑的綜合評定中。
海南自貿港的建立離不開裝配式建筑、綠色建筑的發展。2017 年,海南省住建廳印發了《海南省建筑產業現代化(裝配式建筑)發展規劃(2018~2022)的通知》,明確提出三步目標;2022 年6 月,省政府辦公廳又引發了《關于進一步推進我省裝配式建筑高質量綠色發展的若干意見》,提出海南省2022 年新開工的裝配式建筑要占到新建建筑的比例達60%,到2025 年,新開工的裝配式建筑占新建建筑比例要大于80%。在這一過程中,海南省也逐漸摸索出一套自己的裝配式建筑的特點。由于其特殊的地理環境和位置,海南對裝配式建筑的要求又增加了防水、防潮、抗臺風等等的更多要求,和研發機構、企業等積極開展合作。在今年10 月20 日,海南將舉辦第二屆中國(海南)全裝修產業與裝配式內裝修智造高峰論壇,尋求和全國、乃至世界各地的裝配式建筑、裝配式裝修領域的合作。
王凌云:國外的裝配式建筑起源于歐洲,二戰后的城市重建、經濟復蘇、城市人口快速增長,對住房需求急劇加大(如圖2),促進了住宅工業化的快速發展。70 年代的歐洲、日本、美國的預制混凝土構件被廣泛使用,預制混凝土裝配式技術發展日趨成熟,逐步形成了完整、全面的技術體系和管理標準。同時裝配式建筑的優勢很好地彰顯出來:預制構件在工廠生產,能落實嚴格的質量管控;預制構件現場安裝,施工效率提升;建成后房屋質量高,維護成本降低。因此提高效率、提升品質、降低成本是國外裝配式建筑得以發展的重要原因之一。國外的裝配式建筑種類多樣,除了預制混凝土結構外,鋼結構、輕鋼結構、木結構的裝配式建筑也都有很好地發展(如圖3-4)。近些年,由于全球的環境問題日益突出,裝配式建筑因其能減少環境垃圾、降低全過程的能源消耗、推進環境的可持續發展,被越來越廣泛地應用(如圖5)。

圖3 木結構房屋內部

圖4 木結構房屋外景

圖5 哥本哈根筒倉改造公寓:把老的糧倉改造為公寓,外部陽臺和外飾面采用整體預制,現場吊裝的技術
我國目前的裝配式建筑發展距離國外還有一些差距,技術與管理水平仍需要不斷提高。目前建設成本偏高仍是我國制約裝配式建筑發展的首要原因;其次,提高質量和施工效率的優勢沒能很好發揮出來,也讓社會對裝配式建筑存在一定的偏見。因此要推進裝配式建筑的發展,除了政策引導的同時,還要盡快細化完善技術標準與管理措施,加強人才隊伍在技術、技能、管理方面的培養,融合信息化和智能化技術實現裝配式建筑全專業、全過程的協調工作與精細化管理,提升裝配式建筑的全鏈條整體水平。
王凌云:這幾年由于疫情原因,大量快速建造的臨時性房屋投入使用,促進了裝配式建筑在一體化集成、工廠化生產、快速化安裝、可逆拆裝等方向發展。除了方艙醫院外,由于我國是個自然災害多發的國家,因此可拆裝的臨時建筑在防災救援、應急救災等領域也有廣泛需求。現在的救災指揮部和災民初期安置房,大多采用帳篷和活動板房。帳篷雖然拆裝方便但不能抵抗惡劣的氣候條件;活動板房具有一定環境適應性,但結構牢固性、防水、保溫、隔聲等性能有待進一步提高;臨時性的集成房屋還可以應用在一些大型體育賽事和文化活動現場,一般采用活動板房或集裝箱房屋(如圖6)。集裝箱房屋整體在工廠制造,集成化程度高,但需要整體運輸及儲藏,占用空間大,成本也會高一些。這次疫情過后,人們渴望走到戶外,與大自然充分接觸,“露營”也變成非常流行的旅游方式。人們向往一種“帶著房子到處走”的多元化的生活方式。因此對快裝式集成房屋的適應性、舒適性、可移動等方面會有更高要求。這些方面可作為快裝式集成房屋進一步發展的方向。目前中國建筑設計研究院研發了一種拆裝式應急建筑(如圖6-7),由鋼桁架、鋼梁和鋼連接件組成結構支撐,現場螺栓連接,安裝效率高;建筑內墻和外墻均工廠整體化生產,墻體內集成給水、電氣、通風等管道,實現工廠集成制造,減少材料損耗。這種拆裝式鋼桁架建筑采用平面化構件,有利于貯存和運輸。構件強度高、連接簡單,可實現反復拆裝、多次使用。建筑的牢固性、舒適度、防火、隔聲、保溫性能也由明顯提高。

圖6 集裝箱式房屋框架、用大型拖車整體運輸

圖7 拆裝式建筑:中國院研發的拆裝式建筑采用平面化構件,有利于運輸儲存、構件強度改、拆裝方便、建筑性能優良
王凌云:的確,對于什么是“好房子”、“好房子”的標準是什么,是當下業內人士討論的熱點問題。許多評價圍繞住房的性能、材料、技術、設計、建造及運營展開,但歸結到底是要滿足老百姓對更加美好生活向往的需求,2020 年中國建設科技集團與中國房地產業協會牽頭組織開展了《全國綠色宜居住區質量與建筑品質滿意度調查》,調查涵蓋全國34 個省、市、自治區,收回3 萬多份有效問卷。調查結果表明,與住房相關的問題主要集中在四大方面:結構、消防、健康等安全問題,墻面和屋面裂縫、滲漏等質量問題,材料老化、設備運行不暢等耐久性問題,墻體和樓板隔聲、保溫隔熱效果差等性能問題。所以好房子首先要解決當下老百姓反映最多的住房難點和痛點問題。其次,老百姓對美好生活的向往隨著社會交往與科學技術的發展也在不斷變化,比如:幾十年前小康住宅、大板住宅等在當時具有很好地引領性,但以現在的各項標準看就會有局限性。因此,好房子的評價標準應該是動態的、相對的。
什么是“好房子”,要從居住者切實需求下的出發,一是安全牢靠。主要指工程質量好,包含主體結構、圍護結構、內裝和設備管線等。采用的技術與產品成熟度高、各項部品部件的連接安裝工藝完善,材料品質與施工質量均有可靠保障;建筑使用壽命長,裂縫、滲漏等常見工程質量問題得到有效治理。 二是舒適便利。戶型布局合理、功能完善,采光、隔音、通風、保溫隔熱等性能良好,設備設施齊全,居住舒適度高;內裝部品部件和設備管線更換方便、維護維修便利(如圖8);房屋內部采用大空間結構形式(如圖9),布局可變,可滿足家庭結構變化的多樣性需求,具有適老化、適幼化功能。三是健康綠色。建筑材料綠色環保,空氣、水質衛生,溫濕度適宜,居住環境健康。四是經濟智能。房屋的運營維護成本低,使用過程節能、節水、節材;信息化基礎設施齊全,配備智能安防、遠程控制、人體感應等智能家居系統。

圖8 室內采用裝配式裝修技術,管線與結構分離,內裝和設備管線更換方便、維護維修便利

圖9 大跨度箱板鋼結構內景,內部采用大空間結構形式,布局可變,可滿足家庭結構變化產生的需求
如何建“好房子”?首先要有好的設計,應該用系統化思維,從設計材料及部品選擇、技術應用、工程建造、運維管理等幾個方面打造老百姓滿意的“好房子”。堅持以人為本,從居民的使用需求出發,圍繞安全、舒適、健康、耐久、經濟等幾個方面開展設計。其次是采用優質的建材部品。選用品質好、壽命長、綠色環保、無毒無害、施工便利的建筑材料與產品。三是推行工業化建造方式,采用成熟、方便、簡單的施工工藝,學習制造業先進的理念,融合精益制造與智能建造新方式,做出高品質的好房子。
如何讓既有房屋變成“好房子”?首先可以從安全耐久、舒適便利、健康綠色、經濟智能等方面對既有房屋結構、材料、性能、使用等進行評定。其次對既有房屋的房屋質量與使用情況進行診斷,根據問題大小確定救治改造方案。三是推動發展既有房屋改造技術,讓更多的優質建材、優質部品部件與設備能讓老百姓使用上,同時降低改造過程對老百姓日常居住的影響。四是建立鼓勵改造的引導機制,比如搭建改造樣板間讓市民參與改造過程、通過優惠政策鼓勵用戶自改時選用先進的改造技術和優質的部品部件。