淺談我國裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢

莊麗+白國慶+董驊+李曉聰

摘要：我國為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，達到節(jié)能減排的目的，國家正盡量使裝配式建筑覆蓋建筑全行業(yè)。由于我國裝配式建筑的起步晚于西方發(fā)達國家，所以，在學(xué)習(xí)西方先進的經(jīng)驗之前，首先應(yīng)認識到我國裝配式建筑相比于現(xiàn)場現(xiàn)澆制作的優(yōu)點及不足，然后，結(jié)合目前21世紀(jì)互聯(lián)網(wǎng)、BIM等技術(shù)的興起對中國建筑業(yè)裝配式建筑的發(fā)展方向提出幾點合理的建議，預(yù)測裝配式建筑的未來發(fā)展趨勢。

Abstract： In order to achieve sustainable development and realize the goal of energy conservation and emissions reduction， China is trying to make prefabricated buildings cover the whole industry. Because prefabricated construction started later in China than the western developed countries， before learning western advanced experience， we should first realize the advantages and disadvantages of prefabricated construction in China compared with the cast-in-place， and then， combined with the rise of the Internet and BIM technology in the 21st century， some reasonable suggestions are put forward for the development direction of prefabricated construction in China to predict the future development trend of prefabricated construction.

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；優(yōu)缺點；發(fā)展趨勢

Key words： prefabricated construction；advantages and disadvantages；development trend

中圖分類號：TU71 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）17-0169-03

0 引言

隨著我國建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，裝配式建筑也在國內(nèi)逐漸推廣。裝配式建筑首先引起人們的注意是在20世紀(jì)60年代，由英、法等歐洲的幾個國家首先做了嘗試[1，2]。我國起步較晚，是在20世紀(jì)80年代，由于中國人口基數(shù)不斷增大對住房要求不斷的提高，有了這樣的需求以后，裝配式建筑才得到逐漸的推廣。國務(wù)院總理李克強16年9月14日主持召開國務(wù)院常務(wù)會議中強調(diào)要大力發(fā)展裝配式建筑，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級[3]。眾所周知，裝配式建筑具有建造速度快、節(jié)約勞動力、減少消耗等優(yōu)點，但也存在著許多的不足，比如需要注意構(gòu)建搭接處以及對于抗震的要求是否能得到滿足[4-7]。

在推廣裝配式建筑的同時，首先，是對裝配式概念有一個清醒的認識以及包括的種類；其次，要認識到目前我國裝配式建筑存在的優(yōu)點及不足；最后，學(xué)習(xí)發(fā)達國家的優(yōu)秀經(jīng)驗，指明我國裝配式建筑的發(fā)展方向。

1 裝配式建筑的特點以及種類

通過將相關(guān)文獻進行整理和歸納，將裝配式建筑的特點以及種類歸納如下。

1.1 裝配式建筑的特點

1.1.1 預(yù)制生產(chǎn)

建筑施工過程當(dāng)中需要的建筑構(gòu)件，大都是在工廠批量化的生產(chǎn)或者是現(xiàn)場預(yù)制。構(gòu)建筑的主要種類有：內(nèi)外墻板、空調(diào)板、樓梯、預(yù)制梁、預(yù)制柱等。以裝配式建筑中的外墻板構(gòu)件為例，可以通過制定相應(yīng)的模具、烘烤工藝、機械化噴涂達到預(yù)想效果。如果對建筑的耐火性、抗凍融性、防火防潮、隔聲保溫等性能指標(biāo)有要求，那么在工廠的生產(chǎn)過程中就可以控制和實現(xiàn)。

1.1.2 裝配式作業(yè)

相比于原始的現(xiàn)澆作業(yè)，裝配式建筑的裝配作業(yè)減少了工作量。采用專業(yè)的安裝團隊，需要相關(guān)企業(yè)從現(xiàn)場測量、吊裝、連接等各道工序均具有較高的技術(shù)力量和管理水平。這樣，就增加了裝配式施工作業(yè)的速度，也減少了在施工現(xiàn)場的勞動力，施工現(xiàn)場的物料堆積也會減少，有利于減低施工成本，更利于實現(xiàn)中國可持續(xù)發(fā)展的這樣一個戰(zhàn)略目標(biāo)。

1.1.3 滿足個性化需求

相比于傳統(tǒng)建筑開間較小、承重墻較多的事實，用戶在居住時沒有辦法對居住空間靈活的分割，而裝配式建筑因采用了輕質(zhì)隔墻，所以開間相對較大，滿足了用戶的個性化需求。例如，輕鋼龍骨配石膏板或者其它輕型板材正是隔墻的最好材料之一。

1.1.4 現(xiàn)代化的功能

①節(jié)能減耗：因在外墻設(shè)有保溫層，冬天，使屋內(nèi)的采暖盡量不受外面冷空氣的侵襲；夏天，使屋內(nèi)的冷空氣盡量減少流失。

②密封隔音：門窗和墻體的密封功能得到了增強，保溫材料具有吸聲的特點，不僅可以避免外來噪音對室內(nèi)安靜的環(huán)境感染，同時也可以創(chuàng)造一個更加私密的室內(nèi)環(huán)境。

③防火抗震等：因使用了不燃或難燃材料，可以防止火災(zāi)的蔓延或波及；又因使用了輕質(zhì)的裝配式材料，有效的降低了建筑物自身的重量，增加裝配式的柔性連接等。

1.2 裝配式建筑的種類

1.2.1 按預(yù)制材料的類型分類

①砌塊建筑。

砌塊建筑指的是用預(yù)先制成的塊狀材料砌成墻體的裝配式建筑，適用于建造3～5層的相對較低層的建筑，如果適當(dāng)?shù)奶岣咂鰤K本身的強度或者增加配置砌塊內(nèi)的鋼筋，還可以相應(yīng)增加層數(shù)。砌塊建筑適應(yīng)性比較強，生產(chǎn)工藝相對簡單，施工也簡便，造價相比于原始現(xiàn)澆較低，還可將地方材料和工業(yè)廢料利用起來。

②板材建筑。

板材建筑又稱大板建筑，由預(yù)制好的大型內(nèi)外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成。它可以被認為是工業(yè)化體系建筑中全裝配式建筑的主要類型。板材建筑有效的減輕了結(jié)構(gòu)自身的重量，提高了生產(chǎn)效率，擴大了建筑的使用面積以及提高了防震的能力。

③盒式建筑等。

盒式建筑是一種以板材建筑為基礎(chǔ)發(fā)展起來的裝配式建筑。這種建筑工廠化的程度相當(dāng)高，現(xiàn)場安裝的速度快。不僅可以在工廠完成盒子的結(jié)構(gòu)部分，還可以安裝好內(nèi)部裝修和設(shè)備，甚至連家具、地毯等也可以安裝齊全。盒子吊裝完成、接好管線后即可使用。盒子建筑工業(yè)化程度很高，但是投資大，運輸不方便，而且需要用重型吊裝設(shè)備，因此，發(fā)展受到一定的限制。

1.2.2 按裝配化程度分類

①全裝配：類似于預(yù)制裝配式，只不過是全部采用裝配式構(gòu)建，一般限制為低層或抗震設(shè)防要求較低的多層建筑。

②部分裝配：類似于裝配整體式，部分裝配混凝土建筑，主要構(gòu)件一般采用預(yù)制構(gòu)件，在現(xiàn)場通過現(xiàn)澆混凝土連接，形成裝配整體式結(jié)構(gòu)的建筑。

2 我國裝配式建筑相比于現(xiàn)場制作的優(yōu)點

2.1 縮短了工期

相比于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆式，裝配式建筑的構(gòu)件不需要現(xiàn)場澆筑和養(yǎng)護的時間，下一道工藝工序也不需要等待上一道工藝工序完成并且檢驗合格等，都是從預(yù)制構(gòu)件長運輸過來后直接由大型機器拼裝完成，大大減少了施工工期，提高了建筑效率。

2.2 減少用工

我國建筑業(yè)工人出現(xiàn)了年齡斷層，目前的現(xiàn)場工人普遍年齡偏大，勞動力不足，導(dǎo)致傳統(tǒng)的施工方式缺少有經(jīng)驗又有勞動力的施工工人，單日用工費用的不斷上漲也增加了施工成本。裝配式建筑正好彌補了這一現(xiàn)狀，它采用機械現(xiàn)場裝配施工，減少了現(xiàn)場施工以及管理人員，不僅節(jié)省了人工費用，還提高了生產(chǎn)效率。

2.3 安全得到保證

眾所周知，建筑行業(yè)大都屬于露天作業(yè)，并且相當(dāng)一大部分的建筑屬于高層建筑。在施工的過程當(dāng)中經(jīng)常會出現(xiàn)施工工人以及第三者的人員傷亡事件。裝配式建筑大部分的工作是由及其完成的，現(xiàn)場也只存在少量的管理及技術(shù)人員，使人員的安全得到了保證。

2.4 耗材低、污染少、噪聲小

現(xiàn)場現(xiàn)制的鋼筋混凝土，會造成多余材料的浪費，甚至在現(xiàn)場制作構(gòu)件之前，材料的堆積也會造成材料的損耗。裝配式建筑不僅避免了前述情況，由于是在工廠預(yù)制構(gòu)件，由于不需要現(xiàn)場攪拌、振搗，且不需要大量的施工機械，減小了現(xiàn)場的揚塵和噪音。

3 我國裝配式建筑面臨的不足

3.1 技術(shù)有待優(yōu)化

在技術(shù)方面應(yīng)從兩個方面進行分析。第一方面，是指構(gòu)件本身的技術(shù)性。在設(shè)計的初期是指對裝配式構(gòu)件進行深化設(shè)計；在生產(chǎn)過程中是指，制造磨具的原材料質(zhì)量層次不齊和配件配套情況不一；預(yù)制構(gòu)件的通用性不強，且未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。另一方面，是指整合裝配式建筑構(gòu)件的技術(shù)性。裝配式建筑并沒有通過BIM和射頻技術(shù)普遍實現(xiàn)協(xié)同與數(shù)據(jù)的管理，在優(yōu)化裝配式建筑建造流程過程當(dāng)中也缺乏相應(yīng)的技術(shù)型專業(yè)人才。

3.2 相關(guān)文件不健全

盡快編制和完善裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計、生產(chǎn)、施工、驗收及檢測標(biāo)準(zhǔn)，確定配套的設(shè)計方法、制作工藝、施工指南及驗收標(biāo)準(zhǔn)，以促進技術(shù)成熟及推廣。

3.3 構(gòu)件節(jié)點隱患

裝配式建筑構(gòu)件節(jié)點的連接方式可以分為濕連接和干連接。干連整體性和塑性較差，濕連接由于采用了現(xiàn)場澆筑，養(yǎng)護等增加了施工周期。不僅如此，構(gòu)件的節(jié)點處在抗震和防水效果也不佳。

3.4 物流成本高

裝配式建筑的構(gòu)件是從各個構(gòu)件生產(chǎn)廠運輸?shù)浆F(xiàn)場的，不僅運輸成本高，在運輸過當(dāng)中發(fā)生的構(gòu)件損耗也會增加成本。為了節(jié)約物流成本可能會采取就近大批量采購的原則，這樣卻讓采購方不得已篩選掉了一些更加適合做此類構(gòu)件的廠家，另一方面由于生產(chǎn)工藝不成熟、相關(guān)文件不健全，在生產(chǎn)廠家的構(gòu)件質(zhì)量得不到有效監(jiān)控。

3.5 接受程度低

由于裝配式建筑相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑一次性投入比較高，使得生產(chǎn)裝配式建筑構(gòu)建的企業(yè)積極性較低。從開發(fā)商的角度來說，他們習(xí)慣了傳統(tǒng)的建筑方式，從而不愿意去創(chuàng)新。在住戶的角度來說，他們不理解裝配式建筑的優(yōu)勢，陳舊的理念讓他們擔(dān)心此類建筑的質(zhì)量安全，不愿意購入，這種情況更使開發(fā)商的積極性得不到高漲。

3.6 創(chuàng)意限制

裝配式建筑是否會造成建筑師創(chuàng)意上難以達成是人們關(guān)心的主要問題。一方面，有些大跨度的梁現(xiàn)澆混凝土難以達成，裝配式建筑可以很好的實現(xiàn)，但是另外一方面，建筑師在考慮運用裝配式構(gòu)件時，要熟悉裝配式建筑構(gòu)件的特點，也要考慮成本方面的問題，在設(shè)計新型構(gòu)件的同時，要權(quán)衡對新型構(gòu)件的模板一次性投入是否合理。

4 總結(jié)及展望

新生事物的發(fā)展初期都會面臨著種種困難，裝配式建筑的發(fā)展可上升到國家層面，匯入到國家發(fā)展計劃當(dāng)中去，以國家的發(fā)展帶動裝配式建筑的發(fā)展合普及，國家也應(yīng)出臺健全的補貼政策鼓勵。我國的裝配式建筑起步較晚，現(xiàn)有的技術(shù)并不能支撐很高的建筑，即使可以做到，技術(shù)方面也明顯生疏。通關(guān)過整理大量的資料可以發(fā)現(xiàn)，我國未來裝配式建筑的發(fā)展方向可以歸為以下幾類：①新材料。研發(fā)的材料要過技術(shù)和質(zhì)量關(guān)。②通用構(gòu)件的普適性。要減少新型構(gòu)件的一次性投入，而要利用構(gòu)件的普適性，通過對通用構(gòu)件的轉(zhuǎn)換或者合理組合達到新型構(gòu)件的要求。③BIM和射頻技術(shù)。通過BIM技術(shù)和射頻技術(shù)的不斷發(fā)展，并行工程會推動裝配式建筑的發(fā)展。

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