裝配式建筑可持續(xù)發(fā)展對策研究

孫璇 劉長春 田原

通訊作者：劉長春，1973年2月，男，漢族，江蘇響水人，現(xiàn)任蘇州科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院建筑系副主任，副教授，碩士生導(dǎo)師，工學(xué)博士。研究方向：工業(yè)化建筑、被動式低能耗建筑。

基金項(xiàng)目：住建部科技計(jì)劃項(xiàng)目“裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀及其可持續(xù)發(fā)展對策研究”（2018年，項(xiàng)目號：2018-K9-042）;江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“裝配式建筑現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展研究——基于江蘇省及河北省部分縣市的實(shí)證調(diào)研”（2019年，項(xiàng)目號201910332014Z）;蘇州科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“工業(yè)化住宅標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)研究——基于設(shè)計(jì)企業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀的實(shí)證調(diào)研”（2019年）。

摘 要：近幾年，裝配式建筑在政府的大力推廣下發(fā)展迅速，在生產(chǎn)建設(shè)的各個方面體現(xiàn)出一定的超越傳統(tǒng)建筑的優(yōu)勢，從長遠(yuǎn)來看，有利于推動建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。但裝配式建筑也存在成本高、缺乏有效現(xiàn)場監(jiān)管、工人流動性大等尚待解決的問題。本文通過總結(jié)南通中央創(chuàng)新區(qū)建設(shè)過程中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，針對具體問題提出適合裝配式建筑可持續(xù)發(fā)展的建議。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;可持續(xù)發(fā)展;對策

一、前言

裝配式建筑的概念最早從國外引進(jìn)，歷經(jīng)了幾十年的陸續(xù)發(fā)展，如今裝配式建筑行業(yè)在我國各級政府的引導(dǎo)和鼓勵下已逐步做大做強(qiáng)，部分龍頭企業(yè)的新型裝配式建筑技術(shù)及模式正在反過來輻射國外。

曾有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，裝配式工業(yè)化建筑結(jié)構(gòu)體系將是建筑業(yè)發(fā)展的必然之路[1]。事實(shí)證明，在國家大力助推建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的這幾年里，裝配式建筑相對于傳統(tǒng)建筑的確彰顯出極大優(yōu)勢，擁有廣闊的發(fā)展前景。但同時，由于裝配式建筑體系還不夠完善，其進(jìn)一步的發(fā)展還存在一些亟須解決的問題。

本文以南通中央創(chuàng)新區(qū)為例，通過探討該裝配式建筑示范區(qū)建設(shè)過程中遇到的實(shí)際問題及相關(guān)企業(yè)應(yīng)對問題的措施，分析裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為今后我國裝配式建筑的可持續(xù)發(fā)展提供一些參考建議。

二、裝配式建筑優(yōu)劣勢分析

（一）裝配式建筑的優(yōu)勢

1. 節(jié)能環(huán)保

在近幾年的裝配式建筑生產(chǎn)建設(shè)過程中，相較于傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑的優(yōu)勢體現(xiàn)在很多方面，最突出的一點(diǎn)是符合國家提出的節(jié)能環(huán)保要求。據(jù)公開資料顯示，若預(yù)制構(gòu)件嚴(yán)格按照裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)，那么材料損耗率低至3%，可縮短施工周期25%～30%，節(jié)水約50%，節(jié)約木材約80%，降低施工能耗約20%，減少建筑垃圾70%～80%，并顯著降低施工粉塵和噪聲污染，從而降低對周邊環(huán)境的影響[2]。

2. 節(jié)省勞動力

傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的建造模式屬于勞動密集型，勞動力用量大，而裝配式建筑可以節(jié)省近46.2%的人工。總的來說，自裝配式建筑推廣以來，建設(shè)的總體效率有了極大提高[3]。

（二）裝配式建筑的劣勢

1. 建造成本高

雖然裝配式建筑有其優(yōu)點(diǎn)，但在推廣和應(yīng)用過程中也存在許多不可避免的問題。調(diào)研中多家公司證實(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)建設(shè)中，裝配式建筑比傳統(tǒng)建筑成本高12%～15%。這使得裝配式建筑企業(yè)在短期內(nèi)需要投入大量資本，其后果是企業(yè)在響應(yīng)政策上缺乏市場動力，造成政策與市場相脫節(jié)的局面。

2. 上下游產(chǎn)業(yè)不匹配

政府公開數(shù)據(jù)顯示，雖然歷年來裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)廠家在逐年增多，但由于環(huán)保要求高、審核嚴(yán)格等問題，裝配式預(yù)制構(gòu)件企業(yè)難以形成龐大的規(guī)模，并且地區(qū)之間資源分配不均，下游企業(yè)分布不均衡，造成設(shè)計(jì)方與施工方的矛盾，并且給上游企業(yè)增加額外的運(yùn)輸成本。

3. 技術(shù)要求高

從技術(shù)上來說，裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)需要的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)建筑，并且所有的裝配式建筑都存在拼裝、連接的問題。裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方式多種多樣，拿其中最主要的鋼筋套筒灌漿連接、混凝土連接來說，在套筒質(zhì)量、灌漿技術(shù)等方面存在不少安全隱患。尤其是采用建筑膠水進(jìn)行黏合的構(gòu)件，建筑的受力靠粘結(jié)點(diǎn)來支撐，一旦黏結(jié)出現(xiàn)問題將造成巨大的安全隱患。

4. 施工過程中缺少有效的管控手段來保障現(xiàn)場完成質(zhì)量

專家認(rèn)為，部分企業(yè)施工現(xiàn)場監(jiān)管不到位的現(xiàn)象仍然存在，由于施工現(xiàn)場人員流動量大，安排監(jiān)管又消耗大量人力，造成經(jīng)常缺少監(jiān)理監(jiān)督工人施工的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致裝配式建筑的安全性得不到保障，出現(xiàn)截?cái)噙B接構(gòu)件進(jìn)行野蠻施工的現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)問題，責(zé)任的追溯也會較為困難。

5. 施工工人素質(zhì)偏低，流動性大

施工企業(yè)中五十歲以上工人居多，年輕人不愿意從事繁重的建筑類行業(yè)。我國工人流動性較強(qiáng)，缺少責(zé)任心，文化程度和技能低下，達(dá)不到國外的水平。有專業(yè)人士認(rèn)為，此為目前最大的難點(diǎn)。

三、裝配式建筑可持續(xù)發(fā)展對策

（一）南通中央創(chuàng)新區(qū)裝配式建筑示范概況

2015年以來，國家出臺了許多鼓勵性的政策助推裝配式建筑的發(fā)展?！丁笆濉毖b配式建筑行動方案》要求，2020年裝配式建筑在新開工建筑中的占比達(dá)到15%以上，2025年占比達(dá)30%。據(jù)政府?dāng)?shù)據(jù)顯示，2018年南通全市新開工裝配式建筑面積達(dá)到了603.5萬平方米，占比接近60%，已超額完成任務(wù)。南通中央創(chuàng)新區(qū)（以下簡稱中創(chuàng)區(qū)）是南通市政府積極響應(yīng)國家關(guān)于推進(jìn)建筑工業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的政策，著力打造的城市新中心。南通作為裝配式建筑示范城市，目前已擁有覆蓋裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈的各類國家級、省級示范基地，形成長三角密度最大的PC構(gòu)件生產(chǎn)基地，PC構(gòu)件年產(chǎn)能近200萬立方米，省內(nèi)規(guī)模第一，初步形成現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)制造集群。

中創(chuàng)區(qū)相關(guān)建設(shè)工作自2016年啟動，到目前已有40多家包括中南建設(shè)、中建八局、南通四建、南通二建、南通華新等特級資質(zhì)企業(yè)在內(nèi)的建設(shè)單位及1萬多名建設(shè)者在同時施工。按照規(guī)劃，中創(chuàng)區(qū)總建筑體量約為1300萬平方米，科創(chuàng)載體配套的人才公寓、學(xué)校和醫(yī)院等公共建筑的體量占到70%，約為910萬平方米。科創(chuàng)中心是中創(chuàng)區(qū)的核心，正在加速建設(shè)的科創(chuàng)中心一期項(xiàng)目總建筑面積為58.8萬平方米[4]。

其中，中南集團(tuán)作為國家公布的第一批裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地之一，承包的中創(chuàng)區(qū)科創(chuàng)中心A-1項(xiàng)目已經(jīng)完成，總建筑面積為25萬平方米，共有三種結(jié)構(gòu)體系，分別為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆+預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)、鋼框架+鋼網(wǎng)殼。功能用途為酒店+辦公+行政服務(wù)中心。同時，中南集團(tuán)承包的另一項(xiàng)人才公寓一期項(xiàng)目計(jì)劃正在如火如荼地展開，預(yù)計(jì)在2020年下半年竣工交付使用，該項(xiàng)目建筑結(jié)構(gòu)體系包含預(yù)制混凝土構(gòu)件（PC構(gòu)件）及鋼結(jié)構(gòu)兩種，內(nèi)墻都采用陶粒鋼筋混凝土墻板，兩種結(jié)構(gòu)體系各自建造的每棟建筑不包含內(nèi)裝的預(yù)制裝配率都達(dá)到了近45%。

中建八局三公司承包了中創(chuàng)區(qū)科創(chuàng)中心一期A-3項(xiàng)目，該項(xiàng)目同樣是EPC總承包模式，主要結(jié)構(gòu)體系為預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)。

南通二建集團(tuán)承包了南通中央創(chuàng)新區(qū)醫(yī)學(xué)綜合體項(xiàng)目。此大型公建項(xiàng)目總建筑面積為36萬平方米，建造過程中采用了30多種創(chuàng)新技法，保證了項(xiàng)目的高質(zhì)量完成，并使得裝配建造符合綠色環(huán)保的理念[5]。

目前中創(chuàng)區(qū)在規(guī)劃上是城市發(fā)展和定位的資源聚集地，也是智慧建筑等高新技術(shù)行業(yè)的新興基地。因此，中創(chuàng)區(qū)的建設(shè)情況在推進(jìn)裝配式建筑行業(yè)發(fā)展方面有非常重要的參考價值。

（二）裝配式建筑可持續(xù)發(fā)展對策——以南通中央創(chuàng)新區(qū)為例

1. 利用先進(jìn)的技術(shù)系統(tǒng)和人工智能，提高管理水平

在中創(chuàng)區(qū)科研中心一期項(xiàng)目建設(shè)過程中，中南建設(shè)、中建八局等企業(yè)自主研發(fā)智慧工地系統(tǒng)，使生產(chǎn)過程更加可控，節(jié)省大量人力。此外，承接了科創(chuàng)中心PC構(gòu)件生產(chǎn)的南通現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司引進(jìn)國內(nèi)先進(jìn)的復(fù)合流水線、固定模臺流水線及鋼筋機(jī)器人等生產(chǎn)設(shè)備，以最新的生產(chǎn)技術(shù)打造綠色建筑，不僅減輕工人勞動強(qiáng)度，節(jié)省勞動力，還提高了安全生產(chǎn)系數(shù)、勞動效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了能源及原材料損耗。因此，此舉有利于擴(kuò)大裝配式建筑節(jié)省勞動力、環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢。

2. 進(jìn)行更有效的、以市場為主導(dǎo)的政策干預(yù)

2015-2020年可以說是南通市建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化試點(diǎn)示范期和推廣發(fā)展期，為了鼓勵裝配式建筑的發(fā)展，市政府把《南通市建筑業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》作為全市“十三五”重點(diǎn)規(guī)劃之一，率先推廣使用“新三板”政策，圍繞裝配式建筑設(shè)計(jì)及建造過程中需要解決的問題，積極資助本地企業(yè)開展課題研究，同時壓縮裝配式建筑項(xiàng)目的審批流程，對示范基地、示范項(xiàng)目給予專項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)貼，對符合條件的建筑企業(yè)給予稅費(fèi)優(yōu)惠等，保證了中創(chuàng)區(qū)重大項(xiàng)目工程的順利進(jìn)行，促進(jìn)了當(dāng)?shù)匮b配式建筑行業(yè)的良性發(fā)展。由此看來，有效的政策干預(yù)在一定程度上節(jié)約企業(yè)成本，引導(dǎo)市場形成良性競爭環(huán)境。

3. 推廣EPC總承包的管理模式，緩解上下游企業(yè)不匹配的問題

中南建筑在中創(chuàng)區(qū)施工建設(shè)過程中沿用其獨(dú)特的2253EPC總承包模式，從一項(xiàng)工程的各處細(xì)節(jié)都有嚴(yán)格的管控和監(jiān)察，能夠統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各方需求，及時溝通和傳達(dá)信息。這種總承包模式不但有利于工程問題的問責(zé)，也避免了上下游企業(yè)脫節(jié)的情況。

4. 鼓勵企業(yè)與高等研究院合作，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，共享合作成果

在科創(chuàng)一期項(xiàng)目建設(shè)過程中，中南建設(shè)運(yùn)用了機(jī)械化與接板機(jī)、二結(jié)構(gòu)砼澆筑機(jī)、早拆體系、PC深化等新技法，中建八局三公司采用了超長無縫結(jié)構(gòu)施工控制、連續(xù)多層大空間高支模架施工、鋼筋混凝土框架預(yù)制裝配施工、裝配式建筑數(shù)字建造、樓面混凝土澆筑定型馬道、機(jī)電圖紙實(shí)體化等新技法，南通二建集團(tuán)運(yùn)用了后澆帶下沉做法、深基坑大放坡施工、地下室模板免開洞技術(shù)、地庫早拆模體系、輕鋼龍骨加固體系等30余項(xiàng)創(chuàng)新工藝工法。這些都體現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新的重要性，技術(shù)創(chuàng)新是一個企業(yè)發(fā)展的動力，也是一個行業(yè)能夠可持續(xù)發(fā)展的支撐[6]。

為了協(xié)助開展中創(chuàng)區(qū)建設(shè)任務(wù)，并為裝配式建筑技術(shù)創(chuàng)新提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐，中國工程院院士歐進(jìn)萍率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與高等研究院共建的“南通裝配式建筑及智能結(jié)構(gòu)研究院”落戶中創(chuàng)區(qū)，該研究院聯(lián)合了另外兩家技術(shù)產(chǎn)業(yè)化公司，開展裝配式相關(guān)技術(shù)研發(fā)工作。此外，智能結(jié)構(gòu)研究中心將致力于研發(fā)高性能工程化傳感器技術(shù)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與智慧基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，自適應(yīng)消能減振與智能控制裝置、結(jié)構(gòu)減振控制與智能防震減災(zāi)系統(tǒng)，有望研究出精確便捷的裝配式建筑掃描驗(yàn)收新技術(shù)，解決裝配式建筑結(jié)構(gòu)自測和驗(yàn)收過程中的難點(diǎn)目前，研究院已與南通中南建筑集團(tuán)展開合作[7]。

企業(yè)與高等研究院合作有利于企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)、施工技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，從而節(jié)約成本，增加效益。同時也有利于科研成果快速應(yīng)用于生產(chǎn)建設(shè)，及時接收市場反饋，更有針對性地進(jìn)行產(chǎn)品升級，助推裝配式建筑的可持續(xù)發(fā)展。

5. 企業(yè)要推行恰當(dāng)?shù)膭趧?wù)管理模式，努力減少工人流動，提高工人素質(zhì)

以中南集團(tuán)為例，其推行實(shí)體勞務(wù)管理模式已有30年，推行成果顯著，目前有職工4萬余人。每個項(xiàng)目部都設(shè)立勞務(wù)隊(duì)，每個區(qū)域公司都設(shè)立相應(yīng)的勞務(wù)號碼公司。公司除了與所有勞務(wù)人員簽訂勞務(wù)合同、幫工人辦理保險、保證出勤外，還提供相當(dāng)優(yōu)厚的福利待遇。同時，公司每半年對建筑工人的技能進(jìn)行培訓(xùn)和考核，劃分技能等級，每年至少培養(yǎng)高級技工500名，中級技工1500名。通過保障工人合法權(quán)益、技能等級與福利待遇掛鉤、定期組織培訓(xùn)等措施可以有效減少工人流動，提高工人素質(zhì)。從而規(guī)范生產(chǎn)，規(guī)避重大工程失誤，保證裝配式建筑可持續(xù)性發(fā)展[8]。

6. 借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)、混凝土（PC）結(jié)構(gòu)等裝配式體系多樣化發(fā)展

2019年住建部提出要建立成熟的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，在此之前，PC結(jié)構(gòu)由于耐火極限高，抗沖擊能力強(qiáng)等顯著特性而發(fā)展較快，成為了中國裝配式建筑的主要結(jié)構(gòu)形式。一般來說，相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土，PC構(gòu)件更加抗裂，但PC構(gòu)件不是完美無缺的，也會出現(xiàn)表面有孔洞、磨損、微裂紋等質(zhì)量缺陷，如果不及時補(bǔ)救會造成安全隱患。鋼結(jié)構(gòu)沒有PC結(jié)構(gòu)耐火抗撞擊，但是鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是能夠節(jié)約空間，與PC結(jié)構(gòu)相比，抵抗變形的能力更好，并且鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)靠螺栓拼接，質(zhì)量是可控的，現(xiàn)場檢測也比PC結(jié)構(gòu)方便?？梢哉f，兩者各有其使用范圍，應(yīng)當(dāng)共同發(fā)展。在中南集團(tuán)承包的人才公寓一期項(xiàng)目中，建筑結(jié)構(gòu)體系就包含了預(yù)制混凝土構(gòu)件（PC構(gòu)件）及鋼結(jié)構(gòu)兩種，并且兩種的預(yù)制裝配率都達(dá)到了近45%。

目前，國外的裝配式鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用得比較多，技術(shù)體系也比較完善，國內(nèi)的起步就相對比較晚。因此，企業(yè)兼顧裝配式結(jié)構(gòu)多樣化發(fā)展是一件刻不容緩的事情，對整個建筑業(yè)來說具有長遠(yuǎn)意義。在解決鋼結(jié)構(gòu)不耐火不抗撞擊方面，就需要企業(yè)借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)相關(guān)技術(shù)，同時各企業(yè)要嚴(yán)格按照消防安全規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn)施工，杜絕違規(guī)生產(chǎn)行為。

四、結(jié)語

縱觀上述內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，裝配式建筑行業(yè)的前景是光明的，但要想完全解決裝配式建筑發(fā)展過程中的問題還需要經(jīng)歷一個漫長的過程，需要政府、企業(yè)乃至廣大從業(yè)人員的共同努力，才能實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[6]吳穎，樊允，靳明偉.“新技術(shù)（工藝工法）與管理創(chuàng)新成果現(xiàn)場觀摩交流會”在蘇州召開[EB/OL].http：//www.chinacem.com.cn/special/20190628/news01.html， 2019-04-16.

[7]中共南通市委機(jī)構(gòu)編制委員會（通編辦發(fā)[2019]114號）.關(guān)于設(shè)立南通裝配式建筑與智能結(jié)構(gòu)研究院的批復(fù)[Z]， 2019-08-01.

[8]中南建設(shè).南通市中央創(chuàng)新區(qū)科創(chuàng)中心一期A-1標(biāo)段項(xiàng)目亮點(diǎn)介紹[EB/OL].https：//www.sohu.com/a/324419274_720946， 2019-07-02/2020-04-16.