裝配式建筑對(duì)現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的影響研究

夏筱川

（長(zhǎng)江職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430000）

1 引言

經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快了現(xiàn)代化進(jìn)程，同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)了負(fù)面影響。行業(yè)發(fā)展需要順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，建筑行業(yè)也不例外，建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展需要推進(jìn)裝配式建筑，其優(yōu)點(diǎn)是可以有效提升建筑工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，強(qiáng)化裝配式建筑產(chǎn)業(yè)管理，在一定程度上促進(jìn)建筑行業(yè)健康有序發(fā)展。裝配式建筑在我國(guó)發(fā)展較晚，大量應(yīng)用出現(xiàn)在1990年以后，住宅的商業(yè)化將建筑業(yè)推到了高位發(fā)展階段，裝配式建筑得以快速發(fā)展。

2 裝配式建筑的概念及特點(diǎn)

2.1 裝配式建筑的概念

預(yù)制的裝配式建筑是將建筑構(gòu)成部分提前生產(chǎn)，按照既定的方式運(yùn)送至建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)，并按照相關(guān)流程進(jìn)行安裝和組裝，使之成為結(jié)構(gòu)完整、功能齊全的建筑物。此類(lèi)建筑施工過(guò)程大致可分為兩個(gè)過(guò)程。

（1）建筑物構(gòu)建的提前預(yù)制過(guò)程。按照流程將鋼筋、混凝土和木材等原材料運(yùn)送至預(yù)制工廠進(jìn)行加工，形成成品，如樓板、樓梯等，這樣的構(gòu)件仍屬于傳統(tǒng)的建筑構(gòu)件。現(xiàn)代工業(yè)建筑較傳統(tǒng)建筑有更高要求，現(xiàn)代建筑更多的要求是構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化和特色化，這就需要相關(guān)單位要進(jìn)行精細(xì)化的設(shè)計(jì)和加工，使得預(yù)配式構(gòu)件能夠滿足時(shí)代需求。

（2）建筑構(gòu)件的裝配工作。此階段主要是建筑構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)的裝配，具體過(guò)程是將建筑構(gòu)件運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，而后根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其吊裝至指定位置，裝配完畢后，進(jìn)行校準(zhǔn)和混凝土灌漿澆筑。

2.2 裝配式建筑的特點(diǎn)

對(duì)于傳統(tǒng)建筑而言，裝配式建筑在生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工環(huán)節(jié)均與傳統(tǒng)建筑有很大區(qū)別。

（1）生產(chǎn)過(guò)程。裝配式建筑的構(gòu)件大部分是提前制定的，沒(méi)有中間加工環(huán)節(jié)，可以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、提升建筑質(zhì)量和施工效率，其施工量和建筑垃圾明顯減少，并且在一定程度上減輕了施工過(guò)程中的噪音，增強(qiáng)了安全性能。

（2）施工過(guò)程。大幅度減輕了建筑工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作量，提升工作效率，保障施工質(zhì)量。

（3）施工設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)建筑是先設(shè)計(jì)再施工，然后裝修，而裝配式建筑可以將三者同步進(jìn)行，對(duì)工程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，保障建筑質(zhì)量。為此，裝配式建筑在保障建筑質(zhì)量的同時(shí)，能夠降低成本、增加效益。

3 裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)

3.1 有效縮短建筑施工周期

傳統(tǒng)建筑施工往往采取現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工方式，在理想條件下，一般2～3天能完成一層建筑，若各層以不同的施工單位進(jìn)行施工，則完成一層建筑大約需一周時(shí)間，建筑工程需要按照既定程序進(jìn)行，不能同時(shí)施工。而裝配式建筑的主要構(gòu)件可以交由不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，這樣就不需要進(jìn)行大規(guī)模建造。工廠生產(chǎn)完畢后，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝和拼接，綜合條件下，完成一層主體結(jié)構(gòu)大致需要3天時(shí)間，施工時(shí)間是傳統(tǒng)多層和低層建筑施工周期的一半，有效縮短了建設(shè)周期。同時(shí)，裝配式建筑可以避免在現(xiàn)場(chǎng)加工構(gòu)件和現(xiàn)場(chǎng)施工，機(jī)械化應(yīng)用程度較高，有效降低了勞動(dòng)力成本。

3.2 有效減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)

對(duì)于裝配式建筑而言，建筑構(gòu)件主要由工廠生產(chǎn)，可有效降低建筑工地施工過(guò)程中產(chǎn)生的大量建筑垃圾，由于建筑構(gòu)件是提前預(yù)制的，其在運(yùn)輸和裝配過(guò)程中，不會(huì)造成揚(yáng)塵現(xiàn)象，避免建筑施工過(guò)程中的噪音和粉塵。同時(shí)，提升施工效率，縮短夜間施工時(shí)間，避免了光污染。

3.3 減少資源浪費(fèi)

建筑業(yè)的材料浪費(fèi)主要來(lái)源于業(yè)主對(duì)建筑物的改動(dòng)，其改動(dòng)過(guò)程不僅浪費(fèi)大量財(cái)力物力，更浪費(fèi)建筑材料，造成原有設(shè)計(jì)變更和二次施工的發(fā)生。裝配式建筑減少資源浪費(fèi)主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）減少內(nèi)外墻體抹灰量。對(duì)于建筑體來(lái)說(shuō)，為了使外觀更加美觀大方，常采用抹灰的方式。裝配式建筑表面基本平整，不再需要抹灰步驟，節(jié)省了該環(huán)節(jié)的相關(guān)費(fèi)用。

（2）節(jié)省裝飾性材料。裝配式建筑的構(gòu)建，在制造過(guò)程中就考慮了裝飾性細(xì)節(jié)，在一體化成型的基礎(chǔ)上添加了美觀的元素，節(jié)省了組配后的二次裝飾，這也是今后裝配式建筑發(fā)展的方向之一。

（3）建筑材料的二次利用。裝配式建筑的構(gòu)件均是工廠流水線生產(chǎn)的，可以進(jìn)行建材的再次利用、二次加工，以達(dá)到節(jié)省材料和環(huán)保的目的。

（4）拆除的回收成本。裝配式建筑材料一般選用環(huán)保材料，其主要構(gòu)件均可回收再利用，建立回收再利用機(jī)制，可形成可持續(xù)發(fā)展模式。相比于傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑在拆除過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生大量建筑垃圾，有利于資源回收再利用。

4 裝配式建筑發(fā)展中的不足

4.1 建筑工業(yè)化程度有待提高，標(biāo)準(zhǔn)化程度低

發(fā)達(dá)國(guó)家的裝配式建筑發(fā)展較早，相關(guān)理論和實(shí)踐均已成熟，形成了自身的建筑風(fēng)格和體系。目前，我國(guó)裝配式建筑發(fā)展仍處于起步階段，占我國(guó)總建筑量的比例并不高，一部分原因是我國(guó)裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化部件未能形成，工業(yè)化水平較低，生產(chǎn)的產(chǎn)品殘次品較多，往往達(dá)不到相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑相比，無(wú)論是施工要求設(shè)計(jì)還是技術(shù)檢測(cè)等均有嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)。目前，我國(guó)大部分建筑條件仍不達(dá)標(biāo)，未發(fā)揮出裝配式建筑優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)缺少標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化理念，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不同尺寸的構(gòu)件較多，模具用量大，通用生產(chǎn)水平低，裝配式構(gòu)件生產(chǎn)、存放、運(yùn)輸和安裝等環(huán)節(jié)管理相對(duì)困難。

4.2 前期投入成本高

我國(guó)建筑行業(yè)的工業(yè)化水平低，處于起步發(fā)展階段，導(dǎo)致裝配式建筑投入比傳統(tǒng)建筑成本高，唯有擴(kuò)大規(guī)模才能降低成本。然而，工業(yè)化發(fā)展需要大量資金投入，以完成其加工生產(chǎn)線的布置，且投資回報(bào)周期長(zhǎng)，大部分開(kāi)發(fā)者不能積極投入資金進(jìn)行建設(shè)。

4.3 社會(huì)認(rèn)可度低

裝配式建筑社會(huì)認(rèn)可度低的主要原因是裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑相比，其稅額高，這樣無(wú)形之中增加了建筑成本，使得相關(guān)企業(yè)參與積極性降低，隨之帶來(lái)的是社會(huì)認(rèn)可度低。再者，我國(guó)目前工業(yè)化處于發(fā)展階段，生產(chǎn)制造成本高，高成本的裝配式建筑影響了公眾認(rèn)可度。

4.4 裝配化施工整體水平不高

現(xiàn)階段工人技術(shù)水平不高和監(jiān)管不到位，導(dǎo)致部分關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和連接部位施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，缺乏與裝配式建筑施工工藝相匹配的工具、器械和設(shè)備，材料存在質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致構(gòu)件強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。灌漿材料質(zhì)量不穩(wěn)定，使連接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，影響安全。預(yù)制率不高的項(xiàng)目中，現(xiàn)澆與裝配兩種施工方式并存，多工種交叉作業(yè)，施工難度大，效率低，不能體現(xiàn)裝配式建筑“省工提效”的優(yōu)勢(shì)。

5 裝配式建筑對(duì)現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的影響

5.1 綠色環(huán)保思路

隨著建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)綠色環(huán)保理念提出了更高要求。從建造手段角度分析，以往建筑工程對(duì)環(huán)境影響很大，加之社會(huì)群體對(duì)環(huán)境保護(hù)、綠色發(fā)展理念的關(guān)注度與日俱增，使得傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)形式無(wú)法滿足時(shí)代發(fā)展的內(nèi)在要求。因此，裝配式建筑對(duì)現(xiàn)代建筑發(fā)展綠色環(huán)保理念具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。具體而言，就是立足現(xiàn)狀，堅(jiān)持以環(huán)保理念為根本出發(fā)點(diǎn)，最大程度上做到“不污染”“不浪費(fèi)”，在此基礎(chǔ)上，將裝配式建筑的功效發(fā)揮至最大，與生態(tài)環(huán)境和諧共處，盡可能滿足消費(fèi)群體的多元化需求。從某種意義上講，裝配式建筑為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的綠色環(huán)保思路及理念。此外，裝配式建筑能系統(tǒng)整合不同層次的建筑部件，集中在同一地點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)加工，促成建筑產(chǎn)業(yè)各要素的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，并以此為契機(jī)，在特定的項(xiàng)目環(huán)境中進(jìn)行快速安裝，有效避免環(huán)境污染問(wèn)題。這種高效率的建筑施工方式極大程度上提升了工程進(jìn)度，減少環(huán)境污染問(wèn)題。譬如，裝配式建筑部件規(guī)?；?、集中化生產(chǎn)，改變以往粗暴式施工方式，有效解決露天澆筑、混凝土攪拌機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的噪音污染等突出問(wèn)題的同時(shí)，積極整合了優(yōu)勢(shì)資源，縮短施工周期、優(yōu)化施工環(huán)境，促進(jìn)建筑行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

5.2 對(duì)建筑建造方面的影響

現(xiàn)階段，裝配式建筑的各個(gè)部件集中生產(chǎn)，與傳統(tǒng)建筑方式相比，集中化和規(guī)模化屬性更加凸顯。受多方面因素影響，如建筑部件的成本波動(dòng)、國(guó)家政策、建筑行業(yè)發(fā)展等，使得裝配式建筑的零部件在數(shù)量、大小、標(biāo)準(zhǔn)等方面存在顯著差異。諸多要素共同作用對(duì)裝配式建筑零部件成本產(chǎn)生不同程度影響，很難根據(jù)市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行調(diào)整。建筑零部件在加工、物流運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)需要進(jìn)行二次操作，必須投入一定的人力、物力成本。因此，要在充分發(fā)揮裝配式建筑優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，最大程度節(jié)約相關(guān)附加成本，提升綜合經(jīng)濟(jì)效益，全面凸顯裝配式建筑建造方式優(yōu)勢(shì)，以確保裝配式建筑能夠滿足社會(huì)群體的價(jià)值需求。

5.3 對(duì)建筑能耗方面的影響

建筑行業(yè)的能源消耗是長(zhǎng)期無(wú)法解決的重點(diǎn)問(wèn)題，而裝配式建筑在降低能源消耗方面具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)，裝配式建筑可對(duì)現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的能源消耗進(jìn)行全面掌握，積極整合資源，并與相關(guān)生產(chǎn)加工企業(yè)進(jìn)行對(duì)接，確定最佳建筑設(shè)計(jì)方案和產(chǎn)品，盡可能減少建筑能源消耗。在裝配式建筑的前期階段，相關(guān)人員已對(duì)能耗問(wèn)題進(jìn)行了精準(zhǔn)化定位，在后續(xù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以及時(shí)調(diào)整相關(guān)建筑設(shè)計(jì)參數(shù)，保證能耗指標(biāo)的可控性，科學(xué)分析整合數(shù)據(jù)，選取最佳建筑材料進(jìn)行建造。傳統(tǒng)建筑形式更側(cè)重于后期能源消耗計(jì)算，而裝配式建筑形式更側(cè)重于前期預(yù)測(cè)，從源頭杜絕能耗問(wèn)題，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5.4 建筑構(gòu)件產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢(shì)

（1）裝配式建筑的建筑部件實(shí)現(xiàn)了工廠化、集中化和規(guī)?；疑a(chǎn)模板具有質(zhì)量好、價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)，所有建筑構(gòu)件均可實(shí)現(xiàn)多次循環(huán)利用，相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆模板形式，其支撐材料用量大幅減少，施工效率顯著提升。

（2）在建造實(shí)踐過(guò)程中，以往的建造方式需要以墻高度為依據(jù)搭建腳手架支撐，這種施工形式會(huì)浪費(fèi)大量建筑材料。裝配式建筑在到達(dá)建筑工地之前已經(jīng)成型，無(wú)需進(jìn)行重復(fù)支撐，最大程度上做到了資源合理化利用。

（3）裝配式建筑主要采取高性能、低成本、高環(huán)保等材料，更加凸顯了綠色環(huán)保理念。因此，裝配式建筑無(wú)論在性能還是環(huán)保方面均具有顯著優(yōu)勢(shì)，有效促進(jìn)建筑行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，裝配式建筑有效促進(jìn)了建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，尤其是在降低成本、生產(chǎn)方式、施工形式等方面發(fā)揮了重要作用。與傳統(tǒng)建筑施工形式相比，裝配式建筑更加凸顯了質(zhì)量和效率，大大降低了人力物力方面的投入。裝配式建筑雖然在促進(jìn)現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)方面取得了一定成效，但也面臨著諸多不確定因素。因此，必須立足現(xiàn)狀，迎合時(shí)代的發(fā)展，積極整合優(yōu)勢(shì)資源，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保材料，大力發(fā)展裝配式建筑，促進(jìn)建筑行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。