裝配式建筑的發(fā)展及應(yīng)用探析

陳曦

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

1 引言

人類社會的信息化建設(shè)不斷發(fā)展，應(yīng)發(fā)展需求和環(huán)境保護(hù)的發(fā)展趨勢，“智慧城市”的建設(shè)將成為未來建筑行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。為有效解決現(xiàn)有城市交通擁堵、人流量過大、住房嚴(yán)峻以及環(huán)保嚴(yán)重等問題，建設(shè)“智慧城市”實現(xiàn)以人為本的可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新已經(jīng)是全球城市建設(shè)的必然趨勢。裝配式建筑作為其建設(shè)的重要技術(shù)之一，必然有著舉足輕重的作用，現(xiàn)代BIM技術(shù)的融入，將裝配式建筑的應(yīng)用推向更加穩(wěn)定的發(fā)展空間。

2 裝配式建筑的概念簡述

裝配式建筑：根據(jù)建筑的工業(yè)化需求，將建筑的主體結(jié)構(gòu)以及所需的部分構(gòu)件提前在工廠預(yù)制生產(chǎn)，然后再運(yùn)送到施工第一現(xiàn)場進(jìn)行裝配而成。裝配式建筑相對于傳統(tǒng)的建筑制造方式，優(yōu)勢非常明顯，施工第一現(xiàn)場的濕作業(yè)量減少，減少揚(yáng)塵和噪聲的影響，受天氣影響較弱，提高了建筑行業(yè)的建設(shè)效率，縮短了建設(shè)周期，高效把控建設(shè)的生產(chǎn)成本，有效實現(xiàn)了節(jié)能減排和綠色環(huán)保的建筑理念[1]。裝配式建筑在建造周期中需要多主體參與，期間的交流溝通受阻、資源轉(zhuǎn)化低下等建造過程中碎片化問題會在一定程度上影響工期。因此，需要引入BIM技術(shù)進(jìn)行融合發(fā)展，實現(xiàn)裝配式建筑所應(yīng)用到的各種信息化技術(shù)的高效融合，支持?jǐn)?shù)據(jù)信息的集成共享和統(tǒng)一調(diào)配。

3 裝配式建筑的發(fā)展情況

1958年，我國在北京首次運(yùn)用裝配式建筑的建造方法。1976年唐山大地震后，裝配式建筑達(dá)到一輪發(fā)展高峰，但隨著市場的快速增長，出現(xiàn)了建筑構(gòu)建質(zhì)量下滑，配套技術(shù)發(fā)展緩慢，防水、隔音問題未能有效解決等情況，導(dǎo)致其停止發(fā)展。隨著我國城市化發(fā)展，加上國家政策和資金投入，建筑行業(yè)迎來新的發(fā)展趨勢。2015年，我國開始密集出臺各種政策推動裝配式建筑的發(fā)展。2016年2月，國務(wù)院下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃（一體化裝修）建設(shè)管理工作的若干意見》，要求力爭用十年左右的時間使我國裝配式建筑占新建建筑的百分之三十，標(biāo)志著裝配式建筑已經(jīng)納入我國發(fā)展戰(zhàn)略的頂層設(shè)計中。2017年，住建部再次提出：全面推廣應(yīng)用BIM技術(shù)，實現(xiàn)裝配式建筑的綠色可持續(xù)發(fā)展。在2018年的全國兩會上，《政府工作報告》再一次強(qiáng)調(diào)：大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑，加快標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，提高建筑行業(yè)的技術(shù)水平和工程質(zhì)量。在國家政策和國內(nèi)環(huán)境的支持下，裝配式建筑的推廣和應(yīng)用將被更多人接受。

4 裝配式建筑的發(fā)展限制

4.1 裝配式建筑的內(nèi)生動力不足

縱觀我國裝配式建筑的發(fā)展情況，其數(shù)量逐年增加，但應(yīng)用的方法還是以澆筑為主，預(yù)制的裝配率較為低下，工業(yè)化生產(chǎn)利用率不足，相關(guān)技術(shù)服務(wù)不配套，政策落實不到位。建筑行業(yè)的設(shè)計、加工、建造以及裝修是分開的，在現(xiàn)有城市建設(shè)中應(yīng)用裝配式建筑技術(shù)的企業(yè)也還存在設(shè)計和施工不配套的問題，不能有效聯(lián)動其他部分形成內(nèi)生動力，開拓市場的能力不足，企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和提升競爭力依舊任重而道遠(yuǎn)。

4.2 裝配式建筑的體系應(yīng)用較低

為了推動我國智慧城市的建設(shè)進(jìn)程，在裝配式建筑的應(yīng)用方面已經(jīng)逐漸完善其應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)。但其單一的結(jié)構(gòu)體系難以支撐，城市建設(shè)中對高層建筑的需求日益增長，裝配式建筑的體系應(yīng)用還有待進(jìn)一步完善。同時，人民群眾不僅僅關(guān)注建筑質(zhì)量，還對建筑的美學(xué)和環(huán)境提出要求，和諧的人文環(huán)境和環(huán)保理念深入人心，裝配式建筑在這方面的模型庫存較少，不能滿足公眾的個性化需求。

4.3 裝配式建筑的市場拓展較難

裝配式建筑預(yù)制環(huán)節(jié)的工業(yè)化發(fā)展對于產(chǎn)業(yè)化專業(yè)人才的需求空間較大，但分散式的施工隊伍不利于建筑行業(yè)的人才儲備，預(yù)制工廠的投入比例較大，工廠訂單逐漸增加，但各地區(qū)的裝配式建筑應(yīng)用率較低，沒有給建筑行業(yè)的裝配式建筑應(yīng)用帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，致使預(yù)制工廠為控制成本，采取不科學(xué)的生產(chǎn)方式，進(jìn)而導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，使用壽命短暫[2]。另外，部分供應(yīng)商為了自身利益，惡意抬高裝配式建筑的市場價格，不利于其推廣應(yīng)用，不能激發(fā)公眾的購買需求，從而導(dǎo)致其市場拓展難。

5 裝配式建筑的發(fā)展建議

5.1 提高政策化的支持策略和經(jīng)濟(jì)調(diào)控

針對我國裝配式建筑的發(fā)展過程，在政策層面上，一方面可以借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀的裝配式建筑發(fā)展策略，如成立專門的推廣應(yīng)用部門，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)研發(fā)以及建筑特點(diǎn)和預(yù)制構(gòu)件之間形成統(tǒng)籌安排。另一方面可以按照各區(qū)域的發(fā)展情況，采取科學(xué)合理的激勵政策和經(jīng)濟(jì)支持，在裝配式建筑的建造、招標(biāo)、審批等流程上給予一定的政策傾斜。除此之外，可以在頂層設(shè)計層面上增加裝配式建筑的占比，完善監(jiān)管機(jī)制和監(jiān)督平臺，引導(dǎo)其合法化和規(guī)范化，及時掌控裝配式建筑市場的數(shù)據(jù)流量，從宏觀上平衡其市場需求。

5.2 開展多方位的裝配式建筑項目創(chuàng)新

將裝配式建筑的優(yōu)勢應(yīng)用到智慧城市建設(shè)中，一方面可以結(jié)合未來建筑的特征，加快完善行業(yè)的技術(shù)革新進(jìn)程，形成專業(yè)的咨詢團(tuán)隊，有效解決當(dāng)前裝配式建筑存在的環(huán)境融入不足、設(shè)施協(xié)調(diào)不佳等情況，滿足不同群眾的建筑需求和個性化要求。另一方面，建筑行業(yè)的各大企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)裝配式建筑的基礎(chǔ)技術(shù)研究，攻破相關(guān)技術(shù)性難題，如預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量把控、結(jié)構(gòu)的減震隔音等，組織專業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和推廣，增強(qiáng)與專業(yè)技術(shù)公司、國家科研院所的聯(lián)系，形成裝配式建筑與信息技術(shù)、節(jié)能環(huán)保技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展[3]。以BIM技術(shù)為集成技術(shù)，將建筑的各環(huán)節(jié)集成一體化，建設(shè)人與自然和諧共處的智慧城市。

6 裝配式建筑在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

近年來，我國在大力建設(shè)智慧城市，讓廣大城市市民享受信息化基礎(chǔ)建設(shè)的便捷，保護(hù)人類生存的生態(tài)環(huán)境。裝配式建筑作為符合智慧城市建設(shè)要求的重要建筑技術(shù)之一，需要注重發(fā)揮裝配式建筑的優(yōu)勢，改進(jìn)其缺陷，促進(jìn)裝配式建筑成為現(xiàn)代化智慧城市建設(shè)中的美麗風(fēng)景線。

6.1 裝配式建筑應(yīng)用在智慧工地

智慧工地是智慧城市建設(shè)過程中建筑行業(yè)摸索出的符合自身領(lǐng)域的一種技術(shù)手段，建立全新的工程周期管理概念[4]。智慧工地引入BIM技術(shù)實現(xiàn)對建筑工地的智能化管理，而裝配式建筑正好滿足該需求，并完全保障了節(jié)能減排、循環(huán)利用的建筑理念。例如，在裝配式建筑中，為每一個預(yù)制構(gòu)件添加獨(dú)有的芯片，通過智能設(shè)備管控每一個構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝過程，可以實施監(jiān)控每一個構(gòu)件的使用信息，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。同時，裝配式建筑的研發(fā)還在綜合考慮實現(xiàn)智能設(shè)備的互通互享、智能協(xié)同生產(chǎn)過程、智能管控生產(chǎn)質(zhì)量以及智能決策支持等（見圖1）。

圖1 BIM智慧工地

6.2 裝配式建筑推動建筑工業(yè)化

隨著全球信息化發(fā)展，建設(shè)新型智慧城市已納入國家建設(shè)的頂層設(shè)計中，并得到社會各行業(yè)的積極響應(yīng)。智慧城市作為一種嶄新的城市形態(tài)，本身具有精準(zhǔn)管控、泛在互聯(lián)、透徹感知、創(chuàng)新應(yīng)用、高效協(xié)同、和諧發(fā)展等多個優(yōu)勢，而裝配式建筑無論從技術(shù)的使用方面，還是今后的發(fā)展趨勢，都能滿足智慧城市建設(shè)的要求，也是智慧城市建設(shè)在建筑領(lǐng)域的體現(xiàn)。與傳統(tǒng)的建筑項目相比，裝配式建筑的設(shè)計與施工更多的是注重質(zhì)量把控、成本控制、工期掌握以及建筑環(huán)保效果的工業(yè)化建筑綜合評價（見圖2），在深化裝配式建筑的設(shè)計、預(yù)制構(gòu)件以及施工裝修過程中，利用系統(tǒng)綜合集成，以BIM技術(shù)為集成中心，提質(zhì)增效，推動智慧城市的建設(shè)。

圖2 工業(yè)化建筑綜合評價

6.3 裝配式技術(shù)應(yīng)用在住宅建筑中

1）加強(qiáng)預(yù)制構(gòu)件（梁、柱、墻）的生產(chǎn)制造

結(jié)合現(xiàn)代裝配式住宅的需求，提前設(shè)計好預(yù)制構(gòu)件，把握和控制構(gòu)件的材料，保障其符合生產(chǎn)和施工標(biāo)準(zhǔn)，將預(yù)制構(gòu)件模具固定在套筒上，再放入鋼籠中，最后是混凝土的澆筑工作。

2）把控住宅建筑的外墻板安裝

首先要對住宅建筑的外墻板吊點(diǎn)做好規(guī)劃和設(shè)計，預(yù)制構(gòu)件完成后，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量檢測和管理工作。其次是做好外墻板的起吊和下落過程中的定點(diǎn)。最后是在外墻板的安裝過程中做好預(yù)制墻板的支撐工作，及時調(diào)整施工方式（見圖3）。

圖3 裝配式建筑構(gòu)建與裝配

3）針對住宅建筑的預(yù)制疊合板施工必須做到

安裝位置要選擇距離在地板上方的30cm處，嚴(yán)格遵守安裝順序，保障安裝質(zhì)量。預(yù)制疊合板安裝時要在底部設(shè)立相應(yīng)的臨時托架。施工安裝過程中，要考慮施工安裝結(jié)構(gòu)，上層的預(yù)制疊合板安裝時要做好混凝土的澆筑工作，并等混凝土安全凝固之后進(jìn)行強(qiáng)度測試，保障裝配式建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保障施工人員的人身安全以及住宅建筑的施工質(zhì)量。

7 結(jié)語

綜上所述，融合BIM技術(shù)的裝配式建筑必然是智慧城市建設(shè)中最重要的應(yīng)用之一。通過智慧化的運(yùn)維管理和設(shè)計建造打造智慧建筑，推動智慧城市的建設(shè)。未來，智慧城市建設(shè)必然突顯出生態(tài)與環(huán)境、環(huán)境與節(jié)能、城市環(huán)境與人居健康的“三統(tǒng)一”，以及人與自然和諧相處的新趨勢。