我國裝配式建筑管理研究領(lǐng)域綜述*

王麗華 趙慶雙

(聊城大學(xué)建筑工程學(xué)院，山東 聊城 252000)

0 引言

裝配式建筑作為構(gòu)件工廠預(yù)制、現(xiàn)場吊裝施工的新型建造方式，雖然與傳統(tǒng)建造方式相比具有節(jié)約資源、縮短工期等優(yōu)勢，但受建造成本、施工技術(shù)難度以及市場認(rèn)知度等因素影響，目前未能實(shí)現(xiàn)全面推廣。2016年2月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》，明確提出大力推廣裝配式建筑，建設(shè)國家級裝配式建筑生產(chǎn)基地[1]。隨著《建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要》《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》等文件的陸續(xù)出臺，國家政策持續(xù)利好，裝配式建筑產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段，受到了建筑企業(yè)和國內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注。

近年來，國內(nèi)學(xué)者基于不同視角對裝配式建筑領(lǐng)域研究成果進(jìn)行了分析。劉康寧等[2]以裝配式建筑內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀、項(xiàng)目全生命周期管理和組織管理等為維度構(gòu)建主題框架，并以此為基礎(chǔ)對國內(nèi)外裝配式領(lǐng)域研究成果進(jìn)行梳理。李玲燕等[3]基于科學(xué)知識圖譜對國內(nèi)外裝配式建筑研究領(lǐng)域成果進(jìn)行對比分析。蘇義坤等[4]基于文獻(xiàn)計(jì)量及共詞分析法，以2008—2014年為時(shí)間跨度，對我國裝配式建筑領(lǐng)域研究成果進(jìn)行梳理，指出國內(nèi)研究熱點(diǎn)主要包括全生命周期管理等。然而，上述研究仍存在一定的局限性。首先，由于國內(nèi)外研究重點(diǎn)的差異性，應(yīng)針對我國裝配式建筑領(lǐng)域研究成果進(jìn)行梳理和歸納；其次，2016年至今，我國裝配式建筑處于快速發(fā)展階段，若對于該階段的研究重點(diǎn)與主題缺乏系統(tǒng)梳理，則不利于分析裝配式建筑研究現(xiàn)狀與未來發(fā)展方向。

綜上所述，本文基于CNKI數(shù)據(jù)庫篩選出2016—2021年收錄的406篇文獻(xiàn)并進(jìn)行梳理，提出了以發(fā)展環(huán)境、建筑結(jié)構(gòu)體系、全生命周期管理、可持續(xù)發(fā)展為維度的理論研究框架并展開綜述，旨在進(jìn)一步提升我國裝配式建筑領(lǐng)域研究水平。

1 研究概況

1.1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

本文采取文獻(xiàn)研究法，基于CNKI數(shù)據(jù)庫以“裝配式建筑”為主題進(jìn)行高級檢索。其中，文獻(xiàn)類型為期刊，以核心期刊、EI、SCI、CSSCI、CSSCD為檢索條件，時(shí)間跨度為2016—2021年，共檢索到644篇文獻(xiàn)，剔除會議紀(jì)錄、新聞報(bào)道等以及隧道、橋梁及結(jié)構(gòu)抗震等方面的文獻(xiàn)，最終得到406篇有效文獻(xiàn)。

1.2 發(fā)文數(shù)量與期刊類別

論文產(chǎn)出量是衡量一個(gè)領(lǐng)域研究進(jìn)展的重要指標(biāo)。通過分析2016—2021年裝配式建筑領(lǐng)域文獻(xiàn)產(chǎn)出量可知，該領(lǐng)域論文發(fā)表數(shù)量呈逐年上升趨勢。其中，2021年受疫情影響，論文數(shù)量略有下降。2016—2021年我國裝配式建筑領(lǐng)域論文發(fā)表數(shù)量如圖1所示。

圖1 2016—2021年我國裝配式建筑領(lǐng)域論文發(fā)表數(shù)量

通過對比文獻(xiàn)資料的期刊來源發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)學(xué)者的發(fā)文期刊主要集中于《建筑結(jié)構(gòu)》《建筑經(jīng)濟(jì)》《混凝土》等。其中，《建筑結(jié)構(gòu)》發(fā)表論文數(shù)量最多。2016—2021年我國裝配式建筑領(lǐng)域論文發(fā)表期刊如圖2所示，論文發(fā)表多集中于建筑管理類期刊。

圖2 2016—2021年國內(nèi)裝配式建筑領(lǐng)域論文發(fā)表期刊

2 研究主題分析

通過對所選文獻(xiàn)的主題、關(guān)鍵詞及主要內(nèi)容進(jìn)行匯總分析可知，目前，我國裝配式建筑領(lǐng)域研究主要涉及18個(gè)主題，包括發(fā)展現(xiàn)狀，推廣影響因素，行業(yè)、產(chǎn)業(yè)、政策研究，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，成本、質(zhì)量、進(jìn)度管理，新技術(shù)應(yīng)用，綠色技術(shù)應(yīng)用和建筑能耗分析等。依據(jù)系統(tǒng)論原理與專家意見，結(jié)合相關(guān)綜述研究文獻(xiàn)，將以上主題聚類為發(fā)展環(huán)境、建筑結(jié)構(gòu)體系、全生命周期管理、可持續(xù)發(fā)展4個(gè)維度，構(gòu)建我國裝配式建筑領(lǐng)域研究框架，見表1。

表1 我國裝配式建筑領(lǐng)域研究框架

通過對上述研究主題進(jìn)行梳理和分析可知，近年來，國內(nèi)學(xué)者對裝配式建筑成本、質(zhì)量、進(jìn)度管理研究最多，其次是新技術(shù)應(yīng)用和安全與風(fēng)險(xiǎn)管理；由于對可持續(xù)發(fā)展維度的研究尚處于探索階段，目前核心期刊收錄的文獻(xiàn)數(shù)量較少。

本文采用Origin軟件繪制2016—2021年我國裝配式建筑領(lǐng)域研究主題趨勢圖，如圖3所示。由圖3可知，成本、質(zhì)量、進(jìn)度管理，新技術(shù)應(yīng)用，安全與風(fēng)險(xiǎn)管理和建筑能耗分析成為主要研究方向。

圖3 2016—2021年我國裝配式建筑領(lǐng)域研究主題趨勢

2.1 裝配式建筑發(fā)展環(huán)境

發(fā)展環(huán)境是指為裝配式建筑發(fā)展提供支撐的社會基本環(huán)境，包括發(fā)展現(xiàn)狀、推廣影響因素和行業(yè)、產(chǎn)業(yè)、政策研究等。目前，國內(nèi)學(xué)者主要聚焦于裝配式建筑推廣影響因素和行業(yè)、產(chǎn)業(yè)、政策研究。

影響裝配式建筑推廣的因素分為驅(qū)動(dòng)因素和制約因素。就驅(qū)動(dòng)因素而言，李德智等[5]從直接因素、間接因素和根本因素三個(gè)方面對影響裝配式建筑的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，縮短工期、節(jié)能降耗、提高資源利用率以及減少現(xiàn)場作業(yè)為主要驅(qū)動(dòng)因素。就制約因素而言，邊晶梅等[6]運(yùn)用主成分分析法識別了制約我國裝配式建筑發(fā)展的關(guān)鍵因素，指出關(guān)鍵因素包括市場環(huán)境、產(chǎn)業(yè)組織、政策法規(guī)、人才因素、技術(shù)體系等。陸榮秀等[7]基于開發(fā)商意愿對裝配式建筑發(fā)展進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，建造成本高、客戶感知價(jià)值低是制約裝配式建筑發(fā)展的主要因素。

針對裝配式建筑相關(guān)政策，國內(nèi)學(xué)者主要基于政策體系完善程度與政策執(zhí)行程度等視角進(jìn)行了研究。陳婉菁等[8]基于政府視角指出，裝配式建筑政策執(zhí)行的問題包括政策體系不夠完善、政策執(zhí)行環(huán)境條件不充分以及政策執(zhí)行者積極性不高等。陳穎齡等[9]通過構(gòu)建“政府-開發(fā)商”“政府-消費(fèi)者”的演化博弈模型，提出加大激勵(lì)力度與完善激勵(lì)手段、加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化與完善技術(shù)體系、加大宣傳教育力度等促進(jìn)裝配式持續(xù)發(fā)展的措施。

2.2 裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系

受區(qū)域發(fā)展情況和技術(shù)水平差異的影響，裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系類型多樣，各結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用程度有所不同。目前，我國學(xué)者側(cè)重于裝配式建筑混凝土結(jié)構(gòu)體系研究和鋼結(jié)構(gòu)體系研究。

針對裝配式建筑混凝土結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)和建造工藝，孫亞林[10]從結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)及預(yù)制構(gòu)件的施工三個(gè)方面進(jìn)行了研究，針對具體問題提出了解決方案。肖從真等[11]提出一種新型高強(qiáng)混凝土裝配式建筑高層框架結(jié)構(gòu)體系，并進(jìn)行了抗震性能檢驗(yàn)。結(jié)果表明，該體系具有高抗震性、高耐久性及施工便利性。

對于裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)體系的研究，丁潔民等[12]結(jié)合實(shí)際工程，從建筑和結(jié)構(gòu)方面分析了裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢與結(jié)構(gòu)適用性，以期推動(dòng)裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)體系的研究與應(yīng)用。曹啟光等[13]主要從裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)體系、樓板體系等方面展開研究。

2.3 裝配式建筑全生命周期管理

建筑全生命周期管理是指將建設(shè)過程中的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營等階段作為一個(gè)整體進(jìn)行全過程管理，從而提高建設(shè)效率。目前，國內(nèi)學(xué)者對于裝配式建筑全生命周期管理的研究主要集中于成本與質(zhì)量管理及新技術(shù)應(yīng)用方面。

成本是裝配式建筑發(fā)展的主要制約因素。如何有效降低成本，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量成本管理，一直是國內(nèi)學(xué)者的研究重點(diǎn)。羅祥等[14]通過構(gòu)建裝配式建筑成本影響指標(biāo)體系，指出構(gòu)件價(jià)格、產(chǎn)業(yè)鏈、項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)及體系完整度是影響裝配式建筑成本的主要因素。魏宏亮等[15]對預(yù)制構(gòu)件成本影響因素進(jìn)行了研究，通過所構(gòu)建的模型分析了影響預(yù)制構(gòu)件成本的關(guān)鍵因素、作用路徑及相互影響關(guān)系，以期為裝配式建筑成本管理提供參考。

工程質(zhì)量直接決定建筑物的使用壽命與使用功能，是項(xiàng)目管理的重中之重。張克等[16]按照事前、事中、事后三個(gè)階段對裝配式建筑質(zhì)量影響因素進(jìn)行研究，構(gòu)建指標(biāo)體系并分析影響因素之間的因果關(guān)系與層級關(guān)系，識別出直接影響因素。孫玉芳等[17]通過分析BIM+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝配式建筑全過程質(zhì)量管理中的要點(diǎn)，旨在提高裝配式建筑質(zhì)量管理能力。

隨著建筑信息化的快速發(fā)展，國內(nèi)學(xué)者也開展了先進(jìn)技術(shù)與裝配式建筑的結(jié)合應(yīng)用研究。張潤梅等[18]提出，基于BIM融合遺傳蟻群混合式算法的裝配式建筑機(jī)器人施工路徑優(yōu)化方法，能夠提高建筑工業(yè)化水平。胡佳星等[19]提出以Revit建模為主、Solid Works組裝建模為輔的開發(fā)應(yīng)用方法，旨在提高裝配式建筑節(jié)點(diǎn)零件裝配和組裝施工技術(shù)水平。

2.4 裝配式建筑可持續(xù)發(fā)展研究

裝配式建筑具有節(jié)約資源、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。在當(dāng)前社會環(huán)境資源緊張的背景下，裝配式建筑愈發(fā)受到重視。我國“十四五”規(guī)劃綱要指出，應(yīng)發(fā)展智能建造、推廣綠色建材、建設(shè)低碳城市。目前，對于該維度的研究主要包括綠色技術(shù)應(yīng)用與建筑能耗分析。

綠色技術(shù)的應(yīng)用研究主要涉及技術(shù)提出、技術(shù)推廣及應(yīng)用等方面。牛寅龍等[20]結(jié)合綠色施工要求，提出了揚(yáng)塵、噪聲監(jiān)測及其控制系統(tǒng)，預(yù)制裝配式馬道，固體廢棄物再生砌塊磚，免抹灰-砂加氣混凝土砌塊，低壓雷達(dá)感應(yīng)LED照明等綠色施工技術(shù)。石曉宇等[21]指出，裝配式建筑施工過程中合理使用綠色技術(shù)可有效控制成本、減少環(huán)境破壞，推動(dòng)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

建筑能耗作為衡量建筑是否綠色環(huán)保的重要指標(biāo)，受到業(yè)界學(xué)者關(guān)注。劉軒昂[22]指出，裝配式建筑的資源、能源消耗及污染物排放指標(biāo)均低于社會平均值，具有良好的減排效益。王乾坤等[23]運(yùn)用WBS對施工項(xiàng)目進(jìn)行分解并建立了施工能耗量化模型，以期解決目前我國裝配式建筑施工能耗量化不精準(zhǔn)的問題。

3 結(jié)語

本文基于2016—2021年CNKI數(shù)據(jù)庫收錄的406篇文獻(xiàn)，對文獻(xiàn)的基本情況進(jìn)行了梳理和歸納，從發(fā)展環(huán)境、建筑結(jié)構(gòu)體系、全生命周期管理及可持續(xù)發(fā)展4個(gè)維度，構(gòu)建我國裝配式建筑管理領(lǐng)域研究理論分析框架，對研究主流和研究熱點(diǎn)進(jìn)行分析，為我國裝配式建筑研究現(xiàn)狀提供參考。

基于對研究主題框架的分析，對我國裝配式建筑領(lǐng)域研究提出以下建議：

(1)高度重視對裝配式建筑全生命周期管理的研究。目前，我國仍處于工業(yè)化建筑初級發(fā)展階段，如何實(shí)現(xiàn)高效項(xiàng)目管理、提高建設(shè)效率及質(zhì)量是建筑行業(yè)重點(diǎn)研究主題。此外，應(yīng)加強(qiáng)新技術(shù)在全生命周期管理中的應(yīng)用研究，將精益建設(shè)、智能建造的思想有效運(yùn)用于實(shí)踐。

(2)聚焦可持續(xù)發(fā)展相關(guān)研究。全球環(huán)境資源問題愈發(fā)嚴(yán)峻，綠色建造、降低能耗成為裝配式建筑發(fā)展的必由之路。我國學(xué)者應(yīng)按照國家相關(guān)政策指引，積極開展裝配式建筑可持續(xù)發(fā)展相關(guān)研究。