装配式建筑发展研究

摘要：装配式建筑是对目前我国以现浇为主的建造方式的一次重大变革，具有广阔发展空间。纵观多数相关主题文章，仅就制约因素与优化对策中的几点作阐述，未全面分析装配式建筑的优势、发展现状、制约因素与优化对策。

关键词：装配式工程；优点；发展现状；制约因素；优化对策

0前言

随着城市化进程的加快，人们的生活水平不断提高，传统现浇建筑已不能满足人们的需求，于是具备更加经济节能等优点的装配式建筑开始被应用，中央到地方也都提供有力的政策支撑加快推进装配式建筑的发展。本文在阐述装配式建筑优点与发展现状的基础上分析了行业制约因素并提出了相应优化对策。

1装配式建筑的优点

1.1对环境更加友好

发展装配式建筑能有效降低建造过程中由扬尘引起的大气污染、建筑垃圾引起的水污染与噪声污染等，能减少对周围环境的干扰，有利于改善生态环境；采用装配式施工设施能节省大量建造空间，从而减少因搬迁等因素造成对人文环境的影响。

1.2更加经济节能

1.2.1减少能源的消耗预制装配式施工方式可以实现节材、节能与节水，例如通过节省大量现场的脚手架和模板作业减少了木材使用量，装配式装修的一体化饰面板出材率能得到提高。1.2.2节省人力资源装配式工程可减少项目参与人数，使装配式建筑安装的人工费大大减少。1.2.3使用寿命长以住宅外墙外保温为例，现浇建筑设计使用年限只有25年而预制装配式住宅可达到50年。

1.3提高建筑效率

装配式建筑可极大缩短项目工期，以剪力墙标准层施工速度为例，传统现浇住宅一般平均为5d/层，而装配式住宅施工速度可以达到平均2.5d/层［1］。

1.4提高建筑质量

构件工厂化生产与专业施工工艺的使用使得装配式建筑质量得到提升，例如2005年同济大学进行了全装配式建筑预制混凝土梁柱组合节点与现浇高强混凝土节点的足尺对比试验，试验结果表明全装配式预制混凝土梁柱节点的耗能性能总体低于现浇高强混凝土节点的耗能性能［2-3］。

2装配式建筑的国内外现状

2.1装配式建筑的国内现状

2.1.1国家的相关政策《十三五“装配式建筑行动方案”》中提出2018年到2020年，全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上；到2020年，培育50个以上装配式建筑示范城市，200个以上装配式建筑产业基地，500个以上装配式建筑示范工程，建设30个以上装配式建筑科技创新基地，充分发挥示范引领和带动作用。2.1.2规范现状2016年12月，住建部《装配式建筑工程消耗量定额》；2017年1月住建部《装配式混凝土建筑技术标准：GB/T51231-2016》等标准；2018年1月住建部公布《装配式建筑评价标准：GB/T51129-2017》并废止原标准《工业化建筑评价标准：GB/T51129-2015》。2.1.3个别省的现状由于装配式建筑与地区经济发展需求相互适应，北京朝阳区建成首个装配式建筑展示中心，北京、天津与上海等30个城市被确定为首批装配式建筑示范城市，中国香港所有公屋及60%商业项目使用预制装配式技术。2.1.4技术现状相比传统建筑施工，装配式建筑施工技术有生产地点、生产工艺、施工方式与施工人员由传统的施工现场农民工为主变为产业工人等几大转变。

2.2装配式建筑的国外现状

2.2.1美国装配式建筑美国在上世纪70年代开始实行配件化施工与机械化生产，为此颁布一系列严格的行业规范,一直沿用到如今。美国大城市的装配式建筑以混凝土和刚结构装配式为主，降低了建设成本，提高了工厂通用性，增加了施工的可操作性；小城镇以轻钢、木结构建筑体系为主［4］。总部位处美国的预制与预应力混凝土协会PCI编制的《PCI设计手册》，就涵盖了装式结构的相关部分。除了PCI手册之外，PCI还编制一系列技术文件，包含施工技术、设计方式和工程质量控制等方面。据相关统计数据，美国预制装配式建筑约占3成以上。2.2.2欧洲装配式建筑法国在1891年就实行了装配式混凝土的构建，法国以发展预制体系为主，钢、木结构体系为辅，干法作业流行，生产和施工质量提高，装配率至80%，同时脚手架用量减少，大大实现节能的要求。德国装配式住宅主要采取剪力墙、叠合装配式混凝土结构体系，采用预制构件与混凝土现浇相结合的构造方式，目前建造了高标准、高质量的装配式住宅生产体系。2.2.3日本装配式建筑日本在1968年出现装配式住宅的概念。1990年的时候，日本采用工厂化、部件化生产方式，提高了生产效率。日本以市场需求为方向标，依靠政府的支持和干预，日本制定了一系列政策，同时统一的模数等标准规范也形成，使大批量生产、标准化和多样化需求间的矛盾得到了解决。日本注重制定建筑标准、企业标准、协会（学会）标准等，了国土交通省告示及通令、建筑标准法实施令。预制构件标准化程度高，住宅的抗震性能好。

3装配式建筑的发展制约因素

3.1法律、行业规范与监管制度不完善

建筑法等相应法规中参建单位权利与义务等条款未能与装配式建筑发展完全切合；全国范围内没有统一的标准规范体系，各省市也没有依据地域差异独立制订相关规范细则，在构件出厂验收时，监管部门难以按照相应技术指标进行质量检测使监管缺位，而施工单位在吊装、安装过程中，构件与现浇式承重支构连接也缺少技术指标作参考。

3.2扶持力度不够

推进装配式建筑落地的配套政策不完善甚至部分地方还未针对装配式建筑出台相关政策，同时优惠性政策不足，高额的建造费用与增值税费未得到足够补贴使企业处于观望状态。

3.3宣传力度不足

装配式建筑在国外已发展多年，市场普及率高，但在中国属于起步阶段。在宣传力度不足的情况下，装配式建筑面临只有少部分行内人士了解的困境，使得市场未能快速发展壮大。

3.4建筑建造成本高

3.4.1前期资本投入大高额的土地购买与厂房建设等费用提高了构件厂建造成本，只有极少数大型企业才具备投资建厂的能力，行业构件厂稀少引发构件价格高昂的问题。3.4.2构件重复利用率低模数化程度低与设计要求不同导致建筑户型多样性使得装配式建筑标准化程度低，企业需为此承担更高昂的开模费用，同时构件周转次数低将提高工人装配成本，据有关资料显示，当装配式住宅预制率达20%~30%时，造价增加300~500元/m2。3.4.3运输成本高构件工厂的选址、构件装车方式与运输路线的不合理使得装配式建筑相比现浇建筑运输成本更高，工厂辐射区域业务量不饱和使部分构件工厂甚至面临跨省运输的困境。3.4.4人力成本高施工现场构件吊装需要配备专业的技术人员指导施工，建筑工人也应具备相应专业知识和施工经验以胜任装配式施工作业。员工专业化程度的提升将带来人力成本的上升。3.4.5税率高预制构件生产企业需按照制造行业缴纳17%的增值税，明显高于土建施工领域的税率，高税率使装配式建筑相比传统现浇施工在成本上有明显劣势。

3.5现有建造方式不适应装配式建筑发展的

3.5.1产业链不完善装配式建筑包括设计单位、构件工厂、业主与施工单位等上下游环节不够完整，阻碍装配式建筑的快速发展。如上海城建物资2015年的预制构件的供应量仅150万m2，而其远景供应量为600万m2。3.5.2行业各环节未能有效沟通预制装配式建筑要求构件设计、构件生产与构件施工流程一体化，而现今行业各环节缺乏有效整合使得项目整体化程度低。

3.6缺乏专业施工队伍

3.6.1技术水平不足当前从事装配式建筑的技术人员整体技术水平不足与专业素质欠缺，国内具备相关资质的专业装配式施工团队也相当匮乏。3.6.2需求不符传统建筑企业人员组织架构与装配式发展需要不符，建筑单元由工地转移至工厂的产业化生产，现有装配式工程未配备相应的管理人员跟踪到厂，形成工厂、工地两手管的局面。3.6.3安全意识不高从事装配式建筑的施工人员质量与安全意识普遍不高，部分地方甚至没有认真对经验与教训进行总结。

3.7关键技术不成熟

3.7.1构件易破坏构件本身厚度较薄且体积较大，在材料运输与现场吊装等过程中容易遭到破坏，当构件遭受到破坏时缺乏有效安全的修复手段，遭受到破坏的预制装配构件在施工时会出现钢筋外露或预埋件脱离等情况。3.7.2测量难度大预制构件与现浇式承重结构的结点搭接，实际中难以对浆管的内部情况进行测试，填充饱满程度的测量难度大。3.7.3操作失误工厂生产部件的操作失误，板孔清理不够干净，容易导致注浆孔堵塞。3.7.4出现偏差预制构件套筒与钢筋连接时也容易形成偏移错位，生产构件时套筒的孔径偏小，在构件现场安装时会出现偏差。

3.8BIM普及程度低

构件在施工环节面临尺寸问题将导致高额沉没成本的付出，BIM技术可在设计阶段合理规划避免重复返工，但BIM技术并未得到足够重视而广泛被应用于装配式建筑。

3.9新材料应用程度低

构件工厂创新意识低与缺乏市场的推动使得环保、绿色与轻质等新型材料应用率低。与此同时，新材料与装配式建筑的结合在结构的可修复性与弹性设计等技术领域仍有很大突破空间［5］。

4发展对策

4.1完善法律、行业规范与监管制度

政府应对建筑法等相应法律法规中参建单位权利与义务等条款进行修改以满足装配式建筑的发展，同时成立针对装配式建筑的领导机构并对产业链各环节进行调研并出台行业规范解决目前市场监督缺位的困境，各地方政府亦可提出适应地方的技术细则解决地域差异带来的问题。

4.2加大政府扶持力度

政府可通过优先发放贷款、优惠出让地块与给予建造补贴等刺激建筑企业开设构件厂，同时降低高额税率促进行业良性发展。

4.3加大对装配式建筑宣传力度

利用网络社交媒体宣传装配式建筑提高社会公众认知程度，建立示范基地刺激建筑企业投资建厂以完善产业链，通过保障性住房与政府投资项目为契机发挥装配式建筑的规模优势，另外医院与学校等大型公共建筑一般都是钢筋混凝土框架结构，最初不一定搞全装配，可以先从外墙挂板、内非承重隔墙以及预制叠合楼板等方面入手［6］。

4.4优先在一线城市发展装配式建筑

基于一线城市人工费用高、缺乏足够场所进行现浇操作与居民在经济能力上更容易接受增量成本，所以应优先在一线城市发展装配式建筑。

4.5建筑成本上的优化

4.5.1提高构件标准化与模数化程度通过提高构件模数化程度、户型设计简单化与完善标准化部件库等提高构件标准化并解决当前产品品种单一与规格较少的问题［7］，提高构件重复利用率与周转次数并降低模具制造与工人装配成本，同时可将住宅分成不可变的支撑体与可改变的填充体满足个性化需求。4.5.2优化构件厂地址与构件运输方式针对业务可辐射范围与附近交通运输设施等因素对各个选址方案进行分析对比以确定最优选址方案；根据预制构件形状与吊装先后顺序以确定构件装车方式；通过作业地点选取合适运输路线。4.5.3选择合适的预制率与装配率由于目前我国装配式建筑技术体系尚未形成施工工艺指导文件，因此需要根据不同项目技术因素与施工方技术能力来选择合适的预制率与装配率提高投入产出比。

4.6改进现有建造方式

通过装配式建筑项目管理深化设计、生产与现场施工的有机衔接以加强行业各环节沟通与采用设计-施工总承包等项目管理模式解决我国目前构件加工产生误差等问题。同时应深化研究装配式建筑设计，打破“低价中标”的行业怪圈，提高设计师系统化与全过程设计思维。

4.7优化风险指标

根据项目概览项目梳理出可能发生的施工安全风险并进行排序、准备应急预案与建立动态化的检查机制，建立提示标志杜绝发生惯性违规现象。

4.8培养专业施工队伍

4.8.1培养行业人才企业应提高从业人员的专业素养与安全意识，科研院校应根据实际情况开展相应课程向市场培养出企业需要的人才，劳动者本身也应积极掌握BIM等技能以提升自身价值。4.8.2调整建筑企业人员结构建筑企业应根据项目实际情况优化岗位设置以满足装配式建筑管理要求，对于技术水平要求高的岗位应积极引进人才，建立末尾淘汰等机制对员工进行筛选以优化组织架构。4.8.3提高质量观念落实事前预防、事中控制与事后反思等原则对项目进行全生命周期控制，例如在设计阶段要确保构件通过碰撞等测试与钢筋位置规范等。

4.9推进技术研究

如今装配式建筑存在若干技术难点，例如面临减震隔震新型结构研发与应用的缺失。故我们应加大装配式及其周边领域的技术研发以促进装配式建筑的健康发展。

4.10推动BIM的运用

BIM即建筑信息化模型的运用经过BIM目标制定、设计与精细化建模、碰撞测试、生产安装可视化与后期运维信息化等过程［8］，有利于在设计阶段合理规划避免重复返工、在施工阶段提高生产效率与方便建筑后期运营且为建筑单位经验总结提供便利。

4.11注重新材料的应用

材料的轻质化将大幅度降低吊装、运输等成本与工人安全风险且大型预制混凝土构件将可能会面临材料供给短缺等问题而将被绿色材料取代，故加强新型材料的研究与应用在装配式建筑的推广中至关重要。

5结语

装配式建筑所具备建设的高效率、低资源消耗与低环境影响等优点与我国绿色发展理念与实现建筑工业化的国情相符，虽然现在我国装配式建筑仍处于起步阶段，但可以预见随着未来的不断努力，装配式建筑在中国建筑市场中高速发展将指日可待。

参考文献

［1］焦安亮，张鹏，李永辉，等.我国住宅工业化发展综述［J］.施工技术，2013，42（10）：69-72.

［2］程蓓，石彩华，徐建伟.装配式钢筋混凝土梁柱构件连接技术研究［J］.工业建筑，2017，47（7）：1-5.

［3］赵斌，吕西林，刘丽珍.全装配式预制混凝土结构梁柱组合件抗震性能试验研究［J］.地震工程与工程振动，2005（1）：81-87.

作者：张伟锋 赖鸿达 宋苗苗 严振豪 林洋艺 许天鸿 游学敏 单位：华南农业大学