淺談裝配式建筑的發展

郭章林

摘要： 國內建筑一般都采用現場制作的方式，而裝配式建筑作為一種新型房屋建筑，與傳統建造相比具有縮短工程工期、確保工程質量、節能減排等優勢。本文先介紹了裝配式建筑的國內外發展狀況，然后介紹了裝配式建筑的概念、特點、優勢等基本特征，最后分析了裝配式建筑在我國現階段存在的問題，并對存在的問題進行了分析，最后對裝配式建筑在我國的發展進行了展望。

Abstract： Domestic construction is generally used in the way of field production， while as a new type of building construction，compared with the traditional construction， it has the advantages of shortening construction period， ensuring project quality， saving energy and reducing emissions.This paper first introduces the development of the assembly building at home and abroad， then it introduces the concept， characteristics， advantages and other basic features of the assembly building. At last， it analyzes the problems existing in the present stage of the assembly building in China， and the existing problems are analyzed， and finally the development of the assembly building in China is prospected.

關鍵詞： 裝配式建筑；發展狀況；特點；存在問題

Key words： fabricated construction；development status；characteristic；existing problems

中圖分類號：TU-80 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）02-0233-03

0 引言

我國現階段，現場施工的方式被大多數建筑行業所采用。這種施工方式不僅要雇傭大量的勞動力，而且成本高，工期長，現場管理比較混亂。而裝配式建筑是一種新型房屋建筑，先在生產廠生產好預配構件，然后運輸到施工現場進行現場裝配。這種裝配式建筑的優點是施工速度快，所用勞動力少，而且所生產的預制構件質量高，從而建筑質量比較高。現如今，國外許多國家的多數建筑都使用的是裝配式建筑，這種建筑在國外已廣泛使用；而在我國，由于存在生產體系和管理體系不完善，施工技術能力不高等問題，裝配式建筑并沒有被多數建筑所使用。所以，不斷去解決裝配式建筑在生產、管理及施工等階段遇到的各種問題，才能促使裝配式建筑在我國的快速發展，從而在我國能夠被廣泛使用。

1 裝配式建筑的國內外發展狀況

1.1 國外發展狀況

歐洲是最早應用裝配式建筑的國家，開發新大陸時期，17世紀歐洲向美國移民時，在移民過程中，所用木架來拼裝房屋，這就屬于一種最簡單的裝配式建筑。歐洲以法國為代表，經過30多年，法國的裝配式建筑正在不斷地發展完善，許多住宅樓、學校、體育場、辦公樓等公共建筑都應用了裝配式建筑。

美國和加拿大地區，裝配式建筑被廣泛推廣，以致在這兩個國家裝配式建筑被普遍應用。北美的預制建筑主要由兩部分組成，分別是預制外墻和結構預制構件，預制構件具有相同的特點，其特點是大型化可以結合預應力，可以使結構配筋及連接構造有所優化，制作和安裝過程中的工作量也有所減少，可以縮短相應的施工工期，從而使裝配式建筑的工業化、標準化和技術經濟性的特征有所體現。

德國在世界大戰后，房屋遭到破壞，為了解決住房緊缺的問題，住宅產業化在德國快速發展，從而使住宅能夠大規模重建。如今，德國的住宅產業化技術也得到進一步提高，達到非常成熟的狀態，對于施工現場所要求的建筑構件和裝飾材料，在工廠都可以完成，當工地需要時，將有關預配構件運到施工現場，然后再通過吊車進行吊裝、就位、固定，使結構和安裝一體化，從而縮短了工期。

日本在20世紀70年代期間頻繁發生地震，為了提高建筑的使用量，增加其抗震能力，對建筑進行了深入的技術研究，已建立了住宅通用部品的生產體系，許多構件都得到了優良產品認證，以裝配住宅為主要形式的工業化建筑已形成。日本東京塔是日本最具有代表性的預制裝配式建筑，日本東京塔高58層，是在2008年采用預制裝配框架結構所建立的。

瑞典研究裝配式建筑較早，所以其裝配式建筑的發展較快，在60年代，瑞典就基本上實現了有關部件規格方面的建筑工業化標準，有利于部件生產更加標準、多樣及應用廣泛等，同時也使工業化發展更加快速。同時，瑞典政府也制定了一些相關規范制度。目前瑞典已有80%的住宅采用裝配式建筑，并將其工業化生產的模式傳播予其他國家。

1.2 國內發展狀況

預制裝配式建筑在我國沒有得到快速發展，其中一部分原因在于，唐山大地震中預制裝配式混凝土結構受到了大量的破壞，為人們留下了不好的印象，使得人們存在一種保守思想，以致不能被廣泛宣傳。另一方面存在生產體系和管理體系不完善，施工技術能力不高等問題，從而阻礙了裝配式建筑的發展。

20世紀70年代裝配式建筑在我國開始慢慢流傳，裝配式建筑的觀念也在慢慢傳播；80年代，預制屋面梁、預制屋面板等構件在一些工程中也開始使用，由于當時沒有很高的技術水平，所以也不能擁有很高的建筑質量。比如，樓屋面板的密封效果不好，防水措施不完善，以致存在漏水、隔聲效果不好等現象。所以裝配式建筑沒有得到很大進展；到了90年代，施工技術得到一定的改善，管理水平也有了長足的進展，預制裝配式建筑被提及，并得到了進一步的發展。

現如今，裝配式建筑在我國許多城市都得到廣泛使用。比如，北京、上海地區，許多相關政策被建立，配套裝置也相當齊全，裝配式剪力墻技術也有所提高并且逐漸成熟。北京頒布了關于混凝土結構產業化住宅的設計、質量驗收等方面的標準及文件。上海出臺了5項同時正在編制4項地方標準和技術管理文件。沈陽，裝配式建筑已經得到很快的發展，技術相當成熟，配套設施也比較齊全，各種各樣的結構類型，生產廠的自動化設配也比較高端。深圳是發展裝配式建筑較早的城市，所以工程實踐項目相對其他城市較多，并且構件質量也比較高，對產業化住宅方面編制了與此相關的11項標準和規范。江蘇，結構體系的種類很多，同時開展了工業化工作。山東及合肥，宣傳工作在積極地進行中，試點工程建筑也在大量開展。隨著裝配式建筑的管理技術水平不斷完善，會逐漸在我國的大多數城市，甚至每個城市中使用。

2 裝配式建筑的基本特征

2.1 裝配式建筑的概念

裝配式建筑又稱建筑工業化，就是像制造汽車一樣來建造房子，首先在生產廠生產好預配構件，比如板、柱、梁等構件，然后再運輸到施工現場，在施工現場進行現場裝配，拼接所構成的建筑物。

2.2 裝配式建筑的特點

2.2.1 設計多樣化

目前所設計的住宅樓并不能滿足人們對于住宅樓所需求的，大多數住宅樓的承重墻較多，以致分隔較多，開間較小，房內空間不能被有效分隔。而裝配式建筑，可以靈活、隨意進行分割，可以滿足住戶的需要，根據他們的要求來進行分割，大廳小居室以及小廳大居室都可以形成。配套的輕質隔墻，可以使住宅采用靈活大空間，而輕質隔墻的材料一般都使用鋼龍骨配以石膏板，或者使用一些輕板。

2.2.2 功能科技化

①節能效果良好：由于外墻設置了保溫層，冬天可以降低對暖氣能源的消耗，夏天可以降低對空調能源的消耗。

②隔聲效果好：墻體設置了保溫層，保溫材料具有較好的吸聲功能，而且墻體與門窗之間空隙較小，所以可以減少外界帶來的噪音，為室內提供一個安靜的環境。

③防火：材料最大的作用就是不燃或難燃，所以火災發生的概率會有所降低。

④抗震：材料的輕質性可以降低建筑物的重量，這樣有利于裝配式建筑的充分連接，抗震效果好。

⑤外觀不奢：外觀立面比較清晰，不會輕易變形、裂縫及褪色。

2.2.3 生產工廠化

裝配式建筑中的外墻板在生產廠通過模具進行生產，通過為外墻板進行噴涂、烘烤可以使外墻板美觀，不褪色。塑鋼門窗逐漸代替了傳統建造中的木窗、鋼門窗，在生產廠具有很先進的生產工藝，都是通過機械生產出各種金屬及連接件。石膏板、涂料等一些室內材料都可以在生產流水線制造出來。并且，在生產過程中，可以隨時調控材料的防火性、保溫性、隔聲等性能。

2.2.4 施工裝配化

在生產廠生產好各種相應的構件，然后再運輸到施工現場，專業人員在現場進行安裝和拼接。相比傳統建造，施工現場的施工流程相對減少，和泥、抹灰、綁鋼筋、支模板等施工流程都不再出現。裝配式建筑施工比傳統建造施工有很多優勢：施工速度快，可以縮短工期；施工現場建筑工人減少，施工作業更加方便有序，工人的勞動強度降低；施工現場廢物、廢水、噪聲減少，減少環境污染，節能減排；進行每道工序時都可以安裝設備一樣，要求精度，保證質量；還可以降低施工成本。

2.3 裝配式建筑的分類

2.3.1 砌塊建筑

砌塊建筑是在生產廠提前預制好塊狀材料，用塊狀材料來砌成墻體的建筑，這種建筑適用于3至5層的房屋建筑。砌塊建筑有很多優勢，比如，生產工藝不復雜，生產起來比較簡單；施工也相對比較簡便；并且造價成本較低；還可以采用一些工程廢料。按砌塊的大小可以分為小型砌塊、中型砌塊、大型砌塊。由于小型砌塊較小，可以直接通過人工進行搬運和砌筑，比較靈活而且也比較方便，具有較廣的適用范圍；對于中型砌塊采用小型機械來進行吊裝，可以減少勞動力，降低勞動成本；大型砌塊已不被使用，由大型板材所代替。

2.3.2 板材建筑

板材建筑也被稱作大板建筑，是由各種板材裝配而成的建筑，比如墻板、樓板、屋面板等板材。板材建筑在裝配式建筑中占主要地位。板材建筑的內墻板主要是由實心板或者空心板組成，實心板或空心板是鋼筋混凝土的；外墻板一般都是復合板，帶有保溫層。為了使裝配化程度有所提高，一般采用集中室內管道等來做建筑設備。大板建筑也存在著較多的缺點，大板建筑的主要缺點是對建筑物的造型和布局要求比較嚴格，存在一定的制約性；小開間內部分隔缺少靈活性。

2.3.3 盒式建筑

盒式建筑是以板材建筑為基礎發展的。盒式建筑工業化程度也比較高，在現場可以快速進行安裝。在工廠不僅完成盒子的外部結構，還要安裝好內部的裝修及相應設備，甚至家具、地毯等都會安裝好。完成吊裝，接好管線就可以進行使用。

2.3.4 骨架板材建筑

骨架和板材組成了這類建筑。骨架具有承重的作用，所以骨架為鋼筋混凝土結構，還有一種是骨架和板材組合，這種組合是由鋼和木作成的，在輕型裝配式建筑中被使用。這種建筑的優點是結構合理，建筑物自重會降低，內部可以隨意進行分割，對多層和高層的建筑比較適用。

2.3.5 升板和升層建筑

升板和升層建筑與板柱結構體系的施工方法不同，但是它也是板柱結構體系的一種。在底層混凝土地面澆筑各層樓板和屋面板，并且重復進行澆筑，豎立鋼筋混凝土柱子，柱子上的油壓千頂把各種板提升到設計高度，用柱來做導桿，加以固定。外墻可以是磚墻、預制外墻版、幕墻等；在提升樓板時，可以一邊提升一邊滑動模板、澆筑外墻。升板建筑的優點是大多數操作都是在地面上進行的，減少了大量的高空作業，從而使模板和腳手架的使用量降低，并且在現場進行施工的施工面積也減少了。

2.4 裝配式建筑的優勢

裝配式建筑比傳統建筑擁有較多的優勢，主要表現在以下幾個方面。

①提高勞動生產率。預制構件在生產廠大量生產，由于提前生產好了預配構件，在現場直接進行安裝，這樣可以減少對模板及腳手架的使用，不僅降低了施工成本，還有利于減少施工現場的施工流程，從而縮短了工程工期，還提高了時間效率。

②節約能源，減少環境污染。裝配式建筑具有節約各種能源、水資源、土地以及材料等優勢。比如對于鋼模板可以進行循環使用，從而節約了木資源。此外，在生產廠生產好預配構件，然后運到施工現場進行安裝，不在施工現場進行現場操作，使施工現場減少了噪音和揚塵，減少了環境污染。

③確保工程質量與安全。傳統建造中在施工現場進行操作，大部分是高空作業，工人們的技術水平以及素質并不是很高，經常會出現質量事故以及安全隱患。而裝配式建筑在生產廠提前生產好預配構件，運輸到施工現場，由專業安裝人員進行現場裝配，一般都是機械化安裝，從而可以確保工程質量，降低安全隱患。

④縮短建設工期。裝配式建筑先在生產廠生產好預配構件，然后再去施工現場進行安裝拼接，就像制造汽車一樣來建造房子，以工業化的方式來取代手工操作，大部分都是機械化操作，先在工廠生產好預配構件，再進行現場安裝，去除了一些現場抹灰、綁鋼筋、支模板等一些流程，從而縮短了建設工期。

3 我國現階段裝配式建筑存在的問題

3.1 缺乏統一的規范標準

每個城市關于裝配式建筑的規范標準都不一樣，缺乏全國統一的規范標準，并且各個地方對于構件的生產、運輸、吊裝和各節點連接等操作的標準均不同。裝配式建筑從設計、審批、工程施工到驗收階段并沒有全國統一的規范標準，這使得裝配式建筑在我國很難快速發展，所以必須解決這一問題。制定統一的規范標準，裝配式建筑都以此標準進行實施，從而使裝配式建筑能夠在我國快速發展。

3.2 施工管理水平有待提高

預制裝配式建筑需要有專業的生產廠生產預制構件，要有專業的技術人員來進行操作，還要有專業的運輸隊進行構件的配送，以及配套的安裝機械；從設計到運輸到現場安裝中的測量、吊裝、構件的連接等各個工序都需要有較高的技術水平和管理水平。由于傳統建造都是現場施工，施工技術和管理水平都存在不足，所以，在由傳統建造轉向建筑工業化的進程中，管理水平有待提高。對管理人員進行培訓，加強其管理能力，使管理人員了解更多管理方面的知識，從而使施工管理水平得到提高。

3.3 節點的關鍵技術需要解決

裝配式建筑在安裝過程中，連接節點會頻繁出現，只有連接點的質量有所保障，才能確保裝配式建筑的質量。所以，要做好對連接點連接技術方面的工作。目前，節點的承載力和剛度可以較好地滿足要求，但是其延性還不能達到要求，應采取有關措施確保節點的承載力、剛度以及延性都可滿足要求，否則，若節點出現問題，則裝配式建筑的發展也會得到很大的制約。所以，要解決節點的關鍵技術方面的問題，保證裝配式建筑的順利實施。

3.4 一次性投資高、成本大

裝配式建筑雖然不需要在現場大規模的進行施工，但預配構件在生產廠要提前進行生產，生產預配構件要保證其質量，所以要求較高。構件生產需要有相關模具，而且還需要對構件進行養護，然后再運輸到施工現場進行安裝，每個環節都要做好充足準備，這些環節也都需要進行大量的一次性投資，所以建筑企業在沒有大量資金，管理水平及技術水平都不高的前提下，還是會選擇采用傳統的建筑方式。

4 結論與展望

預制裝配式建筑具有確保工程質量、縮短建設工期、節能環保、提高勞動生產率等優勢，必將成為我國建筑行業發展的趨勢。我國已有很多工程項目正在使用裝配式這一建筑，并且也取得了相應的成果和進展。但是在建筑過程中還存在規范標準不統一、管理水平不高、節點關鍵技術不完善等問題。所以，為了促進裝配式建筑快速發展，國家必須建立統一的規范標準，制定相應的規劃和政策，并且要給予鼓勵和支持；每個階段都應配有專業的管理人員來進行管理，從而使管理水平在一定程度上有所提高；關于節點的關鍵技術問題要不斷去解決，從而使節點的剛度、承載力以及延性都滿足要求。不斷去解決裝配式建筑在發展過程中存在的各種問題，才能使裝配式建筑的各個方面獲得更快的提高，從而促進裝配式建筑在我國快速發展，在我國能夠得到廣泛使用。

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