

近年來,裝配式建筑因資源消耗少、垃圾排放少、環境影響小,多次被寫入國家有關指導意見中,要求“積極推廣”“大力發展”。毫無疑問,裝配式建筑是世界性的大潮流和大趨勢,裝配式建筑是對傳統建造邏輯的一次革命,它對建筑企業的技術和管理提出了更高的要求。
目前,大力發展裝配式建筑已經上升為我國的國家戰略,國務院辦公廳印發的《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》明確提出,要以京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區,常住人口超過300萬的其他城市為積極推進地區,其余城市為鼓勵推進地區,因地制宜發展裝配式混凝土結構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑。力爭用10年左右的時間,使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。由此將引發中國建筑行業的重大變革。
中國是世界上既有建筑和每年新建建筑量最大的國家。近幾年來,我國年均房屋竣工面積達到40億平方米,相當于美國加州建筑總面積的7倍。其中裝配式建筑的比例卻不足5%,與國際先進水平相比還有較大差距。與此同時,我國建筑在建造使用、拆解過程中大量消耗不可再生能源,并產生大量建筑垃圾,給生態環境造成極大破壞。前期大量交付的毛坯房在二次裝修過程中又給資源、能源造成重復消耗和浪費,并產生大量垃圾,給建筑物造成極大安全隱患。
裝配式建筑是用預制部品部件在工地裝配而成的建筑。發展裝配式建筑是建造方式的重大變革,是推進建筑業供給側結構性改革的重要舉措,有利于節約資源能源、減少施工污染、提升勞動生產效率和質量安全水平,有利于促進建筑業與信息化工業化深度融合、培育新產業新動能、推動化解過剩產能。
在國家的大力推動下,全國興起以裝配式為載體的新一輪熱潮,多個省市出臺發展裝配式建筑配套政策,以大企業為龍頭,社會力量積極參與,裝配式建筑在全國范圍內得到大范圍推廣和應用,各地都有很多優秀做法和成功實踐案例。
在全國大范圍推廣裝配式建筑的同時,仍有不少突出問題需要我們給予高度關注。對此,中國建設科技集團副總裁、中國建筑標準設計研究院院長孫英總結了六大方面問題。首先,關于裝配式建筑理念認識問題亟待統一。裝配式建筑是由主體結構、外圍護系統、內裝系統、設備管線系統四個系統裝配而成,但行業內有些從業人員把裝配式建筑等同于主體結構系統裝配,又把主體系統裝配等同于鋼筋混凝土結構,這一認識過于片面。
其次,缺乏一體化集成設計,裝配式建筑是系統工程,它具有“兩個一體化”集成整合特征,即全專業一體化,包括建筑、結構、水、暖、電、裝修等;全過程的一體化,包括策劃、設計、生產加工、施工安裝、運營和維護等。“兩個一體化”要以建筑設計為龍頭進行集成整合。因此,如果沒有把一體化集成設計擺在突出位置,就沒有抓住裝配式建筑關鍵環節、關鍵點。
第三,忽視結構安全問題。裝配式建筑是百年大計,必須對結構安全風險以及現階段技術發展水平有足夠清醒的認識。孫英表示:“我國是多地震國家,結構安全存在一定的風險隱患,而一些企業卻盲目大干快上,給結構安全造成潛在風險,這是非常危險的做法,不僅對建筑物不負責任,同時也不利于推動裝配式建筑。”
第四,裝配式建筑與制造業結合不夠緊密。一方面,裝配式建筑是建立在高水平制造業基礎上,必須以高質量工業化為支撐;另一方面,裝配式建筑給制造業帶來更多機會,對制造業有著拉動提升和促進作用。裝配式建筑應與制造業充分互動,如果僅僅是建筑業參與,而沒有與制造業密切聯動建筑工業化,這樣的發展路徑是不正確的。
第五,裝配式建筑成本高,市場認同度低。目前,我國裝配式建筑成本高出平均建筑15%,而且主要強調主體裝配,用戶缺少良好體驗和獲得感,因此市場反應不積極,甚至不接受,裝配式建筑發展缺乏一定內生動力。實際上,單純依靠政府補貼和政府強推的模式并不能持續推進裝配式建筑的發展,必須找到裝配式建筑發展更加市場化、可持續的發展模式。
第六,以BIM技術為核心的信息化支撐不足。裝配式建筑與BIM技術的結合有著必然性,不以BIM技術為支撐發展裝配式建筑的路徑是錯誤的。除了上述這六個問題之外,目前還很多關于裝配式建筑的問題,需要建筑行業的從業人員在裝配式建筑發展過程當中給以高度關注,并進行認真分析研究、加以解決,只有這樣,裝配式建筑的發展才可持續,才能走到更加正確的軌道上。
裝配式建筑是由四個系統全面裝配而成。即主體結構系統、外圍護系統、設備與管線系統、內裝系統。只有這四個系統全面裝配才是真正意義上的裝配式建筑,而不僅僅是主體結構系統裝配。
對于裝配式建筑而言,它的核心價值往往體現在外圍護系統、設備與管線系統和內裝系統這三個系統裝配上。全面實施裝配化內裝具有重要意義。目前我國的建筑裝修模式是現場濕作業方式,大量使用水泥、陶瓷等建材,每年大約有20%水泥用作裝修當中找平層、黏結劑,從而形成建筑垃圾,造成資源能源消耗高,這種作業方式使建筑質量和品質難以得到提升。如果采用裝配化內裝方式,以衛生間為例,將衛生間部品化,可以節約資源,提升建筑品質,同時整體衛生間日后拆除大部分材料都可以回收再利用,這符合循環經濟發展的主流方向。

我國傳統建筑當中設備與管線系統是埋在主體結構當中,這樣的話給維修和更換造成很大困難,也與裝配式建筑的發展理念不一致。孫英表示,可以采用SI(Skeleton-Infill)技術體系,即建筑支撐體和填充體完全分離體系。建筑支撐體是指主體結構,要求具有很強耐久性;填充體是指設備管線和內裝等,要求易于維修、更換、改造。因此如果通過采用裝配式內隔墻、吊頂,架空地面,使設備管線內裝與主體結構分離,不僅僅可以大幅度減少濕作業,也便于管線維修更換,避免維修更換對主體結構造成的影響和破壞。
從國際上看,輕量化、多層化、集成化、裝配化是外圍護系統發展的主流方向,這樣做有利于外墻保溫、防水、防火,也利于外墻系統更換,可以創造出豐富多彩立面效果,打破千篇一律的視覺效果。

如今,我們正迎來數字化互聯網時代,隨著信息技術的迅猛發展,在信息化高速發展的大背景下,德國提出工業4.0,中國提出中國制造2025,其核心都是將信息技術與工業化緊密結合。相關數據顯示,我國建筑業信息化的程度目前僅高于農業,排在所有行業的倒數第二。因此,在實施建筑工業化的過程當中,必須高度關注信息化,將工業化與信息化同步推進、融合發展。
裝配式建筑在解決傳統施工方式問題的同時,對施工管理和施工技術也提出了要求和挑戰。裝配式建筑的建設過程不同于傳統方式,增加了深化設計、構件生產、物流運輸階段,施工階段的主體結構施工由現場澆注轉變為以裝配式施工為主。裝配式建筑采用傳統的管理方法和技術,工作量大,管理難度大,效率低,通過使用BIM技術可以很好地解決這些問題。
相對于傳統方式,在裝配式施工中應用BIM技術,可以更有效地管控項目進度,提高質量管理水平,降低項目成本。通過施工方案模擬,可以優化施工計劃;通過構件管理,可以及時下達、跟蹤構件狀態,避免因構件生產運輸等問題影響進度;通過施工進度管理,可以形象直觀地發現實際進度與計劃進度的偏差,及時進行計劃及相關資源調整,保證進度在可控范圍內。通過吊裝模擬,進行形象化的交底,保證吊裝的精度;通過可視化的技術交底,保證構件的節點連接質量;通過構件質量管理,實現質量數據可追溯,提高了質量管理水平。通過場地布置,避免了構件的二次運輸;通過施工方案模擬,優化了資源配置,避免了窩工、怠工等現象的發生;通過吊裝模擬及可視化的技術交底,提高了工作效率和安裝質量,降低項目成本。
從建筑行業內部來看,BIM技術與裝配式建筑之間具有天然伴生關系。一方面BIM技術起源于制造業,裝配式建筑的發展目標就是將傳統建造業升級為先進制造業,兩者結合是必然的。另外一方面,裝配式建筑必須依托BIM技術進行一體化集成整合,最終實現社會化大生產。裝配式建筑必須依靠BIM技術打通全專業、全過程數據鏈,實現數據傳輸與共享,最終打造出一個完整的高水平裝配式建筑。