對我國裝配式建筑發(fā)展問題的思考

李 一 （同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200092）

0 前言

裝配式建筑是指全部或部分建筑構(gòu)件由工廠預(yù)制完成后，運送到施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝的建筑，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比，具有建造效率高、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)勢[1]，已成為我國推進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化戰(zhàn)略目標(biāo)的重要抓手。然而，當(dāng)前我國裝配式建筑處于發(fā)展初期，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相對薄弱，仍面臨技術(shù)、管理、組織等方面的問題[2]，探討裝配式建筑的發(fā)展已成為我國研究的熱點問題。

1 裝配式建筑的內(nèi)涵

①標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化是實現(xiàn)社會化大生產(chǎn)的前提。推廣裝配式建筑，就要進(jìn)行設(shè)計方法的變革，形成標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方法。而標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計水平會影響到整個裝配式產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的運行效率。作為裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的核心，部品部件模數(shù)、建筑模數(shù)及其協(xié)調(diào)原則也是預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)線、預(yù)制構(gòu)件運輸車及其配套運輸架儲存架、施工設(shè)備協(xié)同發(fā)展的基礎(chǔ)。

②工廠化生產(chǎn)。預(yù)制構(gòu)件廠代表了資金、技術(shù)的集成，預(yù)制構(gòu)件在工廠的大規(guī)模生產(chǎn)、社會化供應(yīng)是建筑工業(yè)化發(fā)展的必然趨勢。機(jī)器作業(yè)取代人工生產(chǎn)可以大幅度提升生產(chǎn)效率，提高預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量，縮短建設(shè)工期，實現(xiàn)規(guī)模效益。預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效率也很大程度上反映了裝配式建筑的發(fā)展水平。

③裝配化施工。傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的施工方式粗放、生產(chǎn)效率低、環(huán)境污染重，與預(yù)制構(gòu)件廠的機(jī)器生產(chǎn)相比，現(xiàn)場施工的質(zhì)量控制難度較大。裝配式建筑將建筑構(gòu)件在預(yù)制構(gòu)件廠進(jìn)行生產(chǎn)，減少了傳統(tǒng)的現(xiàn)澆作業(yè)，但是施工現(xiàn)場構(gòu)件組裝、構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)合部位的處理工作大量增加。

④一體化裝修。土建施工與裝修施工是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的，統(tǒng)一于整個建設(shè)過程。設(shè)計環(huán)節(jié)缺乏對內(nèi)裝系統(tǒng)的考慮，容易導(dǎo)致裝修施工與土建施工的沖突。同時，裝修施工仍然屬于傳統(tǒng)濕作業(yè)施工的范疇，不符合裝配式建筑的發(fā)展要求。因此，需要將裝修施工與土建施工作為同一產(chǎn)品的兩個密不可分的部分，在設(shè)計環(huán)節(jié)將內(nèi)裝系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計。

⑤信息化管理。按照系統(tǒng)論的觀點，一個大的系統(tǒng)由若干個子系統(tǒng)組成，各個子系統(tǒng)的功能及其相互間的運行機(jī)制，又會影響甚至決定整個系統(tǒng)的功能。裝配式建筑作為一個完整的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，以實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)的價值最大化為根本目標(biāo)，需要各個子系統(tǒng)之間的協(xié)同，優(yōu)化各個子系統(tǒng)的功能及其相互間的運行機(jī)制。而協(xié)同的重要條件是信息的集成與共享，需要構(gòu)建完整的組織和協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，并以信息技術(shù)為支撐，為信息的集成與共享提供可行、可靠的技術(shù)手段。

⑥智能化應(yīng)用。裝配式建筑是建筑業(yè)、制造業(yè)、物流業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)等深度融合的產(chǎn)物，在當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新、市場需求的驅(qū)動下，各類新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，為大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等前沿技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

2 裝配式建筑面臨的主要問題

①設(shè)計環(huán)節(jié)。目前裝配式建筑設(shè)計環(huán)節(jié)面臨的核心問題是行業(yè)內(nèi)沒有推廣形成標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方法。現(xiàn)有的裝配式建筑設(shè)計主要采用等同現(xiàn)澆的思想、“傳統(tǒng)設(shè)計+深化設(shè)計”的模式，即在傳統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上增加了深化設(shè)計環(huán)節(jié)，在深化設(shè)計階段依據(jù)施工圖進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的拆分。這種模式形成的設(shè)計圖紙會產(chǎn)生大量的非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，在很大程度上限制了預(yù)制構(gòu)件廠大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢，降低了運輸和施工效率。例如，裝配式建筑施工現(xiàn)場的重點工作是預(yù)制構(gòu)件之間的連接，而目前節(jié)點連接多采用濕法連接，即采用鋼筋連接和后澆混凝土的方法。非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的增加意味著節(jié)點連接形式的復(fù)雜，產(chǎn)生大量現(xiàn)澆與裝配的交叉作業(yè)，降低了工作效率。

裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計沒有大范圍推廣應(yīng)用的原因包括：一是建筑行業(yè)設(shè)計人員對裝配式建筑的理解不深入，對裝配式建筑設(shè)計存在認(rèn)知錯誤，缺乏對裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計模式、方法的研究與學(xué)習(xí)；二是裝配式建筑在我國處于起步階段，建筑設(shè)計企業(yè)也在逐漸轉(zhuǎn)型，技術(shù)進(jìn)步不可能一蹴而就，而現(xiàn)有的設(shè)計規(guī)范也在采用“等同現(xiàn)澆”的思想，也在一定程度上阻礙了設(shè)計企業(yè)的轉(zhuǎn)型過程和設(shè)計方法的變革[3]；三是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法需要國家和地方不斷完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等。

②預(yù)制生產(chǎn)環(huán)節(jié)。目前在建的裝配式建設(shè)項目普遍成本偏高，是裝配式建筑推廣過程中面臨的最主要阻礙因素，而預(yù)制生產(chǎn)效率不高、規(guī)?；瘍?yōu)勢沒有充分實現(xiàn)是裝配式建筑增量成本偏高的重要原因[3-5]。裝配式建筑預(yù)制生產(chǎn)效率不高的原因包括：一是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計在行業(yè)的應(yīng)用不足，現(xiàn)行的非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法以滿足預(yù)制率要求為目的，單個項目中的預(yù)制構(gòu)件規(guī)模相對較小，使得單個項目的生產(chǎn)效率難以提升，現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)體系和部品部件不統(tǒng)一、不通用，不同結(jié)構(gòu)體系對于預(yù)制構(gòu)件、部品部件的選擇也有不同，使得多個項目之間也難以形成規(guī)模效益；二是預(yù)制自動化水平和生產(chǎn)線的工藝有待提升，部分預(yù)制構(gòu)件廠基本采用人工生產(chǎn)的模式，只是將傳統(tǒng)施工現(xiàn)場的作業(yè)轉(zhuǎn)移到“預(yù)制構(gòu)件廠”進(jìn)行，同時建筑產(chǎn)品與制造業(yè)產(chǎn)品相比具有不同特點，在整條流水生產(chǎn)線實現(xiàn)自動化生產(chǎn)仍有難度。

③施工環(huán)節(jié)。與現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑更加強(qiáng)調(diào)精細(xì)化施工與管理。預(yù)制構(gòu)件之間的連接和接縫處理直接決定整個建筑的質(zhì)量和安全，以往粗放式的施工方法無法適應(yīng)裝配式建筑的發(fā)展需要，使得施工單位原有的管理體系、施工工藝、人員培訓(xùn)都面臨轉(zhuǎn)型壓力。裝配式建筑施工環(huán)節(jié)也會受到設(shè)計、生產(chǎn)、運輸多個環(huán)節(jié)的影響，需要施工單位轉(zhuǎn)變思維，提高與各參與單位的協(xié)作能力。裝配式建筑設(shè)計環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化水平直接決定預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，設(shè)計階段確定的結(jié)構(gòu)體系以及節(jié)點連接方式，會影響施工作業(yè)的復(fù)雜程度和難易程度。預(yù)制構(gòu)件廠、運輸單位的技術(shù)水平會對施工質(zhì)量和施工效率產(chǎn)生影響。例如，預(yù)制構(gòu)件廠的工藝水平?jīng)Q定了預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量，在預(yù)制構(gòu)件時需要預(yù)埋施工階段必需的吊裝零件；運輸單位需要制定詳細(xì)的運輸和保障方案以保證運輸構(gòu)件的質(zhì)量和安全，避免預(yù)制構(gòu)件的任何質(zhì)量損壞。

3 結(jié)論

裝配式建筑具有整體性、系統(tǒng)性特點，以建設(shè)項目為核心，涵蓋土地規(guī)劃、項目策劃、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運維等多個階段，由政府、房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)、設(shè)計企業(yè)、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠（包括部品部件供應(yīng)商）、物流企業(yè)、施工企業(yè)、運維企業(yè)、監(jiān)理單位、咨詢服務(wù)企業(yè)、科研院所、高等院校、預(yù)制生產(chǎn)線及其設(shè)備制造商、運輸設(shè)備制造商等眾多參與方形成一個完整的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，涉及到諸多子系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運行機(jī)制復(fù)雜。

當(dāng)前裝配式建筑發(fā)展面臨的問題總是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)，背后往往涉及到多種具有不同知識結(jié)構(gòu)的行業(yè)類型和組織機(jī)構(gòu)，呈現(xiàn)復(fù)雜性、系統(tǒng)性特點。解決裝配式建筑的發(fā)展問題，就需要采用產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的視角統(tǒng)籌優(yōu)化。而根本途徑就是要建立不同行業(yè)、不同組織之間的協(xié)作機(jī)制，通過知識、信息的開放、集成與共享，在密切分工協(xié)作的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)、發(fā)展模式、管理制度的創(chuàng)新。發(fā)展裝配式建筑要基于各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)條件，堅持因地制宜，可以以裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地為抓手，構(gòu)建涵蓋設(shè)計企業(yè)、施工企業(yè)、預(yù)制生產(chǎn)廠、科研機(jī)構(gòu)、預(yù)制生產(chǎn)線及其設(shè)備制造商等單位的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，研究可復(fù)制、可推廣的裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法、預(yù)制生產(chǎn)技術(shù)和配套施工工藝，用裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的合力解決裝配式建筑發(fā)展面臨的問題。