裝配式建筑可持續發展對策研究

孫璇 劉長春 田原

通訊作者：劉長春，1973年2月，男，漢族，江蘇響水人，現任蘇州科技大學建筑與城市規劃學院建筑系副主任，副教授，碩士生導師，工學博士。研究方向：工業化建筑、被動式低能耗建筑。

基金項目：住建部科技計劃項目“裝配式建筑發展現狀及其可持續發展對策研究”（2018年，項目號：2018-K9-042）;江蘇省大學生創新創業訓練計劃重點項目“裝配式建筑現狀及可持續發展研究——基于江蘇省及河北省部分縣市的實證調研”（2019年，項目號201910332014Z）;蘇州科技大學大學生創新訓練計劃項目“工業化住宅標準化設計研究——基于設計企業應用現狀的實證調研”（2019年）。

摘 要：近幾年，裝配式建筑在政府的大力推廣下發展迅速，在生產建設的各個方面體現出一定的超越傳統建筑的優勢，從長遠來看，有利于推動建筑業的轉型升級。但裝配式建筑也存在成本高、缺乏有效現場監管、工人流動性大等尚待解決的問題。本文通過總結南通中央創新區建設過程中的相關經驗，針對具體問題提出適合裝配式建筑可持續發展的建議。

關鍵詞：裝配式建筑;可持續發展;對策

一、前言

裝配式建筑的概念最早從國外引進，歷經了幾十年的陸續發展，如今裝配式建筑行業在我國各級政府的引導和鼓勵下已逐步做大做強，部分龍頭企業的新型裝配式建筑技術及模式正在反過來輻射國外。

曾有業內人士預測，裝配式工業化建筑結構體系將是建筑業發展的必然之路[1]。事實證明，在國家大力助推建筑產業轉型升級的這幾年里，裝配式建筑相對于傳統建筑的確彰顯出極大優勢，擁有廣闊的發展前景。但同時，由于裝配式建筑體系還不夠完善，其進一步的發展還存在一些亟須解決的問題。

本文以南通中央創新區為例，通過探討該裝配式建筑示范區建設過程中遇到的實際問題及相關企業應對問題的措施，分析裝配式建筑的發展現狀，并總結經驗，為今后我國裝配式建筑的可持續發展提供一些參考建議。

二、裝配式建筑優劣勢分析

（一）裝配式建筑的優勢

1. 節能環保

在近幾年的裝配式建筑生產建設過程中，相較于傳統建筑，裝配式建筑的優勢體現在很多方面，最突出的一點是符合國家提出的節能環保要求。據公開資料顯示，若預制構件嚴格按照裝配式建筑構件生產標準來生產，那么材料損耗率低至3%，可縮短施工周期25%～30%，節水約50%，節約木材約80%，降低施工能耗約20%，減少建筑垃圾70%～80%，并顯著降低施工粉塵和噪聲污染，從而降低對周邊環境的影響[2]。

2. 節省勞動力

傳統現澆建筑的建造模式屬于勞動密集型，勞動力用量大，而裝配式建筑可以節省近46.2%的人工。總的來說，自裝配式建筑推廣以來，建設的總體效率有了極大提高[3]。

（二）裝配式建筑的劣勢

1. 建造成本高

雖然裝配式建筑有其優點，但在推廣和應用過程中也存在許多不可避免的問題。調研中多家公司證實，在實際生產建設中，裝配式建筑比傳統建筑成本高12%～15%。這使得裝配式建筑企業在短期內需要投入大量資本，其后果是企業在響應政策上缺乏市場動力，造成政策與市場相脫節的局面。

2. 上下游產業不匹配

政府公開數據顯示，雖然歷年來裝配式建筑構件生產廠家在逐年增多，但由于環保要求高、審核嚴格等問題，裝配式預制構件企業難以形成龐大的規模，并且地區之間資源分配不均，下游企業分布不均衡，造成設計方與施工方的矛盾，并且給上游企業增加額外的運輸成本。

3. 技術要求高

從技術上來說，裝配式建筑的構件生產需要的精度遠遠超過傳統建筑，并且所有的裝配式建筑都存在拼裝、連接的問題。裝配式結構構件的連接方式多種多樣，拿其中最主要的鋼筋套筒灌漿連接、混凝土連接來說，在套筒質量、灌漿技術等方面存在不少安全隱患。尤其是采用建筑膠水進行黏合的構件，建筑的受力靠粘結點來支撐，一旦黏結出現問題將造成巨大的安全隱患。

4. 施工過程中缺少有效的管控手段來保障現場完成質量

專家認為，部分企業施工現場監管不到位的現象仍然存在，由于施工現場人員流動量大，安排監管又消耗大量人力，造成經常缺少監理監督工人施工的現象，從而導致裝配式建筑的安全性得不到保障，出現截斷連接構件進行野蠻施工的現象。一旦出現問題，責任的追溯也會較為困難。

5. 施工工人素質偏低，流動性大

施工企業中五十歲以上工人居多，年輕人不愿意從事繁重的建筑類行業。我國工人流動性較強，缺少責任心，文化程度和技能低下，達不到國外的水平。有專業人士認為，此為目前最大的難點。

三、裝配式建筑可持續發展對策

（一）南通中央創新區裝配式建筑示范概況

2015年以來，國家出臺了許多鼓勵性的政策助推裝配式建筑的發展。《“十三五”裝配式建筑行動方案》要求，2020年裝配式建筑在新開工建筑中的占比達到15%以上，2025年占比達30%。據政府數據顯示，2018年南通全市新開工裝配式建筑面積達到了603.5萬平方米，占比接近60%，已超額完成任務。南通中央創新區（以下簡稱中創區）是南通市政府積極響應國家關于推進建筑工業化和可持續發展的政策，著力打造的城市新中心。南通作為裝配式建筑示范城市，目前已擁有覆蓋裝配式建筑全產業鏈的各類國家級、省級示范基地，形成長三角密度最大的PC構件生產基地，PC構件年產能近200萬立方米，省內規模第一，初步形成現代建筑產業制造集群。

中創區相關建設工作自2016年啟動，到目前已有40多家包括中南建設、中建八局、南通四建、南通二建、南通華新等特級資質企業在內的建設單位及1萬多名建設者在同時施工。按照規劃，中創區總建筑體量約為1300萬平方米，科創載體配套的人才公寓、學校和醫院等公共建筑的體量占到70%，約為910萬平方米。科創中心是中創區的核心，正在加速建設的科創中心一期項目總建筑面積為58.8萬平方米[4]。

其中，中南集團作為國家公布的第一批裝配式建筑產業基地之一，承包的中創區科創中心A-1項目已經完成，總建筑面積為25萬平方米，共有三種結構體系，分別為現澆框架結構、現澆+預制裝配式框架結構、鋼框架+鋼網殼。功能用途為酒店+辦公+行政服務中心。同時，中南集團承包的另一項人才公寓一期項目計劃正在如火如荼地展開，預計在2020年下半年竣工交付使用，該項目建筑結構體系包含預制混凝土構件（PC構件）及鋼結構兩種，內墻都采用陶粒鋼筋混凝土墻板，兩種結構體系各自建造的每棟建筑不包含內裝的預制裝配率都達到了近45%。

中建八局三公司承包了中創區科創中心一期A-3項目，該項目同樣是EPC總承包模式，主要結構體系為預制混凝土框架結構。

南通二建集團承包了南通中央創新區醫學綜合體項目。此大型公建項目總建筑面積為36萬平方米，建造過程中采用了30多種創新技法，保證了項目的高質量完成，并使得裝配建造符合綠色環保的理念[5]。

目前中創區在規劃上是城市發展和定位的資源聚集地，也是智慧建筑等高新技術行業的新興基地。因此，中創區的建設情況在推進裝配式建筑行業發展方面有非常重要的參考價值。

（二）裝配式建筑可持續發展對策——以南通中央創新區為例

1. 利用先進的技術系統和人工智能，提高管理水平

在中創區科研中心一期項目建設過程中，中南建設、中建八局等企業自主研發智慧工地系統，使生產過程更加可控，節省大量人力。此外，承接了科創中心PC構件生產的南通現代建筑產業發展有限公司引進國內先進的復合流水線、固定模臺流水線及鋼筋機器人等生產設備，以最新的生產技術打造綠色建筑，不僅減輕工人勞動強度，節省勞動力，還提高了安全生產系數、勞動效率和產品質量，降低了能源及原材料損耗。因此，此舉有利于擴大裝配式建筑節省勞動力、環保節能的優勢。

2. 進行更有效的、以市場為主導的政策干預

2015-2020年可以說是南通市建筑產業現代化試點示范期和推廣發展期，為了鼓勵裝配式建筑的發展，市政府把《南通市建筑業“十三五”發展規劃》作為全市“十三五”重點規劃之一，率先推廣使用“新三板”政策，圍繞裝配式建筑設計及建造過程中需要解決的問題，積極資助本地企業開展課題研究，同時壓縮裝配式建筑項目的審批流程，對示范基地、示范項目給予專項財政補貼，對符合條件的建筑企業給予稅費優惠等，保證了中創區重大項目工程的順利進行，促進了當地裝配式建筑行業的良性發展。由此看來，有效的政策干預在一定程度上節約企業成本，引導市場形成良性競爭環境。

3. 推廣EPC總承包的管理模式，緩解上下游企業不匹配的問題

中南建筑在中創區施工建設過程中沿用其獨特的2253EPC總承包模式，從一項工程的各處細節都有嚴格的管控和監察，能夠統籌協調各方需求，及時溝通和傳達信息。這種總承包模式不但有利于工程問題的問責，也避免了上下游企業脫節的情況。

4. 鼓勵企業與高等研究院合作，進行技術創新，共享合作成果

在科創一期項目建設過程中，中南建設運用了機械化與接板機、二結構砼澆筑機、早拆體系、PC深化等新技法，中建八局三公司采用了超長無縫結構施工控制、連續多層大空間高支模架施工、鋼筋混凝土框架預制裝配施工、裝配式建筑數字建造、樓面混凝土澆筑定型馬道、機電圖紙實體化等新技法，南通二建集團運用了后澆帶下沉做法、深基坑大放坡施工、地下室模板免開洞技術、地庫早拆模體系、輕鋼龍骨加固體系等30余項創新工藝工法。這些都體現了技術創新的重要性，技術創新是一個企業發展的動力，也是一個行業能夠可持續發展的支撐[6]。

為了協助開展中創區建設任務，并為裝配式建筑技術創新提供強大的技術支撐，中國工程院院士歐進萍率領團隊與高等研究院共建的“南通裝配式建筑及智能結構研究院”落戶中創區，該研究院聯合了另外兩家技術產業化公司，開展裝配式相關技術研發工作。此外，智能結構研究中心將致力于研發高性能工程化傳感器技術、結構健康監測與智慧基礎設施系統，自適應消能減振與智能控制裝置、結構減振控制與智能防震減災系統，有望研究出精確便捷的裝配式建筑掃描驗收新技術，解決裝配式建筑結構自測和驗收過程中的難點目前，研究院已與南通中南建筑集團展開合作[7]。

企業與高等研究院合作有利于企業創新生產、施工技術，提高生產效率，從而節約成本，增加效益。同時也有利于科研成果快速應用于生產建設，及時接收市場反饋，更有針對性地進行產品升級，助推裝配式建筑的可持續發展。

5. 企業要推行恰當的勞務管理模式，努力減少工人流動，提高工人素質

以中南集團為例，其推行實體勞務管理模式已有30年，推行成果顯著，目前有職工4萬余人。每個項目部都設立勞務隊，每個區域公司都設立相應的勞務號碼公司。公司除了與所有勞務人員簽訂勞務合同、幫工人辦理保險、保證出勤外，還提供相當優厚的福利待遇。同時，公司每半年對建筑工人的技能進行培訓和考核，劃分技能等級，每年至少培養高級技工500名，中級技工1500名。通過保障工人合法權益、技能等級與福利待遇掛鉤、定期組織培訓等措施可以有效減少工人流動，提高工人素質。從而規范生產，規避重大工程失誤，保證裝配式建筑可持續性發展[8]。

6. 借鑒國外經驗，促進裝配式鋼結構、混凝土（PC）結構等裝配式體系多樣化發展

2019年住建部提出要建立成熟的鋼結構住宅體系，在此之前，PC結構由于耐火極限高，抗沖擊能力強等顯著特性而發展較快，成為了中國裝配式建筑的主要結構形式。一般來說，相比于傳統的鋼筋混凝土，PC構件更加抗裂，但PC構件不是完美無缺的，也會出現表面有孔洞、磨損、微裂紋等質量缺陷，如果不及時補救會造成安全隱患。鋼結構沒有PC結構耐火抗撞擊，但是鋼結構的優點是能夠節約空間，與PC結構相比，抵抗變形的能力更好，并且鋼結構的節點靠螺栓拼接，質量是可控的，現場檢測也比PC結構方便。可以說，兩者各有其使用范圍，應當共同發展。在中南集團承包的人才公寓一期項目中，建筑結構體系就包含了預制混凝土構件（PC構件）及鋼結構兩種，并且兩種的預制裝配率都達到了近45%。

目前，國外的裝配式鋼結構應用得比較多，技術體系也比較完善，國內的起步就相對比較晚。因此，企業兼顧裝配式結構多樣化發展是一件刻不容緩的事情，對整個建筑業來說具有長遠意義。在解決鋼結構不耐火不抗撞擊方面，就需要企業借鑒國外經驗，改進相關技術，同時各企業要嚴格按照消防安全規范進行生產施工，杜絕違規生產行為。

四、結語

縱觀上述內容可以發現，裝配式建筑行業的前景是光明的，但要想完全解決裝配式建筑發展過程中的問題還需要經歷一個漫長的過程，需要政府、企業乃至廣大從業人員的共同努力，才能實現裝配式建筑的可持續性發展。

參考文獻：

[1]梁厚雙.裝配式建筑的發展及優勢[J].磚瓦世界， 2011（09）：21-23.

[2]重慶市五屆人大一次會議.關于促進裝配式建筑發展有關問題的建議[EB/OL].http：//www.ccpc.cq.cn/home/index/more/u/jygk/id/213031/r/， 2020-04-16.

[3]何華勇，張建偉，王果.裝配式建筑與傳統建筑施工勞動力分析[DB/OL].中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術. 2019-04-03/2020-04-16.

[4]南通中創區：集聚創新動能，打造創新高地.新華日報[N]， 2018-09-11（6）.

[5]南通二建集團.南通中央創新區醫學綜合體項目觀摩匯報材料[Z]， 2019-06-20.

[6]吳穎，樊允，靳明偉.“新技術（工藝工法）與管理創新成果現場觀摩交流會”在蘇州召開[EB/OL].http：//www.chinacem.com.cn/special/20190628/news01.html， 2019-04-16.

[7]中共南通市委機構編制委員會（通編辦發[2019]114號）.關于設立南通裝配式建筑與智能結構研究院的批復[Z]， 2019-08-01.

[8]中南建設.南通市中央創新區科創中心一期A-1標段項目亮點介紹[EB/OL].https：//www.sohu.com/a/324419274_720946， 2019-07-02/2020-04-16.