淺議如何進一步發揮裝配式建筑的優勢

劉新鵬

【摘要】近些年隨著我國工程建設領域的不斷發展，傳統的現澆混凝土施工工藝由于勞動力緊張、節能減排、環境污染等一系列問題，已經無法滿足我國城市建設核心內容“綠色宜居、環保節約”的相關標準和要求。所以，從2015年開始國家及各省市地方政府開始陸續出臺關于推薦裝配式建筑發展的相關政策，我國工程建設行業正式進入了從傳統現澆模式到工廠生產加工模式的轉型期。但與發達國家相比，我國裝配式建筑發展受各種因素的制約和限制，裝配式建筑相較于傳統現澆建筑的優勢仍未得到充分展現。本文從一個裝配整體式建筑工程參建者的角度出發，切實分析裝配式建筑未能發揮其優勢的原因，然后針對這些原因提出相應的意見和見解。

【關鍵詞】裝配式建筑優點;優點未發揮;解決措施

國務院總理李克強在2016年9月14日主持召開的國務院常務會議中提出大力發展裝配式建筑，推動工程建設領域進行產業結構調整升級，加快提高裝配式建筑占新建建筑面積的比例。同年9月27日國務院出臺《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》[1]，對大力發展裝配式建筑的重點區域、重點發展城市、裝配式建筑目標占比等內容進行了明確。

針對《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》文件中的相關要求[2]，上海市政府立即做出了響應，并在《上海市裝配式建筑2016-2020發展規劃》中進一步明確了上海市裝配式建筑的階段性發展目標[3]。

隨著以上政策文件的相繼出臺，裝配式建筑正式以一種“奔馬”的姿態迅速闖進建筑工程領域，并在近幾年長時間霸占著工程行業的“熱搜榜”。并且“熱搜榜”中其它幾個焦點話題BIM、工程總承包模式、綠色建筑，其實與裝配式建筑也是一種相輔相成的關系[4]。

1、裝配式建筑介紹

裝配式建筑英文名稱precast concrete，在住宅工業領域簡稱PC。將傳統現澆混凝土建筑中部分現場作業內容轉移到工廠進行，在工廠加工制作處各種預制構件（如預制疊合樓板、預制墻、預制樓梯、預制疊合梁等），運送至施工現場組裝而成的建筑。

1.1裝配式混凝土結構：由專業生產廠生產的預制構件通過套筒灌漿或其它連接方式裝配形成的混凝土結構，簡稱裝配式建筑和裝配式結構。

1.2裝配整體式混凝土結構：由預制構件通過套筒灌漿以及其它可靠的連接方式進行連接并與現場后澆混凝土、灌漿料形成一個整體結構。

2、裝配式建筑的優點

與傳統的現澆混凝土建筑相比，裝配式建筑具有以下優勢：

2.1大量建筑構件由工廠車間集中生產，預制構件標準程度越高，生產效率越高，越利于質量控制，成本也就越低，配合工廠先進的生產管理方式，裝配式建筑的性價比遠高于現澆混凝土建筑。

2.2工廠加工生產的方式，有效的提高了材料的利用程度，減少現場濕作業的同時也大量減少了建筑垃圾的產生。

2.3預制構件工廠半自動化的生產方式，大量節省了勞動力，并且降低了施工人員在作業過程中的危險系數。

2.4預制構件廠生產出來的預制構件運到現場進行吊裝，減少了施工現場混凝土工程、模板工程、鋼筋工程、安裝工程等相關工序工作量，可以有效節約工期。

2.5裝配式建筑預制構件在生產過程中即可進行裝飾裝修施工，運送至現場安裝完成即可達到精裝修效果， 實現了裝飾裝修工程與主體結構工程同步進行，有效的減少了施工周期[5]。

2.6裝配式建筑在建筑材料選擇上更加靈活，各種節能環保材料的發明和運用，使得裝配式建筑更加符合綠色建筑的概念。

2.7裝配式建筑的核心技術和最終目標是集成化設計，設計方運用Revit 建筑結構機電集成設計，從圖紙設計到方案編制，從工廠生廠到構件運輸，從結構施工到裝飾裝修，從交付后的維修到拆除，實現建筑物全生命周期的信息集成和產業鏈全過程。

3、裝配式建筑優勢的限制因素

現階段全國各地尤其以重點發展區域和重點城市為中心，裝配式建筑如雨后春筍般拔地而起。而且建筑工程本身作為民眾的剛需，社會各界也都將目光聚焦在建筑行業的這一次重大變革上。大家關注的重點主要集中在，與傳統現澆混凝土建筑相比裝配式建筑存在哪些優勢。但由于各種因素限制，目前我國裝配式建筑的優勢僅僅體現出十之一二，遠遠落后于其他發達國家[6]。

3.1設計思維固化，“等同于現澆”理念仍起主導

目前階段，我國的裝配式建筑按原材進行分類主要包括：裝配整體式混凝土結構、鋼結構和木結構三種，結構設計理念等同于現澆。通過套筒灌漿連接技術和預制加后澆的疊合技術將預制構件和現澆結構連接成整體，然后經過建筑構造設計使裝配式建筑達到與現澆混凝土建筑同樣的實用性、安全性以及耐久性。

裝配式建筑工程對項目的管理的協調性要求很高，集成化設計對企業的管理能力和管理手段提出了更高的要求。可對于一個企業而言，管理理念的轉變的過程既復雜又漫長，所以導致在圖紙設計、構件生產、現場施工等各個環節都缺乏整體性的思維和管理方法。

3.2技術體系不健全

如今，隨著裝配式建筑不斷的發展，其相關標準、規范、規程、圖集已經逐步健全，但真正實際運用到設計、生產和施工過程中，經常出現一些難以調節的矛盾。且裝配式建筑所使用的標準、規范、規程、圖集專業化程度更高，未經過專業培訓很難掌握其中的各個環節。

而在實際設計、施工和驗收等環節中，裝配式建筑的質量檢查、驗收和管理等環節很多在套用現澆混凝土建筑。比如進場預制構件的質量證明文件中仍包括隱蔽資料、套筒灌漿完成后的密實度缺少相應的檢查手段。

3.3缺乏研發能力

我們的鄰國日本，之所以能全面采用裝配式建筑，最大的底氣就是來自于他們的研發能力。目前我國混凝土強度為15-100MPa，日本已是60-150MPa，我國鋼筋強度為335-600MPa，日本已是685-1275MPa。我國和日本都是地震多發國家，日本對于隔振、減震技術研發多年，已有較多應用，比如日本在很多裝配式建筑抗震柱節點部位都使用抗震橡膠進行填充，而我國的隔振、減震技術，無論是研發還是應用都遠遠不足[7]。

3.4專業人才缺口大

隨著我國裝配式建筑的逐步推廣和高速發展，裝配式建筑領域的專業人才存在較大缺口。很多開發公司缺少熟悉裝配式管理流程的項目負責人，設計單位缺少全面掌握系統集成和BIM應用的總設計師，施工單位缺少裝配式建筑現場實際工作經驗豐富的項目經理，現場的技術人員對裝配式建筑的施工流程一知半解，熟悉裝配式建筑流程、問題的監理人員和技術熟練的施工人員更是緊缺。目前，我國勞動力成本仍處于較低水準，人口紅利也在逐年減少，并且裝配式建筑對于精細化程度要求十分嚴格，我國勞動力技術水平明顯不能滿足裝配式建筑的施工要求。

3.5成本高于現澆混凝土建筑

作為裝配式建筑眾多優點中最引人注意的降低成本造價，現在反而成了制約裝配式建筑發展的最主要因素。原本大家都認為，裝配式建筑是將部分結構由一個工序變成一件產品，大量建筑構件由工廠車間集中生產，隨著生產效率的提高，成本就會不斷降低。可實際操作過程中，生產成本、運輸費用、安裝費用、非標準化設計等等因素都增加了裝配式建筑的造價成本。以某工程裝配式設計與現澆設計作對比：

分析上表可以看出，裝配式建筑土建安裝費用每平米比現澆混凝土建筑土建安裝費用每平米高出783.94元，其中土建工程費用高出711.71元，相比之下造價差異主要體現在土建工程上。

單拿土建工程中人工成本來說，目前我國裝配式預制構件生產廠在構件生產過程中仍以人工為主，許多工序與現場施工相比，并無任何差異，在原有的基礎上還增加了生產、運輸、安裝、灌漿等環節，反而在人工成本上較現澆混凝土建筑大量增加。

3.6行業思想保守

作為一個裝配式建筑的相關從業者，在公司的支持鼓勵下，參與了大大小小各種裝配式建筑的相關培訓，個人也翻閱了大量裝配式建筑的相關文件和資料，參觀了不少裝配式建筑工地。明顯感覺各方參見單位對裝配式建筑的施工方式仍處于一種懷疑態度，比如施工過程中涉及到的外腳手架系統和構件支承系統，大部分工程仍舊采用懸挑架手架和模板排架支撐系統[8]，對行業推薦更加適用于裝配式建筑的外掛架、水平構件獨立支撐仍處于觀望態度，潛意識里認為以前現澆混凝土建筑的相關工藝久經時間考驗，更安全可靠。

3.7施工質量通病

（1）預制構件與現澆結構結點處鋼筋極易出現碰撞，施工過程中很難準確實現設計對鋼筋位置的要求，鋼筋放置、幫扎難度非常高，經常出現鋼筋保護層厚度過小或過大、鋼筋間距與設計圖紙有出入、鋼筋錨固長度不足、預制構件預留鋼筋割斷等問題，嚴重的甚至影響結構功能。

（2）現澆區域結構與PC預制構件節點部位精確度要較高，施工難度大，很容易出現漲模或漏漿現象，造成混凝土表面產生蜂窩麻面、露筋、甚至是空洞。

（3）結點部位的鋼筋和安裝管線過于密集，振搗十分困難，容易造成結點部位的結構強度達不到設計強度。

（4）現場灌漿未按規范要求進行分倉設置，灌漿密實度難以保證，且后期難以進行有效的灌漿密實度檢測。

4、關于裝配式建筑發展和建設的建議

4.1改變“等同現澆”理念，建立完善的裝配式建筑獨立體系

建立并不斷完善裝配式建筑相關的標準體系、技術體系、產品體系以及監管體系，提升裝配式建筑的性能和品質，使其高于現澆混凝土建筑。

4.2加強研發、鼓勵創新

政府部門組織建立裝配式建筑科技研發平臺，鼓勵各行各業全都參與其中，不要把目光局限于過去的傳統，將建筑從“建造”走向“智造”。有條件的公司組建研發團隊，每年在收益中的提取一定比例的資金用于研發和培養高端人才，更有條件者可以組織人員去外國進行參觀學習。研發創新是可持續發展的基礎，尤其是剛剛起步的裝配式建筑，很多基礎性的東西都處于待開發階段，如：

（1）開展高性能、高強度材料基本性能研究。

（2）地震區裝配式建筑隔震、減震、抗震裝置的研發和應用。

（3）預制構件生產技術的改進和研究。

（4）高強鋼筋連接器和端部錨固器的研發等等。

4.3加強設計及生產能力

裝配式建筑工程的設計環節尤為重要，是否充分發揮設計先導作用對后續的生產、施工起著決定性的作用。具備條件的項目應盡量采用裝配式建筑一體化集成設計，并提升設計人員裝配式建筑相關專業技術能力和建筑信息模型（BIM）技術的應用能力，利用建筑信息模型“紙上談兵”的特點對圖紙進行建模，通過虛擬預拼裝對鋼筋碰撞、管線碰撞等內容進行排查，可有效提高后期生產和施工過程中的工作效率。

裝配式建筑工程的設計深度應盡量滿足工廠化生產、裝配化施工的要求，推進預制構件標準化設計，提高標準化預制構件的應用比例，推廣應用裝配式裝修技術和產品，逐步實現內裝部品產業化。

4.4建立全面的裝配式人員培養計劃

（1）各級建設行政管理部門、建筑企業、培訓機構需制定長期的裝配式建筑人才培訓計劃，調整教學內容、積極引進和培養關鍵技術人才，保證裝配式建筑相關工作崗位人才穩定。

（2）各大高校及職業院校開設裝配式建筑相關專業，完善裝配式建筑教材和教學內容。通過校企合作機制，增加工地現場、實訓基地等教學資源。

（3）完善裝配式建筑施工人員職業培訓機制，充分利用現有培訓資源和實訓基地，加強建筑業技能培訓教育和實際操作指導，在行業內開展繼續教育，幫助現有從業人員提升水平。

4.5控制裝配式建筑造價

（1）不斷提高構件生產自動化

鼓勵PC預制構件生產廠家吸取國外經驗，引進國外先進生產技術。

（2）戶型標準化，多組合少規格

住宅戶型設計以及預制構件的深化設計應當最大限度的做到標準化與系列化，遵循“少規格、多組合”的設計原則，保證預制構件模具的重復使用率。做到這一點最核心的根本是行業統一。

（3）提高運輸效率

施工現場與PC構件生產單位加強溝通配合，PC構件擺放追求科學簡潔，盡量減少構件搬運周轉次數，提高構件運輸效率，減少運費。

4.6探索專業一體化建設模式

推行裝配式建筑工程設計、生產、施工一體化總承包模式。對于一體化總承包模式，可優先在政府投資的項目中建立試點，鼓勵形成設計、生產與施工企業以“聯合體”的方式進行投標，培育一批可以提供集設計、生產、施工、監理等各種內容為一體的綜合性優秀企業，積極推廣建筑裝修一體化。

結語：

全球工業化新趨勢已撲面而來，我國工程建設領域正面臨這企業轉型升級的重大問題，伴隨著第四次工業革命的到來，智能化與信息化將是角逐未來發展的重要砝碼。客觀而言，我國建筑行業尖端技術并不落后甚至處于領先地位，但是整體普及度不甚理想，導致整個行業發展現狀遠遠落后于其他國家，也能明顯看出國家近幾年開始對行業進行大刀闊斧的改革，但實際效果與理想狀態出現嚴重脫節，大家對于各種新政策還處于一種被動迎合的狀態之中，但參照其它行業近些年的改革與發展，我相信我們建筑行業也能做到任重而不道遠。

參考文獻：

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[3]劉健.探討混凝土裝配式住宅建筑工程施工技術的優勢[J].科學與財富，2020，000（008）：296.

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[5]黃韋榮.淺談裝配式建筑的優勢與局限性[J].中國招標，2018，1372（28）：32-33.

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[7]劉鵬.淺談混凝土裝配式住宅建筑工程施工技術的優勢[J].中國室內裝飾裝修天地，2019，000（005）：260.

[8]丁偉.論裝配式建筑的經濟優勢[J].福建質量管理，2019，000（007）：101.