裝配式建筑的核心競爭力

文/中國建筑設計研究院有限公司 趙 鈿

1 我國裝配式建筑發展現狀

自2016年國家大力提倡裝配式建筑以來，裝配式建筑已取得長足發展。截至2019年，全國裝配式建筑建筑面積已達4億m2，實施裝配式建筑類型也從住宅擴展至學校、醫院、辦公樓、商業等公共建筑。

裝配式建筑主要包括結構系統、外圍護系統、內裝修系統、設備和管線系統，上述系統有不同發展。其中，結構系統從混凝土剪力墻結構擴展至混凝土框架結構、鋼框架結構、箱式模塊結構、輕鋼結構、鋼混組合結構、木結構等；外圍護系統也從幕墻系統擴展至多種裝配式外墻，如預制混凝土外掛墻板、蒸壓加氣混凝土條板、GRC墻板、UHPC墻板、ECP墻板等新型外圍護墻體；設備和管線系統的裝配式理論和技術也有較大發展，并在一些項目中得到應用。近年來發展最快、成效最顯著的為內裝修系統，裝配式內裝修已在多個不同類型的建筑項目中得到成功應用，應用項目規模越來越大，相較傳統裝修，裝配式裝修在質量和速度方面已體現出全面優勢。

2 我國裝配式建筑發展存在的問題

我國裝配式建筑雖發展勢頭較好，但也要清醒地認識到其發展仍處于初級階段，存在以下問題。

1）裝配式建筑標準化程度普遍偏低，反映出我國建筑工業化的真實水平。標準化是工業化的基礎，也是裝配式建筑的基礎，沒有標準化就難以全面推廣裝配式建筑，裝配式建筑的發展受到制約。實現標準化的前提是要實現設計標準化，不標準的設計會極大抬高裝配式建筑的增量成本。

設計標準化不是千篇一律，應關注在標準化基礎上的多樣化，可從2個方面推動標準化：①標準化設計即設計方法應采用標準化模式，這是根本；②從部品部（構）件層面實施標準化。部（構）件的成本在標準化設計中最敏感，以裝配式混凝土建筑為例，由于裝配式混凝土建筑在我國裝配式建筑市場的份額中占比最大，推動PC構件標準化十分重要。考慮到豎向構件受建筑平面、建筑高度、地震區、建筑造型的影響很大，實施標準化難度較大，故應著力在項目層級推動標準化；而水平構件，主要包括樓板、樓梯等構件，荷載變化不大，受限較小，可在局部地區或全國范圍內推行標準化和系列化，若能實現部品部（構）件標準化，對于裝配式混凝土建筑降低成本具有積極意義，不僅建設項目受益，而且會促進構件生產企業的專業化發展，并提高生產效益。提高標準化水平需特別重視部（構）件的標準化。

2）與傳統建造方式相比，裝配式建造方式仍存在增量成本方面的障礙，這也是阻礙裝配式建筑發展的一個重要問題。經過實踐，越來越多的人意識到，裝配式建筑的增量成本客觀存在且難以消除，故僅從成本著眼并不能解決問題。

裝配式建筑進一步發展的出路何在？是依靠技術創新，還是依靠壓低成本，或是依靠政策強推？裝配式建筑的核心競爭力究竟是什么？

3 裝配式建筑的核心競爭力

3.1 裝配式建筑的特征

按照《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》（國辦發〔2016〕71號）的定義：“裝配式建筑是用預制部品部件在工地裝配而成的建筑”“標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用”是裝配式建筑的六大特征。

1）預制部品部件是裝配式建筑的基本構成元素，主要在工廠進行生產。與其他國家不同，我國發展裝配式建筑，尤其重視部品部（構）件的工廠化生產。裝配式建筑的3項技術標準：GB/T 51231—2016《裝配式混凝土建筑技術標準》、GB/T 51232—2016《裝配式鋼結構建筑技術標準》、GB/T 51233—2016《裝配式木結構建筑技術標準》，均有專門章節對工廠化生產進行規定。依據上述規定，建筑業即可將制造業的因素引入裝配式建筑的建設全過程，無論是設計師還是施工人員均需考慮部品部（構）件的生產問題。由于部品部（構）件需要在“工廠”進行預制和生產，裝配式建筑也就天然具有建筑業和制造業2個行業的特征。

2）從建筑工業化角度看，裝配式建筑本質上屬于建筑工業化的一種特殊類型。1974年聯合國出版的《政府逐步實現建筑工業化的政策和措施指引》對“建筑工業化”的定義是：“按照大工業生產方式改造建筑業，使之逐步從手工業生產轉向社會化大生產的過程。其基本途徑是建筑標準化、構配件生產工廠化、施工機械化和組織管理科學化，逐步采用現代科學技術的新成果，以提高勞動生產率，加快建設速度，降低工程成本，提高工程質量。”從定義來看，建筑工業化要求構配件（即部品、部件）在工廠生產。隨著工業制造技術的進步，也有在工地現場預制生產的案例。結合國內建筑行業的實際情況，從技術、設備和人才3個方面分析，在工地現場進行預制生產的條件均不具備，只有在工廠進行加工生產才能確保建筑部品、部（構）件質量（見圖1，2）。從全國范圍看，目前，部品、部（構）件的工廠化生產仍處于供應鏈搭建的初期，技術、產能、人才積累遠遠不夠，與生產穩定和技術成熟還有很長一段距離。

圖1 北京焦化廠公租房項目

圖2 北京通州臺湖公租房項目

3）目前，裝配式建筑的生產方式屬于規模化批量定制。從歷史來看，不少人受汽車工業（福特T型車流水線）的影響，認為大批量重復生產會帶來低成本，主張采用標準化套型，著名建筑師勒·柯布西耶是致力于推廣重復生產住宅的代表人物，目前國內也有不少類似的聲音。大規模重復生產建筑與現在的市場化需求相悖，這種統一套型的方法根本行不通。斯蒂芬·基蘭和詹姆斯·廷伯萊克在《再造建筑——如何用制造業的方法改造建筑業》一書中明確提出：“‘二戰’之后，建筑學最大的改變就是建造方式從批量生產變為批量定制”。國內實踐也是如此，現在裝配式建筑的開發建設也是以項目為單位，不同項目之間由于設計方案不同，難以實現跨項目部品部（構）件（尤其是結構的豎向構件）的通用化，只能在項目內盡可能地提高部（構）件的標準化程度，進行批量化定制生產。

3.2 裝配式建筑發展的根本出路——提高裝配式建 造整體效率

在增量成本難以消解的情況下，裝配式建筑發展的根本出路在于大幅提高裝配式建造的整體效率。建筑的生產效率提升仍有很大空間，現有建筑的生產周期非常長，短則三五年、長則十余年；反觀汽車、輪船、飛機的生產，則是以月為單位進行規劃。如果裝配式建筑的生產也能實現以月為單位進行規劃，裝配式建筑當下有限的增量成本（裝配式混凝土建筑增量成本100～500元/m2）就不再是主要問題了。提高裝配式建筑整體效率的建議如下。

1）進行全過程、系統化管理，以項目全生命期的整體效益最優為目標，合理選擇技術方案和管理模式。這就需要克服只考慮單個專業、本階段（設計或施工）問題的慣性思維，全面考慮設計、生產和施工之間的關系，選擇前后匹配的技術方案和組織管理方案，并為項目實施中的變化預留調整空間，以規避項目過程中的風險。

2）借鑒制造業成熟的理論和方法，形成裝配式建筑的整體思路，提升裝配式建造效率。從經濟角度看，建造建筑與生產其他工業產品的原理是相通的，總工作量不會因生產場所的不同而發生根本性變化，但因生產場所和人員的不同，會導致生產效率存在很大差異，生產成本也會大不相同。工廠生產的效率無疑要遠高于現場生產效率，損耗也更少，質量和成本也更有優勢。所以，將工作量從工地向工廠轉移，是裝配式建筑進一步發展的必然趨勢。因此，部品、部（構）件會更集成化、大型化。當前的船舶制造與裝配式建筑生產具有極大的相似性，同樣是兼具制造與建造兩方面特征的生產方式，船舶行業采用的集成制造、精益制造、并行工程、成組制造等理論和方法也為裝配式建筑的發展提供有益借鑒。

3）裝配式建筑生產的規模化批量定制模式，要求部品、部（構）件的生產制造企業具備較強的“柔性生產”能力。對裝配式建筑部（構）件工廠來說，信息化是基礎，智慧化是趨勢，少人化是方向。

4 結語

2016年，《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》提出：力爭用10年時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%。截至目前，時間過半，回顧近幾年發展歷程可看出在裝配式建筑的上半場發展中政策推動所起的作用也許更大。未來，裝配式建筑的發展進入下半場，要以其自身的效率優勢和質量優勢開拓市場，這也是裝配式建筑需要大力培育的核心競爭力。