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(fā)展現(xiàn)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(fā)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(yī)院、辦公樓、商業(yè)等公共建筑。

裝配式建筑主要包括結構系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、內裝修系統(tǒng)、設備和管線系統(tǒng)，上述系統(tǒng)有不同發(fā)展。其中，結構系統(tǒng)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(tǒng)也從幕墻系統(tǒng)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(tǒng)的裝配式理論和技術也有較大發(fā)展，并在一些項目中得到應用。近年來發(fā)展最快、成效最顯著的為內裝修系統(tǒng)，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(guī)模越來越大，相較傳統(tǒng)裝修，裝配式裝修在質量和速度方面已體現(xiàn)出全面優(yōu)勢。

2 我國裝配式建筑發(fā)展存在的問題

我國裝配式建筑雖發(fā)展勢頭較好，但也要清醒地認識到其發(fā)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(yè)化的真實水平。標準化是工業(yè)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(fā)展受到制約。實現(xiàn)標準化的前提是要實現(xiàn)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(qū)、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(qū)或全國范圍內推行標準化和系列化，若能實現(xiàn)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(chǎn)企業(yè)的專業(yè)化發(fā)展，并提高生產(chǎn)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(tǒng)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(fā)展的一個重要問題。經(jīng)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(fā)展的出路何在？是依靠技術創(chuàng)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(fā)展裝配式建筑的指導意見》（國辦發(fā)〔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(chǎn)、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(chǎn)。與其他國家不同，我國發(fā)展裝配式建筑，尤其重視部品部（構）件的工廠化生產(chǎn)。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(jié)對工廠化生產(chǎn)進行規(guī)定。依據(jù)上述規(guī)定，建筑業(yè)即可將制造業(yè)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(chǎn)問題。由于部品部（構）件需要在“工廠”進行預制和生產(chǎn)，裝配式建筑也就天然具有建筑業(yè)和制造業(yè)2個行業(yè)的特征。

2）從建筑工業(yè)化角度看，裝配式建筑本質上屬于建筑工業(yè)化的一種特殊類型。1974年聯(lián)合國出版的《政府逐步實現(xiàn)建筑工業(yè)化的政策和措施指引》對“建筑工業(yè)化”的定義是：“按照大工業(yè)生產(chǎn)方式改造建筑業(yè)，使之逐步從手工業(yè)生產(chǎn)轉向社會化大生產(chǎn)的過程。其基本途徑是建筑標準化、構配件生產(chǎn)工廠化、施工機械化和組織管理科學化，逐步采用現(xiàn)代科學技術的新成果，以提高勞動生產(chǎn)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(yè)化要求構配件（即部品、部件）在工廠生產(chǎn)。隨著工業(yè)制造技術的進步，也有在工地現(xiàn)場預制生產(chǎn)的案例。結合國內建筑行業(yè)的實際情況，從技術、設備和人才3個方面分析，在工地現(xiàn)場進行預制生產(chǎn)的條件均不具備，只有在工廠進行加工生產(chǎn)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(chǎn)仍處于供應鏈搭建的初期，技術、產(chǎn)能、人才積累遠遠不夠，與生產(chǎn)穩(wěn)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(chǎn)方式屬于規(guī)模化批量定制。從歷史來看，不少人受汽車工業(yè)（福特T型車流水線）的影響，認為大批量重復生產(chǎn)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(chǎn)住宅的代表人物，目前國內也有不少類似的聲音。大規(guī)模重復生產(chǎn)建筑與現(xiàn)在的市場化需求相悖，這種統(tǒng)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(yè)的方法改造建筑業(yè)》一書中明確提出：“‘二戰(zhàn)’之后，建筑學最大的改變就是建造方式從批量生產(chǎn)變?yōu)榕慷ㄖ啤薄鴥葘嵺`也是如此，現(xiàn)在裝配式建筑的開發(fā)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(xiàn)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(chǎn)。

3.2 裝配式建筑發(fā)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(fā)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(chǎn)效率提升仍有很大空間，現(xiàn)有建筑的生產(chǎn)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(chǎn)，則是以月為單位進行規(guī)劃。如果裝配式建筑的生產(chǎn)也能實現(xiàn)以月為單位進行規(guī)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(tǒng)化管理，以項目全生命期的整體效益最優(yōu)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(yè)、本階段（設計或施工）問題的慣性思維，全面考慮設計、生產(chǎn)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(guī)避項目過程中的風險。

2）借鑒制造業(yè)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(jīng)濟角度看，建造建筑與生產(chǎn)其他工業(yè)產(chǎn)品的原理是相通的，總工作量不會因生產(chǎn)場所的不同而發(fā)生根本性變化，但因生產(chǎn)場所和人員的不同，會導致生產(chǎn)效率存在很大差異，生產(chǎn)成本也會大不相同。工廠生產(chǎn)的效率無疑要遠高于現(xiàn)場生產(chǎn)效率，損耗也更少，質量和成本也更有優(yōu)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(fā)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(chǎn)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(chǎn)方式，船舶行業(yè)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(fā)展提供有益借鑒。

3）裝配式建筑生產(chǎn)的規(guī)模化批量定制模式，要求部品、部（構）件的生產(chǎn)制造企業(yè)具備較強的“柔性生產(chǎn)”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(fā)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(fā)展歷程可看出在裝配式建筑的上半場發(fā)展中政策推動所起的作用也許更大。未來，裝配式建筑的發(fā)展進入下半場，要以其自身的效率優(yōu)勢和質量優(yōu)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。