后疫情時代對裝配式建筑發展的思考

李迪楠，馬 靜，趙 曦

（河南工業大學，河南鄭州 450001）

裝配式建筑以預制構件為基礎，具有工期短、質量高、污染少、能耗低、節省人力資源和場地適應性強等特征。模塊化的設計使其能夠快速安裝并且便于復制，所以經常被用于需要在短時間內建成的應急性建筑。2020年，為了抗擊新型冠狀病毒疫情，湖北省武漢市參照了2003年抗擊SARS 疫情時北京小湯山醫院的修建經驗，在極短的時間內相繼建造出火神山醫院和雷神山醫院。兩座醫院的總建筑面積為11.4 萬m2，共有床位2600張，有效解決了新冠肺炎患者因為床位短缺而得不到救治的問題。從設計方案到建造完成，每座醫院的工期都在10d 左右，施工現場井然有序，效率極高。這兩座醫院的快速建造和投入使用充分凸顯了裝配式建筑獨特的優勢。

1 裝配式建筑在疫情中的應用

1月23 日，火神山醫院確定交由武漢市城建局建設；1月24日，火神山醫院的初步設計方案完成；1月26 日，火神山醫院全部施工圖完成。當日，由中南建筑設計院負責設計的雷神山醫院開工建設；1月31 日，兩座醫院通電，2月2 日火神山醫院交付使用，2月5 日雷神山醫院交付使用。

火神山醫院的總體布局為“L”型，坐落在一座荒山附近，共有床位1000 張，總建筑面積3.4 萬m2。雷神山醫院，建于軍運村3 號停車場上，共有床位1600 張，總建筑面積7.9 萬m2。兩座醫院的設計建造都采用裝配式鋼結構建筑，均是為了收治武漢市不斷增加的患者而建造的臨時設施，預計使用壽命為3 個月左右，不用滿足長期的使用需要。因此，具有以下幾個特點：

1.1 工期短

醫院從計劃建造到完成共計用時10d 左右（正常設計施工應在半年以上）。本次建設時間緊、任務重，通過項目模塊化標準化的設計和裝配式集成房的應用，采取整體安裝，局部調整的方法，分秒必爭。由多家工廠共同提供的模塊，可滿足現場的安裝需求。先將零散的預制構件裝配完成后，再進行整體吊裝，施工與吊裝交替進行，減少現場作業的工作量，提高建造效率，從而極大地縮短了工期。

1.2 規模大

火神山醫院總建筑面積為3.4 萬m2，雷神山醫院總建筑面積為7.9 萬m2。由于所需醫院規模較大，故采用單層大面積鋪展并同步施工的處理方法，將整體劃分成塊，加大施工作業面[1]。

1.3 規劃合理

作為傳染病醫院，規劃時面臨的主要問題是如何防止院內交叉感染，因此，醫患分流成為規劃的重點內容。為了解決這一問題，火神山醫院和雷神山醫院都采取了“三區兩通道”[2]的設計方案。醫院包含醫療用房區、醫護保障區、醫療輔助區等幾大主要的功能區。在規劃中將復雜的功能區模塊化，并對每個模塊細分，然后按照標準對具有相同或者相似功能的區域進行設計，化繁為簡。這樣既可以充分滿足傳染病醫院的多功能需求，又便于建設。

1.4 現場人員安全

人員的流動和聚集會引起病毒的傳播感染，如果想盡可能地降低現場作業人員感染新型冠狀病毒的風險，就必須避免大量人群聚集。裝配式建筑的預制構件絕大多數都在工廠內完成，需要現場作業的部分較少，現場人員只需進行搭建、吊裝等工作。因此，現場所需的施工人員和管理人員數量會大幅減少，作業人員患新型冠狀肺炎的風險也會隨之降低。

在極短時間內以高質量建成的火神山和雷神山醫院讓人們看到了裝配式建筑的應用價值。裝配式建筑在施工效率、項目質量以及人員安全方面的優勢，是兩座醫院能成功建造的關鍵所在。設計團隊充分發掘了其獨特的優勢，進行模塊一體化集成設計，在各方的共同努力下，高速順利完成醫院項目的建設。這充分展示了裝配式建筑體系的優越性和未來巨大的發展空間。此次疫情之后，裝配式建筑將會在更廣泛的領域得到應用。

2 裝配式建筑與現澆建筑的對比

目前，我國的建造方式還是以傳統現澆為主的。與傳統現澆建筑相比，裝配式建筑既有優點也有不足，從以下幾個方面將二者進行比較：

2.1 工程質量方面

裝配式建筑的主要構件是提前在工廠預制生產的，有嚴格的施工技術和質量標準，并且直接運送到工地，避免外部因素或人為因素對配件質量的干擾。與傳統建筑相比，預制出的構件規格尺寸更加精準，在加工過程中很少出現不合格的構件，有利于保障工程質量。但由于構件本身尺寸較大，在現場吊裝拼接的過程中容易被損壞，而且沒有安全有效的方法對已損壞的構件進行修補，所以會發生鋼筋外露或是預埋件分離等情況。另外，由于相關技術不夠成熟，裝配式建筑還存在一些不可忽視的問題，例如：如何處理構件之間的連接以及如何增強建筑的可靠性和耐久性等。

2.2 生產效率方面

與現澆建筑相比，裝配式建筑在生產效率方面有很大的優勢。裝配式建筑運用模塊化設計將預制構件提前生產好，因此現場不需要大量的腳手架，施工速度加快，縮短了建設周期。此外，建筑構件都是在室內生產的，幾乎不受外界自然氣候條件的影響。因此，可以克服在冬季雨季等惡劣天氣下無法施工的問題，提高了生產效率。

2.3 資源消耗方面

裝配式建筑利用工廠模板來生產標準化構件，并且通過機器流水線實現自動化生產，這樣的批量生產可以有效的節約資源。然而，我國目前面臨著裝配式構件工廠數量較少導致的構件不足問題，現有的少數幾家裝配式構件工廠無法滿足市場的需求。

裝配式建筑不僅可以減少物質資源消耗，而且可以節省人力資源。構件多采用現場機械安裝，機械化程度較高，工人只需要將構件進行組裝、拼接、搭建，大大減少了項目所需要的施工人員數量。但裝配式建筑對技術人員及管理人員的素質提出了更高的要求，現場需要配備技術人員來指導施工，也需要施工人員掌握相應的知識和技能。目前我國尚缺乏專業的裝配式建筑施工團隊。

2.4 成本費用方面

目前，專門制作裝配式建筑構件的工廠數量很少，從工廠車間到建筑工地的運輸距離較長，再加上構件的裝載方式和物流路線不合理，導致裝配式建筑的運輸成本高于現澆建筑[3]。另外，雖然裝配式建筑所需要的勞動力比傳統現澆建筑少，但我國目前的勞動力價格相對低廉，所以裝配式建筑勞動力成本的降低并不明顯，其展現出的經濟效益也不能滿足人們的期望。

2.5 節能環保方面

裝配式建筑的施工現場采用干式施工法，將傳統的現場濕作業模式轉化為干式施工。工業化生產可以加快施工速度，并減少能源消耗和碳排放。這種施工方法最大限度地減少了現場施工所產生的空氣和噪聲污染，同時也減少了建筑垃圾和污水的排放，有效地避免了對周圍環境產生嚴重污染。

綜上所述，與現澆建筑相比，裝配式建筑具有質量好、效率高、能耗低、污染小等優點，但同時也存在技術不成熟、運輸成本高、構件工廠數量不足、缺少專業人員、經濟效益不理想等缺陷。

3 裝配式建筑未來發展趨勢

裝配式建筑作為傳統建造方式的重大變革，有著廣闊的發展空間。尤其是經過此次疫情，建造理念發生了改變，這將進一步推動裝配式建筑的發展，發展趨勢主要體現在以下幾個方面：

3.1 建筑綠色化

傳統現澆混凝土建造方法的施工現場環境較差，產生的粉塵和噪聲會對周圍造成污染且能源資耗很大。裝配式建筑相比傳統建造方式來說更加綠色化，施工現場無污水、無揚塵、無垃圾，鋼材的回收利用效果好，有利于保護生態環境，這與綠色建筑的理念非常吻合。將來建筑從業者們會把環保、節約、清潔、安全等理念進一步融入方案設計和施工管理中，推動裝配式建筑的發展，最終實現建筑的高效率和高品質[4]。

3.2 生產工業化

當前我國正邁向工業化的新階段，建筑行業也正在由手工業生產、半工業化生產向工業化生產轉變。把建筑當產品、把施工當制造是裝配式建筑的核心理念，疫情過后，建筑工業化的建造模式必將迅速發展，生產效率和管理水平將大幅提高。

3.3 施工機械化

建筑工地的平均年齡越來越高，從事這方面行業的年輕人越來越少，開始出現工人緊缺的問題。因此，施工現場人數的減少也將進一步推動機械化裝配式建筑的發展。

總而言之，裝配式建筑不僅是疫情之下快速建造的選擇，也是推動我國進入工業化新階段的重要因素。另外，裝配式建筑屬于當前國家正在大力推行的綠色建筑，有“四節一環保”（節能、節地、節水、節材和環境保護）的優點，將逐步成為我國建筑行業未來的發展方向。

4 結語

裝配式建筑作為一種新興建筑形式，其發展必然有一個循序漸進的過程，需要穩步推進，目前仍需和現澆建筑互相補充。但從長遠來看，隨著城市化進程的日益推進以及經濟技術的快速發展，國家對于建設資源節約型、環境友好型社會的需求不斷增強，裝配式建筑在我國的巨大潛力蓄勢待發。雖然我國裝配式建筑的發展還存在技術不夠成熟、成本過高等一系列問題，有待進一步改進，但在技術成熟之后，裝配式建筑具有的諸多優勢是我們無法忽視的。推進裝配式建筑的發展對我國邁向工業化新階段具有重要意義，期待未來在政策和環境的雙重作用下，裝配式建筑將更加廣泛、全面地被行業所接受。