全預制裝配式技術研究現狀及前景展望

彭嬌 李超

（西南科技大學城市學院，四川 綿陽 621000）

在社會經濟持續發展、建筑行業全面進步下，裝配式建筑技術興起，政府政策的大力推廣，促進著裝配式建筑在我國迅速的發展，運用也較為廣泛。依照預制構件預制部位的差異，裝配式建筑可以分為全預制裝配式結構和預制裝配整體式結構兩類。

1 全預制裝配式建筑的概述

裝配式建筑不像傳統建筑一樣，需要在施工現場進行柱、梁、板等混凝土的澆筑，而是通過可靠的連接在施工現場進行裝配的，由于部分或全部組件是在工廠預先制作而成，然后再運往建筑工地,因此相對于傳統建筑方式而言，有著在施工現場取消了腳手架、抹灰、模板等工序的優點，對于環境的保護、工期的縮短以及工作效率的提高等多方面都有著促進作用。全裝配式建筑相對于裝配整體式而言便突出于全字，概括了建筑的框架結構體系的組成特點：所有構架、構件、包括梁、柱、墻、板等完全都是在工廠里統一進行預制，然后在現場組裝而成的建筑。

2 全預制裝配式建筑運用不廣的原因分析

全預制裝配式相對于裝配整體式對于環境的保護，工期的縮短有著明顯的優勢，但就目前而言我國對全裝配式建筑技術的使用較為少，絕大部分建筑而是采用裝配整體式。對于這些影響因素有很多，本文就技術要求高、建筑造價高、結構體系運用單一這三個方面進行分析。

2.1 技術要求高

裝配式建筑的構件是預先在工廠制作而成的，構件尺寸以及預埋件的精度對于生產廠家的要求極高，尺寸，形狀的多樣無疑增加了生產難度。構件之間的連接細度要精確到鋼筋級別，這無疑增大了設計人員設計的難度，同時提前計算好各構件尺寸以及數量，為方便制作以及運輸還需盡可能統一尺寸，對設計人員的設計起著限制作用。預制板在制作過程中就得進行管線的預埋，業主若后開槽裝修難度較大，因此適合精裝或者減少裝配率。裝配式建筑在安裝精度上要求極高，不僅考驗施工人員的手藝，同時也是對施工人員與機械之間的相互配合的考驗。如果想要快速、準確、高質量的安裝完成那必然也離不開新技術的支持。裝配式建筑由于是由構件拼接而成，導致成型的建筑縫隙較多，在外墻以及樓蓋防水上則處于相對劣勢。預制率以及裝配率越高，這些難度也就越大。裝配式建筑的整體性以及抗震性較差，從建筑經濟成本的角度出發，目前國內建筑仍以抗震設計為主，但是由于裝配整體式建筑的整體性以及抗震性是介于現澆整體式與預制裝配式之間的，因此，我國目前而言采用不多。

2.2 建筑造價高

裝配式建筑成本普遍高于現澆式建筑工程5%~30%，其高出金額主要來源于土建工程中pc構件及安裝，對于裝飾工程、給排水工程等采暖工程單方造價都有所減少。現澆式建筑與裝配式建筑相對比，則無pc構件及其安裝這一過程，然而pc構件對于裝配式建筑而言是主要部分之一。現目前我國對于pc構件的制作還未達到工業流水化生產，生產規模，生產機器的效率以及通用性，成產品的合格率，造成pc構件制作成本高昂。pc構件由于形狀的不統一，規格各樣造成運輸困難，在施工現場造成二次搬運，從而導致運輸費用高。裝配式建筑的核心技術問題之一便是其pc構件的安裝，它的費用主要以人工費以及重型吊車機具的使用費，安裝工程的成本受著安裝速度的影響[1]。

2.3 結構體系單一

在裝配式結構體系上，我國普遍采用裝配整體式框架結構和裝配整體式剪力墻結構，但是該結構不適用于多層建筑以及高層建筑；對于疊合剪力墻結構運用較多，但該結構不適用于高烈度區建筑，對于全裝配式框架結構、現澆剪力墻-裝配式框架結構以及多層裝配式剪力墻結構的應用較少，對于裝配式+減震體系與裝配式剪力墻-裝配式框架結構體系甚至沒有。結構作為一個建筑的骨架，我們在考慮它的可靠性的同時也考慮它的形態，建筑形式與結構體系存在著一種相互作用的關系[2]，結構體系影響著建筑形式，單一的結構體系制約著建筑形式的表現以及設計人員的設計理念，從而影響全預制裝配式建筑的運用。

3 全預制裝配式技術國外研究現狀

我國對于預制裝配式建筑在技術，體系上還略有欠缺，國外裝配式建筑企業由于發展相對于國內較早，因此建筑管理體系趨近于完善，相關問題的研究相對于國內也較為成熟。

日本處于多個板塊交匯地帶，地震頻發，日本建筑的設計絕大多數均按減、隔震方法設計。目前R-PC（預制混凝土框架結構）運用較為廣泛。豎向構件連接主要采用套筒灌漿技術為主，全灌漿套筒數量少，直徑大。日本外圍結構大量使用ALC條板和預制混凝土外掛墻板，采用內保溫技術可大幅降低預制構件生產難度。KSI系統與日本的框架結構體系、內保溫技術等形成一套封閉系統，KSI技術雖在一定程度上增加了建造成本，但延長了建筑使用壽命，提高了居住品質[3]。日本可以使用預制梁和柱子等結構部件建造高度超過200m的超高層集合住宅項目，在標準層以上，一般可以達到4天一層的工程項目進度[4]。

在美國，預制混凝土裝配式和鋼結構裝配式主要應用于大型城市的住宅。美國裝配式結構主要強調結構的整體性及穩定性，其預制構件的受力鋼筋僅在柱底與基礎部位進行連接，其連接方式主要通過波紋管進行間接搭接[5]。美國預制建筑行業建立了專業化、標準化、模塊化、通用化的完善技術體系。近年來，探索和推廣了可持續環保、低碳節能的綠色組裝技術。法國作為世界上最早開始使用預制建筑的國家，以預制混凝土結構為主，鋼結構與木結構為輔[6]。

4 全預制裝配式建筑發展的措施與建議

4.1 提高從業資格，加強從業人員培訓

從業人員的技術以及施工機具對預制裝配式建筑的質量起著關鍵影響，因此，提高從業人員的技術有著必要性。一方面，要求從業人員應持證上崗，無證不得上崗，使從業人員專業化；另一方面加強從業人員培訓工作，使工作、培訓交叉進行，培訓過程中注重細節的把握，在提高從業人員技術水平的同時亦應加強其安全防范意識，減少不必要的事故發生。

4.2 加強新技術研發

借鑒日本實施技術方案競賽制度，利用競賽的模式，促進我國建筑企業對預制裝配式技術的研發，在鼓勵企業對新技術的研發的同時激發企業的積極性，在參加競賽的同時能讓企業了解自我的不足，以及出現的問題，在此之后，繼續努力，加以改正。競賽制方式也可以起到一定宣傳作用，讓更多不了解預制裝配式建筑的得以了解，同時也為以后的預制裝配式行業的發掘以及提供人才的另一渠道。

4.3 推廣工程總承包管理模式

把設計、施工和采購等多方鏈接在一起，實行一體化，減少中間不必要的環節和銜接問題，不僅達到時間上的節約，同時避免了溝通有誤的情況發生。把各類構件生產企業和工程施工企業進行“打包”的方式，亦可以有效避免設計和施工脫節，通過整合各方資源，大幅度減少協調和管理成本。工程總承包管理模式對BIM技術的應用也有著促進作用。

4.4 政府發揮主導作用，加強政策推出

在我國的領域，對于預制裝配式建筑的應用依舊屬于發展階段中，預制裝配式建筑技術目前在政策上還有所欠缺，缺乏統一的標準，這個統一包括模型的統一，質量檢測標準的統一以及政策的統一。建筑管理體系也并不完善，應加強相應的法律、標準、規范以及所對應的制度[7]。政策是有效保障各個行業有序發展的重要基礎，若想推進我國預制裝配式建筑的產業化發展，則必然離不開有效地政策扶持。因此，政府政策的積極落實對預制裝配式建筑的發展起著重要因素。

5 全預制裝配式建筑發展前景

我國現階段以及未來的目標是走好以生態優先、綠色發展為導向的高質量發展。裝配式建筑因為在工廠預先制作，減少了許多構件在現場現澆的情況，同時也減少了施工噪音，墻體由于可以拆卸，重復使用，不會造成因拆墻而產生很多建筑垃圾的現象，使工地現場更加綠色環保。因此裝配式建筑得到行業認可。目前我國運用較為廣泛的是裝配整體式，相對之下全預制裝配式建筑對環境保護的效果也更為顯著但存在抗震性和整體性較差的缺點。預制裝配式建筑近幾年來在我國發展迅速，同時我國對裝配式建筑技術的發展也積極研究、探索，對于突破全預制裝配式建筑技術是被所期待的，在未來的建筑行業全預制裝配式建筑是勢在必行的[8]。

6 結語

本文基于全預制裝配式建筑，從全預制裝配式建筑運用不廣的原因進行分析，給出一些自己的觀點，在此基礎上給出了一些建議和措施。同時給出了國外一些國家的研究現狀，希望可以在我國之后對全預制裝配式建筑的研究中有所幫助。