淺議裝配式建筑

文｜程曉珂

2014年以來，國家連續出臺多項重要政策文件和行業標準，推進裝配式建筑發展。裝配式建筑是用預制部品、部件在工地裝配而成的建筑，是建筑工業化的主要特征之一，對助推綠色建筑發展、提高建筑生活品質、促進建筑業轉型升級具有重要作用。本文從建筑行業發展及新型建筑、裝配式建筑定義及特征、裝配式建筑與傳統現澆建筑對比、裝配式建筑分類四方面詳細介紹裝配式建筑，深入解讀裝配式建筑，判斷行業未來走向，為企業戰略性布局提供指導。

一、建筑行業發展及新型建筑

1.建筑工業化

建筑工業化是指通過工業化的手段來發展改善建筑業，用于替代傳統建筑業中分散的、低水平的、低效率的手工業生產方式，最終實現設計標準化、生產工業化、施工裝配化、裝修一體化、管理信息化，達到提高建筑行業的勞動生產率、用機械代替人力、加快建造速度、降低工程成本、提高工程質量的目的。其中，裝配式結構與信息化管理是建筑工業化的兩個關鍵性特征。

2.智能建筑

智能建筑是指通過將建筑物的結構、系統、服務和管理根據用戶需求進行最優化組合，從而為用戶提供一個高效、舒適、便利的人性化建筑環境。智能建筑是集現代科學技術之大成的產物，其技術基礎主要由現代建筑技術、現代電腦技術、現代通訊技術和現代控制技術所組成。智能建筑是建筑工業化發展的高級階段，處于建筑工業化4.0階段。

3.綠色建筑

綠色建筑是指在全壽命周期內，最大限度的節約資源（節能、節地、節水、節材）、保護環境、減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。綠色建筑要符合住房和城鄉建設部以及各省住房和城鄉建設廳所設置的標準，并依規定取得相應的綠色建筑標識。裝配式建筑是綠色建筑的典型代表，具有節能、節水、節材等顯著特點，能大幅度減少建筑垃圾、保護環境，強調了可持續發展的綠色建筑理念。建筑采用裝配式施工工藝是評價其是否為綠色建筑的加分項。綠色建筑旨在強調降低建筑物能耗和對環境的負荷，是伴隨建筑工業化發展而誕生的建筑理念。

4.被動式建筑

被動式建筑是指不依賴于耗能的建筑設備，而完全通過建筑自身的空間形式、圍護結構、建筑材料與構造的設計來實現建筑節能的方式。例如利用太陽能提供室內熱能，利用遮陽、墻體隔熱、自然通風等設計降低室內溫度等。冬季，白天將風口打開，在太陽的熱作用下形成空氣熱循環運動，提高室內溫度；夜晚關閉風口，貯熱體釋放熱量，室內形成內部空氣對流。夏季，關閉風口，打開建筑北墻窗口，涼爽的空氣進入，在熱循環運動的作用下加快室內通風并降低室內溫度。被動式建筑是綠色建筑的一種形式。

表1 建筑工業化發展歷程

5.建筑產業現代化

建筑產業現代化是以綠色發展為理念，以住宅建設為重點，以新型建筑工業化為核心，廣泛運用信息技術和現代化管理模式，將房屋建造的全過程聯結為完整的一體化產業鏈，實現傳統生產方式向現代工業化生產方式轉變，從而全面提高建筑工程的建造效率、效益和質量。建筑產業現代化關注的是整個建筑產業鏈的產業化，裝配式建筑是實現建筑產業現代化的最主要的途徑和構成。

二、裝配式建筑定義及特征

裝配式建筑是指用工廠預制構件在工地裝配而成的建筑。裝配式建筑是工業化程度較高的建筑，建造方式一般采用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工和一體化裝修，把傳統建造方式中大量的現場作業轉移到工廠進行，是一種可實現建筑產品節能、環保的新型建筑生產方式。此外，裝配式建筑的建造方法以拼接安裝為主，整個建造過程就像搭積木一樣，有利于拆卸重裝和回收利用，在建筑拆遷和資源化利用等方面優勢明顯，發揮了全生命周期的價值最大化。

表2 裝配式建筑的主要特征

表3 裝配式建筑與傳統建筑模式的比較

表4 裝配式建筑相比現澆建筑的優點

表5 裝配式混凝土建筑優劣勢及應用

三、裝配式建筑與傳統現澆建筑對比

裝配式建筑與傳統澆灌式建筑相比，在施工周期、資源消耗、節能環保等方面占據優勢，對助推綠色建筑發展，提高建筑生活品質和內涵，促進建筑業轉型升級具有重要作用。

傳統現澆建筑采用半手工操作，施工現場進行混凝土現澆，易產生大量廢水、噪聲與粉塵，造成水污染與粉塵污染。從澆灌定型到安裝，耗時較長，嚴重影響施工速率。由于材料采購或進場驗收環節把關不嚴、不同工人熟練度差別較大、施工現場管理不善等原因，建筑質量無法得到保證。澆灌過程中水泥、鋼筋、木板等輔材消耗浪費嚴重，安裝過程中人工作業量較大，因而存在著諸多安全事故隱患。

裝配式建筑構件多在工廠依靠模具規模化生產，可控的工廠環境能較好的保證構件和部品質量，節約建筑材料，質量穩定可靠。運輸至施工現場后，由專業化施工團隊直接進行吊裝與安裝，人工作業量少、工程耗時短，相應的事故率也較低，因而裝配式建筑擁有明顯優勢。

四、裝配式建筑分類

裝配式建筑主要有三種技術模式：裝配式混凝土結構（PC，Precast Concrete）、裝配式鋼結構和裝配式木結構，三大技術自成體系，各有優勢。

1.裝配式混凝土結構

裝配式混凝土結構是以預制混凝土構件為主要部品部件，經裝配、連接，結合部分現澆而形成的混凝土結構。PC構件是指在工廠中標準化加工生產的混凝土制品，主要產品有預制PC墻板、折疊樓板、樓梯和疊合梁等。裝配式混凝土結構廣泛應用于量大面廣的多層、小高層辦公樓、住宅建筑。由于與傳統應用較廣的現澆混凝土結構一脈相承，因此是目前裝配式建筑三大結構體系中推廣最順利、覆蓋范圍最廣的一種。

表6 裝配式鋼結構建筑優劣勢及應用

表7 鋼結構產品表

表8 裝配式木結構建筑優劣勢及應用

2.裝配式鋼結構

裝配式鋼結構是由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件，各構件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接的結構，同時采用硅烷化、純錳磷化、水洗烘干、鍍鋅等除銹防銹工藝。裝配式鋼結構具有強度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強等優勢，適宜建造大跨度和超高、超重型的建筑物，包括大型工業廠房、樓房、寫字樓、公路鐵路橋梁、海洋石油鉆井平臺等，是裝配式建筑的重要結構之一。根據產品種類不同，鋼結構可以分為重型鋼結構、空間大跨度鋼結構和輕型鋼結構，其中輕型鋼結構在我國發展迅速、市場成熟，廣泛應用于工業廠房等領域。

3.裝配式木結構

裝配式木結構是集傳統木結構建筑材料和現代加工、建造技術于一體的建筑方式，其中木結構構件是將木材經過層壓、膠合、金屬連接等工藝處理，形成性能遠超原木的建筑結構。由于木材本身具有抗震、隔熱保溫、節能、隔聲、舒適性等優點，加之經濟性和材料的隨處可取，在國外特別是美國，木結構是一種常見并被廣泛采用的建筑形式。然而，由于我國人口眾多，房屋需求量大，人均森林資源和木材貯備稀缺，木結構并不適合我國的建筑發展需要。此外，我國《木結構設計規范》明確規定木結構建筑層數不能超過3層，并且對最大長度和面積做出了限制。近年來出現的木結構大多為低密度高檔次的木結構別墅，主要是為了迎合一定層面的消費者對木材這種傳統天然建材的偏愛，行業整體體量較小。

4.裝配式各結構對比

我國混凝土技術發展較早，有良好的工業基礎，且預制混凝土有成本優勢，可廣泛應用于多層、小高層建筑。鋼結構因良好的抗震性被廣泛應用于超高層以及大跨度建筑；國家對鋼結構的補貼較多，一定程度上彌補了成本高昂的劣勢。

表9 裝配式建筑三種結構對比