我國(guó)裝配式建筑發(fā)展歷程及未來(lái)發(fā)展方向論述

李海濤

摘要：傳統(tǒng)的建筑行業(yè)存在工程質(zhì)量低、效率低，資源能源浪費(fèi)，勞動(dòng)力缺失等問(wèn)題，基于這個(gè)原因，裝配式建筑的大力發(fā)展已迫在眉睫。我國(guó)的裝配式建筑主要經(jīng)歷了初期發(fā)展階段、積極探索階段和快速發(fā)展階段。2015年以來(lái)，隨著國(guó)家政策的大力扶持，裝配式建筑逐步占據(jù)一定市場(chǎng)比例，面臨前所未有的發(fā)展機(jī)遇，與此同時(shí)也存在一定的問(wèn)題，如結(jié)構(gòu)體系有待創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)化程度低、數(shù)字化應(yīng)用滯后等，圍繞這些問(wèn)題可開(kāi)展結(jié)構(gòu)化體系的創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的提高和BIM應(yīng)用的加強(qiáng)等方面的解決措施，相關(guān)方向的發(fā)展可能成為中國(guó)未來(lái)裝配式建筑發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：裝配式;發(fā)展歷程;發(fā)展方向

1.引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國(guó)建筑房屋面積每年都在不斷增加。由于人們生活品質(zhì)的不斷提高，對(duì)于工作條件、勞動(dòng)強(qiáng)度等方面越來(lái)越重視，使得建筑業(yè)這個(gè)又累又臟的工作出現(xiàn)“民工荒”，進(jìn)而導(dǎo)致人工費(fèi)不斷攀升;傳統(tǒng)現(xiàn)澆建設(shè)方式仍然依賴(lài)大量的手工綁扎鋼筋、支拆模板、抹灰鋪貼，施工偏差大，質(zhì)量通病多，人為因素影響明顯;傳統(tǒng)的建筑方式屬于露天作業(yè)，易受惡劣天氣等自然環(huán)境影響，建筑工期不可控;對(duì)于傳統(tǒng)的“現(xiàn)澆”等建造方式，極易造成能源資源消耗和施工污染等問(wèn)題，產(chǎn)生大量的建筑垃圾、施工粉塵和噪聲污染[1]。近幾年我國(guó)多個(gè)地區(qū)被霧霾籠罩，環(huán)境污染已嚴(yán)重影響人們的生活及健康，綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展觀(guān)念深入人心，對(duì)傳統(tǒng)的粗放型建筑生產(chǎn)方式進(jìn)行改革勢(shì)在必行。

在目前建筑業(yè)大環(huán)境的背景下，裝配式建筑能夠逐漸打破傳統(tǒng)房屋建筑過(guò)程中的局限性，同時(shí)還能夠通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段，為建筑工程施工質(zhì)量、安全穩(wěn)定性提供有效保障，對(duì)于節(jié)約資源能源、減少施工污染、提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平，以及加快建筑業(yè)與信息化深度融合都有很好的促進(jìn)作用，符合國(guó)家綠色、高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略要求，因此裝配式建筑迎來(lái)新的機(jī)遇和發(fā)展空間。

2.我國(guó)裝配式建筑發(fā)展歷程

上文中提到，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，我國(guó)目前高污染、低效率的傳統(tǒng)現(xiàn)澆建造方式亟待轉(zhuǎn)型變革，因此綠色化、信息化的裝配式建筑已成為我國(guó)建筑行業(yè)改革的一個(gè)重要途徑[2]。從上世紀(jì)五十年代開(kāi)始，我國(guó)的裝配式建筑經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展，逐漸在走向成熟的道路上。總結(jié)來(lái)說(shuō)，我國(guó)的裝配式建筑共經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段[3]：

（1）初期發(fā)展階段（1953年-1975年）。國(guó)內(nèi)的裝配式建筑起步來(lái)源于蘇聯(lián)建造經(jīng)驗(yàn)，第一至第五個(gè)“五年計(jì)劃”期間，提出向蘇聯(lián)學(xué)習(xí)裝配式建筑的構(gòu)想，當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力低下，國(guó)家提出工業(yè)復(fù)興計(jì)劃，建筑行業(yè)推行標(biāo)準(zhǔn)化，發(fā)展預(yù)制構(gòu)件，大量建造工業(yè)廠(chǎng)房，小型的建筑構(gòu)件、磚混結(jié)構(gòu)是當(dāng)時(shí)的重要特征，限于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制，未能提出“建筑產(chǎn)業(yè)化”的概念，當(dāng)時(shí)只能稱(chēng)之為“建筑工業(yè)化”。另一方面，受技術(shù)、管理水平影響，建筑技術(shù)水平普遍低下，工業(yè)化范圍非常小，僅僅追求主體結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配化，產(chǎn)品規(guī)格單調(diào)，缺乏靈活性，而且成本較高，從而導(dǎo)致勞動(dòng)生產(chǎn)率提高非常有限，建筑工業(yè)化的綜合效率不明顯，同時(shí)外墻的防滲、防水技術(shù)落后，業(yè)內(nèi)對(duì)預(yù)制技術(shù)缺乏積極研究，裝配式建筑發(fā)展十分緩慢。

（2）積極探索階段（1976年-2000年）。20世紀(jì)七八十年代至21世紀(jì)初期，我國(guó)的建筑業(yè)經(jīng)歷了發(fā)展、停滯、起伏波動(dòng)等階段，盡管如此，房屋建設(shè)量規(guī)模仍然得到了空前的發(fā)展，與此同時(shí)裝配式建筑也得到了大的發(fā)展。到20世紀(jì)末，建筑工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化體系建立，現(xiàn)澆體系和預(yù)拌混凝土開(kāi)始發(fā)展，高層住宅樓裝配式試點(diǎn)工作在北京開(kāi)展，主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆混凝土和預(yù)制裝配相結(jié)合，其他細(xì)部構(gòu)件采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，如外墻板、內(nèi)隔墻等。相關(guān)試點(diǎn)的竣工完成，在很大程度上促進(jìn)了裝配式建筑的發(fā)展，但隨著防水、冷橋、隔聲等一系列技術(shù)質(zhì)量問(wèn)題逐漸暴露，并且生活水平改善帶來(lái)的住宅個(gè)性化要求不斷提高，迫使裝配式建筑再次止步。

（3）快速發(fā)展階段（2000年至今）。21世紀(jì)初期，裝配式建筑有了一定的發(fā)展，但受運(yùn)輸不便、成本偏高影響，加上安全、防水、抗震等先天不足，這些問(wèn)題未能很好解決，制約著裝配式建筑的推廣。從“十二五”開(kāi)始，裝配式建筑逐漸開(kāi)始快速發(fā)展。國(guó)家推出裝配式建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)城市，由這些城市優(yōu)先帶動(dòng)發(fā)展，相關(guān)城市紛紛出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)政策，制定了明確的發(fā)展規(guī)劃和目標(biāo)，因此出現(xiàn)了大批裝配式建筑龍頭企業(yè)，建設(shè)了一批裝配式建筑試點(diǎn)示范項(xiàng)目。“十二五”收官之年，隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，在國(guó)家政策[4]的大力支持下，加上國(guó)外先進(jìn)人才的涌入以及成功經(jīng)驗(yàn)的交流，裝配式建筑在北京、深圳、上海等特大城市開(kāi)始發(fā)展起來(lái)，逐步占據(jù)一定市場(chǎng)比例。

我國(guó)裝配式建筑經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展，各自具有不同的時(shí)代特點(diǎn)。初期發(fā)展階段，缺乏相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，并且由于行業(yè)仍處于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制之下，市場(chǎng)化程度較低，業(yè)內(nèi)企業(yè)缺乏技術(shù)創(chuàng)新的動(dòng)力，致使行業(yè)建筑技術(shù)水平較低，建筑工業(yè)化水平和裝配式建筑的發(fā)展幾乎處于停滯狀態(tài);積極探索階段，在政府主體的重視和相關(guān)政策的扶持下，裝配式建筑技術(shù)得到了一定的發(fā)展，但是受限于技術(shù)積累較淺、市場(chǎng)化程度尚待提高、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱、市場(chǎng)活躍度有限等因素，行業(yè)發(fā)展相對(duì)緩慢;快速發(fā)展階段，在國(guó)家、地方政府政策紅利的大力扶持下，裝配式建筑在這一時(shí)期發(fā)展較快，行業(yè)政策標(biāo)準(zhǔn)體系日益完善，預(yù)制配件研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)水平逐漸提升，裝配式建筑的普及率逐漸提高，開(kāi)工的裝配式建筑面積持續(xù)提升。

3.我國(guó)裝配式建筑痛點(diǎn)分析及未來(lái)發(fā)展方向

3.1我國(guó)裝配式建筑痛點(diǎn)分析

盡管目前裝配式建筑發(fā)展勢(shì)頭良好[5]，但與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還處于起步階段，仍然存在一定的痛點(diǎn)問(wèn)題[6]，制約著裝配式建筑的發(fā)展。我國(guó)的裝配式建筑存在的難點(diǎn)和痛點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

（1）連接構(gòu)造和結(jié)構(gòu)體系

從結(jié)構(gòu)層面來(lái)說(shuō)，建筑工業(yè)化有賴(lài)于適合的結(jié)構(gòu)體系、簡(jiǎn)單的連接構(gòu)造、自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)、工業(yè)化建造技術(shù)和智能化管理技術(shù)。從結(jié)構(gòu)體系來(lái)看，目前相關(guān)核心技術(shù)和系統(tǒng)成果還比較欠缺;設(shè)計(jì)水平亟待提高，為裝配而裝配的現(xiàn)象還比較多;制作效率低，堆放、運(yùn)輸、安裝成本高，施工難度大，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量大等問(wèn)題依然存在[7]。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化程度

標(biāo)準(zhǔn)化程度低是制約裝配式建筑發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。目前設(shè)計(jì)水平低，構(gòu)件種類(lèi)繁多，非常不利于性?xún)r(jià)比的提升。實(shí)際上應(yīng)該是“少規(guī)格，多組合”，通過(guò)相應(yīng)單元的組合，實(shí)現(xiàn)建筑的多樣性。裝配式建筑需要建筑師牽頭，如果沒(méi)有建筑師的全程參與，發(fā)展路徑會(huì)相當(dāng)漫長(zhǎng)[8]。

（3）數(shù)字化信息化

數(shù)字化信息化是實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的重要手段，建筑領(lǐng)域的數(shù)字化應(yīng)用嚴(yán)重滯后，成為裝配式建筑發(fā)展的主要障礙[9]。BIM信息化技術(shù)應(yīng)用是住建部提出發(fā)展裝配式建筑“一體兩翼”思路的重要一翼。BIM技術(shù)是建筑業(yè)信息化的最佳應(yīng)用，發(fā)展裝配式建筑離不開(kāi)BIM技術(shù)。中國(guó)的BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀仍存在諸多問(wèn)題：包括BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)有待完善;應(yīng)用軟件以國(guó)外軟件為主，存在信息壁壘等;設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工由不同主體承擔(dān)，BIM應(yīng)用模式不統(tǒng)一，信息割裂;BIM應(yīng)用以點(diǎn)的應(yīng)用為主，缺乏系統(tǒng)化應(yīng)用;BIM信息使用不足，沒(méi)有與生產(chǎn)、施工、運(yùn)維系統(tǒng)深度融合，沒(méi)有發(fā)揮BIM的管理職能。BIM的相關(guān)問(wèn)題對(duì)裝配式發(fā)展存在制約和影響。

由于發(fā)展起步慢、相關(guān)單位重視力度不夠等原因，我國(guó)的裝配式建筑仍然存在一些難點(diǎn)痛點(diǎn)。裝配式建筑所依賴(lài)的連接構(gòu)造和結(jié)構(gòu)體系缺乏創(chuàng)新，相關(guān)核心技術(shù)和系統(tǒng)成果欠缺;裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化程度低，設(shè)計(jì)水平低;建筑領(lǐng)域的數(shù)字化應(yīng)用嚴(yán)重滯后，制約了裝配式建筑的發(fā)展。因此，圍繞相關(guān)痛點(diǎn)，需要針對(duì)性地提出相應(yīng)的解決措施。

3.2我國(guó)裝配式建筑未來(lái)發(fā)展方向

針對(duì)我國(guó)目前裝配式建筑存在的難點(diǎn)痛點(diǎn)，我國(guó)未來(lái)裝配式建筑的發(fā)展方向[10]應(yīng)聚焦于以下幾個(gè)方面：

（1）發(fā)展裝配式建筑的連接構(gòu)造和結(jié)構(gòu)體系，并進(jìn)行連接創(chuàng)新和體系創(chuàng)新。通過(guò)創(chuàng)新，可以達(dá)到構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、質(zhì)量可控、性能可靠、實(shí)用經(jīng)濟(jì)的效果。例如針對(duì)混凝土疊合板樓板的預(yù)制板端出胡子筋造成施工難度大、成本增加的不足，清華大學(xué)未來(lái)城鎮(zhèn)與基礎(chǔ)設(shè)施研究院聶建國(guó)院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的預(yù)制板端不出胡子筋的新技術(shù)新工藝，構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、成本降低，從根本上解決了傳統(tǒng)混凝土疊合板樓板從預(yù)制板制作到現(xiàn)場(chǎng)鋪裝構(gòu)造復(fù)雜的難題，將成為混凝土疊合板樓板的重要發(fā)展方向;針對(duì)傳統(tǒng)預(yù)制混凝土柱鋼套筒灌漿連接尚存在的不足，三一筑工與清華大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)研發(fā)了預(yù)制混凝土空腔柱連接新技術(shù)，大幅提高了豎向預(yù)制構(gòu)件連接的可靠性并簡(jiǎn)化了其連接構(gòu)造，將成為豎向預(yù)制構(gòu)件裝配連接的重要發(fā)展方向。

（2）提高標(biāo)準(zhǔn)化程度。推廣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，包括建筑平面標(biāo)準(zhǔn)化、建筑立面標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制部品部件標(biāo)準(zhǔn)化和接口標(biāo)準(zhǔn)化;發(fā)展多高層差異化結(jié)構(gòu)技術(shù)體系;發(fā)展高效配筋及鋼筋連接技術(shù);裝配式結(jié)構(gòu)要與預(yù)應(yīng)力、減隔震技術(shù)相融合;發(fā)展裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)，提升防水、排水耐久性，實(shí)現(xiàn)保溫裝飾一體化;推廣管線(xiàn)分離理念，提高主體結(jié)構(gòu)的預(yù)制、安裝效率，同時(shí)便于后期維護(hù);推廣精細(xì)化設(shè)計(jì)，借助BIM技術(shù)，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及施工安裝，助力高效施工落地;發(fā)展加工、施工配套工藝。

（3）針對(duì)BIM應(yīng)用存在的問(wèn)題，企業(yè)角度，從集團(tuán)化考慮企業(yè)業(yè)務(wù)架構(gòu)和協(xié)作模式，統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一平臺(tái)和應(yīng)用軟件;政府和行業(yè)角度，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和引導(dǎo)，加強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，建立行業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，盡快形成我國(guó)的BIM軟件體系、與之匹配的三維知識(shí)體系，以及BIM模型的合法化;建議軟件企業(yè)加強(qiáng)聯(lián)合研發(fā)，支持國(guó)產(chǎn)BIM平臺(tái)和軟件的研發(fā)應(yīng)用。未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)聚焦在裝配式建筑軟件形成統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的軟件技術(shù)發(fā)展指南等[11]。

4.結(jié)語(yǔ)

本文從分析傳統(tǒng)建筑行業(yè)的目前存在的弊端的角度出發(fā)，進(jìn)行了我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展歷程、發(fā)展痛點(diǎn)及未來(lái)發(fā)展方向的論述。傳統(tǒng)建筑由于存在工程質(zhì)量低、效率低，資源能源浪費(fèi)，勞動(dòng)力缺失等問(wèn)題，已不能適應(yīng)目前的建筑行業(yè)發(fā)展要求，因此，發(fā)展裝配式建筑已成為新時(shí)代建造行業(yè)的必然需要。

盡管如此，我國(guó)的裝配式建筑仍然存在不少痛點(diǎn)，比如：結(jié)構(gòu)體系有待創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)化程度低、數(shù)字化應(yīng)用滯后等[12]。對(duì)于目前的問(wèn)題，本文針對(duì)性地提出建議措施：第一：發(fā)展裝配式建筑的連接構(gòu)造和結(jié)構(gòu)體系，并進(jìn)行連接創(chuàng)新和體系創(chuàng)新;第二：提高標(biāo)準(zhǔn)化程度，推廣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，發(fā)展多高層差異化結(jié)構(gòu)技術(shù)體系，發(fā)展高效配筋及鋼筋連接技術(shù)，裝配式結(jié)構(gòu)要與預(yù)應(yīng)力、減隔震技術(shù)相融合，發(fā)展裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)，推廣管線(xiàn)分離理念，推廣精細(xì)化設(shè)計(jì)，發(fā)展加工、施工配套工藝等相關(guān)內(nèi)容;第三：從企業(yè)角度，統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一平臺(tái)和應(yīng)用軟件，從政府和行業(yè)角度，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和引導(dǎo)，建立行業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，形成我國(guó)的BIM軟件等相關(guān)技術(shù)體系，軟件企業(yè)加強(qiáng)聯(lián)合研發(fā)，支持國(guó)產(chǎn)BIM平臺(tái)和軟件的研發(fā)應(yīng)用等。因此，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)聚焦在裝配式建筑軟件形成統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的軟件技術(shù)發(fā)展指南等。

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