王麗華 趙慶雙
(聊城大學建筑工程學院,山東 聊城 252000)
裝配式建筑作為構件工廠預制、現場吊裝施工的新型建造方式,雖然與傳統建造方式相比具有節約資源、縮短工期等優勢,但受建造成本、施工技術難度以及市場認知度等因素影響,目前未能實現全面推廣。2016年2月,國務院發布《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》,明確提出大力推廣裝配式建筑,建設國家級裝配式建筑生產基地[1]。隨著《建筑產業發展綱要》《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》等文件的陸續出臺,國家政策持續利好,裝配式建筑產業進入新的發展階段,受到了建筑企業和國內學者的廣泛關注。
近年來,國內學者基于不同視角對裝配式建筑領域研究成果進行了分析。劉康寧等[2]以裝配式建筑內涵及發展現狀、項目全生命周期管理和組織管理等為維度構建主題框架,并以此為基礎對國內外裝配式領域研究成果進行梳理。李玲燕等[3]基于科學知識圖譜對國內外裝配式建筑研究領域成果進行對比分析。蘇義坤等[4]基于文獻計量及共詞分析法,以2008—2014年為時間跨度,對我國裝配式建筑領域研究成果進行梳理,指出國內研究熱點主要包括全生命周期管理等。然而,上述研究仍存在一定的局限性。首先,由于國內外研究重點的差異性,應針對我國裝配式建筑領域研究成果進行梳理和歸納;其次,2016年至今,我國裝配式建筑處于快速發展階段,若對于該階段的研究重點與主題缺乏系統梳理,則不利于分析裝配式建筑研究現狀與未來發展方向。
綜上所述,本文基于CNKI數據庫篩選出2016—2021年收錄的406篇文獻并進行梳理,提出了以發展環境、建筑結構體系、全生命周期管理、可持續發展為維度的理論研究框架并展開綜述,旨在進一步提升我國裝配式建筑領域研究水平。
本文采取文獻研究法,基于CNKI數據庫以“裝配式建筑”為主題進行高級檢索。其中,文獻類型為期刊,以核心期刊、EI、SCI、CSSCI、CSSCD為檢索條件,時間跨度為2016—2021年,共檢索到644篇文獻,剔除會議紀錄、新聞報道等以及隧道、橋梁及結構抗震等方面的文獻,最終得到406篇有效文獻。
論文產出量是衡量一個領域研究進展的重要指標。通過分析2016—2021年裝配式建筑領域文獻產出量可知,該領域論文發表數量呈逐年上升趨勢。其中,2021年受疫情影響,論文數量略有下降。2016—2021年我國裝配式建筑領域論文發表數量如圖1所示。

圖1 2016—2021年我國裝配式建筑領域論文發表數量
通過對比文獻資料的期刊來源發現,國內學者的發文期刊主要集中于《建筑結構》《建筑經濟》《混凝土》等。其中,《建筑結構》發表論文數量最多。2016—2021年我國裝配式建筑領域論文發表期刊如圖2所示,論文發表多集中于建筑管理類期刊。

圖2 2016—2021年國內裝配式建筑領域論文發表期刊
通過對所選文獻的主題、關鍵詞及主要內容進行匯總分析可知,目前,我國裝配式建筑領域研究主要涉及18個主題,包括發展現狀,推廣影響因素,行業、產業、政策研究,裝配式混凝土結構,成本、質量、進度管理,新技術應用,綠色技術應用和建筑能耗分析等。依據系統論原理與專家意見,結合相關綜述研究文獻,將以上主題聚類為發展環境、建筑結構體系、全生命周期管理、可持續發展4個維度,構建我國裝配式建筑領域研究框架,見表1。

表1 我國裝配式建筑領域研究框架
通過對上述研究主題進行梳理和分析可知,近年來,國內學者對裝配式建筑成本、質量、進度管理研究最多,其次是新技術應用和安全與風險管理;由于對可持續發展維度的研究尚處于探索階段,目前核心期刊收錄的文獻數量較少。
本文采用Origin軟件繪制2016—2021年我國裝配式建筑領域研究主題趨勢圖,如圖3所示。由圖3可知,成本、質量、進度管理,新技術應用,安全與風險管理和建筑能耗分析成為主要研究方向。

圖3 2016—2021年我國裝配式建筑領域研究主題趨勢
發展環境是指為裝配式建筑發展提供支撐的社會基本環境,包括發展現狀、推廣影響因素和行業、產業、政策研究等。目前,國內學者主要聚焦于裝配式建筑推廣影響因素和行業、產業、政策研究。
影響裝配式建筑推廣的因素分為驅動因素和制約因素。就驅動因素而言,李德智等[5]從直接因素、間接因素和根本因素三個方面對影響裝配式建筑的驅動因素進行了分析。結果表明,縮短工期、節能降耗、提高資源利用率以及減少現場作業為主要驅動因素。就制約因素而言,邊晶梅等[6]運用主成分分析法識別了制約我國裝配式建筑發展的關鍵因素,指出關鍵因素包括市場環境、產業組織、政策法規、人才因素、技術體系等。陸榮秀等[7]基于開發商意愿對裝配式建筑發展進行了研究,結果表明,建造成本高、客戶感知價值低是制約裝配式建筑發展的主要因素。
針對裝配式建筑相關政策,國內學者主要基于政策體系完善程度與政策執行程度等視角進行了研究。陳婉菁等[8]基于政府視角指出,裝配式建筑政策執行的問題包括政策體系不夠完善、政策執行環境條件不充分以及政策執行者積極性不高等。陳穎齡等[9]通過構建“政府-開發商”“政府-消費者”的演化博弈模型,提出加大激勵力度與完善激勵手段、加強標準化與完善技術體系、加大宣傳教育力度等促進裝配式持續發展的措施。
受區域發展情況和技術水平差異的影響,裝配式建筑結構體系類型多樣,各結構體系的應用程度有所不同。目前,我國學者側重于裝配式建筑混凝土結構體系研究和鋼結構體系研究。
針對裝配式建筑混凝土結構體系的設計和建造工藝,孫亞林[10]從結構的設計、預制構件的生產及預制構件的施工三個方面進行了研究,針對具體問題提出了解決方案。肖從真等[11]提出一種新型高強混凝土裝配式建筑高層框架結構體系,并進行了抗震性能檢驗。結果表明,該體系具有高抗震性、高耐久性及施工便利性。
對于裝配式建筑鋼結構體系的研究,丁潔民等[12]結合實際工程,從建筑和結構方面分析了裝配式建筑鋼結構的優勢與結構適用性,以期推動裝配式建筑鋼結構體系的研究與應用。曹啟光等[13]主要從裝配式建筑鋼結構體系、樓板體系等方面展開研究。
建筑全生命周期管理是指將建設過程中的規劃、設計、施工及運營等階段作為一個整體進行全過程管理,從而提高建設效率。目前,國內學者對于裝配式建筑全生命周期管理的研究主要集中于成本與質量管理及新技術應用方面。
成本是裝配式建筑發展的主要制約因素。如何有效降低成本,實現高質量成本管理,一直是國內學者的研究重點。羅祥等[14]通過構建裝配式建筑成本影響指標體系,指出構件價格、產業鏈、項目管理經驗及體系完整度是影響裝配式建筑成本的主要因素。魏宏亮等[15]對預制構件成本影響因素進行了研究,通過所構建的模型分析了影響預制構件成本的關鍵因素、作用路徑及相互影響關系,以期為裝配式建筑成本管理提供參考。
工程質量直接決定建筑物的使用壽命與使用功能,是項目管理的重中之重。張克等[16]按照事前、事中、事后三個階段對裝配式建筑質量影響因素進行研究,構建指標體系并分析影響因素之間的因果關系與層級關系,識別出直接影響因素。孫玉芳等[17]通過分析BIM+物聯網技術在裝配式建筑全過程質量管理中的要點,旨在提高裝配式建筑質量管理能力。
隨著建筑信息化的快速發展,國內學者也開展了先進技術與裝配式建筑的結合應用研究。張潤梅等[18]提出,基于BIM融合遺傳蟻群混合式算法的裝配式建筑機器人施工路徑優化方法,能夠提高建筑工業化水平。胡佳星等[19]提出以Revit建模為主、Solid Works組裝建模為輔的開發應用方法,旨在提高裝配式建筑節點零件裝配和組裝施工技術水平。
裝配式建筑具有節約資源、綠色環保等特點。在當前社會環境資源緊張的背景下,裝配式建筑愈發受到重視。我國“十四五”規劃綱要指出,應發展智能建造、推廣綠色建材、建設低碳城市。目前,對于該維度的研究主要包括綠色技術應用與建筑能耗分析。
綠色技術的應用研究主要涉及技術提出、技術推廣及應用等方面。牛寅龍等[20]結合綠色施工要求,提出了揚塵、噪聲監測及其控制系統,預制裝配式馬道,固體廢棄物再生砌塊磚,免抹灰-砂加氣混凝土砌塊,低壓雷達感應LED照明等綠色施工技術。石曉宇等[21]指出,裝配式建筑施工過程中合理使用綠色技術可有效控制成本、減少環境破壞,推動建筑業可持續發展。
建筑能耗作為衡量建筑是否綠色環保的重要指標,受到業界學者關注。劉軒昂[22]指出,裝配式建筑的資源、能源消耗及污染物排放指標均低于社會平均值,具有良好的減排效益。王乾坤等[23]運用WBS對施工項目進行分解并建立了施工能耗量化模型,以期解決目前我國裝配式建筑施工能耗量化不精準的問題。
本文基于2016—2021年CNKI數據庫收錄的406篇文獻,對文獻的基本情況進行了梳理和歸納,從發展環境、建筑結構體系、全生命周期管理及可持續發展4個維度,構建我國裝配式建筑管理領域研究理論分析框架,對研究主流和研究熱點進行分析,為我國裝配式建筑研究現狀提供參考。
基于對研究主題框架的分析,對我國裝配式建筑領域研究提出以下建議:
(1)高度重視對裝配式建筑全生命周期管理的研究。目前,我國仍處于工業化建筑初級發展階段,如何實現高效項目管理、提高建設效率及質量是建筑行業重點研究主題。此外,應加強新技術在全生命周期管理中的應用研究,將精益建設、智能建造的思想有效運用于實踐。
(2)聚焦可持續發展相關研究。全球環境資源問題愈發嚴峻,綠色建造、降低能耗成為裝配式建筑發展的必由之路。我國學者應按照國家相關政策指引,積極開展裝配式建筑可持續發展相關研究。