裝配式建筑對現代建筑設計的影響分析

李 瑞 榆林職業技術學院副教授

裝配式起源于歐洲，繁榮于日本。日本是應用裝配式建筑最早、也是最廣的國家之一，由于日本地震頻發，而裝配式建筑在應對地震方面具有一定的優勢，因此該建筑模式在日本比較受歡迎。改革開放后，隨著預制部品的不斷應用和開發，預制部品建筑逐漸出現在中國建筑行業[1]。近年來，預制構件建筑成為我國建筑業的主要建筑結構，推動現代建筑設計的發展。裝配式建筑對于我國社會發展具有不可替代的作用。相比于傳統建筑來說，從施工效率、施工質量等方面都有了明顯的提升。裝配式建筑具有較多的特性，比如環保、高效、低成本等特點，使其逐漸成為我國建筑設計的主流，并且還在通過不斷融合中國文化特色進行創新。因此，理清裝配式建筑對于現代建筑設計的影響，對于建筑企業把握裝配式建筑的內涵，并優化實際應用過程中出現的問題，具有較大的借鑒作用。

1 裝配式建筑概述

1.1 裝配式建筑的內涵

裝配式建筑主要是指預制裝配式建筑，就是將一部分的建筑構件在工廠進行預先生產，然后使用運輸工具將其運輸到一線施工現場，在現場使用專業工具將這些構件進行裝配，使其起到一定使用功能的建筑物[2]。這種方法十分簡便，能極大地提升效率，而且針對性較強。

從裝配式建筑的施工過程來看，主要分為兩個階段。一是進行建筑構件預制生產，預制生產的構件仍舊沒有脫離傳統建筑材料，需要將一些鋼筋、水泥等原始材料送到工廠進行加工，在利用相關專業設備對鋼筋水泥進行處理后，得到混凝土建筑構件成品，如樓梯、樓板等[3]。當然，這些預制構件的完成過程與傳統方式并沒有較大的區別，只不過是在建筑施工方案的基礎上，提前準備一些建筑構件的成品，沒有體現出裝配式建筑的真正內涵和優勢，要想裝配式建筑真正向著標準化、規范化、合理化發展，還需要建筑設計單位結合實際情況來進行精細設計，深入把握建筑結構標準，讓裝配式建筑發揮出內在價值，滿足時代發展的需求。二是進行裝配工作[4]。這個階段主要是在現場拼接預制構件，通過運輸車將所有預制構件運輸到施工現場并進行合理堆放，然后依據設計的要求將其吊裝到合適的位置，組裝完成后再進行測量與糾偏工作，對澆筑灌漿的地方需要進行填縫灌漿，所有的部位都要嚴格按照設計方案的要求，最后完成整個建設。

1.2 裝配式建筑的優勢

從裝配式建筑的內涵來看，其主要具有兩個方面的優勢。首先是施工效率的優勢，相比于傳統施工工藝來看，裝配式建筑依據施工圖紙，提前進行建筑構件的準備，具有較強的靈活性，參建單位可以將不同的建筑構件交給不同的廠家進行生產，可以在生產完成之后，立即送往施工現場進行裝配，這極大地節省了時間，提升了效率[5]。其次，對于建筑質量的提升也有較大的幫助，正是因為大部分的建筑構件由不同廠家生產，這就給施工單位有了較多的選擇性，生產廠家為了保住訂單，只能對構件進行仔細打磨，確保構件質量，才能維持自身的品牌形象，獲得更多的訂單。

此外，在預制構件到達施工現場之后，對構件進行裝配也十分輕松，這給施工人員留下了更多觀察和思考的時間，可以充分地對建筑缺陷進行彌補，從而提升建筑質量。與傳統工法相比，組裝工法有兩種迅速性。一種是工廠快速拼裝，另一種是當場快速組裝。整個過程避免了傳統的上裝和其他步驟，可以不受天氣的影響[6]。今天，在中國經濟發展的背景下，速度可以說就是金錢。在拼裝建筑的新型田園地區，建筑、建造和裝飾的綜合過程非常快，幫助人們能夠用最短的時間實現入住。

總之，相比于傳統施工方法來說，裝配式建筑最大的優勢在于縮短施工時間和提升建筑質量，利用傳統施工方法至少需7 ～9 d 的時間來完成每層澆筑工序，而裝配式建筑則只需要4 ～6 d 左右，這種效率上的優勢讓裝配式建筑得到了極為廣泛的應用。

此外，裝配式建筑符合環保理念，有效減少了環境破壞。因為建筑構件的生產是在工廠中完成，所需時間較少，建筑垃圾的數量也隨之減少，而且各種各樣的噪音污染也得到了有效解決。這種施工工序完全符合環保發展理念，是建筑行業可持續發展的重要路徑[7]。由于零件在工廠成型，組裝現場的施工次數大幅減少，工作效率大幅提高。與傳統施工方法相比，預制裝配式建筑可節約40%以上的能源、80%的水、20%的土地以及20%的材料，這種沒有灰塵和噪音的方法實現了安靜的施工環境。而且比較容易被忽視的一點是，由于施工時間大大縮短，施工人員根本不需要進行夜間施工，所造成的光污染也大大減少。

1.3 裝配式建筑的發展現狀

從2000 年開始，我國裝配式建筑就處于飛速發展時期，關于住宅產業和工業化政策相繼出臺，比如2006 年建設部頒布了《國家住宅產業化基地實施大綱》，2008 年與日本合作開展技術研發工作，并構建了“中日技術集成示范工程”。

在國家不斷重視的情況下，各個地方政府也紛紛響應，特別是在一些一線城市，如北京、上海等地率先制定了相關規范。而且，在2013 年之后，國家發改委發布了《綠色建筑行動方案》，讓裝配式建筑得到了進一步發展。此后，在綠色發展理念的驅動下，節能減排工作也逐漸實施起來，各個地方政府紛紛以保障性住房建設為抓手，先后出臺了較多支持建筑工業化發展的政策，這些政策的發布讓房地產開發企業以及預制構件生產企業也大力行動起來。目前，裝配式建筑已經不只是在城鎮中有所應用，它的發展有目共睹，在符合綠色發展理念的前提下，極大便利了人們的生活，縮減了建筑成本。

2 裝配式建筑對現代建筑設計的影響

裝配式建筑對于現代建筑設計的影響，主要體現在理念、成本、施工、能耗、構件產業化等五個方面。

2.1 理念

裝配式建筑是建筑行業的重大變革，比較符合現代發展理念。目前我國正在大力提倡綠色環保發展，無論是哪個行業都需要秉持“低碳環保、減少污染”的原則，來調整自身的發展戰略規劃。裝配式建筑的深度應用是建筑行業的一次創新嘗試，也是在時代背景下必須做出的變革。相比于傳統建筑方式來說，裝配式建筑明顯在各個方面都進行了污染控制如噪音污染，由于建筑構件是在工廠內完成生產，居民聽到的噪音已經大大減少。再如建筑垃圾，傳統建筑方式實行的是現場預制、現場澆筑，裝配式建筑已經在施工之前解決了預制問題和部分澆筑問題，只需要針對實際情況，來進行測量和糾偏工作，并進行填縫灌漿，建筑垃圾很少遺留現場，基本做到了無污染[8]。

此外，裝配式建筑在對建筑進行組裝作業時，不必再搭建腳手架，也不會像傳統建筑那樣在施工現場產生許多建筑垃圾，導致周邊環境質量差的問題。建筑構件的工廠化與產業化使建筑行業施工過程中的構件有了一樣的標準，可以對各項建筑構件進行通用，也可以對建筑構件進行回收利用，避免建筑原料的浪費，大大節約了資源與成本。除此之外，裝配式建筑的建設也大大降低了工作人員的勞動強度，投入的勞動人工也大幅度減少，實現了雙贏。

2.2 設計

裝配式建筑主要分為兩個部分，一是建筑構件預制，二是現場組裝。其中每個環節都需要嚴格按照施工圖紙來進行，特別是構件預制部分，一定要十分合適細致，做到與施工圖紙標記的比例一致，才能保證在組裝的時候不會因為出現比例不造成返工的現象。因此裝配式建筑的前期準備工作十分重要，需要從建筑功能、成本、環境等多種角度來進行綜合考慮，并聽取多方意見，來讓自身的設計方案達到完美。當然，施工方案的規范化和標準化固然重要，但是建筑的個性化和特色化也不能丟棄，要在兩者之間取得平衡，切實地發揮出裝配式建筑的內在價值。

2.3 成本

裝配式建筑與傳統建筑有著本質的區別，兩者在成本結構上都有所不同，裝配式建筑的成本主要集中在預制構件方面，而傳統建筑的成本則體現在多方面，成本風險并沒有這么集中，因此具有一定優勢。因為裝配式建筑的成本風險范圍大大縮小，更加有利于進行風險管控。但是預制構件的成本影響因素并不少，比如經濟政策、國家稅收政策等宏觀因素，還有具體的構件數量、尺寸、需求等微觀因素等都對其成本影響較大。此外，將預制構件生產完畢后，在進行現場裝配時，也存在著一定的人力成本，這是不可避免的。可見裝配式建筑的成本變動空間較大，但是成本風險范圍大大縮小，從整體上來看仍具有傳統建筑不可比擬的成本優勢。

2.4 能耗

針對能耗方面，傳統建筑方式往往是在施工完成、建筑物即將驗收時進行總體能源消耗量，并沒有進行預先設計。在此過程中必定會出現較多的能源浪費現象。而裝配式建筑則與此不同，在施工的初始階段就將能源消耗納入了整體考慮范圍，利用相關技術對能源消耗量有一個初步的把握，并結合現場施工測量數據對建筑材料進行合理選擇，確保以最低的能耗達到最好的建筑效果，以此提升建筑的性價比[9]。裝配式建筑降低能耗的方式十分多樣，并不僅是進行提前規劃，而是在施工過程中實行動態評價策略，在裝配過程中不斷地發現能耗問題，然后針對性地采取措施補救。從這個方面來說，裝配式建筑促使現代建筑設計向低能耗轉變，并灌輸了提前進行能耗考慮的思想。

2.5 構件產業化

裝配式建筑的出現讓構件預制生產廠家得到了發展。而建筑物需求量的增大，讓這些廠家出現了產業集群化的趨勢。從這方面來看，裝配式建筑對構件廠家的影響主要體現在兩個方面。

一是促使其產業集群化發展。裝配式建筑需要進行集中的構件生產，生產模板的質量必須要得到保證，為了保證其有序良好的發展，必須發揮市場競爭機制，讓生產廠家從細節入手，打造高質量、高品質構件。在此過程中，廠家與廠家之間只有不斷相互借鑒，相互學習，形成產業集群化，才能推動自身的可持續發展，為裝配式建筑發揮內在價值奠定基礎。

二是回收利用率明顯變高。正是因為產業集群化導致構件質量大大提升的情況下，一些構件的零部件可以進行重復利用，因為這些零部件同樣是采用質量較好的部件，比如定型鋼制模板，就是一種質量較好、價格昂貴的生產模板，這種模板相比于傳統現澆模板來說，利用率明顯提升了不少[10]。

3 結語

裝配式建筑的出現是時代發展的需求，是貫徹綠色發展理念的重要路徑。針對建筑企業，這種建筑方式極大地提升了施工效率和質量，減少了環境污染，對現代建筑設計的影響也十分凸顯。當前的建筑設計應當盡力吸取裝配式建筑中的部分理念，如環保理念、設計理念、成本理念等，才能讓現代建筑的發展趨向于多元化和多樣化，讓創新設計不再是一句空話。

裝配式建筑雖然比傳統建筑有更多優點，但預制構件的施工仍存在很多問題，因此需要開發新技術和新材料來解決現有問題。當前中國正處于全面推進生態文明建設、加快新型城鎮化進程的危機時期。預制構件建筑以其綠色、節能、低碳的特點日益受到關注，將不斷推動建筑行業的轉型升級。隨著中國科學技術的不斷完善和發展，預制裝配式建筑將成為未來建筑的主要結構形式。