我國裝配式建筑行業(yè)發(fā)展面臨的現(xiàn)狀、問題及對策初探

趙文博 劉 勁[2] 李 海 冀浩博

（[1]湖南城市學(xué)院土木工程學(xué)院 湖南·益陽 413000；[2]湖南城市學(xué)院產(chǎn)教融合應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究基地 湖南·益陽 413000）

1 裝配式建筑發(fā)展的意義

傳統(tǒng)的建筑行業(yè)多采用現(xiàn)澆施工，屬于勞動密集型行業(yè)，對工人需求量大，施工周期長，環(huán)境污染較大且能耗高。新時期我國建筑業(yè)必須走轉(zhuǎn)型升級之路，以滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)要求和人民需要。在此背景下，具備綠色環(huán)保、工業(yè)化、信息化等特點(diǎn)的裝配式建筑成為了工程技術(shù)人員新的選擇。

裝配式建筑是指工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件提前在指定工廠內(nèi)生產(chǎn)，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過機(jī)械設(shè)備吊裝和濕接縫連接等處理，完成建筑結(jié)構(gòu)施工。裝配式建筑具備較多優(yōu)點(diǎn)：（1）易于產(chǎn)業(yè)化。裝配式建筑自身所具備的工序特點(diǎn)，使得預(yù)制構(gòu)件批量化生產(chǎn)不受天氣等外界因素影響，且改善了工人生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，降低工人勞動強(qiáng)度。（2）綠色環(huán)保。相比于傳統(tǒng)人工現(xiàn)澆，裝配式建筑在生產(chǎn)和安裝過程中能顯著減少對水資源和建筑材料的損耗，也能大幅度減少施工中的噪聲污染和粉塵污染，符合國家大力倡導(dǎo)的綠色發(fā)展需求，也符合人民群眾對綠色低碳生活的期待。（3）緩減國家人口紅利的影響。隨著國家人口老齡化的加速，第七次人口普查結(jié)果顯示，2020年相較于2010年，我國60歲以上人口占比提高了5.44個百分點(diǎn)。建筑行業(yè)勞動力年齡偏大、青壯年勞動力不愿從事建筑行業(yè)等問題日益突出，由于裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件為集中生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，能有效減少對一線工人的需求。因此，裝配式建筑行業(yè)所帶來的高效、綠色節(jié)能符合國家實(shí)情，利于行業(yè)長期發(fā)展，故逐漸贏得市場青睞。

裝配式建筑的使用國外較早，美國在20世紀(jì)初率先提出裝配式建筑概念，二戰(zhàn)結(jié)束后大規(guī)模推廣，1976年誕生了第一部關(guān)于裝配式建筑的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從此裝配式建筑的生產(chǎn)有章可循，構(gòu)件預(yù)制可以大批量生產(chǎn)，裝配式技術(shù)逐步走向成熟。在歐洲，德國在1920年代出現(xiàn)了大板技術(shù)為主的裝配式建筑技術(shù)，其后又發(fā)展了MIB技術(shù)，直到現(xiàn)在德國在降低建筑業(yè)能耗方面仍處于世界領(lǐng)先地位，裝配式方式建造成為建筑行業(yè)主流。法國從1980年代開始采用裝配式建筑，采用鋼筋混凝土裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)用于住宅項(xiàng)目，裝配式建筑的市場占有率為70%。丹麥采用裝配式住宅也占了80%，節(jié)約能源50%，其模數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)為國際組織采用，其標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化的生產(chǎn)居于世界前沿。在亞洲，日本于1960年代開始展開裝配式建筑施工，基于工程實(shí)踐與科學(xué)研究，也制定裝配式建筑國家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

我國在這方面發(fā)展較晚，新中國成立后從蘇聯(lián)學(xué)習(xí)引進(jìn)了裝配式技術(shù)，并通過部分工業(yè)廠房施工實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。當(dāng)迫于當(dāng)時國家綜合實(shí)力，發(fā)展并不迅速，直到近20年，裝配式建筑才開始進(jìn)入快速發(fā)展階段，如1999年建設(shè)部等部委出臺指導(dǎo)意見，要求加快建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)化，提高人民群眾住宅質(zhì)量。2016年國務(wù)院出臺文件，明確指示要大力推廣裝配式建筑，力爭通過10年的發(fā)展，使新建建筑中實(shí)現(xiàn)裝配化率30%，此外，住建委及各地方政府相繼出臺政策，建議大力發(fā)展裝配式建筑技術(shù)，如湖南省政府提出“2020年全省市州中心城市裝配式建筑占新建建筑比例達(dá)到 30%以上”。益陽市政府提出“2020年全市中心城區(qū)達(dá)到35%以上，其他區(qū)縣（市）城區(qū)達(dá)到15%～20%”。我國“十四五規(guī)劃”提出“加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型”“推廣綠色建材、裝配式建筑和鋼結(jié)構(gòu)住宅，建設(shè)低碳城市?！钡饶繕?biāo)。因此，裝配式建筑得到各級政府政策支持。

2 我國裝配式建筑發(fā)展面臨的難題

2.1 裝配式建筑成本較高

國內(nèi)學(xué)者針對28個國內(nèi)裝配式建筑項(xiàng)目調(diào)查數(shù)據(jù)表明，結(jié)構(gòu)體系各異的裝配式建筑成本普遍高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆項(xiàng)目，某房企的調(diào)查表明剪力墻結(jié)構(gòu)，裝配式體系造價(jià)提高400元/m2。北京某項(xiàng)目裝配化達(dá)到56%，成本增加了360元/m2以上。針對裝配式建筑成本較高的問題，筆者通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)施工相比，一是工廠預(yù)制成本較高，裝配式建筑尚在探索發(fā)展期，工廠預(yù)制化水平存在較大的提升空間，較現(xiàn)澆相比，其質(zhì)量要求更高。二是吊裝運(yùn)輸成本高，在工廠預(yù)制后，構(gòu)件需運(yùn)輸并在工地一線安裝，此過程中涉及到工程設(shè)備、人員等新增的投入，顯然會提高工程整體造價(jià)。三是施工管理水平，包括裝配率設(shè)置不合理，預(yù)制構(gòu)件不科學(xué)的組合、信息化技術(shù)使用未達(dá)最優(yōu)等均會導(dǎo)致成本增加。四是銷售相對較難，盡管各級政府推進(jìn)裝配式建筑的普及，但部分企業(yè)尤其是開發(fā)商，考慮到裝配式建筑成本較高，且部分民眾對裝配式建筑安全性存在擔(dān)憂，導(dǎo)致其落地推廣尚存較大阻礙。

2.2 裝配式建筑質(zhì)量有待提高

裝配式建筑在建設(shè)過程中，由于主客觀原因，存在一些技術(shù)上質(zhì)量問題，包括：（1）生產(chǎn)過程。預(yù)制構(gòu)件尺寸得不到保障，平整度達(dá)到不質(zhì)量要求，預(yù)制構(gòu)件濕接縫處外露鋼筋定位有偏差，長短不齊，導(dǎo)致連接時出現(xiàn)偏差。預(yù)制構(gòu)件預(yù)留孔洞位置也有錯位。（2）運(yùn)輸過程。構(gòu)件運(yùn)輸及存放過程中存在保護(hù)不夠有效的問題，導(dǎo)致構(gòu)件棱角被損壞、梁體出現(xiàn)輕微變形等情況。（3）施工過程。連接處未及時清理雜物，導(dǎo)致粘結(jié)強(qiáng)度不足，影響結(jié)構(gòu)承載力及抗震性能。一線工人未按要求完成拼裝，出現(xiàn)損壞連接處構(gòu)造的行為。

2.3 裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚未統(tǒng)一

裝配式建筑由于是新興技術(shù)，現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)、各類數(shù)據(jù)和理論儲備均有較多空白，因此我國裝配式建筑尚未形成完全統(tǒng)一、行業(yè)一致認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)體系，各地區(qū)未實(shí)現(xiàn)對裝配式建筑材料及構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量有差異。裝配式建筑是一種工業(yè)化生產(chǎn)過程，投資金額較大，施工周期較長，批量生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化是降低裝配式建筑生產(chǎn)成本的有力途徑。

2.4 信息化技術(shù)與裝配式建筑技術(shù)的融合有待完善

裝配式建筑從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到安裝過程較為復(fù)雜，信息化技術(shù)的運(yùn)用具備天然的優(yōu)勢。當(dāng)前 BIM 技術(shù)等信息化手段建筑行業(yè)有一定范圍、一定程度的應(yīng)用，據(jù)報(bào)道，北京“中國尊項(xiàng)目”在施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)，給業(yè)主和總包方節(jié)約了成本2億元、并短了工期6個月。但限于人員素質(zhì)和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，兩類技術(shù)融合使用的推進(jìn)速度較緩，尤其缺乏從設(shè)計(jì)直到運(yùn)維的一體化全壽命周期管理，中小建筑企業(yè)更是缺乏相應(yīng)人才?？傊壳把b配式建筑人才培養(yǎng)的質(zhì)量和數(shù)量不能有效應(yīng)對裝配式技術(shù)的應(yīng)用和普及。

3 裝配式建筑發(fā)展的建設(shè)途徑

3.1 加大科研攻關(guān)，完善規(guī)范體系建設(shè)

裝配式建筑工程應(yīng)用如火如荼之時，存在相關(guān)現(xiàn)有規(guī)范不夠詳盡的短板。這與裝配式建筑科研水平有待提高息息相關(guān)。因此，行業(yè)各方?jīng)Q不能忽視科學(xué)研究的重要性。多數(shù)建筑企業(yè)因面臨經(jīng)營壓力，主要精力集中于生產(chǎn)實(shí)踐，尚不具備獨(dú)立研發(fā)能力與動力，而高等學(xué)校等科研機(jī)構(gòu)多專注于純理論化研究，部分專業(yè)教師與實(shí)踐脫離時間過久，高校科學(xué)研究尚不能很好地反饋工程實(shí)踐，產(chǎn)教研合作有待深化。因此，高等學(xué)校與建筑企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)合作交流，在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題，產(chǎn)生的研究成果又可指導(dǎo)工程實(shí)踐。企業(yè)攻克了實(shí)際問題，科研院所實(shí)現(xiàn)“將論文寫在祖國的大地上”。同時，產(chǎn)學(xué)研融合取得成果并進(jìn)行一定范圍推廣后，建筑主管部門、行業(yè)協(xié)會應(yīng)及時跟進(jìn)，協(xié)助各方完善相關(guān)規(guī)范，在裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝等方面形成統(tǒng)一、可操作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范的有效銜接。

3.2 加大政策與資金支持力度

裝配式建筑行業(yè)處于快速成長的，也是一種和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全緊密相關(guān)的新興產(chǎn)業(yè)，部分群眾對其可靠性存在顧慮，政府部門可通過各類渠道宣傳裝配式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，消除普通民眾對這類新型結(jié)構(gòu)安全性的質(zhì)疑。同時，目前裝配式建筑技術(shù)成本比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)要高，相關(guān)企業(yè)面臨較大的成本管控壓力，國家應(yīng)在部分公共設(shè)施中率先推廣裝配式建筑。并強(qiáng)化稅收和行業(yè)管理制度方面的資助，使從事裝配式建筑生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和使用的企業(yè)享受政策及稅收的支持，降低企業(yè)成本，激活市場主體的活力。

3.3 培養(yǎng)更高水平專業(yè)技術(shù)人員

裝配式建筑采用了大量新工藝、新方法，推廣中對設(shè)計(jì)人員、生產(chǎn)人員、施工人員、運(yùn)營管理人員提出新的要求，帶來了新的技術(shù)挑戰(zhàn)，在這個過程中，企業(yè)、高校、行業(yè)協(xié)會應(yīng)緊密合作，短期內(nèi)對技術(shù)骨干和一線工人展開培訓(xùn)尤其重要，可通過專家授課、高水平案例現(xiàn)場參觀、小組討論、工人學(xué)校等形式，有力提高裝配式建筑從業(yè)人員技術(shù)水平、責(zé)任心等。長遠(yuǎn)考慮，高等學(xué)校應(yīng)主動承擔(dān)培養(yǎng)適應(yīng)裝配式建筑的人才責(zé)任，使專業(yè)教師了解現(xiàn)場實(shí)踐情況，熟悉施工工藝，并通過校企合作等方式提高本科生實(shí)踐應(yīng)用能力，推動行業(yè)更好更快發(fā)展。

3.4 加大與BIM等信息化技術(shù)融合力度

BIM技術(shù)是協(xié)助裝配式建筑建設(shè)的重要手段，能有力提高裝配式建筑從設(shè)計(jì)、施工至運(yùn)營全壽命周期管理水平。例如在設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)可發(fā)揮優(yōu)化、輔助設(shè)計(jì)的作用，基于建筑構(gòu)件可視化功能實(shí)現(xiàn)碰撞檢查、管線檢查、建筑空間測量等功能，且模擬整個施工過程，優(yōu)化施工方案，使工程對象受力合理、構(gòu)造簡單、便于施工。在施工階段，BIM技術(shù)所建立三維模型和信息化平臺可協(xié)助施工單位進(jìn)行質(zhì)量控制，提高施工質(zhì)量和造價(jià)管理水平，推進(jìn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及施工一體化進(jìn)程?？傊珺IM技術(shù)能協(xié)助技術(shù)人員更便捷、更高效地識別建筑信息，同時各階段信息的共享能有力提升建筑生產(chǎn)效率，節(jié)約工程造價(jià)，有力縮短工期。

4 結(jié)語

（1）裝配式建筑具有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，且能有效應(yīng)對勞動人口減少，成為了當(dāng)前土木工程行業(yè)的熱點(diǎn)。（2）裝配式建筑發(fā)展面臨裝配式建筑成本較高、質(zhì)量有待提高、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚有不足、技術(shù)水平和人員素質(zhì)的相對落后等阻礙，這些因素影響裝配式建筑發(fā)展。（3）發(fā)展壯大裝配式建筑產(chǎn)業(yè)，可加大科研攻關(guān)，完善規(guī)范體系建設(shè)，政府和行業(yè)主管部門加大資金和政策投入，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，加強(qiáng)裝配式技術(shù)與信息化技術(shù)融合。