后疫情時(shí)代對裝配式建筑發(fā)展的思考

李迪楠，馬 靜，趙 曦

（河南工業(yè)大學(xué)，河南鄭州 450001）

裝配式建筑以預(yù)制構(gòu)件為基礎(chǔ)，具有工期短、質(zhì)量高、污染少、能耗低、節(jié)省人力資源和場地適應(yīng)性強(qiáng)等特征。模塊化的設(shè)計(jì)使其能夠快速安裝并且便于復(fù)制，所以經(jīng)常被用于需要在短時(shí)間內(nèi)建成的應(yīng)急性建筑。2020年，為了抗擊新型冠狀病毒疫情，湖北省武漢市參照了2003年抗擊SARS 疫情時(shí)北京小湯山醫(yī)院的修建經(jīng)驗(yàn)，在極短的時(shí)間內(nèi)相繼建造出火神山醫(yī)院和雷神山醫(yī)院。兩座醫(yī)院的總建筑面積為11.4 萬m2，共有床位2600張，有效解決了新冠肺炎患者因?yàn)榇参欢倘倍貌坏骄戎蔚膯栴}。從設(shè)計(jì)方案到建造完成，每座醫(yī)院的工期都在10d 左右，施工現(xiàn)場井然有序，效率極高。這兩座醫(yī)院的快速建造和投入使用充分凸顯了裝配式建筑獨(dú)特的優(yōu)勢。

1 裝配式建筑在疫情中的應(yīng)用

1月23 日，火神山醫(yī)院確定交由武漢市城建局建設(shè)；1月24日，火神山醫(yī)院的初步設(shè)計(jì)方案完成；1月26 日，火神山醫(yī)院全部施工圖完成。當(dāng)日，由中南建筑設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的雷神山醫(yī)院開工建設(shè)；1月31 日，兩座醫(yī)院通電，2月2 日火神山醫(yī)院交付使用，2月5 日雷神山醫(yī)院交付使用。

火神山醫(yī)院的總體布局為“L”型，坐落在一座荒山附近，共有床位1000 張，總建筑面積3.4 萬m2。雷神山醫(yī)院，建于軍運(yùn)村3 號(hào)停車場上，共有床位1600 張，總建筑面積7.9 萬m2。兩座醫(yī)院的設(shè)計(jì)建造都采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，均是為了收治武漢市不斷增加的患者而建造的臨時(shí)設(shè)施，預(yù)計(jì)使用壽命為3 個(gè)月左右，不用滿足長期的使用需要。因此，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.1 工期短

醫(yī)院從計(jì)劃建造到完成共計(jì)用時(shí)10d 左右（正常設(shè)計(jì)施工應(yīng)在半年以上）。本次建設(shè)時(shí)間緊、任務(wù)重，通過項(xiàng)目模塊化標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)和裝配式集成房的應(yīng)用，采取整體安裝，局部調(diào)整的方法，分秒必爭。由多家工廠共同提供的模塊，可滿足現(xiàn)場的安裝需求。先將零散的預(yù)制構(gòu)件裝配完成后，再進(jìn)行整體吊裝，施工與吊裝交替進(jìn)行，減少現(xiàn)場作業(yè)的工作量，提高建造效率，從而極大地縮短了工期。

1.2 規(guī)模大

火神山醫(yī)院總建筑面積為3.4 萬m2，雷神山醫(yī)院總建筑面積為7.9 萬m2。由于所需醫(yī)院規(guī)模較大，故采用單層大面積鋪展并同步施工的處理方法，將整體劃分成塊，加大施工作業(yè)面[1]。

1.3 規(guī)劃合理

作為傳染病醫(yī)院，規(guī)劃時(shí)面臨的主要問題是如何防止院內(nèi)交叉感染，因此，醫(yī)患分流成為規(guī)劃的重點(diǎn)內(nèi)容。為了解決這一問題，火神山醫(yī)院和雷神山醫(yī)院都采取了“三區(qū)兩通道”[2]的設(shè)計(jì)方案。醫(yī)院包含醫(yī)療用房區(qū)、醫(yī)護(hù)保障區(qū)、醫(yī)療輔助區(qū)等幾大主要的功能區(qū)。在規(guī)劃中將復(fù)雜的功能區(qū)模塊化，并對每個(gè)模塊細(xì)分，然后按照標(biāo)準(zhǔn)對具有相同或者相似功能的區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)，化繁為簡。這樣既可以充分滿足傳染病醫(yī)院的多功能需求，又便于建設(shè)。

1.4 現(xiàn)場人員安全

人員的流動(dòng)和聚集會(huì)引起病毒的傳播感染，如果想盡可能地降低現(xiàn)場作業(yè)人員感染新型冠狀病毒的風(fēng)險(xiǎn)，就必須避免大量人群聚集。裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件絕大多數(shù)都在工廠內(nèi)完成，需要現(xiàn)場作業(yè)的部分較少，現(xiàn)場人員只需進(jìn)行搭建、吊裝等工作。因此，現(xiàn)場所需的施工人員和管理人員數(shù)量會(huì)大幅減少，作業(yè)人員患新型冠狀肺炎的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之降低。

在極短時(shí)間內(nèi)以高質(zhì)量建成的火神山和雷神山醫(yī)院讓人們看到了裝配式建筑的應(yīng)用價(jià)值。裝配式建筑在施工效率、項(xiàng)目質(zhì)量以及人員安全方面的優(yōu)勢，是兩座醫(yī)院能成功建造的關(guān)鍵所在。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)充分發(fā)掘了其獨(dú)特的優(yōu)勢，進(jìn)行模塊一體化集成設(shè)計(jì)，在各方的共同努力下，高速順利完成醫(yī)院項(xiàng)目的建設(shè)。這充分展示了裝配式建筑體系的優(yōu)越性和未來巨大的發(fā)展空間。此次疫情之后，裝配式建筑將會(huì)在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。

2 裝配式建筑與現(xiàn)澆建筑的對比

目前，我國的建造方式還是以傳統(tǒng)現(xiàn)澆為主的。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑既有優(yōu)點(diǎn)也有不足，從以下幾個(gè)方面將二者進(jìn)行比較：

2.1 工程質(zhì)量方面

裝配式建筑的主要構(gòu)件是提前在工廠預(yù)制生產(chǎn)的，有嚴(yán)格的施工技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且直接運(yùn)送到工地，避免外部因素或人為因素對配件質(zhì)量的干擾。與傳統(tǒng)建筑相比，預(yù)制出的構(gòu)件規(guī)格尺寸更加精準(zhǔn)，在加工過程中很少出現(xiàn)不合格的構(gòu)件，有利于保障工程質(zhì)量。但由于構(gòu)件本身尺寸較大，在現(xiàn)場吊裝拼接的過程中容易被損壞，而且沒有安全有效的方法對已損壞的構(gòu)件進(jìn)行修補(bǔ)，所以會(huì)發(fā)生鋼筋外露或是預(yù)埋件分離等情況。另外，由于相關(guān)技術(shù)不夠成熟，裝配式建筑還存在一些不可忽視的問題，例如：如何處理構(gòu)件之間的連接以及如何增強(qiáng)建筑的可靠性和耐久性等。

2.2 生產(chǎn)效率方面

與現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑在生產(chǎn)效率方面有很大的優(yōu)勢。裝配式建筑運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)將預(yù)制構(gòu)件提前生產(chǎn)好，因此現(xiàn)場不需要大量的腳手架，施工速度加快，縮短了建設(shè)周期。此外，建筑構(gòu)件都是在室內(nèi)生產(chǎn)的，幾乎不受外界自然氣候條件的影響。因此，可以克服在冬季雨季等惡劣天氣下無法施工的問題，提高了生產(chǎn)效率。

2.3 資源消耗方面

裝配式建筑利用工廠模板來生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件，并且通過機(jī)器流水線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，這樣的批量生產(chǎn)可以有效的節(jié)約資源。然而，我國目前面臨著裝配式構(gòu)件工廠數(shù)量較少導(dǎo)致的構(gòu)件不足問題，現(xiàn)有的少數(shù)幾家裝配式構(gòu)件工廠無法滿足市場的需求。

裝配式建筑不僅可以減少物質(zhì)資源消耗，而且可以節(jié)省人力資源。構(gòu)件多采用現(xiàn)場機(jī)械安裝，機(jī)械化程度較高，工人只需要將構(gòu)件進(jìn)行組裝、拼接、搭建，大大減少了項(xiàng)目所需要的施工人員數(shù)量。但裝配式建筑對技術(shù)人員及管理人員的素質(zhì)提出了更高的要求，現(xiàn)場需要配備技術(shù)人員來指導(dǎo)施工，也需要施工人員掌握相應(yīng)的知識(shí)和技能。目前我國尚缺乏專業(yè)的裝配式建筑施工團(tuán)隊(duì)。

2.4 成本費(fèi)用方面

目前，專門制作裝配式建筑構(gòu)件的工廠數(shù)量很少，從工廠車間到建筑工地的運(yùn)輸距離較長，再加上構(gòu)件的裝載方式和物流路線不合理，導(dǎo)致裝配式建筑的運(yùn)輸成本高于現(xiàn)澆建筑[3]。另外，雖然裝配式建筑所需要的勞動(dòng)力比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑少，但我國目前的勞動(dòng)力價(jià)格相對低廉，所以裝配式建筑勞動(dòng)力成本的降低并不明顯，其展現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)效益也不能滿足人們的期望。

2.5 節(jié)能環(huán)保方面

裝配式建筑的施工現(xiàn)場采用干式施工法，將傳統(tǒng)的現(xiàn)場濕作業(yè)模式轉(zhuǎn)化為干式施工。工業(yè)化生產(chǎn)可以加快施工速度，并減少能源消耗和碳排放。這種施工方法最大限度地減少了現(xiàn)場施工所產(chǎn)生的空氣和噪聲污染，同時(shí)也減少了建筑垃圾和污水的排放，有效地避免了對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。

綜上所述，與現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑具有質(zhì)量好、效率高、能耗低、污染小等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在技術(shù)不成熟、運(yùn)輸成本高、構(gòu)件工廠數(shù)量不足、缺少專業(yè)人員、經(jīng)濟(jì)效益不理想等缺陷。

3 裝配式建筑未來發(fā)展趨勢

裝配式建筑作為傳統(tǒng)建造方式的重大變革，有著廣闊的發(fā)展空間。尤其是經(jīng)過此次疫情，建造理念發(fā)生了改變，這將進(jìn)一步推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展，發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 建筑綠色化

傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建造方法的施工現(xiàn)場環(huán)境較差，產(chǎn)生的粉塵和噪聲會(huì)對周圍造成污染且能源資耗很大。裝配式建筑相比傳統(tǒng)建造方式來說更加綠色化，施工現(xiàn)場無污水、無揚(yáng)塵、無垃圾，鋼材的回收利用效果好，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，這與綠色建筑的理念非常吻合。將來建筑從業(yè)者們會(huì)把環(huán)保、節(jié)約、清潔、安全等理念進(jìn)一步融入方案設(shè)計(jì)和施工管理中，推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)建筑的高效率和高品質(zhì)[4]。

3.2 生產(chǎn)工業(yè)化

當(dāng)前我國正邁向工業(yè)化的新階段，建筑行業(yè)也正在由手工業(yè)生產(chǎn)、半工業(yè)化生產(chǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。把建筑當(dāng)產(chǎn)品、把施工當(dāng)制造是裝配式建筑的核心理念，疫情過后，建筑工業(yè)化的建造模式必將迅速發(fā)展，生產(chǎn)效率和管理水平將大幅提高。

3.3 施工機(jī)械化

建筑工地的平均年齡越來越高，從事這方面行業(yè)的年輕人越來越少，開始出現(xiàn)工人緊缺的問題。因此，施工現(xiàn)場人數(shù)的減少也將進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械化裝配式建筑的發(fā)展。

總而言之，裝配式建筑不僅是疫情之下快速建造的選擇，也是推動(dòng)我國進(jìn)入工業(yè)化新階段的重要因素。另外，裝配式建筑屬于當(dāng)前國家正在大力推行的綠色建筑，有“四節(jié)一環(huán)?！保ü?jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)）的優(yōu)點(diǎn)，將逐步成為我國建筑行業(yè)未來的發(fā)展方向。

4 結(jié)語

裝配式建筑作為一種新興建筑形式，其發(fā)展必然有一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，需要穩(wěn)步推進(jìn)，目前仍需和現(xiàn)澆建筑互相補(bǔ)充。但從長遠(yuǎn)來看，隨著城市化進(jìn)程的日益推進(jìn)以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，國家對于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的需求不斷增強(qiáng)，裝配式建筑在我國的巨大潛力蓄勢待發(fā)。雖然我國裝配式建筑的發(fā)展還存在技術(shù)不夠成熟、成本過高等一系列問題，有待進(jìn)一步改進(jìn)，但在技術(shù)成熟之后，裝配式建筑具有的諸多優(yōu)勢是我們無法忽視的。推進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展對我國邁向工業(yè)化新階段具有重要意義，期待未來在政策和環(huán)境的雙重作用下，裝配式建筑將更加廣泛、全面地被行業(yè)所接受。