淺談裝配式建筑：裝配式建筑的分類、優勢、發展及問題

摘要

裝配式建筑是指部分或全部構件在工廠預制完成，然后運輸到施工現場，并將構件通過可靠的連接方式組裝而建成的建筑。與傳統施工方法相比，裝配式建筑以標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用為主要特征，節能、節水、節時、節省人工，并可以大幅減少建筑垃圾和揚塵，實現環保的目的。本文首先介紹了裝配式建筑的概念、特點以及裝配式建筑的分類，其次總結了裝配式建筑的優勢、發展歷程和現狀，最后分析了裝配式建筑的發展趨勢。當前我國大力發展裝配式建筑正當其時。

關鍵詞：裝配式，建筑，工業化，發展

1 緒論

隨著我國經濟社會發展的轉型升級，特別是城鎮化戰略的加速推進，建筑業在改善人民居住環境、提升生活質量中的地位凸顯。但遺憾的是，目前我國傳統“粗放”的建造模式仍較普遍，一方面，生態環境嚴重破壞，資源能源低效利用；另一方面，建筑安全事故高發，建筑質量亦難以保障。因此，傳統的工程建設模式亟待轉型。

裝配式建筑是建造方式的重大變革。裝配式建筑是指部分或全部構件在工廠預制完成，然后運輸到施工現場，并將構件通過可靠的連接方式組裝而建成的建筑。與傳統施工方法相比，裝配式建筑以標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用為主要特征，節能、節水、節時、節省人工，并可以大幅減少建筑垃圾和揚塵，實現環保的目的。“二戰”以后，發達國家已經廣泛采取裝配式建筑，而目前我國仍以傳統現場澆筑作業為主，新建建筑裝配式建筑比例不足5%，與國際先進水平相比差距甚大。

大力發展裝配式建筑是綠色、循環與低碳發展的必然要求，是提高綠色建筑和節能建筑建造水平的重要手段，不但體現了“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念，更是大力推進建設領域“供給側結構性改革”、培育新興產業、實現我國新型城鎮化建設模式轉變的重要途徑。國內外的實踐表明，裝配式建筑優點顯著，代表了當代先進建造技術的發展趨勢，有利于提高生產效率、改善施工安全和工程質量，有利于提高建筑綜合品質和性能，有利于減少用工、縮短工期、減少資源能源消耗、降低建筑垃圾和揚塵等。當前我國大力發展裝配式建筑正當其時。

2 裝配式建筑的分類及其發展

裝配式建筑主要有砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑、升板和升層建筑五種主要形式。

2.1砌塊建筑

砌塊建筑是用預制的塊狀材料砌成墻體的裝配式建筑，適于建造3～5層建筑，如提高砌塊強度或配置鋼筋，還可適當增加層數。砌塊建筑適應性強，生產工藝簡單，施工簡便，造價較低，還可利用地方材料和工業廢料。建筑砌塊有小型、中型、大型之分：小型砌塊適于人工搬運和砌筑，工業化程度較低，靈活方便，使用較廣；中型砌塊可用小型機械吊裝，可節省砌筑勞動力；大型砌塊現已被預制大型板材所代替。砌塊有實心和空心兩類，實心的較多采用輕質材料制成。砌塊的接縫是保證砌體強度的重要環節，一般采用水泥砂漿砌筑，小型砌塊還可用套接而不用砂漿的干砌法，可減少施工中的濕作業。有的砌塊表面經過處理，可作清水墻。

2.2板材建筑

板材建筑是由預制的大型內外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成，又稱大板建筑。它是工業化體系建筑中全裝配式建筑的主要類型。板材建筑可以減輕結構重量，提高勞動生產率，擴大建筑的使用面積和防震能力。板材建筑的內墻板多為鋼筋混凝土的實心板或空心板；外墻板多為帶有保溫層的鋼筋混凝土復合板，也可用輕骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成帶有外飾面的墻板。建筑內的設備常采用集中的室內管道配件或盒式衛生間等，以提高裝配化的程度。大板建筑的關鍵問題是節點設計。在結構上應保證構件連接的整體性（板材之間的連接方法主要有焊接、螺栓連接和后澆混凝土整體連接）。在防水構造上要妥善解決外墻板接縫的防水，以及樓縫、角部的熱工處理等問題。大板建筑的主要缺點是對建筑物造型和布局有較大的制約性；小開間橫向承重的大板建筑內部分隔缺少靈活性（縱墻式、內柱式和大跨度樓板式的內部可靈活分隔）。

2.3盒式建筑

盒式建筑是從板材建筑的基礎上發展起來的一種裝配式建筑。這種建筑工廠化的程度很高，現場安裝快。一般在工廠里不但完成盒子的結構部分，而且內部裝修和設備也都安裝好，甚至可連家具、地毯等一概安裝齊全。盒子吊裝完成、接好管線后即可使用。盒式建筑的裝配形式有： 全盒式，完全由承重盒子重疊組成建筑。 板材盒式，將小開間的廚房、衛生間或樓梯間等做成承重盒子，再與墻板和樓板等組成建筑。 核心體盒式，以承重的衛生間盒子作為核心體，四周再用樓板、墻板或骨架組成建筑。 骨架盒式，用輕質材料制成的許多住宅單元或單間式盒子，支承在承重骨架上形成建筑。也有用輕質材料制成包括設備和管道的衛生間盒子，安置在用其他結構形式的建筑內。盒子建筑工業化程度較高，但投資大，運輸不便，且需用重型吊裝設備，因此，發展受到限制。

2.4骨架板材建筑

骨架板材建筑由預制的骨架和板材組成。其承重結構一般有兩種形式：一種是由柱、梁組成承重框架，再擱置樓板和非承重的內外墻板的框架結構體系；另一種是柱子和樓板組成承重的板柱結構體系，內外墻板是非承重的。承重骨架一般多為重型的鋼筋混凝土結構，也有采用鋼和木作成骨架和板材組合，常用于輕型裝配式建筑中。骨架板材建筑結構合理，可以減輕建筑物的自重，內部分隔靈活，適用于多層和高層的建筑。鋼筋混凝土框架結構體系的骨架板材建筑有全裝配式、預制和現澆相結合的裝配整體式兩種。保證這類建筑的結構具有足夠的剛度和整體性的關鍵是構件連接。柱與基礎、柱與梁、梁與梁、梁與板等的節點連接，應根據結構的需要和施工條件，通過計算進行設計和選擇。節點連接的方法，常見的有榫接法、焊接法、牛腿擱置法和留筋現澆成整體的疊合法等。板柱結構體系的骨架板材建筑是方形或接近方形的預制樓板同預制柱子組合的結構系統。樓板多數為四角支在柱子上；也有在樓板接縫處留槽，從柱子預留孔中穿鋼筋，張拉后灌混凝土。

2.5升板和升層建筑

升板和升層建筑是在底層混凝土地面上重復澆筑各層樓板和屋面板，豎立預制鋼筋混凝土柱子，以柱為導桿，用放在柱子上的油壓千斤頂把樓板和屋面板提升到設計高度，加以固定。外墻可用磚墻、砌塊墻、預制外墻板、輕質組合墻板或幕墻等；也可以在提升樓板時提升滑動模板、澆筑外墻。升板建筑施工時大量操作在地面進行，減少高空作業和垂直運輸，節約模板和腳手架，并可減少施工現場面積。升板建筑多采用無梁樓板或雙向密肋樓板，樓板同柱子連接節點常采用后澆柱帽或采用承重銷、剪力塊等無柱帽節點。升板建筑一般柱距較大，樓板承載力也較強，多用作商場、倉庫、工場和多層車庫等。升層建筑是在升板建筑每層的樓板還在地面時先安裝好內外預制墻體，一起提升的建筑。升層建筑可以加快施工速度，比較適用于場地受限制的地方。

3 裝配式建筑的優勢3.1安全

經過自動化生產線生產出來的預制構件標準化程度高、殘次品率低，一系列國家和地方技術標準的出臺保證了預制構件的高質量，同時裝配環節也在精密儀器的輔助下達到了毫米級別的精度，預制構件的高質量和安裝上的高精度保證了建筑的質量。

3.2環保

裝配式建筑減少了施工過程中的粉塵污染以及施工現場的建筑垃圾污染，高效的建造方式帶來了對資源的節約，同時預制構件生產的靈活性也為綠色建材的使用提供了空間，確保了其節能性。

3.3快速

裝配式建筑大量預制構配件都是在工廠生產，減少了現場施工強度，省去了部分工序，因此大大縮短了整體工期。裝配式建筑建造速度快，質量穩定的優點也將為企業的資金周轉和企業品牌的建立奠定基礎。裝配式建筑的工期是傳統建筑工期的三分之一，快速的施工周期將使建筑企業的財務成本壓力減輕，促進企業的良好運轉。

3.4智能化

建筑信息模型（BIM）技術在裝配式建筑中的全過程應用，保證了建筑數據在全壽命周期的一致性，為建筑全壽命周期的養護和智能化開發奠定了基礎。BIM全稱建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項信息數據作為基礎，建立起三維的建筑模型，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。這樣的信息模型將為設計師、建筑師、水電暖鋪設工程師、開發商乃至最終用戶提供協作平臺。同時，BIM 方法還可用于分析包括采光、能源效率和材料的可持續性等建筑性能的各個方面，甚至借助通風、采光、氣流組織以及視覺對人心理感受進行控制。

4 裝配式建筑發展歷程與現狀

4.1裝配式建筑發展歷程

20世紀五六十年代，我國主要是從蘇聯等國家學習引入工業化建造方式。1956年，國務院發布了《關于加強和發展建筑工業的決定》，首次明確建筑工業化的發展方向，全國各地預制構件廠雨后春筍般出現，部分地區建造了一批裝配式建筑項目。但到了六七十年代，受各種因素影響，裝配式建筑發展緩慢，基本處于停滯狀態。

改革開放以后，在總結前20年發展的基礎上，又呈現了新一輪發展裝配式建筑的熱潮，共編制了924冊建筑通用標準圖冊（截至1983年），很多城市建設了一大批大板建筑、砌塊建筑。但由于當時的裝配式建筑防水、冷橋、隔聲等關鍵技術問題未得到很好解決，出現了一些質量問題。同時，現澆施工技術水平快速提升、農民工廉價勞動力大量進入建筑行業，使得現澆施工方式成本下降、效率提升，使得一度紅火的裝配式建筑發展逐漸放緩。

1999年以后，發布《關于推進住宅產業現代化提高住宅質量的若干意見》（國務院辦公廳72號文件），明確了住宅產業現代化的發展目標、任務、措施等。原建設部專門成立部住宅產業化促進中心，配合指導全國住宅產業化工作，裝配式建筑發展進入一個新的階段。但總體來說，在21世紀的前十年，發展相對緩慢。

從“十二五”開始，特別是最近兩三年來，在各級領導的高度重視下，裝配式建筑呈現快速發展局面。突出表現為以產業化試點城市為代表的地方，紛紛出臺了一系列的技術與經濟政策，制定了明確的發展規劃和目標，涌現了大量龍頭企業，建設了一批裝配式建筑試點示范項目。

4.2裝配式建筑發展現狀

到2015年底，全國大部分省市明確了推進裝配式建筑發展的職能機構，在國家住宅產業化綜合試點示范城市帶動下，有30多個省級或市級政府出臺了相關的指導意見，在土地、財稅、金融、規劃等方面進行了卓有成效的政策探索和創新。

各類技術體系逐步完善，相關標準規范陸續出臺，初步建立了裝配式建筑結構體系、部品體系和技術保障體系，為裝配式建筑進一步發展提供了一定的技術支撐。

供給能力不斷增強，各地涌現了一批以國家住宅產業化基地為代表的龍頭企業，并帶動整個建筑行業積極探索和轉型發展。裝配式建筑設計、部品和構配件生產運輸、施工以及配套等能力不斷提升。截止2014年底，據不完全統計，全國PC構件生產線超過200條，產能超過2000萬㎡，如按預制率50%和20%分別計算，可供應裝配式建筑面積8000萬㎡到20000萬㎡。

以試點示范城市和項目為引導，部分地區呈現規?；l展態勢。截至2013年底，全國裝配式建筑累計開工1200萬㎡，2014年，當年開工約1800萬㎡，2015年，當年開工近4000萬㎡。據不完全統計，截至2015年底，全國累計建設裝配式建筑面積約8000萬㎡，再加上鋼結構、木結構建筑，大約占新開工建筑面積的5%。

4.3裝配式建筑發展存在的問題

頂層制度設計相對滯后。目前從國家層面來說，指導裝配式建筑發展工作的文件只有1999年發布的《關于推進住宅產業現代化提高住宅質量的若干意見》（國務院辦公廳72號文件）和2016年發布的《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》（國務院辦公廳71號文件），各地對完善頂層設計的呼聲非常強烈。

標準規范有待健全。雖然國家和地方出臺了一系列裝配式建筑相關的標準規范，但缺乏與裝配式建筑相匹配的獨立的標準規范體系。部品及構配件的工業化設計標準和產品標準需要完善。由于缺乏對模數化的強制要求，導致標準化、系列化、通用化程度不高，工業化建造的綜合優勢不能充分顯現。

技術體系有待完善。各地在探索裝配式建筑的技術體系和實踐應用時，出現了多種多樣的技術體系，但大部分處于試點探索階段，成熟的、易規模推廣的還相對較少。

監管機制不匹配。當前的建設行業管理機制已不適應或滯后于裝配式建筑發展的需要。有些監管辦法甚至阻礙了工程建設進度和效率提升；而有些工程項目的關鍵環節甚至又出現監管真空，容易出現新的質量安全隱患，必須加快探索新型的建設管理部門監管制度。

程序脫節嚴重。裝配式建筑適合采用設計生產施工裝修一體化，但目前生產建設等各過程，各環節是以條塊分割為主，沒有形成上下貫穿的產業鏈，造成設計與生產施工脫節、部品構件生產與建造脫節、工程建造與運維管理使用脫節，導致工程質量性能難以保障、責任難以追究。

行業發展能力不足。目前不論是設計、施工還是生產、安裝等各環節都存在人才不足的問題，這是制約行業發展的最大瓶頸。

與裝配式建造相匹配的配套能力不足。包括預制構件生產設備、運輸設備、關鍵構配件產品、適宜的機械工具等，這些能力不配套，已嚴重影響了裝配式建筑整體水平的提升。

對國外研究不透徹。包括對國外的制度、機制、標準規范、技術體系以及推廣模式和統計數據等，缺乏系統性的研究和借鑒。

5 裝配式建筑的發展趨勢

在日益緊張的能源與環境形勢下，城市建設模式和建筑業發展方式正在加快轉型。綠色建筑是一場建筑業的工業化綠色革命，體現在建筑節能、裝配式住宅和低碳實踐區等方方面面，是一個全產業鏈體系的概念。裝配式建筑作為一種綠色建造技術，具有可避免未來重復裝修，長壽命、免維護、技能環保的優勢。特別是裝配式住宅，區別于傳統的人工建造方式，是一種標準化、工業化的建筑生產模式，可以實現“像造汽車一樣造房子”。推動建筑工業化，可以將部品及構配件在工廠流水線上進行標準化加工預制，之后再在建筑工地上進行配件的裝配，把原來的建筑工人轉變為機械操作工人，實現無粉塵作業，大大節約人力、時間和能耗成本，又可以提高建筑質量。

2016年是裝配式建筑發展的分水嶺，裝配式建筑的發展趨勢已不可扭轉。2016年2月22日國務院出臺了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》，明確提出，要因地制宜發展裝配式混凝土結構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑，力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到 30%。根據住建部的《建筑產業現代化發展綱要》，到2020年，裝配式建筑占新建建筑的比例到 20%以上，直轄市、計劃單列市及省會城市30%以上，保障性安居工程采取裝配式建造的比例達到 40%以上。新開工全裝修成品住宅面積比率30%以上。直轄市、計劃單列市及省會城市保障性住房的全裝修成品房面積比率達到 50%以上。2016年3月5日政府工作報告提出要大力發展鋼結構和裝配式建筑，提高建筑工程標準和質量；2016年7月5日住建部出臺《住房城鄉建設部2016年科學技術項目計劃裝配式建筑科技示范項目名單》并公布了2016年科學技術項目建設裝配式建筑科技示范項目名單；2016年9月14日國務院召開國務院常務會議，提出要大力發展裝配式建筑推動產業結構調整升級；2016年9月27日國務院出臺《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》國辦發〔2016〕71號，系統地提出了大力發展裝配式建筑的總體要求、重點任務和保障措施，明確了發展裝配式建筑的指導思想、基本原則和工作目標。

國務院總理李克強2016年9月14日主持召開國務院常務會議，部署加快推進“互聯網+政務服務”，以深化政府自身改革更大程度利企便民；決定大力發展裝配式建筑，推動產業結構調整升級。按照推進供給側結構性改革和新型城鎮化發展的要求，大力發展鋼結構、混凝土等裝配式建筑，具有發展節能環保新產業、提高建筑安全水平、推動化解過剩產能等一舉多得之效。會議決定，以京津冀、長三角、珠三角城市群和常住人口超過300萬的其他城市為重點，加快提高裝配式建筑占新建建筑面積的比例。為此，一要適應市場需求，完善裝配式建筑標準規范，推進集成化設計、工業化生產、裝配化施工、一體化裝修，支持部品部件生產企業完善品種和規格，引導企業研發適用技術、設備和機具，提高裝配式建材應用比例，促進建造方式現代化。二要健全與裝配式建筑相適應的發包承包、施工許可、工程造價、竣工驗收等制度，實現工程設計、部品部件生產、施工及采購統一管理和深度融合。強化全過程監管，確保工程質量安全。三要加大人才培養力度，將發展裝配式建筑列入城市規劃建設考核指標，鼓勵各地結合實際出臺規劃審批、基礎設施配套、財政稅收等支持政策，在供地方案中明確發展裝配式建筑的比例要求。用適用、經濟、安全、綠色、美觀的裝配式建筑服務發展方式轉變、提升群眾生活品質。

2017年度是我國建筑業繼續深入改革、繼續調結構轉型升級的重要一年，也是全行業繼續聚焦大力推廣裝配式建筑承前啟后的關鍵年。黨的十九大明確了樹立綠色發展理念，推動新型工業化發展，提高“中國制造和中國建造”水平，推進供給側結構性改革，建設質量強國、建設美麗中國等核心內容，具體到建筑行業，就是提質增效的綠色發展，裝配式建筑和綠色建筑成為主要載體，大力推動裝配式建筑發展、提高建筑產品質量、促進建筑業轉型升級是貫徹落實黨的十九大關于高質量發展、綠色發展、結構優化和動力轉換的重要舉措。在國家、住建部和各地方政府相關部門不斷出臺政策和措施的引領規范下，裝配式建筑已完成從試點示范階段向全面推廣階段過渡，并呈現良好的發展趨勢，逐步帶動建筑業走向提質增效、綠色發展之路。

2017年1月10日，住房和城鄉建設部發布第1417號、第1418號、第1419號公告，分別發布國家標準《裝配式木結構建筑技術標準》GB/T 51233-2016、《裝配式鋼結構建筑技術標準》GB/T 51232-2016、《裝配式混凝土建筑技術標準》GB/T 51231-2016，均于2017年6月1日實施。三本裝配式建筑行業技術標準將有效發揮規范和引領作用，推動我國裝配式建筑健康、快速、持續發展。

為滿足裝配式建筑工程計價需要，住建部組織編制了《裝配式建筑工程消耗量定額》，與《房屋建筑和裝飾工程消耗量定額》(TY01-31-2015)配套使用,從2017年3月1日開始執行。標準包含裝配式混凝土結構工程、裝配式鋼結構工程、建筑構件及部品工程、措施項目等定額內容。

從這些新的規定中不難看出，裝配式建筑在我國建筑發展中正被提升到前所未有的新高度。

據統計，2016年全國新建裝配式建筑面積為1.14億平米，占城鎮新建建筑面積的比例為4.9%，比2015年同比增長57%，2017年1～10月，全國已落實新建裝配式建筑項目約1.27億平米。裝配式建筑規模的持續擴大，帶動裝配式建筑設計、部品部件生產、裝配式施工、裝配化裝修、裝配式設備制造、物流運輸及相關配套產品等全產業鏈的迅速發展。

結論

隨著建筑工業化的要求，世界發達國家都把建筑部件工廠化預制和裝配化施工，作為建筑產業現代化的重要標志。裝配式建筑工業化是世界性的大潮流和大趨勢，同時也是我國改革和發展的迫切要求。在我國建材工業和建筑業已成為國民經濟的基礎產業和支柱產業。傳統建筑方式人們開始逐漸發現已經不再完全符合時代的發展要求。對于日益發展的我國建筑市場，現澆結構體系所存在的弊端趨于明顯化。面對這些問題，結合國外的建筑工業化成功經驗，我國建筑行業必將掀起裝配式建筑工業化的浪潮，使其發展進入一個嶄新的時代，并將促進建筑領域生產方式的巨大變革。

我國既有建筑面積達400多億平方米，其中95%以上是高耗能建筑。建筑能耗約占整個社會能耗的30%，樓宇年電力消耗總量占全國總消耗10%，能源費用超過800億元，大部分樓宇全年用電量在100萬千瓦時以上。如果按照裝配式建筑設計標準進行作業，能夠實現節水80%、節能70%、節時70%、節材20%、節地20%。我國的房屋建筑工業化比先進的工業國家落后，建筑業又要求降低能耗、抗震減災、保護生態與環境，提高人們工作與生活質量，因此加快改革創新，使用新材料、應用新工藝、發展新技術，提高工程質量、減少污染和浪費、減少現場作業，實現建筑工業化是建筑業進步的重要標志。城鄉住房建設將是我國經濟發展新的驅動點和生長點。

大力發展裝配式建筑，推進新舊產能轉換，提供質量優良的建筑產品，是時代賦予我們的偉大使命。唯有戮力向前，方不負時代所托。愿行業攜手，砥礪奮進，共同迎接裝配式建筑發展美好未來！