1、我國預制裝配式混凝土建筑與住宅產業化發展前景張慧華 河南建科軟件技術有限公司一、概述在過去的幾十年時間里，我國建筑行業蓬勃發展，極大地促進了國民經濟的增長。面對我國現今土地出讓費用的增加、勞動人工價格的不斷上升、人們對節能環保要求意識的逐步提高，建筑行業所面臨的國際競爭壓力越來越大。為提高核心競爭力，新的行業產業模式預制裝配式建筑應運而生。首先了解三個定義：(一)裝配式混凝土結構，是指由預制混凝土構件通過可靠的連接方式裝配而成的混凝土結構，包括裝配整體式混凝土結構、全裝配混凝土結構等。在建筑工程中，簡稱裝配式建筑;在結構工程中，簡稱裝配式結構。(二)預制裝配率，是指裝配式建筑中，符合裝配式混凝
2、土結構技術規程(JGJ1-2014)適宜采用預制構件的部分，使用的預制構件混凝土體積所占適宜部分內全部構件混凝土體積的比例。預制裝配率=預制構件混凝土體積全部構件混凝土體積。(三)預制構件，是指在工廠或現場預先制作的混凝土構件，如梁、板、墻、柱、陽臺、樓梯、雨棚等。傳統的住房建造技術生產效率低、施工速度慢、建設周期長、材料消耗多且工人勞動強度大，這一系列狀況已不能適應現代社會對住宅的剛性需求。而裝配式建筑具有以下特點：設計多樣化，可以根據住房要求進行設計；功能現代化，可以采用多種節能環保等新型材料；制造工廠化，可以使得建筑構配件統一工廠化生產，一氣呵成；施工裝配化，可以大大減少勞動力，減少材料
3、浪費；時間最優化，使施工周期明顯加快。因此，面對我國越來越大的住房需求，盡快優化建筑產業模式已勢在必行。裝配式建筑注重對環境、資源的保護，其施工過程中有效減少了建筑污水、有害氣體、粉塵的排放和建筑噪音的污染，降低了建筑施工對周邊環境的各種影響，有利于提高建筑的勞動生產率，促進設計、建筑的精細化，提升建筑的整體質量和節能減排水率，促進了我國建筑業健康可持續發展，符合國家經濟發展的需求。上海市政府相關文件要求，采用裝配式整體式混凝土結構體系的住宅和商業、辦公建筑總體預制裝配率不低于15%，外環線以內地區不低于25%；在每年建筑用地供地面積率中，各地塊均需要落實一定比例面積的裝配式建筑。可見，建筑產
4、業模式的轉變已引起政府的重視，未來發展趨向于朝陽產業。表1 裝配式建筑與常規建筑施工管理方面差異裝配式建筑常規建筑施工構配件工廠定型流水線加工產品現場工人、人工鋼筋工、木工、混凝土工等施工設備大型機械設備吊裝小型手工設備，組織大量人工完成混凝土精度要求現場安裝到位，尺寸要求較高每層結構現場完成，尺寸精度較低安全管理現場安全管理重點在機械設備、工人專業化水平培訓，安全人員管理要求較高現場安全管理注重工人施工過程施工進度施工進度加快現場施工工藝較多，施工進度緩慢場地環境現場場地管理較好，環境管理好現場物件較多，環境管理難度加大現場裝飾現場適合定型住宅辦公類裝飾（因加工定型施工組裝）現場二次裝修較適
5、合（因人工施工工藝可變化）二、我國預制裝配式混凝土建筑與住宅產業化發展狀況我國住宅產業化發展歷程可分為三個階段。第一階段：20 世紀50 至80 年代的創建和起步期20 世紀50 年代我國提出向蘇聯學習工業化建設經驗，學習設計標準化、工業化、模數化的方針，在建筑業發展預制構件和預制裝配件方面進行了很多關于工業化和標準化的討論與實踐。20 世紀五六十年代開始研究裝配式混凝土建筑的設計施工技術，形成了一系列裝配式混凝土建筑體系，較為典型的建筑體系有裝配式單層工業廠房建筑體系、裝配式多層框架建筑體系、裝配式大板建筑體系等。六七十年代借鑒國外經驗和結合國情，引進了南斯拉夫的預應力板柱體系，即后張預應力
6、裝配式結構體系，進一步改進了標準化方法，在施工工藝、施工速度等方面都有一定的提高。20 世紀80 年代提出了“三化一改”方針，即：設計標準化、構配件生產與工廠化、施工機械化和墻體改造，出現了用大型砌塊裝配式大板、大模板現澆等住宅建造形式，但由于當時產品單調、造價偏高和一些關鍵技術問題未解決，建筑工業化綜合效益不高。這一時期可以說是在計劃經濟形式下政府所推動，以住宅結構建造為中心的時期。第二階段：20 世紀80 年代至2000 年的探索期20 世紀80 年代開始住房開始實行市場化的供給形式，住房建設規?？涨把该?，這個階段我國工業化方向做了許多積極意義的探索，例如模數標準與工業化緊密相關，1987
7、 年我國制定了GBJ21986建筑模數協調統一標準，主要用于模數的統一和協調。部品與集成化也開始在20 世紀90 年代的住宅領域中出現，這個時期相對主體的工業化，主體結構外的局部工業化較突出，同時伴隨住房體制的改革，對住宅產業理論進行了相關研究，主要以小康住宅體系研究為代表，但是這個時期住宅產業化與房地產建設的發展脫節。第三階段：2000 年至今的快速發展期這個時期關于住宅產業化和工業化的政策和措施相繼出臺。在政策方面，2006 年原建設部頒布了國家住宅產業化基地實施大綱，2008 年開始探索SI 住宅技術研發和“中日技術集成示范工程”；在裝修方面，進一步倡導了全裝修的推進。近年來，地方政府關
8、于住宅工業化的政策也相繼出臺，其中北京、上海、深圳、沈陽等城市也專門制定了規范。2013 年1 月國家發改委和住建部聯合發布了綠色建筑行動方案（國辦發20131 號），明確將推動建筑工業化作為十大重點任務之一。在大力推動轉變經濟發展方式，調整產業結構和大力推動節能減排工作的背景下，北京、上海、沈陽、深圳、濟南、合肥等城市地方政府以保障性住房建設為抓手，陸續出臺支持建筑工業化發展的地方政策。國內的大型房地產開發企業、總承包企業和預制構件生產企業也紛紛行動起來，加大建筑工業化投入。從全國來看，以新型預制混凝土裝配式結構快速發展為代表的建筑工業化進入了新一輪的高速發展期。這個時期是我國住宅產業真正進
9、入全面推進的時期，工業化進程也在逐漸加快推進，但是總體來看與發達國家相比差距還很大。隨著我國的建筑設計和建造技術的逐漸進步，設計的內容也從最初單一的形式考慮轉變成在形式、功能與環保等各方之間尋求平衡，而預制裝配系統幾乎可以滿足多種類型的建筑。實際上，裝配式建筑早在幾十年前便已初現。近年來，隨著國內外雙重需求壓力的不斷增加，裝配式建筑形式再次被提出并應用。目前，上海已有一些企業在住宅類工程中采用了裝配式建筑。三、我國預制裝配式混凝土建筑與住宅產業化發展前景借鑒國外發達國家預制裝配式混凝土建筑與住宅產業化發展的成功經驗，結合我國行業基礎和現狀，對我國未來預制裝配式混凝土建筑與住宅產業化發展前景進行
10、了預測并總結如:1 形成領軍的龍頭企業根據日本的產業化發展經驗，在發展初期，在社會化程度不高、專業化分工尚未形成的條件下，只有通過培育龍頭企業才能使技術體系和管理模式逐步成熟，發揮各種大型專業企業的領軍作用，才能帶動全行業的發展。2 確立工程總承包的發展模式預制裝配式混凝土建筑從設計、建造到施工的各個環節，都對從業人員提出了更高的專業技術要求，因此，成立一支專業化的、協作化的建筑工業化工程總承包隊伍尤為重要。采用工程總承包的發展模式，在研發設計、構件生產、施工裝配、運營管理等環節實行一體化的現代化的企業運營管理模式，可以最大限度地發揮企業在設計、生產、施工和管理等一體化方面的資源優化配置作用，
11、實現整體效益的最大化。3 形成成熟的、多樣化的技術體系未來發展的趨勢是逐步完善預制裝配剪力墻結構體系關鍵技術，發展高強混凝土技術和預應力技術，進一步研發預制/ 預應力框架結構體系和預制/ 預應力框架剪力墻結構體系，形成系列化、多樣化的技術體系支撐，保障整個行業的健康發展。4 形成通用體系通用體系是采用定型構件的方法，以部品構件及連接技術的標準化、通用性為基礎，一個構件廠生產的構件能在各種類型的房屋之間互換通用。通用體系適合組織構配件生產的專業化和社會化，是更有利于高度機械化、自動化的工藝，是一種完美的工業化形式，必然是未來發展趨勢。5 形成成熟的SI 體系SI 體系是將主體結構體系（skele
12、ton）與戶內裝修及設備填充體系(infi ll) 體系完全分離，在主體結構體系強調耐久與安全性能的同時，裝修與設備則注重靈活性與更新改造的方便。這種理念是指通過將住宅骨架和基本設備與住戶內的裝修和設備等明確分離，從而延長住宅的可使用壽命。因為骨架壽命一般較長，而裝修和住宅用設備老化較快，如不能改裝設備與更新裝修，建筑將不能再繼續使用。我國及一些發達國家近年來一直致力于SI 體系的研發和推廣，相信在不久的將來，一定會形成適合預制混凝土結構的成熟的SI 體系住宅。6 向公共建筑、工業建筑領域拓展隨著高強混凝土技術和預應力技術的發展，預制裝配式混凝土建筑向大跨、重載的公共建筑和工業建筑領域拓展，更
13、能充分發揮結構的經濟效益，是未來必然的發展趨勢。7 全面應用BIM 信息化技術在預制裝配式混凝土建筑“規劃- 設計- 施工- 運維”全生命期中的應用BIM 技術，以敏捷供應鏈理論、精益建造思想為指導，建立以BIM 模型為基礎，集成虛擬建造技術、RFID 質量追蹤技術、物聯網技術、云服務技術、遠程監控技術、高端輔助工程設備（RTK/ 智能機器人放樣/3D 打印機/3D 掃描等）等的數字化精益建造管理系統，實現對整個建筑供應鏈（勘察設計/ 生產/ 物流/ 施工/ 運行維護）的管理，是未來發展的必然方向。四、結語鼓勵各方積極參與裝配式建筑，是建筑產業升級換代的發展方向。相關設計、施工、監理在積極響應的同時，也應看到其目前的現狀：裝配式建筑投入門檻較高，要有較強技術、人才、資金投入，因此許多中小企業舉步維艱，如繼續強行發展可能會產生市場競爭壟斷操作，對市場發展十分不利。為此，在裝配式起步階段，應采取“政府引導，政策鼓勵”，使先發展起來的施工單位有領先產業發展利益分享，同時鞭策后續企業提升能力，在適應市場發展生存條件下緊緊跟上，適者生存，從而形成建筑業各企業能有良性發展空間。
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