浅谈装配式混凝土建筑的发展与亟待解决的问题

福建建设科技２０１７．Ｎｏ．３　■建筑经济与管理　浅谈装配式混凝土建筑的发展与亟待解决的问题　陈成耀（福州地区大学新校区后勤服务管理中心［摘福建福州３５０００１）　要］　装配式建筑是建造方式的一种改革，推动装配式建筑发展更是建筑业落实党中央、国务院提出的推动供给侧结　构性改革的一个重要举措。本文介绍了装配式建筑在国内外的发展及应用，分析了装配式混凝土建筑的特征及优势，进而阐述了　装配式混凝土建筑在技术标准、产业链打造、关键技术等方面存在亟待解决的部分问题并提出相关研究思路，为创建我国新型建　筑工业化的建筑通用体系与部品技术，发展装配式建筑，突破传统生产建设模式、促进建筑产业技术升级换代提供参考。　［关键词］　装配式建筑；发展；问题；研究思路　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｄｅｖｅｌｐｏｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｔｏ　Ｂｅ　Ｓｏｌｖｅｄ　ｏｆ　Ｐｒｅ——ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｅ—ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｉｓ　ａｎ　ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅ—　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｒｅｆｏｒｍ　ｏｆ　ｓｕｐｐｌｙ　ｓｉｄｅ　ｔｈａｔ　ｐｒｏｍｏｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｐａｒｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｓｔａｔｅ　Ｃｏｕｎｃｉｌ．Ｔｈｅ　ｐａ—　ｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅ—ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ．ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅ—ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｔｏ　ｂｅ　ｓｏｌｖｅｄ　ａｎｄ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｄｅａｓ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｃｈａｉｎ　ａｎｄ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅ—ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｏｆｆｅｒ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｅｓｔａｂｌｉｓ—　ｈｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａｇ　ｎｅｗ　ｉｎｄｕｓｔｒｉｌｉｚａｔａｉｏｎ　ｏｆ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅ—　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｂｒｅａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｕｐｇｒａｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ—　ｄｕｓｔｒｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅ—ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｐｒｏｂｌｅｍｓ；ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｄｅａｓ　０引言　层的建筑。　装配式混凝土建筑是指在工厂生产的部品部件运输到现　场后，由专业人员通过可靠的连接方式组装而成的建筑。相　对于现在仍然在施工当中占主流的现浇建筑来说，就是把一　部分原来通过现浇成型的构配件，比如梁、柱、板，拿到工厂去　生产，生产之后再运到工地来组装，把它的节点做好，然后采　用一部分的现场浇筑将这两部分结合起来，形成一个完整的　日本二战后迅速崛起，建筑工业化发展水平世界先进，而　其装配式建筑发展在亚洲也处于领先地位。日本现有建筑，　大部分便是装配式建筑。而作为经济最为发达的美国，通过　自身的经济技术优势，不断探索研究，特别是经过二三十年发　展，目前装配式建筑占比已达到了３５％左右。　１．２国内的发展及应用　建筑。这种建筑方式建造速度快，环境污染少，生产效率高。　实践中，虽然推进装配式建筑发展对我国建筑业乃至经济社　会发展意义重大，并在政府的引导和支持下开始试点和推广，　但还处于起步阶段，在各环节都需有更多的研究和突破。　１装配式建筑的发展及应用　１．１　国外的发展及应用　建国初期，我国便开始对装配式建筑进行了初步的研究　和实践。早期使用较为广泛的有预制空心板、预制屋面板、吊　车梁、大板建筑等，但因条件限制和技术落后等因素，预制构　件存在承载力低、整体性差及住宅样式较为单一等诸多局限，　到了８０年代后逐渐被行业所抛弃。伴随着我国经济发展的　还有日益增大的劳动力规模，到９０年代中期，劳动密集型的　现浇式混凝土建筑体现出了一定优势并逐渐成为了主流。　２０００年以后，国家推行低碳经济以及可持续发展理念，装配　二战后欧洲、亚洲等许多国家千疮百孔、百废待兴，均出　现了房屋严重不足的情况。为迅速有效解决问题，工业基础　较发达的国家发挥先天技术优势，积极发展经济、发展建筑产　式建筑以建造速度快、能源消耗低，环境污染少等特性再次成　为了建筑业的发展热点。许多设计院所、行业协会、住建部门　等也积极开展有关技术研究工作，先后发布了《叠合板用预　业，而装配式建筑以其建造速度快，大量应用时生产成本低等　特点，迅速在各地得以推广。如英、法等发达国家，装配式大　板建筑得到了重点发展，并在建筑构件生产施工过程中不断　应力混凝土底板》（ＧＢＴ　１６７２７—２００７）、《整体预应力装配式　板柱建筑技术规程》（ＣＥＣＳ５２：２０１０）、《装配式混凝土结构技　术规程》（ＪＧ＿Ｉ１—２０１４）、《装配整体式住宅混凝土构件制作、　施工及验收验收规范》（ＤＧＴＪ０８—２１　１７—２０１２）等诸多标准规　范，规范并推动了行业的向前发展。２０１６年，国家发布了关　地总结经验，逐渐形成了符合国家经济发展的一套相对完整、　规范的装配式住宅建筑的体系。其中法国的相关技术较为成　熟，可以在地震区建造十多层的建筑，在非地震区建造二十多　作者简介：陈成耀（１９８１一　），男，大学本科，工程师，现主要从事建设　工程管理。　于进一步加强城市规划建设管理工作的有关意见，要发展新　■建筑经济与管理　福建建设科技２０１７．Ｎｏ．３　型建造方式，力争再过１０年左右，让装配式建筑占新建建筑　的比例达到３０％。由于政府层面的高度重视和积极引导，预　制装配式建筑的发展形势利好，产业发展局面平稳迅速。为　充分发挥示范项目引领带动作用，大力推动装配式建筑及部　品部件生产发展，住建部还积极推动装配式示范项目，如国内　一些大型建筑企业如中建海峡建设发展有限公司、上海万科　集团、金辉集团等开发或建设的项目等，取得了很好的示范效　果和实践价值。　２装配式混凝土建筑的特征及优势　目前现浇式混凝土建筑在生产过程中还存在不少问题，　如设计、生产、施工相互脱节，生产过程连续性差；以单一技术　推广应用为主，建筑技术集成化低；以现场手工、湿作业为主，　生产机械化程度低，材料浪费多，建筑垃圾量大，环境污染严　重；工程建设管理粗放，资源、能源利用率低；以劳务市场的农　民工为主，工人技能相对不高，工程质量难控制等。相比于传　统建筑及其建造方式，装配式（混凝土结构）建筑具有自身显　著特征和突出优势：　２．１集成性和系统性。促进产业链融合　工业产品社会化大生产的理念在装配式建筑中得到了集　中体现，该形式建筑具有集成性和系统性，要科研、设计、开　发、生产、施工等各参与方的人力、物力、技术协同推进，才能　完成装配式建筑的建造，是各相关专业的集合。同时该特性　也促进了整个产业链的进一步融合，以及各相关行业的整体　技术进步。　２．２设计标准化、组合多样化　在装配式建筑设计中采用标准化设计思路，大大减少了　构件和部品的种类与规格，设计速度快，重复劳动少。并大大　提高生产效率，对大规模标准化建设尤为适合，可以更快速、　高效地满足像传统现浇建筑一样的建筑造型要求和实用需　求。同时，设计过程中可以兼顾考虑城市历史文脉、发展环　境、周边环境与交通人流、用户的习惯和情感等因素，在标准　化的设计中融人个性化的要求并进行多样组合，丰富装配式　建筑的类型。　２．３生产工厂化。建筑品质易保证　装配式建筑的结构构件都是在工厂生产的，工厂化预制　采用了较先进的生产工艺，模具成型，蒸汽养护，工厂机械化　程度较高，从而使生产效率大大提高，产品成本大幅降低。同　时，由于生产工厂化，材料、工艺容易掌控，使得构件产品质量　得到很好的保证。　２．４保护环境、减少污染　装配式建筑构件在工厂生产后运到现场吊装。现场施工　湿作业少，工地物料少，现场整洁性好。主要构件已预制成　型，现场灰料少，施工工序简单，大大减少了施工过程中的噪　音、烟尘、废水等污染物质的产生于排放，有效降低施工过程　对环境的不利影响，有利于环境保护，减少污染。　２．５减少施工过程安全隐患　传统施工过程中模板脚手架多，现场物料、人员、机械复　杂，高空作业多，安全管理难度大，安全隐患多。而装配式建　筑的构件在工厂流水式生产运输到现场后，再由专业安装队　伍严格按照预定方案进行装配，现场仅需部分临时支撑，现场　整洁清楚；采用制式安全网施工，且预制施工外围无脚手架，　施工动线明确，安全管理容易。因此，与传统施工相比，预制　装配式建筑大大减少了安全隐患。　２．６生产效率高，施工装修一体化　装配式建筑采用预制工厂生产，现场吊装施工，机械化程　度高，有效地提高了劳动生产率。由于建筑的构件由预制工　厂提前批量生产，采用钢模，不需支撑，可蒸汽养护，缩短构件　生产周期和模板周转时间，尤其是生产形式较复杂的构件时，　优势更为明显，省掉了相应的施工流程，大大提高了时间利用　率。进入施工现场之后，结构构件可统一吊装施工，且可实现　结构体吊装、外墙吊装、机电管线安装、室内装修等多道工序　同步施工，大大缩短施工现场的作业时间，从而加快施工进　度，缩短现场工期，实现施工装修一体化。　２．７建设管理信息化、应用智能化　装配式建筑将建筑生产的工业化进程与信息化紧密结　合，是建筑工业化与信息化的深度融合的结果。装配式建筑　在设计阶段采用ＢＩＭ信息技术，进行立体化设计和模拟，避　免设计错误和遗漏。在预制、运输、拼装过程中采用ＥＲＰ管　理系统，施工过程中采用网络摄影和在线监控；生产中可预埋　信息芯片、设置条形码等，实现建筑的全寿命周期信息管理。　ＢＩＭ可以简单地形容为“模型＋信息”，模型是信息的载体，　信息是模型的核心。同时，ＢＩＭ又是贯穿规划、设计、施工和　运营的建筑全寿命周期，可供所有参与单位基于统一的模型　实现协同工作，进行信息化管理、智能化应用。　３发展装配式建筑丞待解决的问题及研究思路　随着国家经济社会的迅速发展进步，经济结构调整不断　深化，建筑业的革新与发展也迫在眉睫。在政府的引导和支　持下，装配式建筑虽然开始试点和推广，但还处于起步阶段，　在诸多环节仍需有更多的研究和突破。积极推进建筑装配化　符合当前建筑业发展需要且对于我国现代建筑业乃至经济社　会的发展意义重大，行业应立足现状，通力协作，积极寻求技　术的革新与突破，共同推动装配式建筑发展，并做以下几方面　的努力和研究：　３．１努力提高现场管理水平和培养技术人员专业水平　目前，现浇式混凝土建筑依然是我国建筑表现的主要形　式，现场施工方式仍然是主流。而装配式施工涉及专业的预　制厂、技术人员、专业运输、配套安装等从设计、开发、构件预　制、运输、吊装、连接等一系列工序，过程中均要求企业具备较　高的人才储备、技术力量和管理水平。这就对建筑企业生存　与发展提出了新的要求，即针对装配式建筑的特性，不断积　累、提高施工技术、管理水平，积极储备、培养专业技术人才，　以适应不断进步的建造方式和建造技术。　３．２积极研究和完善建筑标准化和模数化　建筑标准化和模数化意义在于，减少了构件的种类，无论　对传统手工生产还是工业化机器大生产都有简化的意义，从　而有利于大批量生产预制构件，这是是装配化施工的基础和　前提。因此加强设计模数化和建造标准化相关技术研究和完　善是行业发展的必然需求。同时预制构件、部品工厂化生产　也是现场装配化的前提条件，而自动化的预制生产成套设备　的研制将是提高预制构配件生产效率和生产质量的重要技术　保证。因此还应加强构配件生产工业化、信息化、自动化的成　套装备的研制。　（下转第１０１页）　●建筑经济与管理　福建建设科技２０１７．Ｎｏ．３　１Ｏ１　（２）要求施工单位定期对管理和作业人员进行培训，学　产教育培训的实施，定期组织项目部进行安全生产大检查，加　习法规和规范，定期进行安全生产演练和排查，降低安全隐　强对生活区、仓库等人员密集、危险品堆放场所的安全管理，　患。　发现问题及时整改。　（３）对具有一定危险和涉及施工安全的重点部位、环节，　４结束语　应当实施旁站监理。　综上所述，对于一项建筑工程而言，监理方不能忽视安全　３．３中毒事件　生产管理，上述案例中发生事故的危险源虽各不相同，但究其　（１）事故简介　原因离不开各方案、制度的编制和执行不到位。为确保施工　２００９年１２月１２日，内蒙古某市某小区住宅楼工地，发　安全，监理方必须强化自身责任意识，确保各阶段有效监理，　生一起煤气中毒事故，造成１人死亡１人重伤。。　将安全问题加以防范，提升工程整体安全性。　（２）事故原因　参考文献　经调查此次事故存在以下原因：　［１］宋四新，赵云胜，周剑岚．三峡工程监理单位构建安全管理责任　①室内违章明火取暖，无通风措施导致一氧化碳中毒。　体系的经验分析［Ｊ］．水利水电技术，２０１３，４４（４）：７１—７３＋７７．　②企业管理失误：没有冬施准备，没有针对性的统一安　【２］谢文如．如何充分发挥监理在建筑工程安全生产管理中的作用　排；没有对员工进行必要的安全教育，对不安全因素和危险应　［Ｊ］．中华民居（下旬刊），２０１４，１３１（１０）：３８２．　予以告之，树立自我防护意识。　［３］李建华．建筑工程安全监理措施要点及实际过程应用分析［Ｊ］．　（３）本次事故的监理责任　四川水泥，２０１５，２２１（Ｏ１）：３０１．　未对冬期施工施工引起重视，没有对企业是否落实安全　［４］李晓玲．建筑工程施工安全监理的风险管理与防范措施研究［Ｊ］　．信息化建设，２０１６，２１２（０１）：３２９＋３３２．　生产措施、安全生产责任制度等进行检查；忽视生活区的安全　［５］汪亚楠．建设工程监理过程中监理安全管理责任探讨［Ｊ］．建设　管理，没有检查实际情况是否符合施工组织总设计的要求。　监理，２０１５，１９８（１２）：６５—６６＋７６．　（４）监理责任的规避　［６］邓国才．建筑工程施工现场的质量管理与安全监理探讨［Ｊ］．建　检查施工单位是否组织编制各专项方案，且是否严格按　材与装饰，２０１６，４２６（２２）：２１４—２１５．　照方案执行，安全措施保护费用的落实情况，督促企业安全生　（上接第９３页）　绿色建造相关法规政策、标准规范，培育和发展一体化绿色建　３．３加强混凝土节点连接技术的综合研究　造体制机制，以利于建筑设计标准化、构配件生产工业化等为　目前，国内外学者对预制混凝土节点进行了不少的研究，　前提的施工现场装配化的推进。　但较多的停留在实验研究和理论分析阶段，对新型节点的施　４结语　工连接技术研究甚少。如预制外围护结构在新旧混凝土节点　作为一种新型建筑生产方式，装配式建筑能够减少对劳　连接处时常出现温度收缩、干燥收缩和碳化收缩等的细微裂　动力的依赖，节约资源和能源，减少环境污染，提高建设效率　缝，较大地影响了建筑的节能性能，一定程度上也影响了装配　和建筑品质，促进建筑业绿色转型升级。为此，推广装配式建　式建筑的全面推广。因此预制混凝土节点受力性能与混凝土　筑应立足现在，放眼未来；应本着绿色建造理念，坚持现代化　防水性能、收缩性能和热工性能等技术综合研究还需不断加　发展的方向，积极推进技术理论研究，尽快生产设计标准化，　强并突破。　促进产业链融合，提高产业信息化，协同推进，实现建筑产业　３．４重点推进装配式结构体系的整体抗震性能研究　的快速转型，为建筑产业节约资源、减少污染、改善作业条件、　我国各地区多处于地震区域，地震对建筑的影响和破坏　减轻劳动强度做出积极努力，进而促进建筑产业乃至经济社　触目惊心，如唐山大地震、汶川大地震等。而预制结构整体性　会可持续发展。　和抗震性能是目前影响其推广应用的一个重要因素，尤其在　参考文献　高层和超高层建筑中。行业应该予以重视并进行系列试验研　［１］齐薇．《关于大力发展装配式建筑的指导意见》相关政策解读　究，掌握预制体系的抗震性能，并充分考虑施工因素，制定出　［ＯＬ］　．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｃｉｏ．ｇｏｖ．ｃｎ／３４４７３／３４５１５／Ｄｏｃｕｍｅｎｔ／　更具操作性的规范规程。　１４９３０７５／１４９３０７５．ｈｔｍ．２０１６—１０—８／２０１７—４一ｌＯ．　３．５不断研究完善配套政策、法规及激励机制　［２］毛志兵．发展ＢＩＭ技术是推进绿色建造的重要手段［Ｊ］．山西建　目前，许多省市采取了有关推进住宅产业化的具体措施，　筑业。２０１５（１２）：４—５．　其中以按装配式建筑面积奖励开发商３％的容积率较为普　［３］肖绪文，冯大阔．基于绿色建造的施工现场装配化思考［Ｊ］．施工　技术，２０１６，４５（４）：１—４．　’　遍。但除了奖励实际落实的寥寥无几，且把所有奖励均给予　［４］李滨．我国预制装配式建筑的现状与发展［Ｊ］．中国科技信息，　了开发商做法，则对设计、施工等配套行业缺乏考虑。激励机　２０１４（０７）．１１４—１１５．　制的建立和推行，应能吸引更多的建筑相关企业进入装配式　建筑行业，而不仅限于某一类企业。同时还要加快研究、完善