王伟
上海临港嘉定科技城经济发展有限公司 上海市 201803
[摘要]近年来，大气污染对人类健康及全球气候变化重要影响的受关注度不断提升。我国作为当前世界第一建筑大国，既有建筑体量已达400亿m2，其中95%以上均为高耗能建筑，环境污染严重。尤其建筑垃圾类型的间接环境污染带来的危害和影响更大，也更难消除。因此，以工业化生产、装配式施工的新型建筑方式被迅速推入市场。本文主要从装配式建筑的起源、分类、以及现状，剖析装配式建筑当今存在的问题以及期望其未来更有效的发展。
[关键词]起源 分类 现状与思考
一、装配式技术的起源
装配式建筑最早诞生于17世纪美洲移民时期，理念产生于当时的木构架拼装房。工业革命和第二次世界大战战争灾难引发的需求，促进了装配式建筑的发展，苏联政府用工业化方式对城市进行了快速重建，修建了2300万平方英尺的住宅和15所学校，其中60%的住宅和70%的学校都采用预制装配式建筑.很多发达国家和地区在20世纪也开始试行装配式建筑，并且利用住宅大规模标准模块化建设的有利契机，形成了合适的建造体系，改变了传统住宅以人力为主导的建造方式。我国则在进入21世纪后才开始大力推行发展建筑工业化，相比于法国、美国、日本等发达国家的建筑工业化水平，我国建筑工业化水平相对滞后，仍处于起步发展阶段。
2016年2月6日国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，其中明确提出：大力推广装配式建筑，建设国家级装配式建筑生产基地。2017年3月23日住房和城乡建设部一次性印发《“十三五”装配式建筑行动方案》、《装配式建筑示范城市管理办法》、《装配式建筑示范城市管理办法》三大文件，提出：到2020年，全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上，其中重点推进地区达到20%以上，积极推进地区达到15%以上，鼓励推进地区达到10%以上。一系列政策利好文件的出台，全面促进了装配式建筑的发展。与此同时，随着人口红利的消失，劳动力成本快速上升，装配式建筑中成本偏高的材料费、运输费等因素与传统建筑的经济指标差距越来越小，且在建筑施工环保趋严背景下，装配式建筑节能减排、环境噪声降低等优势也逐渐显现。
二、装配式建筑概述与分类
装配式建筑是建筑工业化成果的体现。它的核心技术是将建筑部品、部件在工厂预制完成，随后将预制完成的成品部件运输到工地现场，并通过特有的连接方式在施工现场吊装拼接而成。根据装配式结构部件材质的不同，通常将装配式分为三大类：装配式混凝土建筑、装配式钢结构建筑和装配式木结构建筑。以下主要列举装配式混凝土建筑与装配式钢结构的区别与应用。
①装配式混凝土结构
装配式混凝土建筑是指以工厂化生产的混凝土预制构件(预制柱、预制梁、叠合梁、全预制剪力墙、单层叠合剪力墙、双层叠合剪力墙、外挂墙板、预制混凝土夹心保温外墙板、叠合楼板、全预制阳台板、叠合阳台板等),通过现场可靠的连接方式（钢筋套筒灌浆、后浇混凝土、螺栓或预制应力连接及预留孔洞搭接等）装配而成的混凝土结构，包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等，通常简称为PC建筑。装配式混凝土建筑具有建筑和维护成本相对较低、居民接受程度较高、耐火性好等优势，可应用于对跨度要求较低的低、多、高层住宅、办公楼、学校及医院大楼。
②装配式钢结构
钢结构是指在工厂化生产的钢结构部件（钢板、型钢、钢管、钢索等钢材，用焊、铆、螺栓等）通过施工现场组装连接而成的重载、高耸、大跨、轻型的结构形式，并且钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、造型美观、工业化程度高等优点，相较于PC结构，还有节省模板和工期短等诸多优势。钢结构通常广泛应用于工业厂房、高层及超高层建筑、民用住宅、大型公共建筑、航站楼、公路铁路桥梁等领域。
在各地装配式建筑相关政策连续颁布的前提下，一时间具有市场代表性的“预制率”成为了市场衡量装配式发展水平的一个重要指标。“预制率”顾名思义就是预制混凝土所占的比例，但是它仅仅是混凝土结构中结构系统、外围护系统的一个技术指标，并不能完全代表建筑装配化程度。推广装配式建筑，重点在于“装配”，理性看待装配式建筑，合理选择装配式体系才可让装配式行业可持续发展。
三、行业现状及思考
①成本变化
当前装配式市场一致的反馈信息是成本增加。现阶段装配式建筑相比传统的现浇体建筑的成本是增加的，增量成本不仅体现在建安成本上，更体现在高周转情况下项目的财务成本增加。在全过程产业链成熟的前提下，相比传统现浇混凝土建筑，装配式建筑可缩短施工周期25% ~ 30%。然而我国现阶段的装配式产业链不完善，各环节资源紧缺，尤其是产业工人的缺乏，真正在实操过程中，安装工人操作不熟练，反而导致工期变长，由于工期滞后带来的时间成本增量间接导致了建筑成本的增加。
②资源缺乏
材料供不应求是当前装配式建筑存在的问题之一。以市场发展最快的装配式混凝土结构为例，从2016年全面推广装配式建筑至今，随着各地政策的落地，装配式相关产业链资源的配套发展变成了行业当前面临的窘境，最突出的莫过于需求量最大的预制混凝土构件、装配式部品部件的产能供应跟不上需求。
与材料市场的供求不平衡情况类似，有丰富经验的装配式设计人员及专业的产业安装工人资源同样稀缺。对于装配式工程来说，设计、生产、施工一体化肯定是最好的模式。但就目前来看，设计、生产、施工任何一个主体都无法全程管控和主导整个项目，虽然甲方被称为“最大 EPC”,但其也缺少这种全方位能力的人才。装配式生产、施工方面的产业工人缺口更为凸显。目前市场上大多的产业工人，都是来源于之前的混凝土工、钢筋工转型而来的。行业发展迅速使得这些人还来不及经过系统、专业的技术培训就上岗操作，人才的培养需要时间和经验，而恰恰是陷入高周转的甲方最关键的时间成本。因此，“产业工人荒”也成为了行业常态，阻碍了行业的发展。
③思考与建议
虽然前期政府已经出台了大量的政策法规，但这些政策的具体内容并没有具体的决策指导、有效的工作程序、详细的目标、步骤和措施，起不到具体的规范作用，装配式建筑市场呈现一定程度上的无序发展。近几年，随着标准体系不断的完善，BIM技术+EPC模式推进了装配式进程。2017年开始，相继出台了装配式混凝土、钢结构建筑技术标准及装配式建筑评价标准；2018年装配式混凝土剪力墙、墙板、卫生间及厨房等详细技术标准发布；2019年装配式装修标准、住宅钢结构等标准也不断完善；由此可以预见随着未来装配式建筑标准体系的继续完善，将更有利于装 配式建筑大范围推广。
BIM技术的应用为装配式建筑的设计、制作和安装带来了很大的便利，直接解决了各参建单位、各环节之间的协同性问题，避免、减少了 “撞车”、疏漏现象；BIM技术的应用还可以积累形成数量巨大的单体建筑BIM模型、部品部件模型，以及相应的成本信息、进度 信息等数据，有利于进一步对建筑信息处理、规整、利用，并为整个建设行业的标准化创造条件，应用BIM技术对装配式建筑有以下益处：
决策管理方面：应用BIM技术可以对装配式项目进行策划分析和方案比选。通过BIM的即时算量功能进行定量地分析和决策，辅以多方案对比，并对设想状态进行模拟，实现对预见场景的决策，帮助甲方有效地实现装配式建筑的决策前置。
协同管理方面：应用BIM技术后，信息的实时共享和同步衔接，能实现甲方、设计、生产和施工等多方 在同一个平台上进行即时协调，极大地提高装配式一体化设计效率和有效性。同时，多个管理环节、多个专业、多个时间段的多维度协同和三维可视化提供的可视协同能帮助装配式 建筑实现更高效的协同管理。
质量管理方面：BIM技术的应用可以实现在设计中就充分考虑生产和安装要求，并可以在设计中模拟生 产、施工等后续环节，提前消灭问题，通过管理的前置提高设计的可生产性、可施工性，以减少过程中的质量问题。BIM技术还可以直接从拆分图转化为模具设计图和生产加工信息，保证设计成果在生产和施工中的准确和精度。
安全管理方面：在装配式建筑中由于预制构件本身具有较大体积和重量，因而相对于传统的混凝土、钢 筋等材料具有一定的危险性，预制构件在生产、存放、运输、吊装、临时固定等全过程均有 新的安全风险点。而BIM技术的应用可以事先模拟这些工况，发现问题点和交叉点，并对工人进行形象的三维可视的安全交底，提前制定预防和解决措施，还可以模拟施工现场的安全突发事件，完善施工现场安全管理预案，排除安全隐患，避免和减少安全事故的发生。
进度管理方面：在设计阶段，可以应用BIM模型对设计方案的可施工性和施工进度进行模拟，提前发现和解决在施工阶段可能出现的问题，便于施工进度的优化及施工问题解决预案的制定，有助于实 现从运输车上直接吊装；同时，配合使用RFID技术进行预制构件的生产、存放、运输、安装 进度的信息釆集，可以在BIM模型中即时反映实际进度与计划进度的偏差，对工程进度进行实时跟踪和控制。
成本管理方面：BIM技术的三维可视化、协调性、模拟 性、优化性、输出性的特点，与装配式建筑 的系统集成度高、质量精度高、管理前置性 强、容错度低等特点高度融合。应用BIM技术，可实现装配式建筑项目管理的全过程协同、全寿命周期管理，从优化设计、精细化 设计、精确制造、高效安装等方面降低装配式建筑的成本。
[结语]现阶段基于建造信息模型（BIM）建筑的装配式建筑设计、生产、运维等，已经成为各国装配式建筑技术创新、产业整合和集成出口的重要组成部分。而这些高度依赖于发达国家的硬件和软件。在信息技术及大数据主宰的时代，信息的流失及核心技术的依赖，已经屡次爆发出危机，且让我们正视当年技术落后的局面。我国在人工智深度能、物联网方面已经走在了世界的前沿，但建筑物联网还在初级阶段，只有加快建筑制造、BIM管控、工业生产、质量追溯、产业链整合等一系列工作实施进程，将装配式建造技术与信息化深度融合，跟上物联网的步伐，才能使装配式建筑将迎来真正的黄金发展期。
参考文献
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[3]陈同舟 浅谈装配式建筑在我国的发展现状及改善建议 建筑工程技术与设计 2018