常樂

（新疆大學(xué)）

1 引言

傳統(tǒng)建筑行業(yè)屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，其采用施工現(xiàn)場澆筑的作業(yè)模式，高度集中施工人員、施工材料與施工機(jī)械設(shè)備，對水泥、砂石等原材料進(jìn)行拌制、運(yùn)輸與現(xiàn)場澆筑施工，整個(gè)施工過程科技含量低、產(chǎn)能效率低、資源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重，與節(jié)能減排、低碳環(huán)保等綠色建筑理念背道而馳[1]。裝配式建筑是綠色建筑轉(zhuǎn)型升級的重要方向，其引入組件式與模塊化建設(shè)理念，利用建筑構(gòu)件的加工預(yù)制與成品構(gòu)件裝配減少施工現(xiàn)場澆筑作業(yè)帶來的大氣污染、水污染、噪聲污染與土壤污染等。

2 裝配式建筑概述及其特點(diǎn)

2.1 裝配式建筑

裝配式建筑是建筑業(yè)工業(yè)化的典型代表，其采用現(xiàn)場組裝模式對運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的、已經(jīng)加工制作成型的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行裝配，完成裝配式建筑的建設(shè)過程，由于此模式無須在施工現(xiàn)場開展大規(guī)模的施工作業(yè)，無須耗費(fèi)大量的人力、物力，避免了施工現(xiàn)場的揚(yáng)塵、交叉污染等，對于當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境保護(hù)、建設(shè)能耗降低、施工成本縮減等具有促進(jìn)作用。

2.2 裝配式建筑的特點(diǎn)

2.2.1 建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化

裝配式建筑將建筑構(gòu)成模塊化，所設(shè)計(jì)的建筑構(gòu)件具有標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸、規(guī)格、原材料用量以及加工預(yù)制工藝等，以便于構(gòu)件生產(chǎn)廠家根據(jù)建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開展大規(guī)模工業(yè)化構(gòu)件生產(chǎn)加工，保證構(gòu)件裝配的模塊化集成。

2.2.2 構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化

在建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)廠商對照設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)要求、構(gòu)件三維仿真模型等標(biāo)注的規(guī)格、尺寸、用材等進(jìn)行統(tǒng)一、批量生產(chǎn)，確保加工預(yù)制生產(chǎn)出的構(gòu)件在流程化生產(chǎn)作業(yè)下高度一致且具有較高的精度，有效規(guī)避傳統(tǒng)建筑工程現(xiàn)場澆筑時(shí)人為操作等主觀因素對建筑工程質(zhì)量的負(fù)面影響[2]。

2.2.3 施工過程裝配化

建筑構(gòu)件加工預(yù)制后經(jīng)由運(yùn)輸車輛運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后科學(xué)存貯，并對照裝配式建筑施工組織計(jì)劃，利用吊裝等安裝方式對構(gòu)件進(jìn)行組裝裝配、測量與糾偏，并對部分關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)填縫灌漿，完成建筑構(gòu)件裝配工作[3]。裝配式建筑施工過程的裝配化與機(jī)械化水平較高，有效管控施工進(jìn)度與施工質(zhì)量，減少施工過程對現(xiàn)場及周邊的環(huán)境污染與噪聲污染。

2.2.4 施工管理信息化

裝配式建筑融合了節(jié)能、低碳、數(shù)字化、信息化理念與技術(shù)，如裝配式建筑工程實(shí)施階段常用的BIM技術(shù)就是一個(gè)以數(shù)據(jù)共享與信息交互為核心，充分融合計(jì)算機(jī)技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)的綜合性技術(shù)，其具有良好的數(shù)據(jù)集成特性，可依托精細(xì)的結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)對裝配式建筑的構(gòu)件進(jìn)行三維仿真模擬、可視化展示與模型共享，可為建筑工程各參建方協(xié)同管理工程施工進(jìn)度、施工質(zhì)量提供技術(shù)支撐[4]。

3 裝配式建筑發(fā)展制約因素分析

3.1 規(guī)范政策制約

一方面裝配式建筑的政策性推進(jìn)力度不大，建筑方式發(fā)展缺少科學(xué)、合理、全面的頂層框架設(shè)計(jì)，未能從宏觀政策層面對裝配式建筑市場、施工技術(shù)、應(yīng)用場景等提供強(qiáng)有力的支持，致使裝配式建筑良性健康發(fā)展這一長期任務(wù)難以循序漸進(jìn)、分步實(shí)施[5]。一方面，不少建筑企業(yè)在行業(yè)慣性、傳統(tǒng)施工作業(yè)模式、利益供應(yīng)鏈、建筑方式變革風(fēng)險(xiǎn)不確定性等因素的多重綜合影響下仍然延續(xù)施工現(xiàn)場澆筑的建筑工程施工模式，主觀上不愿意革新內(nèi)部管理機(jī)制、人員配置、技術(shù)實(shí)施方案。而地方政府對于裝配式建筑的深度應(yīng)用也缺乏強(qiáng)制性的、具有強(qiáng)烈吸引力的政策支持，使裝配式建筑推廣普及率不高。

3.2 體制機(jī)制不完善

當(dāng)前裝配式建筑在不少經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份與城市均有一定程度與深度的探索與場景應(yīng)用，地方政府也對裝配式建筑的普及推廣提出了中短期戰(zhàn)略性目標(biāo)[6]。但是裝配式建筑領(lǐng)域本身缺乏健全的綱領(lǐng)性文件，對建設(shè)單位、施工單位如何從細(xì)部管控與推進(jìn)裝配式建筑的應(yīng)用與發(fā)展缺乏詳細(xì)且可行的機(jī)制化指導(dǎo)，將裝配式建筑探索與發(fā)展中存在的諸多風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁到企業(yè)頭上，影響相關(guān)建設(shè)單位對裝配式建筑場景化深度應(yīng)用的信心。同時(shí)，企業(yè)自身未能針對裝配式建筑形成良好的管理體制，如BIM技術(shù)培訓(xùn)機(jī)制、裝配式人才激勵(lì)機(jī)制、建筑構(gòu)件信息化管理機(jī)制等，在一定程度上加劇了裝配式建筑發(fā)展政策推進(jìn)與企業(yè)變革之間的矛盾[7]。

3.3 建筑行業(yè)模式轉(zhuǎn)型困難

長期以來的現(xiàn)澆模式使相關(guān)施工單位在現(xiàn)場施工作業(yè)方面極具經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢，從施工材料的優(yōu)選、運(yùn)輸、存貯，到機(jī)械設(shè)備的調(diào)度使用、現(xiàn)場施工人員的進(jìn)出場管理與有機(jī)協(xié)調(diào)以及施工工藝與施工技術(shù)的高效高質(zhì)實(shí)施，均為建設(shè)工程的施工效率、施工質(zhì)量與施工安全性帶來多重保障。相對陌生的裝配式建筑則給施工企業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來諸多風(fēng)險(xiǎn)，如在施工材料供應(yīng)方面，現(xiàn)澆模式下施工單位只需向信譽(yù)優(yōu)良且長期合作的供應(yīng)商采購水泥、黃沙、鋼筋、砂石等原材料，并由經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員現(xiàn)場制作模板、澆筑混凝土。而裝配式建筑則采用現(xiàn)場組裝模式對運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的、已經(jīng)加工制作成型的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行裝配，完成裝配式建筑的建設(shè)過程，其原材料大多由構(gòu)件生產(chǎn)廠商采購，施工單位僅需將建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)方案、圖紙等提交給生產(chǎn)廠商，由其根據(jù)構(gòu)件的規(guī)格、尺寸、用量、屬性等對構(gòu)件進(jìn)行加工預(yù)制[8]。

3.4 現(xiàn)行科技水平不高

裝配式建筑的構(gòu)件設(shè)計(jì)、加工預(yù)制、現(xiàn)場吊裝、測量與糾偏等環(huán)節(jié)均需要信息化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的支持。以裝配式建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì)與加工預(yù)制為例，裝配式建筑的基本材料為建筑構(gòu)件，為保證建筑構(gòu)件加工預(yù)制的精準(zhǔn)性以及吊裝的契合性，通常需將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑設(shè)計(jì)階段，對建筑中的各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行三維仿真模型構(gòu)建，對裝配式建筑中的預(yù)埋件預(yù)埋、孔洞預(yù)留、鋼筋下料長度等參數(shù)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，并在構(gòu)件組裝拼接中對構(gòu)件模型進(jìn)行碰撞測試與錯(cuò)誤檢查，調(diào)整優(yōu)化構(gòu)件設(shè)計(jì)不合理之處。接著，將裝配式建筑構(gòu)件的三維實(shí)體仿真模型作為設(shè)計(jì)單位向生產(chǎn)單位交底的共享數(shù)據(jù)，利用三維可視化模型直觀展示構(gòu)件的規(guī)格、尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、屬性參數(shù)等，便于構(gòu)件生產(chǎn)人員精確掌握構(gòu)件的空間結(jié)構(gòu)、屬性數(shù)據(jù)、預(yù)制參數(shù)，提高構(gòu)件生產(chǎn)的精準(zhǔn)性與效率[9]。最后將已經(jīng)加工制作成型的預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，配合現(xiàn)場現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)進(jìn)行嵌合與組裝。上述流程中涉及的信息化技術(shù)眾多，相較于現(xiàn)澆模式下的框架結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等技術(shù)含量更高，而無論是設(shè)計(jì)人員還是生產(chǎn)廠商的構(gòu)件規(guī)?；a(chǎn)設(shè)備，其信息化、數(shù)字化與自動(dòng)化水平均較低，影響裝配式建筑的進(jìn)一步發(fā)展。

4 裝配式建筑發(fā)展對策分析

4.1 完善裝配式建筑政策制度

裝配式建筑的發(fā)展與行業(yè)深度應(yīng)用有賴于頂層設(shè)計(jì)，即立足于城市整體規(guī)劃與綠色低碳的節(jié)能環(huán)保理念，明確與規(guī)劃裝配式建筑的行業(yè)發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展步驟與整體方案，從戰(zhàn)略層面給予裝配式建筑推進(jìn)這一長期任務(wù)具體且明晰的政策指導(dǎo)。

4.2 制定相關(guān)發(fā)展規(guī)則與激勵(lì)措施

為進(jìn)一步激勵(lì)建設(shè)單位跳出原有現(xiàn)澆模式的經(jīng)驗(yàn)圈與舒適圈，響應(yīng)節(jié)能減排、綠色建筑的發(fā)展號(hào)召，相關(guān)部門應(yīng)制定裝配式建筑發(fā)展規(guī)則與激勵(lì)措施，促進(jìn)裝配式建筑進(jìn)一步健康有序發(fā)展。通過獎(jiǎng)補(bǔ)與表彰機(jī)制的建立，激發(fā)企業(yè)不斷創(chuàng)新業(yè)務(wù)服務(wù)方式與服務(wù)內(nèi)容，為裝配式建筑的發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。在土地激勵(lì)方面，對轄區(qū)內(nèi)的土地實(shí)行差別化政策，優(yōu)先保障裝配式建筑用地，在土地出讓條件中明確裝配式建筑面積比例以及裝配率等指標(biāo)。同時(shí)，可面向建筑企業(yè)提供財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)、稅收減免、貸款扶持等政策優(yōu)惠，在建筑行業(yè)相關(guān)評優(yōu)評獎(jiǎng)中優(yōu)先考慮裝配式建筑，激勵(lì)裝配式建筑的發(fā)展。

4.3 加強(qiáng)新興技術(shù)支撐

將新興技術(shù)靈活應(yīng)用到裝配式建筑中，可以為裝配式建筑發(fā)展提質(zhì)增效。例如，基于BIM技術(shù)將設(shè)計(jì)階段構(gòu)造的建筑三維實(shí)體仿真模型貫穿建筑建設(shè)始終，為裝配式建筑工程施工協(xié)同管理、竣工后運(yùn)維管理等提供模型與技術(shù)支撐。BIM技術(shù)的引入可以提高裝配式建筑構(gòu)件預(yù)制精細(xì)度與合理性，提高預(yù)制結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的契合度與協(xié)調(diào)性，以直觀可視的三維實(shí)體仿真模型為裝配式建筑的構(gòu)件組裝過程提供參考，減少裝配式建筑施工的返工概率，提高裝配式建筑的建設(shè)質(zhì)量與組裝效率。同時(shí)，各類高強(qiáng)、耐用、節(jié)能的新材料也可用于構(gòu)件生產(chǎn)加工預(yù)制環(huán)節(jié)，依托生產(chǎn)廠商自動(dòng)化流水線生產(chǎn)作業(yè)實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件的高效、高質(zhì)生產(chǎn)。

4.4 健全科技運(yùn)用體系

工業(yè)技術(shù)水平低下是當(dāng)前裝配式建筑發(fā)展受限的重要原因，健全的科技運(yùn)用體系可以提高裝配式建筑的信息化、數(shù)字化、工業(yè)化水平，為構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配提供技術(shù)動(dòng)能。應(yīng)結(jié)合裝配式建筑發(fā)展的不同地理要素、不同氣候條件選擇造價(jià)適中、工藝成熟的通用體系，提高生產(chǎn)廠商對不同強(qiáng)度、抗震性能的構(gòu)件規(guī)模化生產(chǎn)能力；在構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接、高層框架結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵性問題方面深化科研探索，以完善的科技運(yùn)用體系推動(dòng)裝配式建筑高質(zhì)量發(fā)展。

5 結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)、科技、文化蓬勃發(fā)展的背景下，裝配式建筑應(yīng)密切關(guān)聯(lián)新興技術(shù)、政府政策以及行業(yè)機(jī)制等有利因素，進(jìn)一步完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，刺激建筑市場的場景需求，推進(jìn)裝配式建筑向縱深方向發(fā)展。