張 鵬

（武漢城市職業(yè)學(xué)院建筑工程學(xué)院，湖北 武漢 430064）

0 引言

2020年，在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上，我國宣布，中國將力爭 2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和[1]。中國建筑節(jié)能協(xié)會公布的數(shù)據(jù)顯示，2018年全國建筑全生命周期碳排放總量占全國能源碳排放的比重為51.2%[2]。由此看出，建筑業(yè)的發(fā)展直接關(guān)系到“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。

2016年9月國務(wù)院辦公廳印發(fā)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》文件指出，發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革，是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措[3]。

裝配式建筑是在工廠進(jìn)行建筑構(gòu)件的批量化預(yù)制生產(chǎn)，然后將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場通過可靠連接實現(xiàn)現(xiàn)場裝配的建筑。裝配式建筑是建筑工業(yè)化的重要內(nèi)容。裝配式建筑具有節(jié)約資源、縮短建造工期、質(zhì)量可靠、建造對環(huán)境影響較小等優(yōu)點。《綠色建筑行動方案》提出的一項重點任務(wù)為推動建筑工業(yè)化，而裝配式建筑符合建筑工業(yè)化的發(fā)展趨勢，也符合綠色建筑的發(fā)展要求。本文通過分析我國裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀，提出相應(yīng)的對策，以期為我國裝配式建筑的健康發(fā)展提供參考。

1 我國裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀

2016～2020年全國裝配式建筑新開工建筑面積如圖1所示，從圖1可以看出，全國裝配式建筑新開工建筑面積從2016年的1.14億m2發(fā)展到2020年的6.3億m2，年均增長率為54.1%。由此可見，5年來裝配式建筑得到了快速發(fā)展。

圖1 2016～2020年全國裝配式建筑新開工建筑面積

根據(jù)結(jié)構(gòu)類型不同，裝配式建筑分為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式鋼結(jié)構(gòu)和裝配式木結(jié)構(gòu)等。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2020年度全國裝配式建筑發(fā)展情況數(shù)據(jù)顯示，2020年新開工裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑4.3億m2，占新開工裝配式建筑的比例為68.3%；裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑1.9億m2，占新開工裝配式建筑的比例為30.2%。由此可見裝配式混凝土結(jié)構(gòu)和裝配式鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的占比最高，兩者占比之和達(dá)98.5%，其中裝配式混凝土結(jié)構(gòu)占比最高，將近70%。由此說明，當(dāng)前我國裝配式建筑的主要結(jié)構(gòu)類型是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)和裝配式鋼結(jié)構(gòu)。

2 我國裝配式建筑目前存在的問題

2.1 發(fā)展不夠平衡

部分地方政府推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的意識不強(qiáng)，土地、財政、稅收、金融等方面的支持政策過于籠統(tǒng)，無法落到實處，在土地出讓、規(guī)劃許可、施工圖審查、施工許可等重要環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴(yán)，裝配式建筑項目落地依然較少。

當(dāng)前，裝配式建筑中的大部分為混凝土結(jié)構(gòu)，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅占比較低，裝配式鋼結(jié)構(gòu)主要為工業(yè)建筑和公共建筑。學(xué)校、醫(yī)院、保障性住房等政府投資項目采用裝配式方式建造推進(jìn)力度不夠，而社會投資開發(fā)的房建項目采用裝配式建造的相對較多。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化程度較低

為推進(jìn)房屋建筑工業(yè)化，實現(xiàn)建筑部件的尺寸和安裝位置的模數(shù)協(xié)調(diào)，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50002-2013），該標(biāo)準(zhǔn)自2014年3月1日起實施。新型建筑工業(yè)化的主要手段是工程全生命期的系統(tǒng)化集成設(shè)計和精益化的生產(chǎn)施工，這就需要構(gòu)件和部件的標(biāo)準(zhǔn)化，也需要完善集成化建筑部品。目前，我國并未制定相應(yīng)的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)來應(yīng)對新型建筑工業(yè)化的模數(shù)要求[4]，標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件和部品部件的使用規(guī)模尚需進(jìn)一步擴(kuò)大，集成化、模塊化建筑部品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集仍在編制中。2020年，《鋼結(jié)構(gòu)住宅主要構(gòu)件尺寸指南》發(fā)布；2021年，《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅主要構(gòu)件尺寸指南》和《住宅裝配化裝修主要部品部件尺寸指南》發(fā)布；2022年，《裝配式住宅設(shè)計選型標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布。相關(guān)文件的頒布實施，促進(jìn)了裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。但總體來看，我國裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化程度還較低。

2.3 信息化發(fā)展緩慢

BIM技術(shù)可以實現(xiàn)建筑模型可視化，使得勘察、設(shè)計、生產(chǎn)、施工和運營維護(hù)等各方人員有效地溝通并共享項目信息、協(xié)同工作，有利于控制施工成本、進(jìn)度與質(zhì)量。當(dāng)前，BIM技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于部分裝配式建筑項目中，但基本還停留在模擬、展示層面[5]，缺少建設(shè)工程的全生命期應(yīng)用，因此，我國裝配式建筑的信息化發(fā)展還比較緩慢。

2.4 施工管理水平不高

設(shè)計單位對構(gòu)件生產(chǎn)、施工關(guān)注不夠，現(xiàn)階段普遍按照現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計后再由生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行深化拆分設(shè)計，對生產(chǎn)施工組織的銜接、指導(dǎo)作用不強(qiáng)，出現(xiàn)成本、工期增加等問題。

裝配式建筑中大量的預(yù)制構(gòu)件和部品部件需要在裝配式工廠制作，因而施工現(xiàn)場除了普通現(xiàn)澆構(gòu)件的現(xiàn)場施工，施工單位更加要考慮預(yù)制構(gòu)件和部品部件的物流運輸、現(xiàn)場定位、起吊安裝和連接，而這些對于施工單位來說，是一個比較新的施工領(lǐng)域，相應(yīng)的施工管理水平不高。

2.5 施工工藝落后

傳統(tǒng)施工工人不能適應(yīng)裝配式建筑施工帶來的吊裝、灌漿、裝配模板、拆裝等新工種、新工作要求。裝配式建筑施工工藝尚不成熟，施工現(xiàn)場會出現(xiàn)某些預(yù)制構(gòu)件的連接問題，例如：灌漿不飽滿、套筒連接錯位偏移、預(yù)埋件位置偏移、預(yù)埋管線堵塞、脫落[6]、連接節(jié)點滲漏等，這些問題將直接影響裝配式建筑的施工質(zhì)量。

2.6 前期一次性成本較高

由于現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件和部品部件使用規(guī)模并不大，預(yù)制工廠需要進(jìn)行較大的模具投資，預(yù)制構(gòu)件的精細(xì)化生產(chǎn)、養(yǎng)護(hù)也需要高成本的生產(chǎn)線，預(yù)制構(gòu)件的運輸、吊裝等機(jī)械設(shè)備的一次性投入也較大，因此裝配式建筑的前期一次性成本較高。

2.7 社會公眾認(rèn)可度較低

考慮到裝配式技術(shù)不夠成熟、上下游產(chǎn)業(yè)不健全、設(shè)計施工管理難度增大、成本增加，不僅開發(fā)商對裝配式建筑的認(rèn)可度較低，而且社會大眾對于裝配式建筑的認(rèn)知度也較低。

2.8 建設(shè)模式創(chuàng)新不夠

EPC總承包是建設(shè)項目的設(shè)計、采購與施工的總承包。EPC總承包模式具有提高工程建設(shè)質(zhì)量、縮短建設(shè)周期、利于項目投資控制、提高項目管理水平等優(yōu)勢。EPC總承包模式是當(dāng)前國際工程承包的主流模式之一，工程總承包企業(yè)對工程質(zhì)量、安全、進(jìn)度、造價負(fù)總責(zé)[7]，EPC工程總承包可以實現(xiàn)設(shè)計、部品部件生產(chǎn)、施工及采購的統(tǒng)一管理和深度融合，優(yōu)化項目管理方式。目前，應(yīng)用EPC工程總承包模式的裝配式建筑項目數(shù)量較少，難以實現(xiàn)裝配式建筑整體效益的最大化。

3 我國裝配式建筑發(fā)展的對策及建議

3.1 實現(xiàn)構(gòu)件和部品部件的標(biāo)準(zhǔn)化

擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件和部品部件使用規(guī)模的首要任務(wù)是實現(xiàn)構(gòu)件和部品部件的標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化便需要制定滿足新型建筑工業(yè)化要求的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時也需要編制主要標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件的尺寸指南、建筑部品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集，從而從源頭實現(xiàn)構(gòu)件和部品部件標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而擴(kuò)大其使用規(guī)模、降低其使用成本。目前，若干構(gòu)件尺寸指南文件已經(jīng)頒布實施，但其僅局限于裝配式住宅建筑。

3.2 將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑全生命周期

在裝配式建筑全生命周期運用BIM 技術(shù)能方便勘察、設(shè)計、生產(chǎn)、施工和運營維護(hù)等各方進(jìn)行信息溝通。而實現(xiàn)這一目標(biāo)便需要建立裝配式建筑項目全生命周期協(xié)同平臺。該平臺可以實現(xiàn)設(shè)計各專業(yè)之間的溝通，比如快速分析建筑模型的碰撞情況，從而幫助相關(guān)設(shè)計人員更有效地實現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計、避免施工階段的返工，而這對于集成化、模塊化建筑部品的設(shè)計大有裨益。由于平臺信息的即時共享，裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)也更加便利高效，高精度的模型可以直接指導(dǎo)構(gòu)件的生產(chǎn)，用于設(shè)計構(gòu)件模具、統(tǒng)計構(gòu)件類型和數(shù)量、編制生產(chǎn)計劃等。對于裝配式建筑最關(guān)鍵的裝配施工環(huán)節(jié)，平臺可以通過搭建可視化模型，提前模擬裝配式建筑的裝配施工過程，從而指導(dǎo)現(xiàn)場的精細(xì)化施工。在運營維護(hù)階段，平臺不僅記錄了項目的勘察、設(shè)計、生產(chǎn)、施工信息，而且可以動態(tài)記錄項目交付后建筑的實際情況，進(jìn)而利于項目的運維管理。由此可見，BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑全生命周期有著巨大的優(yōu)勢和發(fā)展前景。

3.3 加大力度培養(yǎng)裝配式建筑管理人員和產(chǎn)業(yè)工人

裝配式建筑的不斷發(fā)展需要人才的不斷輸送。首先，高校和職業(yè)院校應(yīng)適應(yīng)裝配式建筑的發(fā)展，更新人才培養(yǎng)方案，設(shè)立相關(guān)專業(yè)或者開設(shè)相關(guān)課程。其次，政府相關(guān)部門、院校、行業(yè)企業(yè)等應(yīng)通力合作，積極培養(yǎng)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)工人。此外，可以探索裝配式建筑執(zhí)業(yè)資格制度，一方面可以規(guī)范裝配式建筑行業(yè)發(fā)展，另一方面可以調(diào)動從業(yè)人員積極性，提高其職業(yè)技能。

目前，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織中國建設(shè)教育協(xié)會等單位起草了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式建筑職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》、《裝配式建筑專業(yè)人員職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿）。前者明確了構(gòu)件制作工（裝配式混凝土）、構(gòu)件制作工（裝配式鋼結(jié)構(gòu)）、預(yù)埋工、智能設(shè)備操作工、構(gòu)件裝配工（裝配式混凝土）、構(gòu)件裝配工（裝配式鋼結(jié)構(gòu)）和灌漿工等的職業(yè)技能培訓(xùn)考核內(nèi)容。后者規(guī)定了構(gòu)件工藝員（裝配式混凝土）、構(gòu)件工藝員（裝配式鋼結(jié)構(gòu)）、構(gòu)件質(zhì)量檢驗員（裝配式混凝土）、構(gòu)件質(zhì)量檢驗員（裝配式鋼結(jié)構(gòu)）和信息管理員等的職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)出臺有助于提高裝配式建筑專業(yè)人員的職業(yè)能力水平，加強(qiáng)裝配式建筑專業(yè)人員隊伍建設(shè)，確保工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)。

3.4 優(yōu)化升級工藝工法

針對裝配式建筑生產(chǎn)施工過程中的轉(zhuǎn)角板折斷、疊合板斷裂、外墻板保溫層斷裂等平板制作安裝問題，預(yù)制構(gòu)件的連接問題以及管線與構(gòu)件的埋設(shè)問題等，優(yōu)化升級工藝工法，比如使用相關(guān)的輔助工具、吊裝桁架筋、穩(wěn)定套筒灌漿質(zhì)量等。這樣才能全面提升裝配式建筑的施工質(zhì)量，確保裝配式建筑更加安全，進(jìn)而推動其發(fā)展。

3.5 發(fā)揮示范作用并加大宣傳引導(dǎo)

近年來，一批裝配式建筑示范城市和產(chǎn)業(yè)基地、裝配式建筑示范項目充分發(fā)揮了示范作用。示范項目、示范基地和示范城市的不斷增加會進(jìn)一步推動裝配式建筑的發(fā)展。相關(guān)部門應(yīng)積極制定、宣傳和落實裝配式建筑的有關(guān)政策，多渠道展示裝配式建筑的積極效益，提高開發(fā)商等對裝配式建筑的認(rèn)可度，提升大眾對于裝配式建筑的認(rèn)知度，進(jìn)而營造出裝配式建筑發(fā)展的良好氛圍。

4 結(jié)束語

裝配式建筑是綠色建筑的重要組成部分，裝配式建筑的有序健康發(fā)展對綠色建筑的發(fā)展有重要影響，進(jìn)而助力“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近年來我國裝配式建筑得到了快速發(fā)展，但我國裝配式建筑目前也存在以下問題：發(fā)展不夠平衡，標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化程度較低，信息化發(fā)展緩慢，施工管理水平不高，工藝落后，前期一次性成本較高，社會公眾認(rèn)可度較低，建設(shè)模式創(chuàng)新不夠等。針對這些問題，本文提出了擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件與部品部件使用規(guī)模，將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑全生命周期，加大力度培養(yǎng)裝配式建筑管理人員和產(chǎn)業(yè)工人，優(yōu)化升級工藝工法，發(fā)揮示范作用、加大宣傳引導(dǎo)等對策及建議。通過采取這些建議措施，推動裝配式建筑又好又快地發(fā)展。