浅谈装配式建筑的发展

王如祥1 张国臣1 薛成龙2 董艳欣2 李炎锡2

摘要：我国装配式建筑行业发展已经近70年，从人工制作到机械化生产、由借鉴到突破创新。20世纪50年代，我国借鉴前苏联等国家的经验，在国内推行装配式建筑，以混凝土结构为主的装配式建筑得到快速发展。到80年代，抗震性能差，防水、隔音等问题的出现，装配式建筑发展缓慢。进入21世纪，在可持续发展和劳动力紧缺的背景下，装配式建筑行业迎来发展新机遇，2015年以来，国家和地方政府相继出台各项政策大力推广装配式建筑，加上装配式建筑的相关技术工艺发展逐渐成熟，我国装配式建筑行业迎来快速发展新阶段。

关键字：装配式建筑；发展；特点；现状；

前言：

装配式建筑是用预制好的房屋构件装配而成的建筑。与传统方式不同，这种建筑方式将大量的现场工作都搬到了工厂进行，在工厂制作好了配件、构件，比如楼板和楼梯等，然后再运送到施工现场，通过连接方式在现场进行组装及固定，通过这样的方式所形成的的一种建筑结构。目前装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用。

正文：

一、装配式建筑的发展

自20世纪50年代，我国开始发展装配式建筑技术,通过学习借鉴西方发达国家的经验并不断探索，初步建立了装配式建筑技术体系。装配式技术主要应用在内浇外挂住宅、大板住宅、框架轻板住宅等体系之中。20世纪80年代末，随着建筑业蓬勃发展，现有的装配式建筑产品已不能满足时代需求，同时由于技术受限，装配式建筑的抗震性、结构整体性、隔声、保温等问题也显现出来。装配式建筑的发展受到了制约，在建设中的比例逐渐减少。但是对装配式建筑探索和前进的步伐始终没有停止，相关科研单位和企业,仍在不断发展和装配式建筑技术。装配式建筑规划自2015年以来密集出台,，装配式建筑进入全面发展阶段，表现为技术进步开始促进装配式建筑的发展，行业内生动力也逐渐增强。

二、装配式建筑的分类

装配式建筑按结构材料主要分为装配式预制混凝土结构（PC）、钢结构和木结构三种，三大技术自成体系，各有优势。第一种为预制装配式混凝土结构形式，指的是采用预制的混凝土构件（即PC构件）作为主要的构件，在工厂提前预制，并运输到现场进行装配连接，在构件结合部分现浇混凝土而成的结构。还有一种类似的形式叫砌块建筑，主要分为小中大型三种。小型砌块适于人工搬运和砌筑，工业化程度较低，灵活方便，使用较广；中型砌块可用小型机械吊装，可节省砌筑劳动力；大型砌块现已被预制大型板材所代替。这个形式适用于建造3～5层建筑。砌块建筑适应性强，生产工艺简单，施工简便，造价较低，还可充分利用地方材料和工业废料。尤其是小型砌块，可用套接代替砂浆的干砌法，减少湿作业；第二种为预制装配式钢结构形式，是由钢制材料组成的结构，主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。这个形式自重轻、跨度大、抗风及抗震性好、保温隔热、隔声效果好，符合可持续化发展的方针，建造效率高，可扩大建筑的使用面积，适用别墅、多高层住宅、办公楼等民用建筑及建筑加层等；第三种为木结构形式，这种形式并不适合我国的建筑发展需要，是因为我国人口众多，房屋需求量大，人均森林资源和 木材贮备稀缺。此外，我国《木结构设计规范》明确规定木结构建筑层数不能超过 3 层，并且对最大长度和面积做出了限制。近年来出现的木结构大多为低密度高档次的木结构别墅，主要是为了迎合一定层面的消费者对木材这种传统天然建材的偏爱，行业整体体量较小

三、装配式建筑要点及优缺点。

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。其要点有以下几个方面：1.前期技术策划：装配式建筑设计应从建筑项目的外部条件、成本、目标、规模、定位等方面入手，结合具体平面和立面设计完成策划，不断优化设计，确定最符合当前情况的技术实施方案。2.科学拆分设计：科学拆分是装配式建筑实现标准化的关键点。科学拆分与装配式建筑各个环节影响不同，科学的拆分可以将装配式建筑的各个部件都理清顺序，在构件生产之前有不可替代的作用。3.结构构件加工图设计：在结构构件设计方面，加工厂应该与设计单位加强沟通交流，结合实际需求进行预制构件类型和尺寸的初步设定。要精确定位机电管线和预制构件门窗洞口，还应该注意构件预埋位置。4.构造节点设计：预制构件要满足建筑装饰、耐久、力学和物理性能，要结合项目实际，需要不断优化构造节点设计，满足实际需求，结合抗震、风荷载、热胀冷缩等外界环境，设计适合宽度的接缝。5.吊装施工设计：装配式承重墙预制构件吊装设备较适合选择扁担形势的吊装设备，施工图过程中，应考虑天气状况、控制施工人员活动范围、精细化施工工艺，同时对发生的问题应随时反馈，及时解决。

和传统建筑相比，装配式建筑有它固有的优点：①标准化的构件生产可以节约材料、现场施工噪音小；②现场施工周期短；③由于工厂化构件加工，建筑施工现场对环境的影响小；④节约成本、减少投资；⑤施工速度快，项目周期短；⑥能有效解决外保温及饰面脱落的问题；⑦现场出错率低，提高施工质量。当然，在现阶段装配式建筑也有他自己的缺点：①建筑平面和立面形式单一，无法满足个性化需求；②对施工人员的技术水平要求高；③装配式构件连接要求高，连接质量检验不好控制；④装配式建筑技术不够成熟、项目使用率较低；⑤容错率低，一旦开洞错误、构件安装错误，补救困难；

四、装配式建筑的未来。

在过去的几十年中，我国的老年人口规模不仅大，而且增速之快，几乎超出了所有预期。据国家统计局数据显示，2017年以来，我国老年抚养比例逐年攀升，加上生育率下降，适龄劳动人口数量也有所下滑，导致我国劳动人口用工成本提高。传统建筑行业对于建筑施工人员的数量需求较大，用工成本提高会使得企业生产成本大幅度增加，因此未来建筑业走向工业化是发展的主要方向。随着科技的不断发展和人们生活水平的提高，建筑行业也在不断地发展和改变。其中，装配式建筑作为一种新型建筑方式，正在逐渐崭露头角。

与传统现浇模式相比，装配式建筑能从根本上改变施工现场“脏乱差”局面，有效降低建筑全过程的能耗和碳排放。细分来看预制装配式住宅的优势主要体现在模板工程、保温板以及运输工程，而在钢材、混凝土等主材消耗方面相比现浇住宅尚无优势。从碳排放数据上看，预制装配式住宅在砂浆、木材、保温材料以及能源方面的碳减排效应明显，碳排放远小于现浇住宅，主材方面的碳排放同样没有优势。

在绿色低碳转型、“碳达峰碳中和”等目标的引领下，我国相继出台各项政策，鼓励各行业绿色健康发展。2022年以来，国家和各部委相继出台了《“十四五”建筑业务发展规划》《关于进一步释放消费潜力促进消费持续恢复的意见》，都提出要推进生产生活低碳化，大力发展装配式建筑，全面推行绿色施工。和传统建筑模式相比，装配式建筑组装轻便，不用在现场大规模施工，利用工厂生产成型的部品部件，直接在施工现场进行组装，能从根本上改变施工现场“脏乱差”的环境，有效降低施工建筑中的碳排放和环境污染。“十四五”期间，国家对于装配式建筑行业的大力扶持，装配式建筑行业将进一步扩大发展空间，加速行业发展进程。