如果我們把3萬年前山頂洞人的洞穴算作最初建筑的“原型”的話，到距今5000年前建造難度極大、建造工藝水平極高的“金字塔”，到如今的世界最高建筑——迪拜的哈利法塔，我們不得不承認，建筑業(yè)可以堪稱最“古老”的行業(yè)。然而，這個最古老的行業(yè)，如今的建造方式還是以現(xiàn)場澆筑為主，整個行業(yè)的科技含量和生產(chǎn)效率都非常低，遠遠不如制造業(yè)。

建筑業(yè)有沒有可能用100年的時間實現(xiàn)從“手工”勞動到先進的“流水線”生產(chǎn)的跨越？有沒有可能用50年的時間實現(xiàn)從“整體”家具到“拼裝”家具的跨越？

這是一代又一代建筑人的夢想，這個夢想在“裝配式建筑 ”概念的提出之后，讓我們看到了傳統(tǒng)行業(yè)的新希望。

裝配式建筑是什么

什么是裝配式建筑？簡單說，我們可以把梁、板、柱、墻等事先做好的構(gòu)件想象成一塊塊樂高積木，在施工現(xiàn)場只需和搭樂高一樣將預(yù)制部件通過可靠連接方式進行組裝。但“組裝”又不僅僅是“搭”，預(yù)制構(gòu)件運到施工現(xiàn)場后，會進行鋼筋混凝土的搭接和澆筑，來保證建筑的安全性。

裝配式建筑按照結(jié)構(gòu)材料分類，主要包括混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)建筑，歷史上還有石材結(jié)構(gòu)、鐵結(jié)構(gòu)等當代應(yīng)用較少的建筑結(jié)構(gòu)。這種 “產(chǎn)業(yè)化”、“工業(yè)化”的建筑在歐美及日本已經(jīng)廣泛采用。

裝配式混凝土建筑的熱潮在50年代末興起。 瑞典、丹麥、芬蘭等北歐國家由政府主導建 設(shè)“安居工程”，大量建造裝配式混凝土建筑。瑞典當時人口只有800 萬左右，每年建造安居住宅多達20萬套，僅僅5年時間就為一半國民解決了住房。北歐冬季漫長，氣候寒冷，夜長晝短，一年中可施工時間較少， 搞裝配式混凝土建筑 主要是為了縮短現(xiàn)場工期，提高建造效率，降低造價。 冬季在工廠大量預(yù)制構(gòu)件，到了可施工季節(jié)到現(xiàn)場安裝。北歐的裝配式混凝土建筑提高了效率，降低了成本，也提升了質(zhì)量。其經(jīng)驗被歐洲其他國家借鑒，又傳至美國、日本、東南亞……

而在中國，祖輩們早在兩三千年之前就已經(jīng)熟練了裝配式建設(shè)技術(shù)。中國古建的設(shè)計和施工一直是基于一種“工廠預(yù)制”構(gòu)件和“現(xiàn)場裝配”的制造和施工工藝，與現(xiàn)代“裝配式建筑”的理念完全吻合。從2015年起，隨著政府的積極引導，技術(shù)體系規(guī)范逐步建立，預(yù)制構(gòu)建產(chǎn)能的提高和完整產(chǎn)業(yè)鏈的形成，出現(xiàn)了大量的優(yōu)質(zhì)裝配式項目。

國家為什么要推裝配式建筑

裝配式建筑之所以成為建筑界大佬投資的新寵，得力于2016年9月國務(wù)院辦公廳下發(fā)的《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》，報告中提出要以京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區(qū)，常住人口超過300萬的其他城市為積極推進地區(qū)，其余城市為鼓勵推進地區(qū)，因地制宜發(fā)展裝配式建筑。力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。

在2017年3月份，住建部發(fā)布的《“十三五”裝配式建筑行動方案》明確到2020年，全國裝配式建筑占新建建筑的比例達15%以上，其中重點推進地區(qū)達到20%以上。根據(jù)此套方案提出的目標，各省市都開始了裝配式建筑落實方案。

裝配式建筑質(zhì)量效率大為提高，還有利于節(jié)能降耗 ，傳統(tǒng)施工時，工人用木板搭制勾出墻的外形，再澆入水泥凝固后形成墻體，表面往往粗糙不平，而在“住宅工廠”里，模具制作由電腦控制，最后制成的“積木”長寬高誤差僅為1—2毫米。制作墻體時，工廠還能根據(jù)客戶需求加裝“配件”，水電、燃氣、制冷制熱管可以預(yù)埋，門窗可以預(yù)裝，瓷磚、地板、外墻的裝飾涂料也都能預(yù)制。

在生產(chǎn)效率上，“積木”同樣優(yōu)勢明顯。“拿樓梯來說，現(xiàn)場澆筑特別麻煩。每一層臺階都得費力氣做平整，澆筑完還要封上木板做成品保護，在常溫下風干養(yǎng)護，28天后才能開封。”采取預(yù)制方式，樓梯可以“躺”在養(yǎng)護窯里養(yǎng)護，10小時內(nèi)就能完工。預(yù)制構(gòu)件在工廠里生產(chǎn)擺脫了季節(jié)、天氣、場地拆遷條件等限制，“只要有施工藍圖，就算地基還沒開挖，也可以提前生產(chǎn)起來。

從建筑業(yè)本身來看，裝配式建筑是提升質(zhì)量和效率的一條好路子；而從對生態(tài)環(huán)境的影響來看，裝配式建筑也更加綠色，更有利于減少污染、節(jié)約資源。

傳統(tǒng)建筑工地給人的印象往往是“塵土飛揚、垃圾滿地、叮叮當當”。相較之下，裝配式建筑的現(xiàn)場作業(yè)則干凈安靜得多。“施工裝配機械化程度很高，大大減少了現(xiàn)場的和泥、抹灰、砌墻等濕作業(yè)。傳統(tǒng)施工的建筑垃圾約為每立方米50—60公斤，而裝配式能將其減少80%以上。此外，還能節(jié)水60%、節(jié)省木材80%、減少能耗70%，噪音也大為降低。

從經(jīng)濟發(fā)展全局看，發(fā)展裝配式建筑也有重要意義。“裝配式建筑量大面廣、產(chǎn)業(yè)鏈條長、產(chǎn)業(yè)分支眾多。發(fā)展它，能夠帶動部品部件生產(chǎn)企業(yè)、專用設(shè)備制造企業(yè)、物流產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)等新的市場需求，有利于促進產(chǎn)業(yè)再造和增加就業(yè)，并帶動地方經(jīng)濟發(fā)展。

怎么破解裝配式建筑發(fā)展困難

在國際上，裝配式建筑被視為建造業(yè)的重大變革，早已被發(fā)達國家廣泛采用。但我國，它的推廣卻非順風順水。

一些建筑實施單位缺乏經(jīng)驗，技術(shù)水平低下、管理不到位，造成工程質(zhì)量還比不上傳統(tǒng)建筑。拆分方案不合理，造成土建造價上升30%；構(gòu)件吊裝時，各工種配合不好，輕則費時返工、重則會造成傷亡……

相較技術(shù)上的缺陷，成本因素對于裝配式建筑推廣的制約顯得更為明顯，也更亟待化解。

一般來說，在組裝階段，裝配式建筑在人力、工期、裝修等方面均可節(jié)約成本，唯獨在預(yù)制構(gòu)件上成本更高。“預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆對比，按照預(yù)制率不同，每平方米的單價要增加100元—200元不等。

成本上的劣勢，很大程度上是由項目規(guī)模小造成的。像在生產(chǎn)預(yù)制混凝土構(gòu)件時，模具成本占了很大一塊，工程量小了，它攤到每個構(gòu)件中的成本勢必就會走高。但當工程量達到一定規(guī)模、企業(yè)有規(guī)范科學有序的管理、有一支比較嫻熟的職工隊伍后，完全能夠降低成本。

政策扶持將逐步化解成本難題，外界環(huán)境有待再優(yōu)化。規(guī)模小導致成本高，成本高又反過來限制規(guī)模擴大。不讓裝配式建筑陷入發(fā)展“死循環(huán)”，還需政府伸手拉一把，市場需求激活了，項目多了，成本難題就能迎刃而解，優(yōu)勢也會更明顯，裝配式建筑才能更快走上良性軌道。

從“惡性循環(huán)”到“良性軌道”，不可或缺的是政策外力。事實上，在國務(wù)院文件出臺之前，近年來已有不少省市出于環(huán)保、節(jié)能、推進建筑方式變革等目的出臺了激勵扶持政策。

有些是“硬杠杠”。比如上海市提出，從2016年起，外環(huán)線以內(nèi)新建民用建筑應(yīng)全部采用裝配式建筑、外環(huán)線以外超過50%；又如南京市在2016年6月一次地塊出讓中，也對裝配式建筑面積的比例和建筑的預(yù)制裝配率提出明確要求。

有些則是“真金白銀”。在北京，滿足相關(guān)條件的產(chǎn)業(yè)化項目可獲不超3%的規(guī)劃建筑面積獎勵。在上海，一定政策期限內(nèi)，總建筑面積在3萬平方米以上的裝配式項目，預(yù)制裝配率達到40%及以上的，每平方米可獲補貼100元，單個項目最高補貼1000萬元。

學校裝配式建筑浪潮

眾所周知，發(fā)展教育，基礎(chǔ)先行。在2019年國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》中明確提出了“加快推進教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強國”的新標準，這對推進義務(wù)教育學校標準化建設(shè)提出了更高的要求。為了使教育更加面向未來，對建筑企業(yè)而言，設(shè)計更科學的校園功能分區(qū)、建設(shè)更安全舒適、綠色便利的學校，迫在眉睫。而在教育投資建設(shè)中，高品質(zhì)的學校裝配式項目在2018年起在國內(nèi)大量井噴，儼然成為學校建設(shè)新浪潮。

那么裝配式建筑為什么越來越成為一種學校建設(shè)趨勢呢？離不開以下優(yōu)點：

設(shè)計過程明確

裝配式建筑往往采用平面標準化、模數(shù)化，在滿足學校功能的前提下，在立面和布局上卻不失靈活性。并將工業(yè)設(shè)計理念引入建筑設(shè)計中層層升級，基于學校設(shè)計大數(shù)據(jù)，BIM三維可視化設(shè)計。

有效縮短施工周期

裝配式建筑采用的預(yù)制基礎(chǔ)技術(shù)能大幅縮短基礎(chǔ)工期，基礎(chǔ)施工時，上部構(gòu)件已在工廠加工好，現(xiàn)場只需較少的人工進行裝配化施工。目前市場上常見的全栓鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，設(shè)計使用壽命100年，也能有效保證施工質(zhì)量，提高一度抗震。

總體造價低

裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系是當前將“高能耗建筑”向“綠色建筑”轉(zhuǎn)變，提高建筑業(yè)現(xiàn)代化建造能力的最有效途徑之一。 采取的全裝配式結(jié)構(gòu)不僅節(jié)能、環(huán)保，也可獲得國家補貼，在后續(xù)材料回收率上更可達60%~80%。 在綜合造價上比傳統(tǒng)工藝節(jié)省20%~30%。

學校裝配式建筑優(yōu)質(zhì)項目

現(xiàn)在，綠色裝配式學校已經(jīng)初見成效，在政府的大力推廣下，涌下了一批具有代表性的項目。

星河灣中學

「星河灣中學」作為上海市第一所采用預(yù)制裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系建造的公共配套完全中學建筑示范項目，在裝配率、項目類型和規(guī)模上都是建設(shè)先例。

項目PC設(shè)計特點

• 高預(yù)制率公共建筑
• 教學辦公樓預(yù)制率45.1%、學生宿舍樓47.2%。
• 標準化、模數(shù)化設(shè)計的學校建筑
• 教學辦公樓、宿舍樓等使用功能明確，適合進行模數(shù)化設(shè)計。
• 抗震等級高、節(jié)點構(gòu)造要求高

抗震設(shè)防為重點設(shè)防類，節(jié)點與構(gòu)造的抗震設(shè)計要求高；其中宿舍樓抗震等級為一級、教學辦公樓抗震設(shè)計等級二級。

裝配式建筑模數(shù)化

教學辦公樓采用了模數(shù)化的建筑設(shè)計，由普通教室、專業(yè)教室、衛(wèi)生間等標準模塊單元組成； 其中對于不同功能的普通教室進行尺寸歸并，專業(yè)教室采用1.5或2倍的擴大軸網(wǎng)進行布置；通過結(jié)構(gòu)布置歸并，大大減少構(gòu)件種類。

深圳市大磡小學

「深圳市大磡小學」是深圳首個裝配式鋼結(jié)構(gòu)學校，從開工到竣工僅用了138天。

深圳市大磡小學充分發(fā)揮裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑輕、快、好、省的優(yōu)勢，通過設(shè)計、采購、建造全過程中應(yīng)用的BIM技術(shù)、智慧工地等先進管理手段，使項目工期從傳統(tǒng)建筑所需要的一年時間縮短到138天，完成了近25000平方米的園林景觀施工和8200平方米的建筑施工。

濟南市鋼城區(qū)金水河學校

「濟南市鋼城區(qū)金水河學?！沟匿摻Y(jié)構(gòu)制作、AAC墻板及樓承板板全部在車間生產(chǎn)，減少了現(xiàn)場施工強度，省去了砌筑和抹灰工序，大大縮短了整體工期，具有綠色、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點，該工程的順利推進對公用建筑發(fā)展起到良好的示范引領(lǐng)作用。

裝配式建筑不僅僅是一門建設(shè)的新工藝，它更是服務(wù)于我們的莘莘學子。早一天完工，讓孩子們早一天上學。

唯有校園里清脆的朗讀聲與操場上嬉戲的身影才是所有投身教育事業(yè)的教育人所希冀看到了。希望在未來有更多的孩子們能在綠色環(huán)保、安全放心的裝配式校園里，度過一段難忘的多姿多彩的學生時光！

裝配式建筑解決方案

Planbar建筑工業(yè)4.0BIM軟件

Planbar在市政橋梁方向的應(yīng)用