新型工业化建造下装配式住宅技术标准体系的构建与展望

1 概述

随着可持续理念的深入与住宅产业化的升级，发展新型生产建造方式，建立住宅产业现代化的新型建造体系，已成为当前我国住宅建设的迫切需要，其包含建筑主体及内装体的设计标准化、生产工厂化、装修一体化、施工装配化、管理信息化和运维智能化等特征，并通过体系的集成、灵活的空间构成、优良的部品部件，为社会提供优质资产及产业链支撑，实现可持续发展[1]。为此，国家高度重视工业化装配式技术在住宅领域的应用与推广，2016 年—2017 年，国务院办公厅先后印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》（国办发〔2016〕71 号）、《关于促进建筑业持续健康发展的意见》（国办发〔2017〕19 号），明确了要促进装配式建筑的全面发展。为了进一步贯彻落实该目标，住房和城乡建设部随后制定了《“十三五”装配式建筑行动方案》以及《建筑业发展“十三五”规划》，旨在通过对阶段性工作目标及重点任务的拆解，推动住宅产业的现代化转型，在规划中提出了市场规模、产业结构调整、技术进步、建筑节能及绿色建筑、建筑市场监管、质量安全监管六大发展目标[2]，同时，在行动方案中也将健全标准体系、完善技术体系作为重点任务。

在国家政策的引导与支持下，“十三五”期间，一方面，我国装配式建筑建设规模不断扩大，根据住建部的统计数据，2015 年—2019 年，全国新建装配式建筑面积呈逐年递增的趋势（图1）；另一方面，对高质量建设水平的追求离不开标准的约束与监督，从工业化装配式住宅规范标准制定的整体情况来看，近年来成果显著，从国家标准到行业标准，涵盖了设计、生产、施工建造等不同角度（表1）。然而在快速推进的同时，还需清楚地认识到，目前我国仍处于住宅产业化转型的关键时期，对于现阶段所取得的建设成效、经验教训应进行及时地总结与提炼，对于未来发展方向应有所规划。

基于此，为了归纳总结近5 年工业化装配式住宅设计与建设成效，研究以现行的国家装配式建筑技术标准为切入点，以工业化装配式住宅设计、生产、建设与维护管理全过程中的各个环节为线索，从标准化设计、工厂化生产、一体化装修、装配化施工、信息化管理和智能化运维这六个方面进行分析、研究与梳理，明确相关规范标准在现实中的贯彻与实施现状，为未来标准的制定与优化，提供方向性的参考。

2 标准化设计

工业化装配式住宅与传统住宅设计在方法和内容上均有明显的不同，其强调建筑、结构、机电设备、室内装修等专业间的协同合作，并且渗透到整个产业链的各个环节之中。其中，标准化与一体化设计是实施工业化建造的有效手段，也是实现建筑适应性、多样性以及可持续发展目标的重要条件[3]。在本文研究范围内的三本技术标准中，与设计相关的条文数量占有相当的比例（35%～43%），这在一定程度上反映出设计环节在整个住宅产业链中的受重视程度（图2）。

图1 2015 年—2019 年全国新建装配式建筑面积情况

图2 标准中各类占比情况

表1 现行工业化装配式住宅相关国家与行业标准

从类别构成来看，三本技术标准分别从建筑设计、结构体与主体部件、内装体与内装部品、围护结构以及设备管线等方面进行了设计相关的规定和约束，特别是结构部分，从占比到具体内容都逐渐向体系化发展，并且能够体现出不同结构之间的差异性（图3）。

进一步内容细分可以发现，除了主要的结构体与内装体设计规定外，标准中还包含针对设计协同、模数协调这类总体原则，以及接口与连接的内容，例如，受到装配式木结构建筑的结构特性影响，着重对木组件连接设计进行了强调（图4）。但在内装部分，仍有待加强条文约束的范围和力度，例如，可逐步完善部品之间的连接设计要求，并适当体现不同结构建筑在内装设计中的差异性特点。

3 工厂化生产

工业化装配式住宅是以工业化生产为基础的新型建造体系，通过大量使用通用部件部品，实现住宅产品批量化生产的集成建造，因此，工厂化生产是整个住宅产业链得以建立的关键[3]。在本文的研究范围内，生产环节的内容占比在9%～17%之间（图2）。从工厂化生产的对象来看，主要包括预制构件及部品两方面，这里的预制构件指的是在工厂或现场预先生产制作完成，构成建筑结构系统的结构构件及其他构件；而部品指的是由工厂生产，构成外围护系统、设备与管线系统、内装系统的建筑单一产品或复合产品组装而成的功能单元[4]。

以此为依据进行分类比较可以发现：在《混凝土》和《木结构》中，生产部分的规定以结构预制构件为主，分别占87% 和77%，其中，详细规定了构件的材料、模具、制作工艺等，内容较为完整全面；相比之下，《钢结构》在生产中对于部品更为重视，相关条文占比超过了50%，但内容上仍以整体性及外围护部品的相关规定为主，有待进行系统化完善（图5）。

图3 设计相关内容的组成与各标准中的分布

图4 设计相关内容的细分与比较

图5 生产相关内容在标准中的占比情况

对照具体内容来看，以目前装配式住宅建造中最常见的混凝土结构类型为例，技术标准中与预制构件和部品生产相关的条文大致可以从材料模具、生产工艺和运输储存三个方面进行分类（表2）。相比之下，其在预制构件生产方面进行了更为详细、深入的规定，例如，包含具体的材料要求（条文9.2.18）、模具的固定方式（条文9.3.2）、生产工艺做法及尺寸要求（条文9.6.5）、运输储藏过程中的防护措施（条文9.8.4）等；在部品生产方面，同样也进行了三个方面的规定，但在深度上与前者有一定的差距，可考虑逐步完善重点内装集成部品，如：整体卫浴，整体厨房在材料、模具、工艺方面的具体做法要求。

4 一体化装修及装配化施工

工业化装配式住宅的装修施工方式与传统住宅相比发生了根本性的转变，通过采用干式工法作业，解决了传统湿作业方式中施工精度低、工序复杂、施工周期长、质量参差不齐等问题，有助于提升建设的精度、效率、建筑质量以及空间舒适度[5]。在研究范围内的技术标准中，关于装修与施工的条文内容占比仅次于设计相关条文，其中，《钢结构》《混凝土》和《木结构》依次占33%、20%和13%（图2），这在一定程度上反映出一体化装修与装配化施工是工业化装配式住宅建设过程中的核心，也是重点难点问题。

表2 生产相关条文举例

图6 装修与施工相关内容的组成与各标准中的分布

图7 装修与施工相关内容中内装体部分的细分与比较

在内容的类别构成上，关于主体结构部分的施工安装要求依然是各个标准的集中关注点，特别是在《混凝土》中，对结构体及其主体部件的施工规定条文比例远高于其它。同时，比较而言，《混凝土》对施工各阶段的规定更为全面，其余两本标准均存在一定的缺项问题，例如《钢结构》缺少对施工准备的规定，而《木结构》在内装、围护结构以及设备管线部分均缺少施工阶段的具体规定（图6）。

进一步内容细分可以发现，《木结构》主要从安装准备和主体结构安装两部分进行了规定；《混凝土》则着重在主体结构、公共部分设备管线、围护结构方面进行了强调，另外，在内装部分主要对吊顶、架空地板的安装进行了规定，但在整体厨卫这类工业化模块部品的施工安装上仍欠缺一些限定；《钢结构》在内装方面对架空地板、整体厨卫均有相关说明，例如：针对整体卫浴提出了防水要求（条文7.5.9），针对整体厨房作出了橱柜、油烟设备等方面的要求（条文7.5.10）（图7、表3），但在部品之间、部品与设备管线间的连接方面仍应重视具体的施工流程、操作要点，以避免产生因施工人员水平有限所带来的质量问题。

表3 内装修与施工相关条文举例

5 信息化管理和智能化运维

信息化管理与智能化运维是贯穿在建筑设计、部品部件生产、装修与施工安装、后期维护等阶段的全过程系统，结合建筑信息模型技术，可以提高各专业间的协同配合程度及效率，合理有效的信息管理系统可以帮助工业化装配式住宅保证耐久性和长期优良品质[3]。在研究范围内的技术标准中，相关条文占比在5%～13%之间（图2）。

在内容构成上，除整体性规定外，可以按照建设阶段分为建筑设计、生产运输、施工安装、后期维护等几个方面，分别进行归类统计后得到各标准中不同阶段管理和运维部分的规定情况（图8）。结果显示，三本技术标准均有不同方向的侧重，《钢结构》和《木结构》集中于后期维护方面，这部分的条文单独成章，约占60%～70%；《混凝土》则着重对生产运输阶段的管理和维护进行了说明，同样也达到了60%左右；另外，三者在建筑设计、施工安装阶段管理方面的规定均有待补充。

进一步对照条文内容可以发现，在建筑设计阶段，主要强调了要进行各专业的协同设计；在生产运输和施工安装方面，对生产技术方案的制定以及质量监控和留底进行了规定；在使用维护阶段，则包括了检查的项目、方式、频率和个别情况的对应等（表4）。各阶段中均提到了要采用建筑信息模型技术进行管理，但仍需要进一步明确各阶段管理应如何实施和衔接；其次，对于设计施工图纸的深化程度需给出统一标准，以避免设计与生产施工交接过程中出现偏差；后期维护方面，根据构件和部品种类的不同，其耐用年限也有所不同，需根据耐用年限的不同，建立长短期结合的维护管理计划；最后，仅《钢结构》中规定了“应对装配式钢结构建筑的现场施工人员进行相应专业的培训”（条文7.1.7），而关于人员培训管理更为具体的说明和要求有待完善。

图8 管理和运维相关内容的组成与各标准中的分布

6 成效总结与实践现状

从2017 年至今，相关标准的发布对于住宅产业现代化建设显示出积极的推动作用，也促进了各地相应政策的出台、实际项目的落成与推广，有助于实现装配式住宅的蓬勃发展。其中，京津冀、长三角、珠三角三大城市群作为重点推进地区，2019 年新开工装配式建筑面积占全国的47%（《住建部装配式建筑发展情况报告》）。以主要城市上海、北京、深圳为例，各地通过一系列政策文件进行规划引导，如：上海通过《上海市住房发展“十三五”规划》积极推进全装修住宅，鼓励“大开间”住宅设计理念；北京、深圳也在规划中制定了工作目标，进一步扩大装配式建筑的应用范围与建筑类型。而在建设环节，各地发布的地方标准对从设计到管理全过程的各个阶段进行了约束和限定（表5）。

另外，通过对专业人士进行的调研访谈发现，目前装配式建筑建设过程中仍存在一些问题有待解决，而提升标准体系的全面性、有效性和可操作性将有助于改善现状中的薄弱点。

（1）在标准化设计方面，仍存在着设计方法与工业化建造理念不匹配、思路有待转变的问题，部分设计概念、造型并不符合装配式建造特点，特殊的建筑和构件形态在生产中的可操作性低，精度与质量无法达到要求。

表4 管理和运维相关条文举例

表5 部分省市工业化装配式建筑相关政策及标准

（2）在工厂化生产方面，如今大部分的生产仍集中在预制构件部分，而部品的标准化、模数化程度以及产能方面都有待提升，较多的异形构件影响了模具的重复使用率。同时，不同企业之间的标准不统一，难以协调，也使得部品之间不存在可替代性，这都将导致生产成本增加、生产效率降低。

（3）在装配化施工与装修方面，目前，工业化装配式住宅建设中的施工人员专业程度较低，安装经验不足，当相关内容的规定不够具体时，施工人员将无法较好地理解干式工法的流程和要点，从而导致安装上的疏漏，特别是连接部分，例如，在上下层、墙与墙接缝以及部品之间容易出现缝隙、漏水等不该出现的质量问题。

（4）在信息化管理与运维方面，目前，大多数工业化装配式建筑的建设及管理流程仍然以传统模式进行，各单位（材料供应厂家、生产厂、设计部门、总包单位等）没有及时介入到项目当中，沟通协调的流程过于繁杂，周期及各种信息传递路径过长，节点过多，导致不必要的衰减和偏差的概率增加，损耗和成本也相应上升。

7 结语

通过研究发现，我国现行的装配式建筑技术标准对建筑设计、生产、建造及管理的全过程进行了规范与指导，切实有效地推动了新型生产建造方式在住宅领域的应用，然而，现状所反映出的问题也不容忽视。为此，住房和城乡建设部等9 部门于2020年8 月联合印发了《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，以新型建筑工业化为目标，提出了涵盖设计、生产、施工、管理等方面的指导意见，从顶层设计的角度为未来指明了发展方向，也为今后标准的制定提供了方向性的参考。

从体系构建来看，要建立我国新型工业化建造体系，不仅要从顶层设计的角度去认识，更要着手建立健全的、以新型生产建造方式为中心的标准体系构架，围绕标准化设计、工厂化生产、一体化装修、装配化施工、信息化管理和智能化运维进行补充与调整细化，逐步完善标准体系中的各组成部分，使其得以涵盖不同类型建筑在各环节的具体要求。

从产业建设来看，住宅建筑生产产业链的建立仍是未来发展的重点，这就需要进一步补充完善对内装及部品方面的规定，逐步形成标准化、系列化的部品体系，并将规定细化到具体部品部件的设计及施工工艺等方面；补充建立结构体与内装体之间的连接系统，囊括结构、内装与部品之间的接口与连接，明确其在设计、施工安装及后期维护等方面具体、有效、可实施的规定要求。

另外，目前我国装配式住宅，无论是建筑设计阶段还是部品生产阶段，都仍需提升标准化、模块化程度，应将模数协调有关规定具体落实到每个环节，从根本上改变传统设计与生产思路。最后，应建立统一标准的管理与监督机制，推广建筑信息模型（BIM）技术的应用，明确各专业在各阶段的具体责任，加强相关人员的专业培训，保证住宅建设的品质与效率。

总之，只有通过建立和健全工业化装配式住宅的规范标准体系，才能够更为准确、有效地指导高质量的住宅建设，才能够真正实现住宅产业的升级转型。