张达 王磊 张迎骥
北京市自来水集团有限责任公司 北京 100031
目前,我们国家的建筑模式仍然以传统的现场施工为主,其所需劳动力强度大,对大量的廉价劳动力的依赖性高。由于施工现场较为混乱,其也被称作粗放型施工方式。而预制装配式施工则是近年来新兴的一项建筑施工模式,其多采用的是预制构件集约化生产然后进行现场组装的建筑方法,具有构建效率快、节约劳动力、质量优等建筑特点。
与传统建筑模式相比,装配式建筑更能符合当今世界对建筑业绿色发展的要求,在经济效益、社会效益以及建筑的安全性能上也具有较高的水平,具体的优势还包括以下几点:
(1)降低能源消耗。装配式建筑模式中的建筑模块都是事先做好的预制构件,比起传统的现场建造来说,其对于水资源、砂浆、木材模板等原料的使用率更高,在较大程度上降低了能源的消耗。据相关统计,与传统建造方式相比,装配式建筑模式能够减少24.33%的水、55.03%的抹灰砂浆以及55.4%的模板木材用量。
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(2)减少环境污染。现场建构模式必定会带来较多的工业污染、粉尘污染、噪声污染以及环境污染等不良的环境问题。而预制装配式建筑却很好地解决了以上问题,其预配置模块的方式能够有效减少建筑垃圾的产生于清运,十分有利于我国构建绿色健康城市。
(3)提高工程质量。工业化的预制板块与手工湿作业相比更易于控制成品质量的标准化,能够更好地提高施工的精确程度从而保证建筑部件的质量。在很大程度上保证的施工建筑的安全,降低了手工建筑的通病,还能有效减少劳动力的劳动强度,加快建筑工程的施工进程。
(4)提高了劳动生产率。装配式建筑的建筑构建大部分都是预制工厂集中生产出来的,整个生产制作的过程不会受到自然环境的影响。其次,在安装过程中,较高的机械化程度大大提高了建筑施工的生产效率,能够缩短30%甚至是50%的工期。
(5)有利于新型产业的形成。工业化的装配式建筑还能够促进工业制造、信息产业甚至是物流产业的深度发展,促使其相互融合从而实现新型产业的发展,对拉动社会经济增长具有积极的作用[1]。
总而言之,装配式建筑模式创新了建筑行业的发展模式,形成了工业化、机械化、组装机械化于一体的综合管控,有效促进建筑行业的转型发展,值得进一步的推广借鉴。
据统计,我国目前的建筑工业化率仅有5%,而日、美等国家却早已达到了70%甚至是80%。由此可见,我国建筑业的工业化还需要不断的努力。其次,城镇化进程仍然是我国发展的一大趋势,其也会在一定成程度上促进建筑业的不断转型,而建筑工业化也会随之得到不断地提升。
传统建筑模式是一种典型的劳动密集型产业,十分依赖劳动力的发展。不过,随着经济的不断发展,劳动力开始流向各行各业,这在很大程度上给建筑业产生了影响。其次,由于建筑行业的劳动强度较大,大部分年轻劳动力以不再将建筑业作为工作的首要选择,建筑行业的老龄化严重,并且随着我国劳动力市场保障体系的不断完善,曾经的劳动力成本绝对优势正逐渐消失。而装配式建筑模式其工业化的建筑模式可取代大部分人工劳动力,数控程度高,机械化水平高,从而为解决未来劳动力短缺以及成本上升等问题提供了可能性。
由于我国人口、国土面积、行政管理等基本国情原因,自建房的建设模式在广大农村地区占据主导位置,特别是在乡镇及以下级别的行政区域;甚至在大部分县城中,自建房的比例也常常居高不下。对于自建房屋来说,由于多属于使用者的自发行为,所以难以形成大规模的标准化建筑模式。而标准化、规模化的生产模式又是装配式建筑的必要条件。所以放眼望去,不论正在建设的又或者已经建设完工地自建房屋,使用的都是传统的钢筋砖混结合的结构又或者是水泥现浇建筑技术,装配式建筑在此类地区少有用武之地。另外,对于装配式建筑来说其对施工技术还是施工能力往往都存在更高的要求。在经过调研访问可以发现,广大乡村地区既缺乏相关的工程技术人员又缺少相应的工程设备支撑,所以人们普遍对潜在的安全风险和成本问题表示担心,即使有相应的政策倾斜和资金补贴也不足以推动其普及化,往往事半功倍[2]。
目前,我国商品房市场发展迅速,常见的房屋种类有别墅、洋房、小高层、高层,但整体装配化率都较低。分析发现,主要原因还是在于装配式建筑技术还未得到多数从业人员的认可,而且与传统建设模式相比成本仍然相对较高。特别是对于高层住宅建筑来说,由于多数房地产开发商的产品线已经在传统建设方式中形成了模式化与标准化,因此对新技术新模式的敏感度较低。但是,对于我国现在的商品房市场来说,已经形成的产品标准化、规模化其实是非常有利于装配式建筑的推广的。例如:除了建筑主体结构外,大多数维护结构、隔断结构以及各功能区都是可以采用装配式构件和半成品来完成的,特别是厨房和卫生间这类整体功能性需求较强的部位。这样既方便施工,又减少了环境污染和资源浪费,在提高整栋建筑装配率的同时,并不影响整体建筑的稳定性和安全性。因此,政府及相关部门,可出台相应的政策及要求,对不同高度的建筑物提出相应的装配率要求。如:低层建筑,尽量实现全装配化,最低要求装配率达到百分之八十;多层建筑装配率不应低于百分之六十;高层建筑装配率不应低于百分之四十,并在验收时对相关构件及连接方式和安全性进行检查,同时规范各装配式构件使用的产品规格。
公共建筑包括办公建筑、旅游建筑、商业建筑、科教文卫建筑、通讯建筑交通运输建筑等,在整个建筑物体系中所占的比例较大。同时,其体积大、高度低的特点十分利于装配式建筑模式的发展。目前,已有部分公共建筑物,使用了装配式建筑,特别是旅游建筑、交通运输建筑和部分商业综合体建筑(如商场、营销中心等),也因此吸引了不少建筑从业者的目光。
不过,由于自20世纪后期以来,我国建筑业一直以传统建造模式现浇施工为主,预制装配式建筑案例十分稀少,使得了解预制构件技术以及管理的人才较少,从而导致目前各类建筑中装配式建筑使用率较低。另外,经调研分析,虽然目前,政策的引导使每个地区几乎都有了装配式建筑的相关公司或基地,且推广力度也在不断加大,但是目前使用装配式建筑模式的项目比例还处于较低水平。
上世纪七八十年代,中国国内曾一度出现过建筑建设工业化的大浪潮,但之后却忽然销声匿迹了。近些年,虽然我国政府极力鼓励并推进了装配式施工建设,但是由于市场的反应程度一般,因此装配式建设在我国的发展中始终处在徘徊态势。经过多方面研究了解,笔者认为,目前国内制约装配式建筑大规模普及的原因有以下几种。
一是,由于基础性研究的不足,中国整体行业标准制度不健全。预制装配式施工建筑的重要性虽然已经开始逐渐被建筑业所认可,但目前对于建筑全面普及而言还远远不够,同时缺乏相应的工程经验,使得许多建筑技术规范仍处在空白。此外对于预制装配式施工建筑的设计、制造、施工经验等规范也不齐全,检验等相关规范也明显的滞后于建筑技术规范的进展,大面积普及受限。
二是,目前的施工体制和设施还不足以支撑装配式建筑的广泛应用。据统计发现,大部分具有总承包资质的企业还不具备专业的构件生产力,而少数具有构件生产力的企业却没有承包资格,这种不平衡的发展也使得装配式建筑的普及变得困难。再有,装配式建筑对工程精度、运输能力、吊装能力、管理水平等一系列综合工程能力的需求均高于传统施工模式,若大范围普及装配式建设模式需对行业整体水平进行提升[3]。
三是,由于产业发展暂未形成一定规模,导致基础建设成本居高不下。新型技术的产业化能够有效促进生产成本下降,但目前装配式建筑在我国还未能形成稳定的市场规模,而不能形成规模的产业化其生产成本总是极高的,自然不利于该产业的推广。其次,建筑产业化的实施还需要以下二个门槛:一是技术要求高,当前我国的装配技术还处于初级阶段,但实现装配式建筑的普及是需要大量科研及技术人员作为基础的。二是资本投入较大,装配式建筑需要前期投入大量的资本,其投入资本是否能够产生收益还需考虑到后期市场的发展情况,因此,对于企业来说,高度的不确定性也是阻止该产业形成规模化的原因。
完善建筑体系标准化:现代建筑体系标准化是进行产业化建设的基石,建筑系统主要由承载构件系统和围护结构系统组成。目前较易建立标准化管理体系的主要结构形式是围护系统中的砼结构、钢铁(主要是轻钢)、钢管砼结构等。因此在长期调研、试验的基础上,可由易到难的逐步将现有专用体系转向通用体系,如此可为优先普及部分结构的装配化奠定基础。同时,对于预制混凝土装配式结构的连接方式、节点构造和一些关系到建筑主体结构安全性等关键技术方面的问题,还需要按不同结构形式,不同使用需求形成适用度高的专项技术标准[4]。
目前,我国对预制装配式建筑的发展缺乏明确且连续的整体规划和政策指引,造成了部分企业盲目跟风,可持续性不高。所以我国应该建立装配式建筑发展的顶层设计。加强监管,科学指导,系统规范。将对致力于工业化住房研究的企业、研究院校等进行资源整合,重点突破、分阶段开展,有序实施。逐步形成研究开发、工程设计、技术推广和经营管理为一体的新生产模式。[5]前期可由国家财政直接投入的建设项目率先推进试验,为装配式建筑普遍推广奠定基础。
进一步提高工程建设行业的规范性,加强从业人员的全套保障体系,并出台一系列符合当下绿色可持续发展理念的配套政策。如提高碳税、污染治理费率,且加强监管与处罚力度。同时可以建立工程项目建设条件意见书机制,将建筑装配化率作为项目评估条件,并对达到绿色建筑标准的示范性工程项目予以经济优惠政策与项目奖金。如此随着该新型建设模式的经济效益逐渐体现其市场规模也会不断扩大,形成良性循环。
装配式住房发展,必须做到设计、建造、管理的统一。在项目谋划、规划设计、建筑设计、制造加工、运输施工、设备设施配置、装饰装修以及企业经营管理等全过程中统筹协作,逐步建立完善的企业一体化运作管理模式。同时,对于其他着力于推进住宅产业化建设的施工公司和关联企业,也应当走上以开发为龙头的集团化发展路线,既有利于企业统筹协作、增加效率,也适应行业结构调整、企业专精特新、实现规模优势的市场发展趋势要求[5]。
首先,各级建设主管要加强预制装配式建筑的推广,将促进建筑产业的绿色发展,提高建筑的品质与性能作为首要工作任务,统筹规划、统一协调、有序推进住宅产业向现代化的方向发展。其次,住宅作为建筑产业的重点改革对象,发展装配式建筑需要根据不同地区的经济状况进行调整,由点到面,在自然环境的基础上,不断提高工业化生产水平,因地制宜的探索出适合本地区产业的发展之路。
目前,装配式建筑已经收到了建筑行业的广泛关注,同时政府的大力支持与推广也使得装配式建筑模式必然会成为建筑设计的主流。因此,在建筑行业实现创新转型的这一过程中,广大建筑行业的从业者都要转变观念,抓住建筑行业的发展机遇,将更多的精力投入到装配式建筑当中,为实现绿色环保型建筑作出贡献。