装配式建筑的发展现状与未来趋势

马荣全

(三一筑工科技股份有限公司，北京 102206)

0 引言

装配式建筑起源于第二次世界大战后的日本和欧洲，主要是为了应对劳动力短缺而居住需求巨大的建筑市场。中国的装配式建筑则起源于20世纪50年代，并于20世纪70—80年代迎来第1次发展，建造方式从手工作业到机械化生产、从借鉴国外技术到自我创新，期间有过高潮也经历过低谷，特别是在20世纪90年代前后，我国的装配式建筑发展一度进入低潮期，直至20世纪末期，才开始新一轮的发展。近年来，在环保压力不断加大、城镇化及房地产产业发展的推动下，装配式建筑进入高速发展及创新期，从全国形势来看，装配式建筑已经是大势所趋，势不可挡。

根据住房和城乡建设部于2016年出台的《建筑产业现代化发展纲要》：到2020年，装配式建筑占新建建筑的比例20%以上；到2025年，装配式建筑占新建建筑的比例50%以上。装配式建筑已成为整个建筑行业关注的焦点。据统计，2020年全年，全国的装配式建筑开工建设面积已达6.3亿m2，超额实现了预定目标，如图1所示。

图1 2016—2020年全国新开工装配式建筑面积

1 装配式建筑发展的背景与原因分析

装配式建筑是新型建筑工业化的载体，装配式建造方式是智能建造的主流建造方式。近年来，我国的装配式建筑得到了长足发展，主要原因如下。

1.1 国家、行业及地方政府政策的推动

2016年2月，中共中央、国务院出台的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》指出，大力推广装配式建筑，力争用十年左右的时间，使装配式建筑的比例达到30%。国务院办公厅随后颁布了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》〔国办发(2016)71号〕，指导意见中明确提出了装配式建筑的发展目标、重点任务和保障措施，明确了要通过健全标准规范体系、创新装配式建筑设计、推进建筑全装修、推行工程总承包等各项措施，确保装配式建筑健康发展。目前各个省、市、自治区都颁布了关于推进装配式建筑的规划目标、优惠政策及保障措施。国家及地方政府的政策推动成为装配式建筑发展的主要动力。

1.2 环境整治带来的环保压力

受我国环保政策持续趋严的影响，近年来我国大力推动绿色建筑发展。相较传统的现浇混凝土结构，由于装配式建筑采用工厂化生产、现场装配式施工的建造方式，其施工过程大大简化、能源消耗降低40%以上、建筑垃圾减少70%以上、工期缩短20%以上、施工扬尘和噪声污染显著降低，高度契合了绿色建筑的要求。因此，装配式建筑成为建设行业大力推广的新型建造方式。

1.3 社会老龄化带来的人员压力

施工现场的工人老龄化已成为普遍现象，截至2020年，施工工地的工人平均年龄已接近50岁，35岁以下的建筑业从业人员已不足15%。而且，据国家统计局的统计数据显示，50岁以上建筑工人的占比在持续上升，甚至60岁以上的男工、50岁以上的女工比例也在逐步升高。老龄化同时也给建筑行业带来了“用工难”的问题。因此，改变建造方式，提高工厂化、机械化和智能化程度，减少施工现场的用工数量已成为必然。

1.4 职业尊严感带来的择业观念变化

社会民众普遍认为施工现场脏、乱、苦、累，认为建筑工人是没有技能的人才从事的工种，“雨天一身泥、晴天一身汗”的建筑工人也频频进入人们的视野。因此，新一代劳动力并不愿意从事工程现场的施工工作，认为从事施工工作不能带来尊严感，相比成为建筑工人，大部分年轻人更喜欢从事物流快递行业或进入工厂成为室内工人。施工现场的工作环境和建造方式长期得不到改善是大家缺乏职业尊严感的主要原因。

1.5 建筑业转型升级带来的内在动力

建筑业是国民经济的支柱产业之一，但大而不强一直是我国建筑业存在的痼疾，在经济新常态下，中国建筑业与建筑企业必须顺应潮流积极转型升级，才能赢得生存和发展空间。实施以信息化带动工业化战略，以装配式建筑为载体，以新型工业化为路径，创新传统建造方式，是改造和提升传统建筑行业的一个突破口，也是我国从“建造大国”走向“建造强国”的必由之路。

1.6 “碳达峰”和“碳中和”的必由之路

根据2030年建筑业碳达峰的目标可以推算出我国建筑能耗与碳排放的总量控制目标：到2025年，我国建筑碳排放总量应控制在25亿t CO2，年均增速不超过1.5%，传统建造方式已经不能满足此要求。与建筑施工有关的能耗主要是建材生产的能耗和施工过程中的能耗。如何减少材料消耗、降低施工能耗和大幅度减少建筑垃圾是建筑施工行业实现“碳达峰”和“碳中和”要解决的关键问题，而装配式建造方式通过工厂生产、现场装配能够非常有效地解决这些问题。

2 装配式建筑的发展现状及问题分析

发展装配式建筑，创新建造方式，助推建筑业转型升级已经成为共识，尤其是《关于大力发展装配式建筑的指导意见》〔国办发(2016)71号〕颁布后，一批专门从事装配式建筑设计、生产、施工的企业迅速成长，装配式建筑行业得到了长足的发展，甚至有人把2016年看作中国装配式建筑发展的元年。截至2020年底，全国统计在册的构件生产厂家超过了2 000家，装配式建筑在2020年的建设和开工面积也达到了创纪录的6.3亿m2。尽管发展形势乐观，但装配式建筑存在的问题不容忽视，否则将影响装配式建筑行业的健康发展。

2.1 装配式建筑评价标准不统一，预制装配率存在“拼凑”现象

现阶段，装配式建筑评价标准“政出多门”，各地规定“五花八门”，业界对装配式建筑的认识尚缺乏统一标准。目前，各地对装配式建筑评分与评价、认定差异较大，概念也不完全一致。比如，有的省市规定必须采用一定比例的竖向预制构件才能认定为装配式建筑，有的省市只要用了部分叠合板、部分楼梯或阳台就可以认定为装配式建筑。另外，对于预制率、装配率和预制装配率等关键指标，各省市都有自己的计算规定。因为缺乏统一的评价标准，甚至出现了“为装配而装配”、为应付考核而“假装配”的现象。

2.2 新型装配式建筑结构技术推广难度大，存在“绕过结构主体”的现象

装配式建筑是一个系统工程，从结构主体到机电安装、装饰装修，从水平结构到竖向结构，从地上结构到地下结构都应该以建筑为载体，通过标准化设计、工厂化生产、装配化施工和信息化管理，最终实现智能建造。特别是结构主体，对装配式建筑来看，这是一道绕不过的坎儿，主体结构施工周期长、难度大、造价高，通过装配式建造方式实现主体结构的高效施工和绿色施工是装配式建筑的关键技术。但目前不少地方缺乏创新意识，采取拼凑装配率的方式规避主体结构装配，继而影响装配式建筑结构技术的推广应用。

2.3 片面追求“装配化”，忽视了“工业化”

采用工厂的模块化生产、现场的装配式施工，其根本目的是实现建筑工程的工业化建造，但由于对工业化产品存在认同的固有观点和标准，致使部分已经高度工业化的产品得不到认可。如商品混凝土，在国际上这也是一种高度工业化的产品，从生产、运输到施工，机械化程度已经很高，但由于片面追求预制率，致使叠合结构体系的后浇混凝土在评价预制率或装配率时，存在不认可或按比例折算的问题，这也影响了新型结构技术的推广应用。

2.4 缺乏对创新技术的支持和包容

部分地方和专家教条主义和本本主义的思想比较严重，对创新的装配式建筑技术缺乏支持，仅拘泥于已有的规范和标准，甚至是过时的文件，不愿意创新甚至畏惧创新，害怕担责，宁愿不作为也不愿意创新发展，一定程度上对新技术的创新及应用造成束缚。

2.5 装配式建筑的成本核算缺乏“全社会成本”的理念

装配式建筑的成本测算也是一个系统工程，成本内容既应该包含直接成本也应该包含环保成本等社会成本，但在实际运作中，相关企业往往只注重直接成本，忽视了社会效益和由此带来的资源节约。因此，在采用装配式建筑技术时，仅仅满足于符合当地的最低装配率要求，造成了装配式建筑的发展成为一种政策压力下的被动需求，而市场却缺乏主动推力，这也是装配式建筑技术发展缓慢的主要原因。

2.6 国家和行业技术标准与团体标准的衔接出现脱节现象

自2016年起，住房和城乡建设部不再新批国家和行业技术标准，转而鼓励团体标准和企业标准的发展，除涉及质量安全的强制性标准外，一般技术标准退出历史舞台。但由于国家和行业标准与团体标准缺乏衔接，多数企业和专家还在依赖国家和行业标准，致使团体标准的推广应用面临巨大的阻力。加之团体标准编制门槛较低，数量偏多，重复编制现象严重且缺乏权威性认定，因此，在推广应用装配式建筑新技术时还需要编制众多的地方标准并进行多次的专家论证，严重影响了技术的创新和科技成果的推广应用。

3 装配式建筑的发展趋势与方向

装配式建筑是建筑业新型工业化的载体，装配式建造方式是智能建造的关键技术，因此，装配式建筑的发展方向与趋势应该有利于实现工业化建造、智能建造和绿色建造。

3.1 装配式建筑的评价标准应该从预制装配率向工业化率转变

建筑业总产值中工业化产值的大小是衡量建筑工业化程度的重要指标，而工业化率(工业增加值占全部生产总值的比重)应该是装配式建筑能否实现新型工业化的重要指标。统一装配式建筑的评价标准，变预制装配率为工业化率，有利于处理好预制混凝土与现浇混凝土的关系，有利于客观评价工厂化生产与现场施工的利弊，有利于加快装配式建筑的健康快速发展。

3.2 新型装配式建筑结构技术的出现将会催生建筑工业化程度的进一步提高

从结构形式上看，混凝土结构由于其性价比较高且原材料来源广泛仍将是主流，钢结构在公共建筑中将会体现出更大优势。装配式建筑从设计角度将会更有利于工厂化发展，包括结构构件、机电管线和装饰工程。以装配式混凝土结构为例，传统灌浆套筒结构会进一步被优化，但其他结构技术也将不断涌现和发展；在德国双皮墙技术的基础上发展而来的空腔叠合混凝土结构技术由于其施工便捷、质量可靠、整体性好、成本更低，解决了传统装配式建筑竖向连接和质量检测难的痛点，更适合中国国情，将会得到大力推广和发展。

3.3 装配式建筑将从简单的预制构件装配向全方位装配发展

装配式建筑结构将从单纯的水平结构应用向水平、竖向结构全装配发展，将从单纯的地上结构装配向地上地下结构全装配发展。由于装配式混凝土结构技术的局限性，由于地下部分受力、防水等条件的约束，目前的装配式结构体系仅适用地上结构。但随着装配式结构技术的发展，地上地下全装配将成为现实。特别是对于地下工程周期长、造价高、高支模体量大的弊端，装配式地下结构技术有利于实现高效施工，因此，地下工程的装配式建造将成为发展方向。

3.4 装配式建筑将从结构为主的预制装配向全专业装配发展

随着建筑工业化水平的提高，结构工程、机电工程、装饰装修工程等全专业装配的实现已成为可能。近年来很多工程尝试进行了全专业的装配式实践取得了较好的效果，尤其是较为复杂的机房工程采用模块化预制、装配式施工，实现了快速、高质量施工，取得了良好的经济效益。建筑工程全专业的装配建造方式才能最大限度地实现建筑工业化。

3.5 建筑材料的创新发展和工程装备的升级将助推新型建筑工业化发展

新型建筑材料和装备是建筑工业化进程的源泉和动力，装配式建筑的发展不仅仅是结构技术的创新，更需要新型建筑材料的研发和相关装备的升级换代。近年来，新型建筑材料不断涌现，如超高性能混凝土UHPC、气凝胶绝热真空保温板等高性能材料的出现，使装配式建筑的性能不断改善、施工工艺不断改进；同时，为生产装配式建筑构配件、部品部件的装备也在不断更新，自动化、智能化程度不断提高，为实现新型建筑工业化与智能建造的协同发展创造了条件。

3.6 高附加值构配件及异型构件将成为装配式建筑市场的主流产品

目前，构配件生产企业众多，但产品品种单一，竞争异常激烈。由于受到设计标准化的过度影响，构件生产企业往往寄希望于构配件标准化程度的提高，而忽视了复杂构件和异型构件的市场需求。复杂构件和异型构件的工业化生产能力才是构配件生产厂家的发展方向。因此，结构保温一体化甚至是结构保温装饰一体化的复杂构件、满足建筑师造型风格需求的异型构件等高附加值构件将成为未来市场的主流产品。

3.7 装配式超低能耗建筑是未来建筑的发展方向

在建筑业的碳排放中“贡献”最大的是建筑运营过程中产生的能耗，超低能耗建筑因其能源消耗低，有利于实现建筑业的“碳中和”而备受关注，北京、河北等多个地方已出台超低能耗建筑的地方标准和鼓励性政策。采用装配式建造方式可以大幅度降低建造过程的能耗，建设速度大大提高，同时，保温与建筑结构的一体化反打混凝土工艺还提高了隔热层的施工质量及建筑的安全性，因此，装配式超低能耗建筑也是装配式建筑发展的重要方向。

我们应该相信装配式建筑将是大众建筑的未来，现阶段，装配式建筑技术不断创新，新冠疫情的冲击更应该促使我们加快创新的步伐，通过技术创新，提升装配式建筑产品性能和质量，提升企业的产品竞争力。装配式建筑也具备可持续性的特点，不仅防火、防虫、防潮、保温，而且环保节能。2019年全国住房城乡建设工作会议重点提出：以发展新型建造方式为重点，深入推进建筑业供给侧结构性改革；大力发展钢结构等装配式建筑，积极化解建筑材料、用工供需不平衡的矛盾，加快完善装配式建筑技术和标准体系。到2025年，中国新建装配式建筑面积将达到16.51亿m2，市场规模将达3.6万亿元。

4 推动装配式建筑发展的措施

装配式建筑发展的总体形势是好的，目前存在的问题也是发展过程中的问题，只要大家重视，积极采取措施，我国的装配式建筑一定能健康、快速发展。以下建议措施供各级政府部门和业界相关人员参考。

4.1 进一步强化顶层设计，规范评价标准

装配式建筑的发展重在规划和顶层设计，相关部门在按照国务院和住房和城乡建设部的要求做好目标规划的同时，要设计好装配式建筑发展的路径，不为装配而装配，而是从助推建筑业转型升级和建设建筑工业化体系的高度出发，有序推进建筑工程全专业的装配化和工业化进程。

4.2 规范装配式建筑标准体系，有序衔接国家行业标准与团体标准

规范装配式建筑的评价标准，完善装配式建筑的标准体系，尤其是做好已有的装配式建筑标准与后续编制的团体标准的衔接是当务之急。现阶段，原有的国家和行业标准仍在执行，新编的团体标准质量参差不齐，且行业对团体标准的认知存在较大差异。因此，建议尽快修编原有的国家及行业标准，将新编团体标准中装配式建筑新技术纳入修编标准中，同时启动团体标准的第三方认证，提高其权威性。

4.3 通过装配式示范工程引领创新技术的推广应用

近年来装配式建筑新技术不断涌现，如装配式空腔叠合混凝土结构技术、开孔钢板剪力墙等钢结构技术、装配式超低能耗建造技术等，但由于缺乏国家和行业标准的支撑，仅凭团体标准的支持存在推广应用缓慢的问题。因此，从国家行业监管的角度出发，推动应用新技术的示范工程建设，并给予一定的政策鼓励，可以有效推动装配式建筑新技术的应用。

4.4 强化监管，规范构件生产与施工，建立产业工人队伍

据不完全统计，国内构件生产厂家超过2 000家，工艺参差不齐，有些工厂仅凭几十张固定模台便可开张营业。由于缺乏完整的质量监管体系，构件质量存在不同程度的隐患，强化监管刻不容缓；同时，由于装配式建筑施工对操作工人的素质要求和技能要求大大提高，但从业人员仍然以缺乏培训的传统劳务工人为主，因此，产业工人队伍的建设也需要通过积极的政策引导加快推进。

4.5 研发多品种构件及部品部件，满足建筑产品个性化多样化需求

产品单一、附加价值低下，不能满足建筑产品个性化的需求，这也是制约装配式建筑发展的重要因素，装配式建筑设计和构件生产企业应该联合攻关，创新生产工艺，研发新型装备，丰富构配件品种，最终实现如汽车工业一样，满足不同层次和不同客户的个性化需求。

4.6 集行业之力解决突出问题，助力行业健康发展

如装配式混凝土建筑竖向结构和地下结构的应用问题、钢结构的隔音及防水问题、标准化与建筑产品个性化及多样化的矛盾问题等。

5 装配式建造推动建筑业升级的路径

装配式建筑技术是引领建筑行业全面改革升级的新型建造方式，它集成了工业化、数字化、智能化等多个领域的优秀研发成果，突破性地整合了建筑行业的各个环节，从而改变了传统建筑业的生产方式，实现了建筑行业的创新转型升级和可持续发展。

建筑业的转型升级应该是建造模式的升级，如从现浇结构到装配建造；应该是施工手段的升级，如从劳动密集型到机械化为主；应该是管理模式的升级，如从层层监督管理到基于信息化的扁平化管理；应该是资源集成模式的转变，如从分散式集成到平台化集成。因此，我们不能为装配而装配，而应该围绕新型建筑工业化和智能建造，实现建筑产业发展的理念和发展模式不断成熟，包括但不限于以下转变。

5.1 业务在线化

新冠疫情让大家足不能出户，使线上工作成为常态，工程设计、方案讨论、远程管理，甚至业务洽谈、市场营销也都做到了线上。工作方式的强制改变，养成了大家线上工作的良好习惯，相信随着时代的发展，线上工作将会一直是提高工作效率的有效手段。业务在线化还将催生信息化、数字化和智能化程度的提高和发展。

5.2 生产智能化

“把建筑当产品、把施工当制造”是装配式建筑的核心理念，必将催生构配件和部品部件生产的智能化。生产智能化实现了远程管理、柔性制造，生产效率和管理水平将会大幅度提高。

5.3 施工少人化

施工现场的平均年龄越来越高，除了老龄化带来的冲击，传统的建筑施工以手工劳动为主，职业尊严感的缺失使得年轻人越来越少，因此，要通过提高装配式建筑机械化和智能化程度，实现建筑工程施工少人化。

5.4 管理平台化

互联网和物联网技术的发展，为实现工厂和现场的设备互联和信息交互提供了平台，数字孪生为提取管理数据提供了渠道，因此，扁平化的平台管理也将成为装配式产业生态的主要模式。

6 结语

发展装配式建筑是全社会和全行业的价值工程，要坚持建筑产业现代化方向，坚持机械化、智能化和绿色化的发展目标，把建筑装配化作为加速建筑产业转型升级的重要抓手，通过工业化手段，实施设计、生产、施工、装配、装修一体化，实现建筑绿色制造“全生命周期”的可持续发展。

推动装配式建筑发展的进程，需要政府推动、政策帮扶、标准引导、企业参与、产业联动、行业支持。我们要充分发挥装配式建筑提质增效、节约资源、减少污染、改善作业环境、环保生态、智能化发展的技术优势，顺应供给侧结构性改革要求，助力中国从建筑大国转变为现代化的绿色建筑制造强国。