“十八大”以来,我国政府把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业五位一体总体布局,绿色化成为国家“新五化”发展战略之一,国家“十三五”规划纲要提出了“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念。“十九大”开幕会上,习近平总书记的大会报告中,提出了加快生态文明体制改革,建设美丽中国的要求。强调了发展绿色生产,资源节约利用。

　　 2018年全国建筑业总产值23.5万亿元,同比增长9.9%,全国建筑业房屋建筑施工面积140.9亿m²,同比增长6.9%,建筑业从业人数达到4 419.24万人,建筑业在国民经济中的作用和地位十分突出,是国民经济的支柱产业。

　　 然而,应该看到传统建造方式存在诸多弊端,比如施工过程粗放,能源和资源消耗大,环境污染严重;现场湿作业较多,作业环境差;质量和安全水平不高,生产效率低;同时也面临劳动力供给不足,用工成本增加。传统的建造模式必须转型升级,建筑装配化已是大势所趋。

　　 建筑装配化就是把通过工业化方法在工厂制造的工业产品(构件、配件、部件),在工程现场通过机械化、信息化等工程技术手段,按不同要求进行组合和安装,建成特定建筑产品的一种建造方式。需要指出的是建筑装配化的“装配化”,绝非单一结构构件装配的简单要求,而是对整体的构配件生产的配套体系和现场装配化程度综合要求。建筑实现装配化主要应从如下七个方面开展^[1]:

　　 (1)临建设施工具化:通过在工厂预制保证施工和管理的进行而建造的简易设施,之后在施工现场进行装配使用,是建筑装配化的重要方面。

　　 (2)结构构件装配化:将在工厂预制好的建筑主体结构构件在施工现场进行装配安装以形成建筑主体的过程,是建筑装配化的主体部分。

　　 (3)部件安装整体化:在工厂将零散配件组装成一个整体(如厨房、卫生间等)后,运抵施工现场直接进行安装。

　　 (4)管线设备模块化:管线设备系统可在工厂分解为若干尺度的相应模块,在现场采取简单机具直接组装。

　　 (5)现场施工机械化:针对实际现场人力所难以完成的装配安装任务,可以通过选取与工程状况相适应的组合机具,解放相应人工劳动。

　　 (6)现场管理信息化:通过计算机等信息化方法,可实现构配件的定位、组装、以及流程协同信息化,对施工现场实行科学组织化管理。

　　 (7)操作人员专业化:装配化施工对建筑工人技术水平要求更高,一般建筑工人无法满足实际施工质量。

　　 在保证建筑装配化的实施的过程中,政府与相关方在构配件生产的工业布局,工程立项策划、设计和施工的建造过程以及构配件的监制等方面进行全面谋划,以营造良好的建筑装配化条件,具体为:

　　 (1)建筑设计标准化:标准的建筑模块可以促进构配件的通用性和互换性。通过针对影响装配化实施的技术难题进行攻关,制定相应的产品和建设标准,建立适应装配化需求的标准化体系。

　　 (2)构配件生产工业化:通过现代化流水线设施,生产满足现场建筑装配化需求的产品,从而满足建筑构配以及部件的生产要求。

　　 (3)设备管道模块化:在进行工程设计时,需预先进行科学集成,考虑到设备管道等要求,使其能够满足工厂化制造和大件机械化安装的需求。

　　 (4)建筑形式多样化:建筑设计标准化还应包含建筑多样性以及不同功能性的要求,从而能够展示不同地域特点,丰富景观。

　　 (5)构配件供应配套化:构配件的预制化规模与装配化规模相适应;构配件生产种类与建筑多样化需求相适应;政策激励方向与措施落地相配套。

　　 美国装配式住宅盛行于20世纪70年代能源危机期间。构件和部品的标准化、系列化、专业化、商品化、社会化程度几乎达到100%,在注重质量以外更加注重美观、舒适性及个性化。大城市住宅的结构类型以混凝土装配式和钢结构装配式住宅为主,在小城镇多以轻钢结构、木结构住宅体系为主^[2]。

　　 德国的装配式住宅主要采取叠合板、混凝土剪力墙结构体系。德国装配式发展关键在于其强大的建筑产业链,高校、研究机构和企业研发提供技术支持,施工企业与机械设备供应商密切合作。同时,德国近几年更是提出采取装配式住宅来发展零能耗的被动式建筑,装配式住宅与节能标准相互之间得到了充分融合^[3]。

　　 日本最早于1968年就提出了装配式住宅的概念。1990年推出采用部件化、工业化生产方式的内部结构可变且适应居民多种不同需求的中高层住宅生产体系。日本住宅产业发展经历了从标准化、多样化、工业化到集约化、信息化的不断演变和完善过程,同时政府强有力地干预和支持对住宅产业的发展起到了重要作用。

　　 归纳起来,发达国家和地区装配式住宅发展较早。各国根据自身历史背景和工业化程度不同,发展道路也各不相同,欧洲、日本等国政府主导作用较强,无论是在标准制定、投资和制造等方面都扮演重要角色,美国则在不断提高建筑品质要求的前提下,让市场自由选择,政府在标准规范上把控。

　　 新中国成立之初,我国就积极推进建筑装配化和构配件生产工业化,客观而言在推进建筑装配化方面几近与国外同步。期间由于种种原因,先后经历了启动发展期、低潮期和重新启动期三个时期。

　　 新中国成立之初,国务院就出台了《关于加强和发展建筑工业的决定》,开始在全国建筑业推行标准化、工厂化、机械化,大力发展预制构件、装配化施工技术及预制装配式建筑。在国家建委和各工业部委的共同推动下,覆盖建筑、铁道、交通等领域。全国兴建了数以千计的混凝土预制构配件加工厂,一度几乎所有的建筑都有“预制装配元素”,水平构件几乎都是用“预制装配方法”建成的。

　　 唐山大地震以后,震害调查表明,按照我国当时规范而建造的预制装配式建筑抗震性能不好,倒塌严重,导致1980～2008年期间预制装配式建筑几乎绝迹。混凝土现浇结构广泛应用,现浇技术得到了长足发展。

　　 2008年之后,政策环境连续加码,2016年国家政策与激励措施极大地推动了装配式建筑的发展^[4]。2016年9月,国务院办公厅发布的《大力推广装配式建筑的指导意见》,将全国范围划分为重点推进地区、积极推进地区、鼓励推进地区3个层级,力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。

　　 当前装配式建筑推进在全国已不同程度展开,围绕建筑结构装配的技术研究现全面展开,新的结构体系不断涌现,如:双面薄板预制墙体结构体系、免模装配一体化PI体系、环扣锚接装配式混凝土剪力墙结构体系^[5],笔者在考虑实际装配式剪力墙套筒灌浆连接方式诸多弊端基础上,提出了一种无需灌浆套筒连接的装配式剪力墙结构体系^[6],等等。这些在不同层面有力促进了装配式建筑的发展。

　　 建筑装配化目前已在全国广泛开展,成绩不小,但仍面临诸多挑战,存在诸多问题,主要包括:

　　 目前我国在诸多方面如设计、建设等多方面与施工相互独立,这其实不利于我国装配化的推进;同时目前并没有现成的制度指导装配式建筑设计和施工,这导致我国现阶段设计和施工成本增加,建筑装配化的相关政策缺少相应的针对性,大多数地区还没有推出支持建筑装配化的刚性激励措施。

　　 装配化施工在我国搁置已久,相应的装配化施工技术发展也相对落后,目前依旧有很多问题没有得到解决,比如:外墙节点本身的热工性能,防水性能、新老混凝土交接处收缩裂缝等问题。另外我国结构设计采用的细钢筋配置方法,对于框架结构而言,节点区钢筋较多,实际施工过程中存在着就位困难等问题,不利于混凝土防裂以及抗震存在着很多不利影响。

　　 我国目前的装配化施工规范并不完备,很多地方需要进一步完善,比如:同一工程现浇与预制体系并存,实际导致施工更为麻烦,成本增加更为明显,实质是限制了装配化施工的发展。

　　 现浇法施工主要适用于现行混凝土结构体系,对于装配化的新型结构体系的创新研究目前并未能得到足够重视,同时对于减震和隔震等新技术也并未得到足够重视,从设计工作量来说,装配式也要大大多于现浇结构,而相应设计费用过低也是造成装配式建筑难以推进的重要原因之一。

　　 一是构配件生产自动化水平低,往往实际生产规模与设计规模相差悬殊,这主要是由于目前针对构配件设计较少,制造设施落后,尤其是关于混凝土构件制造的自动化专业设备;二是构配件生产盲目上马,一厂多能,没有针对不同构配件制造的专业化设施,大多只是将现场操作简单移位于工厂内进行,手工为主的原始操作状态并未根本改变,制作质量并未实现明显提升;三是构配件生产配套水平不高,产能与需求存在错位;四是缺乏熟悉构配件生产的管理技术人员和技工队伍。

　　 推进建筑装配化符合建筑业发展的客观规律,是我国经济发展使然,因此实施建筑装配化应从我国经济发展现状出发,不能仅仅限于施工现场装配化本身,应立足于施工现场装配化的全产业链基点,遵循绿色化发展的要求,力求在三至五年内取得重大进展。笔者有如下几点认识:

　　 推进基于绿色建造的建筑装配化,实质是建筑产业的一场重大的产业变革,它所带来的绝不仅仅是建筑产业的一种机遇和盛宴,同时也是一种巨大的挑战。这不仅表现为目前整个社会资源配置现状(构配件生产、交通运输、施工机械配置等等)与建筑装配化的不相适应以及工程投入费用的增加(15%左右)等等因素的制约,也表现为整个工程项目团队必须要从熟悉的现浇混凝土施工方式中走出来,转而形成对具有更高的精细化和精确化要求的建筑装配化的成套技术和施工方法掌握的艰巨性上。

　　 我国的建筑规模很难想象能再现前些年的盛况,建筑装配化又是我国跨入了小康社会,经济发展进入了新常态形势下建筑业发展的必然趋势,因此快速培育和形成具有更高精细化和精确化要求的建筑装配化的全面能力,是建筑企业谋求发展的不二选择。

　　 认清施工现场装配化的必然趋势以及建筑业规模发展的阶段性和有限性。建筑企业要保持自身的持续发展,就必须积极尽早切入构件、部件和配件的现代化制造产业,用构件、部件和配件工业化制造的增量,弥补实施施工现场装配化形成的建筑业自身份额的减量,所以建筑施工企业不应当置身其外。

　　 推进钢筋混凝土结构装配化是实现建筑装配化的重要部分,应该积极倡导;同时应该看到,我国钢筋混凝土结构现浇法施工技术成熟,优势明显;装配化毕竟涉及“等同现浇”的疑虑、抗震性能减弱、成本增加、结构主体工期相对较长等现实问题。因此应在建筑配件工厂化生产、建筑部件整体化和设备管道模块化安装方面下更大气力去研究实践。

　　 建筑产业现代化倡导的是机械化、精益化、国际化、智能化和绿色化的建造方式。混凝土现浇有许多非常现代化的工艺方式,应予倡导;装配的混凝土结构也存在许多非现代化要素。特别是把现浇结构加以简单拆分,采用相对原始的生产方式进行构件制作的做法并不符合建筑装配化的初衷,是需要下力气努力改进的。

　　 推进建筑装配化发展是一个系统工程,应从顶层进行科学、系统、全面部署,扎实稳步推进,防止盲目性。笔者认为应采取如下策略:

　　 (1)因地制宜,切忌“一刀切”。重视示范工程引领,技术研究先行,做到技术不成熟不推广,切忌揠苗助长。发挥各方优势,走出一条政、产、学、用一体化有特色的建筑装配化之路。

　　 (2)建筑装配化不仅仅是建筑结构装配化,更应寻求建筑部件整体化、管线设备安装模块化、临时设施工具化等。

　　 (3)在混凝土结构装配化方面应更加重视适应装配化特点的结构体系和构造方法的创新研究,钢结构的重点应放在减少现场焊接量的方式方法,以及水泥基与非水泥基外围护结构体系的创新研究上。

　　 (4)“三件”(构件、部件和配件)制造应高端切入,建立在自动化制造和专业化制造的基础之上,不能满足于简单的生产制造移位,不应简单引进国内外的所谓“自动化生产线”;应坚持因地制宜原则,结合“三件”生产的不同特点,通过“引进、消化、吸收再创新”的方法,在生产中改进,在改进中提高,建立“三件”规格和产品互补配套的生产制造体系和产业联盟。

　　 推进建筑装配化,重点应加强技术创新和管理创新,重点围绕设计制造和施工一体化的管理体制,创建装配式结构体系、外围护体系、部品部件体系、楼宇设备设施体系、高性能材料体系、构部件制造的自动化流水线体系及高效运输安装的机械化体系等。进一步强化结构构件、建筑部件、配件和设备管道设施自身的模数及其模数协同的标准化研究,以及工作状态下多因素耦合作用的综合技术研究,以便有力推进建筑装配化实施。

　　 (1)重视适应建筑装配化建造特点的人才资源配备:建立设计施工一体化、制造安装一体化的复合型人才队伍和组织体系。

　　 (2)以工程为载体,进行有针对性的研究,把科技成果直接转化为经济成果,实现成果真正落地。

　　 (3)因地因时制宜,选准重点切入的领域,做到有所为,有所不为。

　　 (4)高端化市场切入,形成产业优势,重视外围护墙体的研制。

　　 (5)在精细制造和自动化制造上下功夫,避免盲目上马,低端制造。

　　 建筑装配化是建造方式的一种改革,当前我国进入高质量发展的新阶段,装配式建筑必将成为未来建筑的主流形式。尽管目前在推进装配式建筑,特别是装配式混凝土结构的建筑时,出现一些问题,比如装配式建筑的抗震性能不足、套筒灌浆连接质量不易保证等问题,但是这不能说装配式建筑本身有问题,只是对装配式建筑的技术创新不足。应该坚持发展装配式建筑的理念,加大装配式建筑技术的创新,向建筑业绿色、高质量发展迈进。