发展装配式建筑是建造方式的重大变革,是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措,有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平。近年来,随着《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发〔2016〕71号)、住建部《“十三五”装配式建筑行动方案》(建科〔2017〕77号)等重要政策文件的发布,装配式建筑的发展也越来越受到人们的广泛关注。

甘肃省地处国家“一带一路”倡议关键地带,发展装配式建筑产业、建设装配式建筑试点项目、完善装配式建筑全产业链是甘肃省在新的历史机遇下响应国家换挡提速发展的重要举措。为明确甘肃省装配式建筑发展现状,本文通过对甘肃省11个市州进行实地调研,分析了装配式建筑在产业化发展方面存在的问题,并在此基础上根据分析结果给出了甘肃装配式建筑产业化发展策略,以期为其他地方装配式建筑的产业化发展提供一定参考。

《甘肃省人民政府办公厅关于大力发展装配式建筑的实施意见》(甘政办发〔2017〕132号)明确了甘肃省装配式建筑的发展目标、重点任务、主要工作、支持政策和保障措施,并就重点任务进行分解,明确了相关责任单位与配合单位。《甘肃省住房和城乡建设厅关于印发<大力推进装配式建筑试点实施方案>的通知》(甘建科〔2017〕373号)明确了甘肃省装配式建筑试点城市的试点目标、试点范围、主要工作和具体要求。甘肃省各市州政府、建设行业主管部门积极贯彻落实国家及甘肃省政策,结合当地实际,先后出台了发展装配式建筑的相关政策文件,如表1所示。政策体系的日趋完善为甘肃省发展装配式建筑提供了有力支持。

为规范提升装配式建筑技术,甘肃省围绕装配式建筑产业发展需求,针对设计、生产、施工、检测等关键环节,依托示范项目,加快科学研究与技术集成速度。截止2020年5月,经甘肃省住建厅批准发布的有关装配式建筑地方标准和标准设计图集已有17项,已列入计划编制的有11项,表2给出了建设标准统计结果。标准体系的初步建立为甘肃省装配式建筑技术的标准化提供了基本的技术保障。

《甘肃省住房和城乡建设厅关于印发<大力推进装配式建筑试点实施方案>的通知》(甘建科〔2017〕373号)明确兰州市、天水市和嘉峪关市为我省装配式建筑试点城市,鼓励其他市州大力开展装配式建筑试点。目前,甘肃省已建成了较为典型的装配式建筑试点项目,如:敦煌大剧院项目,该项目是甘肃省首座全钢结构剧院项目,采用“装配式建筑+EPC总承包”模式,实现了平均每天完成1000m²的施工速度,创造了当时国内同类型项目施工的最快纪录;甘肃建投兰州新区保障性住房建设项目(二期),该项目总建筑面积约10万m²,是目前西北地区规模最大的装配式钢结构住宅项目;酒钢医院危旧病房改扩项目,该项目是甘肃省采用装配式建筑建设的典型医院民生项目;第四届丝绸之路(敦煌)国际文化博览会和第九届敦煌行·丝绸之路国际旅游节场馆项目,该项目采用装配式钢结构,仅用3个月时间就完成了主场馆A区、E区并交付布展,创造了新的甘肃速度。试点项目建设为甘肃省装配式建筑的发展积累了较为丰富的工程建设和项目管理经验。

甘肃省组建了甘肃省装配式建筑专家委员会,选定包括建筑、结构、施工等15个专业的65人为甘肃省第一批装配式建筑专家委员会专家,旨在充分发挥专家队伍的技术服务指导作用。甘肃省BIM技术发展联盟、兰州交通大学青云建设联合BIM数字中心等多个BIM技术团体,为装配式建筑发展培育了BIM技术信息化人才。

甘肃省通过校企合作建立了多个装配式建筑实训基地,包括甘肃安居新科建材有限公司与兰州大学土木工程与力学学院建立的教学实践基地、甘肃瑞丰赛博思钢结构有限责任公司与河西学院土木工程学院建立的实践教学与创业创新基地、兰州海锋建材科技有限公司与西北民族大学建立的新型节能建材科技产业示范园等,并且基于装配式建筑试点建设项目,培育了大量的专业建筑工人队伍。此外,还多次举办了装配式建筑专题培训和交流会。通过专家委员会、BIM技术团体、实训基地的建设和技术交流会的举办,为甘肃省装配式建筑人才队伍的初步建立提供了保障。

甘肃省已初步形成了由设计、施工、部品部件生产及科研单位组成的装配式建筑产业链。目前,成功引入了中国建材国际工程集团有限公司、杭萧钢构股份有限公司、三一集团有限公司等多家国内装配式建筑大型企业。多数市州已开始建立装配式建筑产业基地或园区,其中,甘肃省建设投资(控股)集团总公司于2017年被住建部认定为国家装配式建筑产业基地。2020年5月,甘肃省住建厅已开展了甘肃省第一批装配式建筑产业基地和示范项目的申报工作。产业链的初步形成与逐步完善为甘肃省发展装配式建筑奠定了良好的产业基础。

建筑产业相关管理及技术人员、业主等不同群体对装配式建筑存在一定质疑和顾虑,整体认知程度不足。装配式建造改变了传统现浇的建造方式,但由于几十年的建造模式与方法惯性,导致设计、施工等工程各参与方对推动建筑业转型升级的认识不足,社会认知程度有待进一步提高。

装配式建筑是建立在我国能源与资源不足、生态建设和环境保护形势日益严峻、劳动力成本不断增加、技术工人后继乏人等客观基础上的可持续发展生产方式。其现阶段因受限于产业链不完善、工程各参与方经验不足、技术体系尚不完备且缺乏互通及配套的行业现状,导致装配式建筑成本普遍高于传统现浇建筑,建造进度优势也未完全体现,经济效益不明显。因此,市场整体需求量少,产业发展动力不足,难以为装配式建筑产业的培育提供有效市场需求。

目前,甘肃省装配式建筑体系以装配式钢结构为主,对装配式混凝土结构及装配式现代木结构体系研究较少,在国外装配式建筑中成熟应用的隔震、减震技术还尚未在其装配式建筑中得到应用。装配式建筑产业链庞大,涉及门类众多,甘肃省装配式建筑产业链虽已初步形成,但并不完善,也未形成合力,且各环节上的力量强弱程度不同,设计、装备制造、物流运输、智能化等方面的力量尤为薄弱。此外,与上述技术、产业链相配套的标准、规范、图集、工法、计量计价体系等还需要进一步的补充和完善。

《甘肃省人民政府办公厅关于大力发展装配式建筑的实施意见》(甘政办发〔2017〕132号)中从强化用地政策保障、加强产业政策扶持、加大财政金融扶持、实施税收优惠减免四个方面明确了其对发展装配式建筑的支持政策,多数市州也先后出台了相应的支持政策。现有政策已较为全面,但总体上细化不足,造成部分政策难以落实或落实不到位,利好政策不能完全有效落地于实际项目中,现有政策还有待进一步细化落实。

甘肃省政府、建设行业主管部门在装配式建筑监管体系方面发布了一系列文件,切实推进了装配式建筑的健康发展,但由于监管机制分散在各个部门,仍需要多方形成合力,健全配套措施及其他相关机制,完善建设管理流程,监管体系有待进一步完善。

装配式建筑全产业链是装配式建筑产业化体系建立的基础,其是指对包括从项目的前期策划、方案设计、材料采购、部品部件生产与运输、现场施工安装直到交付使用的全寿命周期过程进行管理的动态增值链条。住建部《“十三五”装配式建筑行动方案》明确指出:统筹发展装配式建筑设计、生产、施工及设备制造、运输、装修和运行维护等全产业链,增强产业配套能力。装配式建筑全产业链的建设与完善是实现产业化的重中之重,只有将全产业链各环节有机地衔接起来,形成整体合力,发挥整体作用,才能最大化的体现出其综合优势。

发展装配式建筑,应有系统性思维和产业化思维。装配式建筑全产业链涉及项目从决策阶段到运维阶段的各方主体,但是要实现一定区域内装配式建筑的产业化发展,则要更为全面的考虑装配式建筑的产业化体系建设,尤其在发展前期,政府部门的推动和指导、消费者的认可至关重要。基于装配式建筑全产业链,通过将市场需求、政府部门指导、科研单位技术输出和消费者等因素融合,形成装配式建筑产业化体系,如图1所示。该体系基于系统性和产业化思维,从市场需求出发,以政府部门为总体支持和指导单位,以房地产开发企业为主导,从设计源头把握建造模式与建筑结构形式,确保装配式建筑项目立项;项目建设过程中,以科研机构对产业链上各企业提供新技术、新方法、新人才的输出,全方位提高各企业的生产效率,通过产业链上各企业的相互协作,综合各方力量,最终为消费者提供优质的装配式建筑产品,形成装配式建筑市场需求,降低装配式建筑的投资成本,有效推动装配式建筑产业化发展。

住建部《“十三五”装配式建筑行动方案》指出:装配式建筑原则上应采用工程总承包模式,工程总承包企业要对工程质量、安全、进度、造价负总责。装配式建筑项目可采用“设计-采购-施工”(EPC)总承包或“设计-施工”(D-B)总承包等工程项目管理模式。2019年1月,甘肃省住建厅《关于加强装配式建筑工程质量管理的实施意见》指出:优先采用设计-采购-施工(EPC)工程总承包模式发包。

装配式建筑采用工程总承包管理模式主要有以下五方面优势:一是明确了工程建设单位的职责定位,工程建设组织架构更加简洁清晰,激活了工程总承包方的统筹能力,推进了工程设计、采购、制造和施工的无缝连接;二是从技术策划、工程设计以及全过程信息化应用实现工程建造系统化;三是有利于明确工程建设主体责任,建立系统化质量安全管控体系,促进技术与管理有效融合,最终实现精细化建造;四是有利于降低建造成本,工程总承包模式在集中采购、设计优化、目标统一、人力资源整合以及产业化发展方面与传统模式相比可以节省大量费用;五是可以缩短工程建造周期,EPC工程总承包模式下的整体设计,有利于各环节的合理穿插、深度融合,在协同建造方面也可实现工厂和现场的有效衔接,在统筹管理方面更能提高沟通协调效率,大大节省沟通时间,降低沟通成本。因此,对于装配式建筑的建造应优先采用工程总承包管理模式,发挥其模式优势,实现高效建造。

应加强对工程计价方式和造价管理方法的研究,充分发挥工程计价在推动装配式建筑发展全过程中的作用,通过建立装配式建筑工程计价定额体系,不断完善工程造价计价依据和计价办法。

积极推进装配式建筑与绿色建筑、被动式建筑的融合发展,可有效提高建筑资源利用效率,推动可持续发展。因此,应鼓励建设高星级的“装配式+绿色”综合性示范建筑工程项目,通过开展装配式建筑部品部件的绿色化认证,逐步提高绿色产品在装配式建筑中的应用比例,实现绿色建筑与装配式建筑有机结合。

通过大力推进集围护结构、保温、装饰等功能于一体化墙板及高性能节能整体安装门窗的研发、生产与应用,有效提高建筑节能技术集成水平。加强对绿色节能建材的研究与应用,提升建材可循环利用的研发能力,进一步扩大绿色节能建材的应用范围和比例。在工程建设过程中,可融入绿色建造及智慧建造的新技术及新工艺,实现建筑建设过程的节能化。

全装修是装配式建筑评价的必要条件,在装配式建筑建设过程中占有重要地位。对于全装修应积极推广一体化、标准化、集成化、模块化的装修模式,倡导菜单式全装修。全装修设计应与主体结构、机电设备等进行协同设计,宜采用干法施工,减少现场湿作业。对集成厨房和卫生间、预制隔墙、主体结构与管线相分离等技术体系应进行大力推广。

鼓励企业逐步增强自主创新意识,完善以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的装配式建筑创新研究体系。充分发挥甘肃省在“一带一路”建设中的重要作用,积极倡导省内大型建筑企业与国内外大型装配式建筑企业合作,成立装配式建筑产业创新联盟。推进产业联盟协同创新,重点开展与装配式建筑相适应的技术体系、施工设备和配套产品的研发,通过联盟单位先行先试,促进部品部件整体安全性能的提升。

装配式建筑龙头企业对当地装配式建筑的发展具有强力的推动作用。通过培育一批集设计、生产、施工于一体的装配式建筑工程总承包企业,可有效促进传统大型建筑企业的转型升级,更好的发挥企业引领作用。同时,还应注重培育产业相关配套的专业型企业,使其做专做精,给工程总承包企业提供强有力的配套支撑。

组织开展部品部件通用化、标准化、模块化、系列化的研究,逐步形成与不同结构体系相配套的部品部件。组织开展有利于生产和装配的结构体系、与构件设计相协同的高效装配技术、现场操作简便的主体结构节点技术、围护结构节点连接技术、装饰装修集成部品生产技术等方面的技术研发,全面提升装配式建筑从设计、部品部件生产、装配施工到装饰装修全过程系统集成水平。

建立装配式建筑技术体系、配套部品部件评估机制,按照先进成熟、安全可靠、便于推广的原则,梳理适应甘肃省发展的标准化、通用化的装配式建筑设计、建造、检测、评价、验收、运营维护技术体系和配套协调的部品部件体系。搭建技术交流平台,对装配式建筑结构体系、围护体系、施工工法、连接工艺、预制复合外墙板、管线分离、干法作业楼地面、集成装饰材料等工业化生产工艺的关键技术与集成化技术进行交流推广,提高行业技术水平。

结合现有抗震设防、绿色节能等相关标准要求,逐步建立完善覆盖设计、生产、施工和使用维护全过程的装配式建筑标准规范体系。强化建筑材料标准、部品部件标准、工程建设标准之间有效衔接,促进装配式建筑全过程的标准化、规范化、科学化发展。编制与装配式建筑相配套的标准图集、工法、导则、指南。加快推进成熟技术的市场化应用,鼓励社会团体、产业联盟和企业制定配套装配式建筑的团体标准或企业标准。结合国家、行业标准颁布情况,及时复审并修订地方标准、规范、图集等。

产业人才队伍是发展装配式建筑的重要基础,应研究制定装配式建筑人才培育相关政策措施,明确目标任务,培养与装配式建筑发展相适应的技术和管理人才队伍。装配式建筑产业人才培养可依托相关的院校、骨干企业、职业培训机构和公共实训基地进行实地培训。在条件允许的情况下,可建立装配式建筑专业人才教育培训基地。此外,在建筑行业相关人才培养和继续教育中也可增加装配式建筑相关内容。

以装配式建筑企业和行业协学会为依托,开展实施装配式建筑工人的技能评价,鼓励引导相关企业培养其自有的装配式建筑专业人才队伍,促进建筑业农民工转化为技术工人及产业工人。培育建筑行业“金牌工匠”,开展技能大赛,着力提升一线产业工人责任意识和职业技能水平,提高产业工人队伍综合素质。

促进专业化、标准化、智能化生产,建立甘肃省统一的装配式建筑部品部件数据库。支持装备制造企业研发生产成套装备机具,提高自动化和柔性加工技术水平。引导部品部件生产企业采用机械化、自动化、信息化水平高的生产设备,优化生产空间布局和工艺流程,使用智能化管理系统,提升生产效率,打造一批部品部件“智造”企业。

装配式建筑建设全过程原则上应采用BIM技术。推广BIM技术在装配式建筑规划、设计、部品部件生产、施工、运维管理中的集成应用,实现工程建设各环节数据共享和信息化管理。

设计企业要利用BIM软件和建模技术,构建适宜各方参建主体的建筑信息模型,方便设计成果的审核、复核。部品部件生产企业要利用建筑信息模型进行部品部件的精细加工,实现设计与部品部件生产一体化。施工企业要利用建筑信息模型,积极开展施工组织优化、施工过程模拟、可视化控制等技术研究,建立装配式建筑施工管理系统,通过获得重点监控对象数据,实现高精度安装控制目标。充分利用二维码、预埋芯片等技术,建立涵盖装配式建筑设计、生产、物流、施工、监理、运维等各个环节的物联网系统,达到全过程跟踪追溯,并逐步建立行业大数据平台,促进全产业协同发展。

全面统计甘肃省装配式建筑相关企业信息,创建甘肃省装配式建筑发展平台,将各企业信息分门别类地纳入平台中,实现全产业链各企业信息共享,激发产业链活力。定期通过平台推送装配式建筑相关政策、技术、工程案例等信息,迅速推介现有装配式建筑前沿资讯,有力推动装配式建筑的普及和宣传引导工作。

建筑业是生态文明建设推进的重点领域。大力发展装配式建筑有利于节约资源能源、减少施工污染、缩短工期、提升生产效率和质量安全水平,有利于培育新产业新动能、推动化解过剩产能、促进循环经济发展。甘肃省地处国家“一带一路”战略关键地带,发展装配式建筑对推动甘肃省建筑业健康发展及“绿色甘肃”建设具有重要意义。本文通过实地调研,总结了甘肃省装配式建筑的发展现状,对影响甘肃装配式建筑的发展问题进行了分析,并从体系建设、机制创新、发展理念、科技创新、资源整合、人才引育、智能应用方面给出了适宜于甘肃省装配式建筑产业化发展策略,期望能对甘肃省及其他地区发展装配式建筑提供一定借鉴,推动装配式建筑行业的蓬勃发展。