珠三角城市民用住房裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀探究*

任?，?/p>

（廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510900）

一、概述

我國裝配式住宅在80年代之前就已經(jīng)開始發(fā)展，但后期突然出現(xiàn)停滯，并出現(xiàn)數(shù)量急劇減少，而后經(jīng)過三十年又重新開始發(fā)展。由于裝配式住宅這幾十年的停滯期，導(dǎo)致無論技術(shù)還是專業(yè)人員都大量缺失，在短期內(nèi)若要進(jìn)行大力發(fā)展難度非常大，不僅要解決工程實(shí)例，人員，技術(shù)，施工設(shè)備以及工程管理的諸多問題，還要面對當(dāng)前裝配式住宅在新建建筑當(dāng)中市場占有率極低的重大難點(diǎn)。對于該段時期的住宅建筑建設(shè)而言，尤其是保障性民用住房，工業(yè)化住宅仍是主體建設(shè)，幾乎已經(jīng)占有了整個市場。由于裝配式住宅技術(shù)手段尚不成熟，前期需要投入的人力物力資本極高，且由于現(xiàn)實(shí)條件限制，裝配式住宅在實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)時規(guī)模不會很大，在短期內(nèi)同工業(yè)澆筑式結(jié)構(gòu)相比競爭力并不大。但是隨著國家部門陸續(xù)出臺一系列文件不斷推進(jìn)裝配式住宅的繼續(xù)發(fā)展與技術(shù)提升，除此之外，全國各地的建筑產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸向現(xiàn)代化方向不斷推進(jìn)，開始轉(zhuǎn)型，由此開始，全國各省已經(jīng)陸續(xù)進(jìn)行裝配式住宅建設(shè)的扶持工作，各類產(chǎn)業(yè)化基地以及試點(diǎn)建設(shè)已經(jīng)逐步展開，在此基礎(chǔ)上，城市民用住房裝配式建筑開始重新進(jìn)行發(fā)展，并擁有著非常廣闊的空間[1]。

作為我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，建筑行業(yè)已經(jīng)伴隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而擁有了蓬勃的前進(jìn)空間，總產(chǎn)值的增長速度極快。在這一背景下，裝配式建筑也開始發(fā)展，建筑面積也在每年24%以上的增速開始擴(kuò)大，未來裝配式住宅也具有非常大的發(fā)展?jié)摿?。?017年，珠三角各省政府已經(jīng)明確提出到2020年底要使裝配式住宅面積占據(jù)總體建筑面積的15%以上，并且在5025年底以前，必須保證該比例提升至35%以上。珠三角各地政府為這一目標(biāo)提出了諸多實(shí)施計(jì)劃與方案，并不斷監(jiān)督各部門進(jìn)行裝配式建筑的施工工作。

二、珠三角城市民用住房裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀

1.珠三角城市民用住房裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀

我國當(dāng)前建筑產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)總值已經(jīng)可以占據(jù)國民經(jīng)濟(jì)的7%以上，建筑行業(yè)已經(jīng)成了當(dāng)前國內(nèi)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。但是就目前的市場情況來看，基本生產(chǎn)方式仍然以現(xiàn)場混凝土澆筑為主體，并且需要大量的人力進(jìn)行參與，不僅生產(chǎn)周期長且建筑品質(zhì)不夠高。因此，為滿足當(dāng)前國內(nèi)對建筑行業(yè)高品質(zhì)的要求，傳統(tǒng)的建筑模式已經(jīng)不能滿足市場需求，城市民用住房裝配式建筑的大范圍施工已經(jīng)成了大勢所趨。裝配式建筑包含的系統(tǒng)主要有結(jié)構(gòu)、設(shè)備管道以及內(nèi)裝結(jié)構(gòu)，將建筑行業(yè)的六個目標(biāo)集為一體，因此具有無限的發(fā)展空間，這六個優(yōu)勢是指標(biāo)準(zhǔn)型設(shè)計(jì)、一體化裝修、信息化管理、裝配化施工、工廠化生產(chǎn)以及智能化應(yīng)用，建設(shè)出的住宅不僅施工質(zhì)量高，且具有節(jié)能環(huán)保的特征。國家出臺文件表明要在2025年實(shí)現(xiàn)裝配式住宅達(dá)到新建住宅的30%以上。珠三角城市群已經(jīng)成了裝配式住宅的重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)，大力進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)裝配式民用住宅的建設(shè)工作[2]。

近幾年在國家的大力扶持之下，裝配式住宅已經(jīng)取得了快速發(fā)展，以其結(jié)構(gòu)功能清晰完整、類型簡單以及集成程度較高的特征在市場上優(yōu)勢明顯，并可以進(jìn)行大規(guī)模的復(fù)制，在施工簡單的同時還能夠保持較高的生產(chǎn)效率，既能夠保障基本的抗震能力，還能夠在符合施工標(biāo)準(zhǔn)的同時進(jìn)一步提升施工質(zhì)量。近年來伴隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在建筑行業(yè)的不斷滲透，BIM技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用，并以其超強(qiáng)度可視性促進(jìn)了裝配式住宅的施工質(zhì)量提升。

2.珠三角城市民用住房裝配式建筑的發(fā)展劣勢原因

盡管當(dāng)前階段國家已經(jīng)下發(fā)了多項(xiàng)文件力圖促進(jìn)城市民用住房裝配式建筑的繼續(xù)發(fā)展，并對裝配式建筑的各個項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)定上的完善，但是到目前為止，珠三角城市民用住房裝配式建筑仍然存在著一系列問題，主要原因有以下幾點(diǎn)。

2.1建造成本較高。在建設(shè)裝配式民用住房時，需要購入大量的預(yù)制構(gòu)件，但是由于當(dāng)前生產(chǎn)該類型構(gòu)件的企業(yè)尚處于起步階段，數(shù)量減少，生產(chǎn)效率也非常低，因此，同傳統(tǒng)的混凝土澆筑住宅結(jié)構(gòu)相比，構(gòu)件購入成本會高很多。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息，可以看出每平方米的城市民用裝配式住宅成本高于傳統(tǒng)住宅700—800元。另外，預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)廠家需要按照行業(yè)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行交稅，且增值稅比例仍然在不斷提升，因此在很大程度上增加了生產(chǎn)費(fèi)用，導(dǎo)致裝配式住宅的推廣難度大大增大[3]。

2.2專業(yè)人才缺乏。由于全國大部分院校并沒有開設(shè)預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)專業(yè)，且沒有向技術(shù)工人開啟專門培訓(xùn)通道，因此，不管是裝配式住宅施工人員還是管理人員都極度匱乏。除此之外，裝配式建筑在進(jìn)行施工時難度更大，在模板、鋼筋以及混凝土等方面用量大大減少，但是構(gòu)件吊裝與節(jié)點(diǎn)連接方面的技術(shù)難度卻大大增加，需要投入巨大的人力進(jìn)行施工操作。當(dāng)前一般施工隊(duì)伍的工作人員專業(yè)素養(yǎng)較低，且接觸到的工程實(shí)例較少，不具備相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，很難滿足施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.3缺乏技術(shù)支持。裝配式建筑住宅在完成整體建設(shè)需要經(jīng)歷四個階段，分別是住宅設(shè)計(jì)，構(gòu)件生產(chǎn)，建筑施工以及后期運(yùn)營維護(hù)，因此，裝配式住宅施工企業(yè)必須明確EPC模式，并能夠熟練使用BIM技術(shù)開展建筑施工，以提升最終的施工質(zhì)量。當(dāng)前的施工單位由于對裝配式住宅的認(rèn)知不足，直接導(dǎo)致在施工階段技術(shù)能力出現(xiàn)缺陷，阻礙了裝配式住宅的繼續(xù)推廣[4]。

二、BIM技術(shù)在城市民用住房裝配式建筑當(dāng)中的應(yīng)用

在三維模型軟件出現(xiàn)之前，珠三角城市民用住房裝配式建筑在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中使用最為廣泛的繪圖工具便是二維CAD軟件，并且在很長一段時間里一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，但近年來由于建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不斷細(xì)化以及工程質(zhì)量需求的不斷提升，三維數(shù)字化處理方法以其更強(qiáng)的協(xié)調(diào)性、可視化的設(shè)計(jì)過程已經(jīng)逐漸被更多工程項(xiàng)目所采納與應(yīng)用，目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域取代了CAD繪圖軟件的位置。而BIM技術(shù)作為一種建筑信息模型構(gòu)建技術(shù)，在建筑領(lǐng)域的三維數(shù)字化處理當(dāng)中應(yīng)用最為典型。特別需要注意的是，BIM技術(shù)當(dāng)中的模型設(shè)計(jì)為三維數(shù)字化模型，因此能夠進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的可視化分析，這與CAD繪圖當(dāng)中點(diǎn)、線、面的連接大有不同，能夠與實(shí)際建筑物的結(jié)構(gòu)完全對應(yīng)，并按照相應(yīng)組件進(jìn)行模擬仿真，不僅空間位置關(guān)系能夠保持完全一致，還能夠使得各組件的屬性與數(shù)據(jù)信息能夠始終具備參考價值。這一技術(shù)不僅可以用于建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，還具備建設(shè)工程的全壽命周期功能，且該技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中的數(shù)據(jù)庫仍然在不斷動態(tài)更新，因此，使用該技術(shù)完成建筑設(shè)計(jì)按照技術(shù)范疇而言屬于數(shù)字化設(shè)計(jì)[5-8]。BIM技術(shù)具備的3D可視化模型能夠直觀地向技術(shù)人員呈現(xiàn)出跨階段的同步作業(yè)，并將現(xiàn)場信息在軟件當(dāng)中進(jìn)行實(shí)時更新，最終實(shí)現(xiàn)各空間信息的完全整合與優(yōu)化[5]。隨著建筑設(shè)計(jì)技術(shù)水平的不斷提升，在裝配式住宅施工方面，其設(shè)計(jì)方案的確定已經(jīng)從二維圖紙的繪制轉(zhuǎn)化為三維空間的模型觀測，另外還逐漸滲入了全壽命周期的理念，進(jìn)而使得在工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時信息管理、可視化觀測、及時優(yōu)化的同時，還具備了強(qiáng)協(xié)調(diào)性、高信息整理強(qiáng)度、低能耗的特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)方案在后續(xù)應(yīng)用到實(shí)際施工時能夠有效提升施工效率，并在一定程度上縮短施工工期。在城市民用住房裝配式建筑的方案設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，由于裝配式住宅設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且其項(xiàng)目安全性非常重要，需要設(shè)計(jì)人員對詳細(xì)的受力過程有完整的把握，因此，僅僅使用二維設(shè)計(jì)并不能對設(shè)計(jì)當(dāng)中出現(xiàn)的具體問題進(jìn)行細(xì)致檢查與修復(fù)，很容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)中殘留的問題被錯誤地應(yīng)用到了施工之中，進(jìn)而造成不可估量的損失。BIM開發(fā)最終要從設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目應(yīng)用，因此工藝技術(shù)管理以及過程管理都同樣重要，因此，可以利用BIM技術(shù)的施工過程模擬功能對過程管理進(jìn)行強(qiáng)化。構(gòu)建裝配式住宅的三維可視化模型非常重要，通過對這一模型進(jìn)行施工過程模擬，便可直觀地得到項(xiàng)目施工過程當(dāng)中可能會出現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)與施工重點(diǎn)，進(jìn)而在確定施工方案時能夠充分考慮到空間的利用、機(jī)械的調(diào)配以及材料的供應(yīng)問題，對施工重難點(diǎn)進(jìn)行集中分析與解決，科學(xué)安排施工的進(jìn)行順序，避免同時間段的交叉施工，造成資源的浪費(fèi)以及管理的失誤[9]。

結(jié)語

盡管在現(xiàn)階段裝配式住宅的市場占有率與現(xiàn)場澆筑工業(yè)化住宅相比仍然優(yōu)勢不大，但是隨著我國工業(yè)化不斷向前推進(jìn)，且環(huán)保政策由上至下各級嚴(yán)格執(zhí)行，另外，城市民用裝配式建筑在施工過程當(dāng)中可以參考西方國家的先進(jìn)工程經(jīng)驗(yàn)，因此，裝配式住宅在珠三角的繼續(xù)推進(jìn)潛力非常大。著力發(fā)展城市民用住房裝配式住宅不僅可以減少建設(shè)過程中產(chǎn)生的工業(yè)污染，減少人力物力所耗費(fèi)的成本，節(jié)約建筑資源，減少能耗，并使得住宅的建設(shè)效率不斷提升，不斷促進(jìn)建筑行業(yè)走向現(xiàn)代化、工業(yè)化與節(jié)能化。