劉美霞：國外發(fā)展裝配式建筑的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)借鑒

  一、引言

  19世紀(jì)20世紀(jì)初，隨著西方國家的工業(yè)化、城市化進(jìn)程，人口大量在城市聚集，幾乎所有國家都經(jīng)歷了住房短缺時代，從而導(dǎo)致大量的社會問題。為了解決中低收入階層的住房需求，各國政府開始通過立法、設(shè)立相關(guān)機(jī)構(gòu)等一系列措施，對住宅市場進(jìn)行不同程度的干預(yù)，并紛紛致力于進(jìn)行住房保障方面的實(shí)踐與研究工作，并開始大力倡導(dǎo)采用工業(yè)化的生產(chǎn)方式建造住宅，裝配式住宅大量涌現(xiàn)。幾十年來，裝配式建筑由理念到實(shí)踐，在發(fā)達(dá)國家逐步完善，形成了較為體系的設(shè)計(jì)方法、施工方法，各種新材料、新技術(shù)也層出不窮，并隨之形成了一套完整的裝配式建筑體系。本文通過剖析六個典型國家推進(jìn)裝配式建筑的政策措施和可借鑒經(jīng)驗(yàn)，從政策機(jī)制、結(jié)構(gòu)裝配、裝修裝配、信息化應(yīng)用上提出我國的發(fā)展裝配式建筑的建議。

  二、日本借保障性住房契機(jī)規(guī)?；七M(jìn)裝配式發(fā)展

  日本借助保障性住房大規(guī)模發(fā)展契機(jī)，上個世紀(jì)50年代以來，長期堅(jiān)持多途徑多方式多措施推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，發(fā)展裝配式建筑。2015年日本國土交通省數(shù)據(jù)，在新建建筑中，按照結(jié)構(gòu)類型劃分，木結(jié)構(gòu)建筑占比41.4%，鋼結(jié)構(gòu)建筑占比37.9%，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑占比20.1%。在新建住宅中，木結(jié)構(gòu)住宅占比55.5%，鋼結(jié)構(gòu)住宅占比18.1%，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅占比26.3%。

  日本發(fā)展裝配式建筑的主要措施有以下方面：一是在法律與制度方面，日本有《住宅建設(shè)計(jì)劃法》、《基本居住生活法》、《日本住宅品質(zhì)確保促進(jìn)法》等。二是以標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)部品部件規(guī)?；a(chǎn)。日本制定了統(tǒng)一的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推行標(biāo)準(zhǔn)化和部件化。三是機(jī)構(gòu)職能明確，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省從通過課題形式，用財政補(bǔ)貼支持企業(yè)進(jìn)行新技術(shù)的開發(fā)。四是頒布多個支持政策，對采用新技術(shù)、新產(chǎn)品的項(xiàng)目，金融公庫給予低息長期貸款建立了“試驗(yàn)研究費(fèi)減稅制”、“研究開發(fā)用機(jī)械設(shè)備特別折舊制”等。

  日本可借鑒的經(jīng)驗(yàn)有：一是目標(biāo)明確，日本根據(jù)每五年都頒布住宅建設(shè)五年計(jì)劃，每一個五年計(jì)劃都有明確的促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展和性能品質(zhì)提高方面的政策和措施。二是在保障性住房中率先采用裝配式建造技術(shù)，并迅速形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，在技術(shù)體系成熟后，帶動商品房項(xiàng)目跟進(jìn)學(xué)習(xí)采用。三是有專門機(jī)構(gòu)推進(jìn)。如近年來，為了推廣木結(jié)構(gòu)建筑，日本國土交通省設(shè)立“國土交通省住宅局住宅生產(chǎn)課木造住宅振興室”。四是設(shè)計(jì)風(fēng)格豐富多彩。日本有許多住宅展示場，展出風(fēng)格各異的獨(dú)立式住宅，供消費(fèi)者選購和訂制，因此，日本基本上沒有出現(xiàn)千樓一面的現(xiàn)象。五是內(nèi)裝100%是工業(yè)化生產(chǎn)+現(xiàn)場干作業(yè)方式。六是產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)育充分，大集團(tuán)企業(yè)引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展，頒布企業(yè)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，帶動專業(yè)性公司發(fā)展，形成大小企業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈體系。

  三、美國市場化社會化機(jī)制推動裝配式建筑發(fā)展

  美國住宅以低層鋼、木結(jié)構(gòu)裝配式住宅為主，注重住宅的舒適性、多樣化、個性化。對于高層住宅多采用框架輕板裝配式住宅。如1997年美國新建住宅147.6萬套，其中預(yù)制裝配式住宅113萬套，99萬套為木結(jié)構(gòu)。美國住宅用構(gòu)件和部品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、社會化程度很高，幾乎達(dá)到100％。部品部件種類豐富，品種達(dá)幾萬種，用戶可以通過產(chǎn)品目錄，從市場上自由買到所需的產(chǎn)品。這些構(gòu)件具有通用性，易于機(jī)械化生產(chǎn)。美國沒有毛坯房交付的現(xiàn)象，裝飾裝修基本上消除了現(xiàn)場濕作業(yè)，全面實(shí)現(xiàn)了裝配式裝修，同時具有較為配套的施工機(jī)具。

  美國國會1976年，就通過了《國家工業(yè)化住宅建造及安全法案》，住房和城市發(fā)展部(HUD)引導(dǎo)相關(guān)機(jī)構(gòu)出臺一系列行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，只有達(dá)到HUD標(biāo)準(zhǔn)并擁有獨(dú)立的第三方檢查機(jī)構(gòu)出具的證明，工業(yè)化住宅才能出售。

  美國可借鑒的經(jīng)驗(yàn)有：一是以市場化、社會化發(fā)展為主。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范齊全，標(biāo)準(zhǔn)化系列化通用化程度高。二是社會化分工與集團(tuán)化發(fā)展并重。工廠生產(chǎn)商的產(chǎn)品有15%-25%的銷售是直接針對建筑商。同時，大建筑商并購生產(chǎn)商或建立伙伴關(guān)系大量購買住宅組件，通過擴(kuò)大規(guī)模，降低成本。

  四、英國集成化高效率促進(jìn)裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈的整合

  英國政府積極引導(dǎo)裝配式建筑發(fā)展。明確提出英國建筑生產(chǎn)領(lǐng)域需要通過新產(chǎn)品開發(fā)、集約化組織、工業(yè)化生產(chǎn)以實(shí)現(xiàn)“成本降低10％，時間縮短10％，缺陷率降低20％，事故發(fā)生率降低20％，勞動生產(chǎn)率提高10％，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值利潤率提高10％”的具體目標(biāo)。同時，政府出臺一系列鼓勵政策和措施，大力推行綠色節(jié)能建筑，以對建筑品質(zhì)、性能的嚴(yán)格要求促進(jìn)行業(yè)向新型建造模式轉(zhuǎn)變。英國十分重視因地制宜發(fā)展不同結(jié)構(gòu)形式。在英國，鋼結(jié)構(gòu)建筑和木結(jié)構(gòu)建筑也得到了很好的發(fā)展。

  英國可借鑒的經(jīng)驗(yàn)有：一是裝配式建筑的發(fā)展需要政府主管部門與行業(yè)協(xié)會等緊密合作，完善技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)裝配式建筑項(xiàng)目實(shí)踐。二是可根據(jù)裝配式建筑行業(yè)的專業(yè)技能要求，建立專業(yè)水平和技能的認(rèn)定體系，推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈人才隊(duì)伍的形成。三是除了關(guān)注開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工外，還應(yīng)注重扶持材料供應(yīng)和物流等全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

  五、德國從不同類型裝配式建筑體系到通用體系

  德國值得我國借鑒的發(fā)展裝配式建筑措施主要有兩方面：一是建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。規(guī)定裝配式建筑首先應(yīng)滿足通用建筑綜合性技術(shù)要求，同時要滿足在生產(chǎn)、安裝方面的要求。二是鼓勵不同類型裝配式建筑技術(shù)體系研究。鼓勵不同類型裝配式建筑技術(shù)體系的研究，逐步形成適用范圍更廣的通用技術(shù)體系，推進(jìn)規(guī)?；瘧?yīng)用，降低成本，提高效率。

  德國可借鑒的經(jīng)驗(yàn)有：一是注重環(huán)保建筑材料和建造體系的應(yīng)用，追求建筑的個性化、設(shè)計(jì)精細(xì)化，不斷優(yōu)化施工工藝，完善建筑施工機(jī)械。二是實(shí)行建筑部品的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化，強(qiáng)調(diào)建筑的耐久性。三是因地制宜選擇合適的建造體系，發(fā)揮建筑工業(yè)化的優(yōu)勢，達(dá)到提升建筑品質(zhì)和環(huán)保性能的目的，不盲目追求預(yù)制率水平。

  六、法國裝配式建筑從專用體系到通用體系再到信息化

  法國是世界上推行裝配式建筑最早的國家之一，法國裝配式建筑的特點(diǎn)是以預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)為主，鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)為輔。法國的裝配式住宅多采用框架或者板柱體系，焊接、螺栓連接等均采用干法作業(yè)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件與設(shè)備、裝修工程分開，減少預(yù)埋，生產(chǎn)和施工質(zhì)量高。法國主要采用的預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式框架結(jié)構(gòu)體系，裝配率可達(dá)80%。

  法國可借鑒的經(jīng)驗(yàn)有：（1）在住宅大規(guī)模建設(shè)時期推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展。法國抓住住宅大規(guī)模建設(shè)的有利契機(jī)，形成了工業(yè)化生產(chǎn)（建造）體系，改變了傳統(tǒng)的住宅手工建造方式，提高了生產(chǎn)效率。該階段以全裝配式大板和工具式模板現(xiàn)澆工藝為標(biāo)志，出現(xiàn)了許多“專用建筑體系”，不同體系出自不同廠商，各建筑體系的構(gòu)件互不通用。（2）建立建筑部品的模數(shù)協(xié)調(diào)原則。在20世紀(jì)90年代，法國混凝土工業(yè)聯(lián)合會和法國混凝土制品研究中心編制出一套GS軟件系統(tǒng)。這套軟件系統(tǒng)把遵守統(tǒng)一模數(shù)協(xié)調(diào)原則、在安裝上具有兼容性的建筑部件（主要是維護(hù)構(gòu)件、內(nèi)墻、樓板、柱和梁、樓梯和各種技術(shù)管道）匯集在產(chǎn)品目錄之內(nèi)，告訴使用者有關(guān)選擇的協(xié)調(diào)規(guī)則、各種類型部件的技術(shù)數(shù)據(jù)和尺寸數(shù)據(jù)、特定建筑部位的施工方法，其主要外形、部件之間的連接方法，設(shè)計(jì)上的經(jīng)濟(jì)性等。模數(shù)協(xié)調(diào)原則的制定，使得預(yù)制構(gòu)件的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能，降低成本的同時提高了效率。（3）推動形成“建筑通用體系”，法國于1977年成立構(gòu)件建筑協(xié)會（ACC），作為推動“建筑通用體系”的調(diào)研和協(xié)調(diào)中心。1978年法國住房部提出推廣“構(gòu)造體系”（System Construction）,作為向通用建筑體系過渡的一種手段。構(gòu)造體系是以尺寸協(xié)調(diào)規(guī)則為基礎(chǔ)，由施工企業(yè)或設(shè)計(jì)事務(wù)所提出主體結(jié)構(gòu)體系；它由一系列能相互代換的定型構(gòu)件組成，形成該體系的構(gòu)件目錄。建筑師可以采用其中的構(gòu)件，像搭積木一樣組成多樣化的建筑（積木式體系）。法國住房部委托建筑科技中心（CSTB）組建由工程師、建筑師和經(jīng)濟(jì)師三方面人員組成的評審委員會，對構(gòu)造體系進(jìn)行審批。到1981年，全國已選出25種構(gòu)造體系，其中有木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土預(yù)制體系。構(gòu)造體系最突出的優(yōu)點(diǎn)是建筑設(shè)計(jì)靈活多樣。它作為一種設(shè)計(jì)工具，僅向建筑師提供一系列構(gòu)配件及其組合規(guī)律，至于設(shè)計(jì)成什么樣的建筑，建筑師有較大的自由。1982年后，法國政府調(diào)整了技術(shù)政策，推行構(gòu)件生產(chǎn)與施工分離的原則，發(fā)展面向全行業(yè)的通用構(gòu)配件的商品生產(chǎn)，并開發(fā)出“構(gòu)造邏輯系統(tǒng)”的軟件，可以設(shè)計(jì)出多樣化的建筑，不僅能進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，而且可快速提供工程造價。通過推行“建筑通用體系”，法國的裝配式建筑得到了大發(fā)展。

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  七、新加坡以易建性評分體系帶動裝配式建筑發(fā)展

  新加坡發(fā)展裝配式建筑的主要措施有以下方面：

  1、多種建筑體系嘗試，探尋適合發(fā)展形式。上個世紀(jì)80年代初，同時對預(yù)制梁板、大型隔板預(yù)制、半預(yù)制現(xiàn)場現(xiàn)澆和預(yù)制浴室及樓梯、大型隔板預(yù)制、累積強(qiáng)力法和半預(yù)制6種不同建筑體系進(jìn)行嘗試。

  2、以法規(guī)形式推行采用易建性評分體系。從2001年1月1日起，政府以法規(guī)的形式對所有新的建筑項(xiàng)目執(zhí)行該規(guī)范，其目的是從設(shè)計(jì)著手，以減少建筑工地現(xiàn)場工人數(shù)量、提高施工效率，改進(jìn)施工方式。

  3、采取獎勵計(jì)劃。建設(shè)局（BCA）鼓勵施工企業(yè)進(jìn)行改革創(chuàng)新，對于提高生產(chǎn)力所使用的工具采取獎勵計(jì)劃，可最高獎勵企業(yè)20萬新元。對一切先進(jìn)的施工模式、施工材料等進(jìn)行獎勵，可獲得每項(xiàng)高達(dá)10萬元新幣的獎勵。

  4、建立相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：對于戶型設(shè)計(jì)、模數(shù)設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)接頭設(shè)計(jì)等都做出了規(guī)定。

  5、嚴(yán)格的建筑材料管理和質(zhì)量監(jiān)管。批準(zhǔn)并要求選用合格的建材生產(chǎn)商，對工程中所有材料進(jìn)行定期檢查。每個工程預(yù)制構(gòu)件的第一批生產(chǎn)和吊裝須有建屋發(fā)展局官員見證和指導(dǎo)。

  6、發(fā)展并鼓勵BIM系統(tǒng)的使用。各大院校開展了BIM系統(tǒng)的專業(yè)課程，培養(yǎng)在校學(xué)生和在職人員的信息化、系統(tǒng)化管理的專業(yè)技能。

  新加坡裝配式建筑的發(fā)展對我國有很好的借鑒意義。一是在政府建設(shè)的公共組屋建設(shè)中推行建筑工業(yè)化；二是實(shí)行項(xiàng)目后評價，持續(xù)改進(jìn)適合國情的建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式和建筑結(jié)構(gòu)體系；三是建立基于模數(shù)化的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品體系和設(shè)計(jì)規(guī)范，以法規(guī)強(qiáng)制推行，提高勞動生產(chǎn)效率；四是強(qiáng)化政府質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)在質(zhì)量監(jiān)管中的責(zé)任；五是集約節(jié)約用地，推行人性化規(guī)劃設(shè)計(jì)，在滿足功能的前提下力爭實(shí)現(xiàn)住宅及配套設(shè)施完善化、集中化、立體化，因地制宜增加建筑物首層公共活動空間。

  八、我國裝配式建筑發(fā)展建議

  分析總結(jié)國外發(fā)展裝配式建筑的實(shí)踐和發(fā)展規(guī)律，我國可多方面加以借鑒：

  1、政策機(jī)制上，我國要均充分抓住城鎮(zhèn)化帶來的住房需求和建筑發(fā)展契機(jī)，通過政策鼓勵、財稅支持、技術(shù)保障等手段盡快推進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展與成熟，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)鏈的升級和轉(zhuǎn)型，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)供給側(cè)的深化改革。

  2、結(jié)構(gòu)裝配上，許多發(fā)達(dá)國家低層建筑多采用木結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)體系，我國隨著應(yīng)對氣候變化的需要，應(yīng)進(jìn)一步出臺政策引導(dǎo)木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)低層建筑的推廣和應(yīng)用。在高層或超高層住宅建設(shè)中，應(yīng)多借鑒日本的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合高強(qiáng)混凝土、高強(qiáng)鋼筋、建筑減震隔震技術(shù)的廣泛運(yùn)用，促進(jìn)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等體系的應(yīng)用。同時，我國也要加大研究加拿大18層木結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的力度，大力支持木結(jié)構(gòu)向高層發(fā)展。

  3、裝修裝配上，第一，取消毛坯房，全裝修交付。新房由購房者進(jìn)行二次裝修，帶來大量的建筑垃圾、噪音、粉塵、鄰里和家庭矛盾、結(jié)構(gòu)管線拆改隱患等問題。美國等西方國家基本上沒有毛坯房交付的現(xiàn)象，都是可以拎包入住的交鑰匙工程，我國應(yīng)盡快全面取消保障性住房和商品住宅毛坯房交付的消費(fèi)模式；第二，減少現(xiàn)場濕作業(yè)，實(shí)施裝配式裝修。較為發(fā)達(dá)的國家大多數(shù)裝飾裝修工作消除了現(xiàn)場濕作業(yè)，裝配式裝修已成為通行的做法，我國裝配式裝修的新材料和新技術(shù)也基本成熟，在毛坯房消費(fèi)模式通行的現(xiàn)狀下，阻礙了裝配式裝修的推廣和應(yīng)用。

  4、信息化應(yīng)用上，法國上個世紀(jì)在90年代裝配式混凝土建筑開始推廣應(yīng)用G5軟件系統(tǒng),促進(jìn)了預(yù)制構(gòu)件的大規(guī)模生產(chǎn)、成本的降低和效率的大幅提升?，F(xiàn)階段基于建筑信息模型（BIM）的裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)維等，已經(jīng)成為各國裝配式建筑技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)整合和集成出口的重要工具。我國在物聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)走在世界的前沿，應(yīng)該大力發(fā)展建筑物聯(lián)網(wǎng)，加快建筑智造、BIM設(shè)計(jì)、柔性生產(chǎn)、質(zhì)量追溯、產(chǎn)業(yè)鏈整合、運(yùn)維檔案電子化等一系列工作實(shí)施進(jìn)程，將裝配式建造技術(shù)與信息化、低碳化技術(shù)深度融合，用物聯(lián)網(wǎng)思維進(jìn)一步強(qiáng)化裝配式建筑帶來的工期縮短、質(zhì)量提升、節(jié)能減排降耗等諸多效益，促進(jìn)裝配式建筑的大力發(fā)展。

  參考文獻(xiàn):

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  3、《轉(zhuǎn)變住房消費(fèi)方式，以裝配化全裝修推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展》，《中國投資》，2013年第1期，劉美霞、王潔凝、徐勇剛；

  4、《中外住宅產(chǎn)業(yè)對比》，中國建筑工業(yè)出版社，2005年1月，童悅仲 楊勁松 婁乃琳 劉美霞 袁政宇。