裝配式建筑之辯：“混凝土現(xiàn)澆”是落后的生產(chǎn)方式嗎？

  “發(fā)展裝配式混凝土建筑必須結(jié)合各地實際情況，實事求是，因地制宜，科學有序，合理推進，才能促使我國裝配式混凝土建筑健康發(fā)展。”全國兩會期間，全國政協(xié)委員、中國建筑西南設計研究院有限公司總工程師馮遠在接受記者采訪時表示，對于暫時不具備裝配式混凝土建筑推廣應用的地區(qū)，應循序漸進，不搞“一刀切”。

  馮遠的《關(guān)于科學有序合理推進裝配式混凝土建筑發(fā)展的提案》得到了全國政協(xié)委員、中國建筑科學研究院建研科技股份有限公司總裁王翠坤和全國政協(xié)委員、上海建工集團股份有限公司副總工程師王美華的響應和聯(lián)名。

  業(yè)內(nèi)專家指出，目前各地不同程度追求“裝配式建筑占有比例”，大力促進裝配率提升。尤其是2017年年底新出國標《裝配式建筑評價標準》對裝配式混凝土建筑的門檻指標提高，推進難度會更大，這種情況下大規(guī)模推進有可能出現(xiàn)質(zhì)量隱患，將不利于裝配式混凝土建筑的健康發(fā)展。

  同時，行業(yè)中關(guān)于“混凝土現(xiàn)澆”之辯從未停止。“混凝土現(xiàn)澆”一度被認為是一種落后的生產(chǎn)方式，然而越來越多的專家對此提出自己的看法。

  比如，在馮遠看來，在現(xiàn)有條件下，加強對現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的工業(yè)化建造研究并推廣應用也是建筑工業(yè)化的一種實現(xiàn)方式，可與裝配式結(jié)構(gòu)共同形成中國特色的建筑建造體系。

  那么如何從更多維度認識裝配式建筑？又該怎樣看待“混凝土現(xiàn)澆”？近日，記者約訪大連理工大學建設管理系教授、博導、系主任李忠富，對話圍繞“混凝土現(xiàn)澆”之辯展開。

大連理工大學建設管理系教授、博導、系主任 李忠富

  不應以預制裝配方式徹底否定和取代現(xiàn)澆

  記者：

  混凝土現(xiàn)澆和預制之辯是怎么產(chǎn)生的？

  李忠富：混凝土自產(chǎn)生之初就有現(xiàn)澆和預制兩種施工方式，或叫生產(chǎn)方式?；炷潦且环N在常溫條件下就能從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生高強度的獨特材料，因此就形成了預制和現(xiàn)澆兩種施工方式。預制是先在工廠里制作成混凝土構(gòu)件，然后運送到施工現(xiàn)場進行裝配連接，形成裝配式混凝土結(jié)構(gòu)；現(xiàn)澆是在施工現(xiàn)場將混凝土直接澆注入模成型，形成整體混凝土結(jié)構(gòu)。

  關(guān)于現(xiàn)澆與預制何種方式為好，各有各的說法。二者由于各自不同的特點，往往用在不同的地方?，F(xiàn)澆由于是現(xiàn)場濕作業(yè)，因此看起來比較臟亂。預制可以在工廠里規(guī)?；M行，不受室外環(huán)境影響，并體現(xiàn)工業(yè)化的特征，但結(jié)構(gòu)整體性差于現(xiàn)澆，且成本較高。在推進建筑工業(yè)化過程中，有人把混凝土的預制裝配當作工業(yè)化的主導形式來推進，從而認為預制比現(xiàn)澆好。

  記者：

  目前行業(yè)內(nèi)是怎么看待現(xiàn)澆生產(chǎn)方式的？

  李忠富：現(xiàn)在施工中普遍存在技術(shù)水平不高的問題，表現(xiàn)為生產(chǎn)的流動性大、工作環(huán)境差、現(xiàn)場手工操作多、濕作業(yè)多、工人勞動強度大、生產(chǎn)效率低、管理粗放、沒有規(guī)模效益、對環(huán)境影響較大等。高度的分散生產(chǎn)和分散經(jīng)營，導致生產(chǎn)周期長、技術(shù)落后、勞動生產(chǎn)率低、質(zhì)量不容易得到保證、成本高、損失浪費嚴重，易發(fā)生質(zhì)量安全等事故。這是對傳統(tǒng)施工建造方式的描述，也基本上等同于對現(xiàn)澆混凝土施工的描述。

  記者：

  這些是混凝土現(xiàn)澆生產(chǎn)方式固有的問題嗎？

  李忠富：我認為這并不是混凝土現(xiàn)澆這種生產(chǎn)方式本身的問題，而是我們采用的施工技術(shù)、施工人員、材料、機械設備、環(huán)境影響、管理方法等方面的問題。換句話說，如果在技術(shù)、人員、設備、材料、環(huán)境、管理等方面進行有效的改進提升，是可以保留現(xiàn)澆混凝土這種施工方式的。

  沒必要也不應該以預制裝配方式徹底否定和取代現(xiàn)澆。兩種方式都有存在的必要，都有各自發(fā)揮優(yōu)勢的空間。二者在今后相當長時期內(nèi)都將在不同的路徑上并行向前發(fā)展，在發(fā)展過程中互相學習、互相超越、互補共生。

  不能盲目推廣裝配式混凝土建筑

  記者：

  現(xiàn)在的建筑工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、裝配式一度是以改造甚至替代“混凝土現(xiàn)澆”這種生產(chǎn)方式而做努力，對此你怎么看？

  李忠富：多年前我也是這樣認為的，近幾年對自己產(chǎn)生了懷疑，思想開始轉(zhuǎn)變。

  記者：

  那是什么讓你的想法發(fā)生了轉(zhuǎn)變？

  李忠富：記得一年多前我在網(wǎng)上看到了一篇關(guān)于混凝土預制與現(xiàn)澆的文章，是北京市住總集團原副總工程師金鴻祥先生撰寫的《芻議混凝土的預制和現(xiàn)澆》。

  該文詳細論述了混凝土的產(chǎn)生、發(fā)展及在中國的運用等，對混凝土的預制和現(xiàn)澆進行了全面充分的分析論述，對建筑工業(yè)化有獨到見解。

  文章一開始就指出：近年來，在推進住宅產(chǎn)業(yè)化的過程中，自上而下把預制混凝土裝配式建筑看作實現(xiàn)建筑工業(yè)化的途徑、普及綠色建筑的捷徑；卻無視當今機械化現(xiàn)澆混凝土的先進適用性，仍將其看作是傳統(tǒng)的甚至落后的施工方式，這種看法是不符合實際的、十分片面的。

  文章認為：混凝土從液態(tài)向固態(tài)的轉(zhuǎn)化是不可逆的，堅固的混凝土不能像鋼材那樣在高溫下可熔化成液態(tài)，預制混凝土構(gòu)件也不能像鋼構(gòu)件那樣可以通過焊接熔合成一體。就確?；炷两ㄖY(jié)構(gòu)的整體性和安全性而言，混凝土在施工現(xiàn)場澆筑成型才能真正發(fā)揮其獨特優(yōu)勢，這是其他材料無可比擬的。而預制混凝土構(gòu)件通過技術(shù)措施連接后形成的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，無論在理論上還是實際上，其整體性和安全性都不如現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)；預制構(gòu)件之間的連接通常采用現(xiàn)澆混凝土（或采用鋼筋套筒灌漿），也就是將伸出兩個構(gòu)件的鋼筋（俗稱：胡子筋）共同錨固在現(xiàn)澆混凝土中來實現(xiàn)的，現(xiàn)澆混凝土與預制混凝土構(gòu)件只是粘接而已，沒有也不可能連結(jié)成整體，因此，構(gòu)件連接部位是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，處理不當就會形成安全隱患，還可能發(fā)生滲漏和結(jié)露，解決構(gòu)件的連接及防水、保溫問題并確保其可靠性、耐久性，歷來是國內(nèi)外研究的技術(shù)關(guān)鍵。而現(xiàn)澆混凝土則不存在這些問題，這也是近30年現(xiàn)澆混凝土取得迅速發(fā)展和廣泛應用的根本原因。

  對于預制裝配混凝土，文章指出：裝配預制混凝土集利弊于一身，預制化率高，現(xiàn)場工作量減少，這是利；但增加了構(gòu)件連接的工作量和可靠性要求，增加了建造成本，這是弊。由于混凝土從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化是不可逆的，因此混凝土構(gòu)件與構(gòu)件之間不可能連接成一體，主要靠鋼筋的套筒灌漿連接和漿錨搭接，對材料、機具和專業(yè)操作人員的要求較高，萬一質(zhì)量出問題，就是安全隱患。因此，盲目追求預制率或裝配化率，構(gòu)件的連接處理就會增多，混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和安全性就會下降。

  文章的結(jié)論是：我們不能盲目推廣裝配式混凝土建筑。選擇預制還是現(xiàn)澆，或是預制和現(xiàn)澆相結(jié)合，不能刻意強求，不要搞行政命令，也無先進落后之分，都應該從實際出發(fā)，根據(jù)工程條件和市場需要來確定。我國人多地少、建筑抗震要求高，對于量大面廣的高層混凝土結(jié)構(gòu)建筑，還應堅持以機械化現(xiàn)澆混凝土為主，完善提高現(xiàn)場工業(yè)化水平，以確?；炷两Y(jié)構(gòu)的整體性和抗震安全性。

  長期從事建筑工業(yè)化研究的陳振基先生也有類似的表述。他在倡導推進建筑工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的同時，也在告誡不能把混凝土的預制裝配與建筑工業(yè)化劃等號，要把握住發(fā)展的速度和節(jié)奏，要研究開發(fā)先行，技術(shù)成熟配套后再推廣?；蛟S經(jīng)歷過前兩次建筑工業(yè)化失敗的人都會有這種感受。

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  3D打印是連模板都不用的現(xiàn)澆

  記者：

  當初推廣工業(yè)化的時候，業(yè)內(nèi)一直都把制造業(yè)當作樣板，把“像造汽車一樣造房子”作為發(fā)展目標，汽車業(yè)生產(chǎn)是將各配套工廠生產(chǎn)的零部件在總裝廠組裝成整車的裝配方式，以此類推，用裝配的思路來實現(xiàn)混凝土的預制裝配被認為是一種更好更先進的方式。參照制造業(yè)發(fā)展，該怎么認識這個問題？

  李忠富：我的博士生李曉丹前段時間給我講過一件事，帶給我很大觸動。他說他聽過一場中國工程院院士郭東明的講座。郭東明是從事機械學科研究的，講座是關(guān)于機械制造的。講座中提到機械在制造過程中需要將多個零件組裝在一起形成一個成品或半成品。由于裝配過程中的技術(shù)、設備、環(huán)境、方法、人員操作等問題，導致完成的成品或半成品質(zhì)量達不到設計要求，解決的方法是采用提升技術(shù)、改進設備和人員技術(shù)水平素質(zhì)等來解決，但終極的解決方法是把這些零部件通過一次成型方式整體澆鑄在一起完成，這樣組裝過程就沒有了。這種方式在我們工程施工中不就是混凝土現(xiàn)澆嗎？

  制造業(yè)把整體一次性成型（現(xiàn)澆）當作一種先進的生產(chǎn)方式，要通過高精度、高度集成化的方式把這種方式發(fā)展下去，而我們建筑業(yè)卻把這當作一種落后的生產(chǎn)方式要淘汰掉，采用把結(jié)構(gòu)分解成梁板柱墻等構(gòu)件，在工廠里預制，再到現(xiàn)場拼裝的方式來取代現(xiàn)場澆筑……我們一直認為預制裝配是在向制造業(yè)學習先進的生產(chǎn)方式來改革改造建筑生產(chǎn)方式，卻無形中與機械制造業(yè)的想法做法背道而馳，把制造業(yè)最想實現(xiàn)的做法拋棄掉了。另外，現(xiàn)在最流行的3D打印也不再是原先“預制裝配”的概念了，恰恰是連模板都不用的現(xiàn)澆。

  工業(yè)化不僅有工廠預制+現(xiàn)場裝配

  記者：

  現(xiàn)實中有沒有不拘泥于混凝土預制裝配、將混凝土現(xiàn)澆恰當運用的實踐案例？

  李忠富：有。

  碧桂園最新的SSGF新建造技術(shù)成套工法也值得參考。SSGF通過鋁模及結(jié)構(gòu)拉縫技術(shù)，實現(xiàn)全混凝土現(xiàn)澆外墻體系，主體結(jié)構(gòu)一次澆筑成型，讓建造房屋也像3D打印一樣，免除外墻二次結(jié)構(gòu)和內(nèi)外抹灰，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)自防水，減少外墻、窗邊滲漏等質(zhì)量隱患。內(nèi)墻大量使用預制間隔板，讓砌磚、抹灰工序成為歷史。廚衛(wèi)間隔墻專門使用的陶瓷墻板，質(zhì)量只有水的2/3，卻有著出色的防水和隔熱功能。施工現(xiàn)場各種標識清晰，掃描二維碼還能夠了解建材情況，實現(xiàn)“產(chǎn)品溯源”。通過穿插施工，提前進行裝修施工，加速進度和交房時間。

  SSGF是以主體結(jié)構(gòu)混凝土現(xiàn)澆為基礎的工法，內(nèi)部局部采用預制構(gòu)件，并且采用一系列技術(shù)。現(xiàn)澆外墻保證結(jié)構(gòu)安全，保持施工質(zhì)量，在非結(jié)構(gòu)體系部位采用一些工業(yè)化的產(chǎn)品，提高效率。采用這些措施同樣可以實現(xiàn)保證質(zhì)量安全、提高效率和節(jié)能環(huán)保的目標，而且成本也沒有增加。碧桂園的這個SSGF新建造工法體系，是傳統(tǒng)現(xiàn)澆技術(shù)基礎上的改進，但明顯要優(yōu)于傳統(tǒng)建造技術(shù)。

  記者：

  上述兩種工法有什么現(xiàn)實意義？

  李忠富：上述兩種工法都是在保留現(xiàn)澆工藝的基礎上，以安全高效綠色為目標，對現(xiàn)澆工藝進行的改進，改進后克服了傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝的缺點。這些施工工藝被中國建筑標準設計研究院總建筑師劉東衛(wèi)稱為“現(xiàn)場工業(yè)化”。說明工業(yè)化不僅有工廠預制+現(xiàn)場裝配，在工程現(xiàn)場和對象上也可以進行工業(yè)化的生產(chǎn)。此外，如大模板、鋁模、爬模、鋼筋工廠加工現(xiàn)場裝配、預拌混凝土等也都屬于現(xiàn)場工業(yè)化的范疇。

  基于以上思考和實踐，我們有理由認為，混凝土現(xiàn)澆不是一種應該被革命或替代的生產(chǎn)方式。