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基于綠色建造的施工現(xiàn)場裝配化思考
一、施工現(xiàn)場裝配化與綠色建造
1、施工現(xiàn)場裝配化
施工現(xiàn)場裝配化就是把通過工業(yè)化方法在工廠制造的工業(yè)產(chǎn)品( 構(gòu)件、配件、部件) ，在工程現(xiàn)場通過機械化、信息化等工程技術(shù)手段，按不同要求進行組合和安裝，建成特定建筑產(chǎn)品的一種建造方式。
施工現(xiàn)場裝配化的“裝配化”，絕非單一裝配式建筑的簡單要求，它對整體的構(gòu)配件生產(chǎn)的配套體系和現(xiàn)場裝配率均有較高要求。施工現(xiàn)場實現(xiàn)裝配化要求，至少應(yīng)包括并實現(xiàn)以下幾個方面：
（1）臨建設(shè)施裝配化將保證施工和管理的進行而建造的簡易設(shè)施在工廠預(yù)制，然后在施工現(xiàn)場進行裝配使用，是施工現(xiàn)場裝配化的重要方面。
（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配化將在工廠預(yù)制好的建筑主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件在施工現(xiàn)場進行裝配安裝以形成建筑主體的過程，是施工現(xiàn)場裝配化的主體部分。
（3）配件安裝整體化先將建筑的某些配件組裝成一個整體（如廚房、衛(wèi)生間等)后，再在施工現(xiàn)場裝配到建筑上。
（4）現(xiàn)場施工機械化根據(jù)工程現(xiàn)場實際情況采取與工程狀況相適應(yīng)的組合機具，用以減輕或解放人工勞動，完成人力所難以完成的裝配安裝任務(wù)。
（5）現(xiàn)場管理信息化運用計算機等信息化手段，在施工現(xiàn)場實行科學(xué)化組織管理，包括構(gòu)配件定位信息化、結(jié)構(gòu)組裝信息化、流程協(xié)同信息化等。
（6）操作人員專業(yè)化裝配化施工需要專業(yè)化技術(shù)人員進行操作，一般的建筑工人無法滿足要求，不能保證裝配化施工質(zhì)量。
2、裝配化實施的前提條件
為保證施工現(xiàn)場裝配化的實施，需要政府與相關(guān)方在構(gòu)配件生產(chǎn)的工業(yè)布局、工程立項策劃、設(shè)計和施工的建造過程以及構(gòu)配件的監(jiān)制等方面進行全面謀劃，以營造良好的施工現(xiàn)場裝配化條件。
（1）建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化以統(tǒng)一的建筑模數(shù)為基礎(chǔ)，形成標(biāo)準(zhǔn)的建筑模塊，促進構(gòu)配件的通用性和互換性。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)工作是針對影響裝配化實施的重大難題，組織進行科技攻關(guān)，據(jù)此制定相應(yīng)的產(chǎn)品和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，建立適應(yīng)裝配化需求的標(biāo)準(zhǔn)化體系。
（2）構(gòu)配件生產(chǎn)工業(yè)化形成滿足各種建筑構(gòu)、配、部件生產(chǎn)要求，采用現(xiàn)代化流水線設(shè)施，高效生產(chǎn)出“品質(zhì)好，質(zhì)量優(yōu)”、充分滿足現(xiàn)場實現(xiàn)裝配化要求的各類產(chǎn)品。
（3）設(shè)備管道集成化在工程設(shè)計中，考慮設(shè)備管道的布置，預(yù)先科學(xué)集成，形成相應(yīng)的部品，滿足工廠化制造和大件機械化安裝的需求。
（4）建筑形式多樣化在建筑設(shè)計實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的同時，不僅要滿足各種功能要求，還必須兼顧建筑多樣化要求，以展示時代精神和民族特色，豐富城市景觀。
（5）構(gòu)配件供應(yīng)配套化構(gòu)配件的預(yù)制化規(guī)模與裝配化規(guī)模相適應(yīng)；構(gòu)配件生產(chǎn)種類與建筑多樣化需求相適應(yīng)；政策激勵方向與措施落地相適應(yīng)。
3、與綠色建造的關(guān)系
綠色建造是在工程建造過程中體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念，通過科學(xué)管理和技術(shù)進步，最大限度地節(jié)約資源和保護環(huán)境，實現(xiàn)綠色施工要求，生產(chǎn)綠色建筑產(chǎn)品的工程活動。其包含工程立項綠色策劃、綠色設(shè)計和綠色施工3個階段，解決的側(cè)重點各不相同。工程立項綠色策劃解決的是建筑工程綠色
建造總體規(guī)劃問題; 綠色設(shè)計重點解決綠色建筑實現(xiàn)問題，為綠色施工提供一定支持；綠色施工重點強調(diào)節(jié)約資源，減少廢棄物排放，解決大環(huán)境保護問題，同時也可為綠色建筑增色。
施工是建造過程的物化階段，在此階段不僅消耗了大量的物質(zhì)資源，也伴隨著大量高強度的體力勞動和廢棄物排放，施工現(xiàn)場裝配化可大量改變現(xiàn)場手工操作的勞動密集型作業(yè)方式為工廠化流水線生產(chǎn)，現(xiàn)場機械化施工的作業(yè)形態(tài)，相對于現(xiàn)澆法施工，無疑是一種實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的重要途徑。
施工現(xiàn)場裝配化需要工程立項策劃和工程設(shè)計與施工等3 個階段的緊密配合和默契協(xié)同，否則難以實現(xiàn)。施工現(xiàn)場裝配化與綠色建造的關(guān)系主要表現(xiàn)為如下幾方面：
（1）施工現(xiàn)場裝配化是實現(xiàn)綠色建造的重要途徑，可提升綠色建造水平。施工現(xiàn)場裝配化在現(xiàn)場主要進行預(yù)制構(gòu)配件的拼裝，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式相比，把施工現(xiàn)場大量的高強度的作業(yè)移向“工作環(huán)境可實現(xiàn)人為控制的廠房內(nèi)”進行現(xiàn)代化生產(chǎn)，改善了工人作業(yè)條件，減輕了勞動強度，是實現(xiàn)綠色建造的重要途徑; 由于現(xiàn)場作業(yè)量的減少，揚塵、噪聲和廢棄物排放也相應(yīng)減少，可以大大提升綠色施工水平。
（2）施工現(xiàn)場裝配化不一定能實現(xiàn)綠色建造。施工現(xiàn)場裝配化是一個完全區(qū)別于現(xiàn)澆的施工體系，需要系統(tǒng)推進，管理保證。施工現(xiàn)場作業(yè)的減少，可縮減現(xiàn)場作業(yè)人員，但仍需要一定的施工人員，必須按照項目管理的要求，嚴(yán)格按照綠色施工規(guī)范和評價標(biāo)準(zhǔn)組織施工，才能達(dá)到相應(yīng)的綠色化要求。否則，將導(dǎo)致施工現(xiàn)場裝配化管理失控，綠色建造自然就不能實現(xiàn)。
（3）實施綠色建造有利于施工現(xiàn)場裝配化的全面深入推進。綠色建造包括策劃、設(shè)計、施工等3個階段，要求3個階段有機結(jié)合。而施工現(xiàn)場裝配化的前提條件就是在設(shè)計階段實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)配件制作實現(xiàn)工廠化，需要設(shè)計施工一體化的支撐。因此，實施綠色建造，必須立足于工程項目的立項策劃、設(shè)計與施工的綠色化協(xié)同，才能有效推進施工現(xiàn)場裝配化。
二、推進施工現(xiàn)場裝配化是大勢所趨
進入21世紀(jì)以來，尤其是最近5年，隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，我國城鎮(zhèn)化和城市現(xiàn)代化進程加快，建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的升級，節(jié)能環(huán)保要求的提高，勞動力成本的不斷增長，我國在預(yù)制混凝土裝配化施工技術(shù)及建筑方面的研究與應(yīng)用逐漸升溫，推進施工現(xiàn)場裝配化已是大勢所趨。
1、經(jīng)濟發(fā)展階段所決定
在短短的三十幾年改革開放時間里，我國把一個世界第一的人口大國基本帶入了“小康社會”，這在世界經(jīng)濟發(fā)展史上是絕無僅有的奇跡。新時期我國經(jīng)濟發(fā)展進入“新常態(tài)”，中央提出了新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和綠色化發(fā)展要求。作為建筑業(yè)也必須尋求新的發(fā)展方式，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式。施工現(xiàn)場裝配化，體現(xiàn)了新型工業(yè)化、信息化和綠色化要求，是我國經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)在需求。
2、新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的需要
預(yù)計到2030 年，我國城鎮(zhèn)化率將達(dá)到70%左右，轉(zhuǎn)移農(nóng)村人口3.9億人。這種大規(guī)模的人口轉(zhuǎn)移，需要巨量的建設(shè)規(guī)模支撐。施工現(xiàn)場裝配化，對點大面廣的居住性住宅尤為適用，是新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的需要。
3、建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求
我國建筑業(yè)仍是一個勞動密集型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。面對新形勢，建筑產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級為工廠化生產(chǎn)、裝配化施工，以提高工程建設(shè)的綠色化水平，是建筑產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要手段，是實現(xiàn)社會化大生產(chǎn)的重要途徑。
4、人力資源短缺現(xiàn)狀使然
施工現(xiàn)場的傳統(tǒng)作業(yè)方式，手工操作比重大，勞動強度高、作業(yè)條件差是其主要特征。越來越多的年輕人不愿意從事建筑業(yè)勞動，建筑業(yè)面臨勞務(wù)緊缺的危機。施工現(xiàn)場裝配化可使構(gòu)配件實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，可最大限度減少現(xiàn)場工作量，施工現(xiàn)場作業(yè)可機械化操作、信息化控制；能有效提升工程建設(shè)效率，根本上改變了傳統(tǒng)的作業(yè)方式，是建筑業(yè)尋求突破的有效方法。
5、裝配化技術(shù)漸趨成熟
經(jīng)過幾代人的積累，特別是近年來一些先知先覺的企業(yè)開展裝配化施工技術(shù)研究已經(jīng)有所成效。目前，我國在建筑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)已有了一定發(fā)展，構(gòu)配件工廠化生產(chǎn)能力逐步形成，現(xiàn)場裝配化施工技術(shù)漸趨成熟，施工現(xiàn)場裝配機械化配置也有很大提升，為廣泛推進施工現(xiàn)場裝配化奠定了一定的基礎(chǔ)。
綜上，施工現(xiàn)場裝配化，可培育新的產(chǎn)業(yè)，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)整體水平，是一舉多得的重大舉措，是牽一發(fā)而盤活全局的戰(zhàn)略性選擇，是建筑業(yè)面對經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)尋求突破謀求發(fā)展的必然選擇。
三、施工現(xiàn)場裝配化發(fā)展現(xiàn)狀
新中國成立之初，我國就積極推進施工現(xiàn)場裝配化和構(gòu)配件生產(chǎn)工業(yè)化，客觀而言在推進施工現(xiàn)場裝配化方面幾近與國外同步。其間由于種種原因，先后經(jīng)歷了啟動發(fā)展期、低潮期和重新啟動期3個階段。
第1階段：啟動發(fā)展階段（1950-1980年）
新中國成立之初，國務(wù)院就出臺了《關(guān)于加強和發(fā)展建筑工業(yè)的決定》，開始在全國建筑業(yè)推行標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、機械化，大力發(fā)展預(yù)制構(gòu)件、裝配化施工技術(shù)及預(yù)制裝配式建筑。在國家建委和各工業(yè)部委的共同推動下，覆蓋建筑、鐵道、交通等領(lǐng)域。全國興建了數(shù)以千計的混凝土預(yù)制構(gòu)配件加工廠，一度幾乎所有的建筑都是預(yù)制裝配式方法建成。
第2階段：低潮階段（1980-2008年）
唐山大地震以后，震害調(diào)查表明，按照我國當(dāng)時規(guī)范而建造的預(yù)制裝配式建筑抗震性能不好，倒塌嚴(yán)重，導(dǎo)致1980-2008 期間預(yù)制裝配式建筑很少。混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展，現(xiàn)澆技術(shù)得到了很大提升。
第3階段：重新啟動階段（2008-至今）
此前，盡管建設(shè)主管部門先后發(fā)布政令，推進裝配化建筑重新啟動；但直至2008年，一直少有新的裝配式體系和建筑問世。
自1995 年至今，政府發(fā)布了很多有關(guān)文件，主要包括《建筑工業(yè)化發(fā)展綱要》（原建設(shè)部，1995年）、《住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化試點工作大綱》（原建設(shè)部，1996年）、《關(guān)于推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，提高住宅質(zhì)量的若干意見》（國務(wù)院辦公廳，1999 年）、《國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地試行辦法》（原建設(shè)部，2006 年）、《關(guān)于推進建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見》（住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2014年）等。同時，各地政府強制推進裝配式建筑的措施相繼出臺，如《關(guān)于產(chǎn)業(yè)化住宅項目實施面積獎勵等優(yōu)惠措施的暫行辦法》（北京市，2010 年）、《關(guān)于本市進一步推進裝配式建筑發(fā)展的若干意見》（上海市，2013 年）、《關(guān)于加快推進建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化促進建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的意見》（江蘇省，2014 年）、《關(guān)于加快推進建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的意見》（重慶市，2014年）等。
在這些政策的支持下，我國出現(xiàn)了一些典型的裝配式建筑。如上海萬科新里程20、21 號樓（近些年第1個PC 商品房）、深圳龍華擴展區(qū)0008地塊保障性住房（華南第1個裝配式保障房項目）、合肥市包河新區(qū)蜀山裝配式公租房、長沙T30A 酒店等。這些裝配式建筑的出現(xiàn)，標(biāo)志著我國裝配化又重新啟動和發(fā)展。
目前，施工現(xiàn)場裝配化在我國已有所發(fā)展，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，存在諸多問題。
1、建設(shè)體制機制不適應(yīng)設(shè)計施工分離，建設(shè)、設(shè)計、構(gòu)配件制作與施工多方相互獨立，不利于裝配化的推進。
2、政策支持不足裝配式建筑設(shè)計和施工，沒有現(xiàn)成的規(guī)矩可循，現(xiàn)階段設(shè)計和施工成本增加，缺少足以支持的相關(guān)政策，投資成本少有剛性補償措施。
3、構(gòu)配件生產(chǎn)配套不足新型結(jié)構(gòu)體系的研發(fā)以及工廠化生產(chǎn)的構(gòu)配件尚不能滿足施工現(xiàn)場裝配的質(zhì)和量的要求。
4、裝配化技術(shù)研究不成熟我國裝配化施工由于長期擱置，預(yù)制裝配化施工技術(shù)發(fā)展相對滯后。目前預(yù)制外墻除結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)初步形成解決方法外，外墻節(jié)點本身的熱工性能，防水性能、新老混凝土交接處收縮裂縫等問題并未很好解決；在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面我國沿用的細(xì)鋼筋配制方法，造成鋼筋密集，特別是節(jié)點鋼筋準(zhǔn)確就位困難，對混凝土防__裂與抗震反而存在諸多不利。
5、現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)存在不完善現(xiàn)行裝配化施工規(guī)范由于倉促形成，尚存在一些不完善之處。如：對預(yù)制裝配體系的諸多規(guī)定，造成同一工程現(xiàn)澆與預(yù)制體系并存，其結(jié)果是兩個體系同時投入，施工更加麻煩，成本增加更多，實質(zhì)是限制了施工現(xiàn)場裝配化的發(fā)展。
四、需要強化研究的若干問題
施工現(xiàn)場裝配化是我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。為了進一步更好地推進施工現(xiàn)場裝配化，需要強化以下幾方面的研究。
1、裝配式結(jié)構(gòu)體系的整體抗震性能研究。預(yù)制結(jié)構(gòu)整體性和抗震性能是制約裝配式結(jié)構(gòu)在高層和超高層建筑中推廣應(yīng)用的一個重要因素，目前在組織人員，投入資金，進行系列試驗研究，搞清楚現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)與預(yù)制體系的抗震性能的差別，充分考慮施工因素，制定出更具操作性的規(guī)范規(guī)程，指導(dǎo)工程施工方面需要做的工作還很多。
2、外圍護結(jié)構(gòu)基于熱工性能、混凝土收縮及防水的綜合技術(shù)研究預(yù)制外圍護結(jié)構(gòu)在節(jié)點處往往存在“冷橋”和其他熱工性能方面的缺陷，是影響預(yù)制裝配式建筑節(jié)能性能重要因素，新老混凝土在節(jié)點連接處時常出現(xiàn)的微細(xì)裂縫（干燥收縮、溫度收縮和碳化收縮等）也不同程度地影響了裝配式建筑的廣泛推廣。外墻在節(jié)點處的防滲水方面仍存在薄弱環(huán)節(jié)。因此，在外圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)點受力性能與混凝土收縮性
能、熱工性能和防水性能等跨學(xué)科的綜合技術(shù)研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
3、預(yù)制體系模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化研究。裝配化施工應(yīng)以建筑模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)和前提，為構(gòu)建我國像“造汽車一樣建房子”的工業(yè)化體系，需加強設(shè)計模數(shù)化和建造標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化分解和組合的裝配化的相關(guān)技術(shù)研究。
4、構(gòu)配件生產(chǎn)工業(yè)化、信息化、自動化的成套裝備研究構(gòu)配件工廠化生產(chǎn)是施工現(xiàn)場裝配化的基礎(chǔ)，而信息化和自動化的預(yù)制生產(chǎn)成套設(shè)備的創(chuàng)造和制造是提高工廠預(yù)制效率和構(gòu)配件生產(chǎn)質(zhì)量的重要支撐。我國在構(gòu)配件自動化專業(yè)化流水線成套設(shè)備研制方面剛剛起步。因此，應(yīng)加強構(gòu)配件生產(chǎn)工業(yè)化、信息化、自動化的成套裝備的技術(shù)研究。
5、基于綠色建造的裝配化施工技術(shù)研究綠色建造的施工階段，是裝配化建造的物化階段，是建筑產(chǎn)品建造全過程中消耗資源最集中，對場地周邊環(huán)境影響最突出，廢棄物排放權(quán)重最大的階段。當(dāng)前，在強化綠色施工和與之相關(guān)的創(chuàng)新技術(shù)研究，特別是對于目前我國發(fā)展相對滯后的施工現(xiàn)場裝配化的設(shè)計施工協(xié)調(diào)、裝配化臨建設(shè)施、整體化配件安裝、機械化和信息化施工等協(xié)同技術(shù)和施工技術(shù)的強化研究方面存在缺口較大，應(yīng)予重點關(guān)注。
6、基于綠色建造的現(xiàn)場施工裝配化配套政策及法規(guī)研究。綠色建造涵蓋工程項目策劃、設(shè)計和施工整個生成階段。培育和發(fā)展一體化綠色建造體制機制，有利于建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)工業(yè)化、設(shè)備管道集成化等為前提的施工現(xiàn)場裝配化的推進。因此，研究和審視現(xiàn)行不合理的建設(shè)法律法規(guī)體系和規(guī)章制度，加強基于綠色建造的設(shè)計施工一體化
建設(shè)體制研究，強化基于綠色化發(fā)展導(dǎo)向的激勵機制研究，是當(dāng)前急需啟動的重大研究課題。
五、推進施工現(xiàn)場裝配化的建議
推進施工現(xiàn)場裝配化符合建筑業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律，應(yīng)從我國經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，重點突破，強化激勵，科學(xué)布局，全面推進，力求在3～5年內(nèi)取得重大進展。為此，建議如下：
1、施工現(xiàn)場裝配化是系統(tǒng)工程，應(yīng)從頂層進行科學(xué)、系統(tǒng)、全面部署，扎實穩(wěn)步推進，防止盲目性。
2、制定相關(guān)法規(guī)政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和激勵機制，加快施工現(xiàn)場裝配化的推進和實施。
3、基于綠色建造，開展跨學(xué)科研究，形成符合裝配化綜合要求的結(jié)構(gòu)體系。
4、堅持精細(xì)制造原則，高端切入，做好配套產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的開發(fā); 重視構(gòu)配件自動化流水線成套設(shè)備的研制，培育現(xiàn)代化新產(chǎn)業(yè)，保障裝配化協(xié)調(diào)發(fā)展。
總之，推進施工現(xiàn)場裝配化應(yīng)立足現(xiàn)在，放眼未來；應(yīng)秉承綠色建造理念，堅持建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的方向，以施工現(xiàn)場裝配化為抓手，群策群力，從現(xiàn)在做起，注重技術(shù)研究，注重協(xié)同推進，促進建筑業(yè)適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的新常態(tài)，實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)的快速轉(zhuǎn)型，為建筑產(chǎn)業(yè)節(jié)約資源、減少污染、改善作業(yè)條件、減輕勞動強度做出積極努力，為促進建筑產(chǎn)業(yè)貫徹可持續(xù)發(fā)展原則，迎接建筑產(chǎn)業(yè)的更加燦爛的輝煌未來做出積極貢獻(xiàn)！
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