您的浏览器版本过低,为保证更佳的浏览体验,请点击更新高版本浏览器

以后再说X

沈阳同辉建筑设计有限公司官网

专家热线:138-4048-7885

阅读量:136

更新时间:2025/03/31

装配式建筑:建筑行业的“新势力”

装配式建筑,是把传统建造方式中的大量现场作业转移到工厂进行。在工厂中,建筑的构件和配件,如楼板、墙板、楼梯、阳台等,被标准化、精细化地生产出来,然后运输到建筑施工现场,通过可靠的连接方式进行装配安装 ,就像堆积木一般,快速搭建起建筑的整体框架。

装配式建筑并非现代社会的新产物,其历史源远流长。国外可追溯到古埃及金字塔的建造,古埃及人将原生石料加工成尺寸各异的构件,在选定场地进行装配,最终建成宏伟的金字塔。在 17 世纪向美洲移民时期,人们使用的木构架拼装房屋,也是早期装配式建筑的雏形。1851 年,伦敦用铁骨架嵌玻璃建成的水晶宫,堪称世界上第一座大型装配式建筑,它的诞生,标志着装配式建筑开始迈向新的发展阶段 。第二次世界大战后,欧洲一些国家以及日本面临严重房荒,装配式建筑因建造速度快等优势,得到了大量推广。

在我国,装配式建筑同样有着深厚的历史底蕴。中国传统木结构建筑,从奴隶社会就已出现,堪称装配式建筑的原始起源。木结构房屋、桥梁等建筑,都是先在工厂制作好柱、梁、斗拱等各种木构件,再运往施工现场进行组装 ,其独特的榫卯结构,更是展现了古人在装配式建筑方面的智慧。到了现代,20 世纪 50 年代起,我国开始大力发展装配式建筑,在政策支持下,预制构件生产技术不断进步,如大板住宅体系、大模板 “内浇外挂” 住宅体系等得到广泛应用 。近年来,随着绿色发展理念深入人心,装配式建筑凭借其环保、高效等优势,迎来了新的发展机遇,在建筑行业中的应用愈发广泛。

一.装配式建筑的优势大揭秘

(一)高效建造,速度与激情并存

在建筑行业,时间就是金钱,而装配式建筑在这方面表现得淋漓尽致。传统建筑方式,每一道工序都需要在现场逐步完成,从基础挖掘到主体结构搭建,再到内部装修,一环扣一环,施工周期往往较长。而装配式建筑,凭借工厂预制构件和现场快速组装的独特优势,大大缩短了施工周期。

以长沙望城区靖港镇的装配式农村危房改造项目为例,农户做好地基后,施工单位进场,2 至 3 天主体吊装就能完工,加上后续工程,一个月左右整体即可交付 。而若是采用传统建筑方式,从砌墙、浇筑到养护,每一步都需要耗费大量时间,完成同样的房屋建造,可能需要数月之久。据统计,相较于传统现浇建筑,装配式建筑可缩短施工周期 25% - 30% 。这意味着,采用装配式建筑,能更快地让居民入住新房,也能让工程项目更早投入使用,创造经济效益。

(二)质量可控,告别 “豆腐渣” 隐患

质量,是建筑的生命线,装配式建筑在这方面有着严格的把控。在工厂生产环境下,就像是一个精密的制造车间,有着严格的生产流程和先进的设备。从原材料的筛选,到构件的成型,每一个环节都有专业的技术人员进行监控和检测。

在生产装配式建筑的预制构件时,工厂会对原材料进行严格检验,确保其符合质量标准。生产过程中,通过高精度的模具和自动化设备,保证构件的尺寸精准度和性能稳定性。相比之下,传统建筑在现场施工时,容易受到天气、工人技术水平等因素的影响。在雨天进行混凝土浇筑,可能会影响混凝土的强度;工人的手艺参差不齐,也可能导致墙体不平整、构件连接不牢固等质量问题。而装配式建筑,由于大部分工作在工厂完成,减少了现场施工的不确定性,有效降低了质量隐患,让建筑质量更可靠。

(三)绿色环保,为地球 “减负”

在环保意识日益增强的今天,装配式建筑堪称建筑行业的 “环保卫士”。在资源节约方面,它表现出色。传统建筑在施工过程中,常常会出现材料浪费的情况,多余的砖块、木材被随意丢弃。而装配式建筑在工厂生产构件时,可以精确控制材料的用量,减少资源的浪费。据相关数据显示,装配式建筑可节约木材约 80% ,大幅降低了对森林资源的消耗。

装配式建筑在减少废弃物排放方面也成绩斐然。传统建筑现场施工会产生大量建筑垃圾,废弃的混凝土、砂浆、包装材料等,不仅占用土地资源,还会对环境造成污染。而装配式建筑将大部分施工环节转移到工厂,现场只需进行组装,大大减少了建筑垃圾的产生,可减少建筑垃圾 70% 以上 。在能耗方面,装配式建筑采用的预制构件,通常具有更好的保温隔热性能,能有效降低建筑物在使用过程中的能耗,为节能减排做出贡献。

(四)灵活多变,满足多元需求

如今,人们对建筑的需求越来越多样化,装配式建筑正好能满足这一趋势。它的构件可进行定制化生产,就像一个创意无限的积木盒,能够满足不同建筑风格、功能和空间布局的需求。

在建筑风格上,无论是现代简约风,还是古典欧式风,都能通过定制不同造型、装饰的构件来实现。在功能方面,装配式建筑可以轻松打造住宅、商业综合体、学校、医院等各种类型的建筑。对于空间布局,设计师可以根据实际需求,灵活调整构件的组合方式,创造出宽敞开阔的大空间,或是温馨紧凑的小空间。而且,装配式建筑在后期改造扩建时也非常便利,就像搭积木一样,添加或更换部分构件,就能实现建筑的升级,无需大动干戈地拆除重建,既节省成本,又节省时间。

二.装配式建筑的发展现状

如今,装配式建筑已成为建筑行业的焦点,在全球范围内呈现出蓬勃发展的态势。它的发展,不仅是建筑技术的革新,更是对可持续发展理念的积极响应。

(一)国内:政策助力,蓬勃发展

在我国,装配式建筑的发展离不开政策的大力支持。自 2016 年以来,一系列政策密集出台,为装配式建筑的发展指明了方向,提供了有力保障。2016 年,国务院办公厅发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,明确提出要以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区,力争用 10 年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到 30% 。这一政策的出台,犹如一声号角,激发了各地发展装配式建筑的热情。

在政策的推动下,我国装配式建筑发展迅猛。2023 年,全国新开工装配式建筑面积达 12.8 亿平方米 ,占新建建筑比例突破 40% ,较 2016 年的 2.9% 实现了指数级增长。长三角、珠三角等重点推进地区,装配式建筑的渗透率已超 50% ,成为行业发展的排头兵。从区域发展来看,各地区根据自身实际情况,积极探索适合本地的装配式建筑发展模式。上海市新开工装配式建筑占新建建筑的比例高达 91.7% ,在全国处于领先地位。这得益于上海完善的政策体系和成熟的产业链,从设计、生产到施工,各个环节都紧密配合,为装配式建筑的发展提供了坚实的支撑。北京市装配式建筑占新建建筑面积的比例也达到了 40.2% ,通过制定严格的标准和规范,确保了装配式建筑的质量和性能。

国内还涌现出一批优秀的装配式建筑企业,它们在技术创新、生产规模和市场拓展等方面表现出色。中建科技作为行业的领军企业,拥有先进的装配式建筑技术和丰富的项目经验。其研发的新型装配式建筑体系,在提高建筑质量和效率的同时,还能有效降低成本。远大住工专注于装配式建筑领域,建立了完善的产业链,从预制构件的生产到建筑的装配施工,都实现了标准化、工业化生产,为推动装配式建筑的普及做出了重要贡献。

(二)国外:成熟市场,各有千秋

在国外,装配式建筑经过多年的发展,已经形成了成熟的市场和技术体系,不同国家有着各自独特的发展特点和成果。

瑞典堪称全球装配式建筑的典范,其装配式建筑的渗透率高达 84% ,位居世界首位。瑞典在装配式建筑的发展过程中,注重技术创新和标准体系的建设。该国开发了大型混凝土预制板的工业化体系,大力发展以通用部件为基础的通用体系。在完善的标准体系基础上,瑞典通过模数协调形成了 “瑞典工业标准”(SIS),实现了部品尺寸、对接尺寸的标准化与系列化 ,这使得预制构件的通用性和互换性大大提高,降低了生产成本,提高了生产效率。瑞典的装配式建筑在节能、环保等方面也表现出色,采用了先进的保温、隔热技术,减少了能源消耗和环境污染。

日本的装配式建筑同样成绩斐然。日本是一个地震多发的国家,因此其装配式建筑在抗震性能方面有着严格的要求和卓越的技术。日本的装配式建筑多采用钢筋混凝土框架(PCA 技术),工厂化水平高,集成了装修、保温门窗等。为了确保装配式建筑的质量,日本通过立法来保证混凝土构件的质量 。在发展过程中,日本还注重建筑的可持续性和个性化,推出了采用部件化、工业化生产方式、高生产效率、住宅内部结构可变、适应居民多种不同需求的中高层住宅生产体系 ,满足了不同消费者的需求。

美国的装配式建筑则注重住宅的舒适性、多样性和个性化。美国装配式住宅盛行于 20 世纪 70 年代,1976 年,美国国会通过了《国家工业化住宅建造及安全法案》,同年出台一系列严格的行业规范标准,一直沿用至今 。美国的装配式住宅多采用钢 - 木结构别墅和钢结构公寓等形式,建材产品和部品部件种类齐全,构件通用化水平高、商品化供应 。美国还建立了完善的质量认证制度,如 BL 质量认证制度,确保了装配式建筑的质量和安全性。在设计上,美国的装配式建筑充分考虑了居民的生活需求和审美观念,注重空间布局和外观设计,打造出了舒适、美观的居住环境。

三.装配式建筑面临的挑战

(一)技术瓶颈待突破

虽然装配式建筑技术取得了一定进展,但仍存在一些瓶颈。现行标准规范存在 “碎片化” 现象,GB/T51231 等 32 项国标尚未形成完整技术体系 ,这使得在实际操作中,各参与方难以遵循统一的标准,增加了沟通和协调的成本。连接节点渗漏、隔音性能不足等质量问题频发,2023 年行业平均投诉率仍高达 1.8 件 / 万平米 。在一些装配式建筑项目中,连接节点的密封处理不当,导致在雨季时出现渗漏现象,影响了建筑物的使用功能和结构安全。装配式建筑在新型保温、隔热、防火等材料和技术的应用方面还不够成熟,需要进一步加强研发和创新。

(二)成本居高不下

成本问题是制约装配式建筑发展的重要因素之一。初期建设成本较传统现浇高 10 - 15% ,这主要是由于装配式建筑技术难度更高,初期的研发投入,以及预制构件生产所需要的机械设备投入都比较大,这些成本最终转嫁到构件成本上,使得构件价格较高。在某长三角项目中,30 层住宅的模具摊销成本占比达 22% ,高昂的模具成本增加了装配式建筑的整体造价。构件运输半径超过 200 公里即丧失经济性 ,因为运输距离过远会导致物流成本大幅增加,只有从工厂到施工地点的距离在 100 公里左右,物流成本才相对合适 。目前我国装配式建筑的规模效应尚未完全释放,预制构件生产企业的开工率普遍不高,国内做预制构件的厂家,开工率仅为 20.28% ,无法通过大规模生产来降低成本。

(三)产业协同不足

装配式建筑的发展需要设计、生产、施工等环节的紧密协同,但目前这些环节存在严重的割裂现象。EPC 工程总承包模式应用率仅 35% ,多数项目仍采用传统的设计 - 招标 - 施工模式,各环节之间缺乏有效的沟通和协作。在设计方面,多数建筑仍先按照传统方式设计,再二次拆分和深化设计,这导致尺寸种类较多,生产环节的预制构件、部品、部件的尺寸大小不一,只能定制化生产,无法做到标准化流水作业,难以降低综合成本。部分设计单位为满足装配率达标,未考虑施工实际工艺,导致装配式建筑方案与施工存在脱节。在施工过程中,由于工序衔接不当导致的工期延误占总延期原因的 61% ,预制构件供货过程中经常会出现与现场主体结构不匹配的情况,当需要变更时,预制构件加工厂要经过施工方、设计方等主体 10 - 30 天的确认过程,且会产生改模费用、人工返工费用等,导致成本增加、综合效益优势发挥不明显。

(四)认知偏差待消除

社会对装配式建筑还存在一定的认知偏差。开发商顾虑装配式建筑的去化速度,担心市场接受度不高,影响销售业绩。消费者方面,63% 的消费者仍存 “装配式建筑 = 质量差” 的认知误区 ,认为装配式建筑的质量不如传统建筑。在 2023 年某省会城市的调查中,愿意溢价购买装配式住宅的受访者不足 27% ,这表明消费者对装配式建筑的认可度较低,更倾向于选择传统建筑。这种认知偏差限制了装配式建筑的市场推广,需要加强宣传和教育,提高社会对装配式建筑的认知和接受度。

四.装配式建筑的未来蓝图

(一)绿色低碳,引领建筑新风尚

在全球积极应对气候变化的大背景下,绿色低碳已成为建筑行业发展的必然趋势,装配式建筑在这方面大有可为。未来,装配式建筑将与光伏建筑一体化(BIPV)技术深度融合 ,把太阳能光伏组件集成到建筑的屋顶、墙面等部位,使其成为建筑的一部分,在实现遮阳、防水、隔热等建筑功能的同时,还能将太阳能转化为电能,供建筑物使用。

一些新建的装配式建筑项目中,已经开始尝试这种结合方式。通过在屋顶铺设光伏组件,不仅能满足建筑自身的部分用电需求,还能将多余的电能储存起来或输送到电网中。装配式建筑还将与地源热泵技术相结合 ,利用地下浅层地热资源进行供热和制冷,减少对传统能源的依赖,降低碳排放。据研究表明,装配式建筑全生命周期碳排放较传统方式降低 32% ,与这些绿色技术结合后,有望打造出真正的 “零碳建筑”,为应对全球气候变化贡献力量。

(二)智能建造,开启建筑新时代

随着科技的飞速发展,数字孪生、AI 等技术将在装配式建筑领域得到广泛应用,开启智能建造的新时代。数字孪生技术,就像是给装配式建筑打造了一个虚拟的 “双胞胎”,在计算机中创建一个与真实建筑相对应的虚拟模型。这个虚拟模型可以准确地反映建筑的结构、功能和行为等方面的特征,实现数字化仿真和模拟。

在设计阶段,基于数字孪生的 AI 深化设计系统,能够根据设计师输入的参数和要求,快速生成多种设计方案,并通过模拟分析,评估方案的可行性和优缺点,帮助设计师选择最优方案 ,出图周期可压缩至传统模式的 1/3 。在生产过程中,基于数字孪生的智能工厂开始普及,三一筑工生产线实现无人化率 75%,构件生产效率提升至 15 分钟 / 立方米 ,通过传感器和物联网技术,实时监测生产设备的运行状态和构件的生产进度,实现生产过程的智能化控制和管理。在施工阶段,利用数字孪生技术可以对施工过程进行模拟和优化,提前发现施工中可能出现的问题,并制定解决方案。通过智能设备和机器人,实现构件的精准吊装和安装,提高施工效率和质量。

(三)模块化创新,拓展建筑新边界

模块化技术作为装配式建筑的重要发展方向,未来将在更多特殊场景中得到应用,拓展建筑的边界。在医疗领域,可拆卸式医疗方舱将发挥重要作用。这些方舱采用模块化设计,可以根据不同的医疗需求,快速组装成病房、诊室、急救室、药房等功能区域,组成一个具有完整功能的移动医院 。在疫情防控期间,方舱医院的快速搭建,为疫情防控提供了有力支持,展现了模块化建筑的优势。

在太空探索领域,模块化的太空建筑舱体也将成为未来的发展趋势。这些舱体可以在地球上预制好,然后通过火箭运输到太空进行组装,为宇航员提供生活和工作的空间。新加坡建设局推广的 PPVC(预制预装修模块化建筑)技术,樟宜机场 T5 航站楼项目实现 85% 预制率 ,为模块化技术在大型建筑项目中的应用提供了成功案例。未来,随着技术的不断进步,模块化建筑将在更多领域展现出独特的优势,为人们创造更加便捷、高效的生活和工作空间。

(四)全球化协作,构建建筑新生态

在 “一带一路” 倡议的推动下,装配式建筑迎来了全球化发展的新机遇。沿线国家对基础设施建设的需求不断增长,为装配式建筑提供了广阔的市场空间。中国建筑企业承建的埃及新行政首都 CBD 项目,运用预制幕墙单元技术缩短工期 14 个月 ,充分展示了装配式建筑在国际项目中的优势。

未来,装配式建筑将加强全球供应链整合,实现资源的优化配置。各国企业将在技术研发、生产制造、项目建设等方面开展更加紧密的合作,共同推动装配式建筑技术的创新和发展。国际模数协调标准 ISO/TC59 正在制定 ,这将有助于统一全球装配式建筑的标准和规范,促进全球装配式建筑市场的互联互通。通过全球化协作,装配式建筑将构建起一个更加开放、包容、协同的建筑新生态,为全球建筑行业的可持续发展注入新的活力。

装配式建筑,作为建筑行业的创新力量,正以其独特的优势,改变着传统建筑的格局。其发展,不仅关乎建筑行业的转型升级,更与我们的生活息息相关。它将为我们带来更加绿色、智能、舒适的居住和工作环境,提升我们的生活品质。期待装配式建筑在未来绽放更加绚烂的光彩。