劉美霞:國(guó)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(guó)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(guó)家都經(jīng)歷了住房短缺時(shí)代,從而導(dǎo)致大量的社會(huì)問題。為了解決中低收入階層的住房需求,各國(guó)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(duì)住宅市場(chǎng)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(guó)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(gè)典型國(guó)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(guó)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(gè)世紀(jì)50年代以來,長(zhǎng)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(guó)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(cái)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(gè)支持政策,對(duì)采用新技術(shù)、新產(chǎn)品的項(xiàng)目,金融公庫(kù)給予低息長(zhǎng)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(gè)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(dòng)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(guó)土交通省設(shè)立“國(guó)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(chǎng),展出風(fēng)格各異的獨(dú)立式住宅,供消費(fèi)者選購(gòu)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(chǎng)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(dòng)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(guó)市場(chǎng)化社會(huì)化機(jī)制推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展
美國(guó)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(gè)性化。對(duì)于高層住宅多采用框架輕板裝配式住宅。如1997年美國(guó)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(guó)住宅用構(gòu)件和部品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、社會(huì)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(chǎng)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(guó)沒有毛坯房交付的現(xiàn)象,裝飾裝修基本上消除了現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè),全面實(shí)現(xiàn)了裝配式裝修,同時(shí)具有較為配套的施工機(jī)具。
美國(guó)國(guó)會(huì)1976年,就通過了《國(guó)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(tái)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(guó)可借鑒的經(jīng)驗(yàn)有:一是以市場(chǎng)化、社會(huì)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(huì)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(duì)建筑商。同時(shí),大建筑商并購(gòu)生產(chǎn)商或建立伙伴關(guān)系大量購(gòu)買住宅組件,通過擴(kuò)大規(guī)模,降低成本。
四、英國(guó)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(guó)政府積極引導(dǎo)裝配式建筑發(fā)展。明確提出英國(guó)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(shí)間縮短10%,缺陷率降低20%,事故發(fā)生率降低20%,勞動(dòng)生產(chǎn)率提高10%,最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值利潤(rùn)率提高10%”的具體目標(biāo)。同時(shí),政府出臺(tái)一系列鼓勵(lì)政策和措施,大力推行綠色節(jié)能建筑,以對(duì)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(guó)十分重視因地制宜發(fā)展不同結(jié)構(gòu)形式。在英國(guó),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(guó)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(huì)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(guó)從不同類型裝配式建筑體系到通用體系
德國(guó)值得我國(guó)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(shí)要滿足在生產(chǎn)、安裝方面的要求。二是鼓勵(lì)不同類型裝配式建筑技術(shù)體系研究。鼓勵(lì)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(guó)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(gè)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(shì),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(guó)裝配式建筑從專用體系到通用體系再到信息化
法國(guó)是世界上推行裝配式建筑最早的國(guó)家之一,法國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)可借鑒的經(jīng)驗(yàn)有:(1)在住宅大規(guī)模建設(shè)時(shí)期推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展。法國(guó)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(guó)混凝土工業(yè)聯(lián)合會(huì)和法國(guó)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(shí)提高了效率。(3)推動(dòng)形成“建筑通用體系”,法國(guó)于1977年成立構(gòu)件建筑協(xié)會(huì)(ACC),作為推動(dòng)“建筑通用體系”的調(diào)研和協(xié)調(diào)中心。1978年法國(guó)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(guó)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(píng)審委員會(huì),對(duì)構(gòu)造體系進(jìn)行審批。到1981年,全國(guó)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(guó)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(jià)。通過推行“建筑通用體系”,法國(guó)的裝配式建筑得到了大發(fā)展。
[Page]
七、新加坡以易建性評(píng)分體系帶動(dòng)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(gè)世紀(jì)80年代初,同時(shí)對(duì)預(yù)制梁板、大型隔板預(yù)制、半預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)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(píng)分體系。從2001年1月1日起,政府以法規(guī)的形式對(duì)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(chǎng)工人數(shù)量、提高施工效率,改進(jìn)施工方式。
3、采取獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃。建設(shè)局(BCA)鼓勵(lì)施工企業(yè)進(jìn)行改革創(chuàng)新,對(duì)于提高生產(chǎn)力所使用的工具采取獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃,可最高獎(jiǎng)勵(lì)企業(yè)20萬新元。對(duì)一切先進(jìn)的施工模式、施工材料等進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì),可獲得每項(xiàng)高達(dá)10萬元新幣的獎(jiǎng)勵(lì)。
4、建立相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn):對(duì)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(duì)工程中所有材料進(jìn)行定期檢查。每個(gè)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(lì)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(duì)我國(guó)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(píng)價(jià),持續(xù)改進(jìn)適合國(guó)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(dòng)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(zhēng)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(dòng)空間。
八、我國(guó)裝配式建筑發(fā)展建議
分析總結(jié)國(guó)外發(fā)展裝配式建筑的實(shí)踐和發(fā)展規(guī)律,我國(guó)可多方面加以借鑒:
1、政策機(jī)制上,我國(guó)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(lì)、財(cái)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(jí)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(guó)家低層建筑多采用木結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)體系,我國(guó)隨著應(yīng)對(duì)氣候變化的需要,應(yīng)進(jìn)一步出臺(tái)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(shí),我國(guó)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(gòu)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(guó)等西方國(guó)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(guó)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(chǎng)濕作業(yè),實(shí)施裝配式裝修。較為發(fā)達(dá)的國(guó)家大多數(shù)裝飾裝修工作消除了現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè),裝配式裝修已成為通行的做法,我國(guó)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(guó)上個(gè)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(guó)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(guó)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):
1、《大力推廣裝配式建筑必讀》,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2016年5月,文林峰、劉美霞、武振等;
2、《日本、韓國(guó)裝配式建筑發(fā)展考察報(bào)告》,2016年5月,馮忠華、武振等;
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(guó)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(duì)比》,中國(guó)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。
編輯:鞠麗
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com