淺談裝配式混凝土建築的優劣勢

近年來，隨著國務院的大力強推、地方政府政策的相繼出台，裝配式建築逐漸進入人們的視野。越來越多的建設單位、施工企業、設計院開始投身裝配式建築的事業。然而，裝配式建築是不是「人人」都可以做？從事裝配式建築的目的和願景是什麼？裝配式建築存在哪些優缺點？本人根據兩年的裝配式建築工作經驗，嘗試做淺顯的分析。文章的側重點在裝配式建築的優缺點，如有不恰當之處歡迎指正。

一、為何要做裝配式建築

國家為何要強推裝配式建築，此文不做過多推測，最高領導人的決策自然有其道理。此處只表達一點，個人覺得國家之所以強推裝配式建築最主要的目的是改善環境。話說回來，既然有了國家的大力推崇以及相關政策扶持，可想而知未來裝配式建築的市場份額有多大，甚至國家規定特定的新開發項目必須採用裝配式的建設模式。若能捷足先登，在裝配式建築產業立足腳跟，必將在「千萬億」裝配式建築的宏偉藍圖裡占足市場份額；同時若能做大、做強、做精裝配式建築，將會帶來極大的品牌效益；若能形成成熟的裝配式建築管理模式及體制，將會帶來較大的管理效益。

一句話總結：裝配式建築發展趨勢、市場份額、國家政策帶來的直接經濟效益、以及企業創造的品牌效益、管理效益是吸引企業從事裝配式建築的主要原因。

二、裝配式建築的優勢

1、國家強推、發展趨勢、市場份額大

此點無需贅述，「千萬億」的肥肉就擺在那裡。

2、政策扶持

目前各地出台的裝配式建築主要扶持政策有：獎勵建築面積、預售節點提前、報建綠色通道、工程評優優先考慮、小業主購房補貼等等。對於建設單位來說，無疑獎勵建築面積吸引力最大。如深圳市政府已出台明文政策，通過提高容積率來獎勵建築面積（獎勵最高不超過3%容積率、以及5000㎡），試想，對於房價動輒超過10萬/㎡的深圳來說，5000㎡將帶來的直接經濟回報就超過五億。

3、改善環境

對比傳統建築，裝配式建築有個明顯的優勢，就是大量減少現場濕作業、降低揚塵、減少廢水、廢氣、固體垃圾的排放，以及改善施工人員的作業環境。

4、提高建築「大面」質量

注意是大面（即構件）質量，因為預製工廠將「空間上的」、「豎向的」構件（牆、柱、梯、梁、板等）搬至工廠放在「平面上」（生產台模及流水線）進行生產，減少了模板支撐體系及模板豎向加固工序、大大降低操作難度，基本杜絕了漲模、漏漿、蜂窩麻面等混凝土質量通病，更能大幅度提高構件的精度。在此基礎上若能採用鋼模、鋁模進行生產，則平整度、垂直度偏差完全可以控制在2-3mm內。

5、縮短裝飾裝修階段的工期

因構件生產精度高，後期可免除抹灰及砂漿找平、直接在構件表面上進行飾面層施工，從而縮短裝飾裝修階段的工期。

三、裝配式建築的問題

1、市場環境不成熟

1）、目前裝配式建築市場上施工方、設計方、以及供應商等較為稀缺；

2）、規範標準未完善，技術工藝有待開發；

3）、新型材料研發成果不顯著、應用和普及程度不高；

4）、政府監督及驗收機制不完善。

2、成本方面

1）、前期投入大、效益低。想要做強裝配式建築，就要擁有自己的預製工廠，因此撒網布局、投資建廠必不可少，同時工程開工初期即要生產大量構件，對資金要求高。

2）、成本高、單價低。通過成本測算，預製構件成本相對現澆構件偏高，但單價往往偏低，此問題對施工單位較為不利。同時目前裝配式建築的設計單價較傳統建築單價亦未有所增加。在設計單價不變、傳統設計院已經具備成熟傳統建築設計團隊及力量的情況下，其從事裝配式建築設計的驅動力不足。此為前文所述設計方資源稀缺的主要原因。因此個人認為政府在研究政策時不能只對開發商進行「扶持」、整個工程項目建設的所有參與方均應周全顧及。

3）、預製工廠輻射範圍有限。一般情況下，一個預製工廠的「經濟」輻射範圍不超過150km，一旦超過此範圍，構件的物流成本將急劇上升。因此，想要擴大布局，必須增建廠房。

3、設計方面

裝配式建築比較適宜採用epc（工程總承包）的模式進行建設。故在市場上設計資源稀缺的情況下，一些專註於建築產業現代化的企業往往傾向於建立自己的設計公司或團隊。

在裝配式建築建設的各個環節中，設計是中心。一個裝配式建築是否取得成功很大程度上取決於設計是否成功。對比傳統建築設計，裝配式建築項目的設計需要提前介入。裝配式建築在規劃設計、建築方案設計、施工圖設計完成後新增了一項工藝設計（構件拆分及節點設計等）。設計師在工藝設計時需在預製工廠技術人員、施工裝配技術人員的協助下完成，同時需要提前與塔吊公司、外架單位、土建勞務公司等溝通關於構件結構預埋、模板支撐及加固方式等事宜。

然而，很多設計師往往在此環節上做的不到位（未提前介入與相關人員及單位溝通，或溝通不順暢），由於其構件生產經驗、施工裝配經驗的不足，導致設計成果往往只考慮建築的結構安全、使用功能，而忽略了經濟性和可操作性。例如：由於設計的不標準化導致生產模具、物料使用率低、周轉次數少而造成構件製造成本的增加；由於設計的不可操作性使得現場模板無法安裝和加固，造成現場「邊做邊改」、「做做停停」、「不斷返工」的現象，從而導致質量不能保證、工期失控。

此外，目前裝配式建築設計上遇到的一些常見問題如下：

1）、一味追求裝配率，所有內牆及外圍護體系均設計成鋼筋混凝土構件，導致建築整體剛度大，房間迴音過大；

2）、土建與機電交叉問題；

3）、鋼筋打架問題；

4）、門窗洞口開設局限等等。

4、質量問題

裝配式建築工藝設計方案通常採用「豎向預製、水平疊合、節點現澆」的模式。如前文所述裝配式建築能提高建築「大面」質量，但往往很難保證現澆節點的質量，裝配式建築常見的質量通病主要出現在節點上。目前很多裝配式建築質量問題尚無較好的解決辦法。

1）、預製「三明治」外牆板存水、滲水問題。目前預製外牆板為了滿足減重、保溫的功能，通常在外牆內嵌入擠塑板（XPS）、聚苯板（EPS），此類材料具有較強的存水功能，在構件預製澆築、現場節點現澆等過程均可能導致水滲入儲存、後期慢慢蒸發外滲，導致牆面出現滲水或潮濕現象。

2）、外牆膠耐久性、耐候性問題。目前預製外牆節點（豎向、橫向）通常採用打膠工藝，使用的膠水為建築耐候密封膠，市場上常見的如西卡、安泰等品牌，其理論使用年限不超過30年。而外牆膠一旦失效，我能想到的解決辦法唯有全部鑿除後重新施膠水。

3）、施工冷縫問題。所有預製構件與現澆混凝土交接界面均可以理解為施工縫。施工縫處由於干、濕混凝土結合性不足，加上澆築過程設備、操作人員的荷載擾動，通常導致結合部位出現冷縫、開裂、滲漏的問題。目前常見的辦法是將構件與現澆混凝土交界面全部做成粗糙面，此方法在疊合梁、預製外牆的節點也許奏效，但在疊合板上很難徹底解決問題。疊合板在預製層和現澆層之間可以理解為一個大面積的施工縫，當施工縫由「線」上升至「面」後，單純的粗糙面措施難以杜絕冷縫的產生。是否可以研發一種新型材料（干、濕混凝土界面粘合劑、或混凝土添加劑等）？我覺得這個可以作為新材料研究的一個課題和方向。

4）、鋼筋套筒連接節點無法實體檢測。目前豎向構件（預製框架柱、剪力牆）的連接節點通常採用鋼筋套筒灌漿連接技術（參考規範《鋼筋連接用灌漿套筒JG/T398-2012》、《鋼筋連接用套筒灌漿料JG/T408-2013》）。通過鋼筋等強度代換減少一半的縱向主筋，在節點部位只取一半的主筋進行套筒灌漿連接。此工藝最大的問題是只能進行工藝送檢（在實驗室用鋼筋、套筒、灌漿料製作連接接頭後送檢），而無法進行現場實體檢測，從而無法檢驗節點連接質量。

5）、鋼筋綁紮問題。裝配式建築很多節點上鋼筋較多較密（如外牆節點上有現澆構件豎向主筋、橫向箍筋、預製構件水平錨入筋等），不僅鋼筋綁紮效率低，更造成施工現場出現大量反覆彎折鋼筋的現象（小直徑鋼筋被冷彎、大直徑鋼筋被熱彎），導致鋼筋間距無法保證、受力性能下降。

5、安全隱患

對比傳統建築，裝配式建築的安全隱患及風險有增無減。

1）、裝配式建築每一層每一個構件的吊裝作業幾乎均為高空作業；

2）、由於預製構件重量較大，構件運輸、二次轉運、吊裝過程中均存在較大風險；

3）、構件預埋吊點是否安裝牢靠，起重吊爪、鋼絲繩是否能承受構件重量等均為裝配式建築重要安全控制點；

4）、目前長期從事並經過系統培訓的吊裝工人不多，人為因素造成的安全隱患增加；

5）、裝配式建築疊合板的預製層相當於傳統建築的樓板底模，但由於其為混凝土結構，不能像傳統建築一樣，底模與支撐體系通過模板、木枋、鐵釘、壓腳板等形成一個有效的整體。疊合板就像平放在支撐體系頂部一樣，因此側移隱患大；

6）、裝配式建築施工流程一般最早開始外牆板的吊裝，而在外牆吊裝時外架尚未搭設至操作層頂、臨邊防護尚未到位，此時吊裝過程無疑風險更大；

7）、目前豎向構件往往採用斜支撐將牆板與樓板連接，以作臨時支撐。但由於外牆吊裝較早，樓板混凝土強度尚未達到設計強度，斜支撐在樓板處的拉結點不可靠。若等樓板混凝土達到設計強度再來吊裝外牆，則與施工進度產生衝突；若在預製層預埋拉結點，則又會造成人工成本增加、預埋拉結點定位不準確、不能靈活調整等問題。

6、後期

1）、小業主入住後，裝修調整空間小、難度大。

2）、維修階段質量問題可追溯性差。

四、結語

前文通篇似乎描述裝配式建築缺點的篇幅遠大於優勢的篇幅。個人覺得目前裝配式建築的缺點確實很突出，但其優點僅「獎勵建築面積」一條就具有足夠的吸引力和驅動力，再加上國家和政府的扶持，我相信裝配式建築一定是有前景的。

最後總結幾條小小的建議：

1）、在對裝配式建築的方方面面作深入調查後，在結合公司自身實際情況決定要不要從事裝配式建築事業，何時開始裝配式建築事業；

2）、公司需要具備雄厚的資金實力，前期不要過分看重收益和回報，裝配式建築的效益在將來；

3）、盡量採用epc的建設方式，建立設計、生產、運輸、採購、裝配管理團隊以及成熟順暢的溝通機制，特別是要有自己的設計院或團隊，將設計這一關鍵環節掌握在自己的手中；

4）、不要過分追求裝配率、預製率。大多數新興行業的發展都是循循漸進的，很難一步到位。國家對於裝配式建築的發展目標都是分階段實現的，企業目標不能凌駕於國家目標之上；

5）、在人才培養、材料研發、工藝研發等捨得投入成本，研究成果應及時普及並應用到實體工程上。

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