摘要:回顾了我国各时期建筑工业化的发展状况，提出新时期发展建筑工业化的必要性与紧迫性，以实现建筑业产业转型与技术升级。按发展建筑工业化的目的与要求，对装配式混凝土结构、现代现浇结构和钢结构三种建筑工业化发展模式的特点进行了思考与分析，重点对装配式混凝土结构在目前推广应用中存在的问题进行了讨论。最后针对当前我国建筑工业化的发展情况提出有关建议:要全面推进多模式建筑工业化工作;要加强研发与工程示范应用;要立足于政策支持，也应注重市场化引导;要积极推进建筑工业化全产业链建设，并应积极推进BIM技术在建筑工业化中的应用。
关键词:建筑工业化;装配式混凝土结构;现代现浇结构;钢结构;市场化引导;全产业链
引言
建筑工业化最早由西方国家提出，为解决二战后欧洲国家在重建时亟需建造大量住房而又缺乏劳动力的问题，通过推行建筑标准化设计、构配件工厂化生产、现场装配式施工的一种新的房屋建造生产方式以提高劳动生产率，为战后住房的快速重建提供了保障。这种预制装配式建造方式带来了显著提高的生产效率，随后美国、日本、前苏联、中国及新加坡等国家也相继致力于建筑工业化的研究与发展[1]。
新时期，随着我国社会的发展和经济的增长，我国的人口红利正在消失，建筑行业面临劳动力短缺、人工成本快速上升的问题，同时目前传统现场施工方式也面临环境污染、水资源浪费、建筑垃圾量大等日益突出的问题。为解决这些问题，保持建筑行业可持续发展，近年来我国政府出台并制定了一系列政策措施扶持推行建筑工业化，以实现“四节一环保”的要求。然而，目前国内相关地区对建筑工业化发展的热点过度聚焦于装配式混凝土结构，提出过高的装配式混凝土结构的应用比例，这有可能对建筑工业化的健康发展带来负面效果。因此，如何正确理解新时期建筑工业化的含义，正确引导我国今后一段时期建筑工业化的发展方向，是我们应该考虑的一个问题。
本文全面介绍了我国建筑工业化各时期的发展情况，对当前建筑工业化发展现状与面临的问题进行分析，最后探讨了我国新时期建筑工业化发展的新趋势。
1我国建筑工业化发展概况
我国的建筑工业化发展始于20世纪50年代，在我国发展国民经济的第一个五年计划中就提出借鉴前苏联和东欧各国的经验，在国内推行标准化、工厂化、机械化的预制构件和装配式建筑。20世纪60年代至80年代是我国装配式建筑的持续发展期，尤其是从70年代后期开始，我国多种装配式建筑体系得到了快速的发展[2-3]。如砖混结构的多层住宅中大量采用低碳冷拔钢丝预应力混凝土圆孔板，其楼板每平方米用钢量仅为3～6kg，并且施工时不需要支模，通过简易设备甚至人工即可完成安装，施工速度快。同时，预应力混凝土圆孔板生产技术简单，各地都建有生产线，大规模生产的预应力空心板成为我国装配式体系中最量大面广的产品。从20世纪70年代末开始，为在北京地区满足高层住宅建设的发展需要，从东欧引入了装配式大板住宅体系，其内外墙板、楼板都在预制厂预制成混凝土大板，采用现场装配，施工中无需模板与支架，施工速度快，有效地解决了当时发展高层住宅建设的需求，北京地区大量10～13层的高层住宅采用了装配式大板体系，个别甚至应用于18层的高层住宅[4-5]，至1986年北京市累计建成的装配式大板高层住宅面积就接近70万m2[6]。在多层办公楼的建设方面，上海市有采用装配式框架结构体系，其框架梁采用预制的花篮梁，而柱为现浇柱，楼板为预制预应力空心板。单层工业厂房当时普遍采用装配式混凝土排架结构体系，构件为预制混凝土排架柱、预制预应力混凝土吊车梁、预制后张预应力混凝土屋架和预应力大型屋面板等。据有关文献[7]报道，至20世纪80年代末，全国已有数万家预制混凝土构件厂，全国预制混凝土年产量达2500万m3。这一时期这些装配式体系被广泛应用与认可，大量预制构件都标准化，并有标准图集，各设计院在工程项目设计中按标准图集进行选用，预制构件加工单位按标准图集生产加工，施工单位按标准图集进行构件采购。
装配式混凝土结构体系很好地适应了当时我国建筑技术发展的需要，其原因:第一是当时各类建筑建造标准不高、形式单一，容易采用标准化方式建造;第二是对房屋建筑的抗震性能还没有更高的要求;第三是总体建设量不大，相关预制构件厂供应可以满足需求;第四是当时木模板、支撑体系和建筑用钢筋的短缺，不得不采用预制装配方式;最后是当时施工企业的用工都采用固定制，采用预制装配方式可以减少现场劳动力投入。
然而从20世纪80年代末开始，我国装配式建筑的发展却遇到了前所未有的低潮，结构设计中很少采用装配式体系，大量预制构件厂关门转产。我们必须看到，装配式建筑存在的一些问题开始显现，采用预制板的砖混结构房屋、预制装配式单层工业厂房等在唐山大地震中破坏严重，使人们对于装配式体系的抗震性能产生担忧，相比之下认为现浇体系具有更好的整体性和抗震性能;而大板住宅建筑因当时的产品工艺与施工条件限制，存在墙板接缝渗漏、隔音差、保温差等使用性能方面的问题，在北京的高层住宅建设中的应用也大规模减少。
与之相反的是从20世纪80年代末开始现浇结构体系得到了广泛地应用，其主要原因:首先是这一时期我国建筑建设规模急剧增长，装配式结构体系已难以适应新的建设规模;第二是建筑设计的平面、立面出现个性化、多样化、复杂化的特点，装配式结构体系已难以实现这一变化;第三是对房屋建筑抗震性能要求的提高，设计人员更倾向于采用现浇结构体系;第四是农民工大量进入城镇，为建筑行业带来了充沛、廉价的劳动力，低成本的劳动力促使粗放式的现场湿作业成为了混凝土施工的首选方式;第五是胶合木模板、大钢模、小钢模应用的迅速普及，钢脚手架也开始广泛应用，很好地解决了现浇结构体系所需的模板与模架难题;最后是我国钢材产量的大规模提高，使得在楼板等构件中已不再追求如预应力混凝土圆孔板那么低的单位面积用钢量。因此，采用现场现浇的结构体系更加符合当时我国大规模的建设需求[8-9]。
最近几年来，传统的现场现浇的施工方式是否符合我国建筑业的发展方向，再次得到业内的审视。首先是随着社会发展与进步，新生代农民工已不再青睐劳动条件恶劣、劳动强度大的建筑施工行业，施工企业已频现“用工荒”，并推动劳动力成本的快速提升，采用大规模劳动密集型的现场现浇施工方式是否可持续;第二社会对于施工现场环境污染的高度重视，采用现浇方式的施工现场存在水资源浪费、噪声污染、建筑垃圾产生量大等诸多问题;第三是施工现场的工程质量还是不尽人意，建筑施工质量通病较多;最后是从可持续发展角度考虑，对传统的建筑业提出产业转型与升级要求。因此，反映建筑产业发展的建筑工业化再一次被行业所关注，中央及全国各地政府均出台了相关文件明确推动建筑工业化。在国家与地方政府的支持下，我国装配式结构体系重新迎来发展契机，形成了如装配式剪力墙结构[10-11]、装配式框架结构[12]等多种形式的装配式建筑技术，完成了如《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1—2014)、《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ355—2015)等相应技术规程的编制。全国各地，特别是建筑工业化试点城市都加大了预制装配式结构体系的试点推广应用工作。
我们也必须看到，随着建设规模的迅速发展，现浇混凝土结构施工技术也得到了长足的进步，其中商品混凝土(预拌混凝土)已得到多年的推广应用，目前我国大、中城市都已全面推广应用商品混凝土。混凝土泵送技术也得到了广泛应用(混凝土泵送高度已达621m)，有效解决了高层建筑的混凝土垂直运输问题，并大大提高了施工效率。商品混凝土与混凝土泵送技术的结合就是现浇体系解决混凝土生产与浇筑在建筑工业化方面的一个很好形式。但我们也必须看到，现在施工现场对模板与钢筋还仍然采用现场加工方式，这不符合建筑工业化要求，耗费了大量人工，产生了大量建筑垃圾。所以要研发与推广应用新型模板与模架技术、钢筋集中加工配送体系，以实现现浇体系的工业化建造。此外，国内的相关施工企业也在探讨施工现场的工业化建造技术，如采用大型集成化、机械化的施工平台，以减少现场劳动作业量和对环境的影响。因此，采用这些现代新型施工技术进行生产建造的现浇结构从理论上说同样是一种工业化建筑。
此外，最近十年钢结构作为一种预制化、工厂化程度高的结构形式在民用建筑和工业建筑中也得到了推广应用，其应用比例已达5%左右。在民用建筑方面，国内大跨度公共建筑如体育馆、会展中心、航站楼、大型火车站的站房与雨棚都普遍采用钢结构;高层建筑也有一定比例采用钢结构，超高层建筑基本都采用外钢框架+混凝土核心筒的混合结构体系;国内还进行了钢结构住宅的研究与试点推广应用工作。在工业建筑方面，大多数工业建筑都采用钢结构，单层工业厂房大量采用轻型门式刚架或钢结构排架体系，多层重型工业厂房也都采用钢框架结构。伴随我国钢铁产能过剩，政府鼓励使用钢材，钢结构建筑作为一种工业化建筑同样具有广阔的应用前景。
在政策的支持下，包括研发单位、房地产开发企业、总承包企业、高校等都在积极研发与探索建筑工业化，国内科研院所、高校等与相关企业合作成立了多个建筑工业化创新战略联盟，共同研发、建立新的工业化建筑结构体系与相关技术，积极推动我国建筑工业化的进一步发展。
2我国建筑工业化发展存在的问题与思考
目前，我国的建筑设计与建筑施工技术水平已接近或达到发达国家技术水平，根据建筑技术可持续发展的需要，应积极探索建筑产业现代化发展，其中建筑工业化就是建筑产业现代化发展的一个重要方面。
然而，由于当前行业对建筑工业化正确理解不够，导致我国的建筑工业化发展常常局限于装配式混凝土结构，在一些地区以为发展建筑工业化就是发展装配式混凝土结构，这个问题是需要我们认真探讨的。诚然，装配式混凝土结构的建筑工业化特性明显，需要我们加强研发与推广，但我们同样要研发与推进现浇体系的工业化，以及加强推广钢结构的应用。
下面针对上述三种建筑工业化方式的特点和在发展工业化过程中遇到的问题进行分析与思考。
2.1装配式混凝土结构体系特点与存在的问题
装配式混凝土结构体系具有预制构件工厂化制作、现场作业量少、现场环境污染小等诸多优点，但在近几年的推广中还存在如下问题，有待于在下一步研发推广应用中解决。
2.1.1建造成本
对于装配式混凝土结构，由于目前市场对于预制混凝土构件的需要较小，预制构件并没有像制造业产品一样被大批量地加工生产，因此预制构件的生产费用也没有体现出应有的“工厂化”优势。并且预制构件生产企业需按照制造行业缴纳17%的增值税，明显高于土建施工领域的税率。这些都导致预制构件的生产成本还无法与传统现浇施工成本相竞争。此外，装配式结构还会产生额外的构件节点连接成本、新增运输费用等，对现场施工设备和人员的要求也都要更高。因此目前我国装配式混凝土结构的建造成本相对现浇结构偏高。
此外，国内研发推广应用装配式混凝土结构的企业均建有各自的预制构件生产基地，但该类生产基地仅服务于所属企业，其产能无法达到充分利用。且预制构件偏高的生产成本使该类生产模式根本无法盈利，只能通过政府的补贴政策(如地方政府的容积率优惠政策)及企业内的研发补助资金来维持运营。尽管某些同时具备开发、设计、生产、施工能力的企业在进行装配式住宅建筑的研发生产时，能串联起上下游业务板块，尽可能提高效率降低成本，但采用装配式混凝土结构的土建工程造价仍旧相比现浇结构高20%～25%，过高的建造成本成为阻挠这些企业推广装配式建筑的重要因素。
建造成本偏高是目前国内推广应用装配式混凝土结构的一个主要不利因素，这也导致目前装配式混凝土结构多集中应用于政府保障性住房的建造中，在政府的鼓励支持和补贴政策下才得以通过试点的形式应用。然而对于成本问题我们也应有一个科学的认识，随着人工成本的进一步上升、预制构件产品形成标准化的生产与商业化的供货模式以及装配式混凝土结构的逐步推广，装配式混凝土结构相比现场现浇结构的成本差将逐步降低，装配式混凝土结构必将有较大的市场空间。
2.1.2模数化、标准化与多样性
对于装配式建筑，首先应能实现模数化、标准化，以方便预制构件加工厂生产并尽可能降低成本，也方便工程项目设计与施工企业的施工安装工作。模数化、标准化在工业建筑中能很好实现，但在民用建筑中如何做好模数化、标准化将是我们应大力研发的一项工作。在推广装配式建筑的工作中，我们要做好模数化、标准化工作，但更要兼顾标准化与建筑多样性的关系，不能为简单满足标准化而造成建筑的千遍一律，因为建筑本身(特别是公共建筑)不仅仅是一件工业产品，更是一件满足功能需求的艺术品，不能因为发展建筑工业化而限制了建筑的多样性;同样，也不能因强调多样性而不发展标准化。
对装配式建筑的构件生产应发展标准化与个性化相结合的生产方式，绝大部分的构件生产加工应实施标准化的方式，少部分构件可以按个性化方式加工。构件的标准化生产可以大幅度提高效率、降低成本，符合建筑工业化的发展方向;构件的个性化生产可以满足建筑的多样性，构件的个性化加工应当如同钢结构构件工厂加工生产一样，预制构件生产企业根据设计图纸的需要，加工生产出不同尺寸类型的预制构件。
2.1.3预制率和装配率
现行的工业化建筑评价体系重点考核建筑的预制率和装配率，认为满足一定的预制率和装配率的建筑才是工业化建筑。然而，采用多高的预制率与装配率应充分考虑该建筑的特性，发展装配式建筑可以采用装配与现浇相结合的模式，而不是为了简单满足预制率而预制，过高的预制率还会造成成本与费用的增高。
此外，如过高追求预制率、装配率，在实际建造过程中会遇到其他一些问题，如超高层建筑可能导致施工周期的延长，因为高空吊装大型预制构件时耗时较长、难度较大;有些施工现场受成本与管理水平约束可能需要更大场地存放大量预制构件;城市中大型预制构件的车辆运输可能导致交通拥堵及不可忽视的碳排放污染等问题。对这些问题，都必须综合考虑。
2.1.4国外体系引进
装配式建筑最早起源于国外，最初也是由国外引入我国，但事实上各国的国情与国策各不相同，盲目效仿国外已有的成套理论体系并不一定适合当前我国情况。
欧洲国家具有完善的装配式建筑产业，但这些国家多数为非地震区，对结构的抗震性能要求低，且多应用于低层住宅;土地资源紧张的新加坡虽然具有成熟的高层装配式混凝土结构住宅建造技术，但其发展装配式体系主要原因是为了摆脱现浇体系需用大量境外劳工而带来的社会问题，并且新加坡同样不用考虑抗震问题。日本为解决抗震要求，其高层装配式混凝土框架结构体系采用了耗能支撑技术，其建造成本较高。这些国外的体系均与中国国情不完全相符，因而不能简单借鉴其研究发展成果。
由此可见，虽然很多发达国家经过较长时间的发展已经具备成熟的建造技术和完善的产业链模式，但由于国情与国策的不同，各国均各自走出了一条适合于本国的建筑工业化道路。对于建筑工业化处于重新起步阶段的我国，应当结合国内的各项经济条件、结构要求与施工技术来慎重考虑建筑工业化的发展道路与方向，而不是盲目地将国外装配式体系简单套用。
2.1.5设计软件与设计效率目前装配式混凝土结构设计中还没有成熟的商业化软件可以采用，设计人员仍先按照现浇结构的设计方法用传统
软件进行设计，再按预制构件要求进行拆分出图(或由专业公司进行二次深化设计)，这种设计方法未能按标准化的要求充分考虑装配式结构的特点，导致后期构件非标种类多、节点复杂，增加了构件生产和施工安装的难度，同时设计效率低，设计工作量大。
2.1.6现场施工安装
由于装配式混凝土结构与传统的现浇结构在施工安装技术、施工项目管理差别较大，装配式混凝土结构施工安装过程相对复杂，有时施工流水作业周期甚至慢于现浇结构。特别对构件运输、进场堆放、吊车垂直运输、安装作业面、构件临时固定、节点连接等一系列过程均需要科学地安排管理，方能减少人工作业量，否则会导致安装过程耗时长，无法体现装配式混凝土结构应有施工周期短的特点。——论文作者：王俊赵基达胡宗羽
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