像搭积木一样盖房子？“装配式建筑”就在你身边

像“搭积木”一样盖房子？装配式建筑的快速发展，正在让建筑师们梦想成真。但同时也面临着一些“中国式难题”>>>

撰文/记者 赵天宇 编辑/刘昭 丁林

校对/肖园 新媒体编辑/陈炫之

采访专家

蒋勤俭（北京预制工程研究院院长）

任军（天津大学建筑学院教授、国家一级注册建筑师）

袁鑫（上海同基钢结构技术有限公司总工程师）

▲2021年3月22日《北京科技报》封面，扫描二维码可订阅

能像搭积木一样盖房子，是建筑师心中最美好的愿景。

如今装配式建筑的发展，正在让建筑师们梦想成真：随着建筑科学技术水平的不断提升，越来越多的装配式建筑正在拔地而起，不少省区市也开始加大推广扶持的力度，这种全新的建筑模式走入了大众视野。

通州区某工地，往日建筑工地上尘土飞扬、噪声刺耳、泥水横流的场景不见了，取而代之的是一组组正在“拼装”的工人。

这个总建筑规模20多万平方米、住宅1200余套的在建小区，采用的正是装配式建筑方法，不到一年时间内，大部分楼体建设已经过半，其中有几栋楼已经封顶了。

就在小区东侧600米的位置，同样是一座应用装配式建筑方法建设的住宅小区，已经建成6年。据了解，整个建筑群超过60%是装配式建筑构件，楼梯、阳台、部分内外墙约60%部件采用装有“电子芯”的预制板材拼装而成。

随着环保趋严和人力成本的不断上升，以及对施工工艺更加严格的要求，环保高效节能的装配式建筑，开始越来越多地走入公众视野，并上升为国家战略，进入快速发展时期。

但机遇与挑战往往并存，由于管理水平、工艺技术和市场规模等多方面原因，装配式建筑在国内也面临着不小的困难，甚至有水土不服的现象，遭遇的“中国式难题”亟待关注，未来发展依然面临诸多挑战。

△2021年1月12日，江苏连云港，工人在东海经济开发区内一家建筑企业生产混凝土装配式建筑产品（图片来源/视觉中国）

材料：预制混凝土结构应用率更高

何为装配式建筑？简单来说，就是一种由预制品部件在工地装配而成的建筑。传统的工地施工，需要使用钢筋混凝土浇筑，有固定的周期和方式。而使用装配式建筑建造房屋，房屋构件在工厂里提前生产好，可以成套制造，然后运到工地组装起来就可以了。

根据结构划分，装配式建筑大致可以分为预制混凝土结构、钢结构和木结构三大类。根据住建部统计报告，2019年，预制混凝土结构占新开工装配式建筑比例为65.4%；钢结构占比为30.4%。从需求来看，预制混凝土结构主要应用在普通居民住宅楼，钢结构需求主要集中于商业地产及大型场馆等公建领域。

相对于装配式混凝土建筑而言，装配式钢结构建筑由于没有现场浇筑点，所以往往安装更快；由于钢材料的特性，所以抗震性能更佳；此外，钢结构还具有梁柱截面小、重量轻、造假者低、可回收利用度高等优点。

不过钢结构的装配式材料，现阶段也有不少劣势，这也是应用率不如预制混凝土结构的重要原因。北京预制工程研究院院长蒋勤俭介绍说，我国钢结构在住宅方面使用较少，重要原因就是外墙技术不过关，隔声效果不佳。如果安装技术不过关，或者处理不当很容易出现开裂、变形等问题。

针对这些问题，相关科研单位也在积极研发当中。北京预制工程研究院的团队，目前已研发出装配式轻质混凝土复合外墙板技术。这种技术使用混凝土外墙挂板制成钢结构建筑外墙，可以很好规避传统钢结构建筑的问题。目前这种新材料已经在丰台区成寿寺地区的新建住宅楼当中使用。

△建设中的国家速滑馆，采用的正是装配式结构（供图/蒋勤俭）

施工：构件连接是关键

无论是混凝土结构还是钢结构的建筑板，运送到工地以后，就进入了组装阶段。以预制框架结构为例，首先进行的是一层施工，接下来吊装过程，依次是立柱、主梁、次梁和楼板。预制构件吊装结束后，绑扎连接部位钢筋，最后进行节点和梁板现浇层的浇筑。

“整个过程当中，难度系数最高的就是预留钢筋与套筒的对比、衔接过程。”蒋勤俭告诉记者，构件连接部位是装配式混凝土结构最薄弱的环节，处理不当就会造成安全隐患，还可能发生渗漏等问题。

不过他也给公众吃了一颗定心丸。据蒋勤俭介绍，目前混凝土结构的装配式建筑，技术上已经比较成熟，只要按照正规的装配式建筑要求规范施工，工程管理到位，出现质量问题的概率很小。

此外为了减少施工错误，更好地提高施工速度，目前不少装配式构件都标配了类似身份证的ID号码。例如北京市住宅产业化集团生产的构件上，就记载有原材料信息、工程信息、操作人信息等，有效提升了构件产品的品质。

优势：节能环保与产业未来

与传统的建筑方式相比，装配式建筑实现了“五节能一环保”，即节水、节能、节时、节材、节地和保护环境，可以大幅度减少建筑垃圾的产生。

首先是省人：装配式建筑降低了劳动者的工作密度和强度，自然也就减少了工人数量，比如说传统的建筑工地需要10个工人，那么装配式建筑可能只需要7个人甚至更少。

在一二线城市工人成本不断上涨，劳动力资源短缺，年轻人“宁愿送快递，不愿去工地”的大背景下，装配式建筑的优势不言而喻。

其次是环保：住建部曾对13个装配式混凝土建筑项目进行跟踪调研，统计分析表明，装配式建筑相比现浇建筑，在建造阶段可以大幅减少木材模板、保温材料、抹灰水泥砂浆、施工用水、施工用电的消耗，并减少80%以上的建筑垃圾，同时减少碳排放和对环境带来的扬尘和噪声污染。

第三是高效：装配式建筑可以显著提高生产效率。工厂生产不受恶劣天气等自然环境影响，施工机械化和自动控制程度高，构件加工工期更为可控，比现浇方式可综合缩短工期25%~30%，“三天一层楼”也就不足以为奇。

第四是质量可靠：传统的工地现场浇筑楼板，因建筑工人技能水平差异，楼板质量参差不齐，后期出现危房也不足为奇。而工厂预制的构件，由于是在流水线上施工，又大多是机械化控制，操作规范，产品质量也更好。

在上海同基钢结构技术有限公司总工程师、徐汇区钢结构学会会长袁鑫看来，考虑劳动力减少和重体力劳动意愿的降低，装配产业化建筑代表着未来的方向。在工业装配化领域，随着技术体系的逐渐成熟，钢结构应用比重将越来越大，未来拥有广阔的发展空间。

困境：面临“中国式难题”

随着技术的发展和成本的降低，数据显示，未来10年中国装配式建筑的市场规模将累计达到2.5万亿元甚至更高，市场发展空间十分巨大。

然而另一个耐人寻味的现象是，2020年，全国建筑行业市场规模已经突破20万亿，装配式建筑尽管快速发展，但总体占比依然不足10%，属于小众规模。

在市场选择上，记者在调查过程当中也发现，北京、上海、深圳等一线城市当中，在商品房领域，大多数开发商都比较谨慎，在二三线城市当中更是难觅踪影。

普通公众对于装配式建筑的印象也不怎么好，持有“楼体薄”“抗震差”“造价低”等认知的不在少数。一些热门网络平台上甚至有专门的话题，讨论装配式建筑的小区该不该购买，持反对意见的亦不在少数。

快速发展的装配式建筑，正在遭遇“中国式难题”。

这道难题除了表现在企业和公众态度上，也体现在成本上。与传统现浇比较，装配式建筑施工虽然减少了内外墙抹灰、钢筋模板制作和砌墙的成本，但预制构件的生产、运输及安装成本却居高不下。

尤其是运输成本，由于目前市场规模还不够大，对于三四线城市来说，本地区无法找到就近的构件生产厂，不得不跨区域调配，甚至是远距离运输，自然价格不菲，同时也牺牲了大量的时间成本。

这样一来，装配式建筑非常容易陷入一个死循环的状态：成本高—没人用—没法规模化—无法凸显成本优势—没有竞争优势—更加没人用。

破解：提高认知非常重要

统计数据显示，西方发达国家装配式建筑普及率已经超过70%，甚至超过90%，但在国内在这个数字依然在10%左右徘徊。装配式建筑为何在中国“水土不服”？蒋勤俭认为，问题的根结，还是在于先进建造工艺，与落后的工业水平之间的矛盾。

他解释说，装配式建筑对于工期、进度、管理要求非常严格，是一种更加现代化的施工模式，普遍适用于工业水平达到一定程度的西方国家。而国内很多工地，管理上依然比较粗犷，到了一些中小城市，甚至出现边设计、边施工的情况，工期毫无保障，自然也就不适用于流水线一样的装配式建筑模式。

因此，发展装配式建筑，推进建筑业转型升级，除了政策层面上的支持以外，包括人才等诸多因素在内，施工方的管理水平、建造水平也需要同步提升。政府部门除了出台政策以外，也应该在研发上做文章，主导整合研发力量，加大科研投入，做好人才衔接培养，尽快完善技术标准体系，为日后装配式建筑真正意义上的大规模推广做准备。

至于公众认知方面，蒋勤俭强调，普通公众对于装配式建筑的固有认识，可能源于上世纪六七十年代大量兴建的“红砖楼”。但实际上，大部分红砖楼本身建筑质量并不差，更多是时代标准和设计上的落后。

“位于通州区的北京市政府新建办公大楼，就是采用装配式建筑设计施工的，其代表当下建筑学的最高水平，同时也说明装配式建筑在质量上是完全有保障的。”蒋勤俭说，“没有必要刻意炒作装配式建筑，应该给予更加客观的报道，并做好相关的科普，才能尽快消除公众的误解。”

天津大学建筑学院教授、一级建筑师任军也持有相同观点：“装配式建筑与质量差没有任何关系，当下很多建筑的内部构件，其实已经普及了装配式，普通公众对此应该有正确的认知。”

实际上，近年来随着绿色建筑、节能环保的概念逐渐升温，装配式建筑、建筑产业化已经成为行业趋势。当前，30多个省市密集出台相关政策，未来一段时间，装配式建筑必然会成为各地建设工作的重点，在智能建造与新型建筑工业化协同的大背景下，获得更多的认可与发展。

图解：小区是这样“拼”成的

摄影/记者 张星海

日前，记者来到通州区某在建小区附近，近距离接触了装配式建筑。在这个工地中，工厂提前生产好的混凝土预制板，被重载卡车运送到工地，往日工地上尘土飞扬、噪声刺耳、泥水横流的场景不见了，因为装配式建筑并不需要水泥浇筑，塔吊吊起预制板以后，“拼装”在下一层的楼板上，预制构件吊装结束后，绑扎连接部位钢筋，最后进行节点和梁板现浇层的浇筑。

装配式建筑有效解决了工程环境污染问题，并且效率更高，质量也更可控，有效解决了人力成本困境，是建筑行业未来发展方向之一。

1.记者在邻近小区的16楼观察在建的装配式住宅建筑工地：

2.施工过程中，塔吊正在吊起各种预制板：

3.从高处可以清楚地看到混凝土预制板上的钢筋：

4. 预制板拼接完成后，还需要在连接处穿插钢筋并灌浆固定：

5. 装配式建筑内，工人正在进行检查：

6. 已经建成的装配式住宅楼，预制板拼接的缝隙仍然可见：

延伸阅读：装配式建筑曾经历高潮和低谷

说装配式建筑是全新的建筑模式并不严谨，因为中国古代的榫卯式建筑结构，严格意义上来说也属于装配式建筑的一种。与西方不同，我国的传统建筑一开始就是以木骨架结构作为主要发展方向，榫卯结构要精准定制，所以我国古代劳动人民其实积累了丰富的“装配”经验。

现代的装配式建筑发展成熟，是在20世纪以后。1921年，“像造汽车一样造房子”的概念被法国建筑大师柯布西耶在《走向新建筑》中首次提起，希望建筑业像20世纪的上半叶“批量复制”汽车那样，“批量复制”建筑。

▲法国建筑大师柯布西耶是当代装配式建筑的开拓者之一

二战以后，欧洲开始大规模地恢复生产，这为装配式建筑的发展提供了良好契机。速度快、用工少的装配式建筑得到了快速发展，英、法、苏联等国首先作了尝试。

尤其是苏联，装配式建筑更是铸就了时代经典名词——赫鲁晓夫楼。赫鲁晓夫楼的预制件，都是在工厂里流水线生产好的标准件，成本低廉，然后采用统一的工业化建造，所有楼房统一规格，如同复制粘贴一样。

如今，装配式建筑在欧美和西方发达国家已经得到了普及。截至2018年5月，英国等欧洲国家装配式建筑在新建建筑当中占比达到70%以上，日本和美国更是达到90%。

中国装配式建筑行业已经发展了70年左右，从手工作业到机械化生产、从借鉴到自我创新，有过高潮也经历过低谷。

受苏联影响，我国在上世纪80年代以前，曾在国内推行标准化、工厂化、机械化的预制构件和装配式建筑，例如北京民族饭店、前三门住宅区以及三环内的许多六层板楼。毫不夸张地说，许多70后、80后是伴随装配式建筑一起成长的。

上世纪八九十年代，由于当时生产技术水平不足、产品良莠不齐，工地管理不到位，给装配式建筑房屋带来了很多安全隐患。而且受到几次地震冲击，预制混凝土结构的装配式建筑抗震性能受到质疑，甚至被一些地区禁止使用。随着改革开放以后劳动力进入城镇，大量使用建筑工人的浇灌式建筑开始兴起，装配式建筑发展一度陷入低潮。

近年来，在环保压力不断加大、城镇化速度加快及劳动力成本不断上涨等诸多因素推动下，装配式建筑又重新进入了高速发展和创新期。尤其是2016年以来，国家及地方多次出台指导性、惠普性及鼓励性政策，促进装配式建筑产业的发展。

出品：科普中央厨房

监制：北京科技报 | 科学加客户端

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