“乐高式盖楼”——开启装配式建筑新时代
2020-07-09 00:00:00 来源： 点击：621 喜欢：0
相信有不少朋友玩过乐高积木，在乐高世界中，你可以犹如世界顶级建筑师，完成以世界各地著名地标建筑为原型的搭建，如上海东方明珠塔、悉尼歌剧院和台北101大楼等等。
图1 乐高模型-悉尼歌剧院（图片来自网络）
不难想象，在现实生活中我们已然可以像搭积木一样建造高楼大厦。装配式建筑是将传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，将在工厂预先加工好的建筑构件（如梁、板、柱、墙等）运送到施工现场，再通过可靠的连接方式将它们装配在一起。此时，这些工厂预先加工好的建筑构件就如一块块乐高积木一般，我们只需将它们在作业现场“组装”起来。值得注意的是，这里的“组装”不只是玩乐高积木时简单的“搭”，而是需要进行钢筋混凝土的搭接和浇筑，以保障装配式房屋的整体性和抗震性能。这种建筑产业化、工业化的模式在欧美及日本等发达国家和地区已经被广泛采用。
图2 乐高玩具搭建的沙盘（图片来自网络）
2020年2月，用于抗击疫情的火神山和雷神山两座医院采用钢结构箱式房装配化施工在全国数亿人民的关注下仅在10余天内便迅速落地建成，这令人惊叹的“中国速度”背后除了一线工作人员的辛勤付出，装配式建筑所具有的高效便捷、规模化、产业化等特点功不可没。那么，装配式建筑如此“优秀”，其背后的具体原因又是什么？
装配式建筑是建筑产业的“绿色革命”，像工厂生产产品一样，装配式建筑颠覆了以往传统的建筑理念，应用互联网、计算机等先进技术设计、生产、施工和管理。先将原材料运到工厂加工，再将加工出来的零件送至施工现场进行装配式的建造，整个过程像搭积木一样，造房子、造摩天大楼通通不在话下。装配式建筑更好地起到文明施工、减少扬尘的效果，展现了绿色建筑的本意，同时节省了人力，物力和能源。
图3 勒•柯布西耶maison Citrohan系列中最早的原型maison Domino 1944（图片来自网络）
图4 装配式建筑方式示意图（图片来自网络）
我国现行的主要建造方式及存在问题
我国现行的建筑施工技术形成于20世纪80年代，即钢筋混凝土现浇体系（以下称传统建筑方式）。这种工法虽对城乡建设快速发展做出巨大贡献，但弊端也比较明显，一是施工工艺过于粗放，钢材水泥等建筑材料损耗较多；二是施工现场脏乱差，是城市可吸入颗粒的重要污染源；三是建筑质量开裂渗漏等问题突出。显然，这与以人为本的科学发展观相矛盾。
装配式建筑有哪些优势和挑战？
装配式建筑可以使上述这些难题迎刃而解，主要有以下几点优势：
提高施工质量。由于装配式构件在工厂中预制，降低了人工作业的误差，能最大限度地改善墙体开裂、渗漏等质量通病，并提高住宅整体安全等级、防火性和耐久性。
加快工程进度。效率即回报，根据现有的数据分析，装配式施工相比于传统建造方式可缩减工期30%左右；装配式建筑的劳动力消耗约为传统建筑的46.2%，这取决于装配式建筑工艺对劳动力低消耗的特点，在一定程度上节约施工成本。
实现文明施工、安全管理。“工厂生产建筑零件、现场进行施工装配”的这种建造方式分工明确、管理高效，相比于传统建造方式不需要大量现场施工人员，因此减少了现场安全事故发生率。
环境保护、节约资源。传统建筑每平方米约产生200公斤建筑垃圾，占城市垃圾总量的30%-50%，而装配式建筑产生的建筑垃圾却不到1%，呈现了绿色建筑的理念。现场原始现浇作业极少，健康不扰民，从此告别工地“灰朦朦”。此外，钢模板模具等重复利用率较高，垃圾、损耗都能减少一半以上。
然而，装配式建筑也面临诸多挑战。在施工过程中，对作业人员的专业素养和技能要求较高。相关管理和技术人才的极度缺乏是企业面临的一大难题。装配式建筑全生命周期包括“设计-生产-施工-运维”等多个阶段，这就要求企业需熟悉EPC模式（Engineering Procurement Construction是指公司受业主委托，按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包），并精通BIM技术（Building Information Modeling建筑信息模型）。
国内外装配式建筑发展状况
西欧是装配式建筑的发源地。现阶段，发达国家的装配式混凝土结构所占比例较高，美国约为 35%，欧洲占 35%-40%，日本则超过50%。发达国家和地区装配式住宅发展大致经历了三个阶段：(1) 初期阶段，解决的重点是建立工业化生产（建造）体系；(2) 发展阶段，提高产品（住宅）的质量和性价比；(3)成熟期，进一步降低住宅的物耗和对环境负荷，发展绿色住宅并解决多样化、个性化、低碳环保等问题。各国根据相应的国情特点，选择了不同的装配式住宅发展道路和方式。
图5 丹麦装配式建筑代表作 ：Denmark Bella Sky Hotel 项目地点：丹麦 哥本哈根
图6 德国装配式建筑代表作：德国沃尔夫斯堡菲诺科技馆 项目地点：德国 沃尔夫斯堡
我国装配式建筑发展主要可以分为以下几个阶段：
图7 我国装配式建筑发展历程
图8 中国装配式建筑代表作：湖州喜来登温泉度假酒店 项目地点：中国 浙江湖州（图片来自网络）
装配式绿色建筑在我国自实施以来，减少了城市污染和能源消耗。让人们重新认识到了低碳生活的意义，它的这种“半成品”的搭建方式是建筑领域的一场革命，颠覆了传统的建筑模式。发展装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进建筑业结构性改革和新型城镇化发展的重要举措。与传统建筑相比，能极大地减少施工污染和提高劳动生产效率，更加节能环保。相信在不久的将来，装配式绿色建筑将伫立在城市的每一个角落。
