文｜程曉珂

（作者為中建政研企業(yè)服務(wù)事業(yè)群項(xiàng)目經(jīng)理）

西方發(fā)達(dá)國家的裝配式建筑始于工業(yè)革命，目前，已經(jīng)發(fā)展到了相對成熟、完善的階段，裝配式建筑行業(yè)規(guī)?；潭雀撸夹g(shù)先進(jìn)，追求高品質(zhì)與低能耗以及資源循環(huán)利用。經(jīng)過近年來的快速發(fā)展，我國裝配式建筑規(guī)模化發(fā)展格局正在形成。隨著國家制定了明確的發(fā)展規(guī)劃和目標(biāo)，出臺了一系列的經(jīng)濟(jì)政策、技術(shù)政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，培育了一批裝配式建筑示范城市和產(chǎn)業(yè)基地，建設(shè)了一批試點(diǎn)示范項(xiàng)目，裝配式建筑新開工面積逐年穩(wěn)步增長。近幾年裝配式建筑進(jìn)入全面發(fā)展的時(shí)期，政策支持與技術(shù)支撐已逐步建立，行業(yè)內(nèi)生動(dòng)力也逐漸增強(qiáng)。

本文介紹了美國裝配式建筑、日本裝配式建筑、歐洲裝配式建筑以及新加坡裝配式建筑的發(fā)展歷程及特點(diǎn)，結(jié)合我國裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)出裝配式建筑的發(fā)展特點(diǎn)及推動(dòng)因素，為業(yè)內(nèi)相關(guān)人士提供參考。

圖1 美國裝配式建筑發(fā)展歷程

一、國外裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀

1.美國裝配式建筑

美國的裝配式建筑起源于17世紀(jì)的移民浪潮，當(dāng)時(shí)采用的木構(gòu)架拼裝房屋就是一種裝配式建筑。在經(jīng)歷了二十世紀(jì)40年代二戰(zhàn)后移民高潮、50年代塔式起重機(jī)的出現(xiàn)、60年代專業(yè)工人短缺、70年代的能源危機(jī)以及法律體系的不斷健全后，美國的裝配式建造體系更加標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化，且形式更加多樣。

美國國會(huì)在1976年通過了國家工業(yè)化住宅建造安全法案。同年，美國聯(lián)邦政府住房和城市發(fā)展部（HUD）頒布了美國工業(yè)化住宅建設(shè)和安全標(biāo)準(zhǔn)（簡稱為HUD 標(biāo)準(zhǔn)），對設(shè)計(jì)、施工、強(qiáng)度和持久性、耐火等方面進(jìn)行了規(guī)范。隨后出臺了聯(lián)邦工業(yè)化住宅安裝標(biāo)準(zhǔn)，用于審核所有生產(chǎn)商的安裝手冊和州立安裝標(biāo)準(zhǔn)。

美國低收入人群是裝配式住宅的主要購買者。在各地城市郊區(qū)的低收入家庭中，購買裝配式住宅高達(dá)35%；在農(nóng)村地區(qū)有63%的家庭購買裝配式住宅。這是因?yàn)閷τ谥小⒌褪杖爰彝?，通過租用土地而自己擁有一套裝配式住宅，與租住一套公寓相比，前者是更為經(jīng)濟(jì)的選擇。

美國的裝配式建筑中，大城市住宅的結(jié)構(gòu)類型以混凝土裝配式和鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅為主，在小城鎮(zhèn)多以輕鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)住宅體系為主（其中木結(jié)構(gòu)占比達(dá)80%以上，其余為鋼結(jié)構(gòu)），這主要與美國人的居住習(xí)慣相關(guān)。為了擺脫裝配式住宅“低等”“廉價(jià)”形象，HUD與全國裝配建筑界一方面在質(zhì)量和美觀上下功夫，使之符合房地產(chǎn)的普通標(biāo)準(zhǔn)，逐漸擺脫傳統(tǒng)的火柴盒式外觀，與傳統(tǒng)建造的住宅外觀及特點(diǎn)非常相似；另一方面大力發(fā)展中高端裝配式住宅產(chǎn)品，低端活動(dòng)房屋從1998年總建量23%下降至2016年的0.15%，而中高端裝配式住宅產(chǎn)量則由1998年的0.5%增加到2016年的85%。

目前，美國裝配式建筑構(gòu)件和部品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、專業(yè)化、商品化、社會(huì)化程度較高，具有結(jié)構(gòu)性能好、通用性高且易于機(jī)械化生產(chǎn)的特點(diǎn)。美國的裝配式建筑經(jīng)歷了從追求數(shù)量到追求質(zhì)量、從傳統(tǒng)行業(yè)中低檔品種到產(chǎn)業(yè)化中高檔品種的階段性轉(zhuǎn)變，并且融入新環(huán)保綠色理念的技術(shù)正在市場需求中加快成長，以最大限度地節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材，保護(hù)環(huán)境和減少污染。

圖2 美國預(yù)制房屋固定資產(chǎn)投資情況

2.日本裝配式建筑

圖3 日本裝配式建筑發(fā)展歷程

日本早在1963年便成立了預(yù)制建筑協(xié)會(huì)，于1968年提出裝配式住宅的概念，并在1969年制定了《推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化五年計(jì)劃》。此后每五年都會(huì)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，從而推動(dòng)了住宅標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。二十世紀(jì)70年代，日本又通過建立優(yōu)良住宅部品認(rèn)定制度、住宅性能認(rèn)定制度以及住宅技術(shù)方案競賽制度等一系列制度體系來推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)化。預(yù)制建筑協(xié)會(huì)還出版了各種工業(yè)化模式的詳細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)范，先后建立PC工法焊接技術(shù)資格認(rèn)證制度、預(yù)制裝配住宅裝潢設(shè)計(jì)師資格認(rèn)證制度、PC 構(gòu)件質(zhì)量認(rèn)證制度、PC 結(jié)構(gòu)審查制度等，先后編寫了《預(yù)制建筑技術(shù)集成》叢書，包括剪力墻預(yù)制混凝土（W-PC）、剪力墻式框架預(yù)制鋼筋混凝土（WR-PC）及現(xiàn)澆同等型框架預(yù)制鋼筋混凝土（R-PC）等。

從建筑結(jié)構(gòu)類型來看，2017年日本已開工建筑面積中，木結(jié)構(gòu)占比41.70%，鋼結(jié)構(gòu)占比37.71%，混凝土結(jié)構(gòu)占比18.02%，鋼混結(jié)構(gòu)占1.84%，其他類型結(jié)構(gòu)占0.73%，鋼結(jié)構(gòu)占比僅次于木結(jié)構(gòu)建筑。由于日本屬于地震頻發(fā)的國家，且森林資源較為豐富，鋼結(jié)構(gòu)雖有良好的抗震性能，但與木結(jié)構(gòu)相比占比仍低一些。自上世紀(jì)80年代以來，已開工建筑面積中鋼混結(jié)構(gòu)占比下降了9%，而鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的占比較為穩(wěn)定，其中鋼結(jié)構(gòu)建筑開工面積占比穩(wěn)定在30%以上。

日本裝配式建筑追求中高層住宅配件化的生產(chǎn)體系，以滿足日本人口比較密集的住宅市場需求，同時(shí)通過立法來保證預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量，在裝配式住宅方面制定了一系列的方針政策和標(biāo)準(zhǔn)，形成了統(tǒng)一的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使得日本裝配式建筑的發(fā)展逐漸標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范且日趨多樣化。

圖4 近十年日本建筑結(jié)構(gòu)呈穩(wěn)定態(tài)勢

3.歐洲裝配式建筑

歐洲各個(gè)國家裝配式建筑的發(fā)展歷程及結(jié)構(gòu)形式有所不同，但建筑工業(yè)化大發(fā)展均源于二戰(zhàn)后。社會(huì)環(huán)境上，一方面戰(zhàn)后歐洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人口向城市集中，但戰(zhàn)爭損壞大量房屋，房荒嚴(yán)重；另一方面勞動(dòng)力不足，傳統(tǒng)技工緊缺，且傳統(tǒng)的建筑施工效率較低，不能適應(yīng)當(dāng)時(shí)所面臨的房屋增長的迫切需要。技術(shù)條件上，歐洲的工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，戰(zhàn)后恢復(fù)和發(fā)展較為迅速，且充裕的水泥、鋼材和施工機(jī)械等，為建筑工業(yè)化的推行提供了更為有利的條件。

法國1891年就已推行裝配式混凝土建筑，迄今已有130年的歷史。法國建筑工業(yè)化以混凝土體系為主，鋼、木結(jié)構(gòu)體系為輔，多采用框架或板柱體系，并逐步向大跨度發(fā)展。近年來，法國建筑工業(yè)化呈現(xiàn)出三方面特點(diǎn)，一是焊接連接等干法作業(yè)流行；二是結(jié)構(gòu)構(gòu)件與設(shè)備、裝修工程分開，減少預(yù)埋，使得生產(chǎn)和施工質(zhì)量提高；三是主要采用預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式框架結(jié)構(gòu)體系，裝配率達(dá)到80%，腳手架用量減少50%，節(jié)能可達(dá)到70%。

德國的裝配式住宅主要采用疊合板、混凝土、剪力墻結(jié)構(gòu)體系，剪力墻板、梁、柱、樓板、內(nèi)隔墻板、外掛板、陽臺板等構(gòu)件，采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，耐久性較好。德國是世界上建筑能耗降低幅度發(fā)展最快的國家，直至近幾年提出零能耗的被動(dòng)式建筑。從大幅度的節(jié)能到被動(dòng)式建筑，德國都采取了裝配式建筑來推動(dòng)實(shí)施，這就需要裝配式住宅與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)之間的相互充分融合。

瑞典開發(fā)了大型混凝土預(yù)制板的工業(yè)化體系，大力發(fā)展以通用部件為基礎(chǔ)的通用體系，瑞典的住宅預(yù)制構(gòu)件達(dá)到了95%之多。瑞典的建筑工業(yè)化特點(diǎn)，一是在完善標(biāo)準(zhǔn)體系基礎(chǔ)上發(fā)展通用部件，二是模數(shù)協(xié)調(diào)形成“瑞典工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”（SIS），實(shí)現(xiàn)了部品尺寸、對接尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化與系列化。

丹麥則將模數(shù)法制化應(yīng)用于裝配式住宅，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)即以丹麥的標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本編制。丹麥推行建筑工業(yè)化的路徑實(shí)際上是以產(chǎn)品目錄設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)的體系，使部件達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，然后在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多元化的需求。

4.新加坡裝配式建筑

新加坡經(jīng)歷過三次建筑工業(yè)化嘗試，1963年引進(jìn)法國大板預(yù)制體系，但由于本地承包商缺乏技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)，宣告失??；1971年引進(jìn)大板預(yù)制體系，同時(shí)引入合資企業(yè)，設(shè)立構(gòu)件廠，但由于施工管理方法不當(dāng)，并遇上石油危機(jī)，再一次宣告失??；1981年，同時(shí)引進(jìn)澳洲、法國、日本等多種體系，并率先在保障房大規(guī)模推廣，最后發(fā)展成具有新加坡特色的預(yù)制裝配整體式結(jié)構(gòu)。

新加坡政府在發(fā)展裝配式建筑方面作用顯著，裝配式施工技術(shù)強(qiáng)制應(yīng)用于組屋建設(shè)，其開發(fā)出15 層到30 層的單元化裝配式住宅（塔式或板式混凝土多高層建筑）占全國總住宅數(shù)量的80%以上，并且通過平面的布局、標(biāo)準(zhǔn)化以及以設(shè)計(jì)為核心的工業(yè)化，使其裝配率達(dá)到了70%。

二、我國裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀

我國的裝配式建筑起步于二十世紀(jì)五十年代，經(jīng)歷了開創(chuàng)、發(fā)展、低潮及恢復(fù)再發(fā)展四個(gè)階段。20世紀(jì)50年代，第一個(gè)五年計(jì)劃中提出借鑒前蘇聯(lián)、東歐國家經(jīng)驗(yàn)，推行標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、裝配式施工的房屋建筑建造方式，并于1955年在北京東郊百子灣興建北京第一建筑構(gòu)件廠；20世紀(jì)60-80年代，各類建筑標(biāo)準(zhǔn)不高、形式單一，容易采用標(biāo)準(zhǔn)化方式建造，且房屋建筑抗震性能要求不高，總體建設(shè)量不大，預(yù)制構(gòu)件廠供應(yīng)基本可滿足需求，全國多地形成了設(shè)計(jì)、制作和施工安裝一體化的裝配式混凝土工業(yè)化建筑模式，裝配式混凝土建筑和采用預(yù)制空心樓板的砌體建筑成為兩種最主要的建筑體系，應(yīng)用普及率達(dá)70%以上；20世紀(jì)90年代，大板住宅建筑等出現(xiàn)滲漏、隔音差、保溫差等使用性能方面的問題，我國建筑建設(shè)規(guī)模急劇增長，建筑設(shè)計(jì)出現(xiàn)個(gè)性化、多樣化、復(fù)雜化等特點(diǎn)，房屋建筑抗震性能要求提高，裝配式建筑發(fā)展停滯。與此同時(shí)，各類模板、腳手架的應(yīng)用普及，商混普及，現(xiàn)澆施工技術(shù)大發(fā)展，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)更適應(yīng)這一時(shí)期的國情；21世紀(jì)至今，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式逐步從投資拉動(dòng)向質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變，對綠色建筑、生態(tài)環(huán)境、建筑能耗等要求不斷提高，同時(shí)，隨著勞動(dòng)力成本的不斷上升，預(yù)制構(gòu)件加工精度與質(zhì)量、裝配式建筑施工技術(shù)和管理水平的提高以及國家政策因素的推動(dòng)，裝配式建筑慢慢恢復(fù)、發(fā)展、創(chuàng)新，逐步形成技術(shù)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開展推廣應(yīng)用。

圖5 我國裝配式建筑發(fā)展

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)，2015年全國新建裝配式建筑面積為0.73 億平方米，占當(dāng)年新建建筑面積的比例為4.7%。2016年開始我國建筑工業(yè)化步入快速發(fā)展期，進(jìn)入“十三五”以來，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》后，裝配式建筑市場規(guī)模呈顯著增長態(tài)勢。2016年全國新建裝配式建筑面積為1.14 億平方米，同比增長56%，占新建建筑面積的比例為6.8%。2017年我國裝配式建筑面積約1.5 億平方米，同比增長32%，新建裝配式建筑面積占本年新開工房屋面積比例已達(dá)到8.4%。

2020年，全國31 個(gè)省、自治區(qū)、直轄市和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)新開工裝配式建筑共計(jì)6.3 億平方米，較2019年增長50%，占新建建筑面積的比例約為20.5%，完成了《“十三五”裝配式建筑行動(dòng)方案》確定的到2020年達(dá)到15%以上的工作目標(biāo)。京津冀、長三角、珠三角等重點(diǎn)推進(jìn)地區(qū)新開工裝配式建筑占全國的比例為54.6%，積極推進(jìn)地區(qū)和鼓勵(lì)推進(jìn)地區(qū)占45.4%，重點(diǎn)推進(jìn)地區(qū)所占比重較2019年進(jìn)一步提高。

圖6 我國裝配式建筑發(fā)展歷程

三、國內(nèi)外裝配式建筑比較

發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的裝配式建筑發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。一是初期階段，重點(diǎn)是政府主導(dǎo)建立工業(yè)化生產(chǎn)（建造）體系；二是發(fā)展階段，重點(diǎn)是提高建筑的質(zhì)量和建造性價(jià)比；三是成熟階段，重點(diǎn)是進(jìn)一步降低建筑物能耗和對環(huán)境的負(fù)荷，解決多樣化、個(gè)性化、低碳環(huán)保等問題。對比之下，我國裝配式建筑發(fā)展仍處于初期階段，政府正發(fā)揮主導(dǎo)作用統(tǒng)籌建立裝配式生產(chǎn)（建造）體系，并逐漸激活市場。

裝配式建筑的發(fā)展與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、地理環(huán)境和科技水平相關(guān)，各國因地制宜地選擇適合自己的裝配式技術(shù)路線。歐、美、日等發(fā)達(dá)國家的工業(yè)化水平和科技水平較高，勞動(dòng)力緊缺，因而建筑裝配率較高。我國裝配式建筑發(fā)展存在低潮期，進(jìn)入21世紀(jì)才逐漸恢復(fù)，近幾年在政府主導(dǎo)下迎來較大進(jìn)展。此外，法國、丹麥以裝配式混凝土建筑為主，日本以木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)為主，新加坡因?yàn)槿丝诿芏却筮x擇多高層裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，我國主要以裝配式混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)為主。

政府在發(fā)展裝配式建筑方面作用顯著。新加坡組屋中強(qiáng)制推行裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，取得了較高的社會(huì)效益，對土地所有制形式類似、人口密度較高的我國有很好的借鑒意義。

完善的法律法規(guī)及技術(shù)進(jìn)步可促進(jìn)裝配式建筑發(fā)展。法律法規(guī)方面，美國工業(yè)化住宅建設(shè)和安全標(biāo)準(zhǔn)為建材產(chǎn)品和部品部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，日本通過立法來保證預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量，瑞典工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了部品尺寸、對接尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化與系列化；技術(shù)體系方面，基本建筑體系和關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)工人、部品部件生產(chǎn)質(zhì)量水平、物流體系、質(zhì)量管理和評價(jià)體系等的進(jìn)步和完善推動(dòng)了各國裝配式建筑的發(fā)展。