姚 健 （山西應用科技學院 建工學院，山西 太原 030062）

1 裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀研究

裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的生產(chǎn)建設過程有著較大的區(qū)別，相較于傳統(tǒng)建筑以現(xiàn)場施工為核心的工作流程，裝配式建筑是將工廠預制好的各類構(gòu)件，運送到施工場地進行拼裝，再通過后澆混凝土的方式進行連接?，F(xiàn)場施工的各個環(huán)節(jié)均集中在構(gòu)件的吊裝環(huán)節(jié)，大大減少了施工現(xiàn)場的噪音污染、空氣污染等環(huán)境負效應。同時，裝配式建筑在施工效率方面也優(yōu)于傳統(tǒng)建筑，具有人工需求少、資源浪費少等優(yōu)勢。

1.1 基于碳中和及綠色建造理念背景下的裝配式建筑研究現(xiàn)狀

依托我國政府相關報告中提到的碳中和目標，建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需要推廣基于綠色制造理念的裝配式建筑。較多學者已經(jīng)開始了基于碳中和目標下的裝配式建筑全生命周期理論研究，構(gòu)建了裝配式建筑對碳中和貢獻度的綜合評價體系，其結(jié)論表明裝配式建筑對碳中和達到了高貢獻度的程度[1]。趙彥革等[2]研究了基于裝配式綠色建造評價標準，填補了裝配式建筑領域綠色建造評價體系的缺失。通過構(gòu)建相關評價體系，可實現(xiàn)從裝配化水平、資源節(jié)約與環(huán)保、人員健康及綜合效益四個方面對裝配式建筑進行有效評價，進而能夠規(guī)范裝配式建筑的設計、生產(chǎn)與施工等各環(huán)節(jié)的綠色建造效果，推動裝配式建筑的快速發(fā)展。

1.2 基于工程管理及成本控制研究為背景的裝配式建筑研究現(xiàn)狀

裝配式建筑發(fā)展中，工程項目管理與成本控制，包括人力資源、物資設備等方面都在一定程度上影響了裝配式建筑的發(fā)展。史玉芳等[3]利用SWOT（優(yōu)勢-劣勢-機會-威脅）分析法，從成本管理、工程項目管理、工程質(zhì)量、工程標準體系建設等方面建立了基于裝配式建筑的SWOT 矩陣，以此提出了適合我國裝配式發(fā)展戰(zhàn)略的建議。滿慶鵬等[4]根據(jù)裝配式建筑施工的邏輯流程圖以及資源參數(shù)等建立仿真模型，計算工期、成本、碳排放等指標的計量函數(shù)，進而優(yōu)化人員配置方案，將工期縮短了近21%、成本降低近7%、碳排放減少近19%，將現(xiàn)行裝配式建筑施工方案進行了進一步的優(yōu)化。

1.3 基于施工技術創(chuàng)新背景的裝配式建筑研究現(xiàn)狀

裝配式建筑的施工流程與傳統(tǒng)建筑的施工流程存在較大差異，裝配式建筑以構(gòu)件現(xiàn)場拼裝為主，影響裝配式建筑的技術問題主要集中在構(gòu)件的設計、預制、現(xiàn)場拼裝、安裝質(zhì)量等方面，這些方面均會產(chǎn)生更多的建筑質(zhì)量問題。鄧朗妮等[5]提出了依托BIM（建筑信息模型）的裝配式構(gòu)件深化設計流程，依托Revit軟件開發(fā)了設計平臺，完成建庫、驗算、生產(chǎn)計劃等工作，同時以SQL 數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)存儲平臺，建立信息模型，進行分層推進裝配式建筑設計構(gòu)件信息管理，通過實例驗證得知相較于一般裝配式建筑構(gòu)件設計方法，該流程可以有效提高構(gòu)件的設計精度與可視化管理水平。Yao Jian 等[6]研究了利用無人機進行裝配式建筑的傾斜攝影測量的相關方法研究，通過無人機實現(xiàn)施工三維地形模型構(gòu)建，同時對裝配式建筑構(gòu)件進行了建模，其建模精度可滿足城市級復雜場景下的單體、綜合體建筑的模型構(gòu)建，為裝配式建筑構(gòu)件的安裝提供了數(shù)據(jù)基礎。

2 裝配式建筑發(fā)展制約因素分析

2.1 基于CiteSpace的裝配式建筑發(fā)展制約因素分析

本文在研究裝配式建筑發(fā)展的制約及影響因素時，為了保證相關結(jié)論的準確性、全面性以及時效性，本文選擇了國內(nèi)外核心期刊數(shù)據(jù)庫近10 年來的相關文獻，并利用CiteSpace 軟件進行關鍵詞提取與分析，初步得到了各學者研究的相關熱點與重點內(nèi)容，具體如表1 所示。

表1 中英文文獻研究核心關鍵詞

2.2 裝配式建筑發(fā)展制約因素分類

從歷年文獻研究的結(jié)果數(shù)據(jù)及近年來實際案例調(diào)研數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，裝配式建筑的發(fā)展受到了不同因素的制約及影響，總體來看可將其分作5 個主要影響因素，分別為技術認知與應用、成本控制及工程項目管理、供應關系、市場接受與認可、地區(qū)政策及規(guī)范配套，具體影響因素分類如圖1所示。

圖1 裝配式建筑發(fā)展制約及影響因素

2.2.1 技術層面因素

裝配式建筑在我國的推廣仍處于興起階段，在推廣過程中仍存在較多的阻礙。從技術角度來講，目前裝配式建筑在構(gòu)件設計與制造、施工現(xiàn)場安裝等過程中的標準化方案不夠完備，并且可操作性仍存在一定的不確定性。目前解決該問題的主要技術思路是依托BIM 技術，完成構(gòu)件、建筑等數(shù)字化信息模型，統(tǒng)籌構(gòu)件的制造、預拼裝、碰撞監(jiān)測等，將現(xiàn)場安裝工作的風險降低到最低水平，減輕各承建單位的技術壓力。但較多學者研究均表明，BIM 技術輔助施工操作標準化缺失，相關技術人才不足，多專業(yè)及多部門的協(xié)同管理與信息共享不夠順暢，多數(shù)施工單位仍習慣于傳統(tǒng)項目管理的運作流程，難以流暢運作基于BIM技術為依托的信息化管理流程[7-8]。

除此以外，裝配式建筑的結(jié)構(gòu)部件設計也是一個重要的影響因素，不同于傳統(tǒng)設計，裝配式建筑構(gòu)件需提前預制，預制過程需要對各參數(shù)進行精確把控，否則會直接影響后期拼裝環(huán)節(jié)。包括較為復雜的結(jié)構(gòu)模塊與構(gòu)件需要預制、運輸、拼裝等各項工作，而大批量的預制產(chǎn)品幾乎不可能返工，不僅會增加制造成本，同時還會對工期產(chǎn)生嚴重影響，其風險是不言而喻的?？紤]到不可控制的預制、安裝、運輸?shù)刃屎唾|(zhì)量控制因素，也會對裝配式建筑的推廣產(chǎn)生較為嚴重的負面影響。

由于裝配式建筑技術的匱乏與施工標準化的缺失等原因，導致社會及市場對裝配式建筑本身存在一定程度的質(zhì)量擔憂，從而更多情況下仍然會選擇傳統(tǒng)的施工技術流程完成項目建設。

2.2.2 成本及管理因素

從市場調(diào)研及相關案例分析能夠得知，相較于傳統(tǒng)建筑的建設成本，裝配式建筑的施工方法產(chǎn)生的成本較高，主要體現(xiàn)在以下方面：首先，裝配式施工的高技能人工費用、設計費用、變更費用，尤其是各施工構(gòu)件、模塊等所產(chǎn)生的由工廠到現(xiàn)場的運輸費用、車輛調(diào)度費用、場地吊裝與布設費用等；其次，各產(chǎn)品構(gòu)件是否通用式批量化生產(chǎn)，或是定制化生產(chǎn)、構(gòu)件的生產(chǎn)規(guī)模與數(shù)量、設計工藝的復雜程度，相關稅費等，均會較大幅度提高建筑成本。相關學者的研究成果也同樣表明，在裝配式建筑發(fā)展的制約因素中，建設成本較高是非常重要的一個因素[9-10]。

2.2.3 供應關系因素

裝配式建筑是由多個供給單位共同提供業(yè)務服務以完成裝配式建筑項目的推進工作，但由于各單位多數(shù)情況下并沒有全面統(tǒng)籌與信息共享，這就導致各個單位之間獨立工作，在各環(huán)節(jié)之間存在銜接不夠緊密的問題，無形中給進度控制帶來了較大困難。近年來，已經(jīng)有較多裝配式建筑項目在裝配部件運輸、安裝等各個環(huán)節(jié)信息傳遞不方便，導致了裝配式建筑管理的難度要大于傳統(tǒng)工程項目管理，若能夠解決好各供給單位之間的信息流轉(zhuǎn)與銜接工作并改善供應鏈間關系形態(tài)，則會對裝配式建筑的生產(chǎn)效率和市場占有率產(chǎn)生積極影響和一定的推動作用。

2.2.4 市場接受與認可因素

作為建筑市場與社會相關行業(yè)，建設單位與消費者均對裝配式建筑有著一定的認知問題，前文已經(jīng)提到了成本偏高、項目管理難度較大等因素會導致建設投資單位對裝配式建筑缺乏投資熱情。在建筑市場消費領域，多數(shù)消費者由于對建筑設計存在個性化需求，并且因無法正確認知裝配式建筑的若干優(yōu)勢而仍對傳統(tǒng)建筑交付形式有所偏愛等原因，也導致了在市場機制下裝配式建筑無法占領主導地位。

2.2.5 區(qū)域政策傾斜導向因素

縱觀全球范圍，裝配式建筑在部分國家已經(jīng)推廣并實施多年，同時也具備了較為完整的政策規(guī)范體系，部分國家則利用政府資助的相關部分、企業(yè)直接推動實施[11]。2017 年6 月，我國開始實施基于裝配式建筑技術規(guī)范，并從裝配式建筑結(jié)構(gòu)、混凝土等方面給出了技術標準，由此可見，近年來我國已經(jīng)著手研究以裝配式建筑為背景的部分政策及技術規(guī)范。目前我國裝配式建筑的政策文件多數(shù)還停留在理論階段，對于實際施工需要的相關規(guī)范仍不能滿足實際需求，國內(nèi)現(xiàn)有的建筑行業(yè)管理制度及規(guī)范是將設計過程、生產(chǎn)施工過程分開管理，同裝配式建筑一體化管理機制有較大出入。接下來則需要加快相關技術規(guī)范與政策的實踐及可操作性驗證，進一步推進裝配式建筑的快速發(fā)展。

3 裝配式建筑發(fā)展激勵策略研究

持續(xù)加快推進裝配式建筑的整體規(guī)模，從技術層面來講，能夠制定基于BIM技術的標準化作業(yè)流程是一項重要舉措，該流程能夠?qū)崿F(xiàn)裝配式建筑多專業(yè)、多環(huán)節(jié)的協(xié)同信息共享的精細化管理，該方式可以很好地規(guī)避裝配式建筑項目管理的薄弱環(huán)節(jié)，提高一體化管理效率。擬從建筑各模塊與部件的設計階段便開始介入BIM 技術，按照設計要求，以信息模型技術實現(xiàn)構(gòu)件安裝等環(huán)節(jié)的碰撞檢測，在滿足碰撞檢測的精度要求后，可以將相關構(gòu)件少量進行加工生產(chǎn)，利用測繪技術觀測構(gòu)件特征點形態(tài)信息，并結(jié)合RFID 等技術實現(xiàn)快速對接，在工廠便可進行實體構(gòu)件的預拼裝。若拼裝效果滿足設計要求，則可以大批量生產(chǎn)，以此來提升后期大批量構(gòu)件拼裝效率。

從成本控制及項目管理角度來看，裝配式建筑的建造成本偏高，而高成本的原因主要除高技能人工費用、設計費用外，構(gòu)件的運輸成本占比較大，若能夠降低運輸成本，則會對裝配式建筑有很好的推進作用。這一方面，建議將中大型結(jié)構(gòu)進行合理化拆分，減小單體構(gòu)件的實際體積，從而能夠在一定程度上降低運輸成本；其次，可以在部分地區(qū)建立裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)基地，采用本土化生產(chǎn)加工，減少跨地區(qū)運輸成本。

從其他方面來看，建筑行業(yè)與政府部門需要加大對裝配式建筑優(yōu)勢的宣傳與普及，使得市場消費者能夠接納這種綠色建筑生產(chǎn)模式，并且逐步認同裝配式建筑的建筑質(zhì)量、使用壽命、設計風格等核心技術參數(shù)與傳統(tǒng)建筑并無太大差別。同時，需加快制定標準化可操作性的施工技術方案與相關驗收標準，使得標準化作業(yè)流程能夠更好地適應市場建設需求。同時建議政府及相關部門通過完善補貼制度、降低開發(fā)成本與合理化行政管理審批流程，以提升投資建設方的開發(fā)意愿。

4 結(jié)語

文章在碳中和、綠色建造背景下，從成本控制、工程管理與施工技術創(chuàng)新視角下，對裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析，剖析目前裝配式建筑在全球范圍內(nèi)的研究熱點與進展，同時總結(jié)裝配式建筑的各類優(yōu)勢。同時，文章對目前我國裝配式建筑的發(fā)展制約因素進行了分析，得出了技術綜合應用不夠完善、成本控制難度偏大及項目管理較為分散、市場供應關系不夠穩(wěn)定等方面的若干因素，制約著裝配式建筑的快速發(fā)展。本文提出通過優(yōu)化技術實施方案，持續(xù)推進BIM 技術應用、新型測繪技術應用的方面，擬將構(gòu)件的設計-運輸-安裝等環(huán)節(jié)高度精簡化，以壓縮運輸成本，便于全過程項目管理。同時提出了政策傾斜的若干辦法，如設定補貼制度、優(yōu)化行政審批流程等，進一步提升市場接受意愿，推進裝配式建筑的快速發(fā)展。