建筑工业化的发展及其影响

1.国外的发展

19世纪末期，欧洲首先提出预制混凝土墙板结构，并在一些工程中得到应用，但早期预制墙板结构多用于非结构构件。19世纪末，预制混凝土传到法国、德国等欧洲国家；20世纪初，预制混凝土传到美国。预制混凝土的大发展是在第二次世界大战结束以后，由于战争的破坏，战后重建使得苏联、欧洲一些国家出现住房紧张、资源短缺、劳动力不足、工程量急剧增加、技术力量缺乏等问题，为了加快工程进度，减轻劳动强度，逐步开始推行装配式建筑，使得预制装配式结构得到快速发展。20世纪50年代，预制混凝土大板体系首先在法国被提出，Koncz 教授创建的Koncz 体系是预制混凝土大板体系的代表；到20世纪60年代，装配式结构成为一些国家的主要建筑形式。从20世纪50年代开始，瑞典受法国影响开始大力推进住宅产业化，自主开发了大型混凝土预制板工业化体系，将各建筑部件的规格尺寸逐渐纳入瑞典工业标准（SIS）。目前为止，瑞典大约80%的住宅采用通用部件建造成住宅通用体系。

在国外，预制装配式剪力墙结构多用于低层、多层和高层建筑，欧洲国家（如丹麦、德国、法国、英国等）的预制装配式建筑可达26层，日本的装配式剪力墙结构的建筑一般在10层以内，该结构形式在地震中表现出良好的抗震性能，例如墨西哥智利大地震和日本阪神大地震中的很多预制混凝土剪力墙结构几乎没有受到破坏，或者修复后可以恢复使用。

2.国内的发展

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。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3～6 kg，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，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7×107m2。在多层办公楼的建设方面，上海市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。当时单层工业厂房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2.5×107m3。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。(www.xing528.com)

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，其原因为：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。

20世纪80年代后期，由于预制装配结构的造型单一、防水技术落后、研发水平不足、抗震整体性和设计施工管理的专业化不够等问题，装配式混凝土建筑的应用逐渐减少，装配式混凝土建筑逐渐被全现浇混凝土建筑体系取代，装配式混凝土建筑技术逐渐退出国内建筑市场，进入低潮阶段。在这个时间段，现浇结构体系能够得到广泛应用，其主要原因为：①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；②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；③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；④农民工大量进入城镇，为建筑行业带来了活力，使粗放式的现场湿作业成为混凝土施工的首选方式；⑤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；⑥我国钢材产量大规模提高，楼板等构件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。

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。①随着社会发展与进步，新生代劳动力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值得思考。②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。③施工现场的工程质量还是不尽如人意，存在建筑施工质量通病；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、装配式框架结构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》（JGJ 1—2014）、《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》（JGJ 355—2015）等相应技术规程的编制。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。近年来，万科集团、黑龙江宇辉建设集团、中南控股集团有限公司、天津住宅集团、黑龙江省建设投资集团有限公司等被批准为国家住宅产业化基地，通过研发创新，建造了多栋装配式剪力墙结构试点工程。2007年12 月国内预制装配式节能环保型住宅——上海浦东万科新里程住宅楼工程竣工。另外，哈尔滨新怡园小区4号、5号和洛克小镇14号楼，北京市丰台区万科假日风景项目D1/D8号楼，中南控股集团有限公司开发的四幢全预制装配式短肢剪力墙结构住宅楼，均为预制混凝土剪力墙结构。

同时，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也是一种工业化建筑。此外，钢结构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%。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。

总体来说，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。