我国工业化发展问题及解决办法

目前，我国的建筑设计与建筑施工技术水平已接近或达到发达国家技术水平，根据建筑技术可持续发展的需要，应积极探索建筑产业现代化发展，其中建筑工业化就是建筑产业现代化发展的一个重要方面。然而，当前行业对建筑工业化正确理解不够，在一些地区以为发展建筑工业化就是发展装配式混凝土结构，导致我国的建筑工业化发展常常局限于装配式混凝土结构，这个问题是需要我们认真探讨的。诚然，装配式混凝土结构的建筑工业化特性明显，需要我们加强研发与推广，但我们同样要研发与推进现浇体系的工业化，以及加强推广钢结构的应用。下面针对上述三种建筑工业化方式的特点和在发展工业化过程中遇到的问题进行分析。

1.装配式混凝土结构体系的特点与存在的问题

装配式混凝土结构体系具有预制构件工厂化制作、现场作业量少、现场环境污染小等诸多优点，但在近几年的推广中还存在如下问题，有待于在下一步研发推广应用中解决。

（1）建造成本。

对于装配式混凝土结构，由于目前市场对于预制混凝土构件的需要较小，预制构件并没有像制造业产品一样被大批量地加工生产，因此预制构件的生产费用也没有体现出应有的“工厂化”优势。并且预制构件生产企业需按照制造行业缴纳17%的增值税，明显高于土建施工领域的税率。这些都导致预制构件的生产成本还无法与传统现浇施工成本相竞争。此外，装配式结构还会产生额外的构件节点连接成本、新增运输费用等，对现场施工设备和人员的要求也很高。因此目前我国装配式混凝土结构的建造成本相对现浇结构偏高。

此外，国内研发推广应用装配式混凝土结构的企业均建有各自的预制构件生产基地，但该类生产基地仅服务于所属企业，其产能无法达到充分利用。且预制构件偏高的生产成本使该类生产模式根本无法盈利，只能通过政府的补贴政策（如地方政府的容积率优惠政策）及企业内的研发补助资金来维持运营。尽管某些同时具备开发、设计、生产、施工能力的企业在进行装配式住宅建筑的研发生产时，能串联起上下游业务板块，尽可能提高效率降低成本，但采用装配式混凝土结构的土建工程造价仍旧比现浇结构高20%～25%，过高的建造成本成为阻挠这些企业推广装配式建筑的重要因素。建造成本偏高是目前国内推广应用装配式混凝土结构的一个主要不利因素，这也导致目前装配式混凝土结构多集中应用于政府保障性住房的建造中，在政府的鼓励支持和补贴政策下才得以通过试点的形式应用。然而对于成本问题我们也应有一个科学的认识，随着人工成本的进一步上升，预制构件产品形成标准化的生产与商业化的供货模式以及装配式混凝土结构的逐步推广，装配式混凝土结构相比现场现浇结构的成本差将逐步降低，装配式混凝土结构必将有较大的市场空间。

（2）模数化、标准化与多样性。

对于装配式建筑，首先应能实现模数化、标准化，以方便预制构件加工厂生产并尽可能降低成本，也方便工程项目设计与施工企业的施工安装工作。模数化、标准化在工业建筑中能很好实现，但在民用建筑中如何做好模数化、标准化将是我们应大力研发的一项工作。在推广装配式建筑的工作中，我们要做好模数化、标准化工作，但更要兼顾标准化与建筑多样性的关系，不能为简单满足标准化而造成建筑的千篇一律，因为建筑本身（特别是公共建筑）不仅仅是一件工业产品，更是一件满足功能需求的艺术品，不能因为发展建筑工业化而限制了建筑的多样性；同样，也不能因强调多样性而不发展标准化。

对装配式建筑的构件生产应发展标准化与个性化相结合的生产方式，绝大部分的构件生产加工应实施标准化的方式，少部分构件可以按个性化方式加工。构件的标准化生产可以大幅度提高效率、降低成本，符合建筑工业化的发展方向；构件的个性化生产可以满足建筑的多样性。

（3）预制率和装配率。

现行的工业化建筑评价体系重点考核建筑的预制率和装配率，认为满足一定的预制率和装配率的建筑才是工业化建筑。然而，采用多高的预制率与装配率应充分考虑该建筑的特性，发展装配式建筑可以采用装配与现浇相结合的模式，而不是为了简单满足预制率而预制，过高的预制率还会增加成本。

此外，如过高追求预制率、装配率，在实际建造过程中会遇到其他一些问题，如超高层建筑可能导致施工周期的延长，因为高空吊装大型预制构件时耗时较长、难度较大；有些施工现场受成本与管理水平约束需要更大场地存放大量预制构件；城市中大型预制构件的车辆运输可能导致交通拥堵及不可忽视的碳排放污染等问题。对这些问题，都必须综合考虑。

（4）国外体系引进。

装配式建筑由国外引入我国，但事实上各国的国情与国策各不相同，盲目效仿国外已有的成套理论体系并不一定适合当前我国情况。

欧洲国家具有完善的装配式建筑产业，但这些国家多数为非地震区，对结构的抗震性能要求低，且多应用于低层住宅；土地资源紧张的新加坡虽然具有成熟的高层装配式混凝土结构住宅建造技术，但其发展装配式体系主要原因是为了摆脱现浇体系需用大量境外劳工而带来的社会问题，并且新加坡同样不用考虑抗震问题。日本为解决抗震要求，其高层装配式混凝土框架结构体系采用了耗能支撑技术，其建造成本较高。这些国外的体系均与中国国情不完全相符，因而不能简单借鉴其研究发展成果。

由此可见，发达国家已经具备成熟的建造技术和完善的产业链模式，均各自走出了一条适合于本国的建筑工业化道路。我国建筑工业化处于重新起步阶段，应当结合国内的各项经济条件、结构要求与施工技术来慎重考虑建筑工业化的发展道路与方向，而不是盲目地套用国外装配式体系。

（5）设计软件与设计效率。

目前装配式混凝土结构设计中还没有成熟的商业化软件可以采用，设计人员仍先按照现浇结构的设计方法用传统软件进行设计，再按预制构件要求进行拆分出图（或由专业公司进行二次深化设计），这种设计方法未能按标准化的要求充分考虑装配式结构的特点，导致后期构件非标种类多、节点复杂，增加了构件生产和施工安装的难度，同时设计效率低，设计工作量大。

（6）现场施工安装。

由于装配式混凝土结构与传统的现浇结构在施工安装技术、施工项目管理方面差别较大，装配式混凝土结构施工安装过程相对复杂，有时施工流水作业周期甚至慢于现浇结构。特别对构件运输、进场堆放、吊车垂直运输、安装作业面、构件临时固定、节点连接等一系列过程应科学管理，方能减少人工作业量，否则会导致安装过程耗时长，无法体现装配式混凝土结构施工周期短的特点。(www.xing528.com)

2.现浇体系在工业化方面应解决的问题

现浇体系是一种工业化程度较高的建造方式。目前现浇体系中的混凝土很早就形成了工厂化生产、商品化配送的工业化模式。但模板（胶合板）、钢筋须在施工现场加工作业，消耗了大量的人力资源并产生了大量的建筑垃圾，因此我们必须对现场现浇体系提出新的要求。现浇体系的工业化就是要解决目前施工现场模板与钢筋的加工问题，减少现场人力投入与施工工作量。与装配式混凝土结构相比，这种现浇结构施工技术可看作仅仅是将混凝土的浇筑过程由工厂车间搬到了工地现场，同样具有“四节一环保”的特点，并且保留了现浇结构良好的整体性，避免了装配式混凝土结构连接安装时的复杂过程。现浇结构想要进一步发展工业化，应重点解决以下存在的问题。

（1）新型模板。

传统散拼竹胶模板耗费大量竹木资源，其虽有价格便宜的优势，但模板现场加工噪声大、安装拆除过程耗时费工、周转次数少，使用数次后成为难以回收利用的垃圾，污染环境，应考虑在以后的工作中逐步淘汰。大模板、爬升模板等应用较广的新型模板能显著提高施工效率，减少现场支模拆模的工作量，模板利用率高，污染小，浇筑成型的混凝土墙面平整度高，达到或接近清水混凝土墙面，有效避免后期装修的湿作业，机械化施工程度高，但大模板未能有效解决楼盖结构的模板问题。研发中的铝合金复合模板作为一种新型模板，具有轻质、高强度、周转次数高、浇筑出的混凝土表面平整等特点，并且铝合金模板的制作均在工厂内完成，在施工现场不需要进行剪裁、切割等，对环境几乎没有污染。虽然目前这种新型铝合金复合模板的一次性制作投入成本较高，考虑其综合成本，今后将有很好的应用前景。对于超高层建筑施工现场，目前国内大型施工企业试点应用的工业化建造集成平台与装备很好地解决了模板、塔吊、钢结构安装与混凝土浇筑等问题，但目前该体系通用性不强，导致一次加工成本过高，重点是需要解决工业化建造集成平台的通用性问题。

（2）成型钢筋验收。

钢筋集中加工配送能有效地减少施工现场的作业量和环境污染，提高现浇结构的工业化程度。《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204—2015）增加了成型钢筋应用的验收规定，对以钢筋集中加工配送模式的成型钢筋推广应用起到很好的作用。但成型钢筋的进场材料验收还不能完全按照钢筋产品以合格证方式进行验收，有时需从成型钢筋中截取进行钢筋材料性能验收，而这势必对钢筋的集中加工配送模式带来极大的不便。此外对钢筋集中加工配送工作应建立严格的质量管理制度与产品认证体系，杜绝以前各地发生过的“瘦身钢筋”等问题。

（3）水资源浪费与噪声污染。

现浇结构在实现了钢筋与模板的工业化要求后，还必须解决现场的水资源浪费与噪声污染问题。大量施工工地混凝土养护过程中对水资源的回收利用重视不够，造成水资源浪费；混凝土浇筑振捣过程中噪声太大，这在市区施工中成为一个严重的噪声污染问题。对这两个问题应高度重视，应按绿色施工要求加强水资源的回收利用、加强噪声的减量与控制。

3.钢结构体系在工业化方面面临的问题

钢结构建筑的梁、柱等构件均由工厂加工生产，构件在施工现场只需进行螺栓拼接或者人工焊接，具有工业化程度高、轻质高强、施工周期短等优点，因此也是一种极具工业化特性的建筑结构体系。在建筑工业化发展成熟的一些国家，如美国、加拿大、日本等国，大多采用钢结构发展建筑工业化。我国的钢结构在近十年来有了非常快速的发展，但钢结构建筑在我国大面积推广应用时同样面临一些问题。

（1）建造成本。

钢结构建筑相比传统现浇混凝土结构建造成本略高，因为钢结构构件制作时基本都采用按工程设计进行订单式加工制作，需要进行二次深化设计，由于构件为非标形式，构件加工不能实现标准化、定型化与批量化，导致加工成本稍高。对钢结构施工安装，其吊装设备相对投入较大，对于安装技术工人的素质要求高，同时对项目管理的要求也相对较高，这也带来工程费用的增加。但考虑到目前我国钢铁产能过剩、钢材价格持续保持低位的情况，钢结构具有不错的发展前景。

（2）钢结构设计队伍。

与传统混凝土结构设计力量相比，国内能较好进行钢结构设计的工程技术队伍数量不多，特别是钢结构设计时需要考虑结构与构件的整体稳定与局部稳定验算、构件的节点连接设计等，这些工作相对较复杂，使得结构设计人员更偏爱设计混凝土结构，导致在建筑工程中采用钢结构的比例还是较低。

（3）现场焊接作业。

钢结构体系采用最多的是框架体系，对于梁柱连接节点，目前工程应用中均采用栓焊连接节点，即梁的腹板与柱用高强螺栓连接，梁的翼缘与柱采用坡口焊接，施工现场需要进行大量焊接作业，应研发减少现场施工焊接作业量的连接方式。此外超高层建筑钢柱均采用厚钢板，厚钢板的焊接量更大、对焊接质量要求更高。另外现场焊接对环境污染较大，质量控制也有一定难度。

（4）钢结构住宅。

要推广应用钢结构，必须将发展钢结构住宅作为一个重点。但由于钢材材料自身的特性，推广应用钢结构住宅必须解决防火与防腐问题，然而目前这方面问题还没有得到根本解决。另外钢结构住宅通常采用框架体系，其房间内梁柱的存在影响了使用性能与视觉效果；对于钢结构住宅还必须研发集结构、保温与外饰面功能于一体的外围护结构体系，但这些目前都还没有得到很好地解决。上述几个方面是制约钢结构住宅大面积应用推广的主要原因。