裝配式建筑是指由預(yù)制構(gòu)件通過可靠的方式進(jìn)行連接建造的建筑。裝配式建筑擁有兩個(gè)重要特點(diǎn)：一是構(gòu)成建筑的主要構(gòu)件為預(yù)制的，尤其是結(jié)構(gòu)構(gòu)件；二是連接構(gòu)件的方式必須可靠。
       預(yù)制混凝土裝配式建筑（以下簡(jiǎn)稱PC建筑）是低能耗綠色建筑的代表之一，在節(jié)約資源、減少能耗方面較傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土建筑具有較大優(yōu)勢(shì)。就PC建筑設(shè)計(jì)而言，其主要特點(diǎn)體現(xiàn)在流程精細(xì)化、設(shè)計(jì)模數(shù)化、配合一體化、成本精準(zhǔn)化，技術(shù)信息化五個(gè)方面。本文將綜合分析PC建筑在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的現(xiàn)狀、前景和應(yīng)用，以及有可能存在的挑戰(zhàn)和問題。
       一、我國(guó)PC建筑發(fā)展的SWOT分析
       PC建筑的優(yōu)勢(shì)（S-Strengths）
       1.提高建筑質(zhì)量：PC較之于現(xiàn)澆不僅是工藝的變化，其核心是建筑體系和運(yùn)作方式的變革。
       要求在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、協(xié)同化，由此提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和建筑品質(zhì)。
       提高建筑精度。相較于現(xiàn)澆混凝土施工誤差以厘米計(jì)，PＣ構(gòu)件誤差在毫米級(jí)，從而使現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土部分的精度提高。例如：PC墻板反打瓷磚的建筑，可以實(shí)現(xiàn)在100米高的外墻面，磚縫筆直整齊，誤差控制在2mm內(nèi)。
       提高混凝土質(zhì)量。PＣ構(gòu)件主要是在工廠預(yù)制生產(chǎn)，在澆筑階段，模具組裝可以嚴(yán)絲合縫，振搗效果較好，之后一般采用蒸汽的養(yǎng)護(hù)方式，養(yǎng)護(hù)的溫度變化速度與恒溫的保持都是由電腦控制，所以成品混凝土構(gòu)件質(zhì)量遠(yuǎn)好于現(xiàn)場(chǎng)澆筑。
       保證防火性能。PＣ建筑外墻可采用夾芯保溫方式，工藝安全性和可靠性高，外保溫層不會(huì)脫落。
       實(shí)現(xiàn)建筑自動(dòng)化和智能化，減少人為誤差對(duì)工程質(zhì)量影響。
       PＣ化會(huì)將傳統(tǒng)層層豎向的轉(zhuǎn)包模式變?yōu)楸馄交职?。將建筑質(zhì)量責(zé)任從流動(dòng)性極強(qiáng)的零散勞動(dòng)力轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)化預(yù)制構(gòu)件工廠。
       2.提高工作效率
       PＣ化是一種集約型生產(chǎn)方式，構(gòu)件制作流程可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化及智能化，從而使生產(chǎn)效率得到提高。
       PＣ化可以讓許多高處作業(yè)的任務(wù)在工廠得以實(shí)現(xiàn)，免受外部氣象條件的限制。
       3.節(jié)約建筑材料
       減少模具材料的消耗。
       預(yù)制構(gòu)件表面平整光潔，可以取消找平層和抹灰層。
       項(xiàng)目不再需要滿搭腳手架，減少腳手架材料的消耗。
       減少現(xiàn)澆工藝對(duì)商品混凝土的需求，避免運(yùn)輸途中和混凝土罐車內(nèi)的混凝土浪費(fèi)。
       精細(xì)化與集成化的特點(diǎn)可減少工程中材料和能源的消耗，尤其在圍護(hù)、保溫與裝飾等環(huán)節(jié)。
       4.節(jié)能減排環(huán)保
       節(jié)約原材料，降低能源消耗，減少碳排放量。
       大幅度減少建筑垃圾。
       運(yùn)輸環(huán)節(jié)，減少混凝土攪拌產(chǎn)生的多余能耗。
       工地澆筑、振搗作業(yè)的減少也會(huì)減輕施工噪音污染。
       工地減少揚(yáng)塵。PC化內(nèi)外墻無(wú)需抹灰。
       5.節(jié)省勞動(dòng)力
       預(yù)制率高，工地工人、模板工和腳手架工人的數(shù)量減少，部分勞動(dòng)力會(huì)轉(zhuǎn)移到PC工廠。
       工廠的構(gòu)件生產(chǎn)過程在逐步實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化，節(jié)約勞動(dòng)力。
       隨著PＣ構(gòu)件模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)工藝自動(dòng)化程度也會(huì)逐步提高。
       PＣ化可以較多地使用設(shè)備和工具，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
       6.縮短建筑工期：預(yù)制率高，現(xiàn)澆量小，可大幅縮短總工期。
       7.有利于安全生產(chǎn)
       工地作業(yè)人員大幅減少，高處、高空和腳手架的作業(yè)人員減少。
       工廠作業(yè)的環(huán)境和安全管理的便利性優(yōu)于工地。
       PＣ建筑的不足（W-Weaknesses）
       1.PＣ建筑與個(gè)性化、復(fù)雜化的建筑形式的沖突：由于ＰＣ化是建立在規(guī)格化、模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，在實(shí)現(xiàn)建筑個(gè)性化和復(fù)雜化方面，實(shí)施有難度且不經(jīng)濟(jì)。
       2.PＣ建筑要求建筑規(guī)模和建筑體量：PC工廠成本高，設(shè)備投入大，因此PＣ化依賴一定的規(guī)模和體量才能發(fā)展生存。
       3.PＣ企業(yè)前期場(chǎng)地、廠房、設(shè)備投入巨大：以年產(chǎn)5萬(wàn)立方構(gòu)件的PＣ工程為例，PＣ工廠投資約在幾千萬(wàn)元甚至過億元；而PＣ安裝的施工企業(yè)需要購(gòu)置大噸位的長(zhǎng)吊臂塔式起重機(jī)。
       PＣ建筑的機(jī)遇（O-Opportunities）
       1.國(guó)家政策導(dǎo)向
       2017年《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，計(jì)劃用十年左右時(shí)間，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到30%。假設(shè)建筑業(yè)產(chǎn)值以9%的速度增長(zhǎng)（近三年平均值），預(yù)計(jì)2020年P(guān)Ｃ建筑產(chǎn)值將達(dá)到2.83萬(wàn)億元。國(guó)家與各級(jí)政府大力宣傳國(guó)內(nèi)外先進(jìn)建筑方式的同時(shí)，提出多項(xiàng)優(yōu)惠鼓勵(lì)措施，如扶持建筑工業(yè)化基地建設(shè)、對(duì)裝配式項(xiàng)目進(jìn)行激勵(lì)等。
       2.人力資源要求
       建筑業(yè)的主要人力資源成本上漲。相比傳統(tǒng)建筑模式招工面臨的巨大缺口，裝配式建筑對(duì)傳統(tǒng)勞動(dòng)力數(shù)量的需求較少。
       3.產(chǎn)學(xué)研結(jié)合趨勢(shì)
       很多企業(yè)選擇和高校形成良好的研究合作模式，共同依據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的工程實(shí)際情況與管理模式，探索與研究適合我國(guó)國(guó)情的裝配式建筑。同時(shí)也在結(jié)合國(guó)外先進(jìn)成功的工程技術(shù)，加強(qiáng)了裝配式建筑的本土化進(jìn)程。
       4.整體式家裝興起
       在國(guó)家政策對(duì)于裝配式建筑的市場(chǎng)刺激下，整體式家裝產(chǎn)業(yè)會(huì)逐步興起。整體式家裝可以實(shí)現(xiàn)全部部品工廠的精細(xì)化配給與施工，工廠干法施工，結(jié)構(gòu)化組裝。其最大優(yōu)勢(shì)在于安裝效率高，工序簡(jiǎn)單。以整體式衛(wèi)浴為例，4-8小時(shí)即可完成一套整體式衛(wèi)浴的安裝，擁有保溫緩沖層的衛(wèi)浴間不易冷凝，保持雨季依然干爽潔凈，消除傳統(tǒng)衛(wèi)生間滲漏隱患。
       PC建筑的挑戰(zhàn)（T-Threats）
       1.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系待完善
       各地方針對(duì)實(shí)際工程需求出臺(tái)制定了預(yù)制裝配式施工規(guī)范細(xì)則各有不同。亟待加快編制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)和成套技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)版規(guī)范，強(qiáng)化建筑材料標(biāo)準(zhǔn)、部品部件標(biāo)準(zhǔn)、工程標(biāo)準(zhǔn)之間的銜接，逐步建立完善覆蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工和使用維護(hù)全過程的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。如由國(guó)家住建部發(fā)起、中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院主編的《裝配式建筑體系標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)施指南（2016）》。
       2.提升裝配施工水平
       現(xiàn)場(chǎng)施工一直以來是我國(guó)工程的主流形式，裝配式施工方式給建筑行業(yè)及企業(yè)管理水平帶來新的挑戰(zhàn)。PＣ建筑要求預(yù)制構(gòu)件工程、技術(shù)人員和運(yùn)輸團(tuán)隊(duì)以及安裝機(jī)械設(shè)備的專業(yè)性較高。在施工企業(yè)方面，需要建設(shè)強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)工人隊(duì)伍，打造完善的專業(yè)化裝配式建筑服務(wù)平臺(tái)。施工方需要提高裝配施工技能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)工藝、組織管理、技能隊(duì)伍的轉(zhuǎn)變。
       3.節(jié)點(diǎn)的延性和防水等關(guān)鍵裝配式技術(shù)亟待解決
       PＣ建筑存在較多的連接節(jié)點(diǎn)，因此節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量安全是ＰＣ建筑的關(guān)鍵。就目前的技術(shù)條件而言，節(jié)點(diǎn)技術(shù)可以較好實(shí)現(xiàn)承載力與剛度的要求，但延性仍然是重難點(diǎn)，常常難以滿足工程需要。同時(shí)由于ＰＣ本身建筑特點(diǎn)，在構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)往往容易發(fā)生滲漏的問題，這也要求建筑單位在構(gòu)造處理方面對(duì)防水要采取更有效的方式，來確保建筑的使用性能。
       4.前期投資高﹐建筑企業(yè)需要轉(zhuǎn)變觀念
       預(yù)制裝配式的施工流程發(fā)生轉(zhuǎn)變，從大規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)施工轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)件工廠施工。因此前期構(gòu)件預(yù)制工廠的一次性投入很大，包括購(gòu)買模具、構(gòu)件養(yǎng)護(hù)、運(yùn)輸與專業(yè)安裝。對(duì)中小型企業(yè)來說，當(dāng)勞動(dòng)力成本沒有上漲到一定程度，采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工方式會(huì)具有較大經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。不過在政府倡導(dǎo)和規(guī)范下，越來越多企業(yè)將會(huì)參與到裝配式建筑的實(shí)踐中。
       二、PＣ建筑的成本簡(jiǎn)析及與BIM技術(shù)的結(jié)合
       PＣ建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑相比較，在設(shè)計(jì)、制作、運(yùn)輸、施工和業(yè)主項(xiàng)目管理各個(gè)環(huán)節(jié)，成本都發(fā)生了變化。依照國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，分別在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、制作環(huán)節(jié)成本會(huì)提高，運(yùn)輸成本基本差別不大，但在施工環(huán)節(jié)與業(yè)主項(xiàng)目管理環(huán)節(jié)成本會(huì)降低?，F(xiàn)階段，我國(guó)ＰＣ建筑成本高于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑，究其原因大致有四點(diǎn)：
       一是PＣ建筑處于起始階段；二是PＣ建筑帶來建筑質(zhì)量提升和功能改善所引起的費(fèi)用；三是結(jié)構(gòu)形式與習(xí)慣向PＣ建筑轉(zhuǎn)型需要一個(gè)過程；四是勞動(dòng)力成本較發(fā)達(dá)國(guó)家低，企業(yè)基于成本導(dǎo)向，優(yōu)先選擇傳統(tǒng)建筑方式。
       降低設(shè)計(jì)成本最行之有效的途徑是BIM系統(tǒng)的運(yùn)用。裝配式建筑需要全面深入地協(xié)調(diào)各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)、制作、施工等環(huán)節(jié)，協(xié)調(diào)工作在其中至關(guān)重要。運(yùn)用BIM可以有效避免或減少銜接環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤；優(yōu)化設(shè)計(jì)、制作、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)的管理；保證質(zhì)量、降低成本、提高效率、縮短工期，有助于實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展（圖3）。在ＰＣ建筑的實(shí)際施工中，其裝配式的特性特別強(qiáng)調(diào)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)部件之間的協(xié)調(diào)性，BIM的應(yīng)用會(huì)為ＰＣ設(shè)計(jì)、制作和安裝帶來極大便利，減少乃至避免出現(xiàn)“錯(cuò)漏碰缺”和“設(shè)計(jì)變更”。由于工程項(xiàng)目中各專業(yè)環(huán)節(jié)之間信息零碎化，工程信息無(wú)法整合與共享，往往會(huì)帶來各類“錯(cuò)漏碰缺”的情況，一個(gè)可以共同合作交流的交互平臺(tái)能避免信息封閉與傳遞錯(cuò)誤。現(xiàn)澆混凝土在現(xiàn)場(chǎng)還能采取一定補(bǔ)救措施來彌補(bǔ)，但ＰＣ構(gòu)件都是工廠預(yù)制的，只有到現(xiàn)場(chǎng)才發(fā)現(xiàn)問題，往往會(huì)造成很大的損失（圖4）。而BIM技術(shù)可以改變這一局面，由于建筑、結(jié)構(gòu)、水暖各個(gè)專業(yè)之間會(huì)在同一個(gè)模型信息下，來完成設(shè)計(jì)、制作和安裝的工作，檢查、發(fā)現(xiàn)和解決各專業(yè)各環(huán)節(jié)存在的沖突會(huì)變得更加直觀和容易，能及早發(fā)現(xiàn)問題，防患于未然。
       三、結(jié)語(yǔ)
       隨著建筑工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，裝配式混凝土建筑將逐步發(fā)揮舉足輕重的作用。面對(duì)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，在建筑行業(yè)的參與者需要結(jié)合自身和區(qū)域的實(shí)際情況，研究推進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展，研究新材料、新技術(shù)，培育專業(yè)化人才梯隊(duì)。裝配式建筑目前在國(guó)內(nèi)正處于起步發(fā)展階段，逐步規(guī)范我國(guó)裝配式混凝土建筑的建設(shè)，運(yùn)用好BIM等新型技術(shù)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)向精細(xì)化和集約化方向發(fā)展有著極為重要的意義。