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葉浩文:我與袁鑌教授就“裝配式建筑發(fā)展問題”談訪錄
發(fā)布時間:2019-07-01習總書記指出,推動形成綠色發(fā)展方式和生活方式,是發(fā)展觀的一場深刻革命。日前,由中國工程院院士肖緒文作序,中建科技集團有限公司董事長葉浩文撰寫的建筑施工類重要專著《一體化建造》,已經(jīng)由中國建筑工業(yè)出版社正式出版發(fā)行,深受讀者喜愛。本網(wǎng)也以“高端訪談”的形式對專著作者進行了獨家專訪。為進一步擴大交流,讓“一體化建造——建造活動的思維方法和新時代的綠色發(fā)展觀”更加深入人心,助推我國建造方式變革,本網(wǎng)將陸續(xù)摘錄刊發(fā)該專著的相關內(nèi)容,以饗讀者。敬請關注!
本期為大家推介的是“一體化建造”系列之九:我與袁鑌教授就“裝配式建筑發(fā)展問題”談訪錄。
2017年4月,我有幸在中建科技有限公司辦公室接受了《生態(tài)城市與綠色建筑》雜志主編袁鑌教授的采訪,就當前綠色發(fā)展背景下裝配式建筑的現(xiàn)狀及發(fā)展進行了深入的對話。
袁鑌:2016年國務院出臺了《關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》,提出力爭用10年左右的時間,使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。現(xiàn)階段,我國為什么要大力推廣裝配式建筑?我國裝配式建筑發(fā)展的現(xiàn)狀如何,處于什么樣的階段?
我國的裝配式建筑于新中國成立后開始起步,在1970~1980年代出現(xiàn)了建筑工業(yè)化、裝配化的高潮。改革開放后,隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高,人們對住宅多樣化和個性化的要求日益提升,加之裝配式大板建筑本身便存有防水、外觀等方面的弊端,因此逐漸淡出了人們視線。近幾年,鑒于綠色發(fā)展、建筑業(yè)轉型升級等要求,住房和城鄉(xiāng)建設部提出大力發(fā)展裝配式建筑,發(fā)布了三大裝配式建筑規(guī)范及《裝配式建筑評價標準(征求意見稿)》(建標標函[2016]248號)。從整體現(xiàn)狀和趨勢來看,裝配式建筑已成為我國未來的戰(zhàn)略發(fā)展方向。
葉浩文:1970~1980年代出現(xiàn)的裝配式大板建筑是在當時經(jīng)濟基礎薄弱、鋼筋水泥等材料缺乏的情況下,基于剛性需求和建設效率提出的,因其存在防水、抗震以及外觀設計等問題被逐漸棄用。而在現(xiàn)階段,從國際范圍來看裝配式建筑技術已經(jīng)成熟,在此情況下,中央提出大力發(fā)展裝配式建筑具有國家戰(zhàn)略層面的意義,概括地講,集中體現(xiàn)為5個方面需要,即貫徹黨中央綠色發(fā)展的需要,實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的需要,保證工程質量的需要,縮短建設周期的需要,及推進供給側改革的需要!兑庖姟访鞔_指出:發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革,是推進供給側結構性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措,有利于節(jié)約資源能源、減少施工污染、提升勞動生產(chǎn)效率和質量安全水平,有利于促進建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合、培育新產(chǎn)業(yè)新動能、推動化解過剩產(chǎn)能。
相關數(shù)據(jù)顯示,當前建筑業(yè)的能耗較高,相關能耗占社會總能耗的30%左右。而裝配式建筑大部分在工廠生產(chǎn),能大大降低施工能耗。據(jù)統(tǒng)計,采用裝配式建筑可實現(xiàn)節(jié)水80%、節(jié)能70%、節(jié)材20%、節(jié)地20%。同時,通過工廠生產(chǎn)和現(xiàn)場裝配,最大程度地將傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工的室外作業(yè)、高空作業(yè)和手工作業(yè)轉變?yōu)槭覂?nèi)作業(yè)、地面作業(yè)和機械作業(yè),不僅有利于改善建筑業(yè)的勞動作業(yè)環(huán)境,也有助于進一步提高建筑業(yè)的安全生產(chǎn)管理水平。
總體而言,我國裝配式建筑的發(fā)展仍處于初級階段,其比例和規(guī)模都不盡如人意,在發(fā)展中存在4個方面瓶頸:
(1)市場培育不夠充分。雖然國家和各地政府積極引導,但公眾認識還較為保守,市場投資主體主動采用裝配式建造方式的意愿還不是很強烈;
(2)技術體系不夠成熟。裝配式建筑在技術標準的編制推廣、產(chǎn)品體系的發(fā)展完善、關鍵技術的集成創(chuàng)新、工廠生產(chǎn)自動化工藝等方面還存有較大不足;
(3)質量管控工作有待加強。當前裝配式建筑的工廠生產(chǎn)檢測和連接裝配驗收等環(huán)節(jié)還不規(guī)范,有可能帶來重大的質量安全隱患;
(4)行業(yè)隊伍水平有待提升。行業(yè)內(nèi)工程技術人員的能力水平需要提高,施工人員操作技能的培訓也急需加強。
雖然我國裝配式建筑在發(fā)展過程中還有諸多不足,但隨著中共中央、國務院發(fā)展裝配式建筑頂層設計的陸續(xù)出臺,以及住建部和各地方具體政策的逐步落地,裝配式建筑已在我國形成了很好的政策發(fā)展環(huán)境。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前已有17個省50多個市相繼出臺發(fā)展裝配式建筑的指導文件,2016年全國新開工的裝配式建筑面積已超過3 500萬m2。同時,為進一步明確發(fā)展裝配式建筑的階段性任務,引導其規(guī)范化發(fā)展,住建部出臺了《“十三五”裝配式建筑行動方案》(建科[2017]77號),并于6月1日正式實施《裝配式混凝土建筑技術標準》(GB/T51231-2016)、《裝配式鋼結構建筑技術標準》(GB/T 51232-2016)和《裝配式木結構建筑技術標準》(GB/T51233-2016),《裝配式建筑評價標準(征求意見稿)》也已形成。此外,國家科技部還在“十三五”重大專項課題研究中廣泛組織行業(yè)人員進行建筑工業(yè)化科研課題攻關,對基礎理論、頂層設計、產(chǎn)業(yè)鏈整合和技術評估等多方面進行深入研究。我真切地感受到自2016年以來,全行業(yè)發(fā)展裝配式建筑的激情已全面點燃。相信在不遠的將來,裝配式建筑在設計方法、全產(chǎn)業(yè)鏈統(tǒng)籌、生產(chǎn)自動化及智能化、現(xiàn)場裝配工法及工藝上都會有較大突破,并從技術體系與管理水平上有力助推裝配式建筑的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
袁鑌:預制率或裝配率是裝配式建筑的重要指標之一,也是政府制定裝配式建筑扶持政策的主要依據(jù)指標。能否談談您對裝配式建筑裝配率的看法?
葉浩文:住建部組織全國專家編制的《裝配式建筑評價標準(征求意見稿)》提出以裝配率衡量裝配式建筑的裝配化程度,并明確指出其衡量指標包括:裝配式建筑的承重結構、圍護墻體和分隔墻體、裝修與設備管線等。可以從4個方面來理解把“裝配率”作為衡量指標的原因。
第一,是實現(xiàn)建造方式轉變的需要。大力發(fā)展裝配式建筑,就是要推行有利于節(jié)約資源能源、減少施工污染、提升勞動生產(chǎn)效率和質量安全水平的預制裝配建造方式,這是生產(chǎn)方式的一次重大變革。這種先進生產(chǎn)方式的最顯著標志就是將傳統(tǒng)的大量現(xiàn)場施工轉移到工廠進行加工制造,而裝配部分的工程量基本是通過工廠生產(chǎn)加工的,因此將“裝配率”作為裝配化程度的衡量指標,無疑是一種科學的評價依據(jù)。并且,若想評定一個項目的建造方式到底是現(xiàn)澆還是預制,就應有一定的“量”,如果一個項目包括主要受力構件在內(nèi)的大部分構件都是預制裝配的,而并非少數(shù)、輔助構成,即實現(xiàn)量變到質變,才是實現(xiàn)了建造方式的轉變。從建造方式的角度對裝配率提出要求,有利于推動裝配式建筑的發(fā)展,但若主要受力構件不做預制裝配,則裝配式建筑很難有大的突破,生產(chǎn)方式也不會有大的突破。
第二,是推動裝配式建筑系統(tǒng)化裝配的需要!兑庖姟穼⒀b配式建筑定義為:用預制部品部件在工地裝配而成的建筑。這表明裝配式建筑應以“預制裝配為主”,是“建筑、結構、機電、裝修一體化”的建筑。如果只做結構部分的裝配,那便談不上“裝配式建筑”,而僅是“裝配式結構”。把建筑的圍護墻體和分隔墻體、裝修與設備管管線等,連同建筑的主體結構一并納入“裝配率”的考核指標,更有利于推動裝配式建筑的一體化設計和系統(tǒng)化裝配,更有利于提升裝配式建筑的整體質量和建造品質。
第三,是推動各地裝配式建筑均衡發(fā)展的需要。近兩年我國裝配式建筑的發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的不均衡態(tài)勢,上海、合肥、深圳等地積極探索裝配式建筑的自身發(fā)展規(guī)律,并結合國外的先進經(jīng)驗,發(fā)展水平較高,裝配率提高很快,有的工程項目已達到80%以上,且在連接技術和隔振抗震技術等方面取得了很好的創(chuàng)新突破!把b配率”評價標準的出臺,有利于進一步促進各地區(qū)裝配式建筑的均衡發(fā)展,全面提升我國裝配式建筑的整體建造水平。
第四,是帶動新興產(chǎn)業(yè)規(guī);l(fā)展的需要。國家之所以大力發(fā)展裝配式建筑,還因其能夠催生一些新的產(chǎn)業(yè),促進經(jīng)濟發(fā)展,產(chǎn)生新的動能。近兩年,伴隨著裝配式建筑的發(fā)展,在圍護墻體和分隔墻體、裝修與設備管線等領域,已產(chǎn)生了諸如門窗、墻板和衛(wèi)浴、廚房類等生產(chǎn)制造企業(yè),但由于標準化、通用化程度低,這類企業(yè)尚未實現(xiàn)規(guī);l(fā)展。此次將“裝配率”作為衡量指標,非常有助于加快推動部品部件和機電管線生產(chǎn)的標準化、模塊化、規(guī);,帶動新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,進一步適應我國推進新型城鎮(zhèn)化建設的發(fā)展需要。
袁鑌:那么裝配率與建筑工業(yè)化是什么關系?
葉浩文:簡單地講,“裝配率”指的是單體建筑正負零標高以上的承重結構、圍護墻體和分隔墻體、裝修與設備管線采用預制部品部件的綜合比例。而“建筑工業(yè)化”早在1970年代就有通用的定義,即按照大工業(yè)生產(chǎn)方式改造建筑業(yè),使之逐步從手工業(yè)生產(chǎn)轉向社會化大生產(chǎn)的過程,其基本途徑是設計標準化、構配件生產(chǎn)工廠化、施工機械化和組織管理科學化。進入21世紀,又提出了“新型建筑工業(yè)化”的概念,即以采用標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理為主要特征的生產(chǎn)方式,在開發(fā)、設計、生產(chǎn)、施工、運維等環(huán)節(jié)形成完整有機的產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)建造全過程的工業(yè)化、信息化、集約化和社會化。
從上述概念可以看出,雖然裝配率與建筑工業(yè)化沒有直接關系,但二者也存在一定的聯(lián)系:裝配率體現(xiàn)的是一個裝配式建筑的裝配化程度,而發(fā)展裝配式建筑是推進建筑工業(yè)化的有效手段,因此裝配率的高低會影響到工廠加工構件部品的“量”,而這個“量”會在一定程度上體現(xiàn)建筑工業(yè)化的整體發(fā)展水平。
袁鑌:可以從以下3個方面理解裝配式建筑。第一,標準化設計:建筑部品應有模數(shù)才能進行批量化生產(chǎn),模數(shù)化是大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的基礎,工廠所生產(chǎn)的模數(shù)化部件、構件要能通用于在大多數(shù)建筑項目,而不能只適用于某個具體項目;第二,裝配式建造的完整過程應該包括標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配式施工以及后期的信息化管理4個步驟。同時,裝配式建筑不僅是人們(包括建筑設計從業(yè)者)通常所認為的主體結構的裝配化,還應該包括建筑、結構、內(nèi)裝體系和機電設備4個系統(tǒng)的統(tǒng)籌和裝配化。
現(xiàn)在,國家已經(jīng)開展了很多裝配式建筑的試點、示范項目,與傳統(tǒng)建筑相比,這些示范項目在節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率等方面有哪些實際優(yōu)勢?
葉浩文:裝配式建筑目前尚處于發(fā)展初期,各地區(qū)采取的技術還不統(tǒng)一。此前由于設計、加工生產(chǎn)、施工裝配等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)脫節(jié),導致裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式相比,成本有所增加、施工進度卻不快。為適應裝配式建筑的發(fā)展要求,國家明確提出:裝配式建筑項目原則上應采用工程總承包模式。
來自各領域的專家研究認為,EPC(Engineering Procurement Construction,設計、采購、施工總承包)工程總承包管理模式是裝配式建筑降低成本、實現(xiàn)又好又快發(fā)展的重要模式。通過調(diào)研在建的裝配式建筑示范項目發(fā)現(xiàn),EPC建造模式已成為解決裝配式建筑效率、質量和成本問題的有效方案。綜合來講,在裝配式建筑項目中采取EPC模式有6大明顯優(yōu)勢。
第一,有利于實現(xiàn)工程建造組織化。EPC模式明晰了工程建設單位的職責定位,改變了傳統(tǒng)管理模式的碎片化,激活了工程總承包方的統(tǒng)籌能力,推進了裝配式建筑設計、采購、制造、施工的高度融合和無縫銜接,有助于實現(xiàn)工程建設的高效組織。
第二,有利于實現(xiàn)工程建造系統(tǒng)化。EPC模式使項目各方在工程總承包方的統(tǒng)籌下形成有機的整體,通過BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技術的全過程應用,在統(tǒng)一的項目管理平臺下,集成應用各專業(yè)軟件,統(tǒng)一標準化接口,保證信息共享、協(xié)同工作,實現(xiàn)建筑、結構、機電、裝修的系統(tǒng)化裝配。
第三,有利于實現(xiàn)工程建造精益化。EPC模式使工程建設主體責任更加明確,在管理機制上保障了質量安全管理體系的完整、全覆蓋,能有效落實各方主體質量安全責任。同時,有利于全面發(fā)揮技術體系優(yōu)勢,促進技術與管理的融合,實現(xiàn)精細化管理,全面提升工程質量,確保安全生產(chǎn),適應“美麗中國、健康中國、平安中國”的發(fā)展要求。
第四,有利于實現(xiàn)建造成本最低化。在EPC模式下,通過設計優(yōu)化、集中采購和統(tǒng)一管控,有利于降低工程建造成本。工程總包方將各參建方目標統(tǒng)一到項目整體目標中,能以整體成本最低為目標,取得施工各方的最大化利益。
第五,有利于實現(xiàn)工期管理最優(yōu)化。在EPC模式下,通過整體設計,有序把控工廠生產(chǎn)和現(xiàn)場裝配的重要節(jié)點,突破時間、空間限制,做到合理統(tǒng)籌、穿插施工,能發(fā)揮其高效建造優(yōu)勢,極大縮短工程建設工期。
第六,有利于實現(xiàn)技術創(chuàng)新集成化。EPC模式有利于項目結合整體目標需求,明確體系化的技術研發(fā)方向,集成創(chuàng)新工程建造技術。避免從局部環(huán)節(jié)研究單一技術,難以發(fā)揮集成優(yōu)勢的問題。
袁鑌:我國的裝配式建筑目前處于發(fā)展初期,最終要發(fā)展得好,一定要獲得市場認同。市場認同就是剛才您講的成本問題,那么裝配式建筑今后如何發(fā)展才能被開發(fā)企業(yè)逐漸認可?
葉浩文:目前,我國的裝配式建筑是國家通過政策引領、引導,促進發(fā)展的,若想獲得市場認可,必須按照“三個一體化”建造方式進行發(fā)展。
第一個“一體化”是從系統(tǒng)化裝配的角度提出的,是指建筑、結構、機電和裝修一體化。需要有先進的設計理念與方法,統(tǒng)籌建筑、結構、機電和裝修4個子系統(tǒng),使其成為一個系統(tǒng)且完整的工程,才能形成一個成熟的產(chǎn)品。裝配式建筑唯有通過設計主導下的系統(tǒng)性裝配,才能在模數(shù)化、標準化的基礎上打造出功能完善、品質優(yōu)良的建筑產(chǎn)品。
第二個“一體化”是從工業(yè)化生產(chǎn)的角度提出的,是指設計、加工、裝配一體化。工廠預制與現(xiàn)場澆筑最大的不同是需要考慮預構件工廠加工和現(xiàn)場裝配的協(xié)同問題,從而降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。
第三個“一體化”是從產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的角度提出的,是指技術、管理、市場一體化。要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,需要以市場為導向,推進技術管理體系和政府的各種監(jiān)管機制以及工程報建、驗收、招投標等制度的對應。如設計和施工是否可以一次招標、質量驗收與檢測制度如何適應裝配式建筑的發(fā)展需要等等。
總之,發(fā)展裝配式建筑一定要遵循新型建造方式的規(guī)律要求,只有在EPC工程總承包模式下,堅持“三個一體化”建造方式,才能全面發(fā)揮裝配式建造的優(yōu)勢,贏得更加廣泛的市場認可,從而推動裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進程。
袁鑌:那么,推行EPC模式,是否可以是設計方和施工方作為聯(lián)合主體投標?
葉浩文:投標的方式是靈活的,設計方和施工方聯(lián)合投標,或者以施工方為投標主體皆可,只要具備相應的工程總承包能力、有明確的責任方和清晰的管理體系即可。EPC工程總承包方需全方位地對整個項目負責,保障質量安全體系的全覆蓋和有效落實,統(tǒng)籌安排設計、采購、加工、裝配、裝修,按照“三個一體化”要求進行建造,這也是裝配式建筑未來的發(fā)展方向。
袁鑌:在“設計標準化、生產(chǎn)工廠化和施工裝配化”前提下,如何處理裝配式建造和建筑藝術效果之間的關系,減少“千城一面”的現(xiàn)象?
根據(jù)我國1970~1980年代裝配式建筑發(fā)展的經(jīng)驗來看,標準化后確實容易出現(xiàn)立面單調(diào)的問題,大板住宅的建筑立面外觀基本是千篇一律的。將來大面積發(fā)展裝配式建筑,也會面對建筑藝術形態(tài)處理的問題。如果不能調(diào)動建筑師的積極性,較好地協(xié)調(diào)解決建筑藝術形態(tài)和裝配式建造之間的矛盾,那么裝配式建筑的發(fā)展也會遇到很大的阻力。
葉浩文:從根本上講,這其實是如何協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準化與多樣化的問題,我認為不會出現(xiàn)此前“千城一面”的問題,可從以下兩個方面進行分析。
一方面,標準化是裝配式建筑設計的核心和靈魂,裝配式建筑首先必須做到標準化設計,這一點是毋庸置疑的。但是標準化設計和“千城一面”是完全不同的概念。標準化是指部品、部件的模數(shù)模塊化和標準化,是從建筑構件生產(chǎn)適應工業(yè)化大生產(chǎn)需要的角度提出的,可使工廠便捷、快速地規(guī);a(chǎn),以降低成本、提高效率,同時在裝配時也能夠適應機械化裝配的需要。
另一方面,對模數(shù)化、標準化的構件和部品進行裝配是可以實現(xiàn)多樣化的。在平面上,可以通過臥室、客廳、廚房、衛(wèi)浴等不同模塊組合成不同戶型,也可以通過標準戶型之間的不同組合實現(xiàn)多樣化;在立面上,可以通過靈活運用色彩、質感、表面機理、光影、尺度、凸凹關系元素的不同組合來實現(xiàn)多樣化,即使用標準化的模塊也能組合成多樣化的平面和空間。
預制裝配的基礎是通過標準化的設計使若干構件、部件具有通用性,這是過程的標準化,通過不同構件的有機拼裝,則會出現(xiàn)結果的差異化和多樣化。國外許多優(yōu)秀的案例皆呈現(xiàn)出了千變?nèi)f化、豐富多彩的良好效果(圖1~3)。說明標準化和多樣化是有機統(tǒng)一的整體,而非尖銳的矛盾關系,大力發(fā)展裝配式建筑,完全不必有“千城一面”的擔憂。
新加坡阿德摩爾住宅(Ardmore Residence) 圖8-2 澳大利亞波浪大廈
南澳大利亞健康與醫(yī)療研究所(South Australian Health and Medical Research Institute,SAHMRI)
袁鑌:目前,我國的裝配式建筑與國際上一些國家裝配式建筑的發(fā)展相比,在理念、水平方面有哪些不同?差距在哪里?
葉浩文:目前,我國裝配式建筑的整體水平在國際上是相對滯后的。具體來講,日本在裝配式建筑尤其是其框架體系方面較為先進、成熟。日本屬于地震高發(fā)區(qū),其減震、隔震技術處于世界領先地位。剪力墻受力形式復雜,其裝配式建筑(包括住宅類建筑)一般以框架體系為主。在日本的高層建筑和超高層建筑中,裝配式建筑的應用更為普遍,高度60m以上的建筑普遍采用裝配式建造,而我國住宅類建筑采用框架體系的較少,高層建筑采用裝配式的也不多。
美國廣泛應用雙T板、預制柱和預制空心樓板,大跨度的多層停車場、工業(yè)廠房、倉庫和商店普遍采用預制裝配,而我國此類建筑非常少。歐洲國家裝配式建筑構件生產(chǎn)的自動化程度比較高,擁有自動化的生產(chǎn)線、流水線,由于所在地域抗震要求低,混凝土預制構件鋼筋少,連接比較容易。
結合我國抗震要求高和工業(yè)化加工技術還不成熟的實際情況,我們應綜合學習日本的隔震、減振技術和歐洲先進的自動化生產(chǎn)技術。目前,國家“十三五”裝配式建筑重點研發(fā)計劃已有相關研究內(nèi)容的安排,業(yè)內(nèi)很多企業(yè)也在積極開展自主研發(fā)創(chuàng)新,可以預見,我國裝配式建筑的設計、技術水平,在不久的將來肯定會有突破性的發(fā)展。
袁鑌:從我國裝配式建筑的現(xiàn)狀來看,裝配式建筑的發(fā)展?jié)摿θ绾危?br />
葉浩文:我對裝配式建筑在我國的發(fā)展?jié)摿κ潜容^樂觀的。當前,大力推進裝配式建筑發(fā)展受到黨中央、國務院、建設部和各級政府相關部門的高度重視,也得到了業(yè)界的積極響應和廣泛參與。而且現(xiàn)在的裝配式建筑理念、理論、技術和工藝較1970~1980年代的大板建筑時期已經(jīng)有了很大進步,具備了控制建造過程中的各種問題的能力。通過在發(fā)展中加強監(jiān)管和管控,圍繞“科技引領、設計支撐、精益加工、集成裝配、品質保障、三個一體化建造方式”,裝配式建筑的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能力必將得到質的提升。