装配式建筑及其发展

成绩
中国矿业大学
2017级硕士研究生课程结课作业
研修科目项目管理学
学生姓名
学号
所在院系力学与土木工程学院
任课教师
结课时间2017年11月23日
中国矿业大学研究生院培养管理处印制
装配式建筑及其发展文献综述
摘要
装配式建筑相较于传统建筑相比具有节能减排、绿色环保、工业化生产、快速施工、缩短工期等优势，能提高我国现阶段建筑业劳动生产率低、技术创新性不强、建筑品质不高的缺点，推动着建造方式的改变、并能提高企业信息化、可视化管控管理水平，并且通过预制装配式产业链的整合，催生相关新产业和服务业，可以使产业链上各企业的核心竞争力得到提高，全产业标准化，规格化，使得信息流、物流、资金流得到有效整合。

同时装配式建筑可以有效使用到BIM、PCA技术、ISM理论，实现前沿技术快速积累转化为产值的效果。

同时，装配式建筑由于其优越性能和先进之处，得到国家和各地区的大力扶植，已经成为最具发展潜力的一种建筑形式。

大力发展装配式建筑是我国建筑产业可持续发展及转型升级发展的必由之路。

关键词：装配式建筑、应用与发展、基于BIM、产业链的分析
1引言
目前，我国建筑行业主要采用的施工方式是现场施工。

这种传统的施工方式依赖于丰富而廉价的劳动力，劳动强度大，现场管理混乱，是一种粗放型的施工方式,会消耗大量的能源，还会对环境造成严重的污染。

装配式建筑则是近来新兴的一类建筑，其特点是建筑由预制构件在现场装配而成[12]。

由于装配式建筑的建造速度快，节约劳动力，质量有保证，因此，装配式建筑越来越得到业界的重视，并有了长足的发展。

随着我国可持续发展战略的实施，传统建筑的优势已经不复存在。

而装配式建筑的优点，所以其具有广阔的发展空间[11]。

但是，目前的装配式建筑在发展中还遇到许多瓶颈，装配式建筑并没有得到广泛的应用及推广，需要采取对策突破这些技术等方面的难题[8]。

2国内外装配式现状分析
2.1我国装配式建筑发展现状
综述：随着建筑行业的不断发展，我国越来越重视建筑行业的能源和环境等方面。

装配式建筑凭借其安全、节能、环保和可持续发展等的优点已然成为我国建筑行业发展的必然趋势[7][8]。

发展预制装配化建筑是改革工程建造方式，实现建筑业转型升级，保持持续健康发展的必由之路。

回顾了我国推广预制装配化建筑的进展情况，从产业基础、关键技术、标准规范、政策落实、宣传引导、职业技能培训、承包方式、监管体系等8个方面剖析了目前我国预制装配化建筑发展存在的问题，有针对性地提出了发展预制装配化建筑的对策建议，对我国发展预制装配化建筑、推进建筑产业现代化具有借鉴价值[1]。

同时，为了能够更好的推广装配式建筑，例如浙江省提出了相应的扶持政策。

但是扶持政策在明确补助范围、关心中小企业、补贴人才技术、优化金融政策等方面存在着不足[9]。

而作为首都的北京，在装配式公共建筑领域的发展历程就和时代有着深深的关联，通过对历史的研究也可以为我们提供一条更适合中国特色的发展之路[19]。

优点：1）分析了装配式建筑目前在我国难以推广的原因：
①产业基础薄弱，成本不具优势：从建造成本造价上来看，装配式建造的工
业化住宅项目要比目前常规采用的全现浇住宅略高。

②专业人才和产业工人严重缺失，职业培训滞后：我国的建筑工业化尚处于
探索阶段，在设计的系列化、标准化、多样化、通用化方面还有许多问题需解
决，相关各方面的技术人才极为稀缺[8]。

③关键技术有待提高，连接方式存在创新空间。

④缺乏统一的规范和标准。

⑤宣传引导不够，社会认知程度较低：传统的市场观念促使很多使用者认为
装配式建筑的质量得不到保障，公众尚难以普遍接受新型装配式结构住宅。

⑥承包模式存在弊端，质量、安全监管体系缺失[1]。

⑦有关政策落实不到位，缺乏政策支持开发商积极性不高。

比如，预制混凝
土构件厂所产生的预制混凝土构件，一般被视为商品，在其销售过程中，国家
会征收17%的增值税，相比于其他的建筑材料来说，税收会高出13个百分点，
这就会增加装配式建筑的材料成本，阻碍其发展。

同时，我国建筑行业的管理
制度，是将设计、生产、施工独立开来的，其管理也是相对独立的，没有实现
混凝土构件的一体化管理[11]。

2）基于SWOT矩阵，分析多种组合策略，提出装配式建筑发展策略：
①降低建造成本。

目前我国装配式建筑建造成本偏高，而保障性住房建设为装配式建筑的发展
提供了机遇。

以保障房建设为契机，扩大预制构件产能，发挥规模效应，降
低建造成本。

预制构件按商品征收17%增值税，不利于装配式建筑推广，可以
适当降低增值税，以降低构件成本。

优化构件设计，改进生产工艺，提高相
同构件的重复使用率，提高模具周转次数，降低构件成本。

②加强政策与法律方面的支持和保障。

我国装配式建筑的发展离不开国家相关政策的支持。

装配式建筑正处在初期
阶段，由于规模效益无法体现，需要政府出台相关的扶持政策，以降低成本，
鼓励发展。

随着装配式建筑的规模建设，需要相关政策法规的保证，建立协
调和完善的法规体系，进行有效的监管和实施，保证装配式建筑健康快速发
展。

③整合产业资源，完善相关产业链。

把业主、设计单位、构件工厂、施工单位等所有的上下游企业整合成完整的
产业链，实现装配式建筑从设计、生产、施工、后期运营与维护一体化，并
在项目建造过程中不断整合各企业的优势资源，以提高装配式建筑生产效率，
促进装配式建筑的发展。

④制定总体计划，完善技术标准体系建立。

针对我国装配式建筑构件标准化、通用化程度较低的问题，建立标准的建筑
设计体系，对预制构件的多样性进行合理统筹、控制，实现预制构件的通用
性和互换性，并对不同构件作标准化、模数化规定，加快设计速度和施工效
率。

⑤加大专业人才培养，加强宣传引导。

发展装配式建筑需要专业化人才。

要加大产学研合作力度，重视人才培养，建
议在高校开设相关专业，注重理论与实践相结合的培养模式。

企业可以进行
专项技能培训，提高施工人员的素质与技能。

要让公众了解预制装配建筑的
性能和优势，取得社会认同。

⑥创新关键技术，提高工程质量。

⑦转变工程建造方式，发挥大型企业的带动作用。

缺点:对问题的分析不够深入，没有在装配式建筑模式发展和对策数据上进行分析。

2.2外国装配式建筑发展现状一瞥
综述:装配式建筑在国外发展较早，17世纪时欧洲便已经出现了用木架拼装房屋的最简单的装配式建筑；世界大战后的德国，工业化住宅得到快速发展，20世纪70年代民主德国工业化达到90%；19世纪70年代美国便通过了国家工业化住宅建造及安全法案，并出台了一系列严格的行业规范标准，一直沿用至今；日本于1968年就提出了装配式住宅的概念，2008年建造的日本东京塔是典型代表。

可装配式建筑在许多建筑工业化发达的国家，随着新建筑材料和技术的不断发展和进步，装配式建筑得到了广泛的应用和发展。

现代化的预制装配式建筑产品已经可以高度集成建筑的各种功能，而且建筑的形式和构件非常精致。

以澳大利亚Viridian五星级度假村装配式建筑群为例，我们可以学习到其装配式建筑精细化设计的四个要素：预制构件设计精细化、功能空间灵活性设计精细化、环境适用性设计精细化，安装策略精细化。

可借鉴之处：我国建设需求量大，建设速度快，装配式建筑很有发展必要，但是我国目前仍处于技术引进和学习的起步阶段，对于没有考虑到的除技术以外的其他设计因素。

对澳大利亚Viridian度假村的精细化设计的这方面进行探讨和实践，将有利于我国装配式建筑的长远发展[21]。

2.3装配式建筑能源环境影响与分析
综述：在全球能源储量堪忧大背景下，研究装配式建筑的能源影响可帮助了解其具
体的能源优势，及时对装配式建筑的过程或阶段进行调整，以达到能源的最佳管理和利用。

在我国，建筑能耗占总能耗的27%以上，而且还在以每年1个百分点的速度增加。

建设部统计数字显示，我国每年城乡建设新建房屋建筑面积近20亿m2，其中80%以上为高能耗建筑；既有建筑近400亿m2，95%以上是高能耗建筑。

建筑能耗占全国总能耗的比例将从现在的27.6%快速上升到33%以上。

加强建筑物的能源管理迫在眉睫。

了解装配式建筑的能源影响，特别是整个建筑过程的能源消耗机制，有助于控制能源利用和避免不必要的能源损耗，促进装配式建筑节能的发展，有效地开展能源管理工作[2][31]。

研究方法：①基于全生命周期（LCA）的能源影响分析；②基于建筑信息模型（BIM）的能源影响分析.
不足之处:目前对于建筑物的能源分析大多还是作为环境影响分析的一部分来进行，单独的能源影响分析模型仍较少；大多数模型均基于LCA和BIM分析方法进行，目前最受到欢迎的方法是将BIM用于建筑物的全生命周期环境影响分析，BIM的数据化和可视化等优点为LCA分析提供捷径。

虽然从LCA分析到BIM分析，再到二者结合分析的成功过渡到我国建筑环境（能源）影响分析的不断进步和发展，但与国外相比，我们仍存在较大的差距并面临障碍因素。

其中最主要的障碍便是数据源不全面。

数据是BIM的灵魂，尤其是在建造阶段，数据成为制约BIM发展的困难之一。

由此，完善建筑数据库也成为促进BIM发展的主要任务。

2.4装配式建筑成本对比与成本分析
综述：装配式建筑由于其优势为市场带入活力的同时，也有成本居高不下的缺点。

目前装配式建筑工程的成本究竟是多少，理论和实践都没有给出明确的回答[15][36]。

当前我国装配式建筑正处于起步阶段，内在功力不厚，通过加强公司内外部成本控制与管控，是降低装配式建筑企业的产品总成本，提高企业经济效益的有效途径。

对于装配式建筑与传统建筑行业成本比较的分析，我们可以发现从短期来看，装配整体式建筑工程的直接成本仍然居高不下，政府需要配套出台相应的鼓励政策和奖励方法，合理引导开发商和施工方通力协作，提高建筑装配化率，切实推现代建筑产业的健康发展。

而对于企业自身的成本管理，文章也通过理论上对既有制造企业特性、又有施工企业特性的预制装配式建筑企业成本控制提供了一套崭新的思路和研究模式，而且可以为实际企业解决成本控制措施优选决策问题。

研究方法：①对于成本对比以某小区特定样本为实例，以现浇工程成本价格为计算标杆，以项目投标样本为基础，对比研究装配整体式建筑工程与现浇式建筑工程的成本差异，详细分析装配式建筑工程的成本与现浇式工程成本的变动情况，用定量方法定性化方法评价装配式建筑工程成本居高不下的原因和待改进之处；②对于成本控制，现有国内外项目成本管理理论研究成果的基础上，分析了装配式建筑行业成本结构及特点，结合当前装配式建筑成本管理存在的问题，通过研究提出了装配式建筑企业采用项
目成本管理为核心的成本控制方案，并通过在CYMB公司实施验证，证明了装配式建筑企业适用项目成本管理方法，实施起来可以有效降低成本。

不足之处:①成本分析样本选取过少；②单一的项目成本管理模式无法全部涵盖装配式企业成本管理的需要，缺少对装配式建筑企业全面的了解，没有深入挖掘企业成本管理全面系统的精髓，没有把管理方式提高到理论层次。

2.5装配式建筑质量问题与质量评估分析
综述：目前装配式建筑施工质量和居住安全性是社会普遍关注的问题。

在装配式建筑施工中，施工质量已成为影响结构安全性和耐久性的关键问题，其中问题主要体现在：1）坐浆—注浆质量问题；2）后浇段质量问题；3）安装尺寸偏差问题；4）生产线上质量问题；5）成品保护问题；并且由于装配式建筑与现浇混凝土建筑在施工流程和施工内容上均有很大区别，传统的现浇混凝土的质量评估方法并不能直接应用于装配式建筑。

目前国内专家学者对装配式建筑质量的研究多集中于施工流程常见质量问题表现形式及其产生原因和防治建议，平台化管理技术在装配式建筑质量管理领域并未涉及。

因此，建立系统、全面的施工质量评估指标体系和选择可行性较强的评估方法，并对其进行全面、系统的评估是进行施工管理工作的重要内容[25]。

通过文章得出：以物联网、3D激光扫描技术、信息处理技术等为支撑的装配式建筑BIM自动化质量管理平台，以推动质量管理过程的智能化、科学化和标准化；同时将装配式建筑施工质量评估分为3个阶段:施工前、施工中和施工后，根据装配式建筑施工阶段具体内容，建立施工质量评估指标体系，对装配式建筑施工质量进行全面、综合评估。

研究方法:1)基于某装配式建筑生产—施工现场跟踪调查，采用鱼刺图法从人员、机械、物料、方法、环境五方面对常见质量问题进行剖析；2)评估体系采用了层次分析法和综合评估法,并通过实际案例进行具体应用[24]。

3装配式建筑新技术及新理论
3.1BIM技术的应用
综述：BIM技术是一次技术革命，通过研究BIM在工业化住宅建筑设计和施工中的应用方法，利用BIM三维信息模型可视化碰撞功能，解决建筑、结构、给排水、电气、暖通等各专业设计中各种碰撞问题，协助优化设计错漏，实现有限空间里面最合理的管线布局方案同时，通过分析工业化建筑中的预制构件的连接节点部位钢筋安装可行性，建立节点连接的优化设计方案。

在施工阶段应用BIM结合施工进度模拟（4D），研究施工组织设计的优化方法，对施工项目中的重点或难点部分进行模拟分析，指导现场施工吊装施工，避免现场人员的施工、安装顺序出错。

BIM可以将整个施工过程模拟出来，指导施工的同时，也可以为维护结构安全提供便利，通过优化模型，可以保证施工过程顺利进行，并且施工效果可以提前预知，对于建立装配式建筑施工过程可以做到同步模拟，可以更好的处理施工过程中的种种问题。

此外，通过该技术应用，在拆除构件时，
可以重复利用，避免浪费，从而实现节能减排的目的。

这也是符合我国的能源政策的。

具体来说，在以下各阶段的作用：1）BIM技术在设计阶段的应用：BIM模型建立和图纸绘制；协同工作及冲突检查；2）BIM技术在生产制造阶段的应用：一是BIM技术在装配式构件生产过程中可以发挥无可比拟的作用；二是有利于优化预制构件的生产流程；3）BIM技术在装配式建筑施工过程中的应用：一是BIM技术可以有效的缩短施工周期，加快施工进度，在进行施工时，BIM技术可以指导相关技术人员更好的进行施工操作，从而有效的减少人员指导带来的误差和错误；二是对装配式建筑施工现场的管理效率大大的提高；三是在装配式建筑维护阶段应用BIM技术价值也十分明显。

4）运营阶段装配式建筑施工完成之后，开始进行运营和管理，BIM系统将建筑物的施工情况和经济情况以及容量的承载度等所有信息进行保存，利用BIM系统存储的信息物业管理人员可以进行实时监测[14]。

同时，也有学者提出了提出了基于BIM的装配式建筑集成建造系统的概念，研究提出了BIM－CICS计算机集成建造系统(Computer Integrated Construction System，简称CICS)的总体框架结构，并对分系统及支撑系统的设计思想、结构框架、设计原则进行了详细阐述。

基于BIM的装配式建筑集成建造系统提供了在先进的BIM 技术平台下，运用CIMS先进思想管理装配式建筑建造过程的方案，对推动我国装配式建筑的发展有重要意义[3]。

研究方法：建筑信息模型
缺点：基于BIM的装配式建筑集成建造系统仍处于理论研究阶段，由于该系统在建筑企业的应用是一项复杂的系统工程，其实际应用研究应引起业界足够的重视。

3.2产业链及物联网的应用
综述：产业链的合理构建是决定建筑业长期稳定发展的前提，而提升产业链上各节点企业间的整体核心竞争力是推动装配式建筑发展的重要手段。

装配式建筑的产业链是指以装配式建筑为对象，以各利益相关企业为载体，以风险共担利润共享为导向的上中下游企业相互影响相互依存的动态增值链。

装配式建筑产业链的构建要结合装配式建筑的发展方向和国家政策变化，适时适度进行调节，形成适应性强的动态延伸链条[5]。

文章分析了装配式建筑相关企业核心竞争力：1）拥有核心技术能力；2）行业引领能力；3）企业品牌效应；4）发挥人才高地优势。

同时提出提升相关企业核心竞争力的对策：1）打造企业集团，高效整合产业链，装配式建筑产业链上各节点企业相互联合形成相互依存、互为影响的整体，并构建一整套适应整体共同发展的技术和管理体系，以整个集团的利益为共同追求的目标，进行整条产业链和各节点企业内部的业务重组，全面提高企业的核心竞争力，实现技术共享、资源互补、信息共通，不断提高业务的承揽率和企业集团的利润率。

2）提高BIM技术应用水平。

3）建立产学研用一体化[5]。

3.3协同可视化管理技术的应用
综述：通过翡翠滨江装配式建筑项目中基于信息化管控的装配式建筑协同可视管理。