绿色装配式建筑的发展历程、现状及对策
绿色装配式建筑的发展历程、现状及对策
摘 要： 建筑业在促进我国经济持续健康发展、提高城镇化水平过程中起着重要作用，
而巨大的资源、环境压力阻碍了传统建筑行业的可持续发展。近年来，作为建筑产业现代化核
心的装配式混凝土结构体系，是一种典型的绿色建筑模式。装配式建筑是推动建筑业转型升
级、绿色发展的关键，对建筑工业化建设有着重要意义。本文梳理装配式建筑的发展历程，阐
述其发展现状，从绿色建筑的角度，分析其发展过程中存在的问题，包括：政策支持力度不
够，顶层设计落后；技术标准体系不健全，标准化程度低；产业不成熟，产业管理不完善；建
筑工程成本高，前期投入大。基于此，提出以下创新策略:制定、完善国家相关政策;构建完善
的技术标准体系;加强行业管理，优化产业管理模式;抓重点扩规模，降低以下装配式建筑成
本。
Abstract： The construction industry plays an important role in promoting the sustainable and
healthy development of China's economy and improving the level of urbanization, while the traditional
construction industry has huge resource and environmental pressure, which is adverse to the
sustainable development of the industry. In recent years, as the core of the modernization of the
construction industry, the fabricated concrete structure system is a typical green building model.
Prefabricated building is the key to promote the transformation and upgrading of the construction
industry and green development, which is of great significance to the construction industrialization. In
this paper, the development process of prefabricated buildings is summarized, and the current situation
of their development is expounded. From the perspective of green buildings, problems existing in their
development process are analyzed, including insufficient policy support and backward top-level
design; imperfect technical standard system and low standardization level; immature industry and
imperfect industry management; high construction project cost and large initial investment. Based on
this, innovative strategies are put forward: formulating and improving relevant national policies;
establishing a perfect technical standard system; strengthening industrial management and optimizing
industrial management mode; and focusing on expanding the scale and reducing the cost of
prefabricated construction.
Keyword： prefabricated building; current situation; problem; strategy;
一、引言
长期以来，传统建筑行业在发展过程中面临诸多矛盾及难题，如环境污染严重、建设周期长、
生产效率低下、安全隐患众多、质量监管力度不足、管理难度大等。随着 BIM 等先进技术的
“ ”迅速发展， 一带一路 倡议的推进，传统的建造方式已经不能适应建筑行业可持续发展的要
求。基于此，要实现建筑行业可持续健康发展，促进其快速转型升级，大力发展绿色装配式建
筑就是极其重要的手段[1]。
20 世纪 60 年代，人们开始关注装配式建筑，法国、英国等欧洲国家做了先期尝试，积累了一
定的经验。20 世纪 80 年代，随着中国人口基数的增加及城镇化进程的加快，人们对住房的要
求也进一步提高，装配式建筑应运而生。2016 年9月14 日，国务院总理李克强主持国务院常
务会议，强调要大力发展装配式建筑，服务于产业结构转型升级[2]。同年 9月27 日，国务院
办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》。2017 年2月，《国务院办公厅关于促
进建筑业持续健康发展的意见》出台，明确大力发展装配式建筑，力争用10 年左右时间，使
装配式建筑占新建建筑面积的比例达到 30%。2018 年1月，住建部强调，要因地制宜、稳步推
进装配式建筑协调、有序发展。2018 年12 月25 日，全国住房城乡建设工作会议明确把大力发
展装配式建筑作为 2019 年的重点任务和总体要求。作为一种新型建造方式，装配式建筑具有
生产速度快、效率高、减少劳动力资源、绿色环保等优点，但也存在不少弊端，比如：建筑成
本偏高、构件搭接处质量问题，以及整体抗震性能低等。在装配式建筑的推广过程中，要清晰
认识其基本内涵、种类及特征，发现其优点，指出其不足，积累、学习优秀先进经验，引导绿
色装配式建筑健康发展。可以说，绿色装配式建筑的推广、应用，是一段时期内建设行政主管
部门的一项重要工作，而如何把装配式建筑效能发挥到最大，促进行业可持续发展，是当前建
设领域面临的一项重大难题。
二、研究综述
关于装配式建筑结构体系，国外学者进行了大量研究。二战以后，欧美国家大量采用装配式结
构体系。在美国，装配式工业建筑有着明显的经济优势，主要体现在：原材料批量采购，节约
材料成本；标准化设计，效率高、质量可靠，减少了生产费用；工期缩短，降低了时间成本
[3]。他们的住宅产业化处于比较成熟阶段，尤其是在预制装配式混凝土主体结构理论研究、实
践应用研究方面取得了突出成就，如 Edward K.Ricel 对装配式混凝土多层结构构件连接问题进
行了深入研究，总结了锚固方法；William LBrown 对装配式结构墙体技术进行了科学总结；
Melvin Zimmernian 对装配式墙体结构进行了创新研究。在英国，把预制装配式方式称为非现
场施工方式，其发展过程障碍较大，成本高。在德国，装配式建筑成本也很高，主要体现为人
工费用方面；建筑构件标准化、模数化程度较高，钢材使用量大，大体量的预制构件工厂预制
率较低，运输成本明显偏高。20 世纪 80 年代，欧美国家针对装配式结构形成了许多专利，包
括设计、施工及关键连接部位的力学性能等领域。
从经济性角度出发，着名学者 David Arditi(2000）和 Gul Polat(2008）对装配式工业化建筑进行
了广泛调查、研究，认为只有各环节、各工种相互配合、相互交流，才可能实现装配式的经济
优势[4]。以色列Abraham Wars za wski、David Carmel(1984）通过对传统建造方式、装配式建
造方式直接成本比较认为，成本不受现浇、预制等施工方案的影响[5]。而
Payan(1996）、Mecalco 则认为，与传统的建筑体系相比，装配式工业化结构体系具有明显的
经济优势。
在成本对策研究方面，美国学者 Ahmed El Sayed、Mustafa Al Saudi(2007）对装配式结构体系
进行了评价比较发现，当到达一定规模，成本会明显下降。新加坡学者 Alireza Khalili(2013）
提出了标准化、规模化的思想，以降低构件成本。经济成本高，是预制装配式结构发展初期大
多数国家面临的困境。
除此之外，安全性、稳定性以及充分的抗震性，也是很多国家在建筑工业化、装配式过程中的
又一难题。前南斯拉夫 Branko zezely 教授经过多年研究，构建了整体预应力预制装配式板柱体
———系IMS 受力体系，并成功用于工程实践，其建造产品抗震性能好，先后承受了1969
年、1981 年两次强烈地震的考验。针对强地震的新西兰，着名学者 Sevket Ozden、Ertas,Onur
等人，大胆创新，对螺栓节点、焊接节点、后浇带整体部位以及现浇节点进行了低周、反复荷
“ ”载实验，得出螺栓节点和后波整体部位的安全性、抗震性与现波节点相同 的结论。同时，发
展了多种预制装配式结构连接方式，广泛用于民用住宅，其中最有代表性的是双十字型节点构
件以及预制T型构件，其表现出强大的抗震性能。AliEmre Karahan 和Kasim Armagan Korkmaz
等学者，对预制装配式结构的抗震性也进行了大量研究，认为在减轻地震方面填充墙起着重要
作用，且经济实惠，并被广泛用于土耳其的建筑市场。
在国内，很多大型企业（主要包括万科集团、长沙远大等）对装配式技术进行了创新尝试，普
遍反映装配式体系成本高。着名学者付超（2015）通过典型案例研究发现，装配式结构成本增
加的原因主要在建造安装环节[6]；李颖（2016）对传统结构体系与装配式结构体系成本进行了
比较；同样，齐宝库、马博等人（2016）也认为装配式结构体系比传统建筑体系减少了现浇施
工量，但构件生产、安装成本明显增加[7]。尹�B（2015）以郑州市住宅为例，分析得知装配
式实际建造成本明显高于现浇建筑成本，其原因主要为缺乏规模效益。李丽红、付欣等人
（2014 “）重点分析了预制装配式结构的土建成本，得出 土建成本偏高是 PC 构件、现场安装成
”本高导致的结论。
还有，从装配式建筑预制率的角度，国内许多着名学者也对装配式住宅的成本进行了分析。刘
春梅、张程程（2015）分析认为，预制构件的预制率、生产成本、运输成本等是影响装配式建
筑造价的主要原因。李丽红、陈思琪等人（2015）以沈阳市多个装配式工程为典型案例，综合
分析其技术经济性，得出最佳的预制装配率应该为50%-65%。赵福顺（2015）采用五栋结构相
似的装配式住宅，进行成本分析，发现钢筋混凝土工程的成本主要取决于预制构件部分的用
量，预制率与造价的高低成正比。
在预制装配式结构体系的安全性、抗震性能方面，国内学者也进行了大量研究。李晓明
（2011）强调装配式混凝土技术先进，只要设计合理，具有很强的抗震性能，可以广泛用于高
层和超高层建筑中。农宝世（2008）经过反复验算，认为抗震设防7度以下可以大范围使用装
配式建筑[8]。孟宪宏、刘伟等人（2015）通过对装配式墙梁节点反复加载抗震实验，设计出不
同的剪力墙与梁连接试件，得出装配式构件的最佳配筋及尺寸。郭正兴、朱张峰等人（2012）
通过对预制装配式中间层边节点进行抗震研究，证明装配式构件与现浇试件抗震性能相当，只
是钢筋用量有所增加，主要体现在节点连接处。从抗震性能方面分析预制装配式建筑，对推广
住宅产业化具有重大意义。
综上，国内外学者已对装配式建筑结构体系经济性、抗震性、安全性进行了较为深入研究，这
将有利于我们进一步分析装配式结构体系理论，同时对制定降低成本、提高抗震策略有着引导
作用。但是，当前研究也有一定局限性，对装配式建筑发展历程研究不够；大多强调装配式结
构体系成本高，对存在的问题缺乏系统分析，和绿色建筑、绿色发展的结合也有限。为此，本
文将结合相关研究基础，从绿色建筑的角度，重点研究装配式建筑发展存在的问题，提出相应
策略，这对推动绿色装配式建筑发展具有重要意义。
三、绿色装配式建筑的发展历程
（一）国外的发展历程
1．初期阶段：
建立建筑工业化生产体系。19 世纪，欧洲开始出现工业化预制技术；20 世纪初，社会逐步重
视，欧洲、日本、美国逐步发展。工业革命的开展，使得大批农民流向城市，城市化运动迅速
发展，城市居住条件极为恶劣。城市居住的需求促使了当时预制建筑的发展。第二次世界大战
后，城市住宅破坏严重，而且劳动力严重不足，为了解决这一问题，20 世纪 50 年代，欧洲一
些发达国家大力发展预制装配式建筑，建筑工业化得到较大的发展。采用工业化的装配式手法
大批量建造住宅，成为当时的重要做法，不少标准的、完整的、系列化建筑住宅体系初步形
成，并延续至今。法国的建筑大师勒·柯布西耶就是当时建筑工业化的典型代表。
2．发展阶段：
提高预制装配式产品质量。20 世纪 80 年代，住宅产业化发展有了新的变化，开始注意住宅产
品多样化、功能化，美国、日本、丹麦，法国是当时的典型代表。美国的结构学家巴克敏斯特
·富勒极力推动构件工业化生产，先后发明了轻质金属房屋、第一代、第二代、第三代多边最
“ ”大限度利用能源住宅；成功设计出用轻质构件制造穹顶，主张在 城市中建满这种房子[9]。在
这种背景下，美国的建筑工业化迅速发展，预制装配式住宅产品社会化、商品化、专业化程度
都很高，深深影响着国民经济各领域。高层钢结构住宅达到通用化、标准化、干作业；独立的
木结构、钢结构在工厂生产、现场组装，总体实现干作业，具有种类丰富、功能多样的室内外
装修材料及设备设施，建筑材料品种齐全，使用说明书规范。住宅质量有保证、工业化程度
高，是当时美国装配式的重要特点。同时，亚洲的新加坡也积极发展装配式住宅，其建屋发展
局开发的组屋体系都采用装配式技术，可建 15-28 层的高层住宅。
“ ”“法国是世界上推行建筑工业化最早的国家之一，先后创立了第一代建筑工业 第二代建筑工
” “ ” “ ”业化 体系，实现了由全装配大板，配合工具式模板现浇工艺 向 通用构件制品及设备过渡，
“ ” “ ” “ ”大力发展 通用体系 ，积极推广构造体系 ，努力实现向通用建筑体系 的快速转变。
3．成熟阶段：
降低物耗，提倡环保，实现低碳化、个性化。在这阶段，各国大力开发大型混凝土板预制装配
式体系，形成以通用部件为基础的装配体系，逐步探索实现装配低碳化、个性化、绿色化。瑞
典在新建住宅中，通用部件使用率达82%；单位建筑面积能耗较传统住宅节约 25%以上。在丹
麦，其将建筑模数法制化，鼓励标准化构件，降低消耗。在日本，政府大力支持装配式建筑发
展，解决其住宅人均资源和能源贫乏的问题，积极学习欧洲先进国家的 PC 技术经验，实
“现PC ”“技术产业化、规模化建立PC ” “技术新型工业化的开发 向 迎接新挑战，PC ”深化发展 的
过渡。20 世纪 80 “年代，日本又将预制装配式住宅向精细化、寿命持久化方面发展，构建了 百
年住宅建设系统（CHS ”）[10]。在美国，预制混凝土协会（PCI)积极研究、推广预制建筑,相关
标准、规范非常完善，尤其在结构预制构件和建筑预制外墙，实现预制构建大型化和预应力相
结合，优化主体结构配筋及构件连接，使制作、安装工程量大大减少，减少了消耗，加快了建
造进度，推动了预制装配式标准化、工业化和技术经济化。目前，新西兰、日本、美国等国都
形成了完善的预制装配式技术规程，美国的工业化住宅建设和安全标准 HUD 就是典型代表之
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绿色装配式建筑的发展历程、现状及对策 摘 要：建筑业在促进我国经济持续健康发展、提高城镇化水平过程中起着重要作用，而巨大的资源、环境压力阻碍了传统建筑行业的可持续发展。近年来，作为建筑产业现代化核心的装配式混凝土结构体系，是一种典型的绿色建筑模式。装配式建筑是推动建筑业转型升级、绿色发展的关键，对建筑工业化建设有着重要意义。本文梳理装配式建筑的发展历程，阐述其发展现状，从绿色建筑的角度，分析其发展过程中存在的问题，包括：政策支持力度不够，顶层设计落后；技术标准体系不健全，标准化程度低；产业不成熟，产业管理不完善；建筑工程成本高，前期投入大。基于此，提出以下创新策略:制定、完善国家相关政...
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作者：闻远设计
分类：其它行业资料
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时间：2024-03-31
