山東濟南市全面提升裝配式建筑工程質量——

裝配式建筑節能降碳作業效率高

本報記者 李 蕊

圖①：濟南市工程質量與安全中心工作人員在施工現場抽檢預制構件。

圖②：山東通發實業有限公司生產車間內，工人啟動全自動鋼筋桁架焊接機器人。

圖①②均為本報記者李蕊攝

圖③：在中建綠色建筑產業園機房，設計人員依托BIM技術設計裝配式建筑圖紙。劉 杉攝

圖④：參加裝配式建筑實訓的學生在操作仿真軟件。山東萬斯達集團有限公司供圖

引子

　　地下2層、地上5層，總建筑面積約20萬平方米，可同時容納6000輛汽車——建造這樣一棟大型停車樓，需要多長時間？

　　“若按傳統現場澆筑方式，工期在1年以上，實際僅用了3個多月。”作為濟南融創文旅城停車樓項目施工方，中建八局第一建設有限公司項目負責人介紹。

　　工期何以縮短2/3以上？

　　秘訣在於採用了裝配式建造方式：依托標准化設計、工廠化生產、裝配化施工等先進技術，將建筑的部品部件在工廠內預制生產，然后運輸到施工現場，通過可靠的連接方式完成拼裝。

　　中辦、國辦2021年印發的《關於推動城鄉建設綠色發展的意見》提出，“大力發展裝配式建筑”。住房城鄉建設部編制的《“十四五”建筑業發展規劃》明確，“十四五”時期，裝配式建筑佔新建建筑的比例達到30%以上。

　　2017年11月，住房城鄉建設部辦公廳認定第一批30個裝配式建筑示范城市，山東有濟南等五市上榜。“十四五”以來，濟南新開工裝配式建筑面積，連續3年突破千萬平方米，佔新建建筑比例過半。目前，全市有國家級裝配式建筑產業基地10家、省級裝配式建筑產業基地29家，數量均居山東省首位。

　　黨的二十屆三中全會《決定》提出，“發展綠色低碳產業”。近日，中共中央、國務院印發的《關於加快經濟社會發展全面綠色轉型的意見》提出，“大力發展綠色低碳建筑。”

　　建筑領域是我國能源消耗和碳排放的主要領域之一。大力發展裝配式建筑，是推動建筑領域節能降碳的重要舉措。裝配式建筑有哪些特點？怎樣確保建筑質量？如何發展推廣？請看記者發自濟南的報道。

規范精准  提升效率

　　工廠生產預制構件，工地現場組裝連接，省時省力省事

　　走進位於濟南市章丘區的中建綠色建筑產業園，裝配式建筑構件生產車間內，一條條全自動生產線高效運轉：經鋼筋綁扎、桁架焊接、混凝土澆筑等工序，重達1噸的預制疊合板生產下線。倉儲區內，還壘著一層層預制樓梯、預制牆板。

　　以前，這類構件在工地上制作，施工人員露天作業，遇上刮風下雨，就會影響施工﹔如今，生產環節進工廠，流水線上預制構件，避開了天氣因素等影響，提升了作業效率。

　　這個產業園由中國建筑集團有限公司投資建設，是山東省目前規模最大的裝配式建筑產業園，主要開展裝配式建筑研發設計、構件生產、產學研合作等。

　　在車間的生產線末端，記者看到，一塊塊疊合板“搭乘”流水線，有序“住”進蒸汽養護窯。

　　“疊合板也需要‘養生’。”車間負責人曾慶彌形象地說，混凝土澆筑后，經過高溫蒸養，能使構件盡快達到設計標准強度。養護作業如果在室外工地進行，養護期超過28天﹔現在，養護窯智能控制溫濕度，6至8個小時就能達到同樣效果。

　　養護完成，預制構件被分批裝車，運往建筑工地。工人按照安裝說明書，將一個個構件拼裝組合、吊裝搭建，直至成型。

　　一棟樓房由成千上萬個構件組成，如何確保這些構件嚴絲合縫？規范、精准設計是關鍵。

　　在中建綠色建筑產業園機房，設計人員正在電腦前“沉浸式建房”：屏幕上一間立體小屋，輕移鼠標，便可看見每個構件的內部構造——框架縱橫交錯，材質清晰標注。這得益於建筑信息模型（BIM技術）。

　　“通過BIM技術，每個構件的規格、安裝說明等信息一目了然，相當於為建房畫了張‘立體說明書’。”中建八局第一建設有限公司綠色建筑發展公司總工程師張愛軍說，有了“立體說明書”，在后續生產、施工過程中，施工人員能輕鬆掌握相關流程。

　　如果“立體說明書”不精准，會影響后續施工嗎？

　　會！不但影響工效，還增加成本。中建八局第一建設有限公司項目經理齊開春舉例說，前期設計時，如未考慮到常規塔吊的最大起重量問題，等到構件運到施工現場，才發現重量過大、吊不起來，不僅增加來回運輸成本，還會延長工期。

　　問題能解決嗎？

　　能！以BIM技術為基礎，借助相關計算機應用技術，構件制作可以精確到毫米級，還有大數據算法幫助模擬生產、施工流程。一旦系統發現設計不符合后續生產、施工要求，會及時報錯。

　　“糾錯環節前移，能有效縮短工期、降低成本。”濟南市城鄉建設發展服務中心主任李善坤表示。

　　2024年3月，濟南市住房和城鄉建設局等15個部門聯合印發《關於進一步推進裝配式建筑產業發展的實施意見》，提出到“十四五”末，建立基於BIM技術的裝配式建筑一體化綜合應用平台，提高標准化、數字化、智能化水平。

　　“工廠生產預制構件，工地現場組裝連接，省時省力省事。”濟南市住房和城鄉建設局二級巡視員張慶華介紹，濟南市新建民用建筑已全面採用預制樓梯、樓板等裝配式建筑部品部件。

　　穩定質量  有效監管

　　構建生產、施工、安裝全生命周期質量控制體系

　　過去，高樓大廈由一磚一瓦砌成，如今裝配式建筑施工如同搭積木，質量有保証嗎？

　　在濟南市濟陽區崔寨街道一處住宅樓施工現場，施工人員劉玉才正專注地向構件連接處灌漿，並用灌漿飽滿度監測器實時觀察灌漿量。

　　搭好“積木”不容易，裡面藏著大學問。劉玉才說，施工前，工地專門組織培訓，講解裝配式構件安裝和灌漿，通過培訓考核的施工人員方能上崗。

　　干了大半輩子建筑工，劉玉才一開始對培訓不以為意。隨著培訓老師的深入講解，他才逐漸認識到，裝配式建筑和以往現場澆筑的施工方式大不相同。

　　就拿灌漿這道工序來說，劉玉才起初認為隻要漿料夠了就行﹔但培訓老師指出，灌漿還得飽滿、均勻，否則構件間留了縫隙，將影響建筑的穩定性。

　　“傳統建造方式的精確度是厘米級，裝配式建筑施工要精確到毫米。”通過考核，劉玉才順利取得灌漿培訓合格証，還掌握了注漿機、灌漿飽滿度監測器等設備的操作方法，能精准控制灌漿量，體力活變成了技術活。

　　中共中央、國務院2023年印發的《質量強國建設綱要》提出，“鼓勵企業建立裝配式建筑部品部件生產、施工、安裝全生命周期質量控制體系”。

　　建立全生命周期質量控制體系，有效監管是關鍵。

　　工地入口處，一輛滿載預制疊合板的貨車緩緩駛來。要進場，預制件先要“過安檢”——幾名身穿綠馬甲的檢驗人員走近貨車，有人手持檢驗儀器，有人負責記錄﹔冊子記錄詳細，預制件的外觀、尺寸等信息被一一標注。

　　在這片工地，記者看到有趣的一幕：一處施工點旁，驗收人員拿出一塊牌子，寫下驗收內容、結論、參與人員等信息后，把牌子抱於胸前，拍照“留念”……

　　“從入場開始，每一個構件、每一項操作步驟都要被嚴格驗收﹔未經驗收或驗收不合格的，不得進入下一道工序。”濟南市工程質量與安全中心主任張健介紹，對施工關鍵節點和關鍵部位實行舉牌驗收，以確保工程質量責任可追溯。

　　為全面提升裝配式建筑工程質量，濟南市出台系列文件，對施工全過程質量控制作出具體要求。制度有了，建設單位能否嚴格落實？

　　工地上，記者遇到一名與其他人員著裝不同、戴著紅色安全帽的工作人員，蹲在地上，手握儀器，小心翼翼地將探頭探入已裝好的牆體中。一打聽，他是濟南市工程質量與安全中心派來的監督員，正用內窺鏡檢查灌漿飽滿度。如果隨機抽查的鑽孔位置沒有漿料或漿料不均勻，則判定飽滿度不達標。

　　嚴把重要施工節點質量關，監督人員定期深入工地。“一是規范審查，看裝配式結構各項性能報告﹔二是隨機抽查，倒逼建設單位規范施工、履職盡責。”張健說。

　　看建筑質量，不能隻盯施工環節。

　　“在生產環節，我們力推標准化、智能化生產，確保構件產品質量穩定。”以混凝土振搗工序為例，張慶華告訴記者，為保証構件受力強度，澆筑混凝土后，要對混凝土進行振搗。以前，這項工序靠人工完成。如今，施工人員隻需在設備控制系統中設定好振搗頻率、時長等參數，機器自動振搗，避免了人工操作可能出現的振搗不均等問題。

降低成本  綠色低碳

既算經濟賬，也算生態賬，裝配式建筑全生命周期可減少碳排放近四成

　　翻看一張造價表，山東通發實業有限公司一項在建工程的兩組報價一目了然：裝配式建造，每平方米費用約1101.1元﹔現場澆筑建造，每平方米費用約1170.3元。

　　“低成本，是裝配式建筑推廣普及的關鍵。”身為山東通發實業有限公司總經理，張鐸把賬算得仔細：鋼筋工程、混凝土工程、模板工程，採用裝配式建造技術后，現澆部分的材料用量大幅減少，每平方米造價分別由傳統模式的290.54元、235.93元、195.31元降至161.61元、127.58元、66.7元。

　　低成本優勢並非一蹴而就。張鐸坦言，企業試點裝配式建造技術之初，綜合成本一度高於現場澆筑方式。例如，在灌漿套筒連接工序，施工人員將鋼筋插入灌漿套筒擰緊時，對用多大力把握不准，導致一些構件報廢，增加了成本。

　　如何為裝配式建筑降成本？2016年，濟南市啟動編制裝配式建筑部品部件目錄庫，並持續更新，為相關建設、設計、施工單位提供指引，推廣應用裝配式建筑新產品、新技術、新設備等。

　　同時，濟南市城鄉建設發展服務中心牽頭組建技術咨詢專家團隊，把新技術、新理念送到工地。

　　灌漿套筒連接時，關鍵部位如何操作？該用多大力？……每個細節，專家都講得清楚明白，施工人員很快便掌握技術要領，有效減少了報廢件的產生。

　　在專家指導下，施工技術得到優化，工程成本隨之下降。例如，一位專家實地考察后，建議企業使用鋼筋彎箍機代替人工作業。單台彎箍機價格26萬元，企業購置兩台，花費52萬元，設備可使用約10年，年均增加開支約5.2萬元，但一年節省的人工費則在60萬元左右。

　　“計算裝配式建筑成本，不能孤立地看賬面數字和單項成本，還要從全生命周期算賬。”張愛軍以濟南融創文旅城停車樓項目為例解釋：

　　生產一根預制柱，企業要建廠房、造模具，后期要運輸、安裝，綜合造價約1500元，而現場澆筑一根柱子隻需約1000元。如果隻算構件費，裝配式建筑成本的確有增加。

　　但從全流程看，成本實際下降了。採用裝配式建造技術，得益於流水線規模化生產，節約了抹灰、砌體、搭建腳手架等開支﹔工期縮短半年多，節省了材料周轉、設備租賃等費用，企業還能接新的工程項目。生產每根柱子多花的500元錢，早就省出來了。

　　“大幅降低的，還有用人成本。”張愛軍感慨，由於構件提前生產，工地施工由原先動輒上百人的“大會戰”壓縮為10余人的“班組攻關”。即便施工高峰期，現場最多也不到30人。

　　既算經濟賬，也算生態賬。與現場澆筑相比，裝配式建筑施工過程綠色低碳。

　　提起建筑工地，人們難免想起不絕於耳的噪聲、遍地堆放的垃圾。但在中建八局第一建設有限公司一處裝配式建筑施工現場，記者繞工地轉了一圈，基本上看不到建筑垃圾，聽不到刺耳噪聲。

　　究其原因，現場澆筑使用的模板，大多由木質材料制成，易出現跑漿、漏漿等問題，可循環利用次數少，從而產生大量建筑垃圾。裝配式建筑構件的工廠化生產、鋼模具的循環利用等，有效減少了碳排放和建筑廢棄物，安裝過程中產生的噪聲也明顯降低。

　　據測算，與現場澆筑相比，裝配式建筑在建造階段可減少20%的碳排放，全生命周期可減少碳排放近四成。

　　積蓄勢能  推廣普及

　　產學研融合，數智化賦能，助推裝配式建筑高質量發展

　　在山東城市建設職業學院實訓教室，一堂特殊的裝配式建筑課正在進行。

　　沒有課桌，無需黑板，預制件生產車間被全景還原，做成了三維數字模型，“纖毫畢現”地呈於屏幕上﹔機器前，學生輕搖電鈕，一條虛擬流水線動了起來，備料、澆筑、蒸養……經過層層工序，破解種種問題，最終“制成”一塊塊預制牆板。

　　眼前這個數字孿生場景，與真實生產車間幾乎一模一樣，由山東新之筑信息科技有限公司研發，主要用於裝配式建筑教學。目前，這套教學設備已在全國100余所高校推廣應用。

　　2016年7月，山東萬斯達集團有限公司專門成立子公司——山東新之筑信息科技有限公司，與院校合作，共同培育裝配式建筑人才。

　　“專業人才是裝配式建筑推廣普及的基礎。”萬斯達集團董事長張波打開話匣，“裝配式建筑推廣之初，老師傅看不懂圖紙、不會用新機器，監理人員也不能用以前的辦法監督管理，整個產業鏈各環節都人才緊缺。”

　　2015年6月，萬斯達集團與濟南工程職業技術學院達成校企合作意向，共同設立相關專業，提升從業人員素質。

　　第一堂課就是張波講授的。“80多名學生坐在台下，聽到裝配式建筑這個詞，大家都很新奇。”張波說，那堂課以后，他決定牽頭研發系列教材，讓學生更好地了解這一領域。

　　濟南市住房和城鄉建設局牽線搭橋，企業與近30家院校、設計研究院、行業協會等開展合作。2016年9月，由萬斯達集團牽頭組織編纂的裝配式建筑系列教材第一冊《建筑產業現代化概論》付印發行，總結了裝配式建筑的生產實踐經驗。

　　學好理論，還得聯系實際。企業與多所學校共建產學研基地，問題也隨之而來：學生經驗不足，一旦操作失誤，就會出現報廢件，成本太高﹔學校也有顧慮，畢竟每一塊預制件都是大物件，學生直接進工地，若防范不到位，可能出現安全問題。

　　能否做一套仿真軟件，專門用於裝配式建筑實訓？山東新之筑信息科技有限公司成立后，嘗試引入數字孿生技術，最終研發出裝配式建筑系列實訓軟件，從認知、實訓到實習，實現遞進式教學。近幾年，一些全國層面的裝配式建筑技能大賽也採用了這款軟件。

　　校企合作，山東省累計培養裝配式建筑相關技術人才6000余名。

　　產學研深度融合，數智化創新賦能，濟南正著力打造裝配式建筑產業集聚區，為產業未來發展蓄勢助力。

　　2022年7月，中建八局第一建設有限公司與河北一所高校聯合研發了智能鋼筋綁扎機器人，能自動識別、精准高效綁扎鋼筋，綁扎速度是傳統人工綁扎的兩倍。

　　不隻有智能鋼筋綁扎機器人，還有鋼筋桁架焊接機器人、鋼筋網片焊接機器人……這幾年，中建八局第一建設有限公司還與山東大學、山東建筑大學等合作，探索智能制造，給自動化生產線裝上“聰明大腦”。

　　“裝配式建筑修補空間小，對施工質量要求高，每一個構件都要精確到毫米，才能嚴絲合縫地裝到一起。機器人可以更好地把控精准度。”張愛軍說，在智能機器人輔助下，公司可生產上百種不同尺寸的預制混凝土構件。

　　“目前，濟南市已有19家混凝土構件生產企業實現自動化生產。”濟南市住房和城鄉建設局局長亓偉和同事並不滿足於此，而是瞄准未來：堅持以群眾安居宜居為出發點和落腳點，支持更多裝配式建筑企業高質量發展，以建造方式變革帶動建筑業整體水平提升。

　　《 人民日報 》（ 2024年08月23日 13 版）

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