杨思忠：装配式建筑预制构件效能的提升途径
杨思忠：
北京市住宅产业化集团股份有限公司技术总监
分享题目：
从第.一批国家装配式建筑基地建立到现在，装配式行业得到了迅速发展，但仍然面临着众多挑战——质量、成本、社会责任、安全、技术，整个行业依然任重道远。杨思忠结合公司发展经验和成果，就装配式建筑预制构件效能提升途径做了以下几个方面分享。
一、预制构件行业的发展现状
（一）京津冀地区
·2017年 ：14家PC工厂，产能101万立方米，总供应量 30.7万立方米 ，平均供应量2.2万立方米 ，平均达产率30%
·2018年：16家企业，20个生产基地，产能126万立方米，总供应量60万立米，平均供应量3万立米 ，平均达产率47.6%
·2019年：21家企业，28个生产基地，产能308万立方米，总供应120万立米，预计平均供应量4.3万立方米 ，PC工厂违约现象多发
·2020年4月 ：26家企业，39个生产基地，产能达418万立方米，其中本市产能占比23.4%，京外产能占比76.6% ；1~7月份，实际供应50万立米 ，PC构件列入排产计划约135万立米，空余产能约108万立米，产能发挥超五成
·2020年：全年预计180万立米
（二）四川地区
根据2020年1-6月27家（其中4家未实际投产）企业的统计数据：
·PC构件的总生产量为35万立米，总销售量为36万立米，产销基本平衡。
·生产量大于3万立米企业有4家，2-3万立米企业3家；1-2万立米企业8家，1万立米 以下8家，4家尚未正式投产。
·1-6月单张模台产量平均值77立米(扣除4家未投产企业，按4个月计算的单张模台日均产量0.6立米)，超过 120立米的有成都建工等8家。
·一线工人日均产量超过1立米的企业有4家。
·堆场利用率较高的企业2家，约每平米堆场存放构件2立米（折合叠合板33平米）。
·预计2020年全省产量100万立米，较2019年70万立米增加40%。
二、关于结构体系的现状与发展探讨
装配式结构体系的发展现状可以总结为两个词“百花齐放，推陈出新”，以混凝土结构体系为例，目前已有以下几种主要形式：
1、套筒灌浆剪力墙结构
我们研发了“装配式混凝土剪力墙住宅一体化建造成套技术”，研究成果纳入多部标准，在300多万平米以上装配式住宅中成功应用，取得了显著的经济效益和社会效益，其中套筒灌浆低温施工技术、真空绝热保温材料外墙板生产技术达到国际领先水平。
2、EVE圆孔板结构
这种结构可实现自动化流水线生产，建造成本低，但也存在高度受限，小板接缝多，安装速度慢受塔吊影响，保温、装饰、防火差等缺点。
3、双面叠合剪力墙结构
双面叠合剪力墙结构是新型装配式结构体系，由双面叠合剪力墙、预制叠合梁、预制叠合楼板、预制外挂凸窗、预制带凸窗非承重墙、预制楼梯、预制阳台、轻质条板等预制构件，以及现浇剪力墙、现浇混凝土节点、现浇楼板等现浇部分共同组成。
双面叠合墙有不同的厚度规格，由于有空腔的存在，同样宽度和高度的墙体重量要比普通墙轻一半左右。由于普通预制剪力墙竖向钢筋连接的施工速度较慢，因而叠合墙能发挥独特作用，但可借鉴的突出经验不多。
4、BPC全螺栓干式连接结构
以该结构的某低层建筑为例（上图）:其优势为：构件尺度小型化，安装简单，对于运输、施工及地基技术条件要求简单，屋顶可以采用木结构、轻钢龙骨结构等，外加保温板体系、内外墙装修等均具有广泛的方便性和适应性；由墙板和立柱、过梁、楼板、垫块等4大类 28 种全预制构件形成完整的标准系列；墙板由各自厚度60mm的内外叶混凝土板和夹在中间的 100mm 厚防火保温材料构成保温夹心板；预制楼板（屋面板）由若干标准段预制混凝土板通过预应力钢筋张拉拼接而成；所有预制构件预留螺栓孔，现场使用热浸镀锌螺栓施加竖向和横向连接，组合成为整体的主体结构，达到抗震8.5度设防标准。
5、纵肋叠合剪力墙结构
优势：
·墙板纵向受力钢筋在特制空腔内 “直接搭接连接”，避免套筒灌浆施工困难和检测困难问题；
·适用于8度抗震地区80m以下高层住宅，有效解决双面叠合剪力墙 住宅钢筋“间接搭接连接”的高度受限（＜60m）问题；
·预制外墙仍然采用结构保温装饰一体化生产，可实现装配、保温与结构同寿命，有效降低维护成本；
·经济效益良好。工厂投资少，转产快；施工简便快捷。
三、设计现状与效能提升
现阶段，设计缺乏基于制造、基于装配的设计理念和技能。施工图设计方案，往往只满足于政府对预制率和装配率的要求，很少从预制构件生产制造和装配施工的角度综合考虑方案的合理性，深化设计阶段，对不合理的拆分方案往往无能为力。具体体现在：
（一）方案和施工图阶段
1. 缺乏标准化设计理念，具体体现在:
① 预制墙板，机械地按照5或6吨的最.大吊重控制尺寸；
② 墙板尺寸普遍偏小，竖缝较多，施工和生产效率低；
③ 预制外墙不考虑竖向分缝位置对立面的影响；
④ 对称户型结构不一致。
2. 预制+现浇混合设计，具体体现在:
① 只做部分预制内墙或外墙；
② 楼梯间采用剪刀楼时，中间隔墙大部分选择了现浇或者砌筑，增加了楼梯间的湿作业量
③ 女儿墙采用现浇，导致外立面不统一，增加了施工难度
④ 很少考虑阳台板和空调板的栏板做法，只做翻边，无法提供后续预留条件
（二）构件加工图阶段：
1. 甲方和设计院
① 对工程量敏感的甲方，往往不允许调整预制构件的范围和位置，导致部分构件标准化度低；
② 施工图中存在明显的不对应、不统一问题，仍然要求严格按照设计院的施工图进行深设计，导致型号增多，甚至错误；
③ 设计院担心与外审图不一致，深化设计时不允许合理修改施工图；
④ 过分强调吊装埋件安全性，要求一律采用钢筋吊环；
⑤ 钢筋套筒配置不合理
2. 深化设计单位
① 叠合板宽度过小，类型过多，施工效率低；
② 缺少配筋优化，同项目不同楼栋的配筋形式不一致，导致构件品种增多；
③ 精装设计不考虑构件位置和钢筋布置，导致线盒、手孔与纵向钢筋碰撞；
④ 施工单位要求按现浇方式预留孔洞，导致卫生间板预留洞太大，开裂风险大；
⑤ 构件厂缺少懂水电的管理人员，导致生产时线管弯折和接头不正确；
⑥ 拉结件布置方案过于依赖生产厂家的图纸。
3. 总包单位
① 加工图设计阶段参与度低，图纸变更传递不及时，造成各种预留错误，预制构件到达现场改制频繁；
② 阳角部位PCF板，缺乏施工措施，安装误差非常大，导致阳角不顺直，板缝严重错茬，增加保温拉结件用量；
③ 施工外挂架（尤其是三角防护架）方案不及时确认，在构件生产阶段多次调整，导致构件后开洞量大。
（三）深化设计效能提升现在主要还是依靠于BIM的正向设计应用和优化钢筋含量。
四、预制构件行业特点与效能提升建议
以京津冀地区构件企业为例，其主要特点为：
（一）新企业多，安全、质量管理水平参差不齐
多数企业深化设计水平低，产品错误率高；人才短缺和人才流动加剧，预制构件工厂数量的爆发式发展，造成预制构件厂有经验的深化设计、产品研发、质量和生产管理人员跳槽频繁，劳务队流动加剧；京外工厂和挂靠工厂成为安全、质量监 管的薄弱地带。
（二）产品供应违约时有发生
预制构件标准化程度低，劳动生产率低；信息化管理水平低，预制构件生产计划、储存、运输和安装不协调；产业链不完善，模具设计和加工周期长，产品外观质量差。
（三）价格大战已经打响
京津冀地区新工厂建设如火如荼，工厂数量将继续增加；天津、河北装配式建筑基本不上竖向构件，需求量少；预期北京市新地标即将实施，预制率下降。
结合行业发展实际，我认为装配式预制构件效能提升，必须从以下几个方面去努力：
（一）培养全产业链基于制造、基于装配的设计理念；
（二）组建BIM深化设计团队，打通设计、生产、安装环节；
（三）依靠信息化管理，实现专业化、集团化生产；
（四）加强自动化、智能化生产设备研发及应用；
（五）提高模板质量，加强关键原材料、配件、特殊环节质量控制；
（六）加强人工费、运输费、能耗成本控制。