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浅析装配式建筑技术在美国的应用和发展

2018-04-11郭志东刘乃斌

四川建筑 2018年5期
关键词:装配式建筑发展

郭志东, 刘乃斌

(天津市蓟州城镇基础设施投资有限公司, 天津 301900)

装配式建筑技术是将组合预制件以拼装固定的方式完成结构物建设,进而实现结构整体功能性的建筑技术。该技术的历史渊源可以追溯到中国秦汉时期,当时以预制砖石砌体建造的万里长城可称为装配式砌块技术的渊源代表。随着现代科技的发展,装配式板材技术、模块技术不断得以研究成功并投入运用,使装配式建筑成果不断丰富多样。美国自建国以来,也在装配式建筑技术应用方面走过了漫长的摸索和实践历程。无论是早期的木构架拼装技术,还是20世纪初的钢构件组装技术、预制混凝土构件技术,乃至近代的装配式构件高层拼接技术,都使装配式建筑技术在应用研究中和新技术移植中得以创新突破,进而使装配式建筑技术水平得以突飞猛进地提高和发展。因而,从学习的角度出发,不断研究好装配式建筑技术在美国的发展历程和先进做法,对推进我国装配式建筑技术确定正确的前进方向,促进装配式建筑技术创新水平的提升,都具有重要的借鉴意义和启迪作用。

1 美国装配式建筑技术发展简史

20世纪30年代,面对日益猛增的人口数量,美国率先研发出了灵便的装配式汽车房屋作为新兴人口的暂栖之地,成为当时装配式建筑技术的里程碑式事件。1931年采用装配式建筑技术完成的102层纽约帝国大厦则创造了当时预制拼装建设高度的世界记录,成为装配式建筑技术可靠性安全性发展具有划时代意义的标杆典范。进入20世纪40年代,简易装配住宅技术和流动式汽车房屋住宅技术则很好地解决了当时美国国内的住房荒问题,使新增移民及流动人口能够基本解决自身的居住问题,为社会稳定发展创造了条件。

进入20世纪60年代,随着国民对住宅舒适性要求的提高,美国装配式建筑技术也进入了一个崭新的发展阶段,专项装配体系日益向集成通用装配体系过渡,使预制柱、轻型石棉板构件、预应力桁架等技术日益得以研发成功并推广应用,从而对集成装配体系标准提出了规范化的迫切需求。

装配式建筑技术在美国全面盛兴应用始自于20世纪70年代,随着首次能源危机的爆发,装配式建筑技术的环保节能优势再次使其获得了巨大的推广应用空间,为装配式建筑构件的机械化集成化生产提供了发展契机。同期出台的《装配式住宅安全建设标准》,为装配式建筑技术发展提供了规范性的技术规定,基本具备了标准化规范化的发展雏形。

进入20世纪80、90年代,预制混凝土技术在装配式建筑中得以引入应用并被视为开启了装配式技术发展的新篇章。进入21世纪,美国的装配式住宅保有量率先突破1 000套大关,美国装配式建筑技术产业进入发展的成熟期,先进的低物耗技术和资源循环利用技术的嫁接引入将成为其在装配式建筑技术发展的主流方向。当前,美国的城市住宅多以混凝土装配式和钢结构装配式为主,小城镇则以轻钢结构和木结构的应用为主要技术种类。

随着信息技术和自动化技术的迅猛发展,为美国装配式建筑技术在“数字化应用”、“仿真模拟设计”、“模数式控制管理”等方面提供了巨大的研究应用空间,从而成为装配式建筑技术创新的新引擎和新风向。

2 美国装配式建筑技术发展的主要路径

装配式建筑技术在美国的应用发展水平之所以能够居于世界领先水平,这与其采用的科学高效的发展路径是密不可分的,无论是从政策、制度、市场的制定和完善等方面,还是从调控、引导、创新的机制建立等方面,美国在对装配式建筑技术的成长和发展过程中所给与的扶持都起到了积极的主导作用。装配式建筑技术在美国的具体发展路径有如下方面。

2.1 政府大力倡导鼓励

在装配式建筑技术革新发展过程中,美国政府对该产业成长发挥了积极的倡导鼓励作用。1934年在其颁布的《国家住宅法》和1935年通过的《米勒法案》中,承诺对采用装配式建筑技术的住宅和商业建筑实行政府担保政策及按揭贷款政策,从而大大促进了装配式建筑技术的普及应用力度,为解决低收入者的居住问题和房屋市场混乱问题,确保社会秩序的稳定起到了积极作用。随后,在不同政府时期,美国先后出台了《1949年居住房屋法令》、《居住房屋综合法》(1961年)、《开放性住房管理法》(1968年)等法律法规,提出了装配式住宅建设及租赁管理的一系列优惠政策,极大地促进了装配式建筑技术的稳健发展。进入21世纪政府颁布的《装配式住宅改良法案》并主持开展的装配式住宅首付资助计划,都极大地促进了装配式建筑技术的市场发展及技术成长,使其迅速发展成为美国经适房建设所采用的主要技术类型。政府所采取的这一系列行动、计划及推动的装配式建筑技术发展的政策法令,都为该技术的发展提供了积极的成长环境,促进了该技术的快速发展。

2.2 行业积极引导

美国行业协会为正确引导装配式建筑技术规范性发展,坚持从技术标准和行业规范的角度不断加以完善,确保了装配式建筑技术发展的领先性和科学性。美国标准学会(ANSI)、材料与试验协会(ASTM)、土木工程师学会(ASCE)、国际法典委员会(ICC)等行业协会在不同阶段,分别出台了《ANSIZ89-1-2003联邦安全装配标准》、《ASTM-A3/A3-1999-A装配式建筑金属材料标准检测方法及分析程序》《ICC/IBC-2015-ICC国际既有建筑装配技术标准》、《ASCE-7-05ERTA-2007-05-03装配式建筑结构设计标准》等行业技术标准,极大地规范了装配式建筑产业行为,形成了完善的装配式建筑产业的标准体系,走在了国家装配式建筑产业发展的前列,使美国装配式建筑技术水平领先于当前国际先进水平。

2.3 企业院校全力研发投入

为确保装配式建筑技术拥有持续领先的技术活力和产业生命力,美国建筑业人士联合教育界和企业界名流贤达投入了巨大的热情开展研究开发,不断将工业技术革命成果与装配式建筑技术加以融合创新,从而确保了装配式建筑技术的领先性和与时俱进性。各大企业充分发挥资金、设备优势,联合知名学府和工程技术大学,根据装配式建筑市场方向和联邦产业政策要求展开研发活动,不断对工艺进行创新突破,取得了丰硕的技术成果。装配式门窗功能性试验、装配式板材自动设计系统、绿色环保装配建筑技术等研发成果相继问世并取得阶段性成果,在城市建设中投入生产应用,为美国装配式建筑技术领先发展起到了决定性的主导作用。

2.4 金融创新全面服务到位

装配式建筑技术发展离不开社会资本的融通运用,而完善的金融体系和灵活的融资政策则为装配式建筑技术产业发展带来了技术革新、产业升级所必需的资金和增值资本。美国拥有完备的产业信贷系统和金融交易系统,在完善灵活的金融政策作用下为装配式建筑产业的发展发挥了巨大的资金集聚作用和资本增值作用。首贷优惠政策、信用等级评价政策、差别利率信贷发放政策等一系列灵活的机制为装配式建筑技术产业的融资渠道畅通、融资风险防控提供了坚实的保障,优化了装配式建筑技术优先发展的资本条件,为装配式建筑技术顺畅发展创造了良好的成长环境。

3 美国装配式建筑技术的市场前景

在上述路径的指引下,美国装配式建筑技术得到了快速的成长和稳步的水平提升,通过与世界其他发达国家的装配式建筑技术发展水平相比,可得结果如表1所示。

表1 美国与其他发达国家装配式建筑技术发展成果对比

表中数据显示,美国装配式建筑国内占有率达到了90 %,说明该技术的应用水平美国走在了国际水平的前列,并且拥有了巨大的国际国内市场空间。由国家统计情报网可得美国近年来装配式建筑产业实现产值递增情况图(图1)。

图1 美国装配式建筑技术市场应用规模

由中商情报网可以得到2017年全球装配式建筑产值分布图(图2)。

图2 全球装配式建筑产值分布

由上述图表我们可以看出,装配式建筑技术在美国仍处于不断增长的持续上升期,其市场发展空间是巨大的,发展前景是广阔而美好的。这进一步证明了美国的装配式建筑技术发展路径是集约而可持续的,是卓有成效的。

4 对我国装配式建筑技术发展的启示

借他山之石以雕琢内隐之玉。通过学习研究装配式建筑技术在美国获得领先发展的成功经验,我们可以从中获得很好的思路借鉴和做法启迪,从而梳理出能够指导本国装配式技术发展的指导思想。具体启示有如下几点:

(1)放眼长远,政策支持。装配式建筑技术要获得长足的发展,国家必须从战略角度做出科学的长远规划,确定出近期目标和中长期目标,并制定配套完善的财税扶持政策、金融支持政策、研发优先政策等一系列配套制度和政策,为装配式建筑技术营造良好的成长环境,使装配式建筑技术产业迅速从国家的鼓励扶持性政策中成长壮大,以期提升的综合竞争力快速适应国际市场的挑战和竞争,从而确保装配式建筑技术在国家经济发展中产生卓越的经济效益和技术效益。

(2)优化结构,技术升级。结合我国供给侧改革的战略要求,在确定装配式建筑技术发展方向时,必须注重建筑对技术结构的先进性、经济性、可靠性进行优化筛选,以确保装配式建筑技术产能的优质高效。凡是低效高成本的工艺一律淘汰出局,同时加大对自动装配技术、数控装配技术、高吨位装配技术、超大跨度装配技术的研究开发力度,提升技术附加值和科技含量,确保装配式建筑技术不断取得国际水平的突破,从而保证装配式建筑技术的先进性。

(3)机制创新,因地制宜。装配式建筑技术要保持永续发展的良好势头,就必须从机制上确保创新的活力、向上的动力和育树引凰的向心力,确保技术应用的适宜性和创新性,而不能千篇一律一刀切或是照搬照套无所创意,使装配式建筑技术丧失应用的效率性和效益性。技术研发奖惩机制、技术筛选优胜劣汰机制、技术应用追踪服务机制的建立,都会大大促进装配式建筑技术的创新竟进,为满足不同的建设需求开发出不同应用条件的装配式建筑技术,推进装配式建筑技术的多样化发展。

(4)把握机会,拓展市场。当前我国正处在深化改革、开放发展的宏伟战略推进期,一带一路战略也正在紧罗密布地推进实施过程中。在新时代的发展征程中,装配式建筑技术要谋求高端化发展,就要求我们必须紧紧把握住当前难得的发展机遇期,认真研究好国际国内两个市场的发展变化趋势,分析好技术供给与市场需求的匹配关系,努力改进与市场供需不对称的环节和工艺,以一流的技术水平和符合市场发展方向的工艺水准赢得国际国内两个市场的发展空间,确保我国装配式建筑技术在国际国内市场的竞争中竟进提升,开疆拓宇,永葆持续发展的生命力和竞争力。

5 结束语

路径决定方向,创新成就发展。装配式建筑技术只有在借鉴学习中才能博采众长,扬长避短取得新突破;在应用中因地制宜才会持续改进,赢得新市场。我们只有在深入研究先进国家成功经验的基础上才能取他人之长补自身之短,才会在自我革新中增进创造力,迸射生命长青的技术活力,努力使装配式建筑技术在国家振兴的征程中创造最大的辉煌。

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