专家 | 钟志强：关于PC建筑的几点思考

PC（precast-concrete）建筑近年来在国内日益受到追捧，从促进建筑产业现代化的角度来看这是好事。但如何把好事做好，还有很多功课要做，我认为首要的就是对当前PC建筑发展有全面、正确的认识。笔者从事PC行业近20年，有一些思考，与大家分享一下，希望能抛砖引玉，启迪更多智慧，促进行业健康发展。

1历史的轮回？

时隔多年，PC建筑在国内再次受到重视，可谓情理之中，意料之外。很多人说，我国现在又大力推进预制装配式混凝土建筑，是不是要回去走30年前的老路？ 这话不全对，但也有一定的道理。

早在上世纪五十年代，我国从苏联等国家引入预制装配式混凝土建筑技术，大力发展基于PC的各类建筑，推动建筑工业化的发展。到上世纪八十年代初，我国PC建筑已经形成完备的技术体系，产品涉及工业与民用建筑、市政施设、大型基础设施等。据1983年统计，中国已编制建筑通用标准图924册,不少地区编制了本地区的统一产品目录，PC建筑的发展处于平稳上升态势。当时的状况与发达国家相比有一定差距，但差距不是很大。

之后的30年时间里，我国PC行业出现了分化，有的领域蓬勃发展，有的领域逐渐衰落。

在市政和基础设施领域，尽管现浇混凝土技术也有很好的发展，但预制技术始终占据重要地位，甚至是主导地位。看一下我们过去30年建设的各种高速公路、港口、地下管道，都在大量使用PC技术，而且效果良好。地铁盾构管片从无到有，助推我国地铁建设技术一步跻身全球先进行列。预制综合管廊自去年起也提到了日程上，发展前景良好。尤其是铁路建设领域，PC的应用更是达到了极致，除了常规的桥梁、轨枕，在高铁建设中更是大量应用高强、高性能混凝土制作各种功能性构件，为高铁技术领军全球贡献力量。

在工业与民用建筑领域，PC应用大幅度萎缩，从设计到生产、施工都全面转向现浇模式。到2005年左右，国内除了个别地方还在生产少量空心板、工业厂房构件外，PC在工民建领域的应用几乎绝迹。珠三角和长三角地区有一些构件厂也生产高端建筑构件，但专供出口，与国内市场无关。

造成这一问题的原因，我认为可能有以下几方面：

●改革开放，房屋建设的计划经济模式被打破，不利于建筑工业化统筹推进；

●市场化的开发商出现，以迎合消费者为主导的多元化设计理念不利于产品标准化；

●行业高速发展，太容易获利，而PC技术和管理需要积累，鲜有设计、开发和施工单位愿意花精力研究；

●农民工进城，源源不断的廉价劳动力供给，降低了现浇施工的人工成本；

●商品混凝土、大模板等技术的发展，降低了现浇施工的难度和成本；

●当时PC建筑的一些缺陷（抗震性、防水、隔音差等）没有持续研究和改进。

但是，这种情形在2005年以后出现了新的变化，PC建筑在国内又逐步受到重视。北京奥运会场馆建设（2005-2008年），大量采用清水混凝土预制构件，应用部位从预制看台到外墙挂板，甚至是地面装饰材料，让国内众多业主和设计师耳目一新。以万科为代表的开发企业也对PC建筑倾注热情（主要是王石本人的推动），在2005-2008年的几年间尝试了一大批试点项目：包括第五寓（预制框架和挂板）、天津阅湖苑（外墙挂板、预制叠合板等）、北京中粮万科假日风景（预制剪力墙）、上海新里程（预制挂板、PCF）等等。这些项目无论从技术水平、材料选择、质量标准都与30年前不可同日而语，因此并不是简单的重复。但二者之间又有必然的联系，是建筑工业化推进工作时隔30年后的再次回归——重新回到依靠科技和机械作业而非经验和手工作业的建造方式上来。

之所以出现这种变化，有自然环境的压力（资源枯竭、环境污染等），有社会环境的压力（农民工工资上涨、建筑业产能过剩等），也有企业主动寻求技术创新和承担社会责任的动力。与此同时，发达国家的PC技术近年来取得了很大进步，大量项目的实践证明，PC建筑在一定条件下无论经济效益还是社会效益都明显优于现浇或者其他方式建筑。一些国外设计师参与的项目（如奥运工程、深圳大运会工程、香港瑞安在内地的住宅开发项目）就明确提出了采用PC的方案，在他们的认识里，PC明显好于其他建造方式。由此，国内对PC建筑的认识也悄然发生变化。更多有追求、有先见之明的企业开始从不同角度持续推进PC建筑的发展。（至于为何是PC，而不是钢结构或者木结构，限于篇幅，此处不讨论。）

因此，目前的PC建筑热潮并不是对30年前PC建筑的简单重复，而是有极大的提升空间，是在社会、技术、经济发展不同阶段的必然选择，可以说是大势所趋，势不可挡。

2如何做好PC建筑？

站在历史坐标上，我们目前参与PC建筑的人其实肩负着很重要的责任，这是我国建筑业和房地产业转型升级的一次关键机会，前面大规模建设的建筑很多已经被证明是“短命”的，如何让现在建设的这些建筑经得住历史的考验，任重道远。

PC建筑要做好，需要从商业模式、技术路线、管理手段上进行创新和完善。目前行业内有一些企业对此认识并不十分清楚，只是随大流，盲目投资，等经营上或者房屋质量出现问题的时候已经晚了。限于篇幅，笔者仅从设计和施工的角度谈一点看法。

真正好的PC建筑，在设计的时候应遵循以下逻辑：

 1   结构设计的不同

笔者对结构不懂，本不该妄议，但屡屡看到行业内把PC结构“等同现浇”就觉得不妥。笔者接触过的大量好的PC结构，如桥梁、看台板、地铁管片、地下管道（廊），其结构计算主要按照每个构件本身的承载力进行，通过适当方式连接成整体。连接部位通常做成可变形方式，根据变形的方向和大小，将连接处做成滑动、铰支或者固支。此时，每一个构件甚至每个部位需要承受的力是很明确的、简单地，需要整体受力的结构也明确地知道其薄弱环节在哪里。不会像整体现浇结构常常出现复杂的，计算不清的受力部位。当出现地震等灾害的时候，PC结构主要通过节点处的应变来消除应力，不至于让应力在结构内部持续传递。此时对结构安全性的要求主要是限制构件以及结构的相对变形量，防止单独或连续倒塌。同时，通过设置隔震垫、阻尼器、弹簧等实现应力和应变消解。整体现浇混凝土结构，无论框架还是剪力墙，都强调构件和节点在震害来临时“耗能”，通过材料破坏过程消解地震能量。将按照现浇逻辑进行设计的结构进行“拆分”，预制，然后”等同现浇”施工连接，我认为并不能发挥PC结构的优势，反而有很多劣势。因此，我的观点是：现浇就是现浇，预制就是预制，在同一栋建筑里，可以混合采用，但不要杂交。

 2   高强材料和预应力的应用

由于生产工艺不同，PC结构更易于采用各种高强材料和预应力技术。这在市政和基础设施领域已经体现得淋漓尽致，但民用建筑领域鲜有好的案例。PC构件由于工厂化生产，可以采用干硬性混凝土、挤压成型、高频振捣、高温养护、离心成型等工艺，混凝土的抗压强度可以轻松做到80MPa以上，而现场现浇结构限于自然条件，很难做到。预应力技术更是让PC结构如虎添翼。采用先张法预应力制作的桥梁构件，通过采用高强混凝土和高强钢绞线、钢筋技术，在同等跨度和承载力条件下，与全现浇结构相比梁高可以大大降低，自重减少50%以上。后张法预应力更是可以实现构件的连续连接和整体弹性受力，利于抵御震害。

采用了预制牛腿柱、预应力吊车梁、鱼腹梁、预应力屋架、预应力屋面板/墙面板、抗剪斜撑、橡胶支座等，属典型的PC结构。

 3  混凝土特性的发挥

混凝土的基本特性是可塑性，无论强度、形状、颜色、质感都是可塑的，也可以与其他材料复合。这些特性让混凝土变得丰富多彩，我且称之为“百变金刚”。遗憾的是，国内大部分工程仅仅把混凝土当做一种普通结构抗压材料来用，并不真正了解广义混凝土的概念，也没有把混凝土的优良特性用好。这些特性往往也是要在工厂化的条件下才能实现，因此PC在国内的发展潜力还很大，值得期待。

混凝土的另一个特性是耐久性，暴露在自然环境中的混凝土可以抵御常规的各种侵蚀（防水、防火、防虫等），优于钢、木材以及其他很多材料。在有适当表面防护的条件下，PC构件的寿命超过100年没问题，而且可以拆下来重复使用。如果对内部化学成分进行适当改性，还可以制造出耐酸、耐碱、耐高温、抗冻融等特种混凝土。这种特性使得混凝土可以做成结构和装饰一体的构件，也就是常说的“清水混凝土”。（注：很多人将清水混凝土和装饰混凝土混为一谈。笔者认为，清水混凝土（fair-faced concrete）是指一次成型之后不再做二次装饰的混凝土，即结构和装饰一体的混凝土，强调素面朝天，不加粉饰；装饰混凝土（decorative-concrete）则是指通过混凝土的颜色、质感、纹理形成表面装饰效果的混凝土，可以有二次装饰成份，但必须是以混凝土作为主要装饰面。）

从生产制造和施工的角度，PC建筑其实是两种实施模式。

一种称之为PC产品。上述排架结构单层工业厂房属于高度标准化的产品，其厂房跨度、高度、所用构件的型号，甚至各种构件的尺寸、配筋都已经有标准图集，经过试验检验，无需更改。如果市场需求旺盛，厂家可以连续生产，形成库存，产品由设计院选用即可，至于用在什么工程，构件厂在所不问。这些构件厂通常不接受定制产品，因为批量小，没有经济效益。这些构件厂的产品很多按照工业品进行管理，主要由技术监督局进行质量监督，实行型式检验、年检加自检的质量监管。类似的产品还有电线杆、预制混凝土管道、预制预应力空心楼板、预制隔墙板、建筑小型构件（过梁、雨篷、檐口）等。施工单位只对进现场的产品进行质量把关，产品制造过程原则上不干预。国内目前经营效益较好，参与建筑产业化项目很少的构件厂，几乎都是在做PC产品，总数量可能有几万家。

另一种称之为PC工程。项目根据特定的需要设计成预制结构，然后按照施工要求进行组织。整个项目用到的预制构件都经过了严格的受力计算，可能有重复，但都有特定编号和使用限制，同一型号可以互换，不同型号不能互换。不同工程的构件绝对不能互换，除非设计允许。这样的案例包括桥梁、地铁管片、预制看台、预制房屋等。这些预制构件往往不能单独进行受力检验（或者检验也没有意义），其质量监控要严格按照施工和验收规范（GB50666，GB50204）进行，制造过程需要监理参与，保留完整的施工过程资料（材料进场检验、隐检、预检、交接检），即：“用过程合格证明结果合格”。目前国内已经实施的大部分产业化项目其实都是预制工程。

区别上述两者的意义在于，不同的厂家参与PC生产经营，应当遵循不同的模式：大型建设集团承建PC工程更有优势，传统预制构件厂制造PC产品更有优势。一旦错位，可能会很痛苦。

3成本还是造价？

目前行业推进PC建筑普遍遇到的问题是“成本高”，我认为这是一个伪命题。

我们建造任何一栋建筑，都要消耗一定资源，不管是物资资源（材料、设备、金钱）、人力资源还是时间、空间资源。建筑领域常用的一个词叫“造价”，之所以叫造价，我的理解，是因为每一栋建筑的建造是一个不可逆、独一无二的过程，最终所形成的产品也是独一无二的。所以我们只能在一定的限制条件（如时间、规划指标、品质、档次要求）下来分析，某一定栋建筑的建造过程有没有不合理的支出，建筑物有没有达到预期的质量、性能目标。

PC建筑造价是建立在PC施工工艺之上的，与传统现浇工艺有很大区别，建造过程不一样，建筑品质也会不一样，简单比较二者之间的“成本”并不成立。建筑领域不断进行技术、施工工艺创新，最终的目标只有两个：在同等造价条件下提高建筑性能，或者在同等建筑性能条件下降低造价。如果一个工艺创新能够同时降低造价和提高建筑品质当然最好。

遗憾的是，注重经济利益、短期利益仍然是多数开发企业的常态。一味追求低成本，要求新工艺要低于现有工艺“成本”的心态，导致开发企业很少主动采用PC建筑。实际上，随着房地产发展拐点出现，供给侧改革已刻不容缓，适当增加建安造价，大幅度提高房屋品质才是未来发展的正道。如果将这种信息正确地传递给消费者，消费者也愿意埋单，这才是良性循环的开始。

檐高158米的东京湾双子塔是日本预制装配式建筑的标志性建筑。在发达国家，PC建筑由于其耐久性、舒适性好，被认为是高品质的象征，可以获得市场认可。

诚然，我国这一轮PC建筑的发展其实也有很多不健康的因素掺杂，导致很多试点项目与传统现浇建筑相比造价偏高，质量降低，甚至二者兼而有之，这极大的损害了行业发展的形象。

建议可以从以下几方面加以改进：

 1  优化PC建筑设计，采用适合预制的设计方案，提高PC建筑的附加值，降低成本；

 2  改进PC构件制造工艺，降低工厂措施摊销费用；

 3  改进安装施工工艺，降低机械、人工消耗；

 4  政府出台强制性措施，提高建设工程环保、安全、质量成本，淘汰落后生产方式；

 5  提高结构施工质量验收标准，严格工程验收程序，淘汰不合格产品和企业。

希望通过企业和政府双方的努力，使PC建筑的造价逐渐降下来，同时淘汰低价低质竞争者，净化市场环境，真正体现建筑产品“优质优价”，使行业早日步入良性循环。