推進鋼結構住宅工業化建造的若干建議在2015年鋼結構住宅產業化創新論壇上的主題報告（摘要）

中國工程院院士、同濟大學教授 沈祖炎

推進鋼結構住宅工業化建造的若干建議在2015年鋼結構住宅產業化創新論壇上的主題報告（摘要）

中國工程院院士、同濟大學教授 沈祖炎

住建部推動鋼結構住宅的發展已有20年左右，但效果一直不太好。我想應該從鋼結構的工業化建造的角度去研究，可能會對鋼結構住宅有很大的推動作用。

一、建筑工業化

建筑工業化跟我們的建筑工業革命是聯系在一起的，它是制造業中的一個方面。工業革命對我們的整個制造業影響非常大，而我們建筑行業的制造實際上是建筑行業的制造業。

1.三次工業革命對制造業的推動

第一次工業革命（18世紀60年代起）主要的推動是蒸汽動力的應用，并將人類帶入了“蒸汽時代”。對我們制造業的影響是以機器代替手工勞動，使生產力大大提高。

第二次工業革命（19世紀70年代起）主要的推動是電力應用、新交通工具、新通訊手段，將人類帶入“電氣化時代”。對我們制造業的影響是自動化流水生產線、形成大規模成批生產。

第三次工業革命（20世紀50年代起）主要的推動是電子計算機、信息控制技術應用，將人類帶入“信息化時代”。 對我們制造業的影響是數字化、信息控制、走向大產量定制生產。

2.第三次工業革命對制造業的其他主要影響

（1）對生產方式的影響

主要有大規模生產轉向大規模定制、剛性生產系統轉向可重構的柔性制造系統和工廠化生產轉向社會化生產。

（2）對技術發展的影響

主要有生產制造快速成型，新材料復合化、納米化，以及生產系統數值化、信息化、智能化（柔性化制造）。

3.我國工業化道路的發展趨勢

黨的十六大提出了新型工業化，十八大又提出了中國式新型工業化道路，其基本要求有四點：提高科技創新能力、減少環境污染、降低能源消耗、提高經濟效益。

4.現代建筑工業化

走新型工業化化道路，要符合以下四個特點：

高效率：工廠化、自動化、規模化(流水線)、信息化、多樣化，大幅提高生產效率；

高質量：通過加工精度和質量提高來提升產品性能和耐久性；

高科技：依托技術創新，實現減排和可持續發展；

高效益：通過規模化生產和資源高效利用，總體上降低單位成本、提高產品性價比、提高經濟效益。

我們鋼結構住宅要走工業化道路應該達到以上四個高，這是我們要極力解決的瓶頸。

二、現代建筑工業化建造的本質

1．幾個落后的觀念

觀念一：工業化建造就是預制裝配化

這個觀念是第一次工業革命時期的水平，只是以機器代替人工而已，可能落后100-140年。 以這個觀念來指導我們的工作已經出現為工業化而裝配化的費工費料的不良后果，特別是鋼結構建筑，設計時按整體設計，施工單位坼分做成預制產品，然后再按照整體要求拼裝，既費時又提高了成本，這不是我們工業化的要求，這樣的工業化是落后的、是倒退的。

觀念二：現在的鋼結構建筑已是工業化建造

這是第二次工業革命中期的水平，僅有部分結構構件和維護構件用工業化流水線生產，可能落后不少于50-80年。以這個觀念來指導我們的工作已經形成建筑工業化與鋼結構不相關的不良局面。

2.可能會誤導的口號

（1）像搭積木一樣建房子：即建筑部品化，兩天建一層樓。只考慮安裝，沒有考慮房屋結構的特點（結構效率、安全、耐久等）使用要求。

（2）像造汽車一樣建房子：即集成體系品牌化、生產工廠（流水線）化。房屋產品與汽車產品是有區別的，不可能一次造出幾百萬棟房子。

流水線生產的想法是好的，但是怎樣才能做到流水線生產？它涉及到建筑工業化本質的問題。

3.現代建筑工業化的本質

技術水平定位處于第三次工業革命階段的水平，具備兩個特征：信息技術控制下的建造；從大規模成批生產走向打產量定制生產，即個性發展。

（1）技術要點：

應在大量定制生產條件下做到九個化。

①建筑設計個性化：

建筑、結構、制作聯合調研，提出若干種既有可能形成體系建筑又能實現建筑設計個性化的體系建筑方案。

②結構設計體系化：

提出若干種可以采用的最佳結構形式，并完成構件、節點等的相關參數的優化。

③各部尺寸模數化：

建筑、結構 、水、暖、電等全專業協調的模數體系開發。

④結構設計體系化：

對不同的結構體系，提出標準化、系列化的結構部品體系，實現用最少種類的標準“積木”組建盡可能多的建筑形式。

⑤加工制作自動化：

在結構部品標準化工作的基礎上，提出最大效率利用現代信息控制技術的自動化流水生產線。

⑥配套部品商品化：

提出配套部品商業化的要求，建立部品信息網、物流網。

⑦現場安裝裝配化：

運到安裝現場的建筑部品必須是集成化的，研發裝配專用設備，實現裝配工藝高效化、定型化和標準化。

⑧設計、建造、運行維護信息化：

基于BIM 技術，建立全過程信息化平臺。

⑨拆除廢件資源化：

在設計、建造等環節中應考慮整個建筑拆除廢件的資源化利用可能性。

著力做到以上九條，并且實現可持續發展，是第三次工業革命所需要的對工業化的要求。

（2）技術特征：

菜單式訂購、部品工業化生產、BIM施工組織管理、機械化裝配、信息化全生命周期管理。

（3）工業化效果，體現在：

①建筑品位：美觀、適用、堅固、耐久；

②生產力：大幅提高勞動效率；

③經濟：降低成本和提高性價比；

④社會效益：提升品質和安全、資源節約和環境友好。

三、鋼結構住宅工業化建造的主要優勢

1．已具有的基礎

（1）已基本達到預制裝配化建造。

（2）已具備建造智能化自動制造流水線的能力。

（3）已形成若干種符合建筑工業化制造特征的體系建筑，如：輕型工業廠房的輕鋼門式剛架建筑，造價便宜，經濟效益高；螺栓球節點網架結構體系建筑，自上世紀80年代以來備受推崇。

（4）已完成多種建筑部品的商業化生產，如：墻面、樓面、屋面等部品的商業化生產已有一定基礎。

（5）已探索若干種體系建筑的工業化建造，如：框架結構體系。

所以鋼結構的工業化建造已經具有一定基礎。

2.具有的主要優勢

從目前來看，鋼結構建筑具有諸多優勢，最適合建筑工業化建造：

（1）改革創新起點高；

（2）企業的轉型升級發展快；

（3）節能減排效果好；

（4）行業面貌變革廣。

這些對我們鋼結構行業來說都是非常有利的情況。

四、鋼結構住宅工業化建造當前存在的問題

1.對鋼結構建筑工業化建造的實現藍圖不明確

（1）領導部門缺乏統一和有力的指導和組織；

（2）企業部門缺乏明確的目標和有效的措施 。

2.對建筑工業化建造需要全行業協同攻關無認識

（1）領導部門的激勵政策偏向于制作企業；

（2）設計部門幾乎未參與；

（3）制作施工企業各自為戰。

3.對發展建筑工業化建造所推行的措施與其發展規律不相符

（1）沒有按全行業系統工程的要求協同攻關；

（2）沒有立足行業發展，讓建筑師牽頭組織不同專業人員協同攻關；

（3）不按自身發展規律，用行政命令或一股熱情，必然是事倍功半、得不償失、勞民傷財。

五、推進鋼結構住宅工業化建造的若干建議

1.中國建筑金屬結構協會應起領導和組織作用

（1）協會應該按照鋼結構建筑工業化建造的發展規律，引領協會全體成員走正確的發展道路；

（2）協會應該指導建筑鋼結構分會遴選合適人員，組織鋼結構建筑工業化建造委員會，負責技術指導工作；

（3）協會應該與鋼結構建筑工業化建造委員會一起制定鋼結構建筑工業化建造的中長期發展目標。

2.委員會應該在行業中對工業化建造的實現負技術責任

（1）組織并完成頂層設計，制定中長期發展規劃和近期實施計劃；

（2）落實實施計劃并進行指導和監督；

（3）選擇若干個合適單位對實施計劃的不同內容進行試點。

3.關于鋼結構建筑工業化建造中長期發展規劃的建議

（1）目標：

鋼結構建筑現代工業化建造水平符合第三次工業革命信息化時代的特征，具體來說，要求實現信息技術控制下的建造，能從大規模成批生產向大產量定制生產轉變。

（2）技術內容：

應體現現代化工業化本質的“九個化”，可以從鋼結構多高層建筑開始（包括住宅、辦公樓等等）。

（根據錄音整理，未經本人審閱）

【文獻標識碼】C

【文章編號】1671-3362(2015)08-0032-03