建筑工業化及發展狀況

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建筑工業化及發展狀況

一、發展

1.世界各國住宅產業化和建筑工業化的發展

住宅產業化的理念是上世紀60年代末期日本首先提出的，他們為了迅速建造優質價廉的房子以滿足居民的需要，舉全國之力開發住宅。在城市廢墟上成片地用工廠里制成的部件，在現場用機械安裝標準化的住宅，使設計、制造、安裝、銷售和管理逐漸成熟。到80年代中期已形成完整的體系。90年代的住宅產業化得到進一步的發展，設計趨于多樣化，工廠制造的技術水平和產品質量進一步提高，施工的機械化和自動化水平也有提升。

我國住宅產業化的概念是上世紀90年代由原建設部提出的。在1992年聯合國環境與發展大會后，中國發布了《中國21世紀議程》，其中構思了住宅產業的雛形。其后，1998年7月，原建設部成立了住宅產業化辦公室，統一管理、協調和指導全國有關住宅產業化方面的工作。這個辦公室現已改名為“住房和城鄉建設部住宅產業化促進中心”。

建筑工業化則始于第二次世界大戰后，西歐一些國家急需解決房荒，但勞動力嚴重不足，因此推行了建筑工業化。其后迅速傳播到東歐、蘇聯、美國和日本。上世紀50年代中期，我國北京等地開始試驗。1956年，國務院發布《關于加強和發展建筑工業的決定》指出：“為了從根本上改善我國的建筑工業，必須積極地有步驟地實行工廠化、機械化施工，逐步完成對建筑工業的技術改造，逐步完成向建筑工業化的過渡?！?/p>

西方國家主要提“建筑工業化”Building Industrialization，也有用housing industrialization的說法，嚴格翻譯是住宅的工業化，但沒有產業化的含義。東南亞國家更實際一些，把改變傳統手工業式建筑方法的新技術稱之為預制技術（prefabricated method 或precast technique），也就是把建筑物分割成若干個部件，用模數化和標準化的方法設計，在工廠內批量生產制造，運到工地用機械安裝，以達到保證質量、環保減排、縮短工期的目的。

2.目前發達國家和地區的建筑工業化現狀

世界發達國家早已完成了城市化進程，目前在城市里很少見到大規模拆遷和重建的場面。建筑業在國家GDP中占的比重很小，尤其是金融危機之后，發達國家建筑業蕭條。但從歷史層面上看，上世紀50年代開始，多個發達國家就開始發展建筑工業化。至今，瑞典工業化住宅的比率已達到80%以上，英國達到75%以上，日本和美國達到70%。作為世界最大的建筑大國，中國的建筑量約為世界總量的50%，但工業化率僅為7%。

美國的住宅主要是低層建筑物，建造仍使用工業化方法。美國1997年新建住宅近150萬套，工業化住宅比例在75%以上。高層的預制比例更高，各種構件均在工廠制造，現場只有少數工人安裝。

以我們熟悉的香港和新加坡兩地的建筑工業來講，建筑業約占當地GDP總額的5%-7%。為滿足居民對住房的要求，政府投資的針對中低收入階層的住房建設方興未艾，香港有近一半的居民住在政府建造的公屋里，新加坡則有86%的居民住在政府建造的祖屋里。這些住房一直以來遵循政府創導的工業化方針，用預制裝配技術建造。

香港房屋署自上世紀80年代初即推行工業化技術，工業化率不斷提高。但由于運輸和道路的限制，市區內建設較難采用預制技術，而新開發的住宅區則廣泛采用工業化方法。

新加坡建設局對工業化的推進極為重視，他們從2000年就制定了規范，全名是“Codes Of Practices On Buildable Design”（易建設計規范），規定了不同建筑物的易建性的最低計分要求，也就是給工業化方法打分的制度，不達到最低標準不發給施工執照。

3.我國建筑工業化新的發展

我國對建筑工業化的認識起源于上世紀50年代，開始僅局限于生產方式的改變，即設計標準化、構配件生產工廠化、施工機械化和管理科學化。隨著全社會對建筑節能、環境保護和資源循環利用的重視，我們必須把上述可持續發展的觀點容納到建筑工業化的內涵中，賦予建筑工業化以新的概念、新的要求，讓建筑工業化比傳統的生產方式具有更先進和現代化的優勢。

北方工業大學經濟管理學院紀穎波博士在她編著的《建筑工業化發展研究》一書中，對建筑工業化給出了新的定義：以構配件預制化生產、裝配式施工為生產方式，以設計標準化、構件部品化、施工機械化為特征，能夠整合設計、生產、施工等整個產業鏈，實現建筑產品節能、環保、全生命周期價值最大化的可持續發展的新型建筑生產方式。

4.建筑工業化的房屋成本

工業化方法建造的房屋主要用鋼筋混凝土預制構件裝配而成，與傳統方法使用小塊砌筑材料加砂漿(國外把這種方法形象地稱為Brick & Mortar)不同。盡管預制構件的安裝可以免除搭設腳手架，但前者的材料成本還是高于后者，其中鋼筋的費用可能就相當于深圳廣泛應用的加氣混凝土墻體。再比如工業化建筑使用的疊合樓板由底層和面層組成，總厚度大于現澆樓板，而且鋼筋用量也隨之增加，即使不用模板支撐，前者的費用也高于后者。

但是，工業化房屋的其他部件，如隔墻板、樓梯、陽臺等，材料用量比傳統房屋少，成本相對低，再說工業化建造速度快，投資的額度可以降低，使得工業化房屋的建造成本不會過多提高。從質量角度看，工廠內預制的墻板質量顯然比現場難以控制質量的手工砌筑的墻體要好得多，目前普遍存在的墻體開裂、飾面層剝落、門窗接縫處滲漏水等弊病基本杜絕，因而房屋的維修成本大大降低。再加上新型建筑工業化的房屋采用節能技術，使用期間的能耗成本有大幅度的節省，導致工業化房屋在建筑物的全壽命周期的總成本（即建造成本+維修成本+使用成本）會低于傳統房屋。

當然，在推進工業化的初期，由于設計和施工經驗不足、建造規模小，工業化的優勢未能充分發揮，工業化房屋的建造成本會高些，維修成本和節能成本的效益短時間又無法顯示。但其他國家和地區的經驗告訴我們，假以時日，工業化的優勢就會凸顯。香港的建筑工業化起始于政府建造的公屋，一旦效益明顯后，私人發展商立即仿效，這就是明顯的示例。

二、概念

1.什么是住宅產業化？

住宅產業化是針對整個住宅產業鏈而提出的，包括了土地的劃撥、住宅的產業定位和設計、建筑部件的生產和安裝、住宅成品的銷售及后期服務管理等各個環節整合起來的產業系統。住宅產業化的目的是實現住宅產業的經濟和社會效益的提升。

2.什么是建筑工業化？

建筑工業化是住宅產業化的核心部分，只涉及住宅的設計、部件的生產和安裝、施工現場的管理。也就是說局限在建筑這個環節。建筑工業化的目的是以先進的大工業生產方式，改造傳統的手工業建造方式，其基本途徑是設計標準化、構配件生產工廠化、施工機械化和管理科學化。

可見產業化的內涵和外延高于工業化。工業化是產業化的基礎，只有工業化達到一定程度，才能實現產業化。

對于北京、深圳等城鎮化進程相對成熟的城市來講，筆者認為提建筑工業化比提住宅產業化更為現實。尤其是受目前管理體制的限制，住宅產業化各個環節分屬不同部門管理，推進起來受牽制較大。而建筑工業化在城建、廠房、道橋、地鐵等各種建筑工程中都可以應用其“四化”（設計標準化、構配件生產工廠化、施工機械化和管理科學化）的原則，應用面遠不局限在住宅建設上。

三、基本內容

以工業化的方式重新組織建筑業是提高勞動效率、提升建筑質量的重要方式，也是我國未來建筑業的發展方向。建筑工業化的基本內容是：采用先進、適用的技術、工藝和裝備科學合理地組織施工，發展施工專業化，提高機械化水平，減少繁重，復雜的手工勞動和濕作業；發展建筑構配件、制品、設備生產并形成適度的規模經營，為建筑市場提供各類建筑使用的系列化的通用建筑構配件和制品；制定統一的建筑模數和重要的基礎標準（模數協調、公差與配合、合理建筑參數、連接等），合理解決標準化和多樣化的關系，建立和完善產品標準、工藝標準、企業管理標準、工法等，不斷提高建筑標準化水平；采用現代管理方法和手段，優化資源配置，實行科學的組織和管理，培育和發展技術市場和信息管理系統，適應發展社會主義市場經濟的需要。

1.特征

（1）設計和施工的系統性。在實現一項工程的每一個階段，從市場分析到工程交工都必須按計劃進行。

（2）施工過程和施工生產的重復性。構配件生產的重復性只有當構配件能夠適用于不同規模的建筑、不同使用目的和環境才有可能。構配件如果要進行批量生產就必須具有一種規定的形式，即定型化。

（3）建筑構配件生產的批量化。沒有任何一種確定的工業化結構能夠適用于所有的建筑營造需求，因此，建筑工業化必須提供一系列能夠組成各種不同建筑類型的構配件。

2.特點

（傳統建筑方式與建筑工業化生產方式的對比）

傳統建筑生產方式，是將設計與建造環節分開，設計環節僅從目標建筑體及結構的設計角度出發，而后將所需建材運送至目的地，進行露天施工，完工交底驗收的方式；而建筑工業化生產方式，是設計施工一體化的生產方式，標準化的設計，至構配件的工廠化生產，再進行現場裝配的過程。

根據對比可以發現傳統方式中設計與建造分離，設計階段完成藍圖、擴初至施工圖交底即目標完成，實際建造過程中的施工規范、施工技術等均不在設計方案之列。建筑工業化顛覆傳統建筑生產方式，最大特點是體現全生命周期的理念，將設計施工環節一體化，設計環節成為關鍵，該環節不僅是設計藍圖至施工圖的過程，而需要將構配件標準、建造階段的配套技術、建造規范等都納入設計方案中，從而設計方案作為構配件生產標準及施工裝配的指導文件。除此之外，PC構件生產工藝也是關鍵，在PC構件生產過程中需要考慮到諸如模具設計及安裝、混凝土配比等因素。與傳統建筑生產方式相比，建筑工業化具有不可比擬的優勢。

提升工程建設效率。建筑工業化采取設計施工一體化生產方式，從建筑方案的設計開始，建筑物的設計就遵循一定的標準，如建筑物及其構配件的標準化與材料的定型化等，為大規模重復制造與施工，打下基礎。遵循工藝設計及深化設計標準，構配件可以實現工廠化的批量生產，及后續短暫的現場裝配過程，建造過程大部分時間是在工廠采用機械化手段、一定技術工人操作完成。

與傳統的現場混凝土澆筑、缺乏培訓的低素質勞務工人手工作業對比，建筑工業化將極大提升工程的建設效率。據資料顯示，發達經濟體預制裝配建造方式與現場手工方式相比節約工期可達30%以上。

3.措施

建筑工業化，首先應從設計開始，從結構入手，建立新型結構體系，包括鋼結構體系、預制裝配式結構體系，要讓大部分的建筑構件，包括成品、半成品，實行工廠化作業。一是要建立新型結構體系，減少施工現場作業。多層建筑應由傳統的磚混結構向預制框架結構發展；高層及小高層建筑應由框架向剪力墻或鋼結構方向發展；施工上應從現場澆筑向預制構件、裝配式方向發展；建筑構件、成品、半成品以后場化、工廠化生產制作為主。二是要加快施工新技術的研發力度，主要是在模板、支撐及腳手架施工方向有所創新，減少施工現場的濕作業。在清水混凝土施工、新型模板支撐和懸挑腳手架有所突破；在新型圍護結構體系上，大力發展和應用新型墻體材料。三是要加快“四新”成果的推廣應用力度，減少施工現場手工操作。在積極推廣建設部十項新技術的基礎上，加快這十項新技術的轉化和提升力度，其中包括提高部品件的裝配化、施工的機械化能力。

在新型結構體系中，應盡快推廣建設鋼結構建筑，應用預制混凝土裝配式結構建筑，研發復合木結構建筑。在我國，進行鋼結構建設的時機已比較成熟，我國已連續8年世界鋼產量第一，一批鋼結構建筑已陸續建成，相應的設計標準、施工質量驗收規范已出臺；同時，鋼結構以其施工速度快、抗震性能好、結構安全度高等特點，在建筑中應用的優勢日顯突出；鋼結構使用面積比鋼筋混凝土結構增加面積4%以上，工期大大縮短；在工程建設中采用鋼結構技術有利于建筑工業化生產，促進冶金、建材、裝飾等行業的發展，促進防火、防腐、保溫、墻材和整體廚衛產品與技術的提高，況且鋼結構可以回收，再利用，節能、環保，符合國民經濟可持續發展的要求。

預制裝配式結構應積極提倡?；旧纤械幕炷两Y構都是現場澆筑的，不僅污染環境，制造噪聲，還增加了工人的勞動強度，又難以保證工程質量。南京大地建筑公司從法國引進的預制裝配式結構體系（簡稱“世構體系”），是采用預制鋼筋混凝土柱，預制預應力混凝土梁、板，通過鋼筋混凝土后澆部分將梁、板、柱及節點連成整體的框架結構體系。具有減少構件截面，減輕結構自重，便于工廠化作業、施工速度快等優點，是替代磚混結構的一種新型多層裝配式結構體系。該結構體系已在南京多個工程中應用，效果明顯。

復合木結構應盡快研發。復合木結構不僅適用于大跨度的建筑中，還可適用于廣大村鎮建筑和二至三層的別墅中。應該說，與混凝土結構不同，復合木結構作為今后新型結構形式之一，極具有人性化和環保的特點。針對楊樹快速生長和再生的特點，應著力開發楊樹木材的深加工技術，包括木材的處理、復合、成型等，制作成建筑用的柱、梁、板等構件，并使其具有防蟲、防火、易組合的能力。大量使用復合木結構，可減少對鋼材、水泥、石子等建材的需求，這對資源是一種保護；同時，也為廣大種植楊樹的農民提供了一個優越的市場，不僅提升了楊樹的使用價值，而且還為廣大農民脫貧致富尋找到一個新途徑。可謂是一舉多得?？梢灶A見，復合木結構的潛在能量將隨著技術的成熟日益顯現出來，必將會對我國的建筑業帶來一場革命。

四、建筑方式

工業化建造方式是指采用標準化的構件，并用通用的大型工具（如定型鋼板）進行生產和施工的方式。根據住宅構件生產地點的不同，工業化建造方式可分為工廠化建造和現場建造兩種。

1.工廠化建造

工廠化建造是指采用構配件定型生產的裝配施工方式，即按照統一標準定型設計，在工廠內成批生產各種構件，然后運到工地，在現場以機械化的方法裝配成房屋的施工方式。采用這種方式建造的住宅可以被稱為預制裝配式住宅，主要有大型砌塊住宅、大型壁板住宅、框架輕板住宅、模塊化住宅等類型。預制裝配式住宅的主要優點是：構件工廠生產效率高，質量好，受季節影響小，現場安裝的施工速度快。缺點是：需以各種材料、構件生產基地為基礎，一次投資很大；構件定型后靈活性小，處理不當易使住宅建筑單調、呆板；結構整體性和穩定性較差，抗震性不佳。日本為克服預制裝配式住宅抗震性差的缺點，在預制混凝土構件連接時采用節點現澆的方式，以加強其整體的強度和結構的穩定性，取得了很好的效果。這類結構被稱為預制混凝土結構（PC），目前我國的萬科公司正在進行相關的試驗和改進。長沙遠大住宅工業有限公司則已經運用國際最先進的PC構件進行工業化住宅生產。

2.現場建造

現場建造是指直接在現場生產構件，生產的同時就組裝起來，生產與裝配過程合二為一，但是在整個過程中仍然采用工廠內通用的大型工具和生產管理標準。根據所采用工具模板類型的不同，現場建造的工業化住宅主要有大模板住宅、滑升模板住宅和隧道模板住宅等。采用工具式模板在現場以高度機械化的方法施工，取代了繁重的手工勞動，與預制裝配方式相比它的優點是：一次性投資少，對環境適應性強，建筑形式多樣，結構整體性強。缺點是：現場用工量比預制裝配式大，所用模板較多，施工容易受季節的影響。

參考資料：百度百科、中國機械配件行網、中國建設報《建筑工業化問與答》，作者：陳振基——我國大專學院混凝土及建筑制品專業締造者之一；中國大陸、香港地區、新加坡、美國住宅建筑及新型墻體材料、住宅工業化踐行者；亞洲混凝土協會工業化建筑體系委員會主席；主持編寫多項國家標準；土木工程學博士。

（來源：建設管理）