從汽車工業(yè)化觀建筑工業(yè)化

張 勇

(四川省建筑科學(xué)研究院， 四川成都 610081)

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從汽車工業(yè)化觀建筑工業(yè)化

張 勇

(四川省建筑科學(xué)研究院， 四川成都 610081)

進(jìn)入21世紀(jì)后，快速提升的綜合國力、整個世界大生態(tài)發(fā)展的需求，IT智能化、網(wǎng)絡(luò)化的崛起，時代進(jìn)程已迫不及待地推著各個行業(yè)必須嘗試邁進(jìn)一步了，建筑業(yè)究竟能不能像造汽車一樣造房子，實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化。

汽車工業(yè)化； 建筑工業(yè)化； 預(yù)制裝配

自上世紀(jì)末期以來，身邊的各類生活產(chǎn)品已經(jīng)迅速工業(yè)化，并經(jīng)多輪的升級換代，還遠(yuǎn)未停止，諸如平時涉及最多的汽車、電腦、手機(jī)等等，而國內(nèi)的建筑產(chǎn)品因為其獨特的時代屬性，感覺依然像是停留在手工業(yè)時代。慢節(jié)奏、高耗損、高能耗、精度低…有人說建筑業(yè)生產(chǎn)技術(shù)落后、資金匱乏，無可厚非，只能選擇從人力密集、低技術(shù)水平起步。但進(jìn)入21世紀(jì)后，快速提升的綜合國力、整個世界大生態(tài)發(fā)展的需求，IT智能化、網(wǎng)絡(luò)化的崛起，時代進(jìn)程已迫不及待地推著各個行業(yè)必須嘗試邁進(jìn)一步了，連農(nóng)業(yè)都工業(yè)化了。建筑業(yè)究竟能不能像造汽車一樣造房子，實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化。而不僅是所謂的租用幾臺工程車的建筑機(jī)械化，習(xí)慣于低技術(shù)、低成本的思維模式。又如曾經(jīng)引以為榮的《營造法式》、《木經(jīng)》的問世，從木結(jié)構(gòu)的體系、造價、形制、標(biāo)準(zhǔn)方面做了詳盡的實踐歸納，不僅促進(jìn)了當(dāng)時建筑技術(shù)的交流和提高，而且對后來建筑技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

縱觀當(dāng)今世界，德國、日本、美國這些工業(yè)技術(shù)走在前列、并以持續(xù)的技術(shù)輸出作為創(chuàng)匯的國家，建筑工業(yè)化早已日趨成熟，并與其他產(chǎn)業(yè)同步齊頭并進(jìn)，完成了信息化的整合、工業(yè)化的生產(chǎn)、機(jī)械化的施工、生命周期的監(jiān)測。甚至像商品一樣，能夠通過網(wǎng)絡(luò)訂制或采購不同類型的建筑產(chǎn)品，現(xiàn)場進(jìn)行高效組裝。就像樂高玩具一樣。國外發(fā)達(dá)國家除了住宅的面積標(biāo)準(zhǔn)較高以外，更重要的是性能的優(yōu)勢。比如：品質(zhì)保證、節(jié)能性、抗震性、耐久性、可變性等；我國尚處于解決居住面積指標(biāo)階段，住宅的性能不高，主要指質(zhì)量差、能耗高、維修成本高、使用壽命短等。目前中國建筑工業(yè)化程度僅為3%～5%，而歐美建筑工業(yè)化達(dá)75%，瑞典更是高達(dá)80%，日本也能達(dá)到70%。這意味著中國的建筑工業(yè)化程度與歐美等發(fā)達(dá)國家相比相差超過10倍。

1 汽車工業(yè)化

作為制造業(yè)的領(lǐng)跑者，汽車產(chǎn)業(yè)與工業(yè)發(fā)展齊頭并進(jìn)近一個多世紀(jì)，時下汽車產(chǎn)業(yè)已悄然步入了“工業(yè)4.0”的時代(即以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)——信息物理系統(tǒng)相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型)(圖1)。近代汽車產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)存在許多共性，但卻在諸多方面優(yōu)于同時期的其他產(chǎn)業(yè)，究其原因，得益于更早地完成了系統(tǒng)化、信息化的整合、極大程度發(fā)揮了加工制造業(yè)的優(yōu)勢，形成產(chǎn)業(yè)鏈條集群。這也是其他產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中，紛紛向他取經(jīng)的核心要素。

圖1 工業(yè)革命的四個階段

傳統(tǒng)的汽車行業(yè)也并不能做到高枕無憂，時下也正在受到來自時代的各種沖擊與顛覆，諸如能源更新、科技進(jìn)步、新型的使用體驗等。

(1)在IT產(chǎn)業(yè)與汽車的聯(lián)系愈發(fā)緊密，開發(fā)新能源作為汽車未來發(fā)展的新方向的同時，電動汽車比傳統(tǒng)汽車研發(fā)門檻低，全球汽車產(chǎn)業(yè)已展開一場巨大的變革， 科技公司汽車開發(fā)項目主要瞄準(zhǔn)新能源汽車及無人駕駛兩個未來發(fā)展的方向，其中谷歌、索尼、百度主要研發(fā)方向為無人駕駛汽車，而阿里巴巴、和諧富騰、格力、樂視等則意圖打造短期內(nèi)可量產(chǎn)的智能化電動汽車。

(2)當(dāng)3D打印正在改變制造業(yè)的流程時，現(xiàn)在又要改變汽車的生產(chǎn)方式了。由美國Local Motors汽車公司打造的Strati(電動汽車)，只有40個零部件。包括底盤、儀表板、座椅和車身在內(nèi)的余下部件均由3D打印機(jī)打印，從零部件打印到組裝，整個制造過程僅用了44 h。消費者可以根據(jù)自己的喜好定制汽車的一些特征。此外，這家公司還計劃將3D建模軟件公司Autodesk的Spark Platform平臺與汽車打印過程整合到一起，讓生產(chǎn)過程進(jìn)一步流線化,實現(xiàn)量產(chǎn)。這種全新的生產(chǎn)過程將顛覆汽車制造技術(shù)的現(xiàn)狀，改變消費者的體驗，能夠以一種完全不同的方式生產(chǎn)汽車。試圖讓汽車制造技術(shù)發(fā)生革命性變化，用以降低制造成本，減輕汽車重量和加快生產(chǎn)速度。

2 建筑工業(yè)化

20世紀(jì)30年代，當(dāng)高達(dá)381 m的美國帝國大廈只用了410 d的時間就矗立在世人面前時，以改革生產(chǎn)方式為核心內(nèi)涵的建筑工業(yè)化也從理論走進(jìn)了現(xiàn)實。30a后，“住宅產(chǎn)業(yè)化”成為風(fēng)靡日本的熱詞并被積極付諸實踐。現(xiàn)在的日本，1條生產(chǎn)線8 h可以生產(chǎn)10棟住宅所需構(gòu)件，1棟住宅從生產(chǎn)到竣工只需要24.8 h(表1)。

表1 汽車行業(yè)與建筑行業(yè)的比較

建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級是一個長期的課題，無法一蹴而就，首先需要從如下幾個基本方面逐步做起。

2.1 轉(zhuǎn)變意識形態(tài)

建筑行業(yè)的各個環(huán)節(jié)，目前在意識形態(tài)方面均存在一些問題，要轉(zhuǎn)變，首先要先從意識形態(tài)入手。

2.1.1 開發(fā)環(huán)節(jié)

從近些年的發(fā)展過往及前景來看，倒是不必去排斥商業(yè)模式及互聯(lián)網(wǎng)模式，因為其繁榮，代表市場的需求、代表經(jīng)濟(jì)的提升、代表思維的放開、代表機(jī)會的增加，未來會更好；但卻不敢茍同那些只追逐利益最大化的純盈利的模式，一個項目就只剩下：規(guī)劃上偷面積、消防上鉆空子、結(jié)構(gòu)上摳含鋼量、運營上壓周期這幾個基本話題。這些盈利的套路，并不具備太多探索精神及發(fā)展眼光，低廉的山寨模式大家都效仿，加上政策規(guī)范一完善，建材一降價，樓市一滯銷，就沒有太多機(jī)會了，是沒有出路的。沒有哪種模式能永久地存活下去的，因為社會、環(huán)境、需求一直在不停的改變，曾經(jīng)認(rèn)為最適應(yīng)的模式往往是最不能適應(yīng)時代的變革的了。同時，還會帶來了極大的副作用，壓縮了創(chuàng)新研發(fā)的空間，扼殺了發(fā)展變革的可能。從一定程度上阻礙了國內(nèi)建筑工業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程。

2.1.2 設(shè)計環(huán)節(jié)

有不少建筑師也十分困惑，深感這個行業(yè)目前低技、低效、浪費，卻無能為力。因為當(dāng)前絕大多數(shù)設(shè)計企業(yè)的核心文化體現(xiàn)，還是停留在比產(chǎn)值、比業(yè)績；最大化項目的開發(fā)量、去化率。出于公司經(jīng)營考慮，無可厚非，畢竟生存下去還是硬道理。但有了資金積累后，又將重心轉(zhuǎn)向投資房產(chǎn)開發(fā)、金融業(yè)領(lǐng)域去了。我們并沒有在自己行業(yè)內(nèi)做多少，真正為社會的技術(shù)革新與進(jìn)步的帶來價值的事情。我們不由自主的、深陷在固有的套路投機(jī)、經(jīng)營操作、惡性競爭中不能自拔。作為技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)，重業(yè)務(wù)輕創(chuàng)新，自然造就了我們的建筑師，要么按部就班打份工而已、要么追逐小圈層的喜好與情懷去了。職業(yè)化的認(rèn)識與技能羸弱，埋怨多于嘗試與改變。在經(jīng)濟(jì)高速增長時期，企業(yè)可以通過低廉的人力成本、規(guī)模效應(yīng)來獲得盈利，而在全球經(jīng)濟(jì)走勢不確定、能源成本持續(xù)走高、勞動力成本上漲等環(huán)境下，如何有效控制成本、提升研發(fā)實力、提高效率成為企業(yè)改善盈利的重要手段。而通過信息化來升級傳統(tǒng)模式，成為企業(yè)提升競爭力，在激烈的競爭中生存與發(fā)展的必由之路。這就需要企業(yè)制定方向的舵手們盡快跳出來、能轉(zhuǎn)換思維，進(jìn)而帶來轉(zhuǎn)變。

2.1.3 施工環(huán)節(jié)

(1)我國建筑生產(chǎn)方式的弊端：半手工作業(yè)是我國建筑業(yè)的一大特色，質(zhì)量好壞完全依賴于操作人員的“手藝如何”，勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量穩(wěn)定性差。

(2)現(xiàn)場濕作業(yè)、臨時措施多，速度慢，受天氣和季節(jié)影響大。

(3)材料浪費大，每1 m2產(chǎn)生50～100 kg建筑垃圾，這都是原材料浪費形成的。

(4)質(zhì)量和安全事故頻發(fā)。

(5)對環(huán)境影響大(廢水、廢渣、噪音)。

多數(shù)項目運營還處于工業(yè)2.0的水平，在這個環(huán)節(jié)上，施工企業(yè)作為行業(yè)具體實施的主體，也最早意識到現(xiàn)狀存在的諸多問題所在。他們基于施工組織現(xiàn)狀的低效與浪費，基于境外項目合作上體系化的高要求，已逐步開始接觸并嘗試一些新型模式：高效的物流管理體系的建立，BIM體系的輔助，工業(yè)化專利的研發(fā)與申報。新東西肯定會不完善，就要從試點來積累、學(xué)習(xí)、改進(jìn)，進(jìn)而帶質(zhì)的變化。而非因看不到直接盈利而不愿意投入，或選擇短期內(nèi)選擇放棄機(jī)會。

2.2 建立系統(tǒng)構(gòu)架

簡而言之，汽車行業(yè)更像是建筑行業(yè)新興模式EPC + BIM的組合，暨“系統(tǒng)化+信息化”。

EPC(Engineering Procurement Construction)工程總承包管理，是指公司受業(yè)主委托，按照合同約定對工程建設(shè)項目的設(shè)計、采購、施工、試運行等實行全過程或若干階段的承包。通常公司在總價合同條件下，對其所承包工程的質(zhì)量、安全、費用和進(jìn)度進(jìn)行負(fù)責(zé)。較傳統(tǒng)承包模式而言，EPC總承包模式具有以下三個方面基本優(yōu)勢。

(1) 強(qiáng)調(diào)和充分發(fā)揮設(shè)計在整個工程建設(shè)過程中的主導(dǎo)作用。對設(shè)計在整個工程建設(shè)過程中的主導(dǎo)作用的強(qiáng)調(diào)和發(fā)揮，有利于工程項目建設(shè)整體方案的不斷優(yōu)化。

(2) 有效克服設(shè)計、采購、施工相互制約和相互脫節(jié)的矛盾，有利于設(shè)計、采購、施工各階段工作的合理銜接，有效地實現(xiàn)建設(shè)項目的進(jìn)度、成本和質(zhì)量控制符合建設(shè)工程承包合同約定，確保獲得較好的投資效益。

(3) 建設(shè)工程質(zhì)量責(zé)任主體明確，有利于追究工程質(zhì)量責(zé)任和確定工程質(zhì)量責(zé)任的承擔(dān)人。

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點。BIM不是簡單的將數(shù)字信息進(jìn)行集成，而是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，并可以用于設(shè)計、建造、管理的數(shù)字化方法。這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個進(jìn)程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險。

2.3 了解環(huán)境、確定目標(biāo)

建國后曾先后幾次推行過建筑工業(yè)化，但都因為技術(shù)、施工上的瓶頸；環(huán)境、機(jī)遇上的不成熟；政策扶持上的躊躇。均未獲得實質(zhì)上的機(jī)會。

目前，裝配式建筑在我國仍處于起步階段，在全國新建建筑中的比例不足5%。今年年初發(fā)布的《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》提出，我國要力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%。裝配式建筑主要包括預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等，因為采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應(yīng)用，是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式的代表。

建筑工業(yè)化的前景。

(1)時下,國家正在對建筑質(zhì)量、環(huán)保提高標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，房地產(chǎn)行業(yè)占我國經(jīng)濟(jì)總量7 %，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)占比也超過三分之一，其能耗占比也超過40 %。因此，降低其能耗，是實現(xiàn)我國綠色、節(jié)能環(huán)保的重要渠道。

(2)各地相繼出臺扶持住宅產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)惠政策。

(3)中國的住宅市場，由于城市化的進(jìn)程、改善性住房的剛需，在未來還是存在供需不平衡，預(yù)測十年內(nèi)工業(yè)化建筑產(chǎn)值可觀，目前生產(chǎn)領(lǐng)域幾乎還是空白，保障性住房、商品房、新農(nóng)村建設(shè)領(lǐng)域急需相應(yīng)的技術(shù)支持。

(4)現(xiàn)代營造技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)具有領(lǐng)先水平，不但適合城市的高層建筑，還適合城鄉(xiāng)建設(shè)，是完善的技術(shù)體系。

(5)預(yù)測未來，勞動力成本還將持續(xù)增長，唯有工業(yè)化才有可能降低造價。

(6)房屋制造將成為繼汽車、家電之后的第三大工業(yè)支柱。

(7)可向第三世界國家成套輸出預(yù)制生產(chǎn)流水線，就像當(dāng)年我國引進(jìn)汽車、高鐵等生產(chǎn)線一樣。

2.4 構(gòu)建工業(yè)化技術(shù)途徑、產(chǎn)業(yè)鏈

建筑工業(yè)化，是指通過現(xiàn)代化制造、運輸、安裝和科學(xué)管理的大工業(yè)生產(chǎn)方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑業(yè)中分散、低水平、低效率的手工業(yè)生產(chǎn)方式。其主要標(biāo)志是建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件部品化、施工機(jī)械化和管理信息化。

2015年由住建部頒布的：建質(zhì)函[2015]47號文，批準(zhǔn)實施9項建筑產(chǎn)業(yè)化國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的第一批推薦性圖集。目前已經(jīng)建立了建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計體系。其編制目的：為我國建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提供技術(shù)支持，實現(xiàn)建筑領(lǐng)域節(jié)能減排，改善人居環(huán)境的目標(biāo)，并與國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 1-2014相配套；提高我國裝配式住宅工業(yè)化建造的設(shè)計水平、推廣裝配式混凝土住宅的設(shè)計方法，以及推動裝配式混凝土技術(shù)的應(yīng)用。提供裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅的建筑設(shè)計要點及設(shè)計示例，可對廣大設(shè)計，科研及教學(xué)人員深入了解裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計思路、方法及深度，起到指導(dǎo)及參考作用(圖2、表2)。

圖2 建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計體系

實施途徑結(jié)構(gòu)類型預(yù)制構(gòu)件承重方式預(yù)制裝配式板材裝配式成片的墻體及大塊的樓板橫墻承重;縱墻承重;縱、橫墻混合承重框架裝配式鋼筋混凝土預(yù)制梁、柱、樓板及預(yù)制非承重內(nèi)、外墻板框架體系;板柱體系盒子裝配式盒子形狀的建筑單元,還可以包括支承的框架疊合式;懸掛式;抽屜式預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合內(nèi)澆外掛--內(nèi)澆外砌--

國內(nèi)有萬科、遠(yuǎn)大住工、三一快而居等較早已涉足住宅產(chǎn)業(yè)化研發(fā)、實踐多年。先后又有近47家公司成為國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地，其中又細(xì)分為開發(fā)企業(yè)聯(lián)盟型(集團(tuán)型)、部品生產(chǎn)企業(yè)型和綜合試點城市型幾個類型，充當(dāng)了拉動了住宅業(yè)向制造業(yè)的轉(zhuǎn)型的先行者。

萬科在2004年正式開啟住宅產(chǎn)業(yè)化，成立了萬科工廠化研究中心，開始PC構(gòu)件的技術(shù)研究。2007年開始推廣住宅產(chǎn)業(yè)化施工，新開工的住宅產(chǎn)業(yè)化占比逐年攀升。中國建筑行業(yè)能否讓科技引領(lǐng)，中國的房地產(chǎn)行業(yè)能否讓科技成為主角，這是中國建筑行業(yè)和中國房地產(chǎn)行業(yè)未來發(fā)展的生機(jī)所在，而非只看眼前的盈利。

下游的各類建筑部品產(chǎn)業(yè)早已比較成熟，由于本身處于制造業(yè)領(lǐng)域，通過多年的項目實踐，也在努力的尋找構(gòu)建建筑產(chǎn)業(yè)鏈的機(jī)會。

3 結(jié)束語

盡管在實踐過程中，建筑工業(yè)化受到諸多內(nèi)外因素制約，一旦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，再配合鼓勵政策，工業(yè)化規(guī)模迅速擴(kuò)張是水到渠成的事。而隨著工業(yè)化施工規(guī)模擴(kuò)大，采購成本和技術(shù)人工將逐步降低，工業(yè)化工期短、人工少、能耗低等優(yōu)點將得到體現(xiàn)。有了先行者的探索和政策的支持和推動，建筑產(chǎn)業(yè)化的前景更加廣闊。建筑產(chǎn)業(yè)化也是實現(xiàn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、節(jié)能環(huán)保的重要抓手。采用工業(yè)化方式建造，房屋質(zhì)量也會得到有效保障。

[1] 魏曄玲.像造汽車一樣建房子——記北京住總集團(tuán)住宅產(chǎn)業(yè)化項目[J].前進(jìn)，2016(2).

[2] 梁倩.中國建筑工業(yè)化與發(fā)達(dá)國家相差逾10倍[N].經(jīng)濟(jì)參考報，2015-08-05(8).

[3] 范立寶. 關(guān)于EPC總承包項目管理的一些思考[J].求實.2014(S1).

[4] 李朋.論建筑信息模型(BIM)的工程管理[J]. 城市建設(shè)理論研究，2013(24).

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[定稿日期]2016-11-22