中國建筑工業化發展現狀分析與研究

袁 琳, 董 娜

(四川大學建筑與環境學院, 四川成都 610225)

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中國建筑工業化發展現狀分析與研究

袁 琳, 董 娜

(四川大學建筑與環境學院, 四川成都 610225)

我國建筑工業化始于20世紀50年代，但至今仍處于起步階段。文章就我國建筑行業的現狀及建筑工業化發展過程中存在的問題，進行分析和探討。文章選取建筑工業化發展中具有代表性的發達國家，分析總結其發展過程和先進經驗，并與我國進行對比，對我國建筑工業化發展提出建議，以此探索適合我國的建筑工業化發展途徑。

建筑工業化； 預制裝配； 國際經驗： 現狀； 發展途徑

21世紀，我國的建筑行業獲得迅猛發展。然而一直以來，我國傳統建筑生產方式暴露出了諸多類似于勞動生產率低、未來勞動力缺乏、污染嚴重等問題。建筑工業化可以有效地解決以上問題?，F今，北京新建建筑中采用的工業化建筑比重已達到70 %，但除去北京、上海，在我國僅有幾個大城市工業化住宅比例在20 %以上，而中小城市中工業化住宅所占比例僅有5 %～10 %左右[1]。由此可見，我國的建筑行業飛速發展，大多是在傳統粗放管理模式下，通過高成本、高投入的方式實現的，建筑工業化在我國發展相對緩慢，還需找到正確的發展途徑。

1 建筑工業化概述

1.1 建筑工業化基本概念

建筑工業化是指采用大工業生產的方式建造工業與民用建筑。它是建筑業從分散的、落后的、大量現場人工作業的方式，逐步過渡到以現代技術為支撐、以現代機械化施工作業為特征、以工廠化生產制造為基礎的大工業生產方式的全過程，是建筑業生產方式的變革。主要標志是建筑設計標準化、配構件生產流水化、施工機械化和管理控制科學化[2]，但建筑工業化不是建筑工廠化，并非要求所有構件都是工廠制作，只要是高效、節能、環保并且利用現代化工業技術成果的方法措施都可以歸為建筑工業化。

1.2 建筑工業化與傳統生產方式比較

我國建筑業還是一個勞動密集、資本密集的粗放型行業。在設計階段僅從建筑體的結構設計出發，沒有考慮施工方法與實際施工難度，在圖紙設計中建筑、結構、機電等專業沒有統一，施工中存在各專業空間碰撞的可能[3]。在施工階段采用傳統的整體澆筑施工的方法，現場澆筑混凝土，現場養護，不僅需要大量模版，而且作業量大，工期較長，勞動力需求大。據我國的統計數據顯示，每1×104m2的住宅建筑施工就要產生500～600t的建筑垃圾，而建筑施工產生的垃圾占城市垃圾總量的30 %～40 %[4]，其次露天作業易造成環境污染、空氣污染、噪聲污染等等問題。

建筑工業化生產方式在設計階段采用統一標準，考慮建筑體系的配套技術與規模，在信息化平臺上進行協同設計并實施科學的管理，在施工階段采用預制構配件現場拼裝，僅需部分澆筑，節省了大量模板，提高建造速度，縮短了工期，減少了所需的現場施工的工人，而且建筑垃圾的排放量和噪聲污染程度也比傳統工藝低許多。

2 中國建筑工業化發展現狀及存在問題

2.1 建筑工業化發展現狀

我國在建筑工業化發展迅速，建筑體系和配套技術日趨成熟，預制配構件生產能力、建筑機械化水平不斷提高，商品混凝土生產逐漸形成獨立的行業。據1983年統計，我國已編制建筑通用標準圖924冊，不少地區編制了本地區統一產品目錄，各類鋼筋混凝土構件生產的工廠化程度和主要工種的綜合機械化程度已超過50 %[5]?，F今北京新建建筑中采用的工業化建筑比重已達到70 %。且近幾年我國許多新建建筑都是現場拼裝預制配構件[6]。圖1為2013年新建的PC工廠在全國范圍內的分布圖。PC工廠是有新型的全自動化預制建筑構件生產流水線和數字化工廠系統、直接生產混凝土預制構件的工廠。

圖1 2013年全國各省市新建PC工廠分布比例

全國各地都在積極的新建PC工廠，在山東、遼寧、河北等地區新建的工廠尤其多。說明我國正在全面推進建筑行業的革新，大力發展建筑工業化。

截止至2014年9月，南京萬科上坊保障房項目是國內全預制裝配結構高度最高、預制整體式技術集成度最高工業化建造的住宅。

該工程6-05棟位于南京市江寧區上坊保障房居住區4號地塊的東北角。整棟建筑為15層全預制裝配整體式框架-鋼支撐結構，建筑高度45m,總建筑面積10 380.59m2,其中地下建筑面積655.98m2,地上建筑面積9 724.61m2,底層為架空層，2～15層為通廊式廉租房，共計196套。該項目實現了無外腳手架，無現場砌筑、無抹灰的綠色施工，取消了需現澆的剪力墻，代之為鋼斜撐，既保證了結構的抗震性能，又提高了結構的預制化率。在高層建筑中實現了主要結構構件柱、梁、板的全部預制裝配整體化，和其他結構構件、樓梯、陽臺、女兒墻等的全預制化，結構預制構件的預制率約為75 %。這一案例出色地證明了我國建筑工業化前程一片大好。

2.2 建筑工業化發展存在問題

(1)當前我國建筑工業化普及率普遍偏低，多數集中于大城市，在其他地區，建筑工業化還未形成完整的產業鏈。例如位于武漢市江岸區頭道街輕軌站旁的“武漢天地”項目是湖北省建筑工業化試點項目之一,主要生產混凝土預制外墻(飄窗、平窗)、預制陽臺、預制樓梯和預制女兒墻。項目運行過程中，裝配率不高、模具利用率低、成本高等諸多問題暴露無遺。項目結束后，因為缺少后續項目，預制構件廠房閑置，預制構件工廠難以存活，該廠現已拆除。

(2)施工技術、施工人員專業水平達不到相應標準。我國建筑行業從業人員以操作人員為主，技術、管理人員所占比例較少，且鄉村勞動力(農民工)所占百分比較重，占到了從業人員的55 %左右。

其次我國勞動力文化程度不高，基層操作人員90 %以上是高中以下文化程度，且90 %以上沒有受到專門技能培訓[7]。這就導致我國建筑工業化方面專業人才稀缺。

(3)我國建筑的設計與施工及建筑物構件生產相互脫離、彼此獨立。在標準化的工業生產中，如果設計與施工脫節，就會使生產出來的預制配構件不符合建筑施工的實際需求[8]，從而造成成本浪費，耽誤工期。并且此舉會給企業帶來建筑工業化成本偏高的誤區。

企業最關心的還是成本問題，如果初期的構件浪費問題不解決，控制不了成本，就會導致建筑工業化發展遲緩。

(4)配構件標準不統一，沒有重復利用性。以萬科為例，同屬一家公司，在北京、上海、等不同地區推出了不同特點的戶型，其所用配構件種類繁多并且沒有統一標準[9]。由此，對于不同的工程項目，企業都要為其“量身定做”一整套模具，使用完后，這些模具便成為一堆廢品， 由此浪費了大量人力、物力和財力。

(5)目前而言，我國的建筑工業化生產僅僅局限于商品混凝土標準化生產、土石方施工以及機械化施工等低層次的工業化標準化生產模式[10],此種模式不能滿足當今市場的需求。應開發出更加符合大眾需求的建筑產品。

2.3 我國建筑工業化障礙分析

(1)起步階段經濟效益不高。建筑工業化起步階段，由于規模較小和需求量不高的原因，經濟效益不高。而且在我國人口眾多的大環境下，勞動力成本較低，人工瑣碎的制造反而比規模的工廠化生產要廉價。這一點使得我國很多房地產開發商和施工企業均不愿改變傳統施工生產的施工方式。

(2)對建筑工業化的認識誤區。人們對建筑工業化的理解往往還停留在“搭積木式蓋房子”的層面上，至今還有民眾認為這樣的預制裝配是不安全、不抗震的[11]。個別城市的領導層面也存在著認為建筑工業化就是“全盤預制”的思想，有些城市主管部門甚至制訂了最低預制裝配率，例如上海市規定外墻必須使用預制墻體或者疊合墻體，這是典型的對建筑工業化的片面理解。

(3)建筑工業化發展方向不明確和范圍狹隘。傳統建筑工業化把發展建筑工業化的根本途徑歸結于提高構件的工廠預制率，大大限制了建筑工業化的發展。

3 國外建筑工業化發展現狀

日本的預制混凝土結構(PC結構)的整體裝配式的建筑產業化發展迅速，此發展需要實現整個產業鏈的完整性和匹配性，即從設計開始著手，同時嚴格強化工廠生產質量管理，建立健全從設計、生產、施工、檢驗等各個環節的一條龍化標準體系[12]。

以日本早期的豐玉北6丁目再開發住宅新筑工程為例，其建筑面積為31 742m2，建筑高度為107m，工期為26個月。此項目在2000年就實現了90 %的柱、梁PC化率。在工程設計之初，設計師就與建筑人員進行了溝通，PC的結構圖的制作，構件的安裝方法及工期表的編制等諸多事項，都在設計階段確定下來，減少和避免因設計不合理而帶來的施工問題。采用預制裝配式工法，除了要制作PC的結構圖之外，還制作PC的拆分圖及PC的制品圖。為了明確吊車的位置，工作半徑，車輛動線等事項，假設綜合圖也同時制作，防止出現施工機械作用空間不足而導致的工期延緩。

注意到此項目中不僅僅采用了預制板，還實現了柱、梁這種承重結構的預制。說明在此時日本的預制配構件種類便十分豐富，而且在節點的拼裝技術上也趨于成熟。在裝配過程中，確認了規格正確之后進行吊裝，之后用工具調整精度，保證裝配的高標準。

不僅僅是企業的努力，日本政府更加注重引導日本建筑工業化的發展。日本在二戰之后決定發展建筑工業化，隨后迅速頒布了比較重要的《建筑基準法》，制訂了一系列計劃及法律法規來確保本國的建筑工業化良好發展[13]。

時至今日，日本的建筑工業化發展趨于完善，其住宅建筑的所有部分都已經研發了相應的通用部件，在住宅施工時，只要按照規定的方式進行組合就可以得到想要的住宅產品(圖2)。

圖2 日本PC結構施工

到現在為止，歐洲各國建筑工業化已發展到較高水平，其中瑞典已有80 %的新建住宅使用的是其國內通用的預制構件，而且只要按照國家相應標準要求的建筑材料和部品建設住宅，都可以得到政府的長期低息貸款。

美國的建筑工業化也處于世界領先水平，美國社會分工程度較高，其國內配構件的設計研發，生產銷售十分成熟，另外，為滿足不同需求，其國內還出現了許多施工機械的租賃公司和專業的施工隊伍。美國的住房管理機構鼓勵技術創新，鼓勵新配件、新設備的使用，而且設有專門的國家建筑科研中心，負責建筑技術的研究與開發[14]。

4 國內外建筑工業化發展狀況對比

綜上所述，雖然起步的時間大致相同，但我國建筑工業化與上文提到的一些發達國家的建筑工業化有著許多差距，對比得出幾點主要結論：

(1)發達國家注重工業化與配套技術共同發展。上述工程實例中，日本不僅開發各種預制配構件的類型，而且注重同步發展裝配連接技術。但是我國建筑行業在大力發展工業化的同時，其他的配套技術還沒有達到建筑工業化的要求，且施工人員基本上以農民工為主，技術人員所占比例相對較少，不能保證施工的精確度，從而影響了工業化進程。

(2)發達國家注重設計施工一體化。日本的建筑企業注重建立健全從設計、生產、施工、檢驗等各個環節的一條龍化標準體系，注重工程質量，在設計階段就考慮到了施工階段可能存在的問題并及時溝通解決。而我國的建筑行業設計與施工脫節嚴重，而且在生產的過程中，不能保證產品尺寸的準確，加大了裝配的難度，因此耽誤工期。

(3)發達國家例如美國、瑞典，注重科研探究，而我國政府在促進、成立和組織科研中心、研發新技術和新產品等方面與國外有一定差距。

(4)發達國家的政府一直主導建筑工業化的發展。日本在二戰之后就根據當時住宅嚴重短缺的情況制訂了一系列法律法規，促進建筑業向工業化發展。新加坡的建筑工業化發展主要依賴新加坡的建屋發展局，靠政府推動工業化的普及[14]。而我國建筑工業化雖然起步早，但是沒有及時的形成系統的法律體系和標準規范，且當政府缺少一定的主導作用、沒有相應政策及財政的支持時，我國建筑工業化就不易形成產業鏈，即使興建了預制構件工廠，也會因為后續項目不足而導致倒閉。

5 未來我國建筑工業化發展展望

從發達國家的經驗來看，建筑工業化是一項長期的、復雜的系統工程，它需要國家制定健全的法律來引導和規范其發展，更需要科技、人才、技術的聯合支撐。以下是對我國建筑工業化發展的幾點建議。

5.1 積極促進市場形成

5.1.1 建立并完善鼓勵政策

從國外先進經驗來看，建筑工業化都是在政府的大力支持下才發展起來的，而且建筑業從傳統施工技術到信息化、工業化生產新方式的革新，需要政府的支持與推動。政府應制定一定標準，如果符合標準要求的、實行建筑工業化的企業給與一定的鼓勵政策，例如財政補貼， 資金扶持，提供低息貸款，降低稅收等。這樣便可以解決企業所擔心的成本高問題，促使建筑工業化良性發展與大面積推廣。

5.1.2 出臺鼓勵消費的政策

政府應出臺相應鼓勵居民購買工業化住宅的政策，如降低購房稅率，提供給購房居民低息貸款，給予購房居民一定的購房補貼等等，這樣可以提高工業化住宅的市場需求，刺激居民消費，打開市場。

5.2 積極推動科技研發

5.2.1 加強校企聯合，促進技術革新

人才培養方面，企業可以將其員工定期送入高校做培訓，擴大知識面，夯實專業基礎，解決目前我國建筑從業人員知識儲備不足、文化水平參差不齊的問題。

而且高校具有較高的理論水平與知識儲備，企業則有著豐富的施工經驗，二者若能積極聯合在一起，整合科技人員與工程師，組合成新的團隊，不僅可以完成高質量的工程建設，還可以研發出更有普適性，更符合各地區實際情況的新型預制配構件。

5.2.2 通過信息化推動建筑行業發展

現今物聯網、BIM、普適計算等信息化技術在我國已經比較成型，技術較為成熟。如BIM技術可以做到現場施工管理，模擬施工，檢查碰撞，實現項目的高效管理[15]。要將上述信息技術運用到建筑施工中去，通過統一的信息平臺，實現智慧化，結構化，規范化的管理建筑工業化，增強施工精確度、規范度及安全度。要大力運用BIM技術到各個工程建設中去，這樣可以高效地解決問題，減少甚至徹底杜絕返工。

6 結束語

建筑業是我國的基礎產業，是國民經濟的支柱產業，而建筑工業化是我國建筑行業發展的必然趨勢，是實現綠色建筑的必由之路。我國的建筑工業化已取得了巨大成就，但仍存在許多問題，需要多方面共同努力來找到解決途徑。

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袁琳(1995～)，女，工程造價專業本科在讀。

董娜，女，副教授。

TU741

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[定稿日期]2016-10-24