從汽車工業化觀建筑工業化

張 勇

(四川省建筑科學研究院， 四川成都 610081)

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從汽車工業化觀建筑工業化

張 勇

(四川省建筑科學研究院， 四川成都 610081)

進入21世紀后，快速提升的綜合國力、整個世界大生態發展的需求，IT智能化、網絡化的崛起，時代進程已迫不及待地推著各個行業必須嘗試邁進一步了，建筑業究竟能不能像造汽車一樣造房子，實現建筑產業工業化。

汽車工業化； 建筑工業化； 預制裝配

自上世紀末期以來，身邊的各類生活產品已經迅速工業化，并經多輪的升級換代，還遠未停止，諸如平時涉及最多的汽車、電腦、手機等等，而國內的建筑產品因為其獨特的時代屬性，感覺依然像是停留在手工業時代。慢節奏、高耗損、高能耗、精度低…有人說建筑業生產技術落后、資金匱乏，無可厚非，只能選擇從人力密集、低技術水平起步。但進入21世紀后，快速提升的綜合國力、整個世界大生態發展的需求，IT智能化、網絡化的崛起，時代進程已迫不及待地推著各個行業必須嘗試邁進一步了，連農業都工業化了。建筑業究竟能不能像造汽車一樣造房子，實現建筑產業工業化。而不僅是所謂的租用幾臺工程車的建筑機械化，習慣于低技術、低成本的思維模式。又如曾經引以為榮的《營造法式》、《木經》的問世，從木結構的體系、造價、形制、標準方面做了詳盡的實踐歸納，不僅促進了當時建筑技術的交流和提高，而且對后來建筑技術的發展產生了深遠的影響。

縱觀當今世界，德國、日本、美國這些工業技術走在前列、并以持續的技術輸出作為創匯的國家，建筑工業化早已日趨成熟，并與其他產業同步齊頭并進，完成了信息化的整合、工業化的生產、機械化的施工、生命周期的監測。甚至像商品一樣，能夠通過網絡訂制或采購不同類型的建筑產品，現場進行高效組裝。就像樂高玩具一樣。國外發達國家除了住宅的面積標準較高以外，更重要的是性能的優勢。比如：品質保證、節能性、抗震性、耐久性、可變性等；我國尚處于解決居住面積指標階段，住宅的性能不高，主要指質量差、能耗高、維修成本高、使用壽命短等。目前中國建筑工業化程度僅為3%～5%，而歐美建筑工業化達75%，瑞典更是高達80%，日本也能達到70%。這意味著中國的建筑工業化程度與歐美等發達國家相比相差超過10倍。

1 汽車工業化

作為制造業的領跑者，汽車產業與工業發展齊頭并進近一個多世紀，時下汽車產業已悄然步入了“工業4.0”的時代(即以智能制造為主導的第四次工業革命。通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統——信息物理系統相結合的手段，將制造業向智能化轉型)(圖1)。近代汽車產業與其他產業存在許多共性，但卻在諸多方面優于同時期的其他產業，究其原因，得益于更早地完成了系統化、信息化的整合、極大程度發揮了加工制造業的優勢，形成產業鏈條集群。這也是其他產業在發展過程中，紛紛向他取經的核心要素。

圖1 工業革命的四個階段

傳統的汽車行業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、科技進步、新型的使用體驗等。

(1)在IT產業與汽車的聯系愈發緊密，開發新能源作為汽車未來發展的新方向的同時，電動汽車比傳統汽車研發門檻低，全球汽車產業已展開一場巨大的變革， 科技公司汽車開發項目主要瞄準新能源汽車及無人駕駛兩個未來發展的方向，其中谷歌、索尼、百度主要研發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可量產的智能化電動汽車。

(2)當3D打印正在改變制造業的流程時，現在又要改變汽車的生產方式了。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、座椅和車身在內的余下部件均由3D打印機打印，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，讓生產過程進一步流線化,實現量產。這種全新的生產過程將顛覆汽車制造技術的現狀，改變消費者的體驗，能夠以一種完全不同的方式生產汽車。試圖讓汽車制造技術發生革命性變化，用以降低制造成本，減輕汽車重量和加快生產速度。

2 建筑工業化

20世紀30年代，當高達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，以改革生產方式為核心內涵的建筑工業化也從理論走進了現實。30a后，“住宅產業化”成為風靡日本的熱詞并被積極付諸實踐?，F在的日本，1條生產線8 h可以生產10棟住宅所需構件，1棟住宅從生產到竣工只需要24.8 h(表1)。

表1 汽車行業與建筑行業的比較

建筑業轉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 轉變意識形態

建筑行業的各個環節，目前在意識形態方面均存在一些問題，要轉變，首先要先從意識形態入手。

2.1.1 開發環節

從近些年的發展過往及前景來看，倒是不必去排斥商業模式及互聯網模式，因為其繁榮，代表市場的需求、代表經濟的提升、代表思維的放開、代表機會的增加，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：規劃上偷面積、消防上鉆空子、結構上摳含鋼量、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展眼光，低廉的山寨模式大家都效仿，加上政策規范一完善，建材一降價，樓市一滯銷，就沒有太多機會了，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、環境、需求一直在不停的改變，曾經認為最適應的模式往往是最不能適應時代的變革的了。同時，還會帶來了極大的副作用，壓縮了創新研發的空間，扼殺了發展變革的可能。從一定程度上阻礙了國內建筑工業化發展的進程。

2.1.2 設計環節

有不少建筑師也十分困惑，深感這個行業目前低技、低效、浪費，卻無能為力。因為當前絕大多數設計企業的核心文化體現，還是停留在比產值、比業績；最大化項目的開發量、去化率。出于公司經營考慮，無可厚非，畢竟生存下去還是硬道理。但有了資金積累后，又將重心轉向投資房產開發、金融業領域去了。我們并沒有在自己行業內做多少，真正為社會的技術革新與進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、經營操作、惡性競爭中不能自拔。作為技術創新型企業，重業務輕創新，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。職業化的認識與技能羸弱，埋怨多于嘗試與改變。在經濟高速增長時期，企業可以通過低廉的人力成本、規模效應來獲得盈利，而在全球經濟走勢不確定、能源成本持續走高、勞動力成本上漲等環境下，如何有效控制成本、提升研發實力、提高效率成為企業改善盈利的重要手段。而通過信息化來升級傳統模式，成為企業提升競爭力，在激烈的競爭中生存與發展的必由之路。這就需要企業制定方向的舵手們盡快跳出來、能轉換思維，進而帶來轉變。

2.1.3 施工環節

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

(2)現場濕作業、臨時措施多，速度慢，受天氣和季節影響大。

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

(4)質量和安全事故頻發。

(5)對環境影響大(廢水、廢渣、噪音)。

多數項目運營還處于工業2.0的水平，在這個環節上，施工企業作為行業具體實施的主體，也最早意識到現狀存在的諸多問題所在。他們基于施工組織現狀的低效與浪費，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，工業化專利的研發與申報。新東西肯定會不完善，就要從試點來積累、學習、改進，進而帶質的變化。而非因看不到直接盈利而不愿意投入，或選擇短期內選擇放棄機會。

2.2 建立系統構架

簡而言之，汽車行業更像是建筑行業新興模式EPC + BIM的組合，暨“系統化+信息化”。

EPC(Engineering Procurement Construction)工程總承包管理，是指公司受業主委托，按照合同約定對工程建設項目的設計、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量、安全、費用和進度進行負責。較傳統承包模式而言，EPC總承包模式具有以下三個方面基本優勢。

(1) 強調和充分發揮設計在整個工程建設過程中的主導作用。對設計在整個工程建設過程中的主導作用的強調和發揮，有利于工程項目建設整體方案的不斷優化。

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

(3) 建設工程質量責任主體明確，有利于追究工程質量責任和確定工程質量責任的承擔人。

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化，協調性，模擬性，優化性和可出圖性五大特點。BIM不是簡單的將數字信息進行集成，而是一種數字信息的應用，并可以用于設計、建造、管理的數字化方法。這種方法支持建筑工程的集成管理環境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率、大量減少風險。

2.3 了解環境、確定目標

建國后曾先后幾次推行過建筑工業化，但都因為技術、施工上的瓶頸；環境、機遇上的不成熟；政策扶持上的躊躇。均未獲得實質上的機會。

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%。今年年初發布的《中共中央國務院關于進一步加強城市規劃建設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到30%。裝配式建筑主要包括預制裝配式混凝土結構、鋼結構、現代木結構建筑等，因為采用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、信息化管理、智能化應用，是現代工業化生產方式的代表。

建筑工業化的前景。

(1)時下,國家正在對建筑質量、環保提高標準要求。目前，房地產行業占我國經濟總量7 %，帶動相關產業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，是實現我國綠色、節能環保的重要渠道。

(2)各地相繼出臺扶持住宅產業化的優惠政策。

(3)中國的住宅市場，由于城市化的進程、改善性住房的剛需，在未來還是存在供需不平衡，預測十年內工業化建筑產值可觀，目前生產領域幾乎還是空白，保障性住房、商品房、新農村建設領域急需相應的技術支持。

(4)現代營造技術在國內外已經具有領先水平，不但適合城市的高層建筑，還適合城鄉建設，是完善的技術體系。

(5)預測未來，勞動力成本還將持續增長，唯有工業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支柱。

(7)可向第三世界國家成套輸出預制生產流水線，就像當年我國引進汽車、高鐵等生產線一樣。

2.4 構建工業化技術途徑、產業鏈

建筑工業化，是指通過現代化制造、運輸、安裝和科學管理的大工業生產方式，代替傳統建筑業中分散、低水平、低效率的手工業生產方式。其主要標志是建筑設計標準化、構件部品化、施工機械化和管理信息化。

2015年由住建部頒布的：建質函[2015]47號文，批準實施9項建筑產業化國家建筑標準設計的第一批推薦性圖集。目前已經建立了建筑產業現代化國家建筑標準設計體系。其編制目的：為我國建筑產業現代化提供技術支持，實現建筑領域節能減排，改善人居環境的目標，并與國家行業標準《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ 1-2014相配套；提高我國裝配式住宅工業化建造的設計水平、推廣裝配式混凝土住宅的設計方法，以及推動裝配式混凝土技術的應用。提供裝配式混凝土結構住宅的建筑設計要點及設計示例，可對廣大設計，科研及教學人員深入了解裝配式混凝土結構住宅的設計思路、方法及深度，起到指導及參考作用(圖2、表2)。

圖2 建筑產業現代化國家建筑標準設計體系

實施途徑結構類型預制構件承重方式預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制梁、柱、樓板及預制非承重內、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;抽屜式預制與現澆相結合內澆外掛--內澆外砌--

國內有萬科、遠大住工、三一快而居等較早已涉足住宅產業化研發、實踐多年。先后又有近47家公司成為國家住宅產業化基地，其中又細分為開發企業聯盟型(集團型)、部品生產企業型和綜合試點城市型幾個類型，充當了拉動了住宅業向制造業的轉型的先行者。

萬科在2004年正式開啟住宅產業化，成立了萬科工廠化研究中心，開始PC構件的技術研究。2007年開始推廣住宅產業化施工，新開工的住宅產業化占比逐年攀升。中國建筑行業能否讓科技引領，中國的房地產行業能否讓科技成為主角，這是中國建筑行業和中國房地產行業未來發展的生機所在，而非只看眼前的盈利。

下游的各類建筑部品產業早已比較成熟，由于本身處于制造業領域，通過多年的項目實踐，也在努力的尋找構建建筑產業鏈的機會。

3 結束語

盡管在實踐過程中，建筑工業化受到諸多內外因素制約，一旦行業標準制定，再配合鼓勵政策，工業化規模迅速擴張是水到渠成的事。而隨著工業化施工規模擴大，采購成本和技術人工將逐步降低，工業化工期短、人工少、能耗低等優點將得到體現。有了先行者的探索和政策的支持和推動，建筑產業化的前景更加廣闊。建筑產業化也是實現行業轉型升級、節能環保的重要抓手。采用工業化方式建造，房屋質量也會得到有效保障。

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[2] 梁倩.中國建筑工業化與發達國家相差逾10倍[N].經濟參考報，2015-08-05(8).

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[定稿日期]2016-11-22