建筑工业化及发展状况



建筑工业化及发展状况

一、发展

1.世界各国住宅产业化和建筑工业化的发展

住宅产业化的理念是上世纪60年代末期日本首先提出的，他们为了迅速建造优质价廉的房子以满足居民的需要，举全国之力开发住宅。在城市废墟上成片地用工厂里制成的部件，在现场用机械安装标准化的住宅，使设计、制造、安装、销售和管理逐渐成熟。到80年代中期已形成完整的体系。90年代的住宅产业化得到进一步的发展，设计趋于多样化，工厂制造的技术水平和产品质量进一步提高，施工的机械化和自动化水平也有提升。

我国住宅产业化的概念是上世纪90年代由原建设部提出的。在1992年联合国环境与发展大会后，中国发布了《中国21世纪议程》，其中构思了住宅产业的雏形。其后，1998年7月，原建设部成立了住宅产业化办公室，统一管理、协调和指导全国有关住宅产业化方面的工作。这个办公室现已改名为“住房和城乡建设部住宅产业化促进中心”。

建筑工业化则始于第二次世界大战后，西欧一些国家急需解决房荒，但劳动力严重不足，因此推行了建筑工业化。其后迅速传播到东欧、苏联、美国和日本。上世纪50年代中期，我国北京等地开始试验。1956年，国务院发布《关于加强和发展建筑工业的决定》指出：“为了从根本上改善我国的建筑工业，必须积极地有步骤地实行工厂化、机械化施工，逐步完成对建筑工业的技术改造，逐步完成向建筑工业化的过渡。”

西方国家主要提“建筑工业化”Building Industrialization，也有用housing industrialization的说法，严格翻译是住宅的工业化，但没有产业化的含义。东南亚国家更实际一些，把改变传统手工业式建筑方法的新技术称之为预制技术（prefabricated method 或precast technique），也就是把建筑物分割成若干个部件，用模数化和标准化的方法设计，在工厂内批量生产制造，运到工地用机械安装，以达到保证质量、环保减排、缩短工期的目的。

2.目前发达国家和地区的建筑工业化现状

世界发达国家早已完成了城市化进程，目前在城市里很少见到大规模拆迁和重建的场面。建筑业在国家GDP中占的比重很小，尤其是金融危机之后，发达国家建筑业萧条。但从历史层面上看，上世纪50年代开始，多个发达国家就开始发展建筑工业化。至今，瑞典工业化住宅的比率已达到80%以上，英国达到75%以上，日本和美国达到70%。作为世界最大的建筑大国，中国的建筑量约为世界总量的50%，但工业化率仅为7%。

美国的住宅主要是低层建筑物，建造仍使用工业化方法。美国1997年新建住宅近150万套，工业化住宅比例在75%以上。高层的预制比例更高，各种构件均在工厂制造，现场只有少数工人安装。

以我们熟悉的香港和新加坡两地的建筑工业来讲，建筑业约占当地GDP总额的5%-7%。为满足居民对住房的要求，政府投资的针对中低收入阶层的住房建设方兴未艾，香港有近一半的居民住在政府建造的公屋里，新加坡则有86%的居民住在政府建造的祖屋里。这些住房一直以来遵循政府创导的工业化方针，用预制装配技术建造。

香港房屋署自上世纪80年代初即推行工业化技术，工业化率不断提高。但由于运输和道路的限制，市区内建设较难采用预制技术，而新开发的住宅区则广泛采用工业化方法。

新加坡建设局对工业化的推进极为重视，他们从2000年就制定了规范，全名是“Codes Of Practices On Buildable Design”（易建设计规范），规定了不同建筑物的易建性的最低计分要求，也就是给工业化方法打分的制度，不达到最低标准不发给施工执照。

3.我国建筑工业化新的发展

我国对建筑工业化的认识起源于上世纪50年代，开始仅局限于生产方式的改变，即设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和管理科学化。随着全社会对建筑节能、环境保护和资源循环利用的重视，我们必须把上述可持续发展的观点容纳到建筑工业化的内涵中，赋予建筑工业化以新的概念、新的要求，让建筑工业化比传统的生产方式具有更先进和现代化的优势。

北方工业大学经济管理学院纪颖波博士在她编著的《建筑工业化发展研究》一书中，对建筑工业化给出了新的定义：以构配件预制化生产、装配式施工为生产方式，以设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征，能够整合设计、生产、施工等整个产业链，实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式。

4.建筑工业化的房屋成本

工业化方法建造的房屋主要用钢筋混凝土预制构件装配而成，与传统方法使用小块砌筑材料加砂浆(国外把这种方法形象地称为Brick & Mortar)不同。尽管预制构件的安装可以免除搭设脚手架，但前者的材料成本还是高于后者，其中钢筋的费用可能就相当于深圳广泛应用的加气混凝土墙体。再比如工业化建筑使用的叠合楼板由底层和面层组成，总厚度大于现浇楼板，而且钢筋用量也随之增加，即使不用模板支撑，前者的费用也高于后者。

但是，工业化房屋的其他部件，如隔墙板、楼梯、阳台等，材料用量比传统房屋少，成本相对低，再说工业化建造速度快，投资的额度可以降低，使得工业化房屋的建造成本不会过多提高。从质量角度看，工厂内预制的墙板质量显然比现场难以控制质量的手工砌筑的墙体要好得多，目前普遍存在的墙体开裂、饰面层剥落、门窗接缝处渗漏水等弊病基本杜绝，因而房屋的维修成本大大降低。再加上新型建筑工业化的房屋采用节能技术，使用期间的能耗成本有大幅度的节省，导致工业化房屋在建筑物的全寿命周期的总成本（即建造成本+维修成本+使用成本）会低于传统房屋。

当然，在推进工业化的初期，由于设计和施工经验不足、建造规模小，工业化的优势未能充分发挥，工业化房屋的建造成本会高些，维修成本和节能成本的效益短时间又无法显示。但其他国家和地区的经验告诉我们，假以时日，工业化的优势就会凸显。香港的建筑工业化起始于政府建造的公屋，一旦效益明显后，私人发展商立即仿效，这就是明显的示例。

二、概念

1.什么是住宅产业化？

住宅产业化是针对整个住宅产业链而提出的，包括了土地的划拨、住宅的产业定位和设计、建筑部件的生产和安装、住宅成品的销售及后期服务管理等各个环节整合起来的产业系统。住宅产业化的目的是实现住宅产业的经济和社会效益的提升。

2.什么是建筑工业化？

建筑工业化是住宅产业化的核心部分，只涉及住宅的设计、部件的生产和安装、施工现场的管理。也就是说局限在建筑这个环节。建筑工业化的目的是以先进的大工业生产方式，改造传统的手工业建造方式，其基本途径是设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和管理科学化。

可见产业化的内涵和外延高于工业化。工业化是产业化的基础，只有工业化达到一定程度，才能实现产业化。

对于北京、深圳等城镇化进程相对成熟的城市来讲，笔者认为提建筑工业化比提住宅产业化更为现实。尤其是受目前管理体制的限制，住宅产业化各个环节分属不同部门管理，推进起来受牵制较大。而建筑工业化在城建、厂房、道桥、地铁等各种建筑工程中都可以应用其“四化”（设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和管理科学化）的原则，应用面远不局限在住宅建设上。

三、基本内容

以工业化的方式重新组织建筑业是提高劳动效率、提升建筑质量的重要方式，也是我国未来建筑业的发展方向。建筑工业化的基本内容是：采用先进、适用的技术、工艺和装备科学合理地组织施工，发展施工专业化，提高机械化水平，减少繁重，复杂的手工劳动和湿作业；发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营，为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品；制定统一的建筑模数和重要的基础标准（模数协调、公差与配合、合理建筑参数、连接等），合理解决标准化和多样化的关系，建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等，不断提高建筑标准化水平；采用现代管理方法和手段，优化资源配置，实行科学的组织和管理，培育和发展技术市场和信息管理系统，适应发展社会主义市场经济的需要。

1.特征

（1）设计和施工的系统性。在实现一项工程的每一个阶段，从市场分析到工程交工都必须按计划进行。

（2）施工过程和施工生产的重复性。构配件生产的重复性只有当构配件能够适用于不同规模的建筑、不同使用目的和环境才有可能。构配件如果要进行批量生产就必须具有一种规定的形式，即定型化。

（3）建筑构配件生产的批量化。没有任何一种确定的工业化结构能够适用于所有的建筑营造需求，因此，建筑工业化必须提供一系列能够组成各种不同建筑类型的构配件。

2.特点

（传统建筑方式与建筑工业化生产方式的对比）

传统建筑生产方式，是将设计与建造环节分开，设计环节仅从目标建筑体及结构的设计角度出发，而后将所需建材运送至目的地，进行露天施工，完工交底验收的方式；而建筑工业化生产方式，是设计施工一体化的生产方式，标准化的设计，至构配件的工厂化生产，再进行现场装配的过程。

根据对比可以发现传统方式中设计与建造分离，设计阶段完成蓝图、扩初至施工图交底即目标完成，实际建造过程中的施工规范、施工技术等均不在设计方案之列。建筑工业化颠覆传统建筑生产方式，最大特点是体现全生命周期的理念，将设计施工环节一体化，设计环节成为关键，该环节不仅是设计蓝图至施工图的过程，而需要将构配件标准、建造阶段的配套技术、建造规范等都纳入设计方案中，从而设计方案作为构配件生产标准及施工装配的指导文件。除此之外，PC构件生产工艺也是关键，在PC构件生产过程中需要考虑到诸如模具设计及安装、混凝土配比等因素。与传统建筑生产方式相比，建筑工业化具有不可比拟的优势。

提升工程建设效率。建筑工业化采取设计施工一体化生产方式，从建筑方案的设计开始，建筑物的设计就遵循一定的标准，如建筑物及其构配件的标准化与材料的定型化等，为大规模重复制造与施工，打下基础。遵循工艺设计及深化设计标准，构配件可以实现工厂化的批量生产，及后续短暂的现场装配过程，建造过程大部分时间是在工厂采用机械化手段、一定技术工人操作完成。

与传统的现场混凝土浇筑、缺乏培训的低素质劳务工人手工作业对比，建筑工业化将极大提升工程的建设效率。据资料显示，发达经济体预制装配建造方式与现场手工方式相比节约工期可达30%以上。

3.措施

建筑工业化，首先应从设计开始，从结构入手，建立新型结构体系，包括钢结构体系、预制装配式结构体系，要让大部分的建筑构件，包括成品、半成品，实行工厂化作业。一是要建立新型结构体系，减少施工现场作业。多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展；高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展；施工上应从现场浇筑向预制构件、装配式方向发展；建筑构件、成品、半成品以后场化、工厂化生产制作为主。二是要加快施工新技术的研发力度，主要是在模板、支撑及脚手架施工方向有所创新，减少施工现场的湿作业。在清水混凝土施工、新型模板支撑和悬挑脚手架有所突破；在新型围护结构体系上，大力发展和应用新型墙体材料。三是要加快“四新”成果的推广应用力度，减少施工现场手工操作。在积极推广建设部十项新技术的基础上，加快这十项新技术的转化和提升力度，其中包括提高部品件的装配化、施工的机械化能力。

在新型结构体系中，应尽快推广建设钢结构建筑，应用预制混凝土装配式结构建筑，研发复合木结构建筑。在我国，进行钢结构建设的时机已比较成熟，我国已连续8年世界钢产量第一，一批钢结构建筑已陆续建成，相应的设计标准、施工质量验收规范已出台；同时，钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点，在建筑中应用的优势日显突出；钢结构使用面积比钢筋混凝土结构增加面积4%以上，工期大大缩短；在工程建设中采用钢结构技术有利于建筑工业化生产，促进冶金、建材、装饰等行业的发展，促进防火、防腐、保温、墙材和整体厨卫产品与技术的提高，况且钢结构可以回收，再利用，节能、环保，符合国民经济可持续发展的要求。

预制装配式结构应积极提倡。基本上所有的混凝土结构都是现场浇筑的，不仅污染环境，制造噪声，还增加了工人的劳动强度，又难以保证工程质量。南京大地建筑公司从法国引进的预制装配式结构体系（简称“世构体系”），是采用预制钢筋混凝土柱，预制预应力混凝土梁、板，通过钢筋混凝土后浇部分将梁、板、柱及节点连成整体的框架结构体系。具有减少构件截面，减轻结构自重，便于工厂化作业、施工速度快等优点，是替代砖混结构的一种新型多层装配式结构体系。该结构体系已在南京多个工程中应用，效果明显。

复合木结构应尽快研发。复合木结构不仅适用于大跨度的建筑中，还可适用于广大村镇建筑和二至三层的别墅中。应该说，与混凝土结构不同，复合木结构作为今后新型结构形式之一，极具有人性化和环保的特点。针对杨树快速生长和再生的特点，应着力开发杨树木材的深加工技术，包括木材的处理、复合、成型等，制作成建筑用的柱、梁、板等构件，并使其具有防虫、防火、易组合的能力。大量使用复合木结构，可减少对钢材、水泥、石子等建材的需求，这对资源是一种保护；同时，也为广大种植杨树的农民提供了一个优越的市场，不仅提升了杨树的使用价值，而且还为广大农民脱贫致富寻找到一个新途径。可谓是一举多得。可以预见，复合木结构的潜在能量将随着技术的成熟日益显现出来，必将会对我国的建筑业带来一场革命。

四、建筑方式

工业化建造方式是指采用标准化的构件，并用通用的大型工具（如定型钢板）进行生产和施工的方式。根据住宅构件生产地点的不同，工业化建造方式可分为工厂化建造和现场建造两种。

1.工厂化建造

工厂化建造是指采用构配件定型生产的装配施工方式，即按照统一标准定型设计，在工厂内成批生产各种构件，然后运到工地，在现场以机械化的方法装配成房屋的施工方式。采用这种方式建造的住宅可以被称为预制装配式住宅，主要有大型砌块住宅、大型壁板住宅、框架轻板住宅、模块化住宅等类型。预制装配式住宅的主要优点是：构件工厂生产效率高，质量好，受季节影响小，现场安装的施工速度快。缺点是：需以各种材料、构件生产基地为基础，一次投资很大；构件定型后灵活性小，处理不当易使住宅建筑单调、呆板；结构整体性和稳定性较差，抗震性不佳。日本为克服预制装配式住宅抗震性差的缺点，在预制混凝土构件连接时采用节点现浇的方式，以加强其整体的强度和结构的稳定性，取得了很好的效果。这类结构被称为预制混凝土结构（PC），目前我国的万科公司正在进行相关的试验和改进。长沙远大住宅工业有限公司则已经运用国际最先进的PC构件进行工业化住宅生产。

2.现场建造

现场建造是指直接在现场生产构件，生产的同时就组装起来，生产与装配过程合二为一，但是在整个过程中仍然采用工厂内通用的大型工具和生产管理标准。根据所采用工具模板类型的不同，现场建造的工业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。采用工具式模板在现场以高度机械化的方法施工，取代了繁重的手工劳动，与预制装配方式相比它的优点是：一次性投资少，对环境适应性强，建筑形式多样，结构整体性强。缺点是：现场用工量比预制装配式大，所用模板较多，施工容易受季节的影响。

参考资料：百度百科、中国机械配件行网、中国建设报《建筑工业化问与答》，作者：陈振基——我国大专学院混凝土及建筑制品专业缔造者之一；中国大陆、香港地区、新加坡、美国住宅建筑及新型墙体材料、住宅工业化践行者；亚洲混凝土协会工业化建筑体系委员会主席；主持编写多项国家标准；土木工程学博士。

（来源：建设管理）