从汽车工业化观建筑工业化

张 勇

(四川省建筑科学研究院， 四川成都 610081)



从汽车工业化观建筑工业化

张 勇

(四川省建筑科学研究院， 四川成都 610081)

进入21世纪后，快速提升的综合国力、整个世界大生态发展的需求，IT智能化、网络化的崛起，时代进程已迫不及待地推着各个行业必须尝试迈进一步了，建筑业究竟能不能像造汽车一样造房子，实现建筑产业工业化。

汽车工业化； 建筑工业化； 预制装配

自上世纪末期以来，身边的各类生活产品已经迅速工业化，并经多轮的升级换代，还远未停止，诸如平时涉及最多的汽车、电脑、手机等等，而国内的建筑产品因为其独特的时代属性，感觉依然像是停留在手工业时代。慢节奏、高耗损、高能耗、精度低…有人说建筑业生产技术落后、资金匮乏，无可厚非，只能选择从人力密集、低技术水平起步。但进入21世纪后，快速提升的综合国力、整个世界大生态发展的需求，IT智能化、网络化的崛起，时代进程已迫不及待地推着各个行业必须尝试迈进一步了，连农业都工业化了。建筑业究竟能不能像造汽车一样造房子，实现建筑产业工业化。而不仅是所谓的租用几台工程车的建筑机械化，习惯于低技术、低成本的思维模式。又如曾经引以为荣的《营造法式》、《木经》的问世，从木结构的体系、造价、形制、标准方面做了详尽的实践归纳，不仅促进了当时建筑技术的交流和提高，而且对后来建筑技术的发展产生了深远的影响。

纵观当今世界，德国、日本、美国这些工业技术走在前列、并以持续的技术输出作为创汇的国家，建筑工业化早已日趋成熟，并与其他产业同步齐头并进，完成了信息化的整合、工业化的生产、机械化的施工、生命周期的监测。甚至像商品一样，能够通过网络订制或采购不同类型的建筑产品，现场进行高效组装。就像乐高玩具一样。国外发达国家除了住宅的面积标准较高以外，更重要的是性能的优势。比如：品质保证、节能性、抗震性、耐久性、可变性等；我国尚处于解决居住面积指标阶段，住宅的性能不高，主要指质量差、能耗高、维修成本高、使用寿命短等。目前中国建筑工业化程度仅为3%～5%，而欧美建筑工业化达75%，瑞典更是高达80%，日本也能达到70%。这意味着中国的建筑工业化程度与欧美等发达国家相比相差超过10倍。

1 汽车工业化

作为制造业的领跑者，汽车产业与工业发展齐头并进近一个多世纪，时下汽车产业已悄然步入了“工业4.0”的时代(即以智能制造为主导的第四次工业革命。通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段，将制造业向智能化转型)(图1)。近代汽车产业与其他产业存在许多共性，但却在诸多方面优于同时期的其他产业，究其原因，得益于更早地完成了系统化、信息化的整合、极大程度发挥了加工制造业的优势，形成产业链条集群。这也是其他产业在发展过程中，纷纷向他取经的核心要素。

图1 工业革命的四个阶段

传统的汽车行业也并不能做到高枕无忧，时下也正在受到来自时代的各种冲击与颠覆，诸如能源更新、科技进步、新型的使用体验等。

(1)在IT产业与汽车的联系愈发紧密，开发新能源作为汽车未来发展的新方向的同时，电动汽车比传统汽车研发门槛低，全球汽车产业已展开一场巨大的变革， 科技公司汽车开发项目主要瞄准新能源汽车及无人驾驶两个未来发展的方向，其中谷歌、索尼、百度主要研发方向为无人驾驶汽车，而阿里巴巴、和谐富腾、格力、乐视等则意图打造短期内可量产的智能化电动汽车。

(2)当3D打印正在改变制造业的流程时，现在又要改变汽车的生产方式了。由美国Local Motors汽车公司打造的Strati(电动汽车)，只有40个零部件。包括底盘、仪表板、座椅和车身在内的余下部件均由3D打印机打印，从零部件打印到组装，整个制造过程仅用了44 h。消费者可以根据自己的喜好定制汽车的一些特征。此外，这家公司还计划将3D建模软件公司Autodesk的Spark Platform平台与汽车打印过程整合到一起，让生产过程进一步流线化,实现量产。这种全新的生产过程将颠覆汽车制造技术的现状，改变消费者的体验，能够以一种完全不同的方式生产汽车。试图让汽车制造技术发生革命性变化，用以降低制造成本，减轻汽车重量和加快生产速度。

2 建筑工业化

20世纪30年代，当高达381 m的美国帝国大厦只用了410 d的时间就矗立在世人面前时，以改革生产方式为核心内涵的建筑工业化也从理论走进了现实。30a后，“住宅产业化”成为风靡日本的热词并被积极付诸实践。现在的日本，1条生产线8 h可以生产10栋住宅所需构件，1栋住宅从生产到竣工只需要24.8 h(表1)。

表1 汽车行业与建筑行业的比较

建筑业转型升级是一个长期的课题，无法一蹴而就，首先需要从如下几个基本方面逐步做起。

2.1 转变意识形态

建筑行业的各个环节，目前在意识形态方面均存在一些问题，要转变，首先要先从意识形态入手。

2.1.1 开发环节

从近些年的发展过往及前景来看，倒是不必去排斥商业模式及互联网模式，因为其繁荣，代表市场的需求、代表经济的提升、代表思维的放开、代表机会的增加，未来会更好；但却不敢苟同那些只追逐利益最大化的纯盈利的模式，一个项目就只剩下：规划上偷面积、消防上钻空子、结构上抠含钢量、运营上压周期这几个基本话题。这些盈利的套路，并不具备太多探索精神及发展眼光，低廉的山寨模式大家都效仿，加上政策规范一完善，建材一降价，楼市一滞销，就没有太多机会了，是没有出路的。没有哪种模式能永久地存活下去的，因为社会、环境、需求一直在不停的改变，曾经认为最适应的模式往往是最不能适应时代的变革的了。同时，还会带来了极大的副作用，压缩了创新研发的空间，扼杀了发展变革的可能。从一定程度上阻碍了国内建筑工业化发展的进程。

2.1.2 设计环节

有不少建筑师也十分困惑，深感这个行业目前低技、低效、浪费，却无能为力。因为当前绝大多数设计企业的核心文化体现，还是停留在比产值、比业绩；最大化项目的开发量、去化率。出于公司经营考虑，无可厚非，毕竟生存下去还是硬道理。但有了资金积累后，又将重心转向投资房产开发、金融业领域去了。我们并没有在自己行业内做多少，真正为社会的技术革新与进步的带来价值的事情。我们不由自主的、深陷在固有的套路投机、经营操作、恶性竞争中不能自拔。作为技术创新型企业，重业务轻创新，自然造就了我们的建筑师，要么按部就班打份工而已、要么追逐小圈层的喜好与情怀去了。职业化的认识与技能羸弱，埋怨多于尝试与改变。在经济高速增长时期，企业可以通过低廉的人力成本、规模效应来获得盈利，而在全球经济走势不确定、能源成本持续走高、劳动力成本上涨等环境下，如何有效控制成本、提升研发实力、提高效率成为企业改善盈利的重要手段。而通过信息化来升级传统模式，成为企业提升竞争力，在激烈的竞争中生存与发展的必由之路。这就需要企业制定方向的舵手们尽快跳出来、能转换思维，进而带来转变。

2.1.3 施工环节

(1)我国建筑生产方式的弊端：半手工作业是我国建筑业的一大特色，质量好坏完全依赖于操作人员的“手艺如何”，劳动强度大，质量稳定性差。

(2)现场湿作业、临时措施多，速度慢，受天气和季节影响大。

(3)材料浪费大，每1 m2产生50～100 kg建筑垃圾，这都是原材料浪费形成的。

(4)质量和安全事故频发。

(5)对环境影响大(废水、废渣、噪音)。

多数项目运营还处于工业2.0的水平，在这个环节上，施工企业作为行业具体实施的主体，也最早意识到现状存在的诸多问题所在。他们基于施工组织现状的低效与浪费，基于境外项目合作上体系化的高要求，已逐步开始接触并尝试一些新型模式：高效的物流管理体系的建立，BIM体系的辅助，工业化专利的研发与申报。新东西肯定会不完善，就要从试点来积累、学习、改进，进而带质的变化。而非因看不到直接盈利而不愿意投入，或选择短期内选择放弃机会。

2.2 建立系统构架

简而言之，汽车行业更像是建筑行业新兴模式EPC + BIM的组合，暨“系统化+信息化”。

EPC(Engineering Procurement Construction)工程总承包管理，是指公司受业主委托，按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包。通常公司在总价合同条件下，对其所承包工程的质量、安全、费用和进度进行负责。较传统承包模式而言，EPC总承包模式具有以下三个方面基本优势。

(1) 强调和充分发挥设计在整个工程建设过程中的主导作用。对设计在整个工程建设过程中的主导作用的强调和发挥，有利于工程项目建设整体方案的不断优化。

(2) 有效克服设计、采购、施工相互制约和相互脱节的矛盾，有利于设计、采购、施工各阶段工作的合理衔接，有效地实现建设项目的进度、成本和质量控制符合建设工程承包合同约定，确保获得较好的投资效益。

(3) 建设工程质量责任主体明确，有利于追究工程质量责任和确定工程质量责任的承担人。

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。BIM不是简单的将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。

2.3 了解环境、确定目标

建国后曾先后几次推行过建筑工业化，但都因为技术、施工上的瓶颈；环境、机遇上的不成熟；政策扶持上的踌躇。均未获得实质上的机会。

目前，装配式建筑在我国仍处于起步阶段，在全国新建建筑中的比例不足5%。今年年初发布的《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出，我国要力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式的代表。

建筑工业化的前景。

(1)时下,国家正在对建筑质量、环保提高标准要求。目前，房地产行业占我国经济总量7 %，带动相关产业占比也超过三分之一，其能耗占比也超过40 %。因此，降低其能耗，是实现我国绿色、节能环保的重要渠道。

(2)各地相继出台扶持住宅产业化的优惠政策。

(3)中国的住宅市场，由于城市化的进程、改善性住房的刚需，在未来还是存在供需不平衡，预测十年内工业化建筑产值可观，目前生产领域几乎还是空白，保障性住房、商品房、新农村建设领域急需相应的技术支持。

(4)现代营造技术在国内外已经具有领先水平，不但适合城市的高层建筑，还适合城乡建设，是完善的技术体系。

(5)预测未来，劳动力成本还将持续增长，唯有工业化才有可能降低造价。

(6)房屋制造将成为继汽车、家电之后的第三大工业支柱。

(7)可向第三世界国家成套输出预制生产流水线，就像当年我国引进汽车、高铁等生产线一样。

2.4 构建工业化技术途径、产业链

建筑工业化，是指通过现代化制造、运输、安装和科学管理的大工业生产方式，代替传统建筑业中分散、低水平、低效率的手工业生产方式。其主要标志是建筑设计标准化、构件部品化、施工机械化和管理信息化。

2015年由住建部颁布的：建质函[2015]47号文，批准实施9项建筑产业化国家建筑标准设计的第一批推荐性图集。目前已经建立了建筑产业现代化国家建筑标准设计体系。其编制目的：为我国建筑产业现代化提供技术支持，实现建筑领域节能减排，改善人居环境的目标，并与国家行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1-2014相配套；提高我国装配式住宅工业化建造的设计水平、推广装配式混凝土住宅的设计方法，以及推动装配式混凝土技术的应用。提供装配式混凝土结构住宅的建筑设计要点及设计示例，可对广大设计，科研及教学人员深入了解装配式混凝土结构住宅的设计思路、方法及深度，起到指导及参考作用(图2、表2)。

图2 建筑产业现代化国家建筑标准设计体系

实施途径结构类型预制构件承重方式预制装配式板材装配式成片的墙体及大块的楼板横墙承重;纵墙承重;纵、横墙混合承重框架装配式钢筋混凝土预制梁、柱、楼板及预制非承重内、外墙板框架体系;板柱体系盒子装配式盒子形状的建筑单元,还可以包括支承的框架叠合式;悬挂式;抽屉式预制与现浇相结合内浇外挂--内浇外砌--

国内有万科、远大住工、三一快而居等较早已涉足住宅产业化研发、实践多年。先后又有近47家公司成为国家住宅产业化基地，其中又细分为开发企业联盟型(集团型)、部品生产企业型和综合试点城市型几个类型，充当了拉动了住宅业向制造业的转型的先行者。

万科在2004年正式开启住宅产业化，成立了万科工厂化研究中心，开始PC构件的技术研究。2007年开始推广住宅产业化施工，新开工的住宅产业化占比逐年攀升。中国建筑行业能否让科技引领，中国的房地产行业能否让科技成为主角，这是中国建筑行业和中国房地产行业未来发展的生机所在，而非只看眼前的盈利。

下游的各类建筑部品产业早已比较成熟，由于本身处于制造业领域，通过多年的项目实践，也在努力的寻找构建建筑产业链的机会。

3 结束语

尽管在实践过程中，建筑工业化受到诸多内外因素制约，一旦行业标准制定，再配合鼓励政策，工业化规模迅速扩张是水到渠成的事。而随着工业化施工规模扩大，采购成本和技术人工将逐步降低，工业化工期短、人工少、能耗低等优点将得到体现。有了先行者的探索和政策的支持和推动，建筑产业化的前景更加广阔。建筑产业化也是实现行业转型升级、节能环保的重要抓手。采用工业化方式建造，房屋质量也会得到有效保障。

[1] 魏晔玲.像造汽车一样建房子——记北京住总集团住宅产业化项目[J].前进，2016(2).

[2] 梁倩.中国建筑工业化与发达国家相差逾10倍[N].经济参考报，2015-08-05(8).

[3] 范立宝. 关于EPC总承包项目管理的一些思考[J].求实.2014(S1).

[4] 李朋.论建筑信息模型(BIM)的工程管理[J]. 城市建设理论研究，2013(24).

TU-09

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[定稿日期]2016-11-22