国外建筑产业化探索之三德国：建筑产业化倡导者

文 / 张 辛 赵洪亮 张庆阳

德国是建筑产业化的诞生地和最早的倡导者，建筑产业化走在世界前列。德国是产业化建筑最先进的国家之一，始终走在全球产业化建筑研发和实践的前沿。在过去的几十年中，德国逐步形成了从建筑设计、工程设计、生产工艺、物流运输、施工安装、配套产品供应到软件和信息化工具的完整的产业体系，并在商用和居民建筑等领域拥有相当可观的项目案例。产业化建筑的大范围推广为德国的社会、经济可持续发展做出了巨大的贡献。

德国建筑产业化的历史沿革

德国在建筑产业化发展道路中的关键性作用和杰出表现有目共睹。二次大战后，西德地区70%～80%的房屋遭到战争破坏，面临着资源短缺、人力匮乏、住房需求量大等显著问题。一系列制约条件导致了德国建筑业无法再走过去传统的建筑路线，为德国住宅产业化迎来了发展契机，从而转向了发展机械制造、以机械取代人工、智能信息管理的新型建设道路。建筑产业化在德国已历经了近半个世纪的探索和实践，积累了系统化的涵盖预制建筑产品设计、工程设计、生产工艺、物流运输、施工安装、配套产品供应、职业培训到软件和信息化工具等全产业链的科技成果、设备集成及施工经验优势，并形成了专业细分的供应链，提炼了德国多年建筑企业化的精华，融合了混凝土、钢结构、木结构和玻璃结构等，拥有设计简单、结构合理、施工便捷、灵活可变、节能环保、因地制宜、美观大方等多种优势。目前，德国的住宅产业化技术已相当成熟。

德国建筑产业化始终走在全球企业化建筑研发和实践的前沿。现在，德国几乎所有的建筑部件和装修材料，都是根据设计要求在工厂预制完成的，施工现场是全组装式施工方式。承重砼部件、内隔墙、屋顶、天花、楼梯等建筑部件，在工厂预制时，均被编上代码。这些代码，在项目资料中都有详细说明。当工地安装需要时，厂家再将有关部件运至工地，采用吊车或塔吊进行吊装、就位和固定。预制楼板，从工厂运到施工现场，安装到位后，再在钢筋支架上面做整浇层，使板厚6cm达到18cm。这比我们采用的预制楼板质量要可靠得多，又比现浇更方便。建筑物外墙，采用保温隔热材料；高层外墙保护层，安装铝合金和陶瓷面砖；而一般多层住宅外墙，则在保护层上，粘贴石膏板、苯板和涂塑材料。新建的住宅建筑外墙排水管，都保留了传统的铸铁管，所不同的是在结头和弯头处，都采用了以聚氯乙烯（PVC）树脂为原料， 不含增塑剂的塑料管（UPVC管）。屋内承重墙和内隔墙，均预留了各类管线的插座和过墙管线，以便用户充分使用。一般住宅小区都有供暖系统，集中供水或供气，为节约能源，均采用双层墙和双层窗，用双层窗中的外层玻璃百叶使室内空气流动。夏季，住宅一般不用冷气空调。有的大楼利用屋顶蓄集雨水，用水冲洗卫生间便池，在双层屋顶的隔离层敷设冷水管道，利用冷水循环冷却调节室内温度。

德国建筑产业化的体系建设

德国建筑产业化体系主要体现在如下方面—工厂化：大量构件、部品在工厂生产，减少现场人工作业、减少湿作业；工具化：施工现场减少手工操作，工具专业化、精细化；企业化：现代化制造、运输、安装管理，大工业生产方式；产业化：BIM系统的全面应用，全行业、全产业链的现代化，工业4.0模式。

建造技术方面：办公和商业建筑的建造技术以钢筋混凝土现浇结构、配以各种企业化生产的幕墙（玻璃、石材、陶版、复合材料）为主。多层住宅建筑以钢筋混凝土现浇结构和砌块墙体结合，复合外保温系统、外装以涂料局部辅以石材、陶板等为主。联排及独立住宅则有砌体、木结构、少量钢结构常规建造体系，以及企业化生产预制砌体、预制木结构全精装修产品。工业厂房、仓储建筑成本控制严格，以预制钢结构、混凝土框架结构，配以预制金属复合保温板、预制混凝土复合板。

建造体系的选择原则：经济性、审美要求、施工周期、功能性（防火、隔声、维护、使用改造的灵活性和热工舒适性等）、环保与可持续性等方面的综合考量是选择何种建造体系的关键。大部分装配式建筑由于重复地大量使用相同构件，容易出现单调、廉价的感觉；但通过精细化设计，利用预制装配式构件，也能够建设个性鲜明、较高审美水平的建筑。战略法律：其中技术法规方面主要为《德国建筑法》《建筑土地使用条例》《图纸设计符号条例》三大建筑法，在技术标准方面主要运用由德国标准化研究协会编制的参考规程辅助设计和招投标，完善的技术体系保证德国建筑企业化可以在全产业链各个环节稳定发展。建筑单位负责牵头与客户对接，然后相关的专业设计机构（如水、机电、暖通等）也会受委托进行专项设计。预制构件深化则是和结构设计基本结合在一起，也有分开的情况。相关的软件厂商，则会积极开发软件系统和数据标准，方便设计师们进行协同设计。同时，BIM也得到广泛的应用，设计成果不仅仅是图纸，还有大量的数据和清单，与生产系统以及各企业ERP管理系统方便对接。在产业模式上，德国是设计师负责制，打通了设计、生产、施工、运维环节，保证了产业链的协同，更好地发挥了产业化的优势。

建筑产业化生产：可以说德国建筑产业里具有企业化的基因，德国强大的机械设备设计加工能力使预制构件的生产得到了变革式的飞跃发展。在板式构件的加工方面，由于有了类似安夫曼、沃乐特这类专职于做设备加工的企业和优立泰克这样的生产控制系统的软件供应商的支持，流水作业变为可能，而且摆脱了传统板式构件预制必须具备固定模数尺寸的限制，更加能满足个性化的需求。在非板式构件的加工方面，通过大量家族企业孜孜不倦地开发新产品，完善技术，使生产效率大幅提高，成本得以降低。生产所需的预埋件与消耗品从门窗、保温隔热构件、起吊件、套管、电气开关线盒线管到钢筋制品、化学剂等等都是各自专业的厂家进行供货。构件的特殊运输车辆也是在这个发展的过程中被车辆供应商结合需求不断地开发出来。当然，在这个过程中，在产品标准、研发、协调等方面协会起着重要的作用。此外，德国在全球处于领先地位的“双元制”职业教育制度，通过校企合作、产学结合，培养适应市场需求的技能型人才，为建筑企业化提供了大量优秀的产业工人，这也是德国国家竞争力的重要源泉。

建筑产业化施工：德国大多数建筑施工企业都有着预制建筑的施工经验，从豪赫蒂夫、旭普林这些大集团公司到地方上的小家族企业，完成了很多预制建筑领域的创新和施工技术的创新。在工具和支撑模板方面，像哈芬、多卡这类公司则是对这些施工企业给予了莫大的支持。在吊装机械方面，像利勃海尔这类公司则做着贡献。预制建筑方面也有专门的协会促进着交流与创新。

建筑产业化运维：在德国，有大量专业的物业公司对建筑进行运维管理。在维修维护和改造方面，对于战后所建的多层板式住宅楼，由于当时的技术条件和建造条件的限制，面临着大量的维修维护和改造，类似西伟德建材集团，会提供大量改造类项目以及维修维护类项目所需的特殊建材。

建筑产业化研发：在产学研的结合方面，德国一直是走在前沿的先进国家之一，在传统的建筑行业也不例外。在建筑产业化领域的技术和产品研发方面，很多大学都和有产品和技术研发需求的企业保持着紧密合作的关系，企业根据自身产品和技术革新所需的要求，向大学提出联合或者委托研究，大学在理论和验证性实验方面具备完整的科研体系，能科学地完成相关科研目标，给企业相关的科研成果。其他独立的专业研究机构，则在新型材料、技术等方面有着深厚的实用性研究的积累，促进了新技术和新产品的发展。

德国住宅产业化主要特点

德国住宅产业化主要有如下特点：一是德国住宅产业化的科技含量高。他们运用计算机辅助设计，以建筑模型为依据，验证材料的物理特性，开发、选择符合标准的建筑材料和装修材料，淘汰落后的工艺和产品，以确保建筑物的坚固性；二是德国的粘结技术及安装质量先进。如为防止屋面渗漏和墙面翘裂，在实心屋顶、塑钢门窗、门窗接缝处均采用新开发的液体防水材料。其抗老化性能和抗折性能，大大优于传统的沥青油毡防水材料。在施工现场，构配件安装位置非常准确，阴阳角线横平竖直，上下水管线一律集中设置，施工后全部封闭，从卫生间、厨房间表面看不到一根管线；三是广泛应用节能技术和环保技术，不断提高预制加工件的档次和质量，最大限度地减少自然资源的生态负担，在房屋供暖、饮用水、垃圾处理以及交通和环境方面，既为用户考虑得周到细致，又保护了整体环境。

德国建筑产业化的启示和借鉴

德国建筑产业化自二战后经过70年的积累，提供了以下启示和借鉴。

建筑产业化应有完善的产业链支撑。建筑产业化不是设计单位或施工单位就能推动的产业，它需要标准规范、施工工艺、吊装设备、部品部件等一系列配套的环境，需要产业链上下游企业共同参与才能完成。应通过产业链协同的方式大力推进建筑产业化进程。管理模式需要创新。我国应更好发挥建筑产业化的优势，并实现现代化的企业运营管理模式。在推进建筑产业化方面应有执着和坚持精神。

从建筑产业化进程看，德国也不是一帆风顺，其中有很多低谷。但相关的企业都坚持走企业化的道路，在低谷时期研究相关技术和新产品，通过创新不断提高工业的质量和水平，改变人们对产业化的认识，最终迎来了市场的认可和繁荣。从德国的建筑产业化进程看，“双元制”职业教育制度为建筑产业化提供了大量优秀的产业工人。德国的产业化结构非常成熟，钢结构、木结构、玻璃结构、预制混凝土、现浇混凝土、集成化设备结构体系灵活组合应用在公共建筑、多层和高层住宅中。

合理选择建筑产业化技术体系。德国的建筑企业化技术体系主要分为大模板、预制和TGA体系。德国的大模板体系非常成熟，广泛应用在建筑、桥梁、隧道、水电等领域。在预制体系方面，德国会因地制宜，综合考虑结构性能、施工便捷等因素，将混凝土、钢结构、木结构、玻璃机构等进行有机结合，结合各自体系之长，选用最合适的结构体系用于建筑中。在建筑部品、专业产品、设备集成方面，德国有完善的产品和产业链，很好地支撑了建筑产业化的发展。

德国建筑产业化制造的特色

德国是建筑企业化的诞生地和最早的倡导者，通过企业化的生产方式不仅仅给德国机械行业带来了巨大优势，同样也给建筑业打上了德国制造的醒目标签。建筑企业化在德国已历经了近半个世纪的探索和实践，积累了系统化的涵盖从预制建筑产品设计、工程设计、生产工艺、物流运输、施工安装、配套产品供应、职业培训到软件和信息化工具等全产业链的科技成果、设备集成及施工经验优势，并形成了专业细分的供应链。

德国从建筑组装到产业集成，颠覆的不仅是营造方式，而是对建筑产业的认知，建筑业不再是你设计我施工的传统模式，需求在变、资源在变、整体市场在变，全产业链各环节以有效互动、相辅相成的模式才能适应未来市场，成本的减少并非主要目的，通过全产业链形成的产品附加值才是核心竞争力，才是建筑产业化制造的真正优势。

未来的建筑产业化产品，不仅仅能满足结构隔热、隔音、气密性、水密性、结构安全、健康舒适等基本要求，更要注重客户的深层需求，即持久性和人性化。而要达到适应未来的建筑产业化产品，需要由开发企业整合全产业链，通过建筑信息模型/信息化平台确保产品性能，持续改进优化。未来，随着成本的逐渐优化，以及覆盖设计、生产、施工和使用维护全过程的标准规范体系优化，德国住宅产业化有望迎来蓬勃发展期。