建築工業化

2020年7月3日，住房和城鄉建設部聯合國家發展和改革委員會、科學技術部、工業和信息化部、人力資源和社會保障部、交通運輸部、水利部等十三個部門聯合印發《關於推動智能建造與建築工業化協同發展的指導意見》。意見提出：要圍繞建築業高質量發展總體目標，以大力發展建築工業化為載體，以數字化、智能化升級為動力，形成涵蓋科研、設計、生產加工、施工裝配、運營等全產業鏈融合一體的智能建造產業體系。 ^[1] 

2020年08月28日，住房和城鄉建設部、教育部、科技部、工業和信息化部等九部門聯合印發《關於加快新型建築工業化發展的若干意見》。意見提出：一、要大力培養新型建築工業化專業人才，壯大設計、生產、施工、管理等方面人才隊伍，加強新型建築工業化專業技術人員繼續教育，鼓勵企業建立首席信息官（CIO）制度；二、培育技能型產業工人。深化建築用工制度改革，完善建築業從業人員技能水平評價體系，促進學歷證書與職業技能等級證書融通銜接。打通建築工人職業化發展道路，弘揚工匠精神，加強職業技能培訓，大力培育產業工人隊伍；全面貫徹新發展理念，推動城鄉建設綠色發展和高質量發展，以新型建築工業化帶動建築業全面轉型升級，打造具有國際競爭力的“中國建造”品牌。 ^[2] 

為深入貫徹國務院辦公廳《關於促進建築業持續健康發展的意見（國辦發〔2017〕19號）文件精神，響應住房和城鄉建設部等多部門聯合印發的《關於加快新型建築工業化發展的若干意見》，提高建築工業化應用領域專業技術人員的專業知識與技術水平能力，培養符合新型建築工業化領域發展趨勢、滿足企業用人需求的優質人才，中國建築科學研究院認證中心決定聯合北京中培國育人才測評技術中心共同開展建築工業化應用工程師（建築信息模型（BIM）應用技術、裝配式建築設計、裝配式建築施工、預製構件製造、工業化裝修）專業技術人員培訓及等級考試工作。 ^[3] 

以工業化的方式重新組織建築業是提高勞動效率、提升建築質量的重要方式，也是我國未來建築業的發展方向。建築工業化的基本內容是：採用先進、適用的技術、工藝和裝備科學合理地組織施工，發展施工專業化，提高機械化水平，減少繁重，複雜的手工勞動和濕作業；發展建築構配件、製品、設備生產並形成適度的規模經營，為建築市場提供各類建築使用的系列化的通用建築構配件和製品；制定統一的建築模數和重要的基礎標準（模數協調、公差與配合、合理建築參數、連接等），合理解決標準化和多樣化的關係，建立和完善產品標準、工藝標準、企業管理標準、工法等，不斷提高建築標準化水平；採用現代管理方法和手段，優化資源配置，實行科學的組織和管理，培育和發展技術市場和信息管理系統，適應發展社會主義市場經濟的需要。

一、設計和施工的系統性。在實現一項工程的每一個階段，從市場分析到工程交工都必須按計劃進行。

二、施工過程和施工生產的重複性。構配件生產的重複性只有當構配件能夠適用於不同規模的建築、不同使用目的和環境才有可能。構配件如果要進行批量生產就必須具有一種規定的形式，即定型化。

三、建築構配件生產的批量化。沒有任何一種確定的工業化結構能夠適用於所有的建築營造需求，因此，建築工業化必須提供一系列能夠組成各種不同建築類型的構配件。

傳統建築生產方式，是將設計與建造環節分開，設計環節僅從目標建築體及結構的設計角度出發，而後將所需建材運送至目的地，進行露天施工，完工交底驗收的方式；而建築工業化生產方式，是設計施工一體化的生產方式，標準化的設計，至構配件的工廠化生產，再進行現場裝配的過程。

根據對比可以發現傳統方式中設計與建造分離，設計階段完成藍圖、擴初至施工圖交底即目標完成，實際建造過程中的施工規範、施工技術等均不在設計方案之列。建築工業化顛覆傳統建築生產方式，最大特點是體現全生命週期的理念，將設計施工環節一體化，設計環節成為關鍵，該環節不僅是設計藍圖至施工圖的過程，而需要將構配件標準、建造階段的配套技術、建造規範等都納入設計方案中，從而設計方案作為構配件生產標準及施工裝配的指導文件。除此之外，PC構件生產工藝也是關鍵，在PC構件生產過程中需要考慮到諸如模具設計及安裝、混凝土配比等因素。與傳統建築生產方式相比，建築工業化具有不可比擬的優勢。

提升工程建設效率。建築工業化採取設計施工一體化生產方式，從建築方案的設計開始，建築物的設計就遵循一定的標準，如建築物及其構配件的標準化與材料的定型化等，為大規模重複製造與施工，打下基礎。遵循工藝設計及深化設計標準，構配件可以實現工廠化的批量生產，及後續短暫的現場裝配過程，建造過程大部分時間是在工廠採用機械化手段、一定技術工人操作完成。

與傳統的現場混凝土澆築、缺乏培訓的低素質勞務工人手工作業對比，建築工業化將極大提升工程的建設效率。據資料顯示，發達經濟體預製裝配建造方式與現場手工方式相比節約工期可達30%以上。

建築工業化，首先應從設計開始，從結構入手，建立新型結構體系，包括鋼結構體系、預製裝配式結構體系，要讓大部分的建築構件，包括成品、半成品，實行工廠化作業。一是要建立新型結構體系，減少施工現場作業。多層建築應由傳統的磚混結構向預製框架結構發展；高層及小高層建築應由框架向剪力牆或鋼結構方向發展；施工上應從現場澆築向預製構件、裝配式方向發展；建築構件、成品、半成品以後場化、工廠化生產製作為主。二是要加快施工新技術的研發力度，主要是在模板、支撐及腳手架施工方向有所創新，減少施工現場的濕作業。在清水混凝土施工、新型模板支撐和懸挑腳手架有所突破；在新型圍護結構體系上，大力發展和應用新型牆體材料。三是要加快“四新”成果的推廣應用力度，減少施工現場手工操作。在積極推廣建設部十項新技術的基礎上，加快這十項新技術的轉化和提升力度，其中包括提高部品件的裝配化、施工的機械化能力。

在新型結構體系中，應儘快推廣建設鋼結構建築，應用預製混凝土裝配式結構建築，研發複合木結構建築。在我國，進行鋼結構建設的時機已比較成熟，我國已連續8年世界鋼產量第一，一批鋼結構建築已陸續建成，相應的設計標準、施工質量驗收規範已出台；同時，鋼結構以其施工速度快、抗震性能好、結構安全度高等特點，在建築中應用的優勢日顯突出；鋼結構使用面積比鋼筋混凝土結構增加面積4%以上，工期大大縮短；在工程建設中採用鋼結構技術有利於建築工業化生產，促進冶金、建材、裝飾等行業的發展，促進防火、防腐、保温、牆材和整體廚衞產品與技術的提高，況且鋼結構可以回收，再利用，節能、環保，符合國民經濟可持續發展的要求。

預製裝配式結構應積極提倡。基本上所有的混凝土結構都是現場澆築的，不僅污染環境，製造噪聲，還增加了工人的勞動強度，又難以保證工程質量。南京大地建築公司從法國引進的預製裝配式結構體系（簡稱“世構體系”），是採用預製鋼筋混凝土柱，預製預應力混凝土梁、板，通過鋼筋混凝土後澆部分將梁、板、柱及節點連成整體的框架結構體系。具有減少構件截面，減輕結構自重，便於工廠化作業、施工速度快等優點，是替代磚混結構的一種新型多層裝配式結構體系。該結構體系已在南京多個工程中應用，效果明顯。

複合木結構應儘快研發。複合木結構不僅適用於大跨度的建築中，還可適用於廣大村鎮建築和二至三層的別墅中。應該説，與混凝土結構不同，複合木結構作為今後新型結構形式之一，極具有人性化和環保的特點。針對楊樹快速生長和再生的特點，應着力開發楊樹木材的深加工技術，包括木材的處理、複合、成型等，製作成建築用的柱、梁、板等構件，並使其具有防蟲、防火、易組合的能力。大量使用複合木結構，可減少對鋼材、水泥、石子等建材的需求，這對資源是一種保護；同時，也為廣大種植楊樹的農民提供了一個優越的市場，不僅提升了楊樹的使用價值，而且還為廣大農民脱貧致富尋找到一個新途徑。可謂是一舉多得。可以預見，複合木結構的潛在能量將隨着技術的成熟日益顯現出來，必將會對我國的建築業帶來一場革命。

工業化建造方式是指採用標準化的構件，並用通用的大型工具（如定型鋼板）進行生產和施工的方式。根據住宅構件生產地點的不同，工業化建造方式可分為工廠化建造和現場建造兩種。

工廠化建造是指採用構配件定型生產的裝配施工方式，即按照統一標準定型設計，在工廠內成批生產各種構件，然後運到工地，在現場以機械化的方法裝配成房屋的施工方式。採用這種方式建造的住宅可以被稱為預製裝配式住宅，主要有大型砌塊住宅、大型壁板住宅、框架輕板住宅、模塊化住宅等類型。預製裝配式住宅的主要優點是：構件工廠生產效率高，質量好，受季節影響小，現場安裝的施工速度快。缺點是：需以各種材料、構件生產基地為基礎，一次投資很大；構件定型後靈活性小，處理不當易使住宅建築單調、呆板；結構整體性和穩定性較差，抗震性不佳。日本為克服預製裝配式住宅抗震性差的缺點，在預製混凝土構件連接時採用節點現澆的方式，以加強其整體的強度和結構的穩定性，取得了很好的效果。這類結構被稱為預製混凝土結構（PC），目前我國的萬科公司正在進行相關的試驗和改進。長沙遠大住宅工業有限公司則已經運用國際最先進的PC構件進行工業化住宅生產。

現場建造是指直接在現場生產構件，生產的同時就組裝起來，生產與裝配過程合二為一，但是在整個過程中仍然採用工廠內通用的大型工具和生產管理標準。根據所採用工具模板類型的不同，現場建造的工業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。採用工具式模板在現場以高度機械化的方法施工，取代了繁重的手工勞動，與預製裝配方式相比它的優點是：一次性投資少，對環境適應性強，建築形式多樣，結構整體性強。缺點是：現場用工量比預製裝配式大，所用模板較多，施工容易受季節的影響。

建築工業化應用工程師 （建築信息模型（BIM）應用技術、裝配式建築設計、裝配式建築施工、預製構件製造、工業化裝修） ^[3] 

2015年08月27日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《工業化建築評價標準》國家標準，編號為GB/T51129-2015，自2016年5月1日起實施。本標準由中國建築科學研究院、住房和城鄉建設部住宅產業化促進中心主編，由住房和城鄉建設部部標準定額研究所組織中國建築工業出版社出版發行。 ^[4] 

2016年12月02日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《建築信息模型應用統一標準》國家標準，編號為GB/T51212-2016，自2017年7月1日起實施。本標準由中國建築科學研究院主編，由住房和城鄉建設部部標準定額研究所組織中國建築工業出版社出版發行。 ^[5] 

2017年05月04日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《建築信息模型施工應用標準》國家標準，編號為GB/T51235-2017，自2018年1月1日起實施。本標準由中國建築科學研究院、中國建築股份有限公司主編，由住房和城鄉建設部部標準定額研究所組織中國建築工業出版社出版發行。 ^[6] 

2017年12月12日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《裝配式建築評價標準》國家標準，編號為GB/T51129-2017，自2018年2月1日起實施。本標準由中國建築科學研究院參編，由住房和城鄉建設部部標準定額研究所組織中國建築工業出版社出版發行。 ^[7] 

2019年03月13日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《綠色建築評價標準》國家標準，編號為GB/T50378-2019，自2019年8月1日起實施。本標準由中國建築科學研究院主編，由住房和城鄉建設部部標準定額研究所組織中國建築工業出版社出版發行。 ^[8] 

1900年，美國創制了一套能生產較大的標準鋼筋混凝土空心預製樓板的機器，並用這套機器製造的標準構建組裝房屋，實現了建築工業化。工業化建築體系是從建造大量的建築如學校、住宅、廠房等開始的。建築工業化明顯加快了建設速度，降低了工人的勞動強度，並使效益大幅度提高。但建築物容易單調一致，缺乏變化。為此，工業化建築體系發展將房屋分成結構和裝修兩部分，結構部分用工業化建築手段組成較大的空間，再按照不同的使用要求，用裝修手段，靈活組織內部空間，以使建築物呈現出不同的面目和功能，滿足各種不同的要求 ^[9]  。

建築工業化是我國建築業的發展方向。隨着建築業體制改革的不斷深化和建築規模的持續擴大，建築業發展較快，物質技術基礎顯著增強，但從整體看，勞動生產率提高幅度不大，質量問題較多，整體技術進步緩慢。為確保各類建築最終產品特別是住宅建築的質量和功能，優化產業結構，加快建設速度，改善勞動條件，大幅度提高勞動生產率，使建築業儘快走上質量效益型道路，成為國民經濟的支柱產業。我們主要吸取我國幾十年來發展建築工業化的歷史經驗，以及國外的有益經驗和作法；考慮我國建築業技術發展現狀、地區間的差距，以及勞動力資源豐富的特點；適應發展建築市場和繼續深化建築業體制改革的要求；重點是房屋建築，特別是量大面廣、對提高人民居住水平直接相關的住宅建築。

建築業是我國國民經濟的重要支柱產業，近年來，我國建築業持續快速發展，產業規模不斷擴大，建造能力不斷增強。2020年，全國建築業總產值26．4萬億元，同比增長6．2％；全國建築業房屋建築施工面積149．5億平方米，同比增長3．7％，有力支撐了國民經濟持續健康發展。為加快推進建築工業化、數字化、智能化升級，進一步提升建築業發展質量和效益，發展新型建築工業化將是我國城鄉建設領域綠色發展、低碳循環發展的重要舉措。其既是穩增長、促改革、調結構的重要手段，又是打造經濟發展“雙引擎”的內在要求。在新型建築工業化的推進和發展中，專業技術工人是支撐中國建造、中國創造、中國智造的重要基礎，而建築工業化應用工程師以其特有的技術針對性和融合性，未來將是活躍在我國建築領域的首要需求型專業技術人員和新時代大國工匠。 ^[3] 

2022年6月27日，在第二十四屆中國科協年會閉幕式上，中國科協隆重發布10個對產業發展具有引領作用的產業技術問題，其中包括“ 如何通過標準化設計，自動化生產，機器人施工和裝配式建造系統性解決建築工業化和高能耗問題？ ”。 ^[10]