標準支撐助力裝配式建筑智能建造發展

楊靜

大力發展裝配式建筑已成為推動建筑業轉型升級的國家戰略，預制構件智能制造是裝配式建筑行業發展的重要途徑，標準是支撐預制裝配式構件智能制造建設的重要保證。

我國裝配式建筑行業向規模速度型、環境友好型、質量效益型方向發展，行業發展面臨轉型升級步履艱難、新興產業發展緩慢、技術研發與儲備不足、制約瓶頸尚未突破、產業組織結構調整乏力、環境保護和節能減排壓力劇增等嚴峻挑戰，這些嚴峻形勢很大程度上與標準的創新提升和貫徹實施密切相關。

目前，裝配式建筑行業現行有效標準主要針對建筑設計方面修訂，在預制構件智能制造標準方面尚屬空白。通過統一技術要求、業務要求和管理要求等標準化手段，可保障智能化建設的相關工程及相關環節的建設在預制裝配式構件制造行業有章可循，規范和推動預制構件智能制造，促進建筑行業智能化、綠色化和工業化創新發展。

一、裝配式建筑發展勢不可擋

“十三五”以來，新型城鎮化、京津冀協調發展、長江經濟帶發展和“一帶一路”建設，成為建筑業發展重要推動力。建筑業發展總體上仍處于重要戰略機遇期。全行業通過深化改革、加快推進行業市場化、工業化、信息化、國際化來實現建筑業的轉型升級。

生產效率成為建筑行業轉型成功與否的標尺之一。相關數據顯示，美國1989年裝配式建筑繁榮時期，每名工人年竣工面積可以達到100平方米，而中國當時的年竣工面積只有11.12平方米，即使現在，我國仍與之有很大差距。這與我國傳統建造方式的效率低下有很大關系，要提高中國的建筑業生產效率，裝配式建筑是必由之路。

裝配式建筑發展勢不可擋。裝配式建筑在2016年迎來風口，與中國的要素資源現狀和政策變化相關。中國的人力資源優勢喪失導致傳統建造方式的人工成本上升，環保減排壓力增大對于傳統建造方式的硬約束加大，而供給側結構性改革和新型城鎮化則從政策層面為裝配式建筑發展提供了政策環境。

“九五”到“十二五”期間是政策由放任轉向鼓勵的過渡期。這期間，萬科和遠大住宅工業有限公司等企業先行者，從技術和運營層面分別展開攻關，并在政府的鼓勵引導下，形成了自己的技術和管理體系。但由于人工成本和產業鏈的不完善，裝配式建筑在這一時期難以得到大規模的應用。

面對我國現今土地出讓費用增加、勞動力成本不斷攀升、節能環保的日趨嚴苛，建筑行業所面臨的國際競爭壓力越來越大，裝配式建筑成為建筑產業化必由之路。

裝配式建筑是指系統性地集成應用各類預制的建筑及結構構件、配件、部品等，通過標準化系統集成設計和精密的幾何尺寸偏差控制、高效可靠的連接節點和施工方法，實現工廠精益加工，現場機械化裝配并做到土建結構、機電安裝和裝修一體化方式建設的建筑。

與發達國家相比，我國裝配式建筑業生產制造總體效能上仍有較大差距，體現在資源和能源的利用效率和安全、環保等方面。如何積極應對全球化制造新形勢帶來的機遇和挑戰，有效利用現代信息技術，解決目前裝配式建筑業在經營決策、生產運行、能效安環及信息集成存在的產業鏈協同瓶頸問題，推進以高效化、綠色化和智能化制造為目標的裝配式建筑工業穩步發展，實現產業鏈協同管理等模式的變革，是裝配式建筑業工業化和信息化智能制造的關鍵所在。

二、智能制造提供可實現技術路徑

面對歐美發達國家推行“再工業化”戰略，以及我國制造業面臨諸多嚴峻問題的形勢，國務院先后出臺了《中國制造2025》、《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》等，旨在搶占技術發展的戰略制高點。2016年2月，國務院發布《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》，明確提出大力推廣裝配式建筑，建設國家級裝配式建筑生產基地，加大政策支持力度，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%。2016年3月，裝配式建筑首次出現在《政府工作報告》；國務院辦公廳印發《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》。2017年2月，國務院辦公廳發布《關于促進建筑業持續健康發展的意見》，再次重申推進建筑產業現代化，推動建造方式創新，大力發展裝配式混凝土和鋼結構建筑。2017年4月，住房和城鄉建設部印發了《“十三五”裝配式建筑行動方案》，進一步明確了階段性工作目標、重點任務、保障措施，明確裝配式建筑是實現建筑工業轉型升級必由之路，預制構件智能制造是裝配式建筑行業發展重要途徑，必須加快發展預制構件智能制造，實現建筑行業轉型升級，創新發展和綠色發展。

三、標準政策體系建設迫在眉睫

建筑工業化和信息化是建筑業的一場革命，是生產方式的徹底變革，迫切需要整合現代科學技術和現代管理來適應這場變革。但是由于工作基礎薄弱，當前發展形勢還比較嚴峻，還要面臨設計技術體系及標準體系不完善、關鍵及集成技術不成熟、關鍵技術標準及協同標準體系不完善、成本問題還沒有得到有效解決、行業隊伍水平還有待提升等方面的問題與挑戰。

當前，國內外的裝配式建筑標準處于初步制定階段，內容相對較為廣泛，總綱性的條款偏多，細節化的條款較少，給具體應用帶來了困難。2017年3月29日，住房和城鄉建設部發布的《“十三五”裝配式建筑行動方案》提出，要“建立健全裝配式建筑政策體系、規劃體系、標準體系、技術體系、產品體系和監管體系，形成一批裝配式建筑設計、施工、部品部件規?；a企業和工程總承包企業，形成裝配式建筑專業化隊伍，全面提升裝配式建筑質量、效益和品質，實現裝配式建筑全面發展”。

建立裝配式預制構件智能制造管理平臺標準體系迫在眉睫，是已經立項和開展的裝配式建筑國家標準和行業標準研究工作的有益補充，是裝配式建筑在建筑業廣泛、高效推廣所必需的基礎保障工作。

裝配式建筑業亟需智能化標準指導實施預制構件智能制造工程。裝配式建筑是依據統一的結構形式和標準，進行建筑構件的大批量生產，并在施工現場進行機械化組裝形成的建筑，其核心為預制構件。加快發展以智能化為方向的預制構件智能制造已經成為裝配式建筑企業發展的首要任務。

據統計，通過采用工業化生產方式，若預制率達到了90%以上，則施工現場模板用量減少85%以上，現場腳手架用量減少了50%以上，鋼材節約2%，混凝土節約7%，抹灰工程量節約50%，節水40%以上，節電10%以上，耗材節約40%，管理費用節約50%，項目綜合造價大約節省15%以上，經濟效益十分明顯。

四、信息化工業化深度融合

在中國制造2025戰略迫切需求下，裝配式建筑企業迫切需要利用新興信息、網絡及智能等技術改造傳統的預制構件制造方式，迫切需要采用新一代信息技術與裝配式建筑工業在裝備、工藝、生產、管理、服務等方面的深度融合，加強工業互聯網、智能機器人等智能化技術在預制構件工業生產過程中的研究與應用示范，加快建立面向產業鏈協同的智能制造為代表的現代生產體系，實現建筑行業的設計標準化、生產工業化、施工裝配化、裝修一體化、管理信息化、應用智能化，穩固確立我國建筑行業生產技術及系統在國際上的主導地位。

利用現代制造技術，將建造過程與信息化、工業化緊密結合，通過優化配置生產資源和要素，使生產方式更加效益化、集約化，有效促進裝配式建筑行業技術創新和進步，加快裝配式建筑發展速度。

裝配式建筑和BIM技術的發展推翻了傳統建筑領域的手工操作方式，管理方式由原來的粗放式管理向精細化管理轉變?？梢哉f，BIM技術與裝配式建筑是信息化和工業化高度結合的產物。對于裝配式建筑來說，其最主要的部分為“集成”，而BIM技術恰恰是“集成”的主要線路。BIM技術連接設計、生產、施工、裝修和管理的全部流程，且可以作用于預制裝配式構件設計、生產、施工的全過程，不僅可以實現信息化協同設計、可視化裝配，工程量信息的信息共享，還可以實現節點的數字化連接和檢驗等新形式的使用，服務于建筑產業全部鏈條，可完美作用于構件制造的全過程。

新的信息技術模式打破了傳統建造方式受工程作業面和氣候的影響，在工廠里可以成批次地重復制造，使高寒地區施工告別“半年閑”。以建設一棟30多層的普通高樓為例，傳統方式要建兩年，采用BIM與自動化生產線集成應用技術則當年可建成，大大縮短建設周期。在建造成本方面，新的造價比傳統方式節約15%以上，而人工則降低至原來的60%左右。

圍繞預制構件的全產業鏈和全生命周期管理，預制構件的信息傳遞成為各階段各方溝通的關鍵，BIM技術的出現為確保項目各參與方能進行有效的信息交換提供了技術基礎。但目前BIM在建筑產業鏈不同階段只是單階段應用，缺乏集成和協同，缺乏各項目參與方共同遵循的標準，使得信息無法交互，無法解決信息斷層問題，迫切需要建立預制裝配式構件智能制造管理平臺與標準，指導預制裝配式構件智能制造工程實施，以適應行業的發展。

伴隨著裝配式建筑發展中工業化生產和建造過程與信息化的緊密結合，建筑業必將打破傳統意義上的發展模式，其增長方式勢必要發生根本的變化，由粗放型向集約型、內涵型轉變，徹底轉變以往建造技術水平不高、科技含量較低、單純拼勞動力成本的競爭模式，應用大量新技術、新材料、新設備，強調科技進步和管理模式創新，實現建筑行業的轉型升級。