关于我国建筑工业化发展的战略思考 叶浩文苏衍江 中建科技案围有尿公司，北摘要：文章闸述发展建筑工业化的必要性，分析发展建筑工业化过程中面临的主要挑战，提出发 020001 展建筑工业化的策略建议：要树立工业化产品的思维；要构建一体化建造的系统工程理论；要实 施“三个一体化”建造方式；要推广工业化、智能化、绿色化建造技术.
旨在为我国建筑工业化 的健康发展提供一定的参考和启示.
关键词：建筑工业化；一体化建造；工业化建造；智能建造；绿色建造 中图分类号：TU741文献标识码：A文章编号：1000-131X（2024)12-0001-08 DOI : 10. 15951/j. tmgexb. 2024. 12. 0830 Strategic consideration on the development of building industrialization in China Ye Haowen Su Yanjiang Chis Costmeion Sime & Abstract; The necessity f promoting building industrialization is elaborated and the main Tedusiagy Co Iad Bejing 100070 C%iss challenges faced cduring this proces are analyzed. Some strategic suggestions on the development of building industrialization are provided as below: the thoughts of industrialized products shall be established ; the systematic engineering theory for integrated construetion shall be formed ; the construction method of “ three integrations" shall be implemented ; the construction technologies of industrialization intelligence and green shall be promoted. Hence this work aims at providing certain reference and enlightenment for the healthy development of building industrialization in China. Keywords; building industrialization; integrated construction; industrialized construction; intelligent construction; green construction E-mail: yehaowen@ cscec. 基金项目：*十四五”国家重点研发计划梁题（2022YFF0610501)、中建段份科技研发课题（CSCEC-2022-Z-13） 作奢筒介：叶浩文，硕土，教授级高级工程师，国家卓越工程师通讯作者：苏彻江，硕士，高级工程师 故稿日期：2024-08-30 中国知商羊市郡思邦于化器者 2024年12月第578第12期4学报1001
也体现了对环境和资源保护的重视，是实现经济社 引言 会和谐发展的重要途径.
1.2建筑业转型升级的重要途径 建筑业作为国民经济的重要支柱产业之一，其 传统建造方式已经不能满足现代社会发展对高 发展模式和质量直接影响着社会的可持续发展和人交 效、绿色和低碳的要求，对实现建筑行业的可持续 民的生活质量.
然而，传统建筑业“高能耗、高排 发展构成了重大阻碍.
随着全球气候变化的严峻挑 放、低效率”的粗放型发展模式已难以为继，转型 战，实现碳达峰与碳中和已成为国际社会共识，我 升级和创新驱动成为建筑业新时期发展的必然要求.
国也提出了“3060”双碳目标.
作为能源消耗与碳 近年来，我国政府高度重视建筑工业化的推进工作， 排放的重要领域之一，建筑业在推动绿色转型中扮 制定了一系列的政策，旨在通过明确的目标导向促 演着关键角色.
在此背景下，建筑工业化作为一种 进建筑行业进步，实现建筑领域向工业化、智能化、 先进的生产方式，逐渐成为推动建筑业转型升级的 绿色化的转型，建设既符合节能环保要求，又能满 重要路径，不仅能够提升生产效率与工程质量，还 足人民生活需求的高品质建筑产品.
2016年9月27 能显著降低能源消耗与碳排放，为实现“双碳”目 日，国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑 标提供有力支撑.
的指导意见》，这标志着以装配式建筑为代表的新 1.3支撑建筑业高质量发展的核心动力 型建筑工业化开始快速推进；2020年7月3日，住 建筑工业化作为支撑建筑业高质量发展的核心 房和城乡建设部等十三部门联合发布《关于推动智 驱动力，通过将建筑构件的生产从传统的施工现场 能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，明确 转移至工厂环境，其自动化、智能化生产方式显著 提出了推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导 提升了建筑构件的精度和质量，减少了材料浪费， 思想、基本原则、发展目标、重点任务和保障措施； 并且提升了生产效率；其现场机械化、装配化施工 2020年8月28日，住房和城乡建设部等部门发布 技术，不仅降低了环境污染和资源消耗，提高了施 《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，是 工效率，还保证了建筑的整体品质和安全性.
通过 今后一个时期指导新型建筑工业化发展、提高建造 建筑工业化解决传统粗放式建造模式带来的质量隐 水平和建筑品质、带动建筑业全面转型升级的重要 患和跑冒滴漏等各种问题，让老百姓住上更安心更 文件.
踏实的好房子，获得体验感、幸福感和安全感，以 随着我国新型建筑工业化进程的加快，建造水 满足人民群众对关好生活的向往.
平及建筑质量有了显著提升，但仍面临诸多挑战， 1.4催生建筑业新质生产力的创新引擎 本文旨在深人探讨我国为什么要发展建筑工业化、 建筑业新质生产力以科技创新为核心驱动力， 面临的挑战以及如何发展建筑工业化，提出具有前 依托工业化建造、智能建造和绿色建造等新型技术 瞻性和可操作性的发展战略建议，为推动我国建筑 手段，展现出高科技、高效率和高质量的特点，其 工业化的快速发展提供有力支持.
关键要素包括：更高素质的劳动者、更高技术含量 的劳动资料和更广范围的劳动对象，它是提升工程 1为什么要发展建筑工业化 品质与性能，推动建筑业转型升级的先进生产力质 态”，发展建筑工业化是催生建筑业新质生产力的 1.1响应中国式现代化建设的内在要求 创新引擎，通过提升劳动者的技能水平、研发先进 建筑业的现代化发展是中国式现代化的重要内 技术装备、扩大业务领域，为建筑业注人创新活力 容之一，在快速发展的新时代背景下，建筑业应紧 与发展动力，不仅提高建筑业的生产效率和质量水 跟时代步伐，积极响应现代化号召，坚定不移地走 平，还可以推动新材料、新技术和新模式的应用， 好中国式现代化道路.
建筑工业化能够为老百姓提 促进建筑业的产业升级和转型.
供更加高效、环保、质优的建筑产品，通过工业化 的建造方式，大幅提升建筑质量与施工效率，同时 2发展建筑工业化面临的挑战 降低对资源与能源的消耗.
此外，它还能促进建筑 业内部的结构调整与技术升级，推动行业向更高水 2.1担心装配式结构的安全性 平、更可持续的方向发展.
因此，发展建筑工业化 装配式建筑的结构安全性一直是社会各界关注 不仅符合中国式现代化建设对质量和效率的追求，的焦点，一些人认为装配式结构抗震能力不足、灌 中国20
浆套筒安全性不够.
例如：套简灌浆过程中出现灌 但目前这些技术的集成化程度相对较低，且先进的 浆不饱满、灌浆孔堵塞等问题：施工过程中由于构自动化施工设备在装配式建筑现场的应用还不够普 件尺寸偏差、安装精度不足等原因，导致构件安装及，如大规格、高负载能力的智能塔吊应用不够广 不到位等问题；接缝部位的防水措施不到位，导致泛；装配式装修的智能化工具，如自动铺设地板或 渗漏的问题.
但这些问题大多可归因于施工管理不 墙面的工具应用较少；智能存放系统、自动化搬运 善、操作技术不规范及质量控制不严等工程管理层 机器人等智能工具的应用处于起步阶段；建筑机器 面的问题，面非工程技术问题.
人的应用也具有一定的局限性；同一工作面下，装 2.2装配式建筑成本居高不下 配施工和现浇施工的工序先后顺序、工作面交接条 装配式建筑仍面临成本较高的挑战，研究表明 件，资源的协同利用等还没有形成完善的技术工法 采用装配式混凝土结构的土建工程造价比现浇结构 体系：结构、机电、门窗、装饰部品的集成化装 高10%-20%，在一定程度上阻滞了装配式建筑的推 配程度还不够高；不同施工环节之间的衔接不够紧 广和发展.
造成装配式建筑成本高的主要原因如 密，缺乏高效的信息共享和协同作业机制；施工现 下：①设计与生产施工脱节”，设计的构件不利于 场的信息管理依然采用传统方式，缺乏实时的数据 工厂3加工生产、不利于现场施工装配，造成成本 收集、传输和分析系统，导致进度监控、质量控制 增加：②一些项目仍沿用现浇建筑的设计思路，未 和安全管理效率低下.
能充分体现装配式建筑的精髓与优势，仅仅是通过 简单地拆分构件来实现预制装配，产生大量非标准 3如何发展建筑工业化 化的构件，导致模具摊销成本大，生产效率低、成 本高：③叠合板采用四面出筋拼缝后浇带连接的方 3.1树立工业化产品的思维 式，现场需要搭设大量的脚手架和模板，施工效率 借鉴汽车和飞机制造业的经验，建筑业要从传 低下，且质量难以保证，增加了施工成本：④设 统建造模式向现代工业化生产模式转变，关键在于 计的竖向构件尺寸小，拼缝数量多，现浇与预制工 思维革新，将建筑当做“工业化产品”“像造汽车一 法并存，施工工序繁璜，吊装频次高、效率低、经 样造房子”，用工业化建筑产品的思维统领装配式建 济性不好；5构件预留钢筋直径小、间距密，不利 筑设计、生产、施工全过程，从系统集成的角度进 于生产安装，增加成本；6外墙与门窗未能在工厂 行全面考虑，通过综合技术优化，实现多学科的专 阶段实现一体化预制，而是在现场墙板安装好之后 业协作，根据既定的技术接口和协同原则，将各部 再进行门窗的安装，质量控制更难、安装成本更高； 品部件组装成一个完整的工业化产品，这种系统化 片面追求装配率和预制率，把一些不适于预制的 的方法能够确保建筑工业化的高效实施，同时提高 构件也拆分预制，造成生产、施工复杂，增加成本.
建筑产品的整体性能和质量（].
2.3工厂生产的自动化水平低 3.2构建一体化建造的系统工程理论 构件在工厂生产过程中的批量化、自动化与智 借鉴制造业，建立工业化的系统工程理论基础 能化水平仍有待提升，主要存在以下几个方面的挑 和方法，将装配式建筑作为一个完整的建筑产品来 战：①生产过程中还存在大量的人工干预、手工作 进行研究和实践，形成以达到总体效果最优为目标 业，导致生产效率低下、产品质量不稳定、生产成 的理论与方法，才能实现装配式建筑的高质量、可 本增加；②从信息录入、读取到加工、搬运、存储 持续发展.
的各个环节，自动化与机械化技术的应用仍显不足， 一体化建造的系统工程理论主要包含以下内容： 制约了生产效率的提升：③由于数据格式的不统一， ①遵循“从总体到局部”原则，先开展建筑系统的 生产设备的可编程逻辑控制器（PLC）系统无法直接识 总体设计，再开展子系统和具体细节的设计；②遵 别建筑信息模型（BIM）设计信息的数据格式，必须经 循“三个一体化”理念，整合跨学科、跨领域的知 过人工整理和汇总后才能用于生产，这不仅消耗了 识和技术，促进不同专业间的深度融合与创新； 大量的人力资源和时间，而且在数据处理过程中容 ③遵循“系统工程”基本原则，通过多学科协作， 易出现信息失真或不对称的情况，进而影响到构件 形成一个具备合理知识结构、有效的协作机制的团 的加工精度和生产效率.
队，实现资源整合与优势互补：④利用数学和逻辑 2.4现场施工技术不先进 模型来描述系统特征，通过模拟、反映系统的运行， 装配式建筑现场施工涉及多个环节和多种技术， 获取系统的最佳组合方案和运行策略”.
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3.3实施“三个一体化”建造方式 的某一边为同尺寸，作为模块与模块之间的通用边 “三个一体化”建造方式是指建筑、结构、机界，便于模块间的协同拼接.
通过基本户型模块之 电、装修一体化，设计、生产、施工一体化，技术、 间按照通用协同边界进行组合，与公共空间模块进 管理、市场一体化，具体内容如下： 行组合，确定多种基本平面形状，形成不同的个性 （1）建筑、结构、机电、装修一体化 化平面[].
建筑、结构、机电以及装修的一体化设计是解 （2）立面标准化 决跨专业协作问题的关键，通过建立标准化的模数、 通过预制外墙板不同饰面材料展现不同肌理与 模块，制定统一的技术规范和接口，实现各专业之 色彩的变化，饰面运用装饰混凝土、清水混凝土、 间的协同；借助BIM技术，各专业可以在同一虚拟 涂料、面砖或石材反打，通过不同外墙构件的灵活 模型上进行集成设计，实现建筑结构、机电系统与 组合，基本装饰部品可变组合，实现富有工业化建 装饰装修一体化，最终形成完整的设计成果.
筑特征的立面效果：在采光、通风、窗墙比控制条 （2）设计、生产、施工一体化 件下，调节立面分格、门窗尺寸、饰面颜色、排列 在工程建设中，需要各主要环节之间的协调配 方式、韵律特征，呈现标准化、多样化的门窗围护 合，解决技术链之间的有效衔接，形成高度在组织 体系；通过一字形、L形、U形等标准化阳台形式， 化管理，向管理要效率和效益.
设计不能只考虑建 进行基本单元的凹凸扩展组合扩展，形成丰富多样 筑功能、结构安全，要充分考虑生产工艺、施工工 的空调板、阳台的立面设计.
艺，设计的产品要便于生产加工和施工装配；生产 （3）构件标准化 过程中，需要考虑到运输和安装的实际条件，确保 针对基本功能单元块，运用最大公约数原理， 构件在到达施工现场时能够方便快捷地进行装配.
按照数协调准则、通过整体设计下的构件尺寸归并 （3）技术、管理、市场一体化 优化设计，实现构件的标准化设计，便于模具标准 长期以来，我国建筑企业普遍面临技术与管理 化以及生产工艺和装配工法标准化：在构件外形尺 脱节的问题，即两者未能形成有机整体，技术活动 寸标准化基础上进行钢筋笼标准化设计，统一钢筋 与管理活动各自独立运作，技术研究缺乏与管理实 位置、钢筋直径和钢筋间距，建立系列标准化、单 践的结合，也未充分考虑市场需求，导致技术成果 元化、模块化钢筋笼，实现标准化加工；对于预埋 难以转化为实际生产力，可持续发展的能力不强.
在结构主体内的预埋件进行其型号、规格、空间位 为了增强企业的可持续发展能力，必须解决管理机 置进行符合统一模数和规定的标准化设计，便于在 制与技术进步及市场需求不匹配的问题，重需推动 后续生产和施工过程中工人对预留预理进行标准化 构建“技术、管理、市场一体化”体系.
操作，提高效率和精度.
3.4应用“四个标准化”设计方法 （4）部品部件标准化 标准化设计是提高装配式建筑的质量、效率、 在平面标准化和立面标准化设计基础上，通过 效益的重要手段；是建筑设计、生产、施工管理之部品部件的模数化协调，模块化组合，匹配户型功 间技术协同的桥梁：是装配式建筑在生产活动中能能单元的标准化，如厨房部品标准化，以烹任、备 够高效率运行的保障.
因此，发展建筑工业化必须餐、洗涤和存储厨房标准化功能单元模块为基础， 以标准化设计为基础.
“四个标准化”设计方法，即 通过模数协调和模块组合，满足多种户型的空间尺 “平面标准化、立面标准化、构件标准化、部品标准 寸需求；卫生间部品标准化设计，以洗漱、淋浴、 化”，通过标准化设计减少预制构件和部品的种类， 盆浴、卫生间标准化功能单元模块为基础，通过模 通过少规格、多组合设计方法，可以组拼成众多平 数协调和模块组合，满足多种户型的空间尺寸 面立面，既能防止建筑风格千篇一律，又有助于提 需求 高构件标准化，降低建造成本，提高生产与施工 3.5推广工业化、智能化、绿色化建造技术 效率[1-] 3.5.1积极推广工业化建造技术 （1）平面标准化 （1）工厂自动化生产技术 通过模块化的设计方法，明确有限的、通用的 工厂自动化生产是实现现场机械化、装配化施 标准化户型模块；相同基本户型下，制订开间不变，工的基础，将信息化技术和工厂化生产融为一体， 进深在一定基础上以一定模数进行延伸扩展的设计以标准化生产确保构件品质、提升制造效率.
例如： 方法：在基本户型明确的基础上，明确不同户型下 ①模具标准化设计技术，根据预制构件的具体尺寸 中国网20
和形状，设计出标准化的模具，通过调整模具的尺 （5）钢筋大直径、大间距、少根数技术 寸来适应不同规格的构件，实现标准模具的通用性； 传统的装配式框架梁柱和剪力墙存在节点区域 ②模具自动化装拆技术，在模具装拆过程中使用机 钢筋密集，现场施工困难的问题，采用钢筋大直径、 械设备或机器人来代替人工操作，以提高装拆效率； 大间距、少根数设计技术，通过钢筋等强代换、墩 ③混凝土鱼雷罐运输自动化控制技术"，开发自动 头锚固板连接等技术措施，可实现梁柱节点区的钢 化系统接受实时调度命令，以工厂鱼雷罐轨道为网 筋大直径、大间距、少根数，保证连接钢筋精准对 络，在鱼雷罐运输路径选择及避碰算法基础上，根 位，且大直径钢筋接头施工质量更易于保证，接头 据混凝土供需关系、各网点之间距离、信号等因素， 数量减少后，便于采用坐浆法施工，接头可逐一灌 利用鱼雷罐车运行柔性时间和动态规划的混凝土输 浆，相较连通腔灌浆质量易于控制.
送优化调度：④智能布料机与布料系统，自动读取 （6）预制构件大型化建造技术 BIM信息进行数据转换，通过配备的传感器和定位系 在确保工厂生产能力、道路运输限制以及现场 统，智能布料机能够精确控制混凝土的浇筑位置和 吊装安装条件的基础上，尽可能地采用大型预制构 用量，确保浇筑均匀，减少浪费.
件[，提高施工效率、缩短工期.
例如：①将两面 （2）竖向墙体构件密拼建造技术 墙连成一片在工厂预制，现场利用大型机械设备进 竖向墙体构件竖缝密拼技术可以在解决现浇与 行整体吊装，可大幅提升施工效率：②采用多层柱 装配工法共存、施工工艺繁复杂等问题，墙体构 预制技术，将2层或3层柱通高预制，现场安装减少 件两侧不出筋可提高构件运输和安装的便利性、简 吊装次数，减少套简及灌浆料等连接材料用量； 化施工工序、提升施工效率.
例如：①免模叠合剪 ③采用大跨度楼板技术，减少现场吊次和临时支撑 力墙结构体系，充分发挥大尺寸叠合剪力墙、大跨 的用量，提高安装效率，降低安装成本.
度预应力楼板的技术优势及免抹灰、免支撑、少模 （7）模块化建造技术 板、飘窗一体化、外饰面工厂集成等工艺优势，结 装配建筑根据集成度和组装方式可分为二维构 构体系整体优势显著：②新型竖缝密拼全装配剪力 件式和三维模块化两种形式，其中二维构件式装配 墙结构体系，采用竖缝密拼钢锚环快速连接技术， 式建筑主要指的是建筑的主要构件（如预制墙板、楼 实现现场快速连接，增强了结构抗震性能，大幅减 板、梁、柱等）在工厂中预先生产好，然后运输到施 少现场湿作业，通过大构件标准化设计应用，有效 工现场进行组装；三维模块化建筑是装配式建筑中 减少预制构件种类和数量，采用密拼叠合楼板少支 集成化程度、工业化程度最高的一种，是目前装配 撑技术，实现无梁化和大跨度，提升施工作业效率.
式建筑的最高形态D，它将单个房间作为一个模块 （3）水平楼板构件密拼建造技术 在工厂进行预制，并可在工厂对模块内部空间进行 水平楼板构件采用四面不出筋密拼建造技术， 布置与装修，然后运输至现场通过吊装将模块可靠 拼缝出无需支模板、架支撑，简化施工流程，提高 的连接为建筑整体，以房间大小为单位的预制建筑 施工效率：通过在板端、板侧以及板与板之间设置 体，在建筑现场通常用“搭积木”的方式完整地拼 附加钢筋来加强连接部位的结构安全性，确保整 装、组合起来.
例如：①混凝土模块化建筑（， 体结构的稳定性和承载能力；不出筋的设计简化了 把建筑以建筑功能为依据划分成多个空间单元模块， 模具，使得模具更加标准化，从而提高了叠合板的 将模块通过工厂进行预制并集成装修、机电、门窗、 生产效率.
设备等要素，然后运到现场通过可靠连接形成完整 （4）一体化外墙板预制技术 建筑；②钢结构模块化建筑[]，主要采用钢结构集 外墙与门窗一体化预制技术，将门窗与建筑外 成模块单元在施工现场组合面成的装配式建筑，在 墙在工厂内预先组装在一起，形成一个整体的预制 工厂预制完成钢结构主体结构、围护墙体、底板、 外墙系统，在工厂内完成部分质量检验后，运输到 顶板、内装部品、设备管线等组合，施工现场直接 施工现场进行安装，有效的解决传统门、窗框渗漏 对整体模块单元装配安装；③组合模块化建筑，“像 问题；结构、保温、装饰一体化外墙技术，在工厂 造汽车底盘一样”在工厂预制模块底盘，依托该模 完成预制外墙与保温层、装饰层的集成，形成一体 块底盘完成外墙围护、机电设备、装饰装修，在工 化的外墙系统，现场进行墙板安装，外保温装饰无 厂制造房屋单元，房屋单元运输至工地现场、组装 需另行施工，提高施工建造的效率和质量，减少现 成建筑空间后，通过在墙体空腔、模块拼缝、楼板 场工作量，缩短工期.
底模上浇筑混凝土形成钢-混凝土整体组合结构3， 中国知商市工化者 2024年12月第578第12期4学报1005
