建筑工业化研究全文(5篇)

摘要：在现代建筑业和科技快速发展的背景下，建筑理念和建筑技术也随之提升发展。装配式混凝土施工技术凭借节约资源、高效等优势，被广泛应用在现代建筑领域施工中，既可以满足于现代建筑高质量要求，又可以大幅提升建筑建造的综合效益。本文在分析建筑工业化装配式混凝土结构优势的基础上，就其中使用的各项关键技术进行了研究，希望给装配式混凝土结构施工提供一些实践意见，以此推动我国装配式建筑行业的发展。

关键词：建筑工业化；装配式混凝土结构；结构优势；关键技术

1前言

在工业产业化发展背景下，装配式混凝土施工技术为建筑工业产业化提供了实现路径，这种施工技术不仅改变了传统的建筑建造方式，还通过标准化的规模化生产，有效地提高了建筑施工效率。不仅如此，由于装配式混凝土结构中所用构件，大部分采用标准化的流水线方式进行生产，随后辅以现场安装即可完成，可以大幅度建筑建造的安全性，这意味着在建筑领域中广泛使用建筑工业化装配式混凝土结构，不仅是建筑建造方式的重大变革，还是建筑实现可持续发展的重要保障。鉴于此，基于建筑建造综合效益提高的角度考虑，本文深入分析“建筑工业化装配式混凝土结构的关键技术”具有显著意义。

2建筑工业化装配式混凝土结构的优势概述

就建筑工业化装配式混凝土结构来说，在建筑建造领域中的有效使用，呈现出有别于一般建筑结构的优势，总结包括施工效率高、施工质量高、节能环保等，具体如下。

2.1施工效率高

摘要：建筑工业园与高校专业融合存在建筑工业化园区的分布情况系统梳理不够精准、建筑工业化企业产品参差不齐、探讨完善产业链的途径深度不够、学校的参与度动力欠缺等挑战，文章通过运用比较分析法、文献分析法、调查问卷法、实地调研法解决上述问题，形成归纳建筑工业化园区的清单，提出建筑工业化产品参差不齐的解决方案，提出产业链不断完善的路径，提出学校参与度不够的原动力的整体解决方案，为打造具有国际竞争力的建筑业向制造提档升级提供智力保障。

关键词：建筑工业园；高校专业；全产业链；校企合作

前言

2015年3月25日，组织召开国务院常务会议，部署加快推进实施“中国制造2025”，实现制造业升级，也正是这次国务院常务会议，审议通过了《中国制造2025》。总理就经济形势先后三次召开了专家和企业负责人座谈会。“中国制造2025”成为在每次座谈会上必提话题。他反复强调，中国经济升级发展的根本是靠改革创新。企业是市场主体，也是创新主体，要继续实施创新驱动战略，抓住国家推出“中国制造2025”等，面向市场，贴近需求，着力提升核心竞争力和品牌塑造能力。2017年，四川省政府印发了《四川省“十三五”战略性新兴产业发展规划》，明确指出在新材料领域要“优化新材料产业化及应用环境，提升新材料应用水平和基础支撑能力，推进新材料融入高端制造供应链，将我省建成国家重要的新材料产业基地”的重点任务。此外，2020年4月，四川省举行了深入推进“5+1”重点产业发展专题会议并要进一步推动建筑业高质量发展，加快实施一批重大基础设施、能源管网、海绵城市、停车场建设和老旧小区改造项目，大力开拓国内外重点领域、重点区域建筑市场，积极培育总承包龙头骨干企业，不断提高建筑产业工人队伍能力素质，加快推进建筑强省建设。构建产业园、企业、学院三位一体协调发展，带动整个“建筑工业化”的技术发展，为学院教师、学生培养提供基地等保障，整体提升人才培养质量。

1工业园区与专业挑战

建筑工业化园区的分布情况系统梳理不够。目前，多数学院周边的建筑工业化企业分布在周边县（市、区），产业布局受制于行政区划的约束，市域、工业区域内项目布局分散，产业集中度低，以骨干企业为核心的产业集群没有形成，产业发展缺乏整体合力。为此，对区域现有的建筑工业化企业梳理对于建筑工业化的发展有着指导作用。精准分析建筑工业化企业产品参差不齐的问题。国内部分产品加工工艺与国外先进水平相比存在较大差距，大多产品处于初加工、低档次、低附加值阶段，深加工、中高档、高附加值的中高端产品少，市场占有率低，影响企业经济效益和建筑质量，制约整个行业竞争能力。高校本通过实地调研和资料收集不足，虽然研究国际建筑工业化产品的发展方向有一定基础，但对区域已有建筑工业产品，健全本地区的建筑工业化产品发展指导严重不足。探讨完善产业链的途径深度不够。大多数企业处于独立完成生产制造的全过程，相互之间关联度不高、影响力小。特别是以优势产品为龙头的大企业与中小企业的合作程度不高，不少企业所需的配套设备、产品配件依赖外地购置，缺乏社会化专业协作。智能制造产业链的深度应用开发能力较差，智能制造产业各个领域普遍存在产业链条过短、位置过低的现象，提出解决办法和路径深度和实践性不够。学校的参与度动力欠缺。缺乏强有力的推进机构，学院引导、政策引导不足，企业用地难、融资难、用能难等问题还不同程度存在。尤其是新材料成果转化和产业化过程需要大量人才，但目前智能制造产业化项目的孵化、风险投资机制尚未建立，面向产业化服务的中介服务体系尚不完善，这些都严重制约了建筑工业化智能制造产业的发展。

2解决工业园区与专业挑战的方法

根据近10年来的统计数据，全国建筑业总产值稳步增长，历年增长率普遍高于国内生产总值的增长率，建筑业作为国民经济的支柱产业，地位非常稳固。但是，建筑业主要依赖资源要素投入来拉动发展，工业化、信息化水平较低，生产方式粗放，科技创新能力不足使得建筑业经济效益可持续增长出现瓶颈。

作为传统制造行业，建筑业已经从增量时代进入了存量时代。在高质量发展的要求下，新的增长不能再以投资来驱动，而要以创新来驱动。尤其是在大数据、物联网、区块链等信息技术快速发展的新时代背景下，建筑业需要紧跟变革发展趋势，依靠科技创新推动行业升级发展。

2020年7月，住房和城乡建设部等13部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，提出以大力发展建筑工业化为载体，以数字化、智能化升级为动力，创新突破相关核心技术，加大智能建造在工程建设各环节应用，形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系，提升工程质量安全、效益和品质，有效拉动内需，培育国民经济新的增长点。可以看到，该政策的出台正是基于建筑业目前面临的发展问题，未雨绸缪，主动推进技术创新，其意义主要体现在以下几个方面：

加快建筑工业化升级。建筑工业化是行业发展的必然趋势，目前，国家层面已制定了大量的政策和指导意见，但整体上仍处于探索发展阶段，在技术、市场、运营、管理等方面均存在不少亟须解决的问题，不过这是所有新技术发展都会经历的特定阶段，建筑业的未来一定是工业化。建筑工业化升级的主要技术途径有：推动建立以标准部品为基础的专业化、规模化、信息化生产体系，打造建筑产业平台，推广应用钢结构构件和预制混凝土构件智能制造生产线；加大BIM（建筑信息模型）、物联网、大数据、云计算、5G（第五代移动通信技术）、人工智能等新技术的集成与创新应用；提升各类施工机具的性能和效率，提高机械化施工程度，包括各类自动化智能施工装备的研发。

提升数字化水平。我国目前正处于从“建造大国”向“建造强国”发展的关键阶段，建筑业精益化、智能化、绿色化、工业化融合发展，形成涵盖研发、设计、生产加工、施工装配、运营维护等全产业链融合一体的建设产业体系，驱动“中国建造”走向“中国智造”是未来建筑业发展的大势，数字化转型是推动建筑业高质量发展的重要途径。智慧建造作为信息技术、数字技术与施工现场深度融合的产物，对“以科技创新促进传统建造方式升级，提高项目管理和生产效率达到精益建造，推动建筑产业现代化，实现高质量发展”都具有重要意义。其主要技术途径有：加快部品部件生产数字化、智能化升级，推广应用数字化技术、系统集成技术、智能化装备和建筑机器人，在装配式建筑工厂打造“机器代人”应用场景，推动建立智能建造基地；在钢筋制作安装、模板安拆、混凝土浇筑、钢构件安装、隔墙板安装、地砖铺贴、面层喷涂等现场施工环节，推进工艺流程数字化和建筑机器人应用。

培育智能建造优势企业。智能建造涉及土木工程、自动化工程、电子信息工程、工程管理等多学科的交叉融合，人才缺口大，也缺乏具有系统解决方案能力的优势企业，亟须推动形成一批智能建造龙头企业，引领并带动中小企业向智能建造转型升级。根据我国建筑业企业的发展现状，比较有效的途径是形成以工程总承包企业为核心、相关领先企业深度参与的开放型产业体系。各地要将现有各类产业支持政策进一步向智能建造领域倾斜，加大对智能建造关键技术研究、基础软硬件开发、智能系统和设备研制、项目应用示范等的支持力度。

建筑业是传统行业，亦是开启市场化进程比较早的行业，在当前国民经济整体走向高质量发展的变革期，机遇与挑战并存，建筑业企业必须锐意改革，不断创新，秉持“科学技术是第一生产力，创新是引领发展的第一动力”理念，才能立于不败之地，随时代一起发展进步。

关键词：装配式建筑；发展现状；研究综述

1国内外装配式建筑发展现状

早在20世纪20年代的欧洲，德国就提出建筑工业化理念，1933年在住宅区进行大规模的推广应用，目前，装配式小型住宅在德国市场上最受欢迎。法国建筑的装配率已达到75%，俄罗斯采用预制混凝土结构率达50%，欧洲其余各国为35%—40%[1]。上世纪30年代，伴随快速的城市化进程带来需求，美国国内大力推进建筑工业化发展。1971年，美国编制的《PCI设计手册》在国际上引起广泛的影响，对世界装配式产业的全过程具有指导性意义。1968年，日本提出装配式住宅的概念，通过立法保证了构件质量，并在一系列政策和标准的背景下形成了统一的模数标准，实现了装配式建筑标准化、批量化、多样化的发展[2]。2008年，日本采用装配式建设技术建造的东京塔，高达58层，标志着其预制装配式结构的高质量发展。同时，东京塔先后在几次地震中都经受住了考验，验证了装配式建筑结构的可靠性、稳定性。国内建筑工业化推行较晚。2003年，建设部《工程建设标准体系》推动了建筑产业标准化的初期发展。2015年，住建部正式《工业化建筑评价标准》，首次明确“工业化建筑”、“装配率”和“建筑部品”等专业术语，进一步完善了我国工业化建筑基础理论，对我国建筑工业化发展起到促进作用。2017年，《工业化建筑评价标准》进一步修订并更名为《装配式建筑评价标准》。

2国外装配式建筑研究综述

国外装配式建筑发展较早，建筑体系趋于完善，相关研究较国内成熟。在一些发达国家，装配式住宅是建筑工业化的主要表现形式。与国内相比，国外装配式研究对象更加多元化、研究层次更加细化。

2.1研究对象多元化

木材与传统建筑材料相比，由于其绿色资质和缩短总工期的能力，深受建筑施工青睐。Tavares等评估了预制木结构等不同装配式建筑的能源消耗、温室气体排放，为不同情况背景下预制结构的选择布局提供理论依据。从材料的生产到现场的最终组装，对装配式建筑进行了全过程的能源消耗与温室气体排放的计算。结果表明，材料生产阶段耗能较大，能源消耗、温室气体分别占全过程的64%~90%、59%~87%。从材质结构而言，轻钢框架和木结构对环境影响最低[3]。Skulestad等对建筑物结构框架（钢筋混凝土、木材框架）分类，并对不同楼层高度进行了生命周期环境影响比较分析。基于不同假设和情景结构，发现采用木框架结构的建筑比采用混凝土框架的建筑对环境影响更低[4]。Adekunle等研究了预制木结构的舒适度和过热风险。他们对英国东南部的两栋预制木结构房屋分别进行了入住后评估、热舒适性调查、环境监测，发现在监测期间67%的空间会出现极端夏季过热现象[5]。Vesna等探究了预制木结构能耗问题。他们通过现有研究结果总结出影响建筑物能量性能的重要参数，利用PHPP软件分析了可变参数对供热和制冷能耗的影响。他们对欧洲6种不同热性能外墙构件的玻璃与墙体面积比进行了参数分析，得到了确定预制木框建筑的最佳玻璃窗区域比例的方法[6]。使用工业化技术建造的学校是现代教育建筑的典范，它们的建筑技术有其独特的特点，减少资源消耗的同时，减少了废弃物的产生。Pons和Wadel对西班牙的装配式结构校园(混凝土结构、钢结构和木结构)与非预制学校进行了比较，结论是装配式结构校园对环境产生的影响小，而且可以进一步降低对环境的影响。在校园建造过程中，钢、混凝土结构在材料开采和制造阶段耗能较大，木材、钢在运输和维护阶段对环境影响较大[7]。预制具有简单、快速和经济的优点，但对设计的变化却缺乏灵活性，这是其在建筑业市场份额有限的主要原因。为解决这一缺陷，Kasperzyk等提出了一种机器人预制系统(RPS)，可以自动拆卸装配式结构并将其按新结构设计进行改造，从而实现原结构的拆卸并重新制造到新的设计中。在两个实验室规模的预制结构上的验证试验表明，该系统成功地生成了所需的再制造序列，并以可接受的安装精度执行了所有装配操作[8]。根据欧盟的指示，能源效率的下一步是改善和提高现有建筑物的能源性能。特别是建于60年代、70年代的建筑，这些建筑物的外墙需要经常翻新，有极大改进的潜力。Passer等利用生命周期评估(LCA)确定环境影响最小的翻新方案，并评估了该方案对未来气候稳定性的影响。结果表明，使用预制立面结构、太阳能集热器系统和光伏板是最佳的翻新类型。从生命周期的角度看，预制对环境的影响是最低的，此外，对改变地区供暖的能源供应是非常有益[9]。建筑翻新同时，面临降低成本的问题。Bystedt等针对翻新业务模式发展的需要，对市场和流程优化进行了研究，并提出了信息化管理方面的建议，分解了业务参与者的风险，澄清潜在的共同利益，提出了一种由承包商对客户负全部责任的合同模式[10]。

新型建筑工业化建造是工业革命以来开创性的生产建造模式，这种史无前例的生产建造方式成为二战后人类历史上宏大住宅建设的基础，在推动建筑生产工业化发展和城乡人居环境建设进程中取得了前所未有的辉煌成就。20世纪以来，伴随着工厂化预制建筑产品、全新装配集成技术及新型建筑材料的发展，以新型预制建筑技术为基础的工业化生产方式在世界范围内兴盛起来，高品质、高效率和低资源消耗的装配式建筑，既具有显著的社会、经济与环境效益，又是国际建设领域的重大发展趋势。

近年来，装配式建筑在国家政策的大力推动下迅速发展，涌现了一系列创新性研究和实践，但仍处于研究探索与实践应用的转型发展时期，存在装配式建筑基本认识与顶层设计较片面、新型建筑设计与建造理论方法及建筑集成体系不完善等一系列现实问题。目前，我国正进入社会经济和建筑产业转型、实现高质量可持续发展的新阶段，整个建筑业需尽快摆脱传统落后的状态。新型建筑生产建造方式的转型升级不仅关系到装配式建筑发展及其技术革新，还事关我国转变发展方式、实现新时期全面建设目标的全局，既涉及理念的转变、模式的转型和路径的创新，又是战略性、全局性、系统性的变革。建设具有长久优良性能的建筑产品和社会资产，以推动我国经济社会的高品质、可持续建设与发展，意义深远。

中国建筑标准设计研究院有限公司、中国建设科技集团中央研究院装配式建筑与百年住宅研究中心、中国建筑设计研究院人才培训中心共同策划完成此次专刊，从新型建筑工业化创新、装配式建筑设计视角出发，改变传统建造模式及设计与建造相分离的工作方法，以新型建筑生产工业化思维认识装配式建筑专业化设计与全产业链建造方法，归纳探讨近年来装配式建筑研发设计和技术成果的新方向、新技术与新实践，期待为我国广大建筑师的装配式建筑创新实践提供有益的参考和借鉴。

今后衷心期盼，广大建筑师在装配式建筑设计中能够思考如何从建筑设计的角度全面认识与推动建筑产业现代化体系的建设与产业、利用装配式系统集成方法解决建筑寿命品质与既有建筑改造等未来发展课题、统筹建筑生产与资源能源利用等建设方向，为转变我国建设供给模式、促进社会经济和资源环境的可持续发展做出应有的贡献。

作者：刘东卫 李静 秦姗 单位：中国建筑标准设计研究院有限公司