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2022

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[建材知多少]新型建筑工業(yè)化到底“新”在哪里

新型建筑工業(yè)化對(duì)推動(dòng)我國(guó)綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展具有重要的作用

近日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等9部門(mén)聯(lián)合印發(fā)意見(jiàn)，提出要加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展，以新型建筑工業(yè)化帶動(dòng)建筑業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級(jí)，打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的“中國(guó)建造”品牌，推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展。

意見(jiàn)指出：新型建筑工業(yè)化是通過(guò)新一代信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)，以工程全生命期系統(tǒng)化集成設(shè)計(jì)、精益化生產(chǎn)施工為主要手段，整合工程全產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈和創(chuàng)新鏈，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)高效益、高質(zhì)量、低消耗、低排放的建筑工業(yè)化。意見(jiàn)在加強(qiáng)系統(tǒng)化集成設(shè)計(jì)、優(yōu)化構(gòu)件和部品部件生產(chǎn)、推動(dòng)構(gòu)件和部件標(biāo)準(zhǔn)化、推廣精益化施工等方面提出了明確要求。

注釋：本文提到的“數(shù)字建筑平臺(tái)”又稱“建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”

那么新型建筑工業(yè)化到底“新”在哪里？和過(guò)去我們推動(dòng)的裝配式建筑、建筑業(yè)工業(yè)化相比，主要表現(xiàn)在哪幾方面？

01

新供給

從要素驅(qū)動(dòng)型向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變

上個(gè)世紀(jì)80年代，我國(guó)也曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)一段時(shí)間的建筑工業(yè)化嘗試，但由于長(zhǎng)期技術(shù)的限制和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的缺失，再加上我國(guó)建筑業(yè)一直都是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，且一直享受廉價(jià)勞動(dòng)力的紅利，轉(zhuǎn)型的動(dòng)機(jī)不強(qiáng)。因此，建筑工業(yè)化的推動(dòng)力不強(qiáng)。直到最近幾年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長(zhǎng)放緩、勞動(dòng)力成本的提升、綠色環(huán)保要求的倒逼效應(yīng)，再加上人們對(duì)美好生活和個(gè)性化建筑的需求與數(shù)字科技的沖擊，我國(guó)的建筑工業(yè)化才重新提上了日程。盡管這些年我國(guó)出臺(tái)了《大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》，但傳統(tǒng)的濕作業(yè)模式相對(duì)裝配式建筑還是有一定的成本優(yōu)勢(shì)，這也阻礙了這些年我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展。

但是隨著全要素成本上漲，包括勞動(dòng)力成本、人口老齡化和材料價(jià)格進(jìn)一步上升，我國(guó)近二三十年依賴的“勞動(dòng)密集型的”傳統(tǒng)建造模式難以為繼，成本投入和效益之間的比例發(fā)生變化，甚至已經(jīng)到了“臨界點(diǎn)”，倒逼建筑業(yè)必須從勞動(dòng)密集型，向技術(shù)、知識(shí)密集型轉(zhuǎn)型，從依賴舊要素驅(qū)動(dòng)向新要素驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型。我們常說(shuō)的建筑工程項(xiàng)目管理中“人機(jī)料法環(huán)”或許逐漸升級(jí)成“人、機(jī)器人、智能裝備、新型材料、部品部件、新工法、環(huán)境”。

圖：農(nóng)民工老齡化，與建筑機(jī)器人代替人，來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)

指導(dǎo)意見(jiàn)明確提出：要開(kāi)展生產(chǎn)裝備、施工設(shè)備的智能化升級(jí)行動(dòng)，鼓勵(lì)應(yīng)用建筑機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、智能移動(dòng)終端等智能設(shè)備，推廣智能家居、智能辦公、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，提升建筑的便捷性和舒適度。

02

新動(dòng)力

打造軟件驅(qū)動(dòng)的“數(shù)字化生產(chǎn)線”

指導(dǎo)意見(jiàn)明確提出加快信息技術(shù)融合發(fā)展，大力推廣建筑信息模型（BIM）技術(shù)。加快推進(jìn)BIM技術(shù)在新型建筑工業(yè)化全生命期的一體化集成應(yīng)用；充分利用社會(huì)資源，共同建立、維護(hù)基于BIM技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化部品部件庫(kù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、建造、交付和運(yùn)行維護(hù)等階段的信息互聯(lián)互通與交互共享；并加快應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)、推廣應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能建造等技術(shù)。

值得注意的是，當(dāng)前以BIM、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)，正在向建筑業(yè)加速滲透融合，我們完全可以在建筑工業(yè)化的過(guò)程中推進(jìn)信息化，以信息化帶動(dòng)建筑工業(yè)化，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展。通過(guò)“數(shù)字建筑平臺(tái)”，構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型新基建，形成數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)、智能化生產(chǎn)、智能裝配和智能化集成應(yīng)用等全生命周期的產(chǎn)業(yè)智能化應(yīng)用場(chǎng)景。并融合智能裝備、工程機(jī)械、自動(dòng)化設(shè)備、機(jī)器人，通過(guò)軟件驅(qū)動(dòng)的全新產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化生產(chǎn)線，讓項(xiàng)目全生命周期的每個(gè)階段發(fā)生新的改變、賦予新的內(nèi)涵。未來(lái)的全過(guò)程將在實(shí)體建筑建造之前，衍生純數(shù)字化虛擬建造的過(guò)程，在實(shí)體建造階段和運(yùn)維的階段將會(huì)是虛實(shí)融合的過(guò)程。最終，通過(guò)“新設(shè)計(jì)、新建造和新運(yùn)維”把建筑業(yè)提升至現(xiàn)代化工業(yè)水平。

圖：軟件驅(qū)動(dòng)的數(shù)字生產(chǎn)線，來(lái)源于數(shù)字建筑白皮書(shū)2019

就像《數(shù)字建筑白皮書(shū)2019》中闡述的：未來(lái)我們可以在設(shè)計(jì)階段，打造全數(shù)字化“樣品”，參建各方通過(guò)數(shù)字建筑平臺(tái)（建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)）對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維各個(gè)階段進(jìn)行數(shù)字化的PDCA循環(huán)模擬與數(shù)字化打樣，實(shí)現(xiàn)管理前置控制，對(duì)建筑方案的設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工方案優(yōu)化、運(yùn)維方案優(yōu)化，并不斷進(jìn)行迭代、確保方案合理可行，商務(wù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)，產(chǎn)品個(gè)性需求得到滿足，并形成設(shè)計(jì)模型、施工和商務(wù)方案的數(shù)字化樣品，用以指導(dǎo)實(shí)體建造和運(yùn)維過(guò)程，從而達(dá)到浪費(fèi)最小化、價(jià)值最大化。

在建造階段，通過(guò)軟件和數(shù)據(jù)形成建筑全產(chǎn)業(yè)鏈的“數(shù)字化生產(chǎn)線”，這條“生產(chǎn)線”將工廠生產(chǎn)與施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線連接與智能交互協(xié)作。實(shí)現(xiàn)工廠工業(yè)化和現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化，兩廠（場(chǎng)）聯(lián)動(dòng)，工廠工業(yè)化基于標(biāo)準(zhǔn)化、流程化，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件及部品的大規(guī)模、柔性化生產(chǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化好比是“裝配車間”，通過(guò)計(jì)劃排程到末位到小時(shí)（甚至分鐘）、任務(wù)執(zhí)行最小到工序、“圖紙模型”細(xì)化到構(gòu)件的工業(yè)化手段實(shí)現(xiàn)精益建造。通過(guò)工廠與現(xiàn)場(chǎng)的一體化實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同，將建造過(guò)程提升到工業(yè)級(jí)精細(xì)化水平，達(dá)到浪費(fèi)最小化、價(jià)值最大化、精益求精的目標(biāo)。

03

新理念

基于全生命周期的綠色節(jié)能管理

在發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)工業(yè)化（特別在其快速發(fā)展）時(shí)期，大多數(shù)是以消耗能源、犧牲環(huán)境為代價(jià)，可以說(shuō)“先發(fā)展、后治理”，這種模式的代價(jià)是很大的。所以，我們?cè)趯?shí)現(xiàn)工業(yè)化的過(guò)程中特別強(qiáng)調(diào)生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)，強(qiáng)調(diào)處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口、資源、環(huán)境之間的關(guān)系。強(qiáng)調(diào)綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展，強(qiáng)調(diào)人、建筑和自然和諧統(tǒng)一。不僅是建造過(guò)程對(duì)環(huán)境破壞污染要最小化，最終生產(chǎn)結(jié)果（建筑產(chǎn)品）也要高品質(zhì)、綠色和智慧化。

當(dāng)前，我國(guó)建筑企業(yè)普遍使用的現(xiàn)場(chǎng)澆（砌）筑方式，帶來(lái)了資源能源利用效率低、建筑垃圾排放量大、揚(yáng)塵和噪聲環(huán)境污染嚴(yán)重、工程質(zhì)量和安全沒(méi)有保障等諸多問(wèn)題。就建材消耗而言，建筑業(yè)用量最大的鋼材、水泥都是高耗能產(chǎn)品，我國(guó)鋼材、水泥生產(chǎn)總量多年處于世界第一，并且建材循環(huán)使用比例很低。如果建筑業(yè)不進(jìn)行轉(zhuǎn)型發(fā)展，傳統(tǒng)建造方式將持續(xù)造成資源能源過(guò)度消耗和浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與資源能源的矛盾會(huì)更加突出，極大制約了社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

除了指導(dǎo)意見(jiàn)提出的“推廣應(yīng)用綠色建材，發(fā)展安全健康、環(huán)境友好、性能優(yōu)良的新型建材，推進(jìn)綠色建材認(rèn)證和推廣應(yīng)用，推動(dòng)裝配式建筑等新型建筑工業(yè)化項(xiàng)目率先采用綠色建材，逐步提高城鎮(zhèn)新建建筑中綠色建材應(yīng)用比例”，我們還可以在建造過(guò)程中采用GIS+BIM+云大物移智的現(xiàn)代化數(shù)字技術(shù)，基于“全生命周期”的綠色節(jié)能管理，按照平臺(tái)化的思維，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、監(jiān)管和管理等要素，搭建建筑節(jié)能平臺(tái)，對(duì)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段進(jìn)行全過(guò)程控制、管理和監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)建筑過(guò)程中的能耗大幅度降低，最大限度地節(jié)約資源，包括節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等，保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、舒適、高效、與自然和諧共生的建筑空間。實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的低耗、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人、建筑與自然、現(xiàn)在與未來(lái)之間的利益共享。

圖：基于全生命后期的綠色建筑節(jié)能平臺(tái)

當(dāng)然還包括在后期運(yùn)維中，通過(guò)數(shù)字建筑平臺(tái)對(duì)建筑的能耗進(jìn)行管理，并升級(jí)為可感知、可分析、可控制，乃至能自適應(yīng)的智慧生命體，實(shí)現(xiàn)建筑及設(shè)施運(yùn)行策略的智能判斷，達(dá)到自我優(yōu)化、自我管理、自我維修的狀態(tài)；同時(shí)，數(shù)字建筑的自適應(yīng)性能感知和預(yù)測(cè)在建筑空間中的人的各種服務(wù)需求，提供滿足個(gè)性化需求的舒適健康的服務(wù)。

04

新生態(tài)

全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、全專業(yè)協(xié)同

我們過(guò)去的建筑業(yè)呈“瀑布狀”，從甲方到施工企業(yè)，從總包到分包，從項(xiàng)目經(jīng)理到工人層層遞進(jìn)，每個(gè)環(huán)節(jié)都不透明，相互之間難于協(xié)同導(dǎo)致建筑產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈冗長(zhǎng)，效率極其低下。針對(duì)以上問(wèn)題，本次指導(dǎo)意見(jiàn)特別強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)協(xié)同思維，強(qiáng)調(diào)全產(chǎn)業(yè)鏈、全專業(yè)協(xié)同，并基于平臺(tái)實(shí)現(xiàn)建立多方共贏的合作生態(tài)。意見(jiàn)明確要求，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，推行新型建筑工業(yè)化項(xiàng)目建筑師負(fù)責(zé)制；促進(jìn)多專業(yè)協(xié)同，通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)手段推進(jìn)建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備管線、裝修等多專業(yè)一體化集成設(shè)計(jì)，提高建筑整體性；推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，實(shí)施建筑平面、立面、構(gòu)件和部品部件、接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，推廣少規(guī)格、多組合設(shè)計(jì)方法，以學(xué)校、醫(yī)院、辦公樓、酒店、住宅等為重點(diǎn)，推廣裝配式建筑體系。

05

新組織

新型市場(chǎng)組織模式破解大建筑業(yè)難題

我國(guó)建筑業(yè)長(zhǎng)期采取的“層層分包、層層克扣”的市場(chǎng)模式，在發(fā)展中出現(xiàn)了一系類的問(wèn)題。例如：建筑質(zhì)量得不到保障、農(nóng)民工的利益得不到保障，也出現(xiàn)了“農(nóng)民工討薪”等嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。同時(shí)，這種模式也不利于建筑技術(shù)的沉淀，難以培養(yǎng)出大批高水平的產(chǎn)業(yè)工人。未來(lái)如何規(guī)范建筑市場(chǎng)，促進(jìn)更多的企業(yè)兼并重組，走規(guī)模化、集團(tuán)化的方式，并利用信息化手段促進(jìn)市場(chǎng)的透明與誠(chéng)信化，我們還有很長(zhǎng)的路要走。

指導(dǎo)意見(jiàn)還提出要大力推行工程總承包：新型建筑工業(yè)化項(xiàng)目積極推行工程總承包模式，促進(jìn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工深度融合；引導(dǎo)骨干企業(yè)提高項(xiàng)目管理、技術(shù)創(chuàng)新和資源配置能力，培育具有綜合管理能力的工程總承包企業(yè)，落實(shí)工程總承包單位的主體責(zé)任，保障工程總承包單位的合法權(quán)益；并大力發(fā)展全過(guò)程工程咨詢，大力發(fā)展以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向、滿足委托方多樣化需求的全過(guò)程工程咨詢服務(wù)，培育具備勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、招標(biāo)代理、造價(jià)等業(yè)務(wù)能力的全過(guò)程工程咨詢企業(yè)。

當(dāng)然除了指導(dǎo)意見(jiàn)提出的總承包，未來(lái)我們的行政管理部門(mén)、總承包企業(yè)、各種專業(yè)分包企業(yè)也可依托數(shù)字建筑平臺(tái)形成“大后臺(tái)、小前臺(tái)”的平臺(tái)賦能形式。“大后臺(tái)”負(fù)責(zé)能力建設(shè)，搭建各種標(biāo)準(zhǔn)體系、知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、構(gòu)件庫(kù)與工藝庫(kù)，“小前臺(tái)”則敏捷地應(yīng)對(duì)各種市場(chǎng)變化，滿足客戶的各種個(gè)性需求。

總之，新型建筑工業(yè)化涉及發(fā)展理念變革、生產(chǎn)方式變革、組織模式變革和驅(qū)動(dòng)機(jī)制變革，必將帶動(dòng)建筑業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級(jí)；同時(shí)，發(fā)展新型建筑工業(yè)化需要培育全過(guò)程、全要素、全系統(tǒng)，如設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化、管理信息化以及智能化的技術(shù)應(yīng)用，這對(duì)于打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的“中國(guó)建造”品牌，推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展具有重要的作用。

新型建筑工業(yè)化