01

  建筑工業(yè)化的定義

  建筑工業(yè)化，就是用工業(yè)產品的設計和制造方法，進行房屋建筑的生產，把產品設計成具有一定批量的標準化部件或集成化的部品，再用標準部件或者部品組裝成房屋產品。在數(shù)量和規(guī)模足夠大時，就可以投入先進的機械設備，提高生產質量和效率、降低勞動強度，同時有利于降低產品成本。

  從世界和我國近代的發(fā)展史看，工業(yè)化與人們生產生活息息相關，在對“衣、食、行、用、住”五個方面的物質追求，都經歷了從手工作業(yè)到工業(yè)化生產的變革，工業(yè)化提高了社會生產力，極大地滿足了人們對美好生活的向往。改革開放近 40 年來，在技術進步的同時，我國各行各業(yè)的工業(yè)化水平不斷提高，生活水平得到不斷改善。紡織和制衣行業(yè)的工業(yè)化使人們不再穿補丁衣服，并且服裝行業(yè)一度是我國主要的創(chuàng)匯來源；農業(yè)種養(yǎng)加工的工業(yè)化解決了餓肚子的問題，現(xiàn)在甚至地溝里面都有“油”了；交通工具的工業(yè)化改變了我們的出行方式，車船飛機成為主要的交通工具，一日千里已經成為常態(tài)；制造業(yè)的工業(yè)化提升了家具家電的產量、質量和性能，已經進入了信息化時代，現(xiàn)在出門只要帶上一部手機就可以解決所有的需求；以上都是工業(yè)化為我們帶來的幸福生活。惟有建筑業(yè)由于工業(yè)化不足，反而被“作坊化、手工化”，科技貢獻率已經低于農業(yè)，并且建筑施工的從業(yè)者在辛苦之余，還得不到社會尊重，行業(yè)面臨巨大的衰變。那么是什么原因導致了我國的建筑業(yè)與全社會的工業(yè)化發(fā)展潮流格格不入呢？

  是由于建筑功能的多樣性，以及建設過程的復雜性，建筑產品的惟一性，導致了建筑業(yè)的工業(yè)化具有一定的難度。組成建筑最重要的結構部分包括鋼結構、混凝土結構、木結構，以及由鋼構件、混凝土構件、木構件組成的混合結構等，不同的結構形式所用的材料和加工方法差別很大，例如鋼結構的制造一般在工廠采用切割后焊接的方法，在工地施工時一般采用螺栓、鉚釘或者焊接的組裝方法，形成能夠承受荷載的鋼結構，具有強度高、重量輕的特點，在我國主要應用于單層廠房、大跨度公共建筑、高層和超高層的酒店和寫字樓；而混凝土由于是一種具有流動性的松散材料，施工時必須使用模具塑形，在水化反應過程中逐漸硬化成型，因此既可以在施工現(xiàn)場澆筑，也可以在工廠里制成不同的構件單元，再到工地進行組裝施工，構件之間的連接可以采用類似于鋼結構的機械連接，也可以采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土組裝成整體，還可以采用焊接或后張預應力的方法形成受力的結構，具有耐久性好、造價便宜的特點，在我國被廣泛應用于各類工業(yè)與民用建筑，是主流的建筑結構形式；木結構由于木材兩向不同性的力學特征，往往采用鋸、切、刨、鉆、粘、釘?shù)姆椒ㄟM行加工，需要使用大量的機械，因此一般是在工廠加工成不同的構件或部品，在現(xiàn)場通過螺栓和螺釘連接，木結構雖然比較輕、施工簡便，但由于我國木材資源不夠豐富，實際應用較少，在美國、加拿大、日本等國，木結構是主要的住宅建筑形式，隨著經濟的全球化，充分利用國外木材資源發(fā)展國內低矮建筑，特別是小城鎮(zhèn)和農村房屋，是未來的發(fā)展方向。

  從以上可以看出不同的建筑結構形式，其生產特點差別很大，因此實現(xiàn)建筑工業(yè)化的方法就有很多種。鋼結構和木結構一般都是在工廠生產，現(xiàn)場裝配施工，因此都是裝配式建筑，其生產施工的方法比較接近于工業(yè)化。而混凝土結構由于既可以現(xiàn)場澆筑，也可以工廠預制后裝配化施工，既可以使用普通鋼筋，也可以采用預應力鋼筋，從底層到超高層、從小開間到大跨度，應用方法比較靈活，目前已經是國內主要的建筑結構形式。從近 30 年的發(fā)展來看，施工方法主要是以現(xiàn)澆為主，預制裝配的比例不足 5%，現(xiàn)澆施工需要不停的加工和支設模具，并且混凝土成型后需要現(xiàn)場養(yǎng)護，需要消耗大量的人力，并且產生大量的建筑垃圾，環(huán)境污染較重，再加上房屋質量主要取決于操作人員的手藝，開裂空鼓、防水滲漏等質量通病較多，再加上近年來國內人口紅利的逐漸消失，勞動力不足和建設發(fā)展規(guī)模的擴大已經成為突出的矛盾，不得不向建筑工業(yè)化轉型，混凝土建筑的工業(yè)化也就成為了我國需要研究的重點。

  02

  混凝土建筑的工業(yè)化包括哪些內容

  通過以上的分析發(fā)現(xiàn)，鋼結構和木結構基本上可以按照工業(yè)化的方法生產，技術方法和生產工藝不需要進行太大的改進，我國建筑工業(yè)化的主要矛盾體現(xiàn)在鋼筋混凝土結構建筑方面，這是需要重點解決的問題之一?；炷练课莩酥黧w結構的建設以外，一般還需要進行機電設備的安裝，以及裝飾裝修才能具備完整的建筑功能，因此，建筑工業(yè)化的主要內容就包括主體結構的工業(yè)化生產，并且機電管線和設備的安裝以及裝飾裝修需要與結構主體的工業(yè)化相適應，才能成為功能完善、質量標準的合格建筑。

  因此，我國混凝土建筑的工業(yè)化內容應該包括：現(xiàn)澆結構的工業(yè)化、預制裝配式結構的工業(yè)化、機電設備安裝接口的工業(yè)化、裝飾裝修的工業(yè)化，混凝土建筑主體結構的施工大約占據(jù)了 70% 的工作量，是需要解決的主要矛盾，也是本課程的主要內容，因此，機電設備和裝飾裝修的工業(yè)化不再贅述。

  03

  國內混凝土建筑工業(yè)化發(fā)展的方向

  實現(xiàn)混凝土建筑的工業(yè)化，有三條主要的技術發(fā)展方向：

  ▲ 一是發(fā)展快裝早拆模架系統(tǒng)的現(xiàn)澆施工方法，比如采用工具式模架系統(tǒng)、滑模系、飛模系統(tǒng)等進行現(xiàn)澆施工。

  ▲ 二是預制生產和現(xiàn)場裝配的裝配式建筑施工方法，比如在工廠或現(xiàn)場預制好混凝土的梁、板、墻、柱、樓梯、陽臺等部件，甚至可以提前加工成整體預制的廚房和衛(wèi)生間部品，在現(xiàn)場通過連接技術組裝成結構和房屋。

  ▲ 三是免模板或免拆模板的現(xiàn)澆成型施工方法，比如預制成疊合樓板或、疊合式剪力墻、預制疊合梁、預制模殼等。其中的免模板和免拆模技術一般都離不開在工廠的預先制造，可以說是介于預制與現(xiàn)澆之間，其預制生產和現(xiàn)場裝配的特征可以與裝配式建筑劃歸為同一類施工方法，只是在工廠里預制生產的完成程度不同而已。簡單歸納，可以把混凝土建筑工業(yè)化的發(fā)展總結為：如何提高現(xiàn)澆施工的工業(yè)化水平，以及如何實現(xiàn)預制裝配式建筑。

  從我國目前的混凝土建筑技術發(fā)展水平看，現(xiàn)澆結構由于易于設計、安全可靠，目前仍是國內主要的施工方法，特別是近 20 年來發(fā)展進步很快，商品混凝土和成型鋼筋的專業(yè)化配送，混凝土泵送技術的提高，在促進建設速度和建筑質量提高的同時，減輕了工人的勞動強度；目前存在的主要問題是現(xiàn)場支設腳手架和模板的鋪設，為了節(jié)省人工和周轉材料，近年來鋁合金和塑料材質的定型模板技術得到快速發(fā)展，在高層建筑的標準層施工中，可以實現(xiàn)快裝早拆，并且尺寸精準，能夠基本免除抹灰，減輕房屋自重有利于抗震，同時增大了購房者的實際得房面積，是一項值得大力推廣的現(xiàn)澆技術，目前在廣東等南方地區(qū)得到了普及。快裝早拆的定型模架現(xiàn)澆施工技術，由于沒有改變傳統(tǒng)的施工方法，因此一般的施工單位比較容易掌握，質量和效率有保證，只要把標準化設計研究好，在標準層數(shù)量足夠的情況下，具有良好的經濟性，適合國內大多數(shù)企業(yè)采用。

  裝配式混凝土建筑雖然是未來發(fā)展的主要方向，但是由于技術難度較高，建設過程的管理變革也較大，并不是每一家企業(yè)都具有相應的技術水平和管理能力，因此，企業(yè)在發(fā)展建筑工業(yè)化轉型升級過程中，必須加強對技術和生產工藝、安裝工法的學習和研究，應該堅持循序漸進的原則，從簡單的、容易的做起，逐漸適應。

  對于技術和管理水平較高的企業(yè)，可以發(fā)展裝配式混凝土建筑，對于大多數(shù)企業(yè)，可以從快裝早拆式模架系統(tǒng)的現(xiàn)澆結構做起，同樣可以起到提升建筑工業(yè)化水平的作用，只要堅持建筑工業(yè)化“提高建筑質量、提升施工效率、減少作業(yè)難度、減少污染排放”的初心，實現(xiàn)“快、好、省”地建設，就可以實現(xiàn)經濟效益和社會效益雙豐收的目的。

  總結：裝配式建筑是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的重要手段，也是未來建筑業(yè)的發(fā)展方向，鋼結構和木結構本身就是裝配式建筑，由于混凝土建筑是我國的主流建筑形式，因此，解決混凝土建筑的工業(yè)化是主要矛盾，傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工為主的混凝土結構建筑在進行工業(yè)化轉型過程中，既要對現(xiàn)澆施工的手段進行工業(yè)化改造，也要對裝配式混凝土建筑發(fā)展進行研究，只有現(xiàn)澆和預制裝配的水平同步得到發(fā)展，我國的建筑工業(yè)化水平才能取得進步。

  預制裝配式混凝土建筑的技術難度較大，目前國內仍處于發(fā)展的初級階段，資源配置不足，應用不成熟，技術水平和人才儲備與發(fā)達國家相比還相去甚遠，還需要不斷加強學習，充分消化和吸收國外的先進經驗，并結合國情進行系統(tǒng)研究，在技術和管理方面逐步提升，在理論和實踐方面進行技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、制度創(chuàng)新，走具有中國特色的裝配式建筑發(fā)展道路。