推进钢结构住宅工业化建造的若干建议在2015年钢结构住宅产业化创新论坛上的主题报告（摘要）

中国工程院院士、同济大学教授 沈祖炎

推进钢结构住宅工业化建造的若干建议在2015年钢结构住宅产业化创新论坛上的主题报告（摘要）

中国工程院院士、同济大学教授 沈祖炎

住建部推动钢结构住宅的发展已有20年左右，但效果一直不太好。我想应该从钢结构的工业化建造的角度去研究，可能会对钢结构住宅有很大的推动作用。

一、建筑工业化

建筑工业化跟我们的建筑工业革命是联系在一起的，它是制造业中的一个方面。工业革命对我们的整个制造业影响非常大，而我们建筑行业的制造实际上是建筑行业的制造业。

1.三次工业革命对制造业的推动

第一次工业革命（18世纪60年代起）主要的推动是蒸汽动力的应用，并将人类带入了“蒸汽时代”。对我们制造业的影响是以机器代替手工劳动，使生产力大大提高。

第二次工业革命（19世纪70年代起）主要的推动是电力应用、新交通工具、新通讯手段，将人类带入“电气化时代”。对我们制造业的影响是自动化流水生产线、形成大规模成批生产。

第三次工业革命（20世纪50年代起）主要的推动是电子计算机、信息控制技术应用，将人类带入“信息化时代”。 对我们制造业的影响是数字化、信息控制、走向大产量定制生产。

2.第三次工业革命对制造业的其他主要影响

（1）对生产方式的影响

主要有大规模生产转向大规模定制、刚性生产系统转向可重构的柔性制造系统和工厂化生产转向社会化生产。

（2）对技术发展的影响

主要有生产制造快速成型，新材料复合化、纳米化，以及生产系统数值化、信息化、智能化（柔性化制造）。

3.我国工业化道路的发展趋势

党的十六大提出了新型工业化，十八大又提出了中国式新型工业化道路，其基本要求有四点：提高科技创新能力、减少环境污染、降低能源消耗、提高经济效益。

4.现代建筑工业化

走新型工业化化道路，要符合以下四个特点：

高效率：工厂化、自动化、规模化(流水线)、信息化、多样化，大幅提高生产效率；

高质量：通过加工精度和质量提高来提升产品性能和耐久性；

高科技：依托技术创新，实现减排和可持续发展；

高效益：通过规模化生产和资源高效利用，总体上降低单位成本、提高产品性价比、提高经济效益。

我们钢结构住宅要走工业化道路应该达到以上四个高，这是我们要极力解决的瓶颈。

二、现代建筑工业化建造的本质

1．几个落后的观念

观念一：工业化建造就是预制装配化

这个观念是第一次工业革命时期的水平，只是以机器代替人工而已，可能落后100-140年。 以这个观念来指导我们的工作已经出现为工业化而装配化的费工费料的不良后果，特别是钢结构建筑，设计时按整体设计，施工单位坼分做成预制产品，然后再按照整体要求拼装，既费时又提高了成本，这不是我们工业化的要求，这样的工业化是落后的、是倒退的。

观念二：现在的钢结构建筑已是工业化建造

这是第二次工业革命中期的水平，仅有部分结构构件和维护构件用工业化流水线生产，可能落后不少于50-80年。以这个观念来指导我们的工作已经形成建筑工业化与钢结构不相关的不良局面。

2.可能会误导的口号

（1）像搭积木一样建房子：即建筑部品化，两天建一层楼。只考虑安装，没有考虑房屋结构的特点（结构效率、安全、耐久等）使用要求。

（2）像造汽车一样建房子：即集成体系品牌化、生产工厂（流水线）化。房屋产品与汽车产品是有区别的，不可能一次造出几百万栋房子。

流水线生产的想法是好的，但是怎样才能做到流水线生产？它涉及到建筑工业化本质的问题。

3.现代建筑工业化的本质

技术水平定位处于第三次工业革命阶段的水平，具备两个特征：信息技术控制下的建造；从大规模成批生产走向打产量定制生产，即个性发展。

（1）技术要点：

应在大量定制生产条件下做到九个化。

①建筑设计个性化：

建筑、结构、制作联合调研，提出若干种既有可能形成体系建筑又能实现建筑设计个性化的体系建筑方案。

②结构设计体系化：

提出若干种可以采用的最佳结构形式，并完成构件、节点等的相关参数的优化。

③各部尺寸模数化：

建筑、结构 、水、暖、电等全专业协调的模数体系开发。

④结构设计体系化：

对不同的结构体系，提出标准化、系列化的结构部品体系，实现用最少种类的标准“积木”组建尽可能多的建筑形式。

⑤加工制作自动化：

在结构部品标准化工作的基础上，提出最大效率利用现代信息控制技术的自动化流水生产线。

⑥配套部品商品化：

提出配套部品商业化的要求，建立部品信息网、物流网。

⑦现场安装装配化：

运到安装现场的建筑部品必须是集成化的，研发装配专用设备，实现装配工艺高效化、定型化和标准化。

⑧设计、建造、运行维护信息化：

基于BIM 技术，建立全过程信息化平台。

⑨拆除废件资源化：

在设计、建造等环节中应考虑整个建筑拆除废件的资源化利用可能性。

着力做到以上九条，并且实现可持续发展，是第三次工业革命所需要的对工业化的要求。

（2）技术特征：

菜单式订购、部品工业化生产、BIM施工组织管理、机械化装配、信息化全生命周期管理。

（3）工业化效果，体现在：

①建筑品位：美观、适用、坚固、耐久；

②生产力：大幅提高劳动效率；

③经济：降低成本和提高性价比；

④社会效益：提升品质和安全、资源节约和环境友好。

三、钢结构住宅工业化建造的主要优势

1．已具有的基础

（1）已基本达到预制装配化建造。

（2）已具备建造智能化自动制造流水线的能力。

（3）已形成若干种符合建筑工业化制造特征的体系建筑，如：轻型工业厂房的轻钢门式刚架建筑，造价便宜，经济效益高；螺栓球节点网架结构体系建筑，自上世纪80年代以来备受推崇。

（4）已完成多种建筑部品的商业化生产，如：墙面、楼面、屋面等部品的商业化生产已有一定基础。

（5）已探索若干种体系建筑的工业化建造，如：框架结构体系。

所以钢结构的工业化建造已经具有一定基础。

2.具有的主要优势

从目前来看，钢结构建筑具有诸多优势，最适合建筑工业化建造：

（1）改革创新起点高；

（2）企业的转型升级发展快；

（3）节能减排效果好；

（4）行业面貌变革广。

这些对我们钢结构行业来说都是非常有利的情况。

四、钢结构住宅工业化建造当前存在的问题

1.对钢结构建筑工业化建造的实现蓝图不明确

（1）领导部门缺乏统一和有力的指导和组织；

（2）企业部门缺乏明确的目标和有效的措施 。

2.对建筑工业化建造需要全行业协同攻关无认识

（1）领导部门的激励政策偏向于制作企业；

（2）设计部门几乎未参与；

（3）制作施工企业各自为战。

3.对发展建筑工业化建造所推行的措施与其发展规律不相符

（1）没有按全行业系统工程的要求协同攻关；

（2）没有立足行业发展，让建筑师牵头组织不同专业人员协同攻关；

（3）不按自身发展规律，用行政命令或一股热情，必然是事倍功半、得不偿失、劳民伤财。

五、推进钢结构住宅工业化建造的若干建议

1.中国建筑金属结构协会应起领导和组织作用

（1）协会应该按照钢结构建筑工业化建造的发展规律，引领协会全体成员走正确的发展道路；

（2）协会应该指导建筑钢结构分会遴选合适人员，组织钢结构建筑工业化建造委员会，负责技术指导工作；

（3）协会应该与钢结构建筑工业化建造委员会一起制定钢结构建筑工业化建造的中长期发展目标。

2.委员会应该在行业中对工业化建造的实现负技术责任

（1）组织并完成顶层设计，制定中长期发展规划和近期实施计划；

（2）落实实施计划并进行指导和监督；

（3）选择若干个合适单位对实施计划的不同内容进行试点。

3.关于钢结构建筑工业化建造中长期发展规划的建议

（1）目标：

钢结构建筑现代工业化建造水平符合第三次工业革命信息化时代的特征，具体来说，要求实现信息技术控制下的建造，能从大规模成批生产向大产量定制生产转变。

（2）技术内容：

应体现现代化工业化本质的“九个化”，可以从钢结构多高层建筑开始（包括住宅、办公楼等等）。

（根据录音整理，未经本人审阅）

【文献标识码】C

【文章编号】1671-3362(2015)08-0032-03