浅析我国建筑工业自动化的现状及发展

郭佳鹏

摘 要：我国建筑业经过几十年的不断发展，取得了巨大成就，对国民经济做出突出贡献，与此同时也存在很多问题，我国房屋建造整个生产过程中，高能耗、高污染、低效率、粗放的传统建造模式仍然具有普遍性，建筑业仍是一个劳动密集型产业，与建筑工业化、信息化的发展要求相差甚远。大力发展新型工业自动化化建筑成为引导建筑业转型升级的必然选择与唯一途径，也是未来建筑业实现可持续发展的长期趋势。

关键词：建筑；工业化；自动化；产业化；现状；发展

20世纪80年代以来，建材工业自动化发展速度较快，除了计算机的应用外，分析检测仪器和装备也取得了较大的进展。工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子、计算机等技术领域的一门综合性技术。

1 建筑工业化含义

建筑工业化主要指“新型建筑工业化”或“住宅产业现代化”，就是指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的生产方式，来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。新型建筑工业化的基本内容是采用先进、适用的技术、工艺和装备，科学合理地组织施工，发展施工专业化，提高机械化水平，减少手工劳动作业；发展建筑构配件、制品、设备生产并形成规模经营，为建筑市场提供各类通用建筑构配件和制品；制定统一的建筑模数和重要的基础标准，合理解决标准化和多样化的关系，建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准等；采用现代管理方法和手段，优化资源配置，建设节能环保的现代化建筑。

2 建筑工业自动化的现状

目前我国大力发展建筑工业化的主要几类企业：房地产开发类企业、建筑工业化全产业链式企业、钢结构生产企业、部品一体化生产企业等。

房地产开发企业主要是做住宅的产业化，而选择住宅产业化的目的是为了更好地控制建筑质量，同时通过工业化生产缩短建筑建造周期提高资金周转率。房地产企业具有资金的优势，但前期研发需要进行标准化体系设计、预制构件的试验，这并不是房地产企业所擅长的内容。房地产企业在上游供应环节进行部品、材料研发，并应用于自身住宅开发，寻找构配件、部品工业化生产企业，建立畅通有效的供应链体系，从国际建筑工业化的发展路径来看，将成为未来建筑工业化的领军企业。

做建筑工业化全产业链的企业多是由施工企业或预制构件生产发展而立，从最初的施工安装或预制构配件生产为优势，不断加大研发力度，向上游标准设计、现场装配安装甚至建筑产品的销售方面延身，实现全产业链的整合。从国际建筑工业化的发展路径来看，是未来建筑工业化的领军企业。

随着钢结构行业的发展，我国已经涌现一批领先的具有先进研发、设计与生产能力的钢结构企业。钢结构企业易于实现工业化生产，标准化制作，可再生得复利用，是建筑工业化的理想结构材料。建筑工业化成为钢结构企业的得要发展方向，但由于我国依然以混凝土结构为主，钢结构的使用比重相对要小，而且使用钢结构的工业化建筑成本会更高。

3 我国建筑工业自动化发展

3.1 结构构件装配化

在建筑工业产业化中，结构构件装配化是最为重要的组成部分。构件装配化主要是用于高层、中层结构的施工，初始时并不需要对所有构件都实行装配化，可以优先进行外墙保温墙板的预制问题，将外墙装饰层、保温层、结构层合三为一，这样制成的预制板不但能够明显加快工程施工，而且又避免了墙体外脚手架的搭设、外墙保温层的铺设，既消除了施工中的安全隐患，又确保了工程施工质量。结构的内承重墙仍可考虑现场浇注，楼板采用预制楼板或者叠合楼板，取消楼板支模的施工；对于隔墙、楼梯、阳台等，可以使用工厂预制构件，以避免抹灰作业。采用以上措施后施工现场现浇混凝土工程量仍很多，但由于商品混凝土站的增多以及泵送混凝土技术的发展，已经可以实现混凝土浇注机械化作业。对于6层以下的多层住宅，可以结合标准住宅设计而采用全装配结构；对于钢结构及框架结构，可以采用永久性模板和叠合楼板充当建筑物的楼板。

3.2 加快标准体系与法制建设

建筑业的工业化改革势必带来安全检验的困扰，如工厂预制件的合格标准，构配件搭接节点或截面的检验，以及整体建筑的稳定性。右图是魏尔曼提出的标准化空间的三维示意图，他提出一个专业的标准化内容包括术语符号，规格，采样与检验等，尽管我国已对构配件的生产尺寸及组件设计提供了统一标准，但是对于不同结构体系的设计生产，施工验收以及相关图集的专业术语等没有明确清晰的划分。部件的生产缺乏模数化，系列化和通用化，部品与主体，部品与部品之间的节点粗糙误差大，缺乏相应的市场规范，容易导致搭接错位或留存交界缝等问题。因此，政府部门应充分发挥其导向作用，在宣传推广工业化建筑理念的同时，加快完善我国模数统一协调标准，推进标准化体系建设，依靠过硬的指标和可信的监管机制，为工业化进程推广良好市场，逐渐形成适应建筑工业化发展的管理制度。

3.3 运用BIM技术实行信息管理

建筑业拥有庞大的生产链，不仅受到国家及地方政府政策的影响，而且其生产模式有明显的地域性限制，如受到当地地形气候影响等等。概括地说，建筑业具有“零星化”和“分离化”的特点，涉及方面多而广，市场结构复杂，协调管理困难，普通的管理模式将无法满足工业化需要。引入信息化模式，推动工业化和信息化同步发展是促进我国建筑业升级的捷径，BIM作为新兴的信息化管理技术具有信息共享及可视化模拟等多项功能，在工业化装配化搭接过程中可以进行有效的指导搭接位置、可视化模拟施工工序和及时反馈构配件生产误差信息，此外利用BIM的4D动态管理系统，对施工进度，资源动态，质量安全和场地进行有效的协调控制，优化组织流程，增强产业链协同能力从而达到增强房地产企业核心竞争力的目的，推动我国建筑工业化发展。

结束语

建筑工业化是我国未来发展的必然趋势，在这条充满机遇与挑战的道路上，依然存在着很多压力和困难。如此浩大的工程不可能一蹴而就，要想让工业化不只停留于纸上谈兵，不仅需要更多的实践基础来支持理论，而且需要业内业外各方面的努力。我们应当在了解现状的基础上拓宽视野，吸取国内外经验并源于现实综合考虑我国国情，探索出一条属于自己的建筑工业化道路。

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