加速的建筑工业化

■ 本刊记者 叶昌元

未来城乡

加速的建筑工业化

■ 本刊记者 叶昌元

建筑工业化说起来并不新鲜，有好几千年历史了。秦砖汉瓦难道不是在工厂—窑厂里生产出来的吗？只不过工业化率不高，在施工现场还有大量的铺砌工作。再说，古代的砖瓦建筑也未普及，农舍中就有大量的夯土墙、茅草屋顶等。

现代的建筑工业化在施工现场劳动量大为减少的同时，还要增加信息化、智能化、自动化。施工图除了要指导现场安装外，还要向上游的生产环节延伸，指导工厂制作。

建筑施工的全自动化已露端倪

上世纪 80 年代，计算机辅助设计（CAD）已在我国萌芽，到了 90 年代已普遍推行：工程设计人员甩掉了图板、计算器，把繁重的绘图、计算任务交给了计算机，把更多的精力花在结构创新、建筑创作上。当时，技术人员开始憧憬：计算机辅助施工（CAC）、计算机辅助管理（CAM）也将呼之欲出，这类事情指日可待，比如：在工地上，电脑指挥数控机床，完成钢筋加工；在设计图与施工图完成后，电脑直接打出工程量清单、构件清单。

遗憾的是，由于科技水平之外的各种原因，CAC、CAM没有像CAD一样迅速推广应用。

上海张江高新区用 3D 打印机打印出来的混凝土构件样板。“油墨”用回收的建筑垃圾制成

美国明尼苏达州一个承包商用3D打印机打印中世纪城堡。就这么个小城堡还是打印与装配相结合的产物。下图是分别打印的构件

这时候，3D 打印却横空出世。应该说，它是 CAD、CAC、CAM的综合产物，是高新技术的集成，是建筑施工自动化的小高潮。3D打印建筑从一诞生就受到广泛关注，就是因为让人们窥测到建筑业的未来。

但是，3D 打印的局限性也是明显的：一是由于“打印机”自身的体量有限，只能打印小型建筑、模型、用具或工艺品等，不可能建造大型建筑；二是对“油墨”的要求苛刻，只能是混凝土、树脂一类的可塑性物质。

因此，至少从目前来说，3D打印还处于“观赏”阶段，并未撼动建筑业传统的生产、施工方式。

计算机辅助管理的应用

如果说3D打印对应的是物质波动说—物质连续不可分，装配式建筑对应的是物质粒子说—物质可分。看似完全不同的途径，但3D打印对于装配式仍有很强的借鉴意义，那就是“想清楚了再表达”—想，就是做好设计、施工和管理的软件；表达，就是施工方式。

当一座装配式建筑的施工图确定后，应该说，这座建筑的所有构件，包括其种类、数量、规格、材质也都确定下来了；构件生产的顺序也同时确定—先生产一层的还是先生产二层的，先生产柱还是先生产梁。然后，电脑生成任务单，交给各生产车间。这样庞杂的统计、管理工作完全应该交给计算机，可以减少人为的失误。这就是CAM的用处。

这样的管理下，生产构件的预制厂基本不需要成品仓库—根据施工进度确定生产速度。比如，施工速度是三天一层，制梁车间在三天内生产出一层内所需的梁，制柱车间也是如此。生产出来的构件直接吊装到往工地输送构件的卡车上。

往卡车上吊装构件时，需要遵守严格的程序，即先装什么，后装什么，由工地上的安装顺序决定—需要先安装的放在上层，后安装的放在下层。卡车将构件运到工地后不需卸车，直接供给安装工人，直到车上构件用完，再返回预制厂。

这就需要开发工地施工与构件生产一体化的CAM软件。只有这种精细化的管理才能更好地发挥装配式建筑高效、绿色的优势：不浪费材料，不积压产品，缩短装卸流程，工厂与施工现场都不需要仓库或堆场。

不仅如此，CAM还可以用于优化施工流程，进行工期管理，对人、财、物统筹安排等。

开往工地的卡车。上面构件的堆放顺序由安装顺序决定

代替预制工厂的造楼机问世

就在我国大力发展装配式建筑的战略出台的同时，一种新型建造技术问世了，那就是深圳市卓越工业化智能建造开发有限公司发明的“空中造楼机”。他们声称，“将工厂搬到施工现场”。这个机器实际上就是一个集构件生产与施工为一体的设备平台，既取代预制厂，又取代工地脚手架。在将要施工的高层或超高层建筑周围，由该公司培养的团队搭起这样一个平台，进行安装调试后，以每五天一层的速度浇筑混凝土。施工完毕，他们再逐层拆卸。自始至终，这个团队只需要56名技术与管理人员。据他们测算，用工是传统生产、施工方式的八九分之一。

这种平台可以根据不同的建筑平面而组装，可以用租赁的方式循环使用，一年一个使用周期，可用十年。据说，五年即可收回设备成本。

在北京市顺义区马坡镇用“空中造楼机”进行北京市公租房足尺试验建造

施工中的“空中造楼机”局部

就在各地为推行装配式建筑，为预制厂选址时，卓越公司说“不用建厂”。非但如此，所有的建筑材料不需拉到预制厂、制成构件后再运到工地，而是直接拉到工地，少了周折，还避免了大型构件运输会碰到的难题。

在建筑工业化的道路上，又多了一名长跑选手。至于谁的成绩更好，还需要一定时间的检验。

建筑工业化明显加速

今天与秦砖汉瓦时代的建筑工业化，区别不在于用粘土做原料，还是用钢材、玻璃做原料，而在于发展速度明显不同。在以往的几千年中，砖瓦的工业化几乎是一潭死水、波澜不惊。今天的建筑工业化不到十年即上一个大台阶，每一个台阶上都有标志性、突破性的产品问世，如爬模、CAD、3D 打印机。“空中造楼机”会不会成为标志性的产品，我们将拭目以待。

空中造楼机”支模俯瞰。模板可以按标准化、模数化设计，可以组合出不同平面

近些年的建筑工业化表现为：机器设备的科技含量、用量快速增长；人均生产率、产值大幅提高；繁琐而重复的劳动尽量交给电脑或机器；建筑产品的施工难度越来越大，建筑物的高度、跨度等也越来越大。

楼面混凝土浇筑，可能看不到一个人了

顺着这种发展趋势，我们不难判断建筑业将会出现以下现象：

一、工人更多地被机器取代。人工费用的不断提高，刺激了代替人工的机器的研发。而新型机器设备的投入，将进一步“挤掉”工人。由于工厂化生产，一些岗位将被机器人占据。在某些方面，企业负责人更愿意使用机器，可以避免工伤补偿、人为失误、高额劳保等。

二、技术人员职业分化。无论是设计、施工，还是监理，不需要现在这么多工程师。他们中的一部分人操作仪器、机器，就像医院里有些被称作大夫的，只负责操作B超、CT；一部分人从事结构创作、方案优化，以便改善建筑功能、降低施工成本、节能节材；还有一部分人从事新型材料、设备、软件的研发。

如果这三种技能都不具备的、传统意义上的工程师，可能面临下岗。

三、建筑企业资质管理、招投标等一系列制度将会受到冲击，因而改弦更张。将来，对企业技术人员的数量、设备的数量不必作要求。企业的业绩和信用将是透明的，这些东西决定自己能不能揽到活、揽什么样的活。招标的要求更加灵活，鼓励不同的途径解决工程问题。

四、标准规范的立项、更新、修订的密度加大，其分类也越来越多、越来越细。新产品、新材料、新工法的不断涌现，推动标准规范的快速更新。如何让规范内容的刚性、弹性相辅相成，将是一个值得深入探讨的问题。

建筑企业、从业者只有看清建筑工业化的加速发展趋势，才能更有利地应对它带来的冲击。政府主管部门更应该看到相关企业和从业者的活力、创造力，才能主动服务行业，引导而不是束缚生产力的释放。