淺析我國建筑工業(yè)自動化的現(xiàn)狀及發(fā)展

郭佳鵬

摘 要：我國建筑業(yè)經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，取得了巨大成就，對國民經(jīng)濟做出突出貢獻，與此同時也存在很多問題，我國房屋建造整個生產(chǎn)過程中，高能耗、高污染、低效率、粗放的傳統(tǒng)建造模式仍然具有普遍性，建筑業(yè)仍是一個勞動密集型產(chǎn)業(yè)，與建筑工業(yè)化、信息化的發(fā)展要求相差甚遠。大力發(fā)展新型工業(yè)自動化化建筑成為引導建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然選擇與唯一途徑，也是未來建筑業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的長期趨勢。

關(guān)鍵詞：建筑；工業(yè)化；自動化；產(chǎn)業(yè)化；現(xiàn)狀；發(fā)展

20世紀80年代以來，建材工業(yè)自動化發(fā)展速度較快，除了計算機的應(yīng)用外，分析檢測儀器和裝備也取得了較大的進展。工業(yè)自動化是機器設(shè)備或生產(chǎn)過程在不需要人工直接干預的情況下，按預期的目標實現(xiàn)測量、操縱等信息處理和過程控制的統(tǒng)稱。自動化技術(shù)就是探索和研究實現(xiàn)自動化過程的方法和技術(shù)。它是涉及機械、微電子、計算機等技術(shù)領(lǐng)域的一門綜合性技術(shù)。

1 建筑工業(yè)化含義

建筑工業(yè)化主要指“新型建筑工業(yè)化”或“住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化”，就是指通過現(xiàn)代化的制造、運輸、安裝和科學管理的大工業(yè)的生產(chǎn)方式，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑業(yè)中分散的、低水平的、低效率的手工業(yè)生產(chǎn)方式。新型建筑工業(yè)化的基本內(nèi)容是采用先進、適用的技術(shù)、工藝和裝備，科學合理地組織施工，發(fā)展施工專業(yè)化，提高機械化水平，減少手工勞動作業(yè)；發(fā)展建筑構(gòu)配件、制品、設(shè)備生產(chǎn)并形成規(guī)模經(jīng)營，為建筑市場提供各類通用建筑構(gòu)配件和制品；制定統(tǒng)一的建筑模數(shù)和重要的基礎(chǔ)標準，合理解決標準化和多樣化的關(guān)系，建立和完善產(chǎn)品標準、工藝標準、企業(yè)管理標準等；采用現(xiàn)代管理方法和手段，優(yōu)化資源配置，建設(shè)節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)代化建筑。

2 建筑工業(yè)自動化的現(xiàn)狀

目前我國大力發(fā)展建筑工業(yè)化的主要幾類企業(yè)：房地產(chǎn)開發(fā)類企業(yè)、建筑工業(yè)化全產(chǎn)業(yè)鏈式企業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)、部品一體化生產(chǎn)企業(yè)等。

房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)主要是做住宅的產(chǎn)業(yè)化，而選擇住宅產(chǎn)業(yè)化的目的是為了更好地控制建筑質(zhì)量，同時通過工業(yè)化生產(chǎn)縮短建筑建造周期提高資金周轉(zhuǎn)率。房地產(chǎn)企業(yè)具有資金的優(yōu)勢，但前期研發(fā)需要進行標準化體系設(shè)計、預制構(gòu)件的試驗，這并不是房地產(chǎn)企業(yè)所擅長的內(nèi)容。房地產(chǎn)企業(yè)在上游供應(yīng)環(huán)節(jié)進行部品、材料研發(fā)，并應(yīng)用于自身住宅開發(fā)，尋找構(gòu)配件、部品工業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，建立暢通有效的供應(yīng)鏈體系，從國際建筑工業(yè)化的發(fā)展路徑來看，將成為未來建筑工業(yè)化的領(lǐng)軍企業(yè)。

做建筑工業(yè)化全產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)多是由施工企業(yè)或預制構(gòu)件生產(chǎn)發(fā)展而立，從最初的施工安裝或預制構(gòu)配件生產(chǎn)為優(yōu)勢，不斷加大研發(fā)力度，向上游標準設(shè)計、現(xiàn)場裝配安裝甚至建筑產(chǎn)品的銷售方面延身，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的整合。從國際建筑工業(yè)化的發(fā)展路徑來看，是未來建筑工業(yè)化的領(lǐng)軍企業(yè)。

隨著鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展，我國已經(jīng)涌現(xiàn)一批領(lǐng)先的具有先進研發(fā)、設(shè)計與生產(chǎn)能力的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)。鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，標準化制作，可再生得復利用，是建筑工業(yè)化的理想結(jié)構(gòu)材料。建筑工業(yè)化成為鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的得要發(fā)展方向，但由于我國依然以混凝土結(jié)構(gòu)為主，鋼結(jié)構(gòu)的使用比重相對要小，而且使用鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)化建筑成本會更高。

3 我國建筑工業(yè)自動化發(fā)展

3.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配化

在建筑工業(yè)產(chǎn)業(yè)化中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配化是最為重要的組成部分。構(gòu)件裝配化主要是用于高層、中層結(jié)構(gòu)的施工，初始時并不需要對所有構(gòu)件都實行裝配化，可以優(yōu)先進行外墻保溫墻板的預制問題，將外墻裝飾層、保溫層、結(jié)構(gòu)層合三為一，這樣制成的預制板不但能夠明顯加快工程施工，而且又避免了墻體外腳手架的搭設(shè)、外墻保溫層的鋪設(shè)，既消除了施工中的安全隱患，又確保了工程施工質(zhì)量。結(jié)構(gòu)的內(nèi)承重墻仍可考慮現(xiàn)場澆注，樓板采用預制樓板或者疊合樓板，取消樓板支模的施工；對于隔墻、樓梯、陽臺等，可以使用工廠預制構(gòu)件，以避免抹灰作業(yè)。采用以上措施后施工現(xiàn)場現(xiàn)澆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術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以實現(xiàn)混凝土澆注機械化作業(yè)。對于6層以下的多層住宅，可以結(jié)合標準住宅設(shè)計而采用全裝配結(jié)構(gòu)；對于鋼結(jié)構(gòu)及框架結(jié)構(gòu)，可以采用永久性模板和疊合樓板充當建筑物的樓板。

3.2 加快標準體系與法制建設(shè)

建筑業(yè)的工業(yè)化改革勢必帶來安全檢驗的困擾，如工廠預制件的合格標準，構(gòu)配件搭接節(jié)點或截面的檢驗，以及整體建筑的穩(wěn)定性。右圖是魏爾曼提出的標準化空間的三維示意圖，他提出一個專業(yè)的標準化內(nèi)容包括術(shù)語符號，規(guī)格，采樣與檢驗等，盡管我國已對構(gòu)配件的生產(chǎn)尺寸及組件設(shè)計提供了統(tǒng)一標準，但是對于不同結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計生產(chǎn)，施工驗收以及相關(guān)圖集的專業(yè)術(shù)語等沒有明確清晰的劃分。部件的生產(chǎn)缺乏模數(shù)化，系列化和通用化，部品與主體，部品與部品之間的節(jié)點粗糙誤差大，缺乏相應(yīng)的市場規(guī)范，容易導致搭接錯位或留存交界縫等問題。因此，政府部門應(yīng)充分發(fā)揮其導向作用，在宣傳推廣工業(yè)化建筑理念的同時，加快完善我國模數(shù)統(tǒng)一協(xié)調(diào)標準，推進標準化體系建設(shè)，依靠過硬的指標和可信的監(jiān)管機制，為工業(yè)化進程推廣良好市場，逐漸形成適應(yīng)建筑工業(yè)化發(fā)展的管理制度。

3.3 運用BIM技術(shù)實行信息管理

建筑業(yè)擁有龐大的生產(chǎn)鏈，不僅受到國家及地方政府政策的影響，而且其生產(chǎn)模式有明顯的地域性限制，如受到當?shù)氐匦螝夂蛴绊懙鹊?。概括地說，建筑業(yè)具有“零星化”和“分離化”的特點，涉及方面多而廣，市場結(jié)構(gòu)復雜，協(xié)調(diào)管理困難，普通的管理模式將無法滿足工業(yè)化需要。引入信息化模式，推動工業(yè)化和信息化同步發(fā)展是促進我國建筑業(yè)升級的捷徑，BIM作為新興的信息化管理技術(shù)具有信息共享及可視化模擬等多項功能，在工業(yè)化裝配化搭接過程中可以進行有效的指導搭接位置、可視化模擬施工工序和及時反饋構(gòu)配件生產(chǎn)誤差信息，此外利用BIM的4D動態(tài)管理系統(tǒng)，對施工進度，資源動態(tài)，質(zhì)量安全和場地進行有效的協(xié)調(diào)控制，優(yōu)化組織流程，增強產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同能力從而達到增強房地產(chǎn)企業(yè)核心競爭力的目的，推動我國建筑工業(yè)化發(fā)展。

結(jié)束語

建筑工業(yè)化是我國未來發(fā)展的必然趨勢，在這條充滿機遇與挑戰(zhàn)的道路上，依然存在著很多壓力和困難。如此浩大的工程不可能一蹴而就，要想讓工業(yè)化不只停留于紙上談兵，不僅需要更多的實踐基礎(chǔ)來支持理論，而且需要業(yè)內(nèi)業(yè)外各方面的努力。我們應(yīng)當在了解現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上拓寬視野，吸取國內(nèi)外經(jīng)驗并源于現(xiàn)實綜合考慮我國國情，探索出一條屬于自己的建筑工業(yè)化道路。

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