淺析工業(yè)化建筑

李田田，江昔平

(安徽理工大學(xué)，安徽 淮南 232001)

0 前 言

近幾十年來，在科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的背景下，建筑業(yè)的發(fā)展日趨成熟。與此同時(shí)，各國(guó)積極推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)智能化與工業(yè)化的融合發(fā)展。我國(guó)頒布了一系列措施政策推動(dòng)建筑業(yè)邁向智能化和工業(yè)化。工業(yè)化建筑改變了傳統(tǒng)的建筑模式，結(jié)合了工廠化制造與精益生產(chǎn)組裝的優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)建筑價(jià)值的創(chuàng)新活動(dòng)。工業(yè)化建筑與建筑信息模型(BIM)先進(jìn)信息技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)融創(chuàng)，推動(dòng)了建造過程精益、高效、綠色和低碳的協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)了自動(dòng)化的發(fā)展，也保障了施工現(xiàn)場(chǎng)的安全。

1 現(xiàn) 狀

工業(yè)化建筑主要是根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，將建筑構(gòu)件“工廠化”生產(chǎn)，進(jìn)行預(yù)制化，然后經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)組裝施工，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等全部流程，整合成產(chǎn)業(yè)鏈的方式進(jìn)行建造。工業(yè)化建筑基本途徑是建筑標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化、施工機(jī)械化和管理科學(xué)化，逐步采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新成果，以提高勞動(dòng)效率，降低工程成本，提高工程質(zhì)量[1]。

我國(guó)大力推動(dòng)建筑工業(yè)化的發(fā)展。隨著科技的進(jìn)步，經(jīng)驗(yàn)的積累，工業(yè)化建筑打破了傳統(tǒng)的建筑模式，以一種全新的建造方式改變著人們的生活。相比于傳統(tǒng)的建造模式，工業(yè)化建筑有著先進(jìn)的技術(shù)支撐，建筑構(gòu)件的批量生產(chǎn)，大大縮短了建設(shè)周期，提高了生產(chǎn)率。由于設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，建筑質(zhì)量也得到了提高。工業(yè)化建筑能夠?qū)Y源合理利用，循環(huán)利用，符合了綠色、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念。

工業(yè)化建筑是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的趨勢(shì)，是建筑業(yè)發(fā)展過程的必然階段。就目前而言，我國(guó)的工業(yè)化建筑還處于不斷探索的階段，還有很大的發(fā)展空間。

2 工業(yè)化建筑的基礎(chǔ)問題

工業(yè)化建筑不同于傳統(tǒng)的建筑，不管是在設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)階段還是施工階段，都受到很多因素的影響，各階段主要問題如下。

2.1 設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)階段，對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)來說，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)起到了關(guān)鍵的作用。所有的構(gòu)件尺寸必須準(zhǔn)確，構(gòu)件尺寸誤差不僅影響生產(chǎn)，而且會(huì)影響施工過程中的拼接、組裝。通過設(shè)計(jì)模具，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行批量化生產(chǎn)，不僅保證了尺寸的統(tǒng)一性和標(biāo)準(zhǔn)性，而且大大提高了構(gòu)件的生產(chǎn)效率。然而，由于生產(chǎn)加工場(chǎng)地受限，模具的設(shè)計(jì)尺寸必然不宜過大；由于各種構(gòu)件形態(tài)各異，設(shè)計(jì)的模具成本也會(huì)提高。這些限制對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。

由于工業(yè)化建筑還處于初級(jí)階段，技術(shù)體系尚未完善、設(shè)計(jì)技術(shù)還不成熟，因此，無法為建筑工程提供高品質(zhì)的技術(shù)支撐。同時(shí)也給設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)階段帶來了很多問題，工程項(xiàng)目的全壽命周期難以得到保障。對(duì)于設(shè)計(jì)階段而言，設(shè)計(jì)技術(shù)和模式仍然是阻礙工業(yè)化建筑發(fā)展的重要因素。

2.2 生產(chǎn)階段

工業(yè)化建筑主要是通過類似“工廠化”批量生產(chǎn)建筑構(gòu)件，通過工廠化制造與精益生產(chǎn)組裝，提高建筑生產(chǎn)率。對(duì)于批量化的生產(chǎn)，必須考慮到構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化。由于構(gòu)件尺寸以及造型標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，構(gòu)件生產(chǎn)需要根據(jù)不同的尺寸規(guī)格，制作不同的模具。構(gòu)件尺寸及造型標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，則生產(chǎn)效率越高，生產(chǎn)成本越低。因訂單需求較多，為了減少工廠生產(chǎn)工作量、便于生產(chǎn)，工廠一般會(huì)在設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)所有的模具進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)化，通過構(gòu)件拆分，將不同類型的構(gòu)件通過規(guī)格統(tǒng)一劃分[2]，劃分的同時(shí)增加了成本和工作量。

目前工業(yè)化建筑發(fā)展還不成熟，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展時(shí)間短，需求大。整個(gè)生產(chǎn)流程缺乏管理機(jī)制，生產(chǎn)設(shè)備缺乏足夠的科技含量，精度低以及機(jī)器故障率高等問題，造成工業(yè)集成化低，構(gòu)件的批量生產(chǎn)與供應(yīng)不匹配、不均衡等問題。

2.3 施工階段

工業(yè)化建筑構(gòu)件是根據(jù)施工要求，在工廠提前加工，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)組裝拼接。預(yù)制構(gòu)件像預(yù)制墻板、樓梯板等一般需要經(jīng)過放線、吊裝和安裝以及驗(yàn)收的過程。在安裝過程中，要考慮到構(gòu)件安裝與混凝土現(xiàn)澆的處理，要注意與水電管線之間的位置關(guān)系以及樓梯板安裝時(shí)要注意與地面搭接處理。

構(gòu)件安裝完畢后，會(huì)出現(xiàn)許多的接縫縫隙，這些縫隙可能會(huì)出現(xiàn)滲水等問題。因此，施工人員還要對(duì)這些縫隙進(jìn)行特殊處理，保證工程質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3 工業(yè)化建筑未來發(fā)展方向

3.1 完善工業(yè)化建造模式標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)化建筑作為復(fù)雜的建設(shè)系統(tǒng)工程，其技術(shù)與管理的創(chuàng)新性，設(shè)計(jì)與施工的復(fù)雜性，都要求建造模式必須標(biāo)準(zhǔn)化[3]。在整個(gè)的工業(yè)化建設(shè)過程中，要保證從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到最后組裝(安裝)的整個(gè)施工流程都要遵循國(guó)家的相關(guān)規(guī)范。各個(gè)部門要做好監(jiān)督措施，保證每個(gè)工序都必須按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，從而減少建設(shè)過程中的失誤，降低事故出現(xiàn)的概率。

3.2 加強(qiáng)智能建筑與工業(yè)化建筑協(xié)同發(fā)展

各國(guó)都致力于推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)的智能化與工業(yè)化的融合發(fā)展。我國(guó)頒布了一系列措施推動(dòng)建筑業(yè)邁向信息化、智能化及工業(yè)化。利用建筑信息模型(BIM)技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)等先進(jìn)的信息技術(shù)[4]，為建筑行業(yè)提供了新的發(fā)展思路，展望了未來的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)也推動(dòng)著我國(guó)的建筑業(yè)擺脫傳統(tǒng)的建設(shè)體系。智能建筑有很大的發(fā)展空間，與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展有著很重要的意義。建筑的智能化可以從工業(yè)化建筑開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工和投入使用等環(huán)節(jié)更好地連接在一起，更好地實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的集成化發(fā)展。通過智能信息化與工業(yè)化結(jié)合，提升準(zhǔn)確率、協(xié)同性，避免重復(fù)、交錯(cuò)、不匹配等錯(cuò)誤連接，保證項(xiàng)目的全壽命周期一體化，滿足工程項(xiàng)目不同的功能需求，同時(shí)對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行改進(jìn)和管理，促進(jìn)工業(yè)化建筑的良性發(fā)展。

3.3 保證工業(yè)化建筑施工的整體性

工業(yè)化建筑施工難點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體性、統(tǒng)一性。在施工過程中要做到內(nèi)外統(tǒng)一，減少由于獨(dú)立施工出現(xiàn)的脫落、分離和斷裂等現(xiàn)象，保證整個(gè)建筑的穩(wěn)定性和抗震性，保證預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件之間的整體性。

3.4 加強(qiáng)人員的培養(yǎng)

建筑設(shè)計(jì)在整個(gè)項(xiàng)目中起到關(guān)鍵的作用，直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量。必須提高設(shè)計(jì)水平，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)化建筑構(gòu)件的學(xué)習(xí)與實(shí)地考察。國(guó)家要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)化建筑設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的編著，加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化尺度的統(tǒng)一。完善項(xiàng)目的組織方式，在項(xiàng)目的前期，就要將與工業(yè)化建筑相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)工程師、造價(jià)師以及建筑設(shè)計(jì)師等聯(lián)系在一起，從早期介入。通過各個(gè)環(huán)節(jié)人員的水平的提升，保證整個(gè)工業(yè)化建筑的整體施工質(zhì)量的提升。

4 總 結(jié)

隨著我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)建造模式正在從傳統(tǒng)的建造模式向工業(yè)化建造模式轉(zhuǎn)型。目前，我國(guó)的建筑工業(yè)化發(fā)展尚處于起步階段，本文總結(jié)了一些建筑工業(yè)化從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到施工階段受到的限制因素和目前存在的基本問題。同時(shí)介紹了工業(yè)化建筑的發(fā)展前景，包括建造模式標(biāo)準(zhǔn)化、保證整個(gè)工程的整體性、利用先進(jìn)的信息技術(shù)等，為建筑工業(yè)化指明了新的發(fā)展道路和方向，提供了新的發(fā)展思路。

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