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再论“建筑工业化”问题

2016年04月15日

打印专业人士:杨嗣信   来源:《城市住宅》杂志2014年5月刊

我国建筑工业化发展历程与现状


  “建筑工业化”的问题早在上个世纪70年代就开始提出,迄今已有40多年历史,应该指出这40年来我国建筑业在工业化的道路上走过弯弯曲曲和崎岖不平的路程,从总体上来说还是有一定进展的。特别是近30年来我国建筑工程的发展其规模之大、数量之多居全球第一,近几年我国房屋建筑的在施面积和竣工面积均有惊人的增长。据统计2006年全国在施面积已达到41亿m2,竣工面积为18亿m2,到2012年全国在施面积已增长到98亿m2,竣工面积达35亿m2,7年翻了一番。2013年上半年总产值(建筑工程)已达6万亿元,同比增长19.3%,在施面积78亿m2,同比增长15.2%,对外承包437亿美元,增长19.2%,并且我国每年新建房屋面积的总量占到世界总量的一半。


  象征着全球建筑业高水平的超高层建筑,无论是数量和高度有一半以上都在中国,如632m高的上海中心大厦、597m高的117大厦等。据2012年统计,我国已建成超过152m的超高层建筑达470座,正在兴建的还有332座,另有516座正在规划中。从以上增长速度和发展情况来看,除与我国经济迅速发展和建筑材料工业有较快发展有关外,也应该肯定这与“建筑工业化”的发展是分不开的,只是有时我们叫得响、有时调子低、有时甚至无声无息,但40年来总是时快时慢地在无形中发展,我们可以列举很多事实证明这一点。例如体力劳动最强的土方工程早已消灭了人工挖填土,混凝土工程也都基本上消灭了现场人工后台上料、前台手推车运输的落后手工劳动操作,而以商品泵送混凝土来替代;垂直水平运输从上世纪90年代开始现场已基本消灭了人工手推车和大井架、卷扬机等运输方式,而以塔式起重机、汽车吊和小翻斗来替代,各类专业公司如装饰、幕墙、土方、防水、混凝土搅拌等纷纷建立,预制装配工艺迅速发展,混凝土构件厂有一段时期有如雨后春笋,各类加工厂如钢结构加工、玻璃幕墙、铝合金制品、钢筋加工等也都纷纷建立。随着墙体改革和大模板剪力墙结构体系的不断发展,一些重体力劳动的砌筑、抹灰等湿作业工程大大减少,空调、通风及水电等专业的工厂化水平也大大提高,以上这些翻天覆地的变化都是由于“建筑工业化”逐步发展所带来的,这些大好局面和伟大成果应该予以肯定。


  可以说,我国建筑工业化的发展是在不知不觉地随着建筑施工的每一个分部、分项工艺,各项施工的新技术、新工艺、新材料、新机具的不断改革创新,也包括施工机械、建材工业及建筑、结构设计部门和管理体制等各方面的具体创新、改革和发展所形成的综合成果。实践证明,我国“建筑工业化”正是不自觉地随着上述诸部门创新、改革、通力协作在默默发展着。


  在肯定这40年“建筑工业化”发展取得的成绩的同时,应该看到还有许多不足之处,主要表现在忽冷忽热、缺乏具体步骤、指导不力、抓得不紧,未能及时在发展过程中进行总结分析,只是听其自然发展,缺少指导性的方针政策。最典型的是北京在1976年装配化建筑就已经搞得轰轰烈烈,在前三门40多万m2的高层住宅建筑中搞起了外墙预制板、预制楼板及小型构件,内承重墙采用大模板施工的现浇混凝土剪力墙结构,非承重内墙隔断采用预制加气不抹灰条板,当时轰动全国,迄今30多年过去了大家仍认为这种体系是符合我国实际的一种“建筑工业化”体系。后来由于三大原因,一是预制楼板与内墙节点的抗震问题;二是预制外墙板拼缝处的空腔防水问题;三是工程造价问题,这种体系一下子被“枪毙”了,连预制构件厂都消灭了。其实以上三大问题当时只需稍加研究是完全可以解决的,只要将楼板改为叠合板,将外墙板拼缝的空腔防水改为空腔与材料相结合的综合防水即可,至于造价问题目前北京商品房每m2已涨到3~4万元而由于装配化增加的费用仅1%左右。当时只需稍加分析,从政策上采取措施,这些问题是完全可以解决的,这个历史教训在我国发展“建筑工业化”的道路上应该是十分沉痛的,尽管在过去30多年中“建筑工业化”取得了一定的成果,但如果当年能把北京前三门这种半装配化的工业化体系肯定下来、不断发展,那建筑工业化水平一定比今天有更大的进展。


  今后到底应该如何发展“建筑工业化”,我过去已发表过几篇文章,最近听说不要提“建筑工业化”而提“建筑现代化”,其实这个叫法太原则、空洞,类似一种口号,因为“现代化”用在哪个领域都可以,对建筑业没有针对性,还是“建筑工业化”比较切合实际,关键是内容,要确定建筑工程的发展方向、目标、方针政策和措施。


  “建筑工业化”总的目标还是以提高劳动生产率、改变目前落后的手工操作和高空危险性较大的作业、消灭工人笨重体力劳动、减少现场作业、大大提高工厂化机械化和装配化水平为目的,在技术和管理方面继续改革创新达到加快施工速度、降低工程成本,提高劳动效率,确保工程质量安全和绿色施工,达到或接近国际先进水平。


  近几年建筑工人的工资快速提高,预计今后还会继续上涨,上个世纪末一般建筑工程造价中的人工工资只占10%左右,现在恐怕要超过25%。听说美国上世纪一般建筑工程的人工费占40%左右,总之实行“建筑工业化”是建筑业必由之路。


建筑工业化的推进途径


  如何推进建筑工业化?首先要发展工厂化和装配化,因为在工厂制作可以改变生产条件,大大提高机械化和自动化水平,尤其是建筑物量大面广的结构构件,宜尽量在工厂内生产(包括RC及钢结构构件),但也必须从实际出发具体分析。如建筑外墙板(包括承重和围护外墙板)在工厂内预制运至现场安装,具有巨大优势,可在工厂内一次制成装饰结构和保温三合一的外墙板运到现场安装,外立面即可完工亮相,大大减少了施工工序、劳动力、多次外脚手架的搭拆和长时期的高空危险作业,减少现场作业,消灭了砌筑、抹灰等笨重体力劳动,加快工程进度,做到现场文明绿色施工。内承重墙(剪力墙)则完全不同,近年来普遍采用的大模板、钢筋点焊网片、商品混凝土和混凝土泵及布料杆等,除振捣外几乎全部都是机械作业,机械化水平已经很高了,这套工艺已经达到了工业化施工水平,还有利于抗震,减少由于墙体装配连接带来的一系列复杂工艺,所以现浇混凝土工艺不一定不是“建筑工业化”。至于非承重内隔墙还是采用预制轻质混凝土圆孔条板,也不排除整块预制墙板在结构施工时插入,关于RC楼板的工艺在地震区还是采用叠合楼板,以解决墙板节点整体性问题,在非地震区仍可采用预制楼板,但需改进墙体与楼板的节点现浇。楼板施工重点要解决模板工艺,因模板大量消耗木材等物资资源,又费工、费时,改革模板工艺就可以在RC楼板施工的工业化方面迈进一步,至于现浇楼板、剪力墙等钢筋施工,应采取工厂预制的点焊钢筋网片,钢筋成型加工一律由工厂生产。近几年我国已大规模在众多高层或超高层工程的核心筒部位推广了液压爬模,这也是一种模板工业化施工很好的体系,建议以后还应该在RC剪力墙结构的高层住宅建筑中推广应用。对于一些小型构件如楼梯、阳台等更应该全面采用预制装配工艺,减少现场作业。


  钢结构工程本来就是工业化水平很高的结构体系,发展钢结构对实现建筑工业化十分有利,尤其是我国钢材资源丰富,更应充分利用这有利条件。在钢结构施工方面仍有许多问题需要改进,如钢管混凝土柱优点较多,工艺简单,优于型钢混凝土,应进一步推广;量大面广的钢结构住宅20多年前就搞试点,迄今未能推广,关键是用钢量较大和造价问题。最近北京市门头沟区正在搞一幢用钢管混凝土柱、钢骨架、发泡水泥作预制外墙板的高层钢结构住宅试点,这是一条新思路,值得进一步探索。总之,在实现“建筑工业化”的征途中千万别忽视钢结构的巨大优势,这也将大大有利于“绿色建筑”和“绿色施工”的发展。


  RC无梁楼盖也是“建筑工业化”的重要体系之一。新规范对这种体系在地震区进行了限制(高度不超过30m),这种体系30年前就在美国大量推广,可见其优势,其施工特点是楼板可采用工具式大型飞模,楼板钢筋采用点焊网片,外墙为轻质挂板,内隔断为轻钢龙骨石膏板,RC柱子采用快速整体支、脱模。这种体系除外墙板是预制装配、内隔墙是干作业外几乎全是现浇RC构件,但其工业化施工水平却是非常高的。


  RC框架结构实现工业化施工,宜先从三合一预制装配外墙板,剪力墙采用大模板快速整体支、拆柱模,RC叠合楼板和预制装配内隔墙(或干作业)等方面抓起。


  总之,RC结构施工要实行工业化还是采用预制装配与现场现浇相结合的施工工艺,尤其是地震区和高层建筑,这要从我国实际出发,建筑工业化不在于预制装配或现场现浇,关键是要提高劳动效率和机械化水平。


  在装饰、机电施工工业化方面,过去我的有关文章中都已涉及,总的精神是取消或大大减少现场湿作业、消除砌筑抹灰等强体力劳动,减少手工作业,最大程度地实行工厂预制、现场组装的工艺。门窗全部在工厂制作并组装成整体运至现场整体安装,外门窗也要在预制外墙板的生产厂内安装完成后再出厂,卫浴、厨房宜采取标准模数式设计,采用标准部配件和定型设备,有条件最好采用厕、厨匣子结构,在厂内整套组装好后运至现场整体安装。装饰和机电虽然工作量不如结构大,但品种复杂,工序频繁,相互交错,并且不少项目在工厂内预制有诸多不便,需进一步探索。


  专业化施工也是“建筑工业化”的重要组成部分,尽管目前已有不少专业公司,但是远远不够。如模板、钢筋、混凝土这些主体结构以及防水等重要分部项,都没有成立“一包到底全分包”一条龙服务的专业公司,还只是局部分包(如混凝土工程中的商品混凝土供应),这对工业化施工的发展会影响很大。


  “建筑工业化”不仅是施工问题,而且与建筑、结构设计关系也极大。设计是龙头,应该为“建筑工业化”创造条件,尤其是前面讲到的结构体系施工,施工单位不能也无权决定或修改结构设计,就是一些建筑构件做法也都要经过设计认可,因此要求设计单位应该把“建筑工业化”揉在建筑结构设计的全过程中,为“建筑工业化”创造条件。例如,如何在标准构件规格少的前提下还能满足各类建筑(住宅)造型和平面布局的要求,厕、厨平面可否能定型几种尺寸,另外保障房亦宜考虑搞标准住宅设计,最大限度地实现设计标准化。


  此外,建筑材料的生产也要考虑“建筑工业化”的发展。要不断研究新材料、新制品,淘汰落后不适应“建筑工业化”的建材和制品。例如自从禁止使用粘土陶粒以后,轻质混凝土的骨料一直是个空白,找不到合适的轻质骨料,而预制装配化和保温节能恰恰需要大批轻质混凝土骨料。这类重大问题亟待建材部门进行科研攻关,加以解决。


  建筑机械也是实行“建筑工业化”的重要主角。建筑机械部门应集中力量开展科研工作,除解决一些重大建筑机械问题外,更需要重视装饰阶段需用的小型、手提式机具以替代手工操作,提高劳动效率。


从实际出发 稳步实施工业化


  总之,任何一项改革、创新绝不是孤立的,必然与其他有关领域的创新改革密切联系,只有这样才能使某一项的改革创新获得成功,这是事物发展的必然规律。国家和地方政府的主管部门也应该担负起指导引领和协调发展“建筑工业化”这项重大改革工作的任务,并通过政策有计划有步骤地去实行“建筑工业化”。应该指出:这是一个长期复杂的过程,是与整个国家的经济和其他工业的发展密切关联的,不能凭主观意志,必须在一定时期内分阶段实现。根据我国实情,宜从量大面广的住宅工程着手,在住宅工程中又应优先从保障房住宅着手,从多层及20层以下的高层住宅着手,采用预制装配和现浇相结合的RC剪力墙半装配式结构,在非地震区也可以采用全预制楼板或全装配住宅。至于框架剪力墙结构,宜先从医院、学校、办公楼、酒店等工程抓起,进行局部装配化,如采用三合一外墙预制墙板、叠合楼板、小型RC构件和预制内隔墙条板等。如果先做到这几点,就能使我国在发展RC“建筑工业化”方面迈出一大步。


  当前我国不少大型建筑工程集团企业都有自己的房地产公司和设计部门,他们既具有设计能力也有搞房地产开发的资本实力,又具备强大的施工力量,完全可以实现设计施工一体化,遗憾的是不少集团公司原来的许多大型构件厂都已关闭,需重新投资新建。近几年,万科等开发商都已纷纷自觉地推进住宅“建筑工业化”和“产业化”,像这样的大企业完全可以扩大经营范围,成立自己的设计和施工企业,自己创办RC构件厂、钢筋加工厂、钢构件加工厂和厕浴、厨房所需的部配件等各种加工制造工厂,甚至还可以发展有关建材生产企业,真正成为一个具有强大综合实力的庞大建筑集团企业。这样的企业将具有强大的竞争能力,不仅可以获取较大的经济效益,还可以为发展“建筑工业化”做出贡献。



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杨嗣信:关于建筑地下工程建筑工业化的问题 杨嗣信:对多层住宅建筑工业化施工的建议 对混凝土框架剪力墙结构装配化施工的若干建议(五论建筑工业化)

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