建筑工业化是我国建筑业发展的必由

1、建筑工业化是我国建筑业发展的必由之路发布时间：2012-5-24 浏览次数：936次文/南京大地建设集团有限责任公司总工程师刘亚非建筑工业化是以构件预制化生产、装配式施工为生产方式，以设计标准化、构件部品化、 施工机械化、管理信息化为特征，能够整合设计、生产、施工等整个产业链，实现建筑产品 节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式。是建筑业从分散、 落后的手工业生产方式逐步过渡到以现代技术为基础的大工业生产方式的全过程，是建筑业 生产方式的变革。建筑工业化的基本内容和发展方向可概括为“四化”：一是设计标准化，这是建筑工业 化的前提。要求设计标准化与多样化相结合，构配件设计

2、要在标准化的基础上做到系列化、 通用化；二是构件部品化。采用装配式结构，预先在工厂生产出各种构配件运到工地进行装 配；混凝土构配件实行工厂预制、现场预制和工具式钢模板现浇相结合，发展构配件生产专 业化、商品化，有计划有步骤地提高预制装配程度。在建筑材料方面，积极发展经济适用的 新型材料，重视就地取材，利用工业废料，节约能源，降低费用；三是施工机械化。这是建 筑工业化的核心，即实行机械化、半机械化和改良工具相结合，有计划有步骤地提高施工机 械化水平；四是管理信息化。这指运用计算机等信息化手段，从设计、制作到施工现场安装， 全过程实行科学化组织管理，这是建筑工业化的重要保证。长期以来，建筑业的劳动

3、生产率提高速度慢，与其他行业和国外同行业相比，大多数企 业施工技术比较落后，科技含量低，施工效率差，劳动强度大，工程质量和安全事故居高不 下，工程质量通病屡见不鲜，建设成本不断增大。在城镇化和城市现代化的进程中，在工程 建设高潮的今天，建筑业企业必须从提高施工工效、加快工程进度、降低劳动者工作强度的 角度出发，在全面提升施工技术水平上下功夫，尽快接近和赶上国外先进施工技术水平。要 实现建筑业的现代化，必须走工业化的道路，依靠科技进步，用设计标准化、构件部品化、 施工机械化、管理信息化来实现建筑业的现代化。一、我国建筑工业化发展现状我国预制混凝土结构研究和应用始于20世纪50年代。直到80年代，

4、在工业与民用建 筑中一直有着比较广泛的应用。90年代后，由于种种原因，预制混凝土结构在民用建筑中 的应用逐渐减少，处于相对低潮阶段。进入21世纪后，伴随着我国城镇化和城市现代化进 程的快速发展，能源与资源不足的矛盾越发突出，生态建设和环境保护的形势日益严峻，原 来建立在劳动力价格相对低廉基础之上的建筑行业，正在面临劳动力成本不断上升的问题， 逐渐成为制约我国建筑业进一步发展的瓶颈。我国建筑业企业生产效率与发达国家相比，仍 有一定的差距，主要表现在：一是劳动生产率低。我国建筑产业的人均年竣工面积仅为美国 和日本等发达国家的1/41/5；二是建造效率低。同样一栋18层的住宅，国内以毛坏房交 付，需

5、要1314个月的建造时间，类似日本的发达国家以精装修房交付，仅需要910个 月时间；三是行业整体质量水平偏低。技术落后、机械化程度低，无标准化、流程化作业； 四是质量稳定性差。传统施工方式容易受气候、人力、环境等诸多不可控因素影响；五是劳 动力紧缺。民工荒已成建筑行业的普遍现象;六是劳动力素质及专业性不高，缺乏专业培训。随着国民经济的持续快速发展，节能环保要求的提高，劳动力成本的不断增长，近十多 年来，我国在预制混凝土装配式建筑方面的研究与应用逐渐升温，多家单位开展了这方面的 工作：如1998年南京大地建设集团有限责任公司的“预制预应力混凝土装配整体式框架结 构体系”；2005年以来，北京万科

6、企业有限公司的“装配整体式剪力墙结构体系”；南通 建筑工程总承包有限公司的“全预制装配整体式剪力墙结构（NPC ）体系”；西伟德混凝土 预制件（合肥）有限公司的“叠合板装配整体式混凝土结构体系”；台湾润泰集团的“预制 装配式框架结构”；黑龙江宇辉建设集团的“预制装配整体式混凝土剪力墙结构体系”等， 陆续在工程中示范和应用。2007年末，北京“榆构万科住宅产业化研发中心”成立，开始了北京万科的住宅产业 化之路。在推进这一战略的过程中，北京万科采取了建立技术研发、与建设试点工程同步推 进的本土化举措，先后委托清华大学、中国建筑科学研究院抗震所和中国建筑科学研究院结 构所，进行相关的实验和研究工作，

7、验证结构体系可靠性和施工可行性。通过系列科研论证 和实验楼、工业化实体楼建设，取得了积极成效。从标准化、预制装配、全装修、部品集成、 新技术应用五个方面着手进行工业化，在此基础上通过一定的手段实现产业化，并最终通过 搭建平台实现绿色建筑。采用预制装配式混凝土结构，可以有效节约资源和能源，提高建筑功能和结构性能，改 善施工现场的环境和作业条件，减少建筑垃圾对环境的不良影响，有效实现“四节一环保” 的绿色施工要求，实现低能耗、低排放的建造过程，促进我国建筑业的整体发展，实现预定 的节能、减排目标。目前，我国所发展的预制混凝土装配式结构，在建筑设计、构件生产、安装施工及结构 受力分析、构件连接构造等

8、方面均优于我国20世纪七、八十年代发展的传统装配式建筑结 构，在建筑施工质量、节能减排效果、抗震性能、综合经济效益等多方面具有等同或优于现 浇混凝土结构的性能。我国住宅产业经过十多年的改革和发展，取得了显著的成效，尤其是1998年以来，随 着我国城镇住房制度改革的深入推进，全国住宅产业投资的快速增长，大大改善了居民的住 房条件，拉动了经济增长，扩大了就业。住宅产业已经成为国民经济第三产业中仅次于服务 业和商业的第三大支柱产业。“十二五”时期全国城镇保障性安居工程建设任务3600万套， 是国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要明确的约束性指标。因此，住宅产业在未 来的二三十年内，都将是中国国民经

9、济发展的增长点，发展空间十分巨大，是前景光明的朝 阳产业。根据统计，通过住宅产业化的途径，可以使住宅建造过程中的资源利用更合理，与现浇 技术相比，现场建筑垃圾减少80%，材料损耗减少60%，建筑节能65%以上，住宅的性能更 优，质量品质更佳。同时项目开发周期仅为传统方式的75%，大大缩短了住宅的建造周期。中国的住宅产业经历了一个快速的发展过程，现在正处在一个重要的上升阶段。如何摆 脱现有的土地本位和规模型的单一开发模式，使住宅产业更加理性和有序发展，更加注重效 率、品质和质量，这是关系到中国住宅产业可持续发展的问题。各国的经验表明，根本的出 路是实现住宅工业化，使住宅产业形成一个完整、配套的工

10、业生产系统。二、南京大地建设集团有限责任公司的工业化实践南京大地建设集团有限责任公司始建于1953年，集团公司下辖近30家子、分公司（厂）， 足迹遍布海内外。近年来南京大地建设集团加速工业化进程，积极调整产品结构，全力打造 “四大板块”，使新企业焕发出勃勃生机，主要经济指标已连续五年递增20%以上。拥有各 类高、中级职称及管理人员近2000人。企业资信为江苏省人民政府AAA级、中国建设银行 AAA级。拥有各类一级资质11项。先后荣获“江苏省建筑业三十强企业”、“全国质量效 益型先进企业”、“全国先进施工企业”、“全国建筑业科技领先百强”等各类荣誉称号。 2008年成立的省部级技术研发中心通过了

11、省主管部门的批准。南京大地建设新型建筑材料有限公司是大地建设集团全资子公司，位于江宁上坊南京大 地建设工业园内，占地面积12万平方米，现有职工700余人，其中各类技术经济专业人员 120余人。主要生产和销售房屋工厂化预制构件、市政工厂化预制构件、装饰类构件及商品 混凝土、预拌砂浆等系列产品。1996年入选全国混凝土协会理事单位，现为省、市混凝土钢 结构协会副会长单位。曾多次被评为全国混凝土构件行业“优秀企业”，省、市混凝土行业 “最佳单位”，已获住房和城乡建设部质量/环境/职业健康安全管理体系认证。1998年，大地建设集团通过广泛调查研究，从法国PPB国际公司引进“预制预应力混 凝土装配整体式

12、框架结构体系”简称“世构（SCOPE）体系”，下同）的设计、生产、施 工安装成套技术。该体系的设备和大型模具均从法国进口，包括2套柱生产线（1套4根， 长14米/根）；2套梁生产线（1套2条，长72米/条）；2套板生产线（长78米、宽2.5 米/套）；集下料、震动、平整为一体的程控自动播料机；预应力整体张拉设备等。另外还 配套了混凝土搅拌站和蒸汽养护设备，并设立了一个二级试验室。大地建集团引进的世构体系，其核心技术是采用现浇或预制钢筋混凝土柱，预制预应力 混凝土梁、板，通过钢筋混凝土后浇部分将梁、板、柱及节点连成整体的新型框架结构体系。 该体系符合建筑工业化的发展方向和建设节约型社会的精神，属

13、住房和城乡建设部“十二五” 推广的建筑业“ 10项新技术”之一。在工程实际应用中，世构体系主要有以下三种结构形式：一是采用预制柱、预制预应力 混凝土叠合梁、板的全装配框架结构；二是采用现浇柱、预制预应力混凝土叠合梁、板的半 装配框架结构；三是仅采用预制预应力混凝土叠合板，适用于各种类型的结构。应用世构体系新技术，与一般常规框架结构相比，具有显著的优越性，主要概括如下：采用预应力高强钢筋及高强混凝土，梁、板截面减小，梁高可降低为跨度的1/15， 板厚可降低为跨度的1/40，建筑物的自重减轻，且梁、板含钢量也可降低2030%，与现浇 结构相比，价格可降低10%以上。预制板采用预应力技术，楼板抗裂性

14、能大大提高，克服了现浇楼板容易出现裂缝的 质量通病。而且预制梁、板均在工厂机械化生产，产品质量更易得到控制，构件外观质量好， 耐久性好。梁、板现场施工均不需模板，板下支撑立杆间距可加大到2.02.5米，与现浇结构 相比，周转材料总量节约可达80%以上。梁、板构件均在工厂内事先生产，施工现场直接安装，既方便又快捷，主体结构工 期可节约30%以上。梁、板均不需粉刷，减少施工现场湿作业量，有利于环境保护，减轻噪音污染，现 场施工更加文明。与普通预制构件相比，预制板尺寸不受模数的限制，可按设计要求随意分割，灵活 性大，适用性强。在生产、施工过程中，南京大地建设集团有限责任公司、东南大学和江苏省建筑设计

15、研 究院共同对世构体系在工程中的应用工艺进行了研究，其研究成果世构体系成套技术在工 程中的应用研究通过了江苏省建设厅组织的的鉴定。与会专家一致认为：世构体系经过理 论研究和工程实践，形成了适合我国国情的一套完整的技术体系（包括设计软件、技术规程、 图集和施工工法等），并在抗震设计、节点构造、施工安装等方面有所创新。与现浇框架相 比，可显著降低梁、板结构高度，节省工程结构造价10%以上。这充分证明世构体系成套技 术具有显著的经济效益和社会效益，有较高的推广应用价值，对于推动我国建筑工业化和建 筑业可持续发展具有重要的意义。世构结构体系在引进、开发、推广及产业化过程中，进行了大量的试验工作，形成了

16、适 合我国国情的一套完整的技术体系（包括设计软件、技术规程、图集和施工工法等）。课题组通过试验研究，在结构体系的抗震设计、节点构造、制作、施工安装等方面有所 创新并积累了宝贵的经验，为世构体系编制国家行业标准提供了基础数据，也为今后的发展 奠定了理论基础。重点进行了中间层边柱节点拟静力试验、世构体系振动台试验、预应力混 凝土叠合板叠合面抗剪性能试验、预应力混凝土叠合板疲劳试验和预制楼梯等六项子课题研 究。三、推广应用工程实例南京审计学院国际学术交流中心南京审计学院国际学术交流中心，位于南京市北圩路，框架结构，地下1层，地上6 层，建筑面积13360平方米，柱网尺寸8米X8米，楼板结构厚100毫

17、米（其中预制板厚50 毫米，后浇层厚50毫米）。采用预制柱、预制预应力混凝土叠合梁、叠合板的全装配框架 结构形式，主体工程造价比现浇框架结构降低了 10%左右。南京金盛国际家居广场南京金盛国际家居广场位于大桥北路，建筑面积16万平方米，3层框架结构。由于该 工程工期紧，普通现浇结构无法在指定工期内完成，故采用世构体系安装技术。采用现浇柱、 预制预应力混凝土叠合梁、叠合板的半装配框架结构形式，柱网尺寸为8米X8.5米、8米 X7.8米，梁高为550毫米、600毫米；楼板结构厚100毫米（其中预制板厚50毫米，后浇 层厚50毫米）。该工程划分为三个大区，公司组织两个项目经理部共同施工，工程主体结

18、构仅用92天即全部完工，体现了世构体系的优越性。施工中，板底支撑跨度为2米，节约 70%的模板、钢管等周转材料，主体工程造价比现浇框架结构降低了 10%左右，为建设单位 取得了良好的经济效益，赢得了社会效应。红太阳家居广场迈皋桥店红太阳家居广场迈皋桥店，位于南京市栖霞区万寿村，框架结构，地下1层，地上4 层，建筑面积10万平方米，柱网尺寸9米X8.4米、9米X9米，楼板结构厚120毫米（其 中预制板厚60毫米，后浇层厚60毫米，采用现浇柱、预制预应力混凝土叠合梁、叠合板的 半装配框架结构形式。该工程工期紧，基础，结构主体计划施工工期仅仅90天，普通现浇结构根本无法完成。 把该工程划分为两个大区

19、，每个大区分为三个小区，由两个项目部同时施工，近2万平方米 的地下室，项目部仅用30天完成了施工，近8万平方米的主体工程仅用56天即全部完工。施工中，板底支撑跨度为平方米，节约70%的模板和周转材料，主体工程造价比现浇框架结 构降低了 13%左右，赢得了建设单位的赞誉，近一步提高了世构体系的社会效应。四、世构体系框架结构节能减排及技术经济、社会效益分析世构体系框架结构具有建造速度快、质量易于控制、节省材料、工程造价低、构件外观 质量好、耐久性好以及减少现场湿作业、有利于环保、节能减排等诸多优点，至2011年底， 已经在300多万平方米的各类工程中成功应用。应用预应力技术，减小了构件截面，含钢量

20、降低20%以上，工程造价低于现浇框架 结构。而世构体系产品采用先张法长台座生产，是目前造价最经济的预应力技术应用。构件事先在工厂内生产，不受气候影响；施工现场只需搭设支撑脚手架，支撑减少 50%以上，模板的安拆工作量大为减少，文明施工且方便快捷；主体结构工期可节约50%， 优势明显。工厂机械化生产，产品质量更易得到控制，构件外观质量好、耐久性好。总体上讲， 我国现浇混凝土的质量堪忧，从生产、施工包括混凝土的养护中存在很多问题，主体混凝土 达不到设计强度的质量问题非常多，现浇混凝土拆摸后质量通病随处可见，而世构体系构件 有完整的质量保证体系，不合格的构件不允许出场。减少施工现场湿作业量，减少了污

21、水排放及建筑垃圾，降低粉尘、噪音污染，有利于 环境保护，现场施工更加文明。经测算，每100平方米预制叠合楼板与现浇楼板相比：钢材节约437千克，木材节约 0.35立方米，水泥节约600千克，用水节约1420千克。这些材料的节约能使每百平米建筑 生产过程减少二氧化碳排放量约2200千克，相当于一辆小轿车行驶一季度（一年排放8.64 吨）二氧化碳的排放量。以南京市2010年为例，全年各类房屋开工面积约5500万平方米，如果都采用叠合板技 术，可减少二氧化碳排放量121万吨，江苏省全年各类房屋开工面积约10亿万平方米，可 减少二氧化碳排放量2178万吨，节能减排效率较为明显。总结近几年研究和推广应用建筑工业化的实践，有两点