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建筑工业化生产与信息化施工
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内容提示：在当今工业信息化进程中,建筑业的工业化生产和信息化施工是动生产力发展的必然趋势。阐述了工业化生产和信息化施工的概念和优势,论证了工业化生产和信息化施工的可行性,分析了我国现阶段工业化生产和信息化施工尚存在的问题,最后指出工业化生产和信息化施工是目前和今后一段时间应该努力的方向。
人类社会的进步归根结底取决于社会生产力的发展。在科学技术突飞猛进的时代，科学技术的发展及其在生产中的广泛应用，对社会生产力的发展起着重要的作用。所以，通过实现工业自动化来推动生产力的发展是当今世界的一种必然趋势。在当今工业现代化的进程中，如何实现建筑业的现代化是摆在所有建筑业同行面前的一个课题，只有通过工业化生产，信息化施工之路才能实现。（参考《建筑中文网》）
1工业化生产和信息化施工概念及优势
工业化生产、信息化施工是指建筑物的所有构配件，包括梁、柱、楼板、内、外墙板等全部由工厂预制生产，再将构件运到施工现场通过信息化技术自动装配完成整个建筑的现代化施工技术。工业化生产和信息化施工是同一过程的两个不同阶段，工业化生产是指将标准化的设计和定型化的建筑构配件在工厂进行批量生产的施工方法，是整个建筑施工的前一阶段;信息化施工是指由自动化的机械装置将建筑构配件在施工现场组装成整个建筑的施工方法，是整个建筑施工的后一阶段。
从事工程建设的业内人士对采用传统施工方法进行工程建设存在的诸多问题都有深切感受:现场施工条件差、管理难度大，工程质量难以保证，施工安全事故频发，现场建筑材料和水、电资源浪费严重，而且产生大量的建筑垃圾;随着经济发展，我国逐步进入老龄化社会，熟练和半熟练技术工人越来越缺乏，人工成本逐年增加，人员流动性大，迫使工程成本增大;工程项目竣工后，后期维护、保修工程量大，浪费人力、物力和时间。与传统建筑方式相比，工业化生产和信息化施工的现代化生产方式优点非常明显，主要有以下几方面。
1)能够全面提升建筑的综合质量和品质采用工业化生产方式，建筑的各种构配件都为工厂式流水施工制作，每个项目的生产都由少数固定的娴熟工人操作实施。采用信息化施工方法，现场装配化施工，准确无误，实现了更高的生产力和更佳的质量控制。能够消除传统施工常见的渗漏、开裂、空鼓、房间尺寸偏差等质量通病，提高工程结构精度。
2)能够较大幅度提高劳动生产率与传统生产方式相比，工业化生产使建筑构配件生产由大量的工人露天作业向机械化、自动化工厂制作方式转变，解放了大量人力，流水线作业、批量生产的方式极大地提高了劳动生产率。信息化施工打破了传统建造方式受工程作业面和气候的影响，避免了施工现场耗时耗力的人工组织协调，把粗放化的现场施工管理转变成精细化管理，大幅度提高生产率。
3)节能降耗效果显著哥本哈根气候大会的召开使“低碳”愈加引起人们的关注，唤醒了越来越多人的环保与健康生活意识，“低碳减排”成为全球的共识。但我国传统的建造方式带来的是高能耗和高消耗，建筑消耗和能耗占全国能源消耗的30%左右，建筑垃圾占城市垃圾总量的30%～40%。随着低碳建筑、绿色生活的观念深入人心，建筑施工节能降耗已成为亟待解决的问题。工业化生产和信息化施工以其优越的生产方式和先进的管理模式完全能够满足建筑施工节能降耗的要求，必将成为中国乃至世界建筑的发展方向。
4)有利于环境保护，实现文明施工采用工业化生产方式，将大量的现场施工转移到工厂，相对传统的施工方式，免除了传统建筑现场搭设脚手架等材料和费用，减少文明施工措施费，减少建筑垃圾的产生、建筑污水的排放、建筑噪声的干扰、有害气体及粉尘对周围环境的影响，使现场施工更加文明。5)降低建造成本，经济效益明显通过采用工业化生产和信息化施工方式，减少施工现场模板、脚手架用量，节约钢材、混凝土、人工费、水、电等，经济效益十分明显。这不仅减少了建造成本，而且大大缩短了生产周期。
2实现工业化生产和信息化施工的可行性
在国外，法国是推行工业化生产最早的国家之一，从20世纪50—70年代走过了一条以全装配式大板和工具式模板现浇工艺为标志的建筑工业化道路，有人称之为第一代建筑工业化。在这一阶段进行了大规模成片住宅建设，在城市周围建成许多新居住区，解决了住房问题。为发展建筑通用体系，法国于1977年成立构件建筑协会(ACC)，作为推动第二代建筑工业化的调研和协调中心。1978年该协会制订尺寸协调规则，同年，住房部提出以推广“构造体系”作为向通用建筑体系过渡的一种手段。构造体系是以尺寸协调规则为基础，由施工企业或设计事务所提出主体结构体系，由一系列能相互代换的定型构件组成，形成该体系的构件目录。建筑师可以采用其中的构件，像搭积木一样组成多样化的建筑(积木式体系)。此举极大地推动了法国工业化生产的发展。
从20世纪60年代开始，日本将发展部件化作为发展建筑工业化的一个重要组成部分。所谓部件化就是大力发展除主体结构构件以外的通用部件。1959年，推行KJ部件，以不锈钢水池部件为起点，有门扇、厨房排风扇、信箱、浴缸等系列化部件。1979年，日本住宅部件开发中心制定以开发通用部件为目的的优良住宅部件(BL部件)审定制度，提出了通用部件所应有的最低性能和模数协调尺寸体系。每年编制一册《BL住宅部件目录》。目录已发展到10大类(外储藏和金属箱、门及设备、窗、内装修系统、厨房系统、热水供应系统、浴卫系统、信息系统、供水系统、电梯)30多个分类。目录发展很快，1984年有332个厂家681种部件产品，1999年发展到933个厂家，1 943种部件产品。该目录有一套比较完整的科学标准化方法，生产企业按目录生产，保证产品质量，用户使用放心。
美国住宅用构件和部件的标准化、系列化、专业化、商品化、社会化程度很高，几乎达到100%。这不仅反映在主体结构构件的通用化上，而且特别反映在各类制品和设备的社会化生产和商品化供应上。除工厂生产的活动房屋和成套供应的木框架结构的预制构配件外，其他混凝土构件和制品、轻质板材、室内外装修以及设备等产品十分丰富，品种达几万种，用户可以通过产品目录，从市场上自由购买所需产品。这些构件结构性能好，用途多，通用性强，易于机械化生产。美国发展装饰装修材料的特点是基本上消除了现场湿作业，同时具有较为配套的施工机具。
在我国，虽然工业化生产起步较晚，与发达国家相比有一定的差距，但我国的钢结构构配件加工已经实现了工厂加工制作。我国已连续8年世界钢产量第一，一批钢结构建筑已陆续建成，相应的设计标准、施工质量验收规范已出台;钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点，在建筑中的应用优势日显突出。以上优点都将促使钢结构的工业化生产进一步发展。混凝土结构工业化生产也取得了一定的发展，混凝土梁板、内外墙板和门窗等都实现了工业化生产。
我国正大力推进国民经济的信息化进程，为建筑业提供了良好的发展空间，信息化施工技术在建筑业推行多年，我国有了一批较成熟的单项软件产品，如工程投标报价系统，土建工程量自动计算、钢筋自动计算软件，建筑概预算软件，工程计划网络软件，物资管理和工程成本管理软件。在建筑施工生产的一些过程中引入了计算机技术，如建筑机械厂采用微机控制的混凝土搅拌站;大体积混凝土采用计算机进行温度控制和监测;在81层的深圳地王商业大厦工程中，使用计算机对大楼的垂直偏差进行测量控制。在深基坑支护中采用专业软件进行设计。深基坑支护信息化施工是利用施工中获取的岩土工程信息反馈指导调整施工的。由于在施工过程中可获得大量的岩土工程信息，因此，在大型建筑现代化施工中，常安装各种监测系统，用以采集施工中岩土体的各种水文工程地质信息，如地下水位、水质、岩土体的变形、土压力的变化等数据。根据这些信息及时调整设计，反馈到施工中，一方面可保证施工安全，另一方面可使设计更加合理。
美国、日本、德国、澳大利亚等国在信息化施工方面进行了大量的研究开发工作，取得了较大成果。日本在建筑业中实现了钢筋配置、预制水泥混凝土板、喷涂、地面磨光等自动化;在土方机械施工中实现了推土作业、挖掘作业的自动控制，11～70t自卸车的无人驾驶搬运作业;实现了隧道开挖、加固、管道铺设机械的自动化。澳大利亚也成功开发了无人驾驶自卸车，实现了在千米以下坑道施工作业的无人化等。在施工机械向自动化发展的道路上，具有单个或多个自动化功能的施工机械已开发成功并得到应用，单台机械无人化已进入实用阶段。
1工业化生产和信息化施工概念及优势
工业化生产、信息化施工是指建筑物的所有构配件，包括梁、柱、楼板、内、外墙板等全部由工厂预制生产，再将构件运到施工现场通过信息化技术自动装配完成整个建筑的现代化施工技术。工业化生产和信息化施工是同一过程的两个不同阶段，工业化生产是指将标准化的设计和定型化的建筑构配件在工厂进行批量生产的施工方法，是整个建筑施工的前一阶段;信息化施工是指由自动化的机械装置将建筑构配件在施工现场组装成整个建筑的施工方法，是整个建筑施工的后一阶段。
从事工程建设的业内人士对采用传统施工方法进行工程建设存在的诸多问题都有深切感受:现场施工条件差、管理难度大，工程质量难以保证，施工安全事故频发，现场建筑材料和水、电资源浪费严重，而且产生大量的建筑垃圾;随着经济发展，我国逐步进入老龄化社会，熟练和半熟练技术工人越来越缺乏，人工成本逐年增加，人员流动性大，迫使工程成本增大;工程项目竣工后，后期维护、保修工程量大，浪费人力、物力和时间。与传统建筑方式相比，工业化生产和信息化施工的现代化生产方式优点非常明显，主要有以下几方面。
1)能够全面提升建筑的综合质量和品质采用工业化生产方式，建筑的各种构配件都为工厂式流水施工制作，每个项目的生产都由少数固定的娴熟工人操作实施。采用信息化施工方法，现场装配化施工，准确无误，实现了更高的生产力和更佳的质量控制。能够消除传统施工常见的渗漏、开裂、空鼓、房间尺寸偏差等质量通病，提高工程结构精度。
2)能够较大幅度提高劳动生产率与传统生产方式相比，工业化生产使建筑构配件生产由大量的工人露天作业向机械化、自动化工厂制作方式转变，解放了大量人力，流水线作业、批量生产的方式极大地提高了劳动生产率。信息化施工打破了传统建造方式受工程作业面和气候的影响，避免了施工现场耗时耗力的人工组织协调，把粗放化的现场施工管理转变成精细化管理，大幅度提高生产率。
3)节能降耗效果显著哥本哈根气候大会的召开使“低碳”愈加引起人们的关注，唤醒了越来越多人的环保与健康生活意识，“低碳减排”成为全球的共识。但我国传统的建造方式带来的是高能耗和高消耗，建筑消耗和能耗占全国能源消耗的30%左右，建筑垃圾占城市垃圾总量的30%～40%。随着低碳建筑、绿色生活的观念深入人心，建筑施工节能降耗已成为亟待解决的问题。工业化生产和信息化施工以其优越的生产方式和先进的管理模式完全能够满足建筑施工节能降耗的要求，必将成为中国乃至世界建筑的发展方向。
4)有利于环境保护，实现文明施工采用工业化生产方式，将大量的现场施工转移到工厂，相对传统的施工方式，免除了传统建筑现场搭设脚手架等材料和费用，减少文明施工措施费，减少建筑垃圾的产生、建筑污水的排放、建筑噪声的干扰、有害气体及粉尘对周围环境的影响，使现场施工更加文明。5)降低建造成本，经济效益明显通过采用工业化生产和信息化施工方式，减少施工现场模板、脚手架用量，节约钢材、混凝土、人工费、水、电等，经济效益十分明显。这不仅减少了建造成本，而且大大缩短了生产周期。
2实现工业化生产和信息化施工的可行性
在国外，法国是推行工业化生产最早的国家之一，从20世纪50—70年代走过了一条以全装配式大板和工具式模板现浇工艺为标志的建筑工业化道路，有人称之为第一代建筑工业化。在这一阶段进行了大规模成片住宅建设，在城市周围建成许多新居住区，解决了住房问题。为发展建筑通用体系，法国于1977年成立构件建筑协会(ACC)，作为推动第二代建筑工业化的调研和协调中心。1978年该协会制订尺寸协调规则，同年，住房部提出以推广“构造体系”作为向通用建筑体系过渡的一种手段。构造体系是以尺寸协调规则为基础，由施工企业或设计事务所提出主体结构体系，由一系列能相互代换的定型构件组成，形成该体系的构件目录。建筑师可以采用其中的构件，像搭积木一样组成多样化的建筑(积木式体系)。此举极大地推动了法国工业化生产的发展。
从20世纪60年代开始，日本将发展部件化作为发展建筑工业化的一个重要组成部分。所谓部件化就是大力发展除主体结构构件以外的通用部件。1959年，推行KJ部件，以不锈钢水池部件为起点，有门扇、厨房排风扇、信箱、浴缸等系列化部件。1979年，日本住宅部件开发中心制定以开发通用部件为目的的优良住宅部件(BL部件)审定制度，提出了通用部件所应有的最低性能和模数协调尺寸体系。每年编制一册《BL住宅部件目录》。目录已发展到10大类(外储藏和金属箱、门及设备、窗、内装修系统、厨房系统、热水供应系统、浴卫系统、信息系统、供水系统、电梯)30多个分类。目录发展很快，1984年有332个厂家681种部件产品，1999年发展到933个厂家，1 943种部件产品。该目录有一套比较完整的科学标准化方法，生产企业按目录生产，保证产品质量，用户使用放心。
美国住宅用构件和部件的标准化、系列化、专业化、商品化、社会化程度很高，几乎达到100%。这不仅反映在主体结构构件的通用化上，而且特别反映在各类制品和设备的社会化生产和商品化供应上。除工厂生产的活动房屋和成套供应的木框架结构的预制构配件外，其他混凝土构件和制品、轻质板材、室内外装修以及设备等产品十分丰富，品种达几万种，用户可以通过产品目录，从市场上自由购买所需产品。这些构件结构性能好，用途多，通用性强，易于机械化生产。美国发展装饰装修材料的特点是基本上消除了现场湿作业，同时具有较为配套的施工机具。
在我国，虽然工业化生产起步较晚，与发达国家相比有一定的差距，但我国的钢结构构配件加工已经实现了工厂加工制作。我国已连续8年世界钢产量第一，一批钢结构建筑已陆续建成，相应的设计标准、施工质量验收规范已出台;钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点，在建筑中的应用优势日显突出。以上优点都将促使钢结构的工业化生产进一步发展。混凝土结构工业化生产也取得了一定的发展，混凝土梁板、内外墙板和门窗等都实现了工业化生产。
我国正大力推进国民经济的信息化进程，为建筑业提供了良好的发展空间，信息化施工技术在建筑业推行多年，我国有了一批较成熟的单项软件产品，如工程投标报价系统，土建工程量自动计算、钢筋自动计算软件，建筑概预算软件，工程计划网络软件，物资管理和工程成本管理软件。在建筑施工生产的一些过程中引入了计算机技术，如建筑机械厂采用微机控制的混凝土搅拌站;大体积混凝土采用计算机进行温度控制和监测;在81层的深圳地王商业大厦工程中，使用计算机对大楼的垂直偏差进行测量控制。在深基坑支护中采用专业软件进行设计。深基坑支护信息化施工是利用施工中获取的岩土工程信息反馈指导调整施工的。由于在施工过程中可获得大量的岩土工程信息，因此，在大型建筑现代化施工中，常安装各种监测系统，用以采集施工中岩土体的各种水文工程地质信息，如地下水位、水质、岩土体的变形、土压力的变化等数据。根据这些信息及时调整设计，反馈到施工中，一方面可保证施工安全，另一方面可使设计更加合理。
美国、日本、德国、澳大利亚等国在信息化施工方面进行了大量的研究开发工作，取得了较大成果。日本在建筑业中实现了钢筋配置、预制水泥混凝土板、喷涂、地面磨光等自动化;在土方机械施工中实现了推土作业、挖掘作业的自动控制，11～70t自卸车的无人驾驶搬运作业;实现了隧道开挖、加固、管道铺设机械的自动化。澳大利亚也成功开发了无人驾驶自卸车，实现了在千米以下坑道施工作业的无人化等。在施工机械向自动化发展的道路上，具有单个或多个自动化功能的施工机械已开发成功并得到应用，单台机械无人化已进入实用阶段。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201110/15073.htm
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