装配式|信息化技术将如何带动建筑工业化发展

引 言

中国建筑经过这些年的发展，伴随着快速城镇化成就巨大，但同时也带来了高污染、高能耗和低质量、低效率等问题。因此建筑效率成为中国建筑行业再发展的一个瓶颈，超过全球工程量50%的中国建筑业需要寻求一个全新的设计建造模式。

我们国家经济发展、环境发展因建筑业承担了很大的压力，所以建筑行业其实责任非常大。特别是在新的经济转型期，国家提出“一带一路”发展战略，中国建筑行业也承担着走出去的责任。我们不仅要建设自己，还要走向国际。现在建筑行业也是全球化的过程，对中国建筑业来说，需要注入新装配式住宅的活力。“中国建造”也亟待升级转型，支撑我们国家的“一带一路”战略。

建筑工业化：国内的传统现实 vs 国外先进的应用状况

建筑工业化使项目开发具有质量可控、成本可控、进度可控的优势。建筑工业化作为一个成熟的技术在发达国家已得到广泛应用。经验证明，应用建筑工业化技术，建筑建设的综合效率得到大幅度提升，同时施工周期仅为传统方式的 1/3，同时用工量大大减少，施工现场粉尘、噪音、污水等问题都得到了较好解决。

美国住宅标准化率和商业化程度几乎达到 100%；瑞士80%的住宅是用通过部件为基础建造的；法国工业化程度也非常高，主要采用预应力混凝土框架装配式体系，这个体系装配率可达到80%，与传统现浇建筑方式相比，施工模板减少了85%，脚手架用量减少 50%，节能70%，节水80%，节约钢材20%，节地、节石等都是效益均非常可观，同时还能减少83%的建筑垃圾，节省20%-30%的人工，缩短30%-50%的工期。从以上数据可以对工业化的效率有初步了解。

资源再利用方面，十几年前，日本、韩国等国家资源化率已经达到 90%。而到目前为止，中国建筑的实际上还不到 5%。

为什么信息技术与建筑工业化会成为“伉俪”

信息技术的高速发展伴随移动互联网的推波助澜，掀起了对大数据、建造数字化、云计算和人工智能等新技术应用的广泛讨论。这首先给传统思维模式带来巨大的冲击，特别是人们从原有因果的思维逻辑正在向关联的思维逻辑转变。

建筑不再只是解决住的问题，绿色发展、生态保护和能量蓄积已融入到人们对建筑的需求中，因此，原有建筑的内涵也发生了改变。为了提升建筑本身的品质和效率，需要重新评估并重新整合现有的建筑设计过程、生产与施工过程及运营管理的过程。

在从因果逻辑向关联逻辑的转变过程中，建筑师们在创造“更好居所”这一理想上找到了一致的选择，信息技术与建筑工业化有机的结合起来。

早在 1999 年，英国就在一个官方报告里提出：五年内要通过应用信息技术，使其建筑业节约 30%的项目成本。根据各国相关报道，其实信息化的介入确实可以大大提升施工效率，保守地说将施工工期缩短15%（这是很早以前的数据）。而后，互联网技术介入建筑市场，又可以节约 30%-35%的项目成本，这是英国在 2000 年前后提出的认识。

这近十几年中，在新技术的推动下，建筑行业发展迅速。不仅是英国，各国家都在新的信息化时代推出相应的研究和一些政策导向，特别是德国前几年提出了工业 4.0 的概念，使得以信息技术为特征的新型工业化成为未来整个全球竞争力的焦点。

实施以信息化带动工业化战略，是改造和提升传统建筑行业的一个突破口，是中国建筑从“建造大国”走向“建造强国”的必经之路。

信息技术如何伴随建筑工业化发展之路

工业化的核心是一种组织管理的模式，就是一整套系统，特点是分工协作、资源优化配置、程序优化，用最经济的生产要素在最短的时间建造完成，明确的工业化分工有利于专业化，提高生产效率。

信息技术为建筑发展所需要的多重系统交互协同，提供了平台和可能。信息技术是促进新型建筑工业化的一个强有力的推手。

建筑工业化目前走过了两个阶段的发展。第一个阶段有三个方面的特点：构件标准化、模式化；施工机械化；现场的装配化、分工细化、程序化。

随着信息技术的推动，建筑工业化进入第二阶段，这一阶段的特征是在互联网络环境下、云端采用大数据架构实现智能决策应用、并支撑前端的可视化和模拟性，这将给建筑工业化提供高效的、丰富的、以往解决不了的解决方案。 在第一阶段中出现的问题，如建筑构件独特性和工业生产的标准化的矛盾，建筑设计和构件制造脱离的矛盾，建筑设计和施工脱离的矛盾等相关问题，都可以在建筑工业化的第二阶段有效地解决。

建筑工业化第二阶段的主要特征之一是用信息技术去推动工业化，从设计、预算、建造以及运维各个阶段都能大幅度提高效益。它有以下几个特点：

1、在设计环节构建体系，实现构件化设计，社会化制造和采购，利用互联网技术，跟以往工业化概念有所不同。

2、工业化与个性化的结合：大规模生产与个性化的定制结合，实现快速大规模的定制。这是信息时代出现的特点。

3、将多专业先进技术集成到建筑设计建造中，实现技术集成，克服传统工业化的难题。

建筑工业化发展的第二阶段必须依托于大数据信息化平台的支撑，目前类似系统在市场上还较少。

未来建筑工业化发展趋势

德国提出工业化4.0 的指向性非常明确，美国也在新的时代里提出信息时代新硬件时代的战略，中国也提“互联网+”。对于德国来说，工业4.0的指向非常精准，即利用德国制造业的优势，在新时代里继续保持国家发展的优势。

工业4.0 包含集中式控制向分散式增强型控制的转变，对于建筑行业来说意义非常大。建筑的大量采购和运输在工业 4.0 里得到了颠覆性改变，就像最大的出租车公司没有车，最大的零售商没有实体店，没有产品库存。所以建筑行业未来怎么样？其实我们的信息和网络时代也是带来革命性的变化。将产品的全生命周期和全制造流程的数字化以及基于信息通信技术的模块化的集成，将形成高度灵活个性、数字化的产品与服务的一种生产模式，在这种模式下， BIM 是一个核心的技术平台。因此看到信息化和工业化的关联性， BIM 是促进新型工业化和建筑业信息化发展重要的技术和技术平台。BIM 技术是推动建筑的颠覆性革命。

建筑的“ BIM+”时代

互联网+”在建筑行业里可以称为“ BIM+”。在 BIM 技术平台上，很多东西可以加载进来。美国目前在BIM领域里大幅推进，不断更新BIM标准的版本，在这方面中国还有大量的工作要做。

“ BIM+”时代的到来，与互联网、云计算、大数据以及3D打印、VR/AR技术以及3D GIS等结合在一起，从BIM技术平台上有很多延展。比如在3D GIS和 BIM集成方面延展到城市层面上，智慧城市、数字城市可以打通平台，一起高效率进行设计施工和运营维护。

BIM+VR也是可以解决很多原来难以解决的问题，比如所见非所得和工程控制难的一些问题。实际上VR提供了很多新的技术手段，有一种说法是，数字化设计的平台和VR结合将来成为我们泛设计企业的核心竞争力。

AR 伴随着 VR 快速发展，不仅是在虚拟环境里，叠加到现实环境里，BIM和AR的结合也有很多发展空间，为我们的城市建造和建筑设计、施工带来了很多可能性。

BIM+3D打印、BIM+机械臂施工方面，现在机械臂从硬件上来说已经较成熟，关键现在是否在工程领域、设计领域、施工领域真正把这些用起来，这给我们的建筑师提供了很大的想象空间，一些造根据建筑需要生成的造型比较特别的建筑，以往属于比较难以建造的建筑形式，现在通过BIM和3D、BIM和机械臂的制造都可以实施。 原来一些设计上用非线性做的东西，可能也需要用3D技术和机械臂真正去建造实施出来。

中国建造的转型升级

中国要从建筑业大国成为建筑强国走向世界，粗放的中国建造需要升级和转型，这需要以工业化和信息化为核心。其中有三个要点：

1、精致化建造，即怎么低能耗、高效率地去建造。

2、智慧化的关键，建筑要为使用者考虑，很多东西从设计、施工、运营一直到使用监管，智慧的思想要能够始终贯穿进来。

3、建筑要以绿色化为引领。

（注：本文整理自北京交通大学建筑与艺术学院院长夏海山在第二届中英 BIM 研究院年会暨中国 BIM 与建筑工业化学术峰会上的发言,文中配图来源于网络）

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