现代建筑方法及趋势（一）

来源 | 丁成章住宅产业化

一、什么是产业化？

利用机器和复制品进行大规模的生产是各个不同产业、不同种类产品的产业化制造的共同特征。产业化制造过程的意思就是用标准的，依赖机器的生产过程来替代传统的依赖手艺的生产过程，改进生产，得到价廉物美的高质量产品。

我们经常说：“工程师是手艺人的天敌”，工程师的任务就是砸掉手艺人赖以生存的“手艺”，把“手艺”分解成“工艺”，从而完成产品的产业化制造。

近代历史书描述了四次产业革命。

第一次产业革命发生在17世纪末，18世纪初，包括农业产业化的伟大进步，在动力方面发明了蒸汽机的，在纺织工业方面，英格兰是主要表演者，第一次产业革命也伴随着科学和政治革命（有时也称其为三次革命）。第一次产业革命让机械生产代替了手工劳动（即工业1.0时代）；

第二次产业革命发生在19世纪末，20世纪初，特点是新技术，像钢铁制造，化工，电子，航空，和汽车等。在这个产业时代期间，美国在很多产业都处于领先地位。第二次产业革命让大规模复制生产成为现实（即工业2.0时代）。

第三次产业革命发生在20世纪中期，自动控制技术的发展使得生产线的自动化成为现实（即工业3.0时代）,前二次工业革命，中国人都没有赶上，第三次工业革命中国人赶上了，并从中受益不浅，成为全球制造大国。

第四次产业革命实际上已经开始，因为随着信息技术、物联网、智能化的快速发展，大规模定制生产（即工业4.0时代）的时代已经在某些产业得以实现（例如汽车、家电、服装、鞋帽等），并正在向其它产业推广发展，住宅产业也应该赶上，并从中受益。

（一）汽车产业化

1907年，福特发明了生产流水线，实现了生产的标准化、大批量制造。

在此之前，汽车是依靠手艺人的“手艺”，打地摊式的“敲打”和“焊接”出来的。

在此之后，汽车是依靠工程师们编制“工艺”在流水线上连续制造出来的。

流水线批量制造这种生产方式在全世界风行了一个世纪之久，并为工业化社会立下了汗马功劳。但是随着经济的发展和社会的进步，它自身的局限性日益成为它继续前进的障碍，并日渐明显地走向衰落。

大规模生产方式，在某些领域，现在乃至将来还会有它发挥作用的空间，但是作为一种主流的生产方式，它的历史使命已经完结，在许多领域里已经衰退。一种新的更能适应当今市场形势的生产方式——大规模定制，已经应运而生。

（二）什么是住宅产业化？

（一）建筑产业化历史回顾

建筑产业化并不是新生事物：

古代——罗马军事工程；

产业革命——水晶宫（1851年）；

高层钢结构——帝国大厦（1930）。

公元1851年，第一次工业革命在英国结出了丰硕成果，大英帝国处于鼎盛时期，英女王邀请世界各国参加大英帝国举办的第一届世界博览会。约瑟夫·帕科斯顿（Joseph Paxton）仰仗现代工业技术提供的经济性、精确性和快速性，第一次完全采用单元部件的连续生产方式，通过装配式结构的手法来建造大型空间，设计和建造了伦敦世界博览会会场水晶宫。

只用6个月就建成了长563m、宽124m、最大跨度22m、最高顶棚高度33m；约9万m2的建筑面积。水晶宫经历了从设计构思、制作、运输到最后建造和拆除的全过程，是一个完整的预制建造系统工程。曾经是19世纪前半期的铸铁技术总检阅之一。

尽管是马拉肩扛，却首创了工厂预制构件，现场装配的技术模式，是现代建筑（钢材骨架和玻璃幕墙）的开山之作。

帝国大厦（1930）

381米，102层；

一年零45天建成；

每天建成一层——在此前后，从没有被超越过；n模块化装配式建筑——钢骨架是在工厂里预制的，再运输到市中心，吊装就位。

(二）住宅产业化历史回顾

人类住宅产业化之路已经走过一百多年。期间无数仁人志士投入到住宅产业化研究的理论与实践中。

1910年3月，沃尔特·格罗皮厄斯向德国通用电气公司 AEG 的艾米尔·拉特诺提交了一份合理化生产住宅建筑的备忘录，这份备忘录写于沃尔特·格罗皮厄斯26岁那年，到今天仍然是对标准化住宅单元的预制、装配和分布的先决条件的最为透彻的阐述。1923年出版的《包豪斯书集》中收录有格罗皮厄斯撰写的《住宅产业化》。

产业化建筑兴趣一直持续的流行在20世纪的大多数人的建筑思想里。1928年第一届《国际现代建筑会议》（CIAM）通过的拉萨拉兹宣言不但强调了建筑产业化的必要性，还认为“建筑质量的高低并不取决于工匠们的手艺，而在于要普遍地采用合理化的生产方法”。指出“建筑产业化首先应该是尺寸规格化，并采用有效的生产方法”。

早在1910年，格鲁皮乌斯就已经对“住宅产业化”作了明确的阐述：

不断地复制生产独立的部件；

用机器制造同一标准尺寸的部件；

提供具有互换性的部件。

这不知是格鲁皮乌斯受福特T型车的影响而提出来的，还是福特T型车受格鲁皮乌斯住宅产业化思想的影响。总之，住宅产业化思想和汽车产业化思想几乎是同时出现的。但是，经过大约100年的历程，汽车产业化已经突飞猛进，而住宅产业化几乎就没有什么太大的进展。

（三）住宅产业化定义

住宅产业化定义林林种种，但万变不离其宗。

住宅产业化（housing industrialization）是指用工业化生产的方式来建造住宅，是机械化程度不高和粗放式生产的生产方式升级换代的必然要求，以提高住宅生产的劳动生产率，提高住宅的整体质量，降低成本，降低物耗、能耗。

联合国提出“住宅产业化”的6条标准：生产的连续性，产品的标准化，生产过程的集成化，工程建设管理的规范化，生产的机械化，技术生产科研的一体化。

重要的话说三遍：

早在1910年，格鲁皮乌斯就已经对“住宅产业化”作了明确的阐述：

不断地复制生产独立的部件；

用机器制造同一标准尺寸的部件；

提供具有互换性的部件。

这三句话不但在100年前，即便是今天，也是对住宅产业化的完美阐述 ！

这三句话不但是对住宅产业化的完美阐述 ，几百年来，传统制造业也是按照这三句话 来定义产业化概念的。

三、什么是现代建造方法？

（一）“批量复制”向 “批量定制”迈进

前三次工业革命时代都只能达到“批量复制”产品，而无法实现“批量定制”住宅产品，无法满足每个消费者对于住宅的个性化需求。所以100多年来，住宅产业化之路如登天之难，就是因为住宅产品的个性需求太过于强烈，每个人都不希望自己的房子和别人一样。

“批量定制”则是最近出现的属于21世纪的一个现实。中国制造业只有少数研究人员知道这个概念，中国建筑界还沉睡于“批量复制”——“像造汽车一样造房子”的阶段。我们一直都承认建筑的差异性，一直都采用客户定制的方式。但是，“客户定制”与20世纪“批量复制”的目的背道而驰，所以工业2.0时代就已经提出来的“住宅产业化”之路才会如此之难。

“批量定制”是“批量生产”和“客户定制”混合而成的产物，只有在工业4.0时代才有可能实现。它提出了一种新的建造流程，既使用自动化生产的技术，同时又能使制造出来的每一件产品都与之前批量生产制造出来的产品有所区别。能够根据场地条件、使用功能，以及业主的需求，建造差异化、个性化的建筑，是批量定制取得成功的先决条件，但却把我们的先辈们难倒了。今天，借助于信息管理工具，我们能够对批量定制的场外制造过程实现可视化管理。经过一个世纪的发展，轻质高强度、高性能的建筑材料的发展，提供了良好的经济前景和高效的运输，实现了材料的重复利用和浪费的减少，这一切又使得建造流程能够更有效地循环，最终将给我们带来一种更具有可持续性的建筑。建筑师、施工方和业主都将从中获益。

（二） 现代建造方法定义

现代建筑方法是描述一些建筑方法的统称。现代建筑方法有别于传统的砖和砌块建筑方法。

预制住宅建造分类如下：

工厂化制造——3D（箱式）模块；

工厂化制造——2D（板式）模块；

工厂化制造——3D+2D+“绑棍” （混合式）；

工厂化制造——预组装或构件；

工地建造的现代建造方法。

其它一些预制住宅建造方式分类：

工厂制造/组装；

产业化制造；

在工地上的创新系统建造；

工厂化组装；

工厂化建造；

工厂化制造；

模块化建造；

预制建造；

系统建筑。

（三）现代建造方法的主要技术特征

现代建造方法主要是指“预制装配式建筑”，预制装配式建筑的主要技术特征应该，但不局限于以下几条：

预制（实现住宅或建筑产业化的必要条件）；

安全（施工和使用的必要条件）；

保温（节能、环保、绿色的充分条件）；

轻质（预制装配式建筑的充分条件，例如混凝土预制大板就不是轻质）；

美观（建筑美学的充分条件，例如混凝土预制大板就不美观，需要后续处理）；

便宜（市场推广的充分条件，例如混凝土预制大板就不是便宜）。

（四）工厂化制造的好处

1、时间（速度）

工地建造：

天气和其他不可预测因素经常引起误工和耽误。

工厂制造：

时间（速度）是工厂化制造的“大赢家”。好处包括：

工厂可以三班倒，24小时作业；

因为部件是在工厂里制造，减少了工地建造周期；

减少了工地湿作业；

不受天气影响，准确预定竣工日期。

2、成本

工地建造：

无法控制的变化无常的天气，导致进度延误而增加成本。

工厂制造：

常常认为工厂化制造会增加成本。确实，初期开发成本可能比较贵，但是工厂化制造带来的好处会节省成本，例如：

制造过程控制大大减少了成本飙升的机会；

成本清晰并减少了风险；

减少了误作业和不合格品；

减少了现场管理费用；

减少了维护，提供了更优的质量；

减少了建造时间，以及提前入住的好处也是减少成本；

全寿命周期成本最小。

3、质量

工地建造：

承包商经常要雇佣临时工；

变化莫测的天气无法保证建造质量。

工厂制造：

在工厂受到控制的环境下，聘用训练有素和具有特殊技能的人工作；

可以采用特殊的车间和装备；

减少现场操作和储存引起的破坏；

通过采用封闭的3D（箱式）模块单元减少了运输过程中损坏的风险。

4、健康和安全

工地建造：

高空作业风险；

高空坠物风险；

工厂制造：

通过工厂化制造，排除和减少了很多风险，例如：

较少的施工人员，减少了员工的健康和安全风险；

工厂化制造减少了高空作业；

工厂化制造容易保证员工的健康和安全；

制造比建造提升了六倍多的安全。

5、可持续性

工地建造：

工地一般存在大量的，必须要运走的废料。会带来成本和环境问题。

工厂制造：

与现场建造相比，工厂化制造大大减少了对于环境的影响：

到达工地的预制墙板可以直接安装就位。在工地上一般不存在废料。通过统筹运作，也减少了工厂里的废料。这就有力支持了可持续发展。

浪费少；

包装少；

在建造期间减少了环境影响；n对于工地周边区域影响少。

6、现场问题

工地建造：

经常要租用脚手架来安装——带来了成本合格空间场地问题。

工厂制造：

把预制好的墙板用平板车运送到工地，直接用吊车安装就位；

意味着现场工作量少，减少了噪音、灰尘、污染和毁坏；

减少了现场操作；

减少了高空掉物的风险；

工地只需要很少的仓储空间；

减少了发货次数。

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