“與先進(jìn)制造業(yè)相比，建筑業(yè)主要依賴資源要素投入和大規(guī)模投資拉動發(fā)展，勞動密集特征明顯，資源消耗大、科技創(chuàng)新能力不足等問題突出。特別是今年受新冠肺炎疫情影響，建筑業(yè)傳統(tǒng)建造方式受到較大沖擊，粗放型的發(fā)展模式難以為繼。”10月12日，中國建筑集團(tuán)有限公司(以下簡稱中建集團(tuán))技術(shù)中心執(zhí)行董事黃剛對科技日報記者表示，面對內(nèi)外部發(fā)展形勢的倒逼，中國建造向以工業(yè)化、信息化、智能化為基礎(chǔ)的綠色建造轉(zhuǎn)型，已成為必然。

近日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等9部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》(以下簡稱《指導(dǎo)意見》)，旨在推進(jìn)建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化升級，加快建造方式轉(zhuǎn)變，推動建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，打造具有國際競爭力的“中國建造”品牌。

《指導(dǎo)意見》的出臺為今后一個時期內(nèi)指導(dǎo)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高質(zhì)量發(fā)展明確了路徑，描繪了藍(lán)圖。

傳統(tǒng)建筑高消耗多隱患

建筑業(yè)占國內(nèi)生產(chǎn)總值的16%，對國民經(jīng)濟(jì)影響很大。“我國是建造大國，建筑業(yè)創(chuàng)造了諸多世界第一，同時也面臨著產(chǎn)品性能欠佳、資源浪費巨大、安全問題突出、環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)效益低下等問題。”中國工程院院士丁烈云說。

“現(xiàn)場澆(砌)筑的方式導(dǎo)致資源能源利用效率低，建筑垃圾排放量大，揚塵和噪聲環(huán)境污染嚴(yán)重，工程質(zhì)量和安全沒有保障。”住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心副主任文林峰說，就建材消耗而言，建筑業(yè)用量最大的鋼材、水泥都是高耗能產(chǎn)品，我國鋼材、水泥生產(chǎn)總量多年處于世界第一，并且建材循環(huán)使用比例很低。傳統(tǒng)建房過程易產(chǎn)生安全隱患，用材及使用時間都不易精確監(jiān)控。

今年3月7日，福建省泉州市鯉城區(qū)常泰街道南環(huán)路欣佳酒店發(fā)生樓體坍塌。據(jù)公開資料，該坍塌建筑建設(shè)于2013年，主體7層，為鋼結(jié)構(gòu)建筑物。在分析樓體坍塌原因時，有建筑領(lǐng)域的專家猜測，或是超載或損傷導(dǎo)致鋼柱失穩(wěn)從而引起連鎖反應(yīng);也有人分析認(rèn)為是改建(或裝修)增加建筑荷載導(dǎo)致的坍塌。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，按照此次《指導(dǎo)意見》提出的建筑工業(yè)化發(fā)展，采用標(biāo)準(zhǔn)模塊建材以及主體大空間可變結(jié)合裝配化裝修技術(shù)，再運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新科技，不斷創(chuàng)新安全管理、培訓(xùn)和檢測診斷技術(shù)，就能實現(xiàn)施工安全“零事故”，最大限度避免欣佳酒店樓體坍塌事故的重演。

裝配式建筑受到行業(yè)青睞

《指導(dǎo)意見》提出“要以大力發(fā)展裝配式建筑為重點，推動建筑工業(yè)化升級”。

裝配式建筑，可以像搭積木一樣蓋房子。“發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革，有利于促進(jìn)建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合。因其提高質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約能源、減少能耗、綠色環(huán)保等優(yōu)勢特征，裝配式建筑受到行業(yè)青睞。但裝配式建筑并非預(yù)制部品部件的簡單堆疊，而是從生產(chǎn)到施工都有嚴(yán)格的技術(shù)與工藝要求。”黃剛說。

“裝配式裝修的地板是架空的，把傳統(tǒng)的水管、電管通過架空的空間進(jìn)行預(yù)留預(yù)埋，后期如果發(fā)現(xiàn)哪個位置的水管或者電管有質(zhì)量問題，局部維保非常便捷便利。”北京一家建筑公司項目負(fù)責(zé)人丁維說，《指導(dǎo)意見》對設(shè)計有專門的表述，即“完善設(shè)計選型標(biāo)準(zhǔn)，實施建筑平面、立面、構(gòu)件和部品部件、接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，推廣少規(guī)格、多組合設(shè)計方法，以學(xué)校、醫(yī)院、辦公樓、酒店、住宅等為重點，強(qiáng)化設(shè)計引領(lǐng)，推廣裝配式建筑體系”，這樣一來，今后房建有了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不僅使用后少維修，而且即使維修也將更便捷。

我國裝配式建筑發(fā)展方興未艾。“十三五”以來，中建集團(tuán)共牽頭裝配式建筑相關(guān)國家重點研發(fā)計劃項目4項，公司自主立項課題32項，內(nèi)容涵蓋裝配式建筑的設(shè)計施工方法、新型裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系以及新型裝配式建筑高效施工等。“在2020年建設(shè)火神山、雷神山醫(yī)院過程中，為了同時間賽跑，中建集團(tuán)創(chuàng)新采用分階段逆向設(shè)計、現(xiàn)代物流優(yōu)化、模塊化施工、快速驗收等組合技術(shù)，形成設(shè)計、施工、物流與工藝優(yōu)化高度融合的應(yīng)急醫(yī)院一體化建造技術(shù)，實現(xiàn)了極限工期下應(yīng)急醫(yī)院快速建造、快速交付。”黃剛說。

研究數(shù)據(jù)表明，裝配式混凝土建設(shè)項目在施工過程中相比傳統(tǒng)方式可減少建筑垃圾排放70%，節(jié)約木材60%，節(jié)約水泥砂漿55%，減少水資源消耗25%。

智慧建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展

《指導(dǎo)意見》提出：“要提升信息化水平，積極應(yīng)用自主可控的建筑信息建模(BIM)技術(shù)，加快構(gòu)建數(shù)字設(shè)計基礎(chǔ)平臺和集成系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)計、工藝、制造協(xié)同。加快部品部件生產(chǎn)數(shù)字化、智能化升級，推廣應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、智能化裝備和建筑機(jī)器人，實現(xiàn)少人甚至無人工廠。”

“實現(xiàn)智慧建造的路徑要以工業(yè)化筑基，用信息化賦能，推動建造過程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、自動化、智慧化。”中建集團(tuán)科技與設(shè)計管理部總經(jīng)理李琦說。

北京亦莊京東總部二期項目是中建集團(tuán)建成的全國首個5G智慧工地。中控室大屏上，5G實名制雙防監(jiān)管系統(tǒng)、5G可移動建筑職業(yè)健康分析系統(tǒng)、5G雙360度空間立體實時監(jiān)控系統(tǒng)等十大應(yīng)用場景十分清晰。

“這個5G智慧工地的架構(gòu)充分發(fā)揮5G技術(shù)大帶寬、低時延、廣連接的優(yōu)勢，搭載AI、大視頻、BIM、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等多種先進(jìn)技術(shù)能力，將質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本作為四大核心驅(qū)動引擎，實現(xiàn)了‘一通、多能、四驅(qū)動’理念。”李琦說，中建集團(tuán)自主開發(fā)的土木工程安全測控平臺，成為智慧施工的核心產(chǎn)品之一，集成應(yīng)用了先進(jìn)的分布計算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動采集、智能分析、超限報警等，已在中國尊等幾十個大型工程成功應(yīng)用。

此次《指導(dǎo)意見》還強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)智能建造及建筑工業(yè)化應(yīng)用場景建設(shè)，發(fā)揮龍頭企業(yè)示范引領(lǐng)作用，定期發(fā)布成熟技術(shù)目錄，并在基礎(chǔ)條件較好、需求迫切的地區(qū)，率先推廣應(yīng)用。

對此，業(yè)內(nèi)專家表示，要以加強(qiáng)示范應(yīng)用為重點，提升智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展整體水平。探索適合我國國情的智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展路徑和模式，但這個過程技術(shù)含量高、創(chuàng)新性強(qiáng)、工作難度大，需要充分調(diào)動企業(yè)和地方的積極性，組織開展試點示范，建設(shè)應(yīng)用場景，推廣成熟技術(shù)，打造一批可復(fù)制、能推廣的樣板工程，帶動工作全方位推進(jìn)。

此外，《指導(dǎo)意見》還提出，要探索具備人機(jī)協(xié)調(diào)、自然交互、自主學(xué)習(xí)功能的建筑機(jī)器人批量應(yīng)用，以工廠生產(chǎn)和施工現(xiàn)場關(guān)鍵環(huán)節(jié)為重點，加強(qiáng)建筑機(jī)器人應(yīng)用。

專家表示，加大建筑機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用，有效替代人工，進(jìn)行安全、高效、精確的建筑部品部件生產(chǎn)和施工作業(yè)，已經(jīng)成為全球建筑業(yè)的關(guān)注熱點。建筑機(jī)器人應(yīng)用前景廣闊、市場巨大。目前，我國在通用施工機(jī)械和架橋機(jī)、造樓機(jī)等智能化施工裝備研發(fā)應(yīng)用方面取得了顯著進(jìn)展，但在構(gòu)配件生產(chǎn)、現(xiàn)場施工等方面，建筑機(jī)器人應(yīng)用尚處于起步階段，還沒有實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。因此，應(yīng)積極推廣應(yīng)用建筑機(jī)器人，促進(jìn)建筑業(yè)提質(zhì)增效。(矯 陽)