1.1響應中國式現代化建設的內在要求

建筑業的現代化發展是中國式現代化的重要內容之一，在快速發展的新時代背景下，建筑業應緊跟時代步伐，積極響應現代化號召，堅定不移地走好中國式現代化道路。建筑工業化能夠為老百姓提供更加高效、環保、質優的建筑產品，通過工業化的建造方式，大幅提升建筑質量與施工效率，同時降低對資源與能源的消耗。此外，它還能促進建筑業內部的結構調整與技術升級，推動行業向更高水平、更可持續的方向發展。因此，發展建筑工業化不僅符合中國式現代化建設對質量和效率的追求，也體現了對環境和資源保護的重視，是實現經濟社會和諧發展的重要途徑。

1.2建筑業轉型升級的重要途徑

傳統建造方式已經不能滿足現代社會發展對高效、綠色和低碳的要求，對實現建筑行業的可持續發展構成了重大阻礙。隨著全球氣候變化的嚴峻挑戰，實現碳達峰與碳中和已成為國際社會共識，我國也提出了“3060”雙碳目標。作為能源消耗與碳排放的重要領域之一，建筑業在推動綠色轉型中扮演著關鍵角色。在此背景下，建筑工業化作為一種先進的生產方式，逐漸成為推動建筑業轉型升級的重要路徑，不僅能夠提升生產效率與工程質量，還能顯著降低能源消耗與碳排放，為實現“雙碳”目標提供有力支撐。

1.3支撐建筑業高質量發展的核心動力

建筑工業化作為支撐建筑業高質量發展的核心驅動力，通過將建筑構件的生產從傳統的施工現場轉移至工廠環境，其自動化、智能化生產方式顯著提升了建筑構件的精度和質量，減少了材料浪費，并且提升了生產效率；其現場機械化、裝配化施工技術，不僅降低了環境污染和資源消耗，提高了施工效率，還保證了建筑的整體品質和安全性。通過建筑工業化解決傳統粗放式建造模式帶來的質量隱患和跑冒滴漏等各種問題，讓老百姓住上更安心更踏實的好房子，獲得體驗感、幸福感和安全感，以滿足人民群眾對美好生活的向往。

1.4催生建筑業新質生產力的創新引擎

建筑業新質生產力以科技創新為核心驅動力，依托工業化建造、智能建造和綠色建造等新型技術手段，展現出高科技、高效率和高質量的特點，其關鍵要素包括：更高素質的勞動者、更高技術含量的勞動資料和更廣范圍的勞動對象，它是提升工程品質與性能，推動建筑業轉型升級的先進生產力質態[5]，發展建筑工業化是催生建筑業新質生產力的創新引擎，通過提升勞動者的技能水平、研發先進技術裝備、擴大業務領域，為建筑業注入創新活力與發展動力，不僅提高建筑業的生產效率和質量水平，還可以推動新材料、新技術和新模式的應用，促進建筑業的產業升級和轉型。

2.1擔心裝配式結構的安全性

裝配式建筑的結構安全性一直是社會各界關注的焦點，一些人認為裝配式結構抗震能力不足、灌漿套筒安全性不夠。例如：套筒灌漿過程中出現灌漿不飽滿、灌漿孔堵塞等問題；施工過程中由于構件尺寸偏差、安裝精度不足等原因，導致構件安裝不到位等問題；接縫部位的防水措施不到位，導致滲漏的問題。但這些問題大多可歸因于施工管理不善、操作技術不規范及質量控制不嚴等工程管理層面的問題，而非工程技術問題。

2.2裝配式建筑成本居高不下

裝配式建筑仍面臨成本較高的挑戰，研究表明采用裝配式混凝土結構的土建工程造價比現澆結構高１０％～２０％，在一定程度上阻滯了裝配式建筑的推廣和發展[6]。造成裝配式建筑成本高的主要原因如下：①設計與生產施工脫節[7]，設計的構件不利于工廠[5]加工生產、不利于現場施工裝配，造成成本增加；②一些項目仍沿用現澆建筑的設計思路，未能充分體現裝配式建筑的精髓與優勢，僅僅是通過簡單地拆分構件來實現預制裝配，產生大量非標準化的構件，導致模具攤銷成本大，生產效率低、成本高；③疊合板采用四面出筋＋拼縫后澆帶連接的方式，現場需要搭設大量的腳手架和模板，施工效率低下，且質量難以保證，增加了施工成本[5]；④設計的豎向構件尺寸小，拼縫數量多，現澆與預制工法并存，施工工序繁瑣，吊裝頻次高、效率低、經濟性不好；⑤構件預留鋼筋直徑小、間距密，不利于生產安裝，增加成本；⑥外墻與門窗未能在工廠階段實現一體化預制，而是在現場墻板安裝好之后再進行門窗的安裝，質量控制更難、安裝成本更高；⑦片面追求裝配率和預制率，把一些不適于預制的構件也拆分預制，造成生產、施工復雜，增加成本。

2.3工廠生產的自動化水平低

構件在工廠生產過程中的批量化、自動化與智能化水平仍有待提升，主要存在以下幾個方面的挑戰：①生產過程中還存在大量的人工干預、手工作業，導致生產效率低下、產品質量不穩定、生產成本增加；②從信息錄入、讀取到加工、搬運、存儲的各個環節，自動化與機械化技術的應用仍顯不足，制約了生產效率的提升；③由于數據格式的不統一，生產設備的可編程邏輯控制器（PLC）系統無法直接識別建筑信息模型（BIM）設計信息的數據格式，必須經過人工整理和匯總后才能用于生產，這不僅消耗了大量的人力資源和時間，而且在數據處理過程中容易出現信息失真或不對稱的情況，進而影響到構件的加工精度和生產效率[8]。

2.4現場施工技術不先進

裝配式建筑現場施工涉及多個環節和多種技術，但目前這些技術的集成化程度相對較低，且先進的自動化施工設備在裝配式建筑現場的應用還不夠普及，如大規格、高負載能力的智能塔吊應用不夠廣泛；裝配式裝修的智能化工具，如自動鋪設地板或墻面的工具應用較少；智能存放系統、自動化搬運機器人等智能工具的應用處于起步階段；建筑機器人的應用也具有一定的局限性；同一工作面下，裝配施工和現澆施工的工序先后順序、工作面交接條件，資源的協同利用等還沒有形成完善的技術工法體系[8]；結構、機電、門窗、裝飾部品的集成化裝配程度還不夠高；不同施工環節之間的銜接不夠緊密，缺乏高效的信息共享和協同作業機制；施工現場的信息管理依然采用傳統方式，缺乏實時的數據收集、傳輸和分析系統，導致進度監控、質量控制和安全管理效率低下。

3.1樹立工業化產品的思維

借鑒汽車和飛機制造業的經驗，建筑業要從傳統建造模式向現代工業化生產模式轉變，關鍵在于思維革新，將建筑當做“工業化產品”“像造汽車一樣造房子”，用工業化建筑產品的思維統領裝配式建筑設計、生產、施工全過程，從系統集成的角度進行全面考慮，通過綜合技術優化，實現多學科的專業協作，根據既定的技術接口和協同原則，將各部品部件組裝成一個完整的工業化產品，這種系統化的方法能夠確保建筑工業化的高效實施，同時提高建筑產品的整體性能和質量[4][9]。

3.2構建一體化建造的系統工程理論

借鑒制造業，建立工業化的系統工程理論基礎和方法，將裝配式建筑作為一個完整的建筑產品來進行研究和實踐，形成以達到總體效果最優為目標的理論與方法，才能實現裝配式建筑的高質量、可持續發展[8]。

一體化建造的系統工程理論主要包含以下內容：①遵循“從總體到局部”原則，先開展建筑系統的總體設計，再開展子系統和具體細節的設計；②遵循“三個一體化”理念，整合跨學科、跨領域的知識和技術，促進不同專業間的深度融合與創新；③遵循“系統工程”基本原則，通過多學科協作，形成一個具備合理知識結構、有效的協作機制的團隊，實現資源整合與優勢互補；④利用數學和邏輯模型來描述系統特征，通過模擬、反映系統的運行，獲取系統的最佳組合方案和運行策略[10]。

3.3實施“三個一體化”建造方式

“三個一體化”建造方式是指建筑、結構、機電、裝修一體化，設計、生產、施工一體化，技術、管理、市場一體化[8]，具體內容如下：

（1）建筑、結構、機電、裝修一體化

建筑、結構、機電以及裝修的一體化設計是解決跨專業協作問題的關鍵，通過建立標準化的模數、模塊，制定統一的技術規范和接口，實現各專業之間的協同；借助ＢＩＭ技術，各專業可以在同一虛擬模型上進行集成設計，實現建筑結構、機電系統與裝飾裝修一體化，最終形成完整的設計成果[8]。

（2）設計、生產、施工一體化

在工程建設中，需要各主要環節之間的協調配合，解決技術鏈之間的有效銜接，形成高度在組織化管理，向管理要效率和效益。設計不能只考慮建筑功能、結構安全，要充分考慮生產工藝、施工工藝，設計的產品要便于生產加工和施工裝配；生產過程中，需要考慮到運輸和安裝的實際條件，確保構件在到達施工現場時能夠方便快捷地進行裝配。

（3）技術、管理、市場一體化

長期以來，我國建筑企業普遍面臨技術與管理脫節的問題，即兩者未能形成有機整體，技術活動與管理活動各自獨立運作，技術研究缺乏與管理實踐的結合，也未充分考慮市場需求，導致技術成果難以轉化為實際生產力，可持續發展的能力不強。為了增強企業的可持續發展能力，必須解決管理機制與技術進步及市場需求不匹配的問題，亟需推動構建“技術、管理、市場一體化”體系[8]。

3.4應用“四個標準化”設計方法

標準化設計是提高裝配式建筑的質量、效率、效益的重要手段；是建筑設計、生產、施工管理之間技術協同的橋梁；是裝配式建筑在生產活動中能夠高效率運行的保障。因此，發展建筑工業化必須以標準化設計為基礎。“四個標準化”設計方法，即“平面標準化、立面標準化、構件標準化、部品標準化”，通過標準化設計減少預制構件和部品的種類，通過少規格、多組合設計方法，可以組拼成眾多平面立面，既能防止建筑風格千篇一律，又有助于提高構件標準化，降低建造成本，提高生產與施工效率[11-12]。

（1）平面標準化

通過模塊化的設計方法，明確有限的、通用的標準化戶型模塊；相同基本戶型下，制訂開間不變，進深在一定基礎上以一定模數進行延伸擴展的設計方法；在基本戶型明確的基礎上，明確不同戶型下的某一邊為同尺寸，作為模塊與模塊之間的通用邊界，便于模塊間的協同拼接。通過基本戶型模塊之間按照通用協同邊界進行組合，與公共空間模塊進行組合，確定多種基本平面形狀，形成不同的個性化平面[8]。

（2）立面標準化

通過預制外墻板不同飾面材料展現不同肌理與色彩的變化，飾面運用裝飾混凝土、清水混凝土、涂料、面磚或石材反打，通過不同外墻構件的靈活組合，基本裝飾部品可變組合，實現富有工業化建筑特征的立面效果；在采光、通風、窗墻比控制條件下，調節立面分格、門窗尺寸、飾面顏色、排列方式、韻律特征，呈現標準化、多樣化的門窗圍護體系；通過一字形、Ｌ形、Ｕ形等標準化陽臺形式，進行基本單元的凹凸擴展組合擴展，形成豐富多樣的空調板、陽臺的立面設計[8]。（3）構件標準化

針對基本功能單元塊，運用最大公約數原理，按照數協調準則、通過整體設計下的構件尺寸歸并優化設計，實現構件的標準化設計，便于模具標準化以及生產工藝和裝配工法標準化；在構件外形尺寸標準化基礎上進行鋼筋籠標準化設計，統一鋼筋位置、鋼筋直徑和鋼筋間距，建立系列標準化、單元化、模塊化鋼筋籠，實現標準化加工；對于預埋在結構主體內的預埋件進行其型號、規格、空間位置進行符合統一模數和規定的標準化設計，便于在后續生產和施工過程中工人對預留預埋進行標準化操作，提高效率和精度[8]。

（4）部品部件標準化

在平面標準化和立面標準化設計基礎上，通過部品部件的模數化協調，模塊化組合，匹配戶型功能單元的標準化，如廚房部品標準化，以烹飪、備餐、洗滌和存儲廚房標準化功能單元模塊為基礎，通過模數協調和模塊組合，滿足多種戶型的空間尺寸需求；衛生間部品標準化設計，以洗漱、淋浴、盆浴、衛生間標準化功能單元模塊為基礎，通過模數協調和模塊組合，滿足多種戶型的空間尺寸需求[8]。

3.5推廣工業化、智能化、綠色化建造技術

3.5.1積極推廣工業化建造技術

（1）工廠自動化生產技術

工廠自動化生產是實現現場機械化、裝配化施工的基礎，將信息化技術和工廠化生產融為一體，以標準化生產確保構件品質、提升制造效率。例如：①模具標準化設計技術，根據預制構件的具體尺寸和形狀，設計出標準化的模具，通過調整模具的尺寸來適應不同規格的構件，實現標準模具的通用性；②模具自動化裝拆技術，在模具裝拆過程中使用機械設備或機器人來代替人工操作，以提高裝拆效率；③混凝土魚雷罐運輸自動化控制技術[12]，開發自動化系統接受實時調度命令，以工廠魚雷罐軌道為網絡，在魚雷罐運輸路徑選擇及避碰算法基礎上，根據混凝土供需關系、各網點之間距離、信號等因素，利用魚雷罐車運行柔性時間和動態規劃的混凝土輸送優化調度；④智能布料機與布料系統，自動讀取BIM信息進行數據轉換，通過配備的傳感器和定位系統，智能布料機能夠精確控制混凝土的澆筑位置和用量，確保澆筑均勻，減少浪費。

（2）豎向墻體構件密拼建造技術

豎向墻體構件豎縫密拼技術可以在解決現澆與裝配工法共存、施工工藝繁冗復雜等問題，墻體構件兩側不出筋可提高構件運輸和安裝的便利性、簡化施工工序、提升施工效率。例如：①免模疊合剪力墻結構體系，充分發揮大尺寸疊合剪力墻、大跨度預應力樓板的技術優勢及免抹灰、免支撐、少模板、飄窗一體化、外飾面工廠集成等工藝優勢，結構體系整體優勢顯著；②新型豎縫密拼全裝配剪力墻結構體系，采用豎縫密拼鋼錨環快速連接技術，實現現場快速連接，增強了結構抗震性能，大幅減少現場濕作業，通過大構件標準化設計應用，有效減少預制構件種類和數量，采用密拼疊合樓板少支撐技術，實現無梁化和大跨度，提升施工作業效率。

（3）水平樓板構件密拼建造技術

水平樓板構件采用四面不出筋密拼建造技術，拼縫出無需支模板、架支撐，簡化施工流程，提高施工效率；通過在板端、板側以及板與板之間設置附加鋼筋來加強連接部位的結構安全性[4,9]，確保整體結構的穩定性和承載能力；不出筋的設計簡化了模具，使得模具更加標準化，從而提高了疊合板的生產效率。

（4）一體化外墻板預制技術

外墻與門窗一體化預制技術，將門窗與建筑外墻在工廠內預先組裝在一起，形成一個整體的預制外墻系統，在工廠內完成部分質量檢驗后，運輸到施工現場進行安裝，有效的解決傳統門、窗框滲漏問題；結構、保溫、裝飾一體化外墻技術，在工廠完成預制外墻與保溫層、裝飾層的集成，形成一體化的外墻系統，現場進行墻板安裝，外保溫裝飾無需另行施工，提高施工建造的效率和質量，減少現場工作量，縮短工期。

（5）鋼筋大直徑、大間距、少根數技術

傳統的裝配式框架梁柱和剪力墻存在節點區域鋼筋密集，現場施工困難的問題，采用鋼筋大直徑、大間距、少根數設計技術，通過鋼筋等強代換、墩頭錨固板連接等技術措施，可實現梁柱節點區的鋼筋大直徑、大間距、少根數，保證連接鋼筋精準對位，且大直徑鋼筋接頭施工質量更易于保證，接頭數量減少后，便于采用坐漿法施工，接頭可逐一灌漿，相較連通腔灌漿質量易于控制[4,9]。

（6）預制構件大型化建造技術

在確保工廠生產能力、道路運輸限制以及現場吊裝安裝條件的基礎上，盡可能地采用大型預制構件[4,9]，提高施工效率、縮短工期。例如：①將兩面墻連成一片在工廠預制，現場利用大型機械設備進行整體吊裝，可大幅提升施工效率；②采用多層柱預制技術，將２層或３層柱通高預制，現場安裝減少吊裝次數，減少套筒及灌漿料等連接材料用量；③采用大跨度樓板技術，減少現場吊次和臨時支撐的用量，提高安裝效率，降低安裝成本。

（7）模塊化建造技術

裝配建筑根據集成度和組裝方式可分為二維構件式和三維模塊化兩種形式，其中二維構件式裝配式建筑主要指的是建筑的主要構件（如預制墻板、樓板、梁、柱等）在工廠中預先生產好，然后運輸到施工現場進行組裝；三維模塊化建筑是裝配式建筑中集成化程度、工業化程度最高的一種，是目前裝配式建筑的最高形態[13]，它將單個房間作為一個模塊在工廠進行預制，并可在工廠對模塊內部空間進行布置與裝修，然后運輸至現場通過吊裝將模塊可靠的連接為建筑整體，以房間大小為單位的預制建筑體，在建筑現場通常用“搭積木”的方式完整地拼裝、組合起來。例如：①混凝土模塊化建筑[13-14]，把建筑以建筑功能為依據劃分成多個空間單元模塊，將模塊通過工廠進行預制并集成裝修、機電、門窗、設備等要素，然后運到現場通過可靠連接形成完整建筑；②鋼結構模塊化建筑[15]，主要采用鋼結構集成模塊單元在施工現場組合而成的裝配式建筑，在工廠預制完成鋼結構主體結構、圍護墻體、底板、頂板、內裝部品、設備管線等組合，施工現場直接對整體模塊單元裝配安裝；③組合模塊化建筑，“像造汽車底盤一樣”在工廠預制模塊底盤，依托該模塊底盤完成外墻圍護、機電設備、裝飾裝修，在工廠制造房屋單元，房屋單元運輸至工地現場、組裝成建筑空間后，通過在墻體空腔、模塊拼縫、樓板底模上澆筑混凝土形成鋼？混凝土整體組合結構[5]，工廠制造工程量提升至80％，工地現場施工量減少至20％。

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