本文來自微信公眾號(hào)：BAI資本（ID：BAI_VC），作者：桃子

帝國大廈,、雷神山醫(yī)院和老式居民樓,，能有什么共同點(diǎn)？它們都是裝配式建筑,。

這一稍顯陌生的建筑技術(shù),，其實(shí)從古至今一直廣泛地應(yīng)用于生活的方方面面，并以效率高,、規(guī)?；⒊杀究煽?、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)長青至今,。

例如防洪改造，岸邊筑起的是裝配式防洪墻,；洪澇來臨,，農(nóng)村房屋更易受損，重建時(shí)多采用裝配式體系,；去年疫情危急時(shí)刻,，火神山、雷神山醫(yī)院在十?dāng)?shù)天內(nèi)落地,，一定程度上也歸功于此——模塊化設(shè)計(jì),、工廠預(yù)制后現(xiàn)場(chǎng)拼裝，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量大幅減少,，成就了“宇宙最拼工地”,。

在“雙碳”目標(biāo)與數(shù)字化提速的當(dāng)下，裝配式建筑還有哪些想象力,？

Architecture is the very mirror of life. You only have to cast your eyes on buildings to feel the presence of the past, the spirit of a place; they are the reflection of society. ——Ieoh Ming Pei,  the last master of high modernist architecture（建筑是生活的鏡子,。你只需要注視著那些建筑物就能感受到過去，感受一個(gè)地方的靈魂,，它們就是社會(huì)的倒影——貝聿銘,，“現(xiàn)代主義建筑最后的大師”）

什么是裝配式建筑？這種建筑方式,，是將構(gòu)件在工廠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化批量預(yù)制后,，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝,，與其他構(gòu)件可靠連接，最終建成完工,。

如果把建房子類比為廚師做大餐,，那裝配式建筑就好比先把食材（建筑構(gòu)件）在中央廚房（工廠）進(jìn)行預(yù)處理，再運(yùn)到門店廚房（施工現(xiàn)場(chǎng)）進(jìn)行烹飪（拼裝）,。

裝配式建筑,，也可稱為建筑界的樂高

裝配式建筑主要包括預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)（PC，Precast Concrete）,、鋼結(jié)構(gòu)（PS,，Precast Steel）以及現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑，被普遍認(rèn)為是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式的代表,。

一,、從古希臘廟宇，到?卯結(jié)構(gòu)木屋裝配式建筑不是新概念

無論是自然界還是人類歷史中,，“預(yù)制”,、“裝配”的概念從不新鮮。

在澳大利亞樹林中,，雄園丁鳥會(huì)利用小樹枝搭建,、裝飾求偶亭吸引雌鳥，這一充滿智慧和美感的行為讓它們被譽(yù)為“鳥類建筑家“,。

對(duì)人類而言,，早在農(nóng)業(yè)出現(xiàn)前就有采集狩獵者利用獸皮、樹干搭建房屋,；古希臘,、古埃及的廟宇宮殿，均是在加工場(chǎng)將石材鑿好后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)安裝搭建,。

我國古代的木質(zhì)梁柱體系是今天框架建筑的原型,，近代著名建筑學(xué)家梁思成在破譯《營造法式》時(shí)發(fā)現(xiàn)古代木結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了高度標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)概念，即所謂“凡構(gòu)屋之制,，皆以材為祖”,。此類傳統(tǒng)木構(gòu)房屋使用模數(shù)化的、預(yù)先制造的木材部件,，無需連接材料,，還不易受到地震破壞。

《營造法式》斗栱各部分名稱示意圖,，來源：清華大學(xué)建筑學(xué)院中國營造學(xué)社紀(jì)念館

1830年,，為實(shí)現(xiàn)海外殖民地定居點(diǎn)的快速建設(shè)，英國木匠曼寧（John Manning）借助造船業(yè)基礎(chǔ),，發(fā)明了在英國制造并由輪船運(yùn)往世界各地建造簡易的木框架房屋（Manning Portable Cottage）,。

曼寧移動(dòng)房框架及外觀圖

19世紀(jì)中期，英國工程師優(yōu)化了用生鐵制造低碳鋼的過程,，從而使鋼鐵材料以軋制的形式普遍用于之后的框架結(jié)構(gòu)中,，現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)也因此具備了天然的預(yù)制與裝配屬性。

任何新事物的誕生都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)概念懵懂期,，彼時(shí)的人們尚未有清晰的“裝配式技術(shù)”認(rèn)知,，但已經(jīng)意識(shí)到“預(yù)制構(gòu)配件+現(xiàn)場(chǎng)加工”的建造方式所帶來的便利性。

二,、城市的時(shí)代記憶,，裝配式建筑現(xiàn)代化

世界第一座大型現(xiàn)代建筑，其實(shí)也是裝配式建筑,。

1851年英國世界博覽會(huì)前夕,，現(xiàn)有的古典建筑方案不僅難以提供足夠的展館空間，甚至不能在博覽會(huì)開幕前如期建成,，歐洲各國建筑師紛紛出謀獻(xiàn)策,。

無奈之下的維多利亞女王采用了花匠的方案：用鑄鐵和玻璃打造一個(gè)大型“花房”。鑄鐵梁柱在工廠制作,，玻璃幕墻在按玻璃工廠最大的規(guī)格制作,，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)裝配，最終6個(gè)月內(nèi)完成了建設(shè),，解決了大空間和工期緊的難題,。

這是第一座大型現(xiàn)代建筑，也是裝配式建筑的開山之作,，由于建筑效果美觀,，展館獲得了“水晶宮”（The Crystal Palace）的美譽(yù)。

1921年,，法國建筑大師柯布西耶于其著作《走向新建筑》中第一次提出了“像造汽車一樣”去“批量復(fù)制”建筑的想法,，實(shí)用主義建筑設(shè)計(jì)逐漸流行。

1931年,，紐約帝國大廈竣工,。這座被譽(yù)為“現(xiàn)代七大工程奇跡”之一的摩天大樓也采用了裝配式工藝，采用“鋼結(jié)構(gòu)+石材幕墻”設(shè)計(jì),，全部工期僅410天,，平均4天一層樓。

二戰(zhàn)后,，裝配式建筑在全球市場(chǎng)迎來高速發(fā)展期,。

一方面，戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇時(shí)代,，城市亟待重建但勞動(dòng)力嚴(yán)重不足,，城市化不斷加速造成住房短缺,；另一方面，第三次工業(yè)革命為裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化,、模塊化提供了近乎完美的溫床,。速度快、節(jié)省人力,、可批量的優(yōu)勢(shì),，讓裝配式技術(shù)在戰(zhàn)后重建過程中發(fā)揮了重要作用。

1954年,，蘇聯(lián)在著名領(lǐng)導(dǎo)人赫魯曉夫的要求之下,，開發(fā)了一種可“復(fù)制粘貼”的建筑模板：預(yù)制件均為工廠流水線生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，采用統(tǒng)一的工業(yè)化建造,，所有樓房統(tǒng)一規(guī)格,，成本低廉?！昂蒸敃苑驑恰焙艽蟪潭壬系於嗽缙陬A(yù)制裝配式建筑規(guī)?；幕A(chǔ)。

兩年后,，我國提出“建筑工業(yè)化”要求,，1959年，我國最早的裝配式建筑——北京民族飯店,，10個(gè)月順利完工,，用于人民代表大會(huì)接待。引入蘇聯(lián)裝配式混凝土大板建筑后,，我國裝配式建筑迎來第一次發(fā)展熱潮,。

為了實(shí)現(xiàn)“居者有其屋”的共產(chǎn)理想，“赫魯曉夫樓”也曾經(jīng)遍布中國各處,，成為時(shí)代記憶,。許知遠(yuǎn)在《無根者之家》中回憶道：“在北京，我第一次住進(jìn)樓房,，那種紅色磚墻的五層樓房,。日后我才知道，它也被稱為'赫魯曉夫樓’……讓我興奮的是,，衛(wèi)生間與廚房都在小小的套間里,，再不用夜半跑進(jìn)院子外透風(fēng)的廁所?！?/p>

美國最早的裝配式混凝土高層住宅之一費(fèi)城社會(huì)嶺公寓（society hill towers）,，由著名建筑師貝聿銘設(shè)計(jì)，這也是一個(gè)代表性的舊城改造項(xiàng)目，利用裝配式技術(shù)的低成本,、高效率優(yōu)勢(shì),，來解決城市人口居住問題。

1968年,，“住宅產(chǎn)業(yè)”的概念開始在日本出現(xiàn),；1972年，著名的艙體大樓落地東京,，該裝配式建筑所有家具設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了單元化，140個(gè)艙室錯(cuò)落有致,，構(gòu)思新奇,，如同一座巨型“樂高積木”公寓。

八九十年代的歐洲,，為完成大規(guī)模住宅建設(shè)目標(biāo),，預(yù)制混凝土大板體系被廣泛應(yīng)用于新住宅區(qū)，成就了一大批風(fēng)格鮮明的建筑,。同一時(shí)期,，日本逐漸成為住宅產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)志性國家，構(gòu)件生產(chǎn)的機(jī)械化,、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的固定化,、建筑過程的精準(zhǔn)化，使得日本在裝配式建筑領(lǐng)域成為世界學(xué)習(xí)的對(duì)象,。

在我國,，改革開放后的裝配式建筑熱潮并未持續(xù)，而是因?yàn)?strong>八十年末大量廉價(jià)勞動(dòng)力涌入城市,、商品混凝土興起陷入尷尬,。

由于相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)體系的不完善,，預(yù)制構(gòu)件的產(chǎn)品規(guī)格較少,；同時(shí)，技術(shù)手段的限制,，使裝配式建筑的保溫,、防水、隔音效果不理想,，節(jié)點(diǎn)質(zhì)量和抗震也有不足?，F(xiàn)澆技術(shù)成為主流，裝配式技術(shù)陷入暫時(shí)的沉寂,。

三,、雙碳+數(shù)字化，裝配式建筑的“事業(yè)第二春”

數(shù)十年間，裝配式建筑的節(jié)點(diǎn)質(zhì)量,、抗震能力得到了大幅度提升,，上世紀(jì)的制約其發(fā)展的因素逐漸弱化。裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)開始顯露：

第一,，從經(jīng)濟(jì)成本角度,，預(yù)制構(gòu)件、現(xiàn)場(chǎng)安裝,，可以減少建筑材料及相關(guān)設(shè)備的損耗和浪費(fèi),；建造完成后，日常維護(hù)管理成本也更低,。

第二,，更重要的，是裝配式建筑的節(jié)能環(huán)保屬性,。裝配技術(shù)的推廣能減少施工現(xiàn)場(chǎng)的噪音,、空氣污染，控制建筑垃圾的產(chǎn)生,；理想狀態(tài)下,，裝配式建筑可以隨主體施工同步實(shí)現(xiàn)裝修一體化；最后,，在回收階段部分建筑材料可有效循環(huán)利用,，減少污染、提高資源利用率,。

2013年住建部,、發(fā)改委在頭號(hào)文件《綠色建筑行動(dòng)方案》中明確提出要推廣預(yù)制裝配式建筑體系，“新型建筑工業(yè)化”由此形成,；并在隨后幾年間不斷出臺(tái)落地舉措,。

去年，國家明確提出碳達(dá)峰和碳中和的實(shí)現(xiàn)時(shí)間,，從頂層設(shè)計(jì)規(guī)范“雙碳"目標(biāo),。地產(chǎn)建筑行業(yè)規(guī)模大、占GDP比重高,，同時(shí)也是碳排放最高的終端消費(fèi)來源,，傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)已成必然。

中國建筑節(jié)能協(xié)會(huì)《中國建筑能耗研究報(bào)告(2020)》2018年我國建筑全過程能耗占全國能源消費(fèi)總量的46.5%,，碳排放總量占全國碳排放總量的51.3% ,，其中建筑生產(chǎn)階段（材料）和運(yùn)行階段為主要占比。

各類標(biāo)準(zhǔn),、扶持政策的相繼完善,，官方的大力扶持與引領(lǐng)，加上自身的“低碳減碳”特性，裝配式建筑由此迎來了“事業(yè)第二春”,，成為建筑工業(yè)化,、綠色化的主抓手。

2016年～2020年我國新建裝配式建筑面積逐年增長,，新開工裝配式建筑面積占新建建筑面積的比例也不斷提高,，2020年，全國新開工裝配式建筑面積達(dá)6.3億平方米,，占比20.5%,。數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

作為“綠色建筑行動(dòng)”中的“天選之子”，裝配式技術(shù)可以說是建筑業(yè)多年以來最重要的技術(shù)變革,。但綠色建筑不能僅關(guān)注結(jié)構(gòu)的裝配化,，更需要從“全生命周期”的角度俯瞰，在每一環(huán)節(jié)做到節(jié)能,、高效。建筑全壽命周期中的設(shè)計(jì),、生產(chǎn)協(xié)調(diào),、物流優(yōu)化等方面均已經(jīng)受到數(shù)字化手段的幫助。

裝配式建筑的全生命周期階段

火神山,、雷神山醫(yī)院的“大國速度”,，就是裝配式建筑與BIM（Building Information Modeling）、5G云計(jì)算技術(shù)的結(jié)晶：通過標(biāo)準(zhǔn)化,、模塊化設(shè)計(jì),，運(yùn)用BIM技術(shù)快速輸出整體建設(shè)方案，避免后期的返工整改,；運(yùn)用裝配式建筑技術(shù),，采用集裝箱活動(dòng)板房，安裝便捷且整體性好,，大大提高了施工進(jìn)度,。

如果箱式板房是“軀干”，信息化系統(tǒng)則是“血液”,?；鹕裆结t(yī)院不是野戰(zhàn)醫(yī)院，信息化系統(tǒng)是其中很重要的一部分,，尤其ICU的智能化,、自動(dòng)化建設(shè)工作。醫(yī)院還采用了智能化運(yùn)維管理平臺(tái),，依托5G,、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)研發(fā)了應(yīng)急醫(yī)院智能化運(yùn)維管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了智慧安防及物流,、遠(yuǎn)程會(huì)診,、“零接觸”運(yùn)維。

而5G技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了超過三千萬人觀看的現(xiàn)場(chǎng)直播,，讓五湖四海的我們?yōu)椤安驷u,、嘔泥醬”等不間斷打call。

綜合來看,，普通工業(yè)建造向智能建造的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,，可融合的技術(shù)有BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),、3D打印技術(shù),、人工智能技術(shù)等，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1. 設(shè)計(jì)過程中建模與仿真智能化,、協(xié)同化

在驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程中,，設(shè)計(jì)向來是核心環(huán)節(jié)。一些裝配式建筑云平臺(tái)已發(fā)布了能實(shí)現(xiàn)“一鍵建模,、一鍵計(jì)算裝配式表單,、一鍵導(dǎo)出配套成果”的SaaS化裝配式設(shè)計(jì)云平臺(tái)。

2. 施工過程中利用基于人工智能技術(shù)的機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)施工方式

面對(duì)降本增效的的問題,，智能機(jī)器人替代傳統(tǒng)施工是理想的解決方案,。有智能建筑工業(yè)機(jī)器人開發(fā)公司已自主研發(fā)了工業(yè)軟件，能結(jié)合工業(yè)機(jī)械臂,，實(shí)現(xiàn)3D打印,、材料加工等自動(dòng)化生產(chǎn)制造；膠囊工廠能實(shí)現(xiàn)預(yù)制與現(xiàn)場(chǎng)加工的有機(jī)結(jié)合,，有效促進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)的智能化與數(shù)字化,。

3. 管理過程中通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日趨智能化

無線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）,，俗稱電子標(biāo)簽,，在建筑行業(yè)已經(jīng)得到了較廣泛的應(yīng)用。通過RFID技術(shù)對(duì)裝配式預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行編碼,，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件制作,、運(yùn)輸、管理及施工階段的智能管理,。

4. 運(yùn)維過程中結(jié)合云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)

通過對(duì)建筑空間的3D精細(xì)建模,，利用云計(jì)算技術(shù)搭建服務(wù)平臺(tái)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析,、傳感器監(jiān)測(cè)及物聯(lián)網(wǎng)搭建管理系統(tǒng),，進(jìn)而達(dá)成全生命周期的建筑智慧化運(yùn)維,。智慧運(yùn)維能實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑空間、設(shè)備資產(chǎn)的科學(xué)管理,，對(duì)潛在災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估和預(yù)判,，讓建筑達(dá)到能耗合理、舒適宜居的最佳使用狀態(tài),。

基于BIM和VR的機(jī)電系統(tǒng)可視化

裝配式建筑的成本與標(biāo)準(zhǔn)化,、規(guī)模化程度息息相關(guān),，由于目前裝配市場(chǎng)成熟度不高,，在構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸管理及施工安裝等環(huán)節(jié)的協(xié)同配合難度較大,，使得現(xiàn)階段成本高于現(xiàn)澆建筑,；但隨著人力成本提高、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,，裝配式建筑的成本將逐漸低于現(xiàn)澆建筑,。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算，3年～4年內(nèi)將會(huì)迎來產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)期,。

回望裝配式建筑的起源與發(fā)展,，工業(yè)革命、二戰(zhàn)后,、我國改革開放、全球節(jié)能減排……幾乎國內(nèi)外近代史中每一個(gè)特殊歷史節(jié)點(diǎn),，都會(huì)出現(xiàn)裝配式建筑的身影,，它的活躍與社會(huì)發(fā)展和需求緊密相關(guān)，具有超越建筑本身意義外的特殊社會(huì)屬性,。

雙山醫(yī)院的建設(shè)奇跡,，證明了“裝配式+數(shù)字化”智能建造所描繪的未來并不是觸不可及。隨著工作效率的提升,、施工環(huán)境的改善,，或許在某個(gè)綠色的未來，建房子真的就像搭積木一般,，而城市就是居民們的“大型沉浸式樂高公園”,。

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