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岑巖:從“等同現澆”到“等同裝配”
發(fā)布日期:2020-03-01來(lái)源:預制建筑網(wǎng)

 

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2020 年 1 月 9 日,由筆者參與組織,由深圳市住建局、寶安區住建局、騰訊公司共同開(kāi)發(fā)的全國乃至全球首個(gè)混凝土質(zhì)量區塊鏈平臺舉行了上線(xiàn)儀式。這是區塊鏈技術(shù)在政府混凝土質(zhì)量監管方面的首次應用,通過(guò)建立不可篡改、可永久追溯的云數據庫,實(shí)現了混凝土全生命周期互聯(lián)網(wǎng)監管,是深圳市新型智慧城市建設的一次成功案例。該平臺的上線(xiàn),其意義也許不亞于 1927 年 8 月 1 日的“南昌起義”,打響了建筑業(yè)區塊鏈革命的“第一槍”。


2019 年是新中國建國 70 周年,也是全黨開(kāi)展“不忘初心、牢記使命”主題教育活動(dòng)的第一年。筆者認為,建筑業(yè)也應認真落實(shí)習近平總書(shū)記“守初心、擔使命、找差距、抓落實(shí)”的重要指示,守“兩提兩減”的初心,擔“高質(zhì)量發(fā)展和人民對美好生活的向往”的使命,找“三農”差距(5000 萬(wàn)農民工操作 + 數百萬(wàn)包工頭“農業(yè)化承包”+ 數百萬(wàn)工程技術(shù)管理人員按“小農經(jīng)濟 + 計劃經(jīng)濟”方式進(jìn)行管理),“抓落實(shí)”就是急需轉型升級,迫切需要大力發(fā)展建筑工業(yè)化、綠色化、數字化,其中難度最大的是實(shí)現建筑業(yè)的數字化。為實(shí)現建筑業(yè)數字化的宏偉目標,基礎是首先實(shí)現建筑工業(yè)化,并且在技術(shù)和管理上實(shí)現由“等同現澆”向“等同裝配”的轉變。


建國 70 周年,尤其是改革開(kāi)放 40 周年,我國的許多行業(yè)都取得了飛躍式的發(fā)展,值得我們建筑業(yè)學(xué)習和借鑒。尤其是中國航天導彈,從建國時(shí)的“一窮二白”,經(jīng)過(guò)我國航天科技人員和導彈部隊幾代人艱苦卓絕的努力,發(fā)展到今天名副其實(shí)的“世界第三”。2019 年國慶閱兵式上,展示了國產(chǎn)東風(fēng) -17、東風(fēng) -26、東風(fēng) -31 改、東風(fēng) -41、巨浪 -2 潛射導彈、長(cháng)劍 100 巡航導彈等高科技導彈的風(fēng)采,是保衛和平的“鎮國利器”,讓人熱血沸騰、難以忘懷。


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 01 

中國彈道導彈研制:從“東風(fēng)下?!钡健熬蘩松习丁?/span>


我國航天導彈事業(yè),剛開(kāi)始時(shí)就遭遇了歐美等西方國家的嚴格封鎖。在大科學(xué)家錢(qián)學(xué)森先生的領(lǐng)導下,我國走上了“自主創(chuàng )新”的道路,采用了獨特的發(fā)展道路,充滿(mǎn)了中國智慧,至今常常讓人拍案叫絕。根據公開(kāi)披露的資料介紹,我國科學(xué)家從 1958 年仿制蘇聯(lián) P-2 導彈開(kāi)始,到 1964 年自主研制成功我國第一代中近程地地導彈東風(fēng) -2(射程 1300 公里)。


我國導彈的命名規則是,在陸地發(fā)射的導彈,以“東風(fēng)”系列命名;在?;藵撏Оl(fā)射的導彈,以“巨浪”系列命名。我國在東風(fēng)導彈的基礎上,于 1966 年開(kāi)始自主研制我國第一款在核潛艇上發(fā)射的潛射彈道導彈“巨浪 1”(射程 1700 公里),并于 1982 年發(fā)射成功。同時(shí),科研人員又在“巨浪 -1”潛射導彈的基礎上,研發(fā)了我國第二代中程地地戰略導彈“東風(fēng) -21”(射程 1800 公里),俗稱(chēng)“沖繩快遞”,于 1989 年研發(fā)成功,史稱(chēng)“巨浪上岸”。其后,在科技人員的艱苦努力下,“東風(fēng) -21”導彈家族獲得了大發(fā)展,名氣最大的是“東風(fēng) -21”D型可打擊航母的反艦彈道導彈;并在此基礎上發(fā)展了“東風(fēng) -25”(射程 3200 公里)、“東風(fēng) -26”,俗稱(chēng)“關(guān)島快遞”,并于 1995 年研制成功“東風(fēng) -31”(射程 8000 公里)。我國科技人員又將“東風(fēng) -31”技術(shù),研制成功了“巨浪 -2”潛射彈道導彈,并裝備在新型核潛艇,史稱(chēng)“東風(fēng)下?!?。


“東風(fēng)下海、巨浪上岸”,表現出中國人的研發(fā)思路,簡(jiǎn)潔、直接,用最短的直線(xiàn)連接兩個(gè)點(diǎn),直達目標。將陸基彈道導彈改造為潛射,一彈兩用,充分利用成熟技術(shù)進(jìn)行改造,而不是另起爐灶從零開(kāi)始,既可以減少走彎路的風(fēng)險,又節約了大量的時(shí)間和經(jīng)費,達到做事情“事半功倍”的效果。用我們中華民族的智慧,在軍工領(lǐng)域實(shí)現彎道超車(chē),追趕世界頂尖水平,這八個(gè)字很好地表達出中國人的聰明智慧。



 02 

建筑工業(yè)化、裝配式建筑與“等同現澆”


1950 年代,國家提出了大力發(fā)展以“標準化設計、工廠(chǎng)化生產(chǎn)、機械化施工”為主體的建筑工業(yè)化。發(fā)展到 1980 年代,我國的大板建筑,按照上述“三化”的要求,用北京市建筑設計院的標準圖紙,在全國各地建廠(chǎng),并建設了超過(guò) 2000 多萬(wàn)平米,取得了巨大成就。


大板建筑是“系統性解決方案”,按當時(shí)的經(jīng)濟技術(shù)水平來(lái)看,實(shí)踐是成功的。但確實(shí)存在建設標準偏低、材料水平低、保溫防水隔音效果差、預制樓板連接弱等致命的缺陷,產(chǎn)品本身被淘汰是必然的。


但是,其“系統化、工業(yè)化”的頂層設計,即管理機構、促進(jìn)政策、標準化設計(標準化模數、構件和產(chǎn)品)、預制工廠(chǎng)布局、配套的施工機具、專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊伍建設等,特別是系統性的思想理念,依然是值得肯定與學(xué)習的。


1990 年代后的“住宅產(chǎn)業(yè)化”階段,客觀(guān)來(lái)說(shuō),系統化的頂層設計在一段時(shí)期內是有所缺位的,特別是結構體系,由于 1970 年代末對唐山地震的研究與反思,加上 1980 年代改革開(kāi)放,以深圳為代表,廣東率先推廣了“商品房建設 + 施工承包制 + 現澆剪力墻體系 + 農民工勞務(wù)隊”四位一體的新建設模式,使得我國的計劃經(jīng)濟特征明顯“裝配式大板”結構體系、各地的預制構件工廠(chǎng)以及設計施工等專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員基本解散,導致我國當時(shí)有 20 多年沒(méi)有對預制裝配式技術(shù)進(jìn)行基礎性、系統性研究。


為此,國家在 2006 年開(kāi)展對《裝配式大板居住建筑設計和施工規程(JGJ1-91)》進(jìn)行修訂時(shí),所使用的基礎研究資料和大部分技術(shù)產(chǎn)品資料,如日本和美國裝配式框架使用的灌漿套筒、德國的“雙皮墻”、歐洲的桁架鋼筋疊合樓板、歐洲的平模流水自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)、歐美的“三明治”混凝土保溫墻板等,都是國外的。


為了在當時(shí)的歷史條件下推廣建筑工業(yè)化和裝配式技術(shù),提出了“等效現澆”或“現澆等效”的概念,即按現澆的結構體系來(lái)設計裝配式建筑。經(jīng)過(guò)八年的艱苦努力,終于編成《JGJ1-2014 裝配式混凝土結構技術(shù)規程》。


這在當時(shí)實(shí)屬“權宜之計”的“無(wú)奈之舉”,怎料前幾年在大力推進(jìn)裝配式建筑時(shí),被很多技術(shù)人員和管理人員,尤其是基層技術(shù)管理人員將“等同現澆”當成了神圣不可侵犯的“教條”,盲目地將現澆的結構體系進(jìn)行“拆分”,造成了很多“為裝配而裝配”、簡(jiǎn)單粗暴“拆分”、連接節點(diǎn)設計錯誤、連接困難、構件生產(chǎn)安裝質(zhì)量低劣等問(wèn)題,造成了很多的質(zhì)量安全隱患。


解決之道,建議各位從業(yè)人員認真學(xué)習林同炎先生的《結構概念與體系》一書(shū)。做結構設計最重要的是確立正確的理念:


先針對具體項目做結構概念分析;確立合理的“結構體系”;才是用 PKPM、盈建科等軟件進(jìn)行計算。


所以,做結構設計,首先應當認真分析建筑性能,從而分析結構概念和結構體系,更不能搞“兩個(gè)凡是”:凡是計算軟件算不出來(lái)的都是異端邪說(shuō);凡是計算軟件能算出來(lái)的,我們都始終不渝地執行這一套。


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 03 

從“甩圖板”到“甩圖紙”


要說(shuō)清建筑業(yè)數字化這個(gè)事,是很不容易的。


1980年代,我們上大學(xué)時(shí),建筑設計師在做設計時(shí),是趴在碩大的圖版上,用三角尺、圓規、鴨嘴筆等繪圖工具,輔助于計算尺,認真計算,再一筆一劃整整齊齊地書(shū)寫(xiě)和繪畫(huà),俗稱(chēng)“趴圖板”,是名副其實(shí)的“體力 + 腦力勞動(dòng)”。


1990 年代,由于臺式電腦的發(fā)展,出現了 CAD 軟件,于是全國上下掀起了一股實(shí)現建筑設計“電算化”熱潮,短短十年之內,就基本淘汰了手工“趴圖板繪圖”,實(shí)現了“電腦自動(dòng)出圖”,俗稱(chēng)“甩圖板”,也被稱(chēng)為建筑設計“第一次革命”。


從 2004~2005 年開(kāi)始,陸續從歐美傳來(lái)了一項被稱(chēng)為“BIM 建筑信息模型”的技術(shù),號稱(chēng)可以實(shí)現“三維建?!薄翱梢暬故尽薄敖ㄖ阅苣M”“管線(xiàn)碰撞檢查”“虛擬施工、虛擬建造”“全生命周期管理”等功能,充滿(mǎn)非?!案叽笊稀钡募纫暩?,也被稱(chēng)為建筑設計的“第二次革命”。


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為了實(shí)現這一宏偉目標,數以百萬(wàn)級的熱血青年前赴后繼投入了十多年,金錢(qián)也燒了幾百億。然而,“理想是豐滿(mǎn)的,現實(shí)是骨感的”,無(wú)論是在 BIM 的發(fā)源地美國,還是歐洲的英國,以及我們國內的許多先進(jìn)城市,幾年前所指定的 BIM 規劃的發(fā)展目標基本都沒(méi)有實(shí)現。


前幾年,筆者分別從號稱(chēng) BIM“教父”的何關(guān)培先生和中建總公司 BIM 首席專(zhuān)家李云貴先生處聽(tīng)到一個(gè)趣事,說(shuō) 1990 年推廣 CAD 時(shí)有個(gè)簡(jiǎn)稱(chēng)“甩圖板”,三個(gè)字就總結建筑業(yè)“電腦化”的本質(zhì)特征,向領(lǐng)導和甲方宣傳都很容易。這一輪推廣 BIM 時(shí),業(yè)內曾經(jīng)公開(kāi)征集過(guò)一句話(huà),總結 BIM 本質(zhì)特征,結果好幾年都沒(méi)有結果。本人這幾年主要在從事建筑工業(yè)化和裝配式建筑推廣工作,一直沒(méi)有聽(tīng)到答案。直至不久前,在一次會(huì )議間歇,閑聊提起,丁烈云院士斬釘截鐵地回答“甩圖紙”,這個(gè)答案穿越了重重迷霧,如閃電般直擊靈魂,令人嘆為觀(guān)止。


不但如此,這些年建筑業(yè)“信息化”發(fā)展的結果,是國產(chǎn)基礎設計軟件基本上“全軍盡沒(méi)”,在 BIM 行業(yè)排名前三名的 Autodesk、Bentley、CATIA 三大公司都是外國品牌,市場(chǎng)占有率超過(guò) 95%,基礎設施數字化設計的“命脈”都掌握在外國公司手里。


2019 年爆發(fā)的中美貿易戰,從年初的中興通訊到華為公司,再到年底的??低?、大華等我國高科技企業(yè),都相繼遭到了美國政府的制裁和禁運,時(shí)刻面臨著(zhù)被“卡脖子”、斷供的危險。


目前,前一輪 BIM 發(fā)展中存在的問(wèn)題尚未得到有效解決,新一輪以智慧城市和 CIM(城市信息模型)名義的高潮又席卷全國,這一輪智慧城市 CIM 投資額是上一輪 BIM 投資額的百倍以上,稍有不慎,可能就會(huì )造成難以估量的損失。


因此,我們還是要學(xué)習貫徹習近平總書(shū)記重要講話(huà),“實(shí)踐反復告訴我們,關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中,才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全、國防安全和其他安全。要增強‘四個(gè)自信’,以關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng )新為突破口,敢于走前人沒(méi)走過(guò)的路,努力實(shí)現關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控,把創(chuàng )新主動(dòng)權、發(fā)展主動(dòng)權牢牢掌握在自己手中?!?/span>


為認真貫徹落實(shí)習總書(shū)記重要指示,我們應當下定決心,充分發(fā)揮“南山區粵海街道產(chǎn)業(yè)集群”優(yōu)勢,自主研發(fā)基于 5G+“大智移云物邊區”的“城市級”平臺結構體系、以全生命周期數字有效管理為核心的數字建造系統,切實(shí)做到自主可控,在美國“極限施壓”前提下仍可正常運行。該數字建造系統,應當實(shí)現“源于BIM、高于 BIM、重構 BIM、超越 BIM”的戰略目標。



 04 

從工業(yè) 1.0 到工業(yè) 2.0 與建筑工業(yè)化


建筑業(yè)數字化的根本出路,還是在于尋找事物的本質(zhì)規律,也就是馬斯克提倡的“第一性”原理。根據筆者多年來(lái)的觀(guān)察,中國人可以與猶太人并稱(chēng)為全世界最聰明的民族,凡是中國人認認真真干上十五年以上,還沒(méi)有寸進(jìn)的事情,如中國男足四十年來(lái)“越踢越差”、建筑工業(yè)化我們六十五年都沒(méi)搞好、BIM 十五年來(lái)“舉步維艱”,我們都不應該再“埋頭苦干”,而是應當從根本上去反思我們的基本理念是否正確、體制機制是否存在根本性的缺陷等。


以 BIM 為代表的建筑業(yè)信息化之所以“舉步維艱”,其根本原因是缺乏對建筑業(yè)的發(fā)展階段和定位的準確認識。


改革開(kāi)放 40 年來(lái),建筑業(yè)取得飛躍發(fā)展,我國建起了如中國高鐵、中國天眼、港珠澳大橋、杭州灣大橋等市政基礎設施和以上海中心、平安大廈、中國尊等為代表的房建工程,已經(jīng)達到了世界先進(jìn)水平,是舉世公認的“基建狂魔”。但是,繁華背后,是 5000 萬(wàn)農民工背井離鄉、起早貪黑、吃苦耐勞的奉獻,是不可持續的。


其背后的深層次邏輯,要從工業(yè) 4.0 講起。


1776 年,英國人瓦特發(fā)明了蒸汽機,使人類(lèi)社會(huì )開(kāi)始了波瀾壯闊的工業(yè) 1.0“動(dòng)力革命”時(shí)代,人類(lèi)文明得到了質(zhì)的飛躍,使英國一躍成為世界第一大國,號稱(chēng)“日不落帝國”。


1879 年,美國人愛(ài)迪生發(fā)明了電燈,人類(lèi)社會(huì )進(jìn)入了工業(yè) 2.0“電氣自動(dòng)化”時(shí)代,并使美國成為了世界第一大國。


然而,真正讓全世界進(jìn)入“工業(yè)化”時(shí)代的標志,卻是 1908 年福特發(fā)明“T 型車(chē)”、特別是1913 年福特發(fā)明的“T 型車(chē)流水生產(chǎn)線(xiàn)”,該流水生產(chǎn)線(xiàn)給世界帶來(lái)了幾個(gè)根本性的變化:生產(chǎn)的對象是“標準化”的,一開(kāi)始只有黑色的 T 型車(chē),是一款精心設計的“產(chǎn)品”;生產(chǎn)線(xiàn)是流水節拍精心“組織”的、自動(dòng)運行的,產(chǎn)品像流水一樣經(jīng)過(guò)不同“工位”、源源不斷被“裝配”出來(lái);整個(gè)組織過(guò)程是“科學(xué)”的;各個(gè)零部件生產(chǎn)是精密“專(zhuān)業(yè)化”分工的。


這一時(shí)期工業(yè)化的本質(zhì)特征是兩個(gè)“標準化”和“流水線(xiàn)”,由于這兩個(gè)特性,使得人類(lèi)的科技水平和生產(chǎn)能力得到百倍、千倍的提升,一切能夠上“流水線(xiàn)”生產(chǎn)的東西都能夠迅速地提高質(zhì)量、降低成本,使整個(gè)世界的物質(zhì)前所未有地豐富起來(lái)。


“標準化”的最高水平,體現在二戰后逐漸發(fā)展起來(lái)的集裝箱,隨著(zhù)各國港口的發(fā)展、國際標準化組織的成立、國際分工的發(fā)展,世界經(jīng)濟開(kāi)始了全球化的進(jìn)程,使得集裝箱的生產(chǎn)量和使用量呈“井噴”式發(fā)展,使得國際貿易得到了千倍、萬(wàn)倍的增長(cháng)。


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我國的改革開(kāi)放是從 1970 年代末開(kāi)始的,剛開(kāi)始整個(gè)國家剛剛經(jīng)歷“文革”十年浩劫,可以說(shuō)是“白手起家”,從最基礎的“三來(lái)一補”、加工貿易做起,逐漸實(shí)現了產(chǎn)業(yè)升級,積累財富,其實(shí)就是靠“標準化”、“流水線(xiàn)”、國際貿易、“集裝箱”起家的。我國的建筑業(yè),更是從“一窮二白”,靠 5000 萬(wàn)農民工進(jìn)城,建起了這一座座城市。


由于我國原來(lái)是個(gè)落后的農業(yè)國,建國70 周年,特別是從改革開(kāi)放 40 年來(lái),才逐步開(kāi)始了“工業(yè)化”進(jìn)程。我國建筑業(yè),為了照顧 5000 萬(wàn)農民工就業(yè),在改革開(kāi)放時(shí)就沒(méi)有采用國際通行建設標準和商業(yè)標準,逐步發(fā)展成為“商品房建設 + 施工承包制 +現澆剪力墻體系 + 農民工勞務(wù)隊”四位一體的新建設模式。


由于“施工電梯、塔吊、泵送混凝土”的使用,使建筑業(yè)跨過(guò)了“動(dòng)力革命”的工業(yè) 1.0 階段,但距離“標準化產(chǎn)品 + 流水線(xiàn)生產(chǎn)”的工業(yè) 2.0 時(shí)代差距太大,所以建筑業(yè)發(fā)展的根本問(wèn)題,還是要先實(shí)現建筑的“工業(yè)化”。


話(huà)說(shuō)到這,很多同志可能會(huì )提出疑問(wèn),國外的建筑大部分看起來(lái)都是“個(gè)性化”的,他們也不全部都是按照“工業(yè)化”來(lái)建造的。其實(shí),這個(gè)是很多業(yè)內人士的誤解。


因為歐美,尤其是歐洲經(jīng)歷了 200~300 年工業(yè)革命的洗禮,科學(xué)理性主義早已深入骨髓,他們在標準化、模數化的設計,工業(yè)化、成品化的建材運用和工業(yè)化建造方式的靈活應用上,在建造業(yè)的許多細節中都無(wú)孔不入地體現“工業(yè)化建造”,所以他們才不會(huì )像我們那樣刻意去追求所謂的“預制率和裝配率”。


也有的同志會(huì )問(wèn),建筑都是非?!皞€(gè)性”的產(chǎn)品,如果實(shí)現了“標準化”“工業(yè)化”,會(huì )不會(huì )出現“千樓一面”、單調乏味呢?其實(shí)這個(gè)問(wèn)題,梁思成在 1962 年 9 月9日的人民日報《從拖泥帶水到干脆利索》(本刊 2017 年 3 月刊刊登)早已回答,關(guān)鍵是要將標準化的部品構件組合地具有“美學(xué)韻律”,“于千篇一律中求得千變萬(wàn)化”。國外的許多經(jīng)典建筑,如悉尼歌劇院等都是裝配式建筑,它們是人類(lèi)建筑藝術(shù)的瑰寶,為世界增添了絢麗的色彩。


1980 年代,隨著(zhù)臺式電腦 PC 的發(fā)展,人類(lèi)社會(huì )逐漸進(jìn)入了“信息化”時(shí)代。BIM技術(shù)就建基于電腦單板機時(shí)代。BIM 創(chuàng )始人Eastman 教授就提出了 BIM 定義——“在建筑全生命期內,對其物理和功能特性進(jìn)行數字化表達,并以此設計、施工、運營(yíng)的過(guò)程和結果的總稱(chēng),簡(jiǎn)稱(chēng)模型。”這就是 BIM的“初心”。


但是在我國實(shí)踐的過(guò)程中,很多人就把 BIM 理解成為“BIM 軟件”或“BIM 技術(shù)”了。認真分析其深層次原因,是因為國內現行建筑管理制度被我國“小農意識”和“蘇聯(lián)計劃經(jīng)濟”束縛多年,已經(jīng)習慣了“條塊分割”“各自為政”,搞“大而全”“小而全”。搞設計的不懂生產(chǎn)、搞生產(chǎn)的不懂采購,搞采購的不懂施工,搞施工的不懂運維,各個(gè)工程項目都是“碎片化”管理,根本無(wú)人負總責。體現在 BIM 上,就是“各自為政”,各個(gè)環(huán)節各自“翻?!?,誰(shuí)也不服誰(shuí),造成了越來(lái)越多的“信息孤島”、重復勞動(dòng)、效率低下,基本沒(méi)有“正向 BIM”。相比之下,國外設計師基本上都是實(shí)施“正向 BIM”,并沒(méi)有出現我國這種大規?!胺!?、搞“數據孤島”的現象,值得廣大從業(yè)人員深思。


要解決這個(gè)問(wèn)題,還是要按照習近平總書(shū)記指示,靜下心來(lái)“讀原著(zhù)學(xué)原文悟原理”。要解決中國的問(wèn)題,還是要認真讀毛主席原著(zhù)。按照馬克思主義經(jīng)典,社會(huì )主義就是要搞工人運動(dòng);而在 1920 年代的中國,全國有約 4 億人口,農民占 95% 以上,占據絕對主流地位;工人只有約 200 萬(wàn),屬“細分市場(chǎng)”。以搞工人運動(dòng)為主,中國革命不可能成功。毛主席創(chuàng )造性提出“建立農村根據地、以農村包圍城市、最后奪取城市”的革命道路是惟一出路。


同樣的道理,在當前 5000 萬(wàn)農民工和數百萬(wàn)包工頭占絕對主流地位的當下,搞“大建預制構件廠(chǎng)”、搞“自動(dòng)化流水線(xiàn)”、搞“高預制率”,屬于“叫花子跟海龍王比寶”,很難成功。還是應當“建立農村革命根據地”,因地制宜,以“消滅敵人有生力量”為目標,以“革命隊伍發(fā)展壯大”為手段,即以“兩提兩減”為目標,以標準化設計為主要手段,以經(jīng)濟效益和降本提效為核心,因地制宜、循序漸進(jìn),從“三板”做起,從鋁模做起,逐步提高預制率和裝配率,提高工業(yè)化水平,這個(gè)才是“治本”之策。



 05 

建筑業(yè)數字化與“等同裝配”


筆者這十多年來(lái),一直在從事建筑工業(yè)化,在 2011 年前后,我們正在開(kāi)展“深圳市保障性住房標準化、系列化研究”課題調研,有同事強烈建議我到香港考察,認真學(xué)習其達到國際先進(jìn)水平 BIM 技術(shù),從此,筆者認真鉆研了BIM 技術(shù)近十年。


正如筆者在本刊 2017 年 3 月刊撰寫(xiě)的《親歷建筑工業(yè)化十五年》一文中描述的一樣,筆者又像“親歷建筑工業(yè)化”一樣又一次“親歷BIM 推廣”十年,從“滿(mǎn)懷希望”到“幾近絕望”,心態(tài)從“鋼鐵是怎樣煉成的”到“廢鐵是怎樣煉成的”。別人“親歷裝配式建筑”只痛苦了一次,筆者是同樣的痛苦經(jīng)歷了兩次,是“加倍”的痛苦。


痛定思痛之余,筆者終于認識到:推廣 BIM 技術(shù)不成功,與推廣裝配式建筑和建筑工業(yè)化不成功的原因是一樣的,核心都是“5000萬(wàn)農民工操作 + 數百萬(wàn)包工頭農業(yè)化承包 + 數百萬(wàn)工程技術(shù)管理人員小農意識加計劃經(jīng)濟管理”的“三農”生產(chǎn)方式,堅持工業(yè) 1.0生產(chǎn)方式。


而歐美推廣 BIM 技術(shù),對應的是在實(shí)現了工業(yè) 2.0 的基礎上,將所有臺式電腦聯(lián)成“互聯(lián)網(wǎng)”,人類(lèi)社會(huì )進(jìn)入了工業(yè) 3.0 時(shí)代的產(chǎn)物。在我國“農業(yè)化”管理的建筑業(yè)(工業(yè) 1.0)的身體上,強行按國際先進(jìn)的工業(yè) 3.0(信息化)頭腦來(lái)指揮,又跟原來(lái)我們強行推廣“高預制率、高裝配率”和“自動(dòng)流水線(xiàn)”的裝配式建筑一樣,按搞“運動(dòng)式”推廣裝配式建筑和 BIM 技術(shù),脫離了事物發(fā)展的客觀(guān)歷史進(jìn)程,都是犯了“左傾教條主義”的錯誤,注定是很難成功的。既然病因都是一樣的,解決的“藥方”也只有一個(gè),即按國務(wù)院的要求實(shí)現工業(yè)化與信息化的深度融合,“將建筑工業(yè)化(裝配式)和建筑信息化(BIM)一起實(shí)現”,即用“等同裝配”的方法實(shí)現建筑業(yè)的數字化(信息化)。


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為說(shuō)清這個(gè)“顯而易見(jiàn)”的道理,我們在 2019 年的北京住博會(huì )上豎起了“三面紅旗”。從我國古代建筑工業(yè)化的祖師爺,1103 年李誡編著(zhù)的《營(yíng)造法式》中,就已經(jīng)提出了“材分八等、以材為祖”的標準化設計原則,即按“標準化斗拱、作坊式生產(chǎn)、裝配化施工”的方式,來(lái)施工古代的裝配式木結構建筑。


到了現代,1925 年,梁?jiǎn)⒊瑢⒅匕婧蟮摹稜I(yíng)造法式》寄給遠在美國賓夕法尼亞大學(xué)留學(xué)的梁思成和林徽因,他們也沒(méi)弄懂;直至十年后梁林夫婦回國,在北京清華大學(xué)組成“營(yíng)造學(xué)社”,考察了佛光寺、應縣木塔等唐宋古代木結構裝配式建筑,才真正領(lǐng)悟。


1962年 9 月 9 日,中國現代建筑工業(yè)化之父梁思成在人民日報上發(fā)表了《從拖泥帶水到干脆利索》一文,提出“標準化設計、工廠(chǎng)化生產(chǎn)、機械化(裝配化)施工”的技術(shù)路線(xiàn),該文堪稱(chēng)我國建筑工業(yè)化發(fā)展的綱領(lǐng)性文件,至今讀來(lái)仍具有劃時(shí)代的指導意義。


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BIM技術(shù),對應著(zhù)工業(yè) 3.0(信息化)技術(shù)和管理體系,我們企圖用工業(yè) 1.0 時(shí)代的“包工頭 + 現澆 + 小農經(jīng)濟管理”的生產(chǎn)方式去實(shí)現 BIM技術(shù),是不可能完成的任務(wù)。根本的出路,是先實(shí)現建筑“工業(yè)化”,即大力推廣“標準化設計”理念和“流水線(xiàn)生產(chǎn)”管理,即采用“等同裝配”的方式來(lái)實(shí)現建筑業(yè)的信息化和 BIM 技術(shù)。


個(gè)人一直認為,現在裝配式建筑流行的按傳統的“現澆結構”進(jìn)行設計,再“拆分”成不同的預制構件進(jìn)行生產(chǎn),再回到工地“裝配”成為裝配式建筑,這種技術(shù)路線(xiàn)從根本上就是錯誤的。同樣的道理,我們現存的絕大部分BIM技術(shù),也是用 CAD按“現澆結構”進(jìn)行設計,再進(jìn)行“翻?!?,變成模型,來(lái)進(jìn)行所謂的“碰撞檢查”“建筑性能模擬”“虛擬施工”,這種技術(shù)路線(xiàn)從根本上也是錯誤的。


正確的方法,是按建筑工業(yè)化“等同裝配”的邏輯,裝配式建筑應先開(kāi)展“標準化、模數化設計”,先研究若干符合相應模數原則的墻板樓板的標準尺寸,組合成不同的房間和戶(hù)型,再組合成不同的樓棟。這里用的是標準化墻板、樓板“組合”的概念而不是拆分的概念。用這樣的方法,很容易實(shí)現用“構件級”的方式“正向組合”建模,即實(shí)現“正向設計”。所以,建筑工業(yè)化(裝配式建筑)與“BIM 正向設計”在邏輯上是“天然相通”的,實(shí)現起來(lái)是很順暢的。


從 2016 年起,筆者親眼見(jiàn)證了中建科技深圳公司,從無(wú)到有,在深圳將“建筑工業(yè)化(裝配式建筑)和 BIM 正向設計”一起實(shí)現;同時(shí),自從 2019 年下半年開(kāi)始,筆者在深圳很欣慰地看到,越來(lái)越多的項目采用了“BIM 正向設計”。


在多年的實(shí)踐中,筆者聽(tīng)到了太多的建筑業(yè)從業(yè)人員,可以說(shuō)有 95% 以上的設計人員、施工單位和管理人員都對于 BIM“正向設計”提出強烈質(zhì)疑。其實(shí)按照“等同裝配”的原則,用建筑工業(yè)化的方法,這個(gè)問(wèn)題很好解決。所有混凝土結構的裝配式建筑,在實(shí)操層面,都是先吊裝預制構件,再將綁扎鋼筋籠、封模板(鋁膜、木模、鋼膜)現澆,形成整體結構。在這里,將所有的預制構件和現澆段分別編號,標注二維碼(或 RFID),并將所有的現澆段“視同”或“等同”預制構件,統一用二維碼(或 RFID)進(jìn)行管理即可。對于“純現澆”結構的建筑,也可將所有的“現澆段”,“視同”或“等同”預制構件,再標注二維碼(或 RFID)進(jìn)行管理,就可以按“裝配式建筑”同樣的邏輯推進(jìn) BIM“正向設計”“正向建?!?,將 BIM 應用水平向前大大推進(jìn)一步。


最后,請允許筆者使用美國首位登上月球的宇航員阿姆斯特朗的一句名言作為結語(yǔ),“這是一個(gè)人的一小步,卻是人類(lèi)的一大步!與各位《新?tīng)I造》讀者共勉。衷心祝愿各位讀者在 2020 年,在中國建造,即綠色化、工業(yè)化、數字化的偉大征程中做出優(yōu)異成績(jì),為中華民族偉大復興貢獻每個(gè)人的力量!


我們的征途是星辰大海!

 

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