【摘要】新世纪以来，我国城市化进程加快，需要进行大量的城市建设。如果按照旧有的建造方式，不仅效率低下，还伴随有严重的污染现象，因此，我国需要走上一条“绿色工业化”的道路。本文主要介绍了住宅工业化的发展历程以及特点，讨论了住宅工业化与绿色建筑的结合，通过万科长阳半岛工业化住宅组团的具体案例，分析、解读了我国工业化住宅的现状及未来发展趋势。

【关键词】工业化;可持续发展;绿色建筑;三维协同     【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.032

1、前言

当今，随着城市化进程不断加快，“工业化”越来越受到建筑业的关注。工业化对建筑业有什么影响呢？

一是精细化控制，因为工业化摆脱了手工的不稳定性，使得一个产品能够更为精确地被制造出来，这是制造业带给建筑行业的启示。所以精细化控制不仅是产品质量上的提升，还是设计过程、施工过程的细化与把控。

二是提升效率，这个概念也是从制造业引进而来的，生产、加工、装配，并配有建筑信息模型管理的完整体系，极大地提高了建筑的施工效率。

三是节能环保，随着我国提出“碳达峰”、“碳中和”的目标，各行业优化行业结构和能源结构势在必行。工业化生产在工厂里制造水泥和现场是完全不同的制作方法，构件厂生产的水泥更加精细、纯正，带来的结果是水泥量减少、房屋的结构变轻、荷载减少。同时水泥的产量和水泥制造过程中的污染大部分降低，从而有害气体大量减少。

工业化可以使建筑产业更加理性和有序发展，更加注重效率、品质和质量，让建筑保持可持续发展。目前我国的住宅工业化发展规模相对较小，正处于标准产业化的发展期，期中有一些企业已经进行了标准化、工业化住宅的有益尝试与发展。

2、工业化的特点

2.1 标准化建造

在工厂内利用标准化模具，可以对建筑构件进行大批量生产。同时，通过还设置专项组件，进行各专业的管线集成，制定标准化模块。可以使得各专业管线合理分区排布，提高了室内空间的利用率，同时模块化的安装也便于后期的维护和替换。

工业化生产和建造节省了大量的手工人力成本，将更多的劳动力从施工现场转移到了工厂，通过机械化操作，制作、拼接建筑组件。除此之外，建筑施工过程从湿作业转变为干作业，不仅现场的作业时间，还解决了施工现场易受气候、环境影响的限制，从而大大提高了建造效率。

2.2 减少废料率

建筑的工业化，不仅仅是生产的工业化，还有后期材料回收再利用的工业化。由于模块化的生产，在废旧建筑拆除的过程中，有大量的建筑构件和局部性模块可以回收，通过清洁、维修进行二次利用，实现材料的循环使用，大大减少了材料的废品率。

2.3 三维信息化协同

在工业化大大提升建筑构件的生产速度和现场装配的施工速度的同时，这对设计方各专业的协调沟通、施工方的施工管理也提出了更高的要求。此时传统的二维设计图纸、施工的模式已较难满足工业化的进度及质量要求，需要运用三维甚至多维的生产、管理模式，实现各方的快速沟通与协调，BIM就是很好的一个运用实例。

BIM为建筑项目中的各个参与方都搭建了一个平台，在这个平台中，各方可以实现信息的直观可读性和无损交流性。比如在设计过程中，各专业可以通过BIM建立本专业的模型，不仅有利于检查各专业物项的碰撞，提高设计的精确性，还可以在后期出图的过程中，利用平台导出相关图纸，提高出图的效率。在施工过程中，对于装配式建筑构件，BIM可以生动形象地展示施工流程，便于施工管理者编制有效、科学的施工方案。同时BIM还可以与其他相关软件形成联动，如结构计算ANSYS等，实现多平台的合作。

3、住宅的工业化之路

3.1 工业化之美

欧洲很早就进行了工业化住宅的研究，使用预制构件代替现场制作的传统构件来进行建造，为建筑工业化的发展打下良好基础。工业化并不是大体量、大规模的单一生产模式，事实上，通过对建筑体块的通盘考虑和对细节的仔细推敲，会形成一种有秩序的工业化美感与艺术感。

工业化住宅也并不是千篇一律的，作为城市风貌的展现者，不仅要代表先进的工业化进程，还要与所处基地的环境与文化相结合，通过适宜的尺度感和材质、色彩的合理运用来与周围环境相协调，构成一个和谐的整体，英国的博福特郡住宅和胡尔默区再开发项目就是典型的代表。

3.2 模块化生产

住宅建筑的生命周期包括勘察、设计、施工、使用、维护、拆除等，其中施工过程和业主的使用过程是住宅建筑体对能源消耗和二氧化碳排放最高峰的时期。随着世界范围内能源储备的紧张和对碳排放量的控制，建筑行业也要进行可持续性的建设与发展。

日本SI住宅就良好地体现了可持续性建筑理念。S代表支撑体（Skeleton），主要是主体的结构框架（梁、板、柱等）和公用设备及管线，I代表填充体（Infill），主要是填充墙、整体厨卫、户内管线等。在建造过程中，由于建筑已经进行了模块化划分，从现场的制作、养护、施工变成了集成式预制装配，一次成型，使得二次装修所产生的浪费问题得到良好解决。

除此之外，填充体中整体厨卫、分隔墙等部件可以进行灵活的组装和运用。随着使用时间的推移，考虑到居住者家庭成员在年龄结构和人员结构上会进行不断的变化，通过调整填充体来不断变化住宅功能，来满足不同人员在不同时期更加现实的需求。从而延長了同一套住宅的使用年限，实现了建筑的自我更新与不断发展。

3.3 绿色建筑理念

绿色建筑的核心是以人为本，通过绿色技术和科学管理，为建筑的使用者在提供舒适、安全建筑室内、外空间，同时达到节能减排、可持续发展的目标。通过工业化可进一步推动住宅绿色技术的应用。绿色技术有被动式和主动式之分。

被动式绿色技术主要是指不依靠能耗，通过自身构造的合理性来实现节能减排，如建筑的外围护结构，采用夹心保温墙体，把保温层置于墙体中心，这样在冬季不仅能有效地隔绝室外的冷空气，还能通过自身良好的热惰性特点，通过吸收太阳光的照射进行蓄热，在夜间慢慢释放热量，减少室内温度的波动，增加了室内的舒适度。

主动式绿色技术一般是通过建筑设备，利用自然界中的能量转化成人们生活中所需的能量。如太阳能光伏，在一些日照強度高的地区，可以把太阳能电池板集成在建筑幕墙中，把光能转化成电能。还有太阳能热水器，北方住宅平屋顶居多，屋面可以铺设太阳热水器设备，充分利用屋面的阳光，转化成热能。

这些建筑维护、组成构件和绿色技术设备都可以通过工厂预制，在工厂内实现精准、批量的制作，然后运输到现场进行快速、高效的安装，实现绿色技术的工业化。

4、典型案例分析——万科长阳半岛工业化住宅组团区

4.1 发展现状

上世纪末，万科在不断的外出学习中，对能加快施工的速度、减少浪费材料、讲究回收与环保，特别是内部空间更为人性化的工业化住宅，产生了浓厚的兴趣。王石也一直在强调，万科最终的梦想是要建立一个万科制造的品牌，代表中国人盖住宅，向世界输出万科制造的理念，他的标杆是索尼、丰田等大型的制造业巨头。经过多年的努力，如今，万科在国内已经走在了住宅工业化的前列。

4.2 建筑的工业化建造

（1）外墙预制装配

本工程采用预制混凝土外墙，预制外墙均在工厂制作，通过现场装配的方式进行安装，现场无需搭设混凝土支护模板，节省了人力，缩短了施工周期。同时外立面没有采用多余的装饰性构件，建筑立面规整，增加了面层材料的使用范围。从而涂料、瓷砖、石材等面层材料可以进行灵活的运用，避免了视觉效果的单一性。

（2）一体化精装中体现装配式技术应用

运用组合式的构件或组团对装修进行模块化设计，整体式厨房根据人、设备、操作流线的关系，结合人体工学尺寸和行业模数标识进行标准化设计，针对不同的户型匹配不同的整体式厨房设计，不仅批量化、模块化，还能够实现个性化、实用化。

整体卫生间的标准化也是重点之一，首先应满足使用功能需求，包括洗浴、梳妆、便溺等部分，个功能区应合理排序，互不影响。同时还有通风换气、给排水、电气等管线设施会通过集成线板或线槽的方式暗埋进预制墙体中，增大空间的利用率。

4.3 场地环境的绿色设计

（1）充分利用场地光环境

项目通过设置合理楼间距和户内的窗墙比，保证每一户都有充足的日照时间。除此之外，项目还采用主动式太阳能技术，在屋顶铺设太阳能集热板和蓄水箱，同时在住户内设置辅助电加热水罐，通过太阳能热循环系统，把热水送到每一个用户端。

（2）透水地面

近年来，“海绵城市”理念受到社会越来越多的关注和认可，海绵城市的理论也逐步运用到住宅建筑中。住宅中的“海绵城市”是指对住宅区进行合理规划，包括住宅楼的屋面排水系统、室外地面的排水系统、透水地面构造、绿色植被园艺景观的分布等，充分、高效地利用自然界中的雨水，使雨水在住宅区内渗透、滞留、灌溉绿植、达到变废为宝的目的。

本项目采用透水地面和园林设计相结合的手法，透水地面可让雨水透过地面快速进入到排水系统中，改善了小区的排水状况。同时还有一部分雨水进入到土壤层中，增加了场地雨水与地下水涵养，改善了小区内的绿色生态系统。

结语：

万科将绿色建筑的理念体现在长阳半岛工业化住宅组团中，同时也通过工业化的技术手段来实现了绿色建筑的目标。但是，目前绿色建筑和住宅工业化仍有很多难题急需解决，如工业化住宅向公共建筑的延伸与推广、各企业之间工业化设计模数的统一与对接等。因此绿色建筑与工业化仍是建筑行业值得深入探讨和研究的课题。住宅工业化是一个复杂的开放性系统，需要开发、设计、施工、供应等多方进行协调合作，才能从单一的链式产业逐渐向网格化、多元化产业发展。

参考文献：

[1]李怡然，张宁. SI住宅整体厨卫标准化设计研究[J].建筑设计，2017.02.007：45-48.

[2]姚刚.基于BIM的工业化住宅协同设计的关键要素与整合应用研究[D].南京：东南大学，2016.11.

[3]樊则森，杜佩韦.装配式住宅的绿色设计实践[J].建筑学报，2013.03： 38-41.

[4]周静敏，苗青.英国工业化住宅的设计与建造特点[J].建筑学报，2012.04： 44-49.

作者简介：

田浩男（1990.01-），男，河北省沧州市人，满族，硕士研究生，中级工程师，研究方向：建筑设计方向。