刘东卫 秦姗 李静

1 中国建筑标准设计研究院有限公司

2 中国建设科技集团中央研究院装配式建筑与百年住宅研究中心

3 中国建筑设计研究院有限公司人才培训中心

1 我国建筑产业现代化发展与新型工业化的建筑体系构建

我国正在进入社会经济转型、实现高质量可持续发展的新阶段，整个建筑行业亟需摆脱传统落后的建设模式，通过建筑产业现代化全面实现生产建造方式的可持续升级转型。新型建筑工业化是指用现代工业化生产建造方式建造房屋，即将现代工业和制造业应用于建筑业，像生产工业产品一样生产建筑，其发展前提是基于建筑产业化发展的建筑通用体系。新型工业化生产建造方式通过建筑体系的集成建设，实现绿色生产、绿色制造，为高品质建设提供保障，推动社会经济和产业的发展。

目前我国建筑工业化整体水平与发达国家和地区相比还存在明显差距，装配式建筑生产方式落后，部品产业与全产业链设计建造水平有限，没有完成从传统“粗放型”向工业化“集约型”转变。其主要问题有：1）目前我国建筑体系初步成型，但偏向于专用体系，系列化和规模化的新型建筑工业化通用体系尚未形成；2）建筑工业化结构体系是制约发展的技术瓶颈和关键难题，亟需突破；3）我国建筑产业化发展尚处于起步阶段，建筑全产业链有待完善；4）建筑内装部品存在较大短板，集成化和通用化程度低；5）高质量建筑工业化有待发展，其品质性能难以满足使用者对优质建筑产品的需要。

构建新型建筑工业化通用体系是以整合建筑产业化为基础，将建筑物作为产品，对建筑设计、部件/部品生产安装、施工建造及组织管理等环节按工业化生产的要求通盘考虑，以最优的综合效益实现建筑产业的转型升级，提高建设质量、确保可持续发展，这是目前我国建筑产业现代化发展的重要方向。

2 国外建筑体系系统化与装配式技术集成化的发展

2.1 基于开放建筑理论方法的建筑体系与技术系统化

自20世纪60年代开始，西方发达国家经历了二战后大规模的城市复兴和复建，建筑理论得到了深入发展。开放建筑1（Open Building）作为建筑工业化发展的重要理论基础，成为指导建筑工业化的新思路，其具有可持续性的建筑通用体系对当代新型建筑的工业化产生了深远影响。

2.1.1 建筑通用体系与技术系统化

建筑专用体系与建筑通用体系2的早期理论与实践出现在20世纪60年代后的法国，东京大学内田祥哉先生进行了系统性的理论研究，提出了部品化住宅的理念与方法。尽管不同国家建筑产业化发展状况及建筑通用体系有所区别，但从国家层面就形成了相对成熟的工业化通用体系，在推行被行业内认知的建筑通用体系和部品集成设计方法、满足“量”的规模化建设之后，对“质”的诉求成为市场的发展导向和居民生活水平提高的体现。在这一阶段，内装部品体系的重要性逐渐显现，成为构成建筑通用体系、决定建筑工业化实施程度、影响建筑质量品质的重要因素。因此，发达国家和地区通过政策或市场的方式发展了通用体系和部品协调标准，促进建筑产业化和建筑工业化发展。

1～3 荷兰阿姆斯特丹装配式钢结构项目

4～6 美国纽约装配式模块结构项目

2.1.2 可持续建筑体系与技术系统化

开放建筑的可持续建筑体系起源于20世纪60年代的欧洲，其全新的设计策略和建设方法、划分层级的营建系统与建筑工业化的多样化建造方法相结合，契合全球可持续发展方向。开放建筑在荷兰、英国、法国、德国和瑞士等欧洲国家得到了全面推动，研究范围不断扩大到与建筑相关的文化、技术、经济和社会等诸多领域。美国、日本、中国等国家也进行了许多基于开放建筑理论和SAR（Stichting Architecten Research）支撑体住宅体系的实践研究，形成了系统化和工业化的设计建造体系及供给模式。日本的SI3（Skeleton and Infill）体系汲取了开放建筑的思想，并继承发扬了日本建筑产业化成果，其工业化设计建造方法在国际上应用广泛，使建设模式向长寿化和资源化方向发展。

2.1.3 建筑标准化体系与装配式技术系统化

标准化是建筑工业化生产的前提条件和建筑产业现代化的基础，建筑标准化体系包括建筑设计的标准化、建筑体系的定型化、建筑部品的通用化和系列化。建筑标准化体系应用标准化、系列化的部品和专业化的建造方法，批量、高效生产定制化、高品质的建筑产品。与建筑通用体系和开放建筑同期，欧美率先在居住建筑和教育建筑中广泛采用建筑标准化体系，并进行标准化设计。目前，美国采用建筑标准化体系与系列化的部品方法；瑞典80%的住宅采用以标准化通用部件为基础的住宅通用体系；丹麦以“产品目录设计方法”为中心推动标准化、通用化体系发展；法国在构件逻辑系统上编制了住宅通用软件G5软件系统，可以把任何一个建筑转变为建筑标准化体系与部品进行设计。

2.2 基于建筑设计建筑构法理论的建筑体系与技术集成化

7～9 采用SI 建筑体系和主体技术集成化的日本大阪NEXT 21 住宅项目

10～13 采用SI 建筑体系和内装技术集成化的日本关西甲子园租赁住宅项目

建筑构法4是涵盖建筑构成系统与生产建造方式在内的广义建筑方法论，其与建筑生产相关的内容包括建筑体系、构件部品、生产组织和模数协调等。建筑构法注重建筑物的建筑体系、建造方法和过程，其建筑体系理论方法对建筑工业化和产业化发展具有重要意义。伴随着20世纪60～70年代建筑工业化和开放建筑运动的发展，建筑构法历经早期的设计论、生产论与可持续论三个阶段，演变成为综合性的建筑理论方法。建筑构法下的建筑主体工业化和内装工业化，从项目策划阶段统筹建筑全生命周期，考虑了项目建设生产中各个阶段的不同因素，从设计构思与性能出发，涵盖设计、生产、施工等全过程，甚至延伸到使用维护阶段和拆除更新阶段。

2.2.1 建筑主体工业化的建筑体系与技术集成化

建筑主体工业化的建筑体系与技术集成化方式能提供高品质、高耐久、节能环保的建筑成品，解决长期以来建筑业存在的寿命与质量问题。工厂生产可以按照一定的作业流程和严格的工艺标准控制产品质量，现场吊装和少量节点连接作业可大大降低现场工人的工作量和劳动强度。建筑主体工业化的建筑体系和预制装配式建筑在西欧、北美、澳洲应用较为广泛，技术与工法研究也较为成熟和深入，近二十年来，建筑工业化建造技术的进步使装配式建筑技术得以继续发展。在日本，建筑主体工业化的建筑体系通常采用大空间结构，主要系统集成技术包括预制高强钢混凝土框架结构技术、100年建筑结构体与管线分离技术、减隔震技术和幕墙外围护结构系统等，现场施工简便、高效，质量极高。

14 建筑产业现代化的新型建筑通用体系与部品体系

15 装配式建筑系统集成BIS 建筑构成体系

16 装配式建筑系统集成的各个阶段

2.2.2 建筑内装工业化的建筑体系与技术集成化

建筑内装工业化的建筑体系与技术集成化方式主要体现在工业化装修和内装部品两方面，以内装工业化整合住宅内装部品体系，住宅部品的集成进一步使住宅生产达到工业化。部品在工厂制作，现场采用干式作业，可以全面保证产品质量和性能，提高劳动生产率，缩短建设周期，节省大量人工和管理费用，降低住宅生产成本，综合效益明显。同时，集成部品便于维护，降低了后期的运营维护难度，节能环保，建筑垃圾也大为减少。日本住宅建筑内装工业化的建筑体系始于20世纪60年代初期，之后其内装产业化与建筑工业化得以飞速发展，建筑内装工业化建筑体系均采用住宅通用部品，部品尺寸和标准都已形成系统化体系。荷兰的MATURA住宅部品体系是一种综合性内装填充体系，其Infill Systems BV内装填充体系统是完全预制的内装产品，可通过控制住宅工期和施工质量等平衡产品成本。

3 我国建筑产业现代化装配式建筑系统集成的现实与未来

3.1 我国建筑产业现代化装配式建筑系统集成

发展新型工业化建筑体系与装配式建筑系统，能突破我国建筑工业化的高质量可持续发展瓶颈，为建筑产业化转型升级和新型工业化建设提供有力支撑。在新型工业化建筑体系与装配式建筑系统集成体系中，以建筑设计理念和建筑科技创新为先导，优化建筑产业的生产方式和产业结构，战略性调整和协调工业化生产链各个环节的内容，从而建设符合时代发展、满足市场需求的高品质建筑。新型工业化的建筑体系以先进的生产方式为基础，这既是亟待解决的问题，也是未来建筑产业发展的方向。

住建部《建筑产业现代化建筑与部品技术体系研究》课题和“十二五”国家科技支撑计划《保障性住房新型工业化住宅通用体系研究》课题的研究工作，重点研发我国建筑产业现代化建筑通用体系，将建筑划分为支撑体和建筑填充体，构建了具有建筑可持续性的支撑体产业化部品与填充体产业化部品建筑通用体系，推动了以转变生产建造方式为目标的建筑体系与部品技术集成的发展。

装配式建筑系统集成BIS（Building Integration Systems）以装配化建造方式为基础，统筹策划、设计、生产和施工等环节，实现建筑的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的一体化过程。其中，建筑的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统是技术体系集成；统筹策划、设计、生产和施工是建筑全寿命期内的管理体系集成。从系统集成的角度理解装配式建筑，以BIS建筑构成体系方法为指导，以信息化技术为工具，以建筑形式与功能为核心，以结构系统为基础，整合外围护系统、设备与管线系统、内装系统，使之体系化集成。

3.2 对新型工业化建筑体系与装配式建筑系统集成的建议

我国装配式建筑集成系统的技术升级转型与未来发展方向，应以先进的建筑工业化方式转型和技术革新为基础，其建筑体系与装配式建筑系统集成技术既能满足使用上的多样化需求，又能从根本上提高建筑的综合性能，以全产业链生产方式建设出具有长久优良性能的建筑产品。

（1）建筑通用体系的发展趋势与前沿技术方向。具有普适性和可操作性的新型工业化建筑通用体系将成为当前我国建设发展方式转变的科技攻关，通过建立并完善系列化建筑部品技术标准，推广应用建筑产业现代化技术的建筑标准设计，重点加强适用于建筑产业现代化技术的产品标准、标准图集和技术指南等。

（2）建筑构法体系的发展趋势与前沿技术方向。理解装配式建筑系统集成的建构性，把握装配式建筑构成整体和部分的关系，准确划分层级，彻底改变建筑设计的惯性思维。以系统集成的思维整合策划设计、建造生产、施工安装、运营维护等，衔接设计与建造两大重要环节，打破从概念设计、规划设计到施工图设计的思维定势。

17～19 采用BIS 建筑构成体系与SI 分离技术的北京青棠湾公租房项目

（3）建筑主体工业化设计建造的建筑体系发展趋势与前沿技术方向。积极发展基于新型工业化的建筑体系的装配式混凝土结构、钢结构和木结构等建筑结构体系及其集成系统，推广应用装配式大空间框架结构、装配式大空间框架—现浇剪力墙结构等混凝土结构体系集成技术。

（4）建筑内装工业化设计建造的建筑体系发展趋势与前沿技术方向。积极发展建筑内装工业化设计建造的管线设备集成等建筑部品技术体系，推进部品集成化与部品通用化技术研究，全面建立建筑部品产业化体系。重点推广内装修部品装配式装修体系与集成技术，完善装配式隔墙、吊顶、地面、整体卫浴和厨房等部品模块化应用技术，攻关新型装配式墙板等外围护结构部品技术，加快管线设备部品集成技术研究。

我国建筑产业化的现代化发展意味着发展模式将由“粗放型”转向“集约型”，既是社会经济可持续建设的根本途径和必然要求，更是满足高品质生活与供给的重大变革。我国新型工业化发展应以转变建筑业发展模式为主线，推动新兴住宅产业的快速升级，建立适应我国国情的新型工业化建筑体系、创新管理体制和运行机制，全面提高建筑工程质量、效率和效益水平，实现建设与供给模式的根本性转变，促进社会经济和资源环境的可持续发展。

注释

1 开放建筑：基于1960 年代荷兰SAR 支撑体住宅体系的建筑理论方法，划分城市肌理（Urban Tissue）、建筑主体（Base Building）和内装（Infill）3 个层级，分别对应公（社会）、共（群体）和私（个人）。其发展分为两个阶段：第一阶段主要发展建筑层级的营建系统；第二阶段实现了由建筑层级的营建系统向室内的填充系统发展。

2 建筑通用体系：建筑工业化生产领域中建造建筑整体的体系称为总体系，局部的体系称为子体系，任何建筑都可以使用的子体系称作子体系的通用化，将通用化子体系集成的总体系称为建筑通用体系。

3 SI 体系：是指建筑具有耐久性的支撑体S（Skeleton）和灵活性与适应性的填充体I（Infill）完全分离的建筑体系。

4 建筑构法：日本建筑学关于建筑的生产建造方式最为基础性的理论方法与技术学科，自20 世纪中叶起，伴随着建筑学科和建筑产业化与建筑工业化的技术发展，逐步在建筑领域成为独立的技术研究方向。建筑构法英文词汇从涵义上包括了“Building Construction、Building System、Architectural Detail”等概念，狭义指建筑物的物理构成体系以及构成方法；广义指建筑物的物理构成体系、构成方法，以及建筑物的组合系统。

图片来源

图1～3 来源于文献[11]；图4～6 来源于网络；图7～9 来源于文献[10]；图10～13 来源于文献[9]；图14～16 来源于文献[7]；图17～19 由作者自摄。