基建狂魔的新手段。
作者 | 劉景豐
趨勢與洞見 No.65
火神山醫院再一次刷新了人們的認知：10天真能建好一座醫院。
就連從事土木建築多年的中建三局三公司項目經理方翔面對媒體時也連稱：“按照常規流程，3萬多平方米建築量的項目，至少要2年。緊急狀態搭建臨時性建築都需要1個月，更何況是新建一座傳染病醫院？”
但這不是中國基建第一次刷新人們的認知了。
2003年“非典”疫情肆虐，急切需要一家專門收治SARS患者的醫院。僅用7天，小湯山醫院便在倉促中建成。
然而這一次，建設火神山醫院的困難要比小湯山醫院多得多，適逢大量工人春節假期返鄉，“別說原材料採購、物流運輸，就連工地上吃喝拉撒，這些後勤都難以保障”。武漢市城建局一工作人員說。
即使這樣，火神山醫院還是像從地裡躥出來一樣：一天內平整好5萬平方米場地；三天內拿到施工圖，並建起第一間樣板房；第五天集裝箱板房陸續到場，並建起1棟雙層病房區鋼結構；第八天則完成了基礎混凝土澆築、住院樓數百套集裝箱板房吊裝，配套設施也搭建過半；又用了一天完成室內基礎設施、醫療配套設施的安裝。第十天，一個容納1000張床位的醫院交付了。
“速度的背後，是我國建造技術的創新。”中建三局一公司黨委書記吳紅濤說，火神山和雷神山兩座醫院的建設，均採用了行業最前沿的裝配式建築技術，最大限度地採用拼裝式工業化成品，同時，在外部拼接後進行整體吊裝，將現場施工和整體吊裝穿插進行，大幅減少現場作業的工作量和時間，實現了效率最大化。
實際上，裝配式建築在我國已有數十年曆史，隨著人口紅利見頂，裝配式建築也迎來新機遇。據第三方機構預測，2020年我國裝配式建築的市場規模有望超過2萬億元。
本文，「甲子光年」將帶你解開裝配式建築技術背後的魔力，以及科技為當下建築行業帶來的新變局。
相比工地內的熱火朝天，工地之外的供應接力賽才是工程最堅實的推力。
1.供應商撐起的裝配式速度
1月23日，武漢宣佈“封城”的當天下午，武漢市城建局緊急召集中建三局等單位，要求其參照2003年抗擊非典期間北京小湯山醫院模式，在武漢職工療養院建設一座專門收治新型冠狀肺炎患者的醫院——武漢蔡甸火神山醫院。
這座醫院的工期只有10天，但其建築面積超過3萬平方米，建成後要容納1000張床位，這對項目組、工程隊來說是一個不小的挑戰。
不過，此時所有建設人員沒有退路。
就在他們往工地趕的時候，一場幾乎來自全國各地的接力行動也徐徐上演。
甚至工人還沒到達工地，遠在北京的中國中元國際工程有限公司就找出當年小湯山醫院的施工圖紙傳到武漢，並連夜設計施工圖；23日當晚，徐工機械、三一重工的挖掘機等工程機械也趕到了施工現場。
此後，接連多批挖掘機、推土機、攪拌機、吊車等工程機械源源不斷趕到火神山醫院建設工地。這些機械，在兩天之內平整好了5萬平方米的土地，並在第三天建起第一間樣板房。
從事後的建設進度圖來看，蹭蹭蓋起的醫院樓房的確讓人震撼，但更重要的事則發生在工地之外：
按照工期，1月27日首批箱式集裝箱板房要進入工地開始吊裝搭建。為了不延誤工期，1月24日，河北文安縣的多家裝配式集成房屋生產廠家就開始復工了。
河北文安裝配式集成房屋生產廠家在為火神山醫院調配板房材料
這種裝配式集成房屋又叫箱板房，採用模數化設計、工廠化生產，以箱體為基本單元，可單獨使用，也可通過水平及豎直方向的不同組合形成寬敞的使用空間，豎直方向可以疊層，室內門窗、開關、電源等在出廠時已全部配齊。
這便極大減少了工地現場的工作量。在火神山醫院建設中，從首批箱式集裝箱板房開始吊裝，到數百套箱式集裝箱板房完成吊裝，僅用了5天。
醫院的汙水處理是重中之重。1月24日除夕當天，新希望集團旗下的興源環境科技股份有限公司就接到了參建武漢火神山醫院汙水處理系統的任務。隨後，興源環境承建火神山醫院汙水處理項目並任工程總集成，
銀江環保負責環保裝備。6天后的1月30日，火神山醫院的汙水處理設備吊裝完成。
火神山醫院項目的部分複合板材則來自杭州振森鋼構集團。1月25日大年初一，振森鋼構集團總經理尹振偉接到了火神山醫院施工方的訂單，5天內提供3萬平方米的A級防火複合板材。為了趕工期，公司當天便召回員工開工加班。第二天，2.3萬平方米的板材便被運往火神山醫院工地。
醫院房屋的主體結構，更是需要大量的鋼材。1月26日下午4時，湖北中拓收到湖北省金屬材料有限公司關於供應武漢火神山醫院項目240噸鋼材的任務。5個小時後，物料被送往火神山醫院工地。
而裝配式建築中常用的膠粘劑則由迴天新材提供，這些粘合劑被用於活動板房單元和其他材料的結構粘接和防水密封。
還有消息稱，數字建築平臺服務商廣聯達，聯合了80家建材供應商向火神山醫院項目捐贈了包括瓷磚、塗料、防水、風機、管材、電纜、淨水器、消防設施、醫用材料等15種器材。
而除此之外，據「甲子光年」不完全統計，火神山醫院、雷神山醫院的建材供應商還有20餘家。
這意味著，火神山醫院、雷神山醫院的順利完工，其建設參與的建材供應商要超過100家。
在談到兩座醫院的建設速度時，中建三局一公司黨委書記吳紅濤稱，這得益於實施的裝配式建築技術。
通俗理解，裝配式建築就是像“搭積木”一樣建房子，把高空作業放到地面上做，把室外做的放到廠房裡做，把人工做的讓機器來完成。傳統建築需要在現場綁紮焊接，裝配式建築則是在工廠裡通過機械設備一次性成型。
2.工業化改變建築方式
嚴格意義上，是第二次工業革命催生了裝配式建築，英國建築工程奇蹟的倫敦水晶宮（後毀於一場大火）就是當時裝配式建築的代表之作。
19世紀中期，工業強國英國決定在1851年5月舉辦一場萬國工業博覽會（第一屆世博會）。但博覽會舉辦的前一年，仍未能確定場館設計。
最後的關頭，溫室設計師約瑟夫·帕克斯頓用9天設計出了一個用木頭、鐵框架和玻璃建造的場館。
倫敦水晶宮外貌
結果這一方案博得皇家委員會的青睞。“水晶宮”長度達564米（摺合1851英尺,用以象徵1851年建造）,寬度為124.4米，面積達7.4萬平方米。場館外形呈階梯形長方體，各面只顯出鐵架與玻璃，沒有任何多餘的裝飾，完全體現了工業生產的機械特色。
建成後的“水晶宮”是世界第一座大型裝配式建築，甚至被評為十九世紀英國建築工程的奇蹟。
讓人驚歎的是，這樣一座大型建築，工期竟然不足9個月。
當年的這番“英國速度”，得益於英國的標準化工業大生產。比如，當時能生產的最大面積的玻璃是25釐米×120釐米，所以水晶宮鐵框做成的窗格，都適配這個尺寸或等比例縮放的尺寸。這種模塊化的建築設計，大大降低了建造成本和安裝時間。
而裝配式建築真正迎來發展，則是在上世紀50年代。
二戰後，歐洲國家、日本等房屋損毀嚴重，迫切需要解決大量居民的住宅問題。而製造成本低、建設週期短的裝配式建築迎合了這種剛需。
與此同時，第三次工業革命( 科技革命) 興起，機械化、自動化生產線成為工業主流，這為裝配式建築的發展提供了良好的經濟和技術條件，原本在建築工地磚砌的牆面可以提前放到工廠中預製，裝配式建築的標準化、模塊化理念開始形成，裝配式建築的發展具備了市場化基礎。
迫切需要興建住宅的日本，在1969年制定了《推動住宅產業標準化五年計劃》，隨後開展對材料、設備、製品標準、住宅性能標準、結構材料安全標準等方面的調查研究，並加強住宅產品的標準化。
到70年代，日本住宅的部件尺寸和功能標準開始有固定的體系。只要廠家按照標準生產出來的構配件，在裝配建築物都是通用的。為此，日本創立了優良住宅部品認定製度，這一制度對住宅部品的質量、安全性、耐久性等諸多內容進行綜合審查。
經過幾十年的發展，日本住宅生產已經完全可以做到“如同生產汽車一樣生產房屋”。固化產品標準、機器生產大量部件，細化建築過程等，使得日本成為住宅裝配化的標誌性國家。
如今，日本每年新建低層住宅20萬幢左右，建築面積約300萬㎡，大都是輕鋼結構裝配式住宅，其裝配式建築滲透率甚至已接近90%。
在一棟棟快速拔地而起的房屋之外，更重要的是，這個領域的先行國家積累了一系列的行業標準和體系。
經過數十年的發展，工業化程度高的發達國家均開發出各類裝配式建築專用體系，如英國L板體系、法國預應力裝配框架體系、德國預製空心模板牆體系、美國預製裝配停車樓體系、日本多層裝配式集合住宅體系等。
到2017年，美國、法國、新加坡等國家的裝配式建築滲透率已達到或超過70%。對比之下，2017年中國裝配式建築的滲透率僅8.4%，差距十分懸殊。
其實說起來，中國的裝配式建築起步並不晚。
20世紀50年代，我國在“一五”計劃中便提出借鑑蘇聯及東歐各國經驗，在國內推行標準化、工廠化、機械化的預製構件和裝配式建築。
甚至在1959年，中國便建立了第一座現代意義上的裝配式建築——北京民族飯店，其首次採用預製裝配式框架。
北京民族飯店
緊接著，1964年北京民航大廈的建立，成為國內最早的裝配整體式鋼筋混凝土框架結構建築。
此後，“內澆外掛”大模板體系、模塊化鋼結構建築等相繼出現，逐漸形成一系列裝配式混凝土建築體系。到20世紀80年代初，得益於人們居住需求的快速釋放，裝配式混凝土建築的應用進入全盛時期。
儘管工業生產促使裝配式建築體系趨於完善，但大部分設計和建造都相對比較粗糙。一些裝配式建築的立牆在使用後便出現開裂、縫合不牢的情況；此外由於早期裝配式建築缺乏抗震設計，唐山大地震後，大量預製裝配房屋損毀嚴重。
20世紀80年代後期，國內裝配式混凝土建築逐漸被現澆混凝土建築體系取代，裝配式建築的發展長期處於停滯狀態。
3.裝配式建築下的中國難題
2013年，住建部印發《“十二五”綠色建築和綠色生態區域發展規劃》，時隔十餘年後，明確提出要我國要加快形成裝配式混凝土、鋼結構等工業化建築體系。
2016年國務院《關於大力發展裝配式建築的指導意見》提出“力爭用10年左右的時間，使裝配式建築佔新建建築面積的比例達到30%”。
2017年住建部進一步明確裝配式建築的發展規劃：到2020年，全國裝配式建築佔新建建築的比例達到15%以上，其中重點推進地區達到20%以上，積極推進地區達到15%以上，鼓勵推進地區達10%以上。
一時間，裝配式建築又走上快車道。一組當時的數據展示了裝配式建築的熱潮：2011年到2017年，我國裝配式建築市場規模從43.2億元增長至462.3億元，市場規模同比增幅高達970.14%，複合增長率達到35%左右。
根據前瞻產業研究院發佈的《2018-2023年中國裝配式建築行業市場前瞻與投資規劃深度分析報告》預計，按照上述方案對“2020年裝配式建築佔新建建築面積比例達15%以上”的要求測算，2020年裝配式建築面積有望超過80000萬平方米，以每平米2500元測算，市場規模將超過2萬億元。
這一次，裝配式建築被寄予厚望。
建築工地的汙染幾乎人所共知，工地揚塵、建築垃圾等是每個城市在建設階段帶來大量汙染的源頭之一。而裝配式建築技術，把工地建造部品件的工序搬到了工廠，這就大大減輕了揚塵汙染，還能減少70%~80%的建築垃圾。
此外，裝配式建築一個較突出的優勢，便是大大縮短建設週期。一般而言，相對於傳統現澆建築，裝配式建築可縮短施工週期25%~30%，節水50%~60%，節約木材約80%，降低施工能耗約20%。
另一個現實的問題，中國的勞動力正在減少，成本也不斷上升 。
起步並不晚的中國裝配式建築沒有獲得長足發展，還有另外一個問題——改革開放釋放了大量勞動力，尤其在1984年國家“允許集體和個人興辦建築業”和“民工可以進城”後，大量廉價勞動力湧向建築行業，密集的勞動力彌補了建築技術的改進需求。
在上世紀80年代，深圳國貿大廈曾造就了“深圳速度”。這座53層的大樓，最快的時候，僅用3天便蓋好一層，中央電視臺的《新聞聯播》在當時報道深圳時最常出現的畫面就是這座中國第一高樓。從那時起，“深圳速度”就在全國傳開了。之所以取得這樣的速度，一是建設大樓成功運用了滑模工藝，二是強大的“人力”堆出來。據稱當時為了建設這棟大樓，建設方中建三局從武漢和荊州地區挑選了1000多名熟練工人。
翻看中國建築行業勞動力數量，此前40年中國的建築行業從業人員一直在上漲，如今建築行業從業人員已達5500萬人。但隨著老齡化到來以及人口紅利見頂，上漲趨勢越來越緩；而相比之下，中國建築行業的人力成本則不斷上升，甚至上升的趨勢越來越快。
當然，如今在建築行業，也會達到5天一層、甚至3天一層的蓋樓速度，但這樣的速度主要依賴機械化工藝，與以前主要依靠人力有較大區別。
“現在到任何一個建築工地，你就會看到，工地上幾乎是清一色的中老年建築工人。”武漢某工程負責人蘇青對「甲子光年」稱。
“我們工地上的建築工人，平均年齡接近50歲，基本上沒有年輕人。僅有的幾名年輕人，要麼是管理人員，要麼是懂機械技術的人員。” 蘇青說。
而這種現象，不是個例。據統計我國建築業企業管理型人員的平均年齡在47到48歲之間，並呈現逐年遞增的趨勢，這遠遠超過了一個企業管理層年齡的平均值。
未來隨著老齡化加劇，這個問題會越來越突出。“十年後，當現在的工人都老了，年輕人接不上，怎麼辦？這個問題很現實，所以建築行業必須要走裝配化。”武漢某工程負責人蘇青說。
但目前，裝配化並不像想象中那般被接受。
一名曾負責某裝配式項目的負責人告訴「甲子光年」，目前國內的裝配式建築也只是處於起步階段。“我們做的裝配式建築項目，主要是政府工程，比如安置房、醫院、學校等。”
實際上，除了政策鼓勵外，地方政府還會強制要求某些項目中裝配式建築要達到一定比率。2019年，南京大多數土拍基本都要求拿地房企裝配式建築面積達到100%。
“如果在自願選擇的情況下，我會選擇澆築式施工。”上述項目負責人稱。
他稱，裝配式建築目前在國內很難大規模普及，其中一個原因是設備的制約。施工吊車有承重限制，而由混凝土預製的牆面容易超過塔吊承重。另一個原因，則是國內裝配式建築的預製牆缺少統一規格，牆面厚度、長寬都存在差異，這就為後期裝配帶來很多問題。
而且，國內裝配式建築的配件生產並沒有大規模走上機械化，仍然需要大量人工，這導致建造成本要高於傳統現場澆築方式 。
“我曾經做過的一個裝配式安置房項目，一面預製牆的成本高達2000元，而同樣一面傳統磚砌牆的成本也就600多元，差距相當大。”上述項目施工負責人稱。
不僅建築施工人員不待見，就連購房者也對裝配式建築心存疑慮。“一聽到裝配式建築，我的第一印象就是簡易房、安置房，粗糙、漏水、質量差。如果買樓，我肯定選傳統現澆築的樓房。”一位朋友告訴「甲子光年」。
僅以這次廣受關注的武漢兩座醫院為例，火神山醫院採用的是集裝箱房，而雷神山醫院為鋼架臨時建築。疫情過後兩所醫院是否繼續保留使用，還有待疫情過後再予研究決定。
而17年前的小湯山醫院，在使用之後被拆除。
在2019年7月的一場湖北省房地產行業裝配式發展研討會上，參會專家總結了裝配式建築難普及的四大問題：
產業上游各個環節單打獨鬥，集成效益難發揮；設計集成度低；整體工程成本較高；缺乏行業標準，社會認可度不高。4.建築數字化的新機遇
目前的焦點，已經不是裝配式建築是否可行，而是如何讓裝配式建築可行。
就在火神山醫院完工之後，中國工業互聯網賦能平臺樹根互聯展現了一組三一重工的機械在現場作業的數據，從另一個視角看工程進展：
1月24日，火神山醫院動工開建，現場集結包括三一重工在內約200臺挖掘機進場作業，挖掘機作業時長一天內激增11倍，開始配合壓路機、推土車進行土地平整等工作；
26日，大部分土地平整工作基本完成，地下管網、HDPE（高密度聚乙烯）膜鋪設全面啟動，混凝土泵車開始陸續進場，同時起重機作業數據出現，開始配合現場管道鋪設、集裝箱板房材料進場等工作；
28日，挖掘機作業數據第一次達到峰值，較前後兩天時長高出30%；此外，攪拌車、起重機等設備作業數據迅速上升，其中攪拌車工時增長了近50倍；混凝土泵車的數據也從無到有，顯示出現場在地基工作的同時，開始啟動混凝土澆築；
29日，混凝土泵車與攪拌車作業數據均達到峰值，起重機作業數據較前一日增長近4倍，從較低水平激增至10小時以上，正式進入吊裝階段；
此後，起重機的作業時長持續處於高位，至2月2號才回落，現場1000個床位安裝總耗時約5天，平均每天可完成200個床位安裝；
30日，每臺挖機有效作業時長達13.3小時，高出前後兩天的時長30%，同時攪拌車的數據在1月31日達到頂峰，數據上亦可推斷出，現場或在原計劃上對施工面積進行了擴建，或施工階段為分兩次完成。
這些數據，全部來自於現場作業的三一重工的聯網機械。傳統的建築在工業互聯網之下，也開始走向數字化。
相比傳統經驗式管理，這樣的數據，更直觀表現出工程進度、作業變化，甚至在機械調度方面也會更精準。
一位接近三一重工的人士告訴「甲子光年」，2008年，三一重工便開始工業互聯網應用；2013年，開始流程信息化。這意味著，嵌入施工現場的攝像頭、傳感器和執行器將收集關於機械、工人和材料的實時數據。
收集的數據信息，可以讓利益相關者瞭解施工中的建築工程的狀態。藉助物聯網設備，建築公司可以對燃料消耗、可用資源和工人行為進行積極監控。此外，物聯網設備也有助於安全管理人員監控資產，實時檢查機器運行和維護狀態。
最傳統的建築行業，也開始走上數字化。
技術的進步開始消除裝配式技術普及的障礙，尤其是涉及不靈活性的方面。數字工具，比如建築信息模型(BIM)，可以將預製構件更輕鬆地裝配成傳統建築，並建立更精細和靈活的預製構件系統，實現建築信息的收集、傳遞、反饋以及三維動態的可視化管理。此外，數字生產方法的進步，比如機器人技術和3D打印技術，也可以把理想中的“批量定製”變成現實。
中國建築業協會會長、住建部原總工程師王鐵宏表示，建築業科技跨越主線，核心是數字技術對建築業發展的深刻廣泛影響。“很多建築業大企業的主要負責同志充分重視該領域科技創新發展，率先在項目管理、企業管理中綜合應用BIM（建築信息模型）以及雲計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能以及3D打印、VR/AR、數字孿生、區塊鏈等數字技術。這是中國建築業可以實現與一些發達國家建築業並駕齊驅的途徑，很有可能是中國建築業彎道超車、引領世界建築業發展方向的領域。”
願望很美好，但這條路，並不容易——疫情的極端情況下，裝配式建築人工相對少、速度快的優勢被放大；但當我們逐漸回到正常經濟軌道，真正能下決心大力投資當下並不受青睞的“裝配式未來”的建築企業，可能並不是市場的大多數。
但“改朝換代”的機會向來只屬於少數人。裝配式建築滲透率從不足10%（中國當前水平）到70%（國際發達水平）的跨越，將利好一批抓住未來的企業，同時深刻改變中國“基建狂魔”的基本面：
大力、人多可以出奇跡，而科技手段則更接近奇蹟本身。
END.
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