数字化与装配式建造，真的能省钱么？

引言

新质生产力，成为两会后的热议话题，在经济高速发展的今天，几乎每个企业都换上了“创新驱动”的CPU。然而，企业谋生存求发展，必然需要降本增效。节约成本，提高生产效率，成为了新质生产力的特点之一。在产业升级的大背景下，加之工业化、信息化、数字化的三化融合，映入眼帘的是BIM技术、装配式建筑、构件追踪和溯源等新质生产力。

装配式，已经不是一个新名词。最早的装配式，起源于大约距今7万年前，远古人类将树枝与石头捆绑起来，制作成用于捕猎的工具。从考古学角度来看，这一伟大的发明，标志着人类文明从“远古时期”迈向了“石器时代”。随着时代的发展，在遥远的中国古代——河姆渡文化时期（约5000年前），就已经开创了由台梁和斗拱组成的榫卯结构，也是装配式木结构的起源。

虽说装配式建筑已经推广了很多年，但深究起来还是会有这样那样的疑问。例如：装配式是如何发展起来的？他有哪些优势？真的会降低成本吗？为什么在国内推广起来这么难呢？装配式对设计、施工、造价又有哪些影响呢？未来的发展趋势有是什么样的？今天我们带着这样那样的问题，深入探究基于BIM技术的装配式产业链，以及深度剖析产业升级过程中带来哪些影响。

装配式发展简史

建筑设计和生产建造是一个共同体，技术创新不断推动着建筑设计和生产方式的变化。预制式（Prefabricated Construction），在工业化的背景下，预制加工是推动产业升级的重要创新点。国际上，也被称为模块化施工或非现场施工，是指在工厂环境中制造建筑部件，然后将其运送到施工现场进行最终组装。拥有节省成本、提高时间效率和改进质量控制等特点。

第一次工业革命时期，英国女王举办了第一届世界博览会（1850年）。伦敦世界博览会的会场——水晶宫——首次采用工业化生产、通过装配式建造，它是真正意义上的从设计、施工、建造、拆除全过程采用装配式的系统工程。

你会不会有这样的疑问：在近代建筑历史中，谁是第一个提出装配式建筑理念的设计师呢？——勒·柯布西耶——现代建筑派五大师之一——他在《走向新建筑》中首次提出了，希望建筑业像批量复制汽车一样，批量复制建筑。随着第一次世界大战结束（1918年），世界各地掀起了战后重建的运动中，推动了装配式建筑的发展。

一百年前的欧洲，施工技术与工业化程度并不高，火热的市场与粗放的施工管理之间酝酿了很多不可逃避的矛盾，例如：技术不成熟、成本高、施工质量等。又过了大约一代人的时间，前苏联经济迎来了春天，赫鲁晓夫号召工程师研发一种可以快速复制的建造模式，这就是家喻户晓的——赫鲁晓夫楼（1954年）。这种工作方式，将工地搬进了工厂，构件标准化生产，生产工艺可以批量复制，最重要的是成本低廉。这个种远离建筑工地的制造生产方式，推广到了全世界。

传统建造与装配式对比

定义装配式：现代意义上的装配式，已经与一百年前的装配式有了很大的改进。广义上的装配式，实际上在工厂加工的构件，都可以说是装配式构件，例如：瓷砖、吊顶、外装饰构件等。建筑外装、内装、机电系统早已实现工业化，如今我们讲的装配式，是建筑结构部分，或者说是承重构件的装配式。除了装配式混凝土结构以外，还有装配式木结构、装配式钢结构等。

设计环节：与传统建筑相比，预制件在设计上有一定的局限性。预制构件的模块化特性，有一定的设计约束，定制化与批量化都得两个极端。定制化必然无法复制，无法批量生产，从而效率无法提升。批量化必然导致整齐划一，从而确保标准化、快速生产和运输。然而，技术的提升和生产模具的进步正在缩短其差距。

生产地点：传统建造工艺，受到生产地点的约束。预制加工构件厂，可以在远离建筑工地的制造环境中制造、加工和生产构件。这些组件，可以生产各种客户配置，采用标准化规格，以确保一致性和精度。预制通过简化制造和组装过程，为高端建筑材料提供了系统和有效的方法。

加工环节：从生产流程上来说，装配式更加复杂和精细化，制模、钢筋绑扎、预埋线管、混凝土填料、振捣、蒸箱养护、晾晒、运输、现场拼装。传统流程，所有的工序需要在施工现场完成。

环境管理：传统制造过程属于露天作业，受到天气的影像程度比较大，例如：刮风、下雨、太热太冷都不行。受不可抗因素影像，恶劣的天气和环境，可以影像整体工期的20%的时间不确定性。装配式工厂加工属于室内作业，大大的减少了受天气影像的因素。

人员管理：在传统的项目管理过程中，工人的工序是流水线作业，这也导致工人的生产过程是流动的，生产时间也不是固定的。最终，项目的工人会随着项目的流程不断的搬家到新的工地寻找工作机会。装配式的工厂化生产自然是集中的管理，固定的厂房、宿舍、生产设备，以及稳定的工作环境。

时间管理：装配式的另一个好处是，大大减少了施工时间。由于组件是在现场制造的，因此在制造模块或面板时，施工过程可以在现场同时进行。这种并行工作，缩短了项目时间，加速了项目的完成。装配式建筑也与更快的建造过程，传统建筑通常需要12-18个月才能完成，而预制建筑可以在6-36周或更短的时间内完成。

财务管理：一个显著优势是节省成本。通过标准化的制造过程，可以有效地利用材料，并可以实现规模经济，减少浪费。此外，跨多个项目规划材料用量的能力，有助于降低成本和浪费。

能源成本：固定的工作加工工厂，可以更加有效的提供稳定的、便于统计的能源消耗情况。在加工过程中，第三方的供电和绿电可以更好的为加工制造过程脱碳；同时，在运输过程中也可以更换汽车的动力系统，节省运输环节的碳排放。

学习成本：有优势自然也会有缺点，装配式生产加工对工人的教育起点的要求更高，精细化的加工以及高精度的机床加工车间，需要为工人提供大量的培训。

投资回报：营商环境是企业立足根本，装配式的生产加工流水线起步的投入很大，例如：土地和房屋的租金、基础建设成本、设备的采购和安装、原材料的供货渠道、运输车辆的维护、人员及其他管理运营成本等。据不完全统计，EBITDA后综合收益在5%左右每年，通常需要8-10年的回本周期，甚至更长。

数字化装配式的优势

随着数字化浪潮扑面而来，大众更加的关心BIM技术或数字化技术与装配式有什么关系。或者说，他的设计逻辑发生了哪些转变。

产业链分析：你会不会提出这样的问题，没有BIM技术能不能搞装配式？答案是肯定的，对于生产加工构件来说，基于传统的CAD技术的装配式也同样可以完成设计、生产和加工。设计流程是这样的：结构设计出图、装配式团队拆分生产单元、完成装配图纸、移交工厂深化设计、备料和生产。 那么问题来了，既然不用BIM技术能够完成设计和生产，那我们为什么需要基于BIM技术的生产和加工呢？或者说，BIM技术产业链与传统CAD产业链的优势又是什么？

图模一致，量价合一：BIM技术是图纸、模型与加工成品构件三维统一，在生产加工过程中可以减少误差；同时，BIM技术中的工程量更容易统计，例如：钢筋、混凝土、保温层等；最重要的是，在BIM工程量清单中，可以预设成本，更好的在加工之前控制成本。

构件编码，实时追踪：BIM技术中，可以为构件进行编码，编码的构件可以在模型中进行精准定位；同时，编码系统，可以嫁接RFID系统，增加预制构件的追踪编码系统，为现场加工和安装提供便利，减少施工过程中的误差和构件丢失等问题。

物料追踪，碳汇统计：更远期的目标，当然是完成供应链上下游的网络化与数字化，例如：混凝土、钢筋构件的采购，以及原材料的采购；其次，可以嫁接碳排放因子库，为构件搭建碳含量和碳排放的汇总统计。

展望未来

在高速发展的今天，并不是所有的项目都适合装配式建造。项目启动阶段，对项目进行评估是非常必要的。装配式的建造方式，是一个复杂的共同体。无论是建筑师、工程师、施工方、供应商还是监理和甲方，都需要在装配式的设计、加工、生产、建造过程中进行紧密的联合。

未来可期，根据麦肯锡公司的研究，到2030年，装配式建筑有可能在美国/欧洲市场占据1300亿美元的份额，并每年节省220亿美元的成本。