国际住宅产业化技术动向与发展趋势

住宅产业化(Housing Industrialization)，是未来房产行业的核心竞争力。但当前有很多人将住宅产业化错误地等同于“建筑工业化，即混凝土预制部品部件工厂化”，或将住宅产业化错误地等同于住宅工业化，这是把基于施工过程某个环节的工业化误认为是住宅产业现代化。

在发达国家，住宅产业化是把住宅的组织、生产、管理、维护以至更新等作为一个全生命周期，是基于一个全产业链、全系统的现代化发展进程。具体说，第一是设计标准化，第二个就是施工装配化，第三就是装修一体化，第四是产品技术集成化，第五是管理全过程的信息化。在此基础上，联合国科教文卫组织提出了“住宅产业化”的6条标准：生产的连续性，生产物的标准化，生产过程的集成化，工程建设管理的规范化，生产的机械化，技术生产科研的一体化。


一、国际住宅产业化发展势态
国际的住宅产业化是在上世纪50年代后逐步发展起来的，其发展历程主要经历了三个阶段：第一阶段是“产业化形成初期”——重点是建立工业化生产体系。上世纪五十年代后，由于战乱及自然灾害等原因，日本及欧洲一些国家大批房屋遭到战争破坏，为解决房荒问题建造了大量住宅，形成了一批完整的标准化、系列化的住宅建筑体系。第二阶段是“产业化推进发展期”——重点是提高住宅的质量和性价比。上世纪七十年代至八十年代，住宅工业化建设从数量的发展向质量提高方向过渡。第三阶段是“产业化发展成熟期”——重点是降低住宅的物耗及对自然环境的负荷，发展资源循环型住宅。上世纪九十年代至今，全球化变暖问题成为世人举世瞩目的焦点。


日本是世界上率先在工厂里生产住宅的国家。其住宅产业化发展从1966年到2000年经历了七个五年计划，每一阶段都提出了明确的基本设想和计划目标。为此，各大企业促进日本通产省和建设省制定了“住宅生产工业化促进补贴制度”和“住宅体系生产技术开发补助金制度”，并通过金融机构对开发生产住宅新部品提供低息贷款。2000年～2020年间，日本将其住宅产业发展重点集中于四个方面：①适应国民需求，配备优质的住宅：②推进安全而舒适的城市居住条件，完善居住环境；③为了实现生气勃勃的长寿社会，完善居住环境；④完善住宅以及居住环境，有助于搞活地区发展。


瑞典是世界上最早推行住宅产业化，也是住宅产业化比较发达的国家之一，80%的住宅采用通用体系建造；丹麦是世界上第一个将建筑模数法制化的国家，丹麦推行住宅产业化的途径是采用以“产品目录设计”为中心的通用体系。法国是世界上推行建筑工业化最早的国家之一。20世纪50年代到70年代法国走过了一条以全装配式大板和工具式模板现浇工艺为标志的“第一代建筑工业化”向以发展通用构配件制品和设备为特征的“第二代建筑工业化”过渡的道路。法国于1977年成立构件建筑协会(ACC)，作为推动第二代建筑工业化的调研和协调中心。1978年该协会制订尺寸协调规则。同年，住房部提出以推广“构造体系”，作为向通用建筑体系过渡的一种手段。1982年，法国政府调整了技术政策、推行构件生产与施工分离的原则，发展面向全行业的通用构配件的商品生产。这些国家的成功经验得到了世界上其他一些国家的学习和效仿，形成了住宅产业化发展的模式。


美国、加拿大、澳大利亚等国家的住宅产业化是伴随着建筑市场的发育成熟的。美国、加拿大由于地广人稀，其住宅产业化走了一条不同于欧洲的道路。在住宅建设上，没有采用大规模预制构件装配式建设方式，以低层木结构装配式住宅为主，注重住宅的舒适性、多样化、个性化。现在美国、加拿大，住宅部品和构件生产的社会化程度很高，基本实现了标准化、系列化，居民可以根据住宅供应商提供的产品目录，进行菜单式住宅形式选择、委托专业承包商建设，建造速度快、质量高、性能好。


澳大利亚的住宅产业化要晚于美国和加拿大，其国土条件与美、加类似。在上世纪80年代，随着居民生活水平的提高及轻钢结构住宅制作技术的突破，工业化住宅在性能和成本上渐显优势，现在由市场完成了传统住宅产业向工业化的过渡。例如澳大利亚的住宅混凝土和水泥制品行业发展很成熟，产品化程度很高，建筑物施工过程中用到的水泥构件等材料基本是工厂预制，现场只是简单地装配，施工效率都很高。因为澳大利亚房屋研究协会(HIA)大力推广建材行业产品的发展与应用，还承担了开发商和个人的中介担保等很多服务功能。


二、国际住宅产业化技术动向
住宅产业化作为一项成熟的现代产业，其多方面的先进产业技术早已在一些发达国家广泛实践。


Part-1、Mass Customization(大规模定制)
这是住宅开发企业面对住宅市场激烈竞争和需求细分化的必然选择。将制造业Mass Customization(大规模定制)引入住宅的生产：把大规模生产和定制生产，这两种生产模式的优势有机结合起来，就是个性化定制产品和服务的大规模生产。在不牺牲经济效益的前提下，满足单个客户的需求。通过供应链的灵活和快速响应来实现多样化、定制化以适应市场需求。


Part-2、Technique integration(技术集成)
随着消费者生活水平的提高，人们对住宅的品质要求也越来越高。住宅的设计内容也随之复杂化，技术的纷杂和层出不穷，促使许多技术成为独立的专业，专业化的细分反映出住宅“精密程度”的提高，是现代设计突出的表现。也就是说，把所有的专业集成到一个住宅中来才能组合成一个好的产品，住宅的品质最终取决于先进技术的集成程度。


Part-3、Construct the logic system(构造逻辑系统)
在2012年法国ACC年会上，ACC组委会认为，要求所有构件都做到通用是不现实的，一套构件目录只要与某些其它目录协调，并组成一个“Construct the logic system(构造逻辑系统)”即可。近年来，为了推行住宅建筑产业现代化，法国混凝土工业联合会和法国混凝土制品研究中心将全国近60个预制厂组织在一起，由它们提供产品的技术信息和经济信息，并编制出一套G5软件系统。这套软件系统把遵守同一模数协调规则、在安装上具有兼容性的建筑部件(主要是围护构件、内墙、楼板、柱和梁、楼梯和各种技术管道)汇集在产品目录之内，它告诉使用者有关选择的协调规则、各种类型部件的技术数据和尺寸数据、特定建筑部位的施工方法、其主要外形与部件之间的连接方法、设计上的经济性等。采用这套软件系统，可以把任何一个建筑设计“转变”成为用工业化建筑部件进行设计而又不改变原设计的特点，尤其是建筑艺术方面的特点。


Part-4、Assembly house(组装房屋)
随着高应力、轻质量冷成型结构钢在技术上的突破，澳洲建筑师“Assembly house(组装房屋)”的旧梦成真。用于制作钢构架的钢材具有如下一些先进的特性：能承受 高应力状态的高强度结构钢；与相同承载力的木材相比，其重量仅为其1/3；表面经镀锌处理以防锈蚀，其耐久性在免大修的情况下可达75年。澳洲在住宅施工技术上的另一项重大突破是“速成墙”(RaPidwall)系统。RaPidwall是一种中间挖空的板材，由工厂预制并在工厂完成粉刷。其重量仅38公斤/平方米，主要成份为石膏板，玻璃纤维及水密聚脂材料等的混合体。标准板材尺寸为13米(长)×2.85米(宽)×12毫米(厚)。这种尺寸保证了它只需要一次性安装便能形成住宅建筑的整片墙体。同时，它也可裁剪成任何长度和高度的组合件。而在其中间孔洞处灌注混凝土，则可使其具备很好的防火、隔声隔热效果及承载能力。


对比砖木结构，预制钢构架和混凝土速成墙系统具有若干明显的优越性，例如，能够创造出更灵活的建筑空间；比砖木结构具有更长的持久性；只需要少量的维修，砌底免去了杀害虫的麻烦；施工的方便和快速，使它同时具有良好的经济性。此外，为明显地节省了施工现场的劳力，安装及运输简便，减少了土方工程，在价格上也是极具优势的。快速安装house的想法从20世纪60年代起就缠绕在澳洲建筑师的梦中，但是直到近年来，钢构架与预制混凝土墙体的组合，才使“house建造”真正变成了“house组装”。


Part-5、SI residential construction system(SI住宅建设体系)
SI residential construction system(SI住宅建设体系)是日本住宅产业创新发展的技术平台，它是指住宅的支撑体S(Skeleton)和填充体I(Infill)完全分离的住宅建设体系。SI住宅建设体系由住宅的躯体、共用设备空间所组成的支撑体(Skeleton)——具有100年以上的耐久性，从环境资源的保护，社会经济的观点出发进行设计，从而提高了住宅的资产价值。由各住户的内部空间和设备所组成的填充体(Infill)——则以其适应性为主，适应于家庭成员的生活方式和使用方式的变化，住户内部可灵活多变，为居住者持续地使用提供了可能性，提高了住宅的使用价值。


Part-6、RBS rapid building system(RBS快速建造系统)
RBS rapid building system(RBS快速建造系统)是采用特殊混凝土小型砌块建造住宅的一种成套技术，因建筑速度快于普通现浇混凝土和预制混凝土结构而得名。目前已在美国、土耳其、哥伦比亚等国得到应用。运用该系统技术生产混凝土小型砌块的工厂里，采用先进的BASSRE设备进行生产，用人仅有3～4名工人。用这种技术建造一幢住宅楼通常只需数日或十多天；这幢住宅楼的外墙、内墙、柱子、楼板以及室外台阶、铺地全部用该系统的混凝土砌块建造，其整片墙体和楼板肋型梁均是采用预应力技术把混凝小型砌块拼装而成的。由于生产率高，可以大幅度降低人工和资金成本，因此结构成本每平方米仅40～50美元。


Part-7、Polyurethane insulation composite wall panel system(聚胺脂保温复合墙板体系)
这是加拿大住宅产业推行的新技术，它采用发泡聚胺脂做为保温材料的一种复合墙板体系，面板可用纤维水泥板、多层防水胶合板、镀锌薄钢板等制做。在工厂里，先将面板在模具内固定牢靠，留出中部空腔，待用成组螺检把模具紧固后，用风压机从模具侧面的预留孔道将混合后的聚胺脂浆体注入空腔，经过约二十分钟的发泡过程后即可脱模，一块复合墙板就制成了。采用纤维水泥面板的复合墙板，表面可做成干粘石、仿清水砖墙、仿天然石材等饰面效果。用聚胺脂保温复合墙板体系可以建造住宅区，也可以建造写字楼或食品仓库，其屋面，墙体、底板全部采用发泡聚胺脂保温复合板。在安装这种整体式房屋时，先将架空安装在钢筋混凝土预制打入桩上，既可以防止冻土层对房屋的挤压破坏，又可以防止被冬季的大雪掩埋。从这个侧面，也表明了聚胺脂复合墙板体保温性能之好，又表明了加拿大住宅产业化水平之高。


Part-8、Construction System(“建造体系”)
上世纪70年代中期，日本建筑中心受建设省委托制定并负责实施工业化住宅的认定，并制定了《工业化住宅性能认定规程》，其目的是为了加快推进住宅产业化的发展。1978年法国住房部为发展住宅产业化创造条件，提出以推广Construction System(“建造体系”)作为向通用建筑体系过渡的一种手段。“建造体系”是以尺寸协调规则为基础，由施工企业或设计事务所提出主体结构体系，它由一系列能相互代换的定型部品部件组成，形成该体系的部品部件目录。建筑师可以采用其中的构件，象搭积木一样组成多样化的建筑(积木式体系)。法国住房部为了评选“建造体系”，委托法国建筑科技中心(CSTB)组成由工程师、建筑师和经济师三方面人员组成的评审委员会，对“建造体系”进行审批。现在法国已选出25种住宅“建造体系”。在这些“建造体系”中，除少部分是木结构和钢结构外，绝大部分是混凝土预制体系，集合住宅体系略多于独立住宅体系，而且减少构件规格，简化安装节点，室内空间灵活，装修设计自由，加快施工速度等优点。


Part-9、Residence function technique(住宅功能技术)
美国政府尤其重视产业化Residence function technique(住宅功能技术)的研究工作，国会每年拨付住宅和城市发展部1000万美元专门研究住宅功能新技术的开发和研究经费，委托美国国家建筑技术研究中心负责建筑技术的研究开发工作。例如美国航天署正努力将太空船中心先进环境技术如水的循环、净化利用、太阳能电池等推广到住宅功能技术中。比如“卫生间中水处理系统”就是将生活废水经物化或生化处理达到《国际生活用水水质标准》。又如避免卫生间排水在地面上打洞与管道不穿越楼板的“后排水构造系统”，从根本上消除了产生噪音、交叉感染、冷凝水等问题。还有光热利用和光电技术应用的太阳能技术，在产业化住宅中应用的产品有太阳能灶、太阳能热水器、太阳能电池、光伏发电站(系统)等。


住宅科技是产业化发展的第一动力。各国都在努力推动住宅产业技术的发展，特别是发达国家，注重引进高新技术，对住宅产业技术制定发展规划与更新改造，大致包括：改造旧城区，完善大城市防灾体系；改善居住条件，不断改进室内设备和部品质量；进一步发展完善住宅建筑工业化；研究与开发新型建筑材料；开发建筑节能和新能；广泛应用计算机技术；发展机器人在建筑中的应用；研究环境治理的技术；加强对质量技术与管理研究等。把这些高新技术作为住宅产业科技进步的先导和技术革新的动力，将微电子技术、信息技术、生物技术、新材料、新能源等高新技术，应用于住宅的生产技术、材料技术、建筑节能、居住环境等方面，为解决技术难题、提高质量和效益，提供了可靠的技术保证。


三、国外住宅产业化发展趋势
面向21世纪，各国都在展望住宅产业的现代化发展，特别是日、美、欧共体等发达国家，都结合自身的情况，针对住宅建设发展的需要采取了多方面的产业政策、行业推动与金融措施，以促进住宅产业化的发展。其发展趋势主要有以下几个方面：


Trend-1、重视住宅产业化的发展预测

住宅产业化的发展预测是各国制订住宅发展规划和计划的依据，也是政府引导有关行业和企业发展的重要手段。美、日等发达国家住宅产业化的预测工作大致包括三个方面：一是住宅现状调查评价与住宅需求预测；二是住宅建设经济能力的评价和预测；三是住宅建设技术途径的评价与预测。


比如日本通产省在提出发展住宅产业后所抓的第一项工作就是进行住宅发展的预测工作。日本基本上是每隔五年进行一次(在每个五年计划期开始的前两年)，而且特别重视“居住实态调查”和搜集居民对住宅需求的意见。另一方面，在全国住宅预测的基础上，充分发挥各专业学术机构的作用，同时开展与住宅发展相关的技术与经济预测研究，并及时向企业发布研究成果与相关信息，为住宅产业化的有序发展提供技术支持和市场导向。


Trend-2、住宅部品的模数协调标准国际化
住宅部品标准化是科技成果转化为生产力的纽带，更是推进住宅产业化的基础。欧洲许多国家在推行住宅产业化的过程中，充分认识到模数协调标准对住宅建设工业化的重要意义。目前，国际标准化组织(ISO)已颁布了《住宅部品模数协调》的系列标准，各国住宅部品的模数协调标准也正在逐步向国际标准靠拢。在住宅标准设计方面，当前存在着两种趋势：一种是许多国家(法国、日本、瑞典、芬兰等)都努力实现以标准化构配件组成建筑物的方法，即通用体系原则；另一个趋势是缩小定型单位，使标准化和多样化更好地统一起来。日本1981年对公营住宅制订了“公营住宅标准设计标准”(以户为单位的标准设计通则)，各设计单位和企业可据此编制自己的住宅标准设计。同时，也不排除整幢房屋定型设计的方法。目前在许多工业发达国家，住宅部品标准一般占住宅建设标准总数的80%以上，而且随着住宅部品体系的完善，住宅部品标准的数量增长也加快了脚步。

Trend-3、建立住宅部品认证制度
开展住宅部品的认证是推进住宅部品体系发展的有效措施。发达国家住宅部品的认定工作，是依据住宅部品标准由专门的工作机构进行。为保证认证的公正性和权威性，认证机构一般要求是非盈利性第三方认证机构。通过认证的部品必须贴以专用标签。认证部品的生产企业还必须通过IS09000的质量保证体系的认证。

到1990年4月，日本住宅部品生产厂有700家左右，其中663家厂家的部品取得了(BL)的认定。目前日本已进行了58类住宅部品的认证，基本上住宅中的各部位都有通用部品，对无特殊要求的住宅，只要将通用部品组合在一起便可像搭积木似的建造房屋。在推进住宅部品化的初期阶段，许多国家对通过认证的住宅部品都采取了一些积极扶持的产业政策，如作为参与国家投资建设住宅工程投标的基本条件、给予项目和生产企业优先贷款等等。

Trend-4、实行住宅部品保险制度
国外实现部品化取得了显著效果，使用优质部品为住宅的质量和功能提供了最基本的保证，有助于解决住宅标准化与多样化的矛盾。通过适时更换部品可延长整个住宅的使用寿命。特别是对通过认证的住宅部品实行保险制度。在保险时效内，一旦部品出现质量问题，用户可向厂方或保险公司索赔，这样既保护了用户利益，又能使通过认证的住宅部品具有良好的市场信誉。瑞典大力发展以通用部品为基础的保险制度。目前瑞典的住宅建造中，采用有保险护航的通用部品的住宅占80%以上。丹麦以发展“产品目录设计”为中心推动通用部品部件的保险体系发展。将实行保险的通用部品部件称为“目录部件”。每个厂家都将自己生产的产品列入部品目录，汇集成“通用体系部品总目录”，设计人员可以任意选用总目录中的部品进行住宅设计。


Trend-5、建立住宅质量保证制度
为确保住宅建造的质量，保护住房者的利益，一些国家建立了住宅质量保证制度。日本的做法较为典型。1977年日本建设省提出实行住宅性能保证制度，作为确保住宅质量的一项重大措施，并于1980年在北海道进行试点，试点取得了良好的效果。1982年日本政府组建了“住宅性能保证登记机构”并逐步在全国范围内实施。自1999年以来，日本政府颁发了《住宅质量确保促进法》，为住宅质量提供了有力的法律保障。该法律制定的着眼点是确保住宅的质量和消费者利益，要求住宅建造者提供高质量的住宅，使消费者能够安心地获得高质量的住宅，维护良好的市场供求关系。该法案也为在日本推行“住宅性能保证制度”和“住宅性能表示制度”创造了良好的技术条件，否则这两项住宅性能制度实施的可操作性难度极大。因为采用已通过认证的住宅部品建造房屋，就大大简化了认证的程序，也节约了认证过程中的人力、物力，从而降低认证费用。日本为保证“住宅性能保证制度”、“住宅性能表示制度”的顺利实施，建立了若干个符合《住宅质量确保促进法》法律要求的住宅部品数据库，以便在住宅性能认证过程中的技术和情报信息的交流。日本政府还设立了专门的机构负责调节和仲裁在实施住宅性能认证过程中双方可能出现的争议或纠纷。


Trend-6、采用财政金融制导住宅产业化
欧美许多国家通过一系列的财政金融制度引导企业，使其经济活动与政府制定的计划目标相一致，使既定的住宅产业化技术政策得以实施发展。如瑞典政府为了推动住宅建筑工业化和通用体系的发展，实行多年的《住宅标准法》规定，只要使用按照瑞典国家标准和建筑标准协会的建筑标准制造的建筑材料和部品来建造住宅，该住宅的建造就能获得政府的贷款。在日本，政府为了推动住宅产业的发展，通产省和建设省都采取了一系列的财政金融政策。为了促进住宅部品的发展，通产省自1974年就开始实行《住宅体系生产技术开发补助金制度》这项制度规定，对经同意进行的开发项目，向开发研究的企业提供50%的研究经费补助。建设省于1972年开始了《住宅生产工业化促进补贴制度》以促进住宅生产工业化所需的技术开发项目的实施。对建设省在技术开发计划中提出的课题，通过公开招标后对承担企业给予一定的研究经费或补贴。根据《企业合理化促进法》，企业为其生产合理化而制定的研究开发课题，经审查后给予补贴。对于新技术、新产品在方案竞赛后在建设中实施(实用化、产业化)时，政府金融机关给予低息长期贷款。如涉及中小企业，还可根据《中小企业新技术改造贷款制度》，由《中小企业金融公库》，发放低息长期贷款。此外，还建立了《试验研究费减税制》、《研究开发用机械设备特别折旧制》、《新技术企业化所用机器设备特别折旧制》、《中小企业技术开发减税制》等等。

Trend-7、产业化市场信息导向
多年来，加拿大政府在推动住宅产业化的发展中，设有住房产业化市场信息导向公司(CMHC)，成为加拿大最大的住房企业，并帮助发展中国家进行住房建设。CMHC公司的总裁受住宅建设开发部部长领导，可直接向其汇报工作。CMHC依照国家法规进行工作，其中主要为CMHC法和住房法。CMHC开展的主要业务有四项：一是住房金融；二是科研和信息转让；三是兴建经济适用住房；四是国际贸易。CMHC为产品生产企业和建造商提供科研和技术转让业务，主要进行直接科研和信息转让，也参与合作项目，进行市场分析。同时也建设社会福利性住房和开发可持续发展的示范房屋。国际贸易方面主要是进行市场信息搜集和分析，合作开发国际认可的建筑规范和部品认证体系。

Trend-8、科研院所发挥重要作用
欧美发达国家的建筑科研院所在推动住宅产业化与帮助企业技术进步方面发挥着重要作用，其运行机制和管理模式也很值得我们借鉴。

例如美国住宅建造商协会研究中心(NAHB Research Center)，该研究中心位于美国首都华盛顿郊外，工作人员100人，有良好的试验研究条件。该中心主要负责对美国住宅建筑商协会各成员企业的创新产品进行技术审查、认定，并帮助其完善、推广。其政府和民间合作计划的目的是为未来十年在建造上节能50%，防灾(如地震)、围护节能50%，同时在性能上更合理，造价上更经济，为普通居民提供更多住房机会。这个研究院的经费60%来自企业间合作，40%由联邦政府拨付。主要帮助生产企业开发生产新产品，如太阳能技术利用、保温材料等，在试验室中进行性能测试，在其Toolbase项目中进行应用展示，改进效果，在全国工程中进行推广。同时在产品上附上测试认定的标志。研究中心每年与企业合作开发的产品有200多项。RBS快速建造体系就是由这个研究院给予技术支持而迅速发展起来的。

译据美国佛瑞斯特研究院的院刊《未来展望》杂志2014年3月号-6月号

原文作者：佛瑞斯特研究院首席顾问恩里克·莫诺教授