工业4.0、中国制造2025和装配式建筑

在“德国工业制造 4.0”与“中国制造 2025”新一轮科技革命和产业变革背景下，正在给世界建筑业带来新的变革和重大影响，各种新概念和新模式不断涌现，诸如产业链有机集成、并行装配工程、低能耗预制、绿色化装配、机器人敏捷建造、网络化建造和虚拟选购装配等；世界未来装配式建筑的建造系统与产业体系必将超越现有企业模式与工业形式的范畴。其革新方向与发展趋势有：

一、装配式建筑的开放化

目前各国的装配式建筑技术仍是闭锁体系（CS）的，现有的生产重点为标准化构件，并配合标准设计、快速施工。但 CS 缺点是结构形式有限、设计缺乏灵活性，也没有推广模数化。



世界未来装配式建筑的技术发展趋势是从封闭体系（CS）向开放体系（OS）转变发展。德国建筑师夏埃尔 · 密斯认为，"OS 发展趋势可致力于发展标准化的功能块、设计上统一模数；这样易于统一又富于变化，方便生产和施工，也给设计者与建造者带来更多更大的装配性自由。"

二、结构预制化与内装修系统化集成

目前装配建筑的模块式结构设计在各国的发展相对比较快。未来的世界装配建筑将向结构预制式（PS）和内装修系统化（SID）的 "PS/SID" 集成方向发展。



日本建筑师文彦牧指出，" 因为装配式建筑既是主体结构的工业化也是内装修部品的产业化，两者相辅相成，互为依托，片面强调其中任何一个方面均是错误的。"

三、装配式连结体系更新换代

德国建筑师华根·菲尔德表示："运用最先进的技术方法开发一种连结点，已成为未来装配建筑业一项最基本的创新任务，这将在很大程度上决定一个结构的最终特征。"




现在德国装配建筑界，有关连结装配的施工作业方式主要是湿体系与干体系。但是湿体系作业的标准较低，所需劳力较多；而干体系就是螺丝螺帽的结合，其缺点是抗震性能较差，没有湿体系防渗性能好。

德国装配建筑界正在创新发展采用现浇和预制装配相结合的万能柔性连结体系（UFCS）。采用UFCS可利用虚拟激励等方法分析并确定连结构件的频率比、阻尼比和质量比等参数，其显著效果是：能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的预制生产，从而缩短生产周期，减少毛坯和制品的库存量，也提高装配构件的利用率，减少直接劳动力，提高装配构件与建筑质量的一致性，因而显著提高经济效果。

四、全产业链信息平台化



今后世界装配建筑必将实现全产业链信息化的管理与应用，通过 LAE、CAE、BIM 等信息化技术搭建装配式建筑工业化的咨询、规划、设计、建造和管理各个环节中的信息交换平台，实现全产业链信息平台（WICIP）的支持。" 意大利建筑师勒 · 柯布西耶指出，" 以‘现代信息化’促进‘可持续装配建筑工业化’，是实现装配建筑产业全生命周期和质量责任可追溯管理的重要手段。"


五、装配结构体系的绿色化

绿色化结构装配体系（GSAS）是标志装配建筑产业工业化、现代化的发展水平，新型的绿色化结构装配体系必然在未来装配式住宅与建筑中广泛应用。



当前发达国家正在重视发展以复合轻钢结构、钢/塑结构、生物质/木结构等为主的新型绿色化装配构件体系，其目标是使装配式住宅与建筑从设计、预制、运输、装配到报废处理的整个住宅生命周期中，对环境的影响最小，资源效率最高，使得住宅与建筑的构件体系朝着安全、环保、节能和可持续发展方向发展。

六、装配模式的智能化

目前世界建筑业对劳动力资源的需求越来越紧缺，特别是装配建筑的施工现场，需要吊装、搬运、装配和连接等大量工人。



日本、德国和美国建筑界正在致力发展智能化装配模式（IAM），以大量减少施工现场的劳动力资源；其出路是不断发明推广机器人、自动装置和智能装配线等，同时创新采用附加值高的装配式构件与部品，使施工现场不再需要更多大量脏而笨重的体力劳动，这种智能化装配模式比以往建造模式大大节约了人力资源，同时可以缩短工期提高施工效率。