建筑工业化协同创新与管理20130407

新型建筑工业化：协同创新与管理AdvancedIndustrializationinConstruction：CollaborativeInnovationandmanagement东南大学同济大学浙江大学湖南大学清华大学中国建筑工程总公司中国冶金科工集团中国建筑科学研究院中国建筑设计研究院中国电子设计院万科集团台湾润泰集团等2013年4月9日一．迫切的协同需求二．明确的协同方向三．特色的协同载体四．有效的协同机制五．雄厚的协同基础六．显著的协同成效七．一流的协同成果汇报主要内容第一部分迫切的协同需求■建筑业拥有数量庞大的从业人员■建筑业是我国国民经济的重要支柱之一2011年建筑业增加值32020亿,占国内生产总值（GDP）的比重达到6.8%。2011年，全国建筑业从业人数4311.1万人，约占全社会就业人数的5%。一.迫切的协同需求一.迫切的协同需求150000000•新型城镇化建设是中国的重大战略选择,是中国改革的最大红利，是促进内需增长的最大动力！农民工总量2.53亿外出农民工1.59亿至少需要45亿平米住宅、海量就业问题、潜在环境风险•发展目标：2020年达到60%•核心是人的城镇化：1.5亿农民市民化，需要极为庞大的配套设施，仅住房就需要至少45亿平米！•江苏提出两个率先——面临更加严峻的形势！一.迫切的协同需求•采用传统建筑业模式建设新型城镇化存在诸多问题1资源消耗过大2环境污染严重3产业升级转型4结构安全耐久庞大的基础设施影响中国的可持续发展Ⅹ一.迫切的协同需求•传统建筑业模式资源消耗极大，发展不可持续建筑业能耗占据各行业的第一位，生产耗能就达1.6亿吨标准煤，占全国能源产量的13%建筑业耗用了全国原材料总量的40%，高品质钢材等却严重依赖于进口主要能源消耗构成现场大量资源消耗主要能源消耗分布一.迫切的协同需求•传统建筑业的环境污染惊人，必须改变原有的生产方式传统建筑业排放的污水、废气、噪声、光污染、固体废弃物等，占总污染的34％，排放了相当于居民垃圾40％的建筑垃圾大量工程建设引发严重的污染问题，如全国范围的雾霾天气施工现场多种废物施工现场扬尘各种污染严重影响空气质量一.迫切的协同需求•传统建筑业的生产方式粗放，亟待转型升级产品质量不稳定，存在极大隐患农民工6500万人/年，工作环境差、劳动强度大、工作危险、尊严被漠视建筑业生产效率低下，效益薄弱依然是劳动密集型产业，龙头企业缺乏国家竞争力质量事故频发裸露施工危险作业民工荒潮劳动者尊严一.迫切的协同需求•建筑结构的安全、耐久、轻量化及高度可修复性是社会发展的重大需求工程结构服役安全、耐久性能需要提升工程结构轻量化是提升结构安全性和延长寿命的有效途径高度提升基础设施的灾后可修复性势在必行建筑房屋倒塌房屋耐久性问题地震破坏•新型建筑工业化是唯一有效的解决方式！•简单而言：像造汽车、造航母一样造房子！一.迫切的协同需求汽车工程结构标准化部件装配式产品装配专用设备信息化管理一.迫切的协同需求新型建筑工业化的内涵构件预制化设计标准化施工机械化管理信息化运行智能化新型建筑工业化模块设计构件生产现场组装BIM技术智慧建筑整合产业链工业化住宅工业化公共建筑工业化桥梁工业化市政设施……产品体系节能环保安全耐久全寿命期价值高工地车间农民工产业工人建造制造新型建筑工业化要实现三个转变工业化住宅的社会效益•节能：建造过程中的集中生产使得建造能耗低于传统手工方式。统计项目工业化项目传统施工较传统项目减少每平米能耗（千克标准煤/平方米）14.7119.1123%•节水：工业化生产改变了混凝土构件的养护方式，实现养护用水的循环使用。统计项目工业化项目传统施工较传统项目减少每平米水耗（吨/平方米）0.3141.4379%•节材：工厂化集中生产的方式，降低了建筑主材的消耗；装配化施工的方式，降低了建筑辅材的损耗。统计项目工业化项目传统施工较传统项目减少每平米木模板量（立方/平方米）0.0020.01587%工业化住宅的社会效益施工能耗(万吨标煤)18.4611.5814.8620.0611.4614.561011121314151617181920212007年（5%）2008年（10%）2009年（40%）施工用水(万吨)1504.5842.4451047.631143.42868.51114.580090010001100120013001400150016002007年（5%）2008年（10%）2009年（40%）施工木材消耗（万立方）5.0152.77923.41783.412.8953.71522.533.544.555.52007年（5%）2008年（10%）2009年（40%）施工建筑垃圾(万吨)50.1527.79234.17834.128.9537.15253035404550552007年（5%）2008年（10%）2009年（40%）实现工业化项目应用之后，能源消耗和资源损耗均有较大幅度降低，降低幅度随着工业化项目所占比例提升而同比降低。•新型建筑工业化与传统建筑业模式在施工方面的对比•江苏是建筑业大省，建筑业总产值（19196亿）和特级企业数量（32家）全国第一，通过新型建筑工业化提高科技创新和核心竞争能力，实现建筑强省的需求更加迫切。一.迫切的协同需求对比项目传统建筑业模式新型建筑工业化质量保证率66%95%施工精度8mm2mm管理效率0.37万平米/人1.5万平米/人不同生产方式的建造周期4352652000100200300400500传统生产方式万科工业化技术日本工业化技术天数•仅仅以住宅为例，采用工业化方式建造45亿平方米的住宅，可节约资源消耗节约能耗：1600万吨标准煤=450亿度电量节约用水：3800万立方=370个杭州西湖的水量减少混凝土损耗：2700万立方米=6000栋18层小高层住宅混凝土用量减少钢材损耗：350万吨=3500栋18层小高层住宅用钢量减少木材损耗：1800万立方米=25万公顷森林=30个大兴安岭一.迫切的协同需求新型建筑工业化实现了清洁施工和资源能源的循环利用，同时保证了产品质量和结构安全产业联盟推进新型建筑工业化，促进创新要素和资源高度集聚、深度融合，体制机制系统创新，人才、科研、学科、产业多位一体协调快速发展！一.迫切的协同需求•推动新型建筑工业化发展必须进行协同创新！设计、施工、材料、装备等产业组织割裂以前：面向工程，各做各的，专业分割将来：面向产品制造，专业分工系统协同协同创新协同创新传统建筑业传统建造方式新型建筑工业化和现代化产业组织割裂；生产过程分离；产业工人短缺；现场手工作业多；劳动生产率低；安全事故高；资源能源消耗巨大；环境影响和破坏严重；社会影响负面；建筑产品寿命短；可持续性差等。生产组织联盟化；设计施工一体化；方案论证、决策可视化；设计标准化、模块化；构配件、部品生产工厂化；施工工具设备配套化；施工作业机械化、精益化；组织管理科学化、信息化。新型建筑工业化协同创新中心（2011计划）节能、环保、低碳；性能优、品质高；性价比高、可持续性好；Min：LCC、LCEn；LCEg、LCC02；零安全事故；高劳动生产率；长使用寿命。未来发展方向建筑工业化和建筑业可持续发展存在的突出问题以及未来发展方向VSI（2010年97万㎡）万科计划于2014年全面推进工业化住宅·上海区域：8.9万㎡（2007年）·上海区域：12.6万㎡（2008年）·深圳区域：1万㎡·北京区域：2.7万㎡·上海区域：14.3万㎡（2009年）·深圳区域：31万㎡·北京区域：9.7万㎡（2007年8.9万㎡）（2008年16万㎡）（2009年55万㎡）VSI-C型·技术特点：·工业化率：10%现浇结构，局部构件构件（2004年-2005年）VSI-B型·技术特点：·工业化率：20%主体现浇，外墙预制（2005年-2006年）VSI-A型·技术特点：·工业化率：35%水平受力构件预制，竖向受力构件现浇（2007年）VSI-S型·技术特点：·工业化率：60%全预制（2007年、2008年）实践·上海区域：32.7万㎡（2010年）·北京区域：18万㎡·深圳区域：46.6万㎡住宅工业化—万科实践VSI-A级预制楼板现浇柱叠合梁预制砼外墙架空地面楼板叠合层ALC墙ALC分户墙装配式栏杆叠合阳台板轻钢管井墙叠合楼板ALC间接外墙架空层内设备管线结构体系围护体系设备体系内装体系·工业化率：35%水平受力构件预制，竖向受力构件现浇住宅工业化—万科实践VSI-B级现浇楼板现浇柱现浇梁预制砼外墙架空地面楼板叠合层ALC墙ALC分户墙装配式栏杆叠合阳台板轻钢管井墙ALC间接外墙架空层内设备管线结构体系围护体系设备体系内装体系·工业化率：20%主体现浇，外墙预制住宅工业化—万科实践美国目前，每16个人中就有1个居住在工业化住宅中日本高层集合住宅中的85%使用预制混凝土技术，占全日本所有住宅总量约50%香港在07年，已有65%的住宅项目采用了预制技术新加坡1981年开始推广工业化建筑，目前79%的组屋采用了预制技术法国预制技术从50年代开始发展，目前已形成成熟的与之匹配的技术和行业平台法国athome样板住宅日本最高的预制住宅项目（58层）香港九龙何文田邨新加坡榜鹅新镇组屋住宅工业化在国外和香港的发展专利技术工业化、标准化专利（获得专利证书71项）建筑工业化实践流程建筑工业化的基本内涵是：设计标准化、构件部品化、施工机械化、管理科学化。新型建筑工业化内涵：可持续发展新型建筑工业化是以构件预制化生产、装配式施工为生产方式，以设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征，能够整合设计、生产、施工等整个产业链，实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式。重点建设任务•以新时期国家发展的方针要求，市场导向和企业需求来带动建筑工业化的科研工作，探索形成协同创新模式和机制，提高产业工业化、现代化水平，提升产业整体科技创新实力和科技支撑能力。•①协同创新对象：住宅、公共建筑、市政交通；•②协同创新内容：围绕部品体创新、结构体创新、围护体创新、设备体、装修体、景观体创新等先进工业化体系，开展重大基础理论、行业关键共性技术和产业化示范引领的协同攻关；•③协同创新载体：构建建筑产业化创新平台和示范特区；•④协同创新成果：新材料、新技术、新工艺、新设备的研发，并向企业规模化生产转移。新型建筑工业化是：国家急需行业方向企业期盼民生愿望第二部分明确的协同方向二.明确的协同方向“三位一体”：围绕新型建筑工业化急需的科研和学科发展（现代结构技术、装配制造技术、先进支撑技术），进行系统创新、集成、示范，向产业应用推广，并进行创新人才培养（高端研究人才和产业技能人才），构建出五大平台。创建与运行框架新型建筑工业化发展三维体系工业化发展目标维度混凝土结构产品钢结构产品组合结构产品新材料结构产品建筑工业化产品体系维度经济性安全性健康性耐久性可持续性工业化交叉技术维度绿色节能技术信息化技术制造装配技术政策中心围护结构产品建筑生命支持系统二.明确的协同方向：现代结构创新技术目标：大幅度提高工业化建筑结构性能，形成综合性能保障的系统设计理论。中低层、高层、超高层均可装配；相同成本，寿命提高50%；中大震可修、抗连续倒塌关键技术：新型工业化适用的合理结构体系（混凝土、钢、新材料、组合以及桁架、框架、剪力墙等体系）预制装配式砼结构剪力墙体系工业化木结构建筑桁架体系工业化钢结构建筑桁架体系工业化钢结构建筑框架体系二.明确的协同方向：制造装配创新技术目标：提高工业化建筑生产速度、精度、效率，形成精益建造技术体系。相较于传统施工，工期缩短60%；施工精度1mm；减少施工能耗40%；周转耗材减少60%，施工现场垃圾减少80%，特别要实现部品部件生产技术的国产化（如引进一项德国装配式楼道生产技术需一个亿资金）关键技术：高性能通用部件系统；高精度施工装配技术；施工装配数字化控制技术；工业化专用装备生产技术；绿色建筑施工技术部件生产设备部件运输梁、板吊装工业