赴日本考察建筑工业化的体会与启示

时间：2019-02-12 13:32:28 来源：装配家园毛泉松

笔者与浙江省建工集团、省建工设计院相关技术负责人一道，赴日本东京及周边地区进行建筑工业化相关内容考察，先后调研了日本清水建设下属PC工厂、三井住友下属PC工厂、高桥PC工厂、株式会社アイコー的钢筋加工中心，实地参观了东京都厅、六本木大厦、三井住友公司建筑现场以及福岛县复兴全装配PC住宅公寓等项目。通过考察，我们深刻感受了日本严谨的工程质量管理体系、以及施工现场的规范管理和节能环保理念，尤其对日本精细化施工管理、建筑工业化程度之高印象颇深，也带给我们很多启示和思考。

一、日本建筑工业化发展概况

日本建筑工业化的发展起源于二战，战后日本面临的最大问题就是住房紧缺。据不完全统计，当时住房不足数量达420万户。为了解决“房荒”问题，日本政府开始采用工厂生产住宅的方法进行大规模的住宅建造。此后，日本的住宅产业化在政府的大力支持下获得了快速发展，实现了从单纯追求数量到数量与质量并重再到多方面综合发展的转变。经过近60年的发展，日本的住宅产业现已形成一套较完整的体系，是住宅产业发展最为成熟的国家之一。

从二十世纪50年代中期开始，日本开始支持企业从事产业化住宅的开发和推广。1969年，《推动住宅产业标准化五年计划》被制定出来，日本广泛开展了对材料、设备、制品标准、住宅性能标准、结构材料安全标准等方面的调查研究，加强住宅产品的标准化工作，对房间、建筑部件、设备等尺寸提出了建议。从70年代开始，在日本，住宅的部件尺寸和功能标准有固定的体系。只要厂家是按照标准生产出来的构配件，在装配建筑物时都是通用的。日本创立了优良住宅部品认定制度，这一制度就是对住宅部品的质量、安全性、耐久性等诸多内容，进行综合审查。20世纪90年代，日本住宅通用部件中1418类部件已取得“优良住宅部品认证”。截止目前，日本的高层和超高层建筑已实现完全装配化，其装配化率达到了85%以上，多层住宅也已装配式为主。

日本作为实行建筑工业化推进较早的国家，在住宅产业化方面已走在了世界的前列。在住宅标准化方面，日本各类住宅部件（构配件、制品设备）工业化、社会化生产的产品标准已十分齐全，占标准总数的80%以上，部件尺寸和功能标准也已形成体系；在住宅部件化方面，全套的卫生洁具（浴缸、坐厕、洗脸盆）、地板、墙面，在工厂生产的一个个整体部件组装而成；在住宅智能化与节能方面，新建建筑物中60%以上是智能化的；住宅的建造通常采用新型的绿色节能材料，以减少采暖降温的费用、节省能源；整体卫浴设备、厨房整体设备、干式架空地板铺装、新型轻钢龙骨安装、建具（门、门套、窗、窗套、门厅组合柜、楼梯、收纳柜、收纳柜门）等实现工厂化标准模式生产；同层排水系统、卫浴节水系统、地热系统、墙面保温系统、太阳能发电系统等节能系统也实现大幅度完善。

二、日本建筑工业化主要做法

工业化建筑设计

日本的工业化建筑设计，主体部分由专业设计公司完成，构件的深化设计一般由施工总承包单位或预制构件厂完成，设计更多地考虑节能环保理念，房屋集成程度高。根据日本地处太平洋火山地震带、每年地震频发的现状，其工业化建筑的抗震设计理念先进，标准较高，能很好地保护人民的生命和财产安全。

① 设计多样化。日本的工业化建筑涵盖面广，包括多层、高层乃至超高层，建筑类型也涉及住宅、公寓、办公楼、酒店、展览馆等各个方面。厨房、卫生间一般采用整体生产，建筑外立面比较简洁，房屋平面则可以随意组合与划分，以适应不同使用者的要求。

② 结构体系。日本工业化建筑一般采用钢筋混凝土结构（RC）、劲性钢筋混凝土结构（SRC）或钢管混凝土结构。钢结构也时有应用，但由于地震强度和风荷载大，高层建筑采用钢结构层间位移和整体位移偏大，而多层建筑采用钢结构则成本较高，所以不如混凝土结构那样应用普遍，其做法也跟国内差不多。

③ 节能设计。建筑外墙一般做有内保温层，窗框在工厂与外墙同时生产，最大限度保证窗户的密封性能，高层建筑的窗户大多采用封闭式，通风通过新风系统解决，可最大限度地减少冬季采暖和夏季空调的能耗。

④ 隔音设计。内墙所用材料隔音效果较好，同时提高墙体和门窗的密封性能，必要时运用吸声材料，创造一个安静的环境免受外部噪音的干扰。

⑤ 防火设计。使用不燃或难燃材料，防止火灾波及，跟国内做法差不多。

⑥ 抗震设计。日本具有相当高的抗震设计水平，一是严把原材料质量，所用钢材除强度高外，具有非常好的韧性；二是通过使用轻质材料，降低建筑物重量以减小地震力，同时加强装配式构件的连接；三是注重细部设计；四是内置减震装置和隔震装置，以降低地震波对主体结构的冲击。

PC预制构件生产

日本建造房屋，更多的工作是在标准化的工厂里完成，再运到工地里，像搭积木似的进行拼装。日本的预制工厂干净整洁、布局合理、专业工人工作有序，在实用性方面，不追求豪华配置，基本使用传统生产线，但产品丰富，生产的产品质量非常高，从预制结构柱、结构梁到楼梯、墙板、叠合板等一应俱全。

① 常用PC构件类型

在日本，20层以上的超高建筑和1～6层的低层建筑PC预制率最高，达到了70%～85%，主要的PC构件类型有预制柱、叠合梁、叠合板、楼梯、阳台、外墙板、内墙板等。10～20层建筑的PC预制率较低，基本在40%左右，主体以框架结构为主。

② PC构件工厂基本情况

考察组先后考察了清水建设下属PC工厂、三井住友下属PC工厂和高桥PC工厂，其先进的产业文化、高素质的产业化队伍、精益求精的产业精神以及技术创新研发的领先优势和精细化管理程度令考察组印象深刻。下面主要以清水建设下属PC工厂为例做简单介绍。

a.厂区及产能情况

清水建设下属PC工厂厂区面积65000m2，总建筑面积13000m2，其中车间面积7000m2，共设有4条生产线。年平均生产252天，年产PC构件约26000m3。

b.机构及人员配置

工厂下设制造科、营业科和设计科三个科室。制造科主要负责制造管理、混凝土水蒸气养生管理、分批投配设备管理、产品检验、存储/输送/发货计划、工厂设备维护；营业科主要负责合同书制作管理、付款业务、清款与撤销业务;设计科主要负责构件图纸管理、工序管理、构件深化设计管理。

现有管理人员65人和作业人员130—140人。其中一级建筑师3人，一级建筑施工管理技师1人，混凝土技师6人，质量管理执行负责人2人。

③ PC工法及设备

清水建设PC工法主要有FRPC工法（国内称为装配式框架结构）、WRPC和WPC工法（国内统称装配式剪力墙结构）三种。FRPC工法适用于高层和超高层建筑，WRPC和WPC工法适用于5~15层的中低层建筑。

车间内设有4条生产线，全部采用固定模工艺生产。主要生产设备有混凝土生产设备，包括原材料储存设备（水泥钢制筒仓、混合剂、粗细骨料槽）、分批投配设备（冷、热卧式2轴全自动搅拌机），水蒸气养生设备小型贯流式锅炉，搬运设备（铲斗叉车、装载机、铲车等），起重设备（高架起重机、壁式起重机、门式起重机）和试验设备（耐压试验机、混凝土试验器具、骨料试验器具、盐量计、施密特锤等）。

车间生产有详尽的管理流程，主要包括制作流程、混凝土/钢筋/模板质量管理流程、钢筋储存管理、编排钢筋排查、主筋定位管理、预埋件识别管理、混凝土管理、识别测试构件、产品检查与管理表（全部记录）以及细致入微的节能环保管理。

三井住友PC工厂厂区规模、车间面积和生产工艺等与清水PC工厂相近，管理人员45人，作业人员110～120人，年产PC构件约25000m3。清水建设PC工厂以其技术创新与研发领先优势，深入人心的节能环保理念，高素质的产业化队伍在市场竞争中保持发展活力，工厂非常重视PC构件生产各环节的质量管理和产品认证工作，运行管理有序，生产的PC构件产品供应日本各大企业，业绩情况良好。对于今后在PC构件生产以及推动建筑工业化进程具有很好的借鉴意义。

施工管理

随着日本建筑工业化程度越来越高，与之相对应的是在施工管理方面具有以下显著特点：

① 施工与设计的结合较为紧密

工程的建造方式如PC、现浇、钢构等，在设计图纸中已经明确。图纸中已包含PC建筑的构件分解及详图。交PC构件工厂作工艺深化后即可进行制作。PC构件、钢筋深化等专业单位也与设计进行良好沟通。此外，根据日本建设管理要求，设计、钢筋深化等要参加现场的质量验收。

② 总包在工程建造产业链中起到了相对主导的地位

清水、三井住友、大成等日本大型总包商在工程建造过程中占据了核心地位，一般都拥有自己的设计、PC构件工厂，对下游厂商的议价能力很强。PC建筑体系及配套专业一般都是自己专有的，PC厂主要满足总包商自己项目的供应需求。行业标准化构件的市场容量不大，参加交流的日本同行提到数年前倒闭的安藤建设PC工厂，就是因为该类PC构件在发达国家市场需求减小和价格降低的原因而无法支撑经营造成的。

③ 日本建筑业分工细化程度较高

工程的钢筋深化、钢筋加工、PC工厂的操作层等均可外包或采购，由专业单位实施。

④ 钢筋加工等配套产业工业化程度高，与大型钢贸企业结合，有利于通过集成配套来减少损耗，降低成本，提高效益，可以作为建筑工业化中建造过程工业化的发展方向。

⑤ 日本承包商对于PC、现浇、钢构等工程技术的应用，采用了较为灵活的态度。尽可能适合建筑功能、施工环境等实际条件的要求。如PC与现浇的采用，往往是结合工期、场地大小、环保等要求来综合确定的。

⑥ 施工现场成品拼装程度较高

现场钢筋基本由外部钢筋加工厂下料制作，到现场拼装；安装管线、卫浴等装修部品化程度较高；施工现场集装箱临时用房、工具化围挡、管件合一脚手架等应用较多。

⑦ 施工现场的管理水平较高。工程采用部品部件较多，现场湿作业较少；施工作业更多采用施工机械；作业人员施工作业时一般都配备专用工具，更适合独立工作；工序安排合理紧凑，人员执行意识较强。

启示与建议

培育工程总承包模式的专业住宅公司和专业配套团队

建筑工业化的发展，客观上对工程建设项目的管理模式提出了新的要求，日本的实践表明，实行工程总承包是推动建筑工业化发展的重要手段。日本作为一个自由市场经济国家，主要从市场、政府及行业等方面培育工程总承包企业。目前日本公共部门的业主普遍对DB 模式比较认同,在私人部门中DB模式也得到了广泛采用，业主对DB模式有了更深入的认识。

日本工程总承包的组织模式上, 一般是以一个大型企业为核心、联结若干小型专业子公司和关联公司的企业集团。工程项目主要由核心企业母公司来承包, 然后由其他子公司共同实施, 采用以项目为核心的矩阵型组织结构, 实行项目经理负责制。在日本，房屋建筑工程从土建结构到室内外装饰装修，乃至房前屋后花草树木的栽种一步到位，向用户交锁匙的一揽子工程。没有土建工程和装饰工程分步实施的做法，包括室内墙面壁纸的粘贴、涂料的喷涂、地面化纤地毯、塑料地板的铺设，灯饰、灯具的吊挂，卫生间几大件的安装，厨房灶具、冰箱、吊柜的安装等都一并在工程之内。

目前，我国的工程总承包尚在试点探索阶段，除相关的法律法规和管理制度有待进一步配套外，工程总承包企业的核心竞争力也有待进一步提升。集团应统筹协调，顺应建筑市场的发展方向，培育具有设计、生产、科研、施工于一体的总承包专业公司，为日后承接更多的建筑工业化项目积聚核心竞争力。

同时，利用浙建的大集团综合产业链优势，从结构体系和装修部品体系上培育集成配套厂商。从总包到专业配套厂商，形成长期固定的住宅承包集群。

积极应用四新技术、建立标准体系

日本的模块化技术是推进建筑工业化的核心技术，日本混凝土构件与制品、轻质板材、室内外装修以及设备等产品多达几千种，厨房、卫生间、空调和电器等设备近年来逐渐趋向组件化，以提高工效、降低造价，便于安装。

日本的标准体系一般包括中央政府或地方政府颁布的建筑法规和由行业协会或学会颁布的技术准则，此外对结构安全和使用功能影响不大的建筑组件由企业制定相应的标准，上述大部分产品就是以企业标准的形成存在的。相比我国，对建筑工业化的标准体系尚未建立，部品部件的研发更是迟后，因此，必须加快建筑工业化适宜技术和产品的研发，并制定相应的标准，完善建筑工业化标准体系，为建筑工业化的发展提供技术支撑。

做为浙建集团主要PC构件生产基地,天和集团应开发顺应市场需求的具有核心技术和专利的新产品,并形成企业标准。

做好人才培养和管理

日本非常重视人才的培养，通常公司都有专门固定的项目培训课程, 针对大型项目某些专业在项目上开设的专门课程, 员工也可以自己提出申请经批准后, 直接到专业培训公司进行培训；日本对从业人员的管理方法主要是采用职业工种执照化。日本不仅总承包商,分包商要凭执照才能承包,注册建筑师、注册工程师要有执照才能制图或监理,甚至建筑工人各种职业工种也要有执照才能受聘。

近年来，我国建筑业劳工培训工作不断得到改进，对提高从业人员职业素养、增加企业竞争力等起到一定作用，然而从总体上看，建筑劳工培训工作尚难完全适应行业发展的需求。建筑工业化成熟稳定的发展，需要有一支掌握专业技能的技术工队伍，为日后发展壮大工业化建筑将起到核心竞争的作用。

推进产业化基地建设

建立产业化基地，是推进建筑工业化的重要措施，其目的是通过产业基地建设，培育和发展与建筑工业化相关的一些行业，发挥其优势，研究开发适宜建筑工业化的建筑结构体系和部品部件，探讨工业化建筑的生产模式，总结经验，以点带面，以满足建筑工业化发展的要求，促进建筑工业化的发展。“浙建产业园” 就是集团坚持创新驱动发展，全力打造新型建筑产业的一项重要举措。

研发形成具有浙建特色的工业化建筑体系和实施方案

目前国内装配式建筑体系较多，各有利弊，可综合选用。但出于知识产权的受制因素，结合集团实际，可以在某个细分市场内，研发有自主知识产权的工业化建筑体系，建立比较优势。同时，在工业化建筑建造过程中，以先进投融资和总承包模式为基础，引入BIM和IOT先进技术对项目管理信息和流程进行高效串联，打通设计、制造、施工、运维等产业链上下游，提高生产效率和集成效益。

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