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2020 年 1 月 9 日,由筆者參與組織,由深圳市住建局、寶安區(qū)住建局、騰訊公司共同開發(fā)的全國(guó)乃至全球首個(gè)混凝土質(zhì)量區(qū)塊鏈平臺(tái)舉行了上線儀式。這是區(qū)塊鏈技術(shù)在政府混凝土質(zhì)量監(jiān)管方面的首次應(yīng)用,通過建立不可篡改、可永久追溯的云數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)了混凝土全生命周期互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管,是深圳市新型智慧城市建設(shè)的一次成功案例。該平臺(tái)的上線,其意義也許不亞于 1927 年 8 月 1 日的“南昌起義”,打響了建筑業(yè)區(qū)塊鏈革命的“第一槍”。 2019 年是新中國(guó)建國(guó) 70 周年,也是全黨開展“不忘初心、牢記使命”主題教育活動(dòng)的第一年。筆者認(rèn)為,建筑業(yè)也應(yīng)認(rèn)真落實(shí)習(xí)近平總書記“守初心、擔(dān)使命、找差距、抓落實(shí)”的重要指示,守“兩提兩減”的初心,擔(dān)“高質(zhì)量發(fā)展和人民對(duì)美好生活的向往”的使命,找“三農(nóng)”差距(5000 萬農(nóng)民工操作 + 數(shù)百萬包工頭“農(nóng)業(yè)化承包”+ 數(shù)百萬工程技術(shù)管理人員按“小農(nóng)經(jīng)濟(jì) + 計(jì)劃經(jīng)濟(jì)”方式進(jìn)行管理),“抓落實(shí)”就是急需轉(zhuǎn)型升級(jí),迫切需要大力發(fā)展建筑工業(yè)化、綠色化、數(shù)字化,其中難度最大的是實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的數(shù)字化。為實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)數(shù)字化的宏偉目標(biāo),基礎(chǔ)是首先實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化,并且在技術(shù)和管理上實(shí)現(xiàn)由“等同現(xiàn)澆”向“等同裝配”的轉(zhuǎn)變。 建國(guó) 70 周年,尤其是改革開放 40 周年,我國(guó)的許多行業(yè)都取得了飛躍式的發(fā)展,值得我們建筑業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒。尤其是中國(guó)航天導(dǎo)彈,從建國(guó)時(shí)的“一窮二白”,經(jīng)過我國(guó)航天科技人員和導(dǎo)彈部隊(duì)幾代人艱苦卓絕的努力,發(fā)展到今天名副其實(shí)的“世界第三”。2019 年國(guó)慶閱兵式上,展示了國(guó)產(chǎn)東風(fēng) -17、東風(fēng) -26、東風(fēng) -31 改、東風(fēng) -41、巨浪 -2 潛射導(dǎo)彈、長(zhǎng)劍 100 巡航導(dǎo)彈等高科技導(dǎo)彈的風(fēng)采,是保衛(wèi)和平的“鎮(zhèn)國(guó)利器”,讓人熱血沸騰、難以忘懷。
01 中國(guó)彈道導(dǎo)彈研制:從“東風(fēng)下?!钡健熬蘩松习丁?/span>
我國(guó)航天導(dǎo)彈事業(yè),剛開始時(shí)就遭遇了歐美等西方國(guó)家的嚴(yán)格封鎖。在大科學(xué)家錢學(xué)森先生的領(lǐng)導(dǎo)下,我國(guó)走上了“自主創(chuàng)新”的道路,采用了獨(dú)特的發(fā)展道路,充滿了中國(guó)智慧,至今常常讓人拍案叫絕。根據(jù)公開披露的資料介紹,我國(guó)科學(xué)家從 1958 年仿制蘇聯(lián) P-2 導(dǎo)彈開始,到 1964 年自主研制成功我國(guó)第一代中近程地地導(dǎo)彈東風(fēng) -2(射程 1300 公里)。
我國(guó)導(dǎo)彈的命名規(guī)則是,在陸地發(fā)射的導(dǎo)彈,以“東風(fēng)”系列命名;在?;藵撏Оl(fā)射的導(dǎo)彈,以“巨浪”系列命名。我國(guó)在東風(fēng)導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上,于 1966 年開始自主研制我國(guó)第一款在核潛艇上發(fā)射的潛射彈道導(dǎo)彈“巨浪 1”(射程 1700 公里),并于 1982 年發(fā)射成功。同時(shí),科研人員又在“巨浪 -1”潛射導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上,研發(fā)了我國(guó)第二代中程地地戰(zhàn)略導(dǎo)彈“東風(fēng) -21”(射程 1800 公里),俗稱“沖繩快遞”,于 1989 年研發(fā)成功,史稱“巨浪上岸”。其后,在科技人員的艱苦努力下,“東風(fēng) -21”導(dǎo)彈家族獲得了大發(fā)展,名氣最大的是“東風(fēng) -21”D型可打擊航母的反艦彈道導(dǎo)彈;并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了“東風(fēng) -25”(射程 3200 公里)、“東風(fēng) -26”,俗稱“關(guān)島快遞”,并于 1995 年研制成功“東風(fēng) -31”(射程 8000 公里)。我國(guó)科技人員又將“東風(fēng) -31”技術(shù),研制成功了“巨浪 -2”潛射彈道導(dǎo)彈,并裝備在新型核潛艇,史稱“東風(fēng)下?!薄?/span>
“東風(fēng)下海、巨浪上岸”,表現(xiàn)出中國(guó)人的研發(fā)思路,簡(jiǎn)潔、直接,用最短的直線連接兩個(gè)點(diǎn),直達(dá)目標(biāo)。將陸基彈道導(dǎo)彈改造為潛射,一彈兩用,充分利用成熟技術(shù)進(jìn)行改造,而不是另起爐灶從零開始,既可以減少走彎路的風(fēng)險(xiǎn),又節(jié)約了大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi),達(dá)到做事情“事半功倍”的效果。用我們中華民族的智慧,在軍工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車,追趕世界頂尖水平,這八個(gè)字很好地表達(dá)出中國(guó)人的聰明智慧。
02 建筑工業(yè)化、裝配式建筑與“等同現(xiàn)澆”
1950 年代,國(guó)家提出了大力發(fā)展以“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、機(jī)械化施工”為主體的建筑工業(yè)化。發(fā)展到 1980 年代,我國(guó)的大板建筑,按照上述“三化”的要求,用北京市建筑設(shè)計(jì)院的標(biāo)準(zhǔn)圖紙,在全國(guó)各地建廠,并建設(shè)了超過 2000 多萬平米,取得了巨大成就。
大板建筑是“系統(tǒng)性解決方案”,按當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平來看,實(shí)踐是成功的。但確實(shí)存在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低、材料水平低、保溫防水隔音效果差、預(yù)制樓板連接弱等致命的缺陷,產(chǎn)品本身被淘汰是必然的。
但是,其“系統(tǒng)化、工業(yè)化”的頂層設(shè)計(jì),即管理機(jī)構(gòu)、促進(jìn)政策、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)(標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)、構(gòu)件和產(chǎn)品)、預(yù)制工廠布局、配套的施工機(jī)具、專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)等,特別是系統(tǒng)性的思想理念,依然是值得肯定與學(xué)習(xí)的。
1990 年代后的“住宅產(chǎn)業(yè)化”階段,客觀來說,系統(tǒng)化的頂層設(shè)計(jì)在一段時(shí)期內(nèi)是有所缺位的,特別是結(jié)構(gòu)體系,由于 1970 年代末對(duì)唐山地震的研究與反思,加上 1980 年代改革開放,以深圳為代表,廣東率先推廣了“商品房建設(shè) + 施工承包制 + 現(xiàn)澆剪力墻體系 + 農(nóng)民工勞務(wù)隊(duì)”四位一體的新建設(shè)模式,使得我國(guó)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)特征明顯“裝配式大板”結(jié)構(gòu)體系、各地的預(yù)制構(gòu)件工廠以及設(shè)計(jì)施工等專業(yè)技術(shù)人員基本解散,導(dǎo)致我國(guó)當(dāng)時(shí)有 20 多年沒有對(duì)預(yù)制裝配式技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性研究。
為此,國(guó)家在 2006 年開展對(duì)《裝配式大板居住建筑設(shè)計(jì)和施工規(guī)程(JGJ1-91)》進(jìn)行修訂時(shí),所使用的基礎(chǔ)研究資料和大部分技術(shù)產(chǎn)品資料,如日本和美國(guó)裝配式框架使用的灌漿套筒、德國(guó)的“雙皮墻”、歐洲的桁架鋼筋疊合樓板、歐洲的平模流水自動(dòng)生產(chǎn)線、歐美的“三明治”混凝土保溫墻板等,都是國(guó)外的。
為了在當(dāng)時(shí)的歷史條件下推廣建筑工業(yè)化和裝配式技術(shù),提出了“等效現(xiàn)澆”或“現(xiàn)澆等效”的概念,即按現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)體系來設(shè)計(jì)裝配式建筑。經(jīng)過八年的艱苦努力,終于編成《JGJ1-2014 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。
這在當(dāng)時(shí)實(shí)屬“權(quán)宜之計(jì)”的“無奈之舉”,怎料前幾年在大力推進(jìn)裝配式建筑時(shí),被很多技術(shù)人員和管理人員,尤其是基層技術(shù)管理人員將“等同現(xiàn)澆”當(dāng)成了神圣不可侵犯的“教條”,盲目地將現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行“拆分”,造成了很多“為裝配而裝配”、簡(jiǎn)單粗暴“拆分”、連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、連接困難、構(gòu)件生產(chǎn)安裝質(zhì)量低劣等問題,造成了很多的質(zhì)量安全隱患。
解決之道,建議各位從業(yè)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)林同炎先生的《結(jié)構(gòu)概念與體系》一書。做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最重要的是確立正確的理念:
先針對(duì)具體項(xiàng)目做結(jié)構(gòu)概念分析;確立合理的“結(jié)構(gòu)體系”;才是用 PKPM、盈建科等軟件進(jìn)行計(jì)算。
所以,做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),首先應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析建筑性能,從而分析結(jié)構(gòu)概念和結(jié)構(gòu)體系,更不能搞“兩個(gè)凡是”:凡是計(jì)算軟件算不出來的都是異端邪說;凡是計(jì)算軟件能算出來的,我們都始終不渝地執(zhí)行這一套。
03 從“甩圖板”到“甩圖紙”
要說清建筑業(yè)數(shù)字化這個(gè)事,是很不容易的。
1980年代,我們上大學(xué)時(shí),建筑設(shè)計(jì)師在做設(shè)計(jì)時(shí),是趴在碩大的圖版上,用三角尺、圓規(guī)、鴨嘴筆等繪圖工具,輔助于計(jì)算尺,認(rèn)真計(jì)算,再一筆一劃整整齊齊地書寫和繪畫,俗稱“趴圖板”,是名副其實(shí)的“體力 + 腦力勞動(dòng)”。
1990 年代,由于臺(tái)式電腦的發(fā)展,出現(xiàn)了 CAD 軟件,于是全國(guó)上下掀起了一股實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)“電算化”熱潮,短短十年之內(nèi),就基本淘汰了手工“趴圖板繪圖”,實(shí)現(xiàn)了“電腦自動(dòng)出圖”,俗稱“甩圖板”,也被稱為建筑設(shè)計(jì)“第一次革命”。
從 2004~2005 年開始,陸續(xù)從歐美傳來了一項(xiàng)被稱為“BIM 建筑信息模型”的技術(shù),號(hào)稱可以實(shí)現(xiàn)“三維建?!薄翱梢暬故尽薄敖ㄖ阅苣M”“管線碰撞檢查”“虛擬施工、虛擬建造”“全生命周期管理”等功能,充滿非?!案叽笊稀钡募纫暩?,也被稱為建筑設(shè)計(jì)的“第二次革命”。
為了實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo),數(shù)以百萬級(jí)的熱血青年前赴后繼投入了十多年,金錢也燒了幾百億。然而,“理想是豐滿的,現(xiàn)實(shí)是骨感的”,無論是在 BIM 的發(fā)源地美國(guó),還是歐洲的英國(guó),以及我們國(guó)內(nèi)的許多先進(jìn)城市,幾年前所指定的 BIM 規(guī)劃的發(fā)展目標(biāo)基本都沒有實(shí)現(xiàn)。
前幾年,筆者分別從號(hào)稱 BIM“教父”的何關(guān)培先生和中建總公司 BIM 首席專家李云貴先生處聽到一個(gè)趣事,說 1990 年推廣 CAD 時(shí)有個(gè)簡(jiǎn)稱“甩圖板”,三個(gè)字就總結(jié)建筑業(yè)“電腦化”的本質(zhì)特征,向領(lǐng)導(dǎo)和甲方宣傳都很容易。這一輪推廣 BIM 時(shí),業(yè)內(nèi)曾經(jīng)公開征集過一句話,總結(jié) BIM 本質(zhì)特征,結(jié)果好幾年都沒有結(jié)果。本人這幾年主要在從事建筑工業(yè)化和裝配式建筑推廣工作,一直沒有聽到答案。直至不久前,在一次會(huì)議間歇,閑聊提起,丁烈云院士斬釘截鐵地回答“甩圖紙”,這個(gè)答案穿越了重重迷霧,如閃電般直擊靈魂,令人嘆為觀止。
不但如此,這些年建筑業(yè)“信息化”發(fā)展的結(jié)果,是國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件基本上“全軍盡沒”,在 BIM 行業(yè)排名前三名的 Autodesk、Bentley、CATIA 三大公司都是外國(guó)品牌,市場(chǎng)占有率超過 95%,基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化設(shè)計(jì)的“命脈”都掌握在外國(guó)公司手里。
2019 年爆發(fā)的中美貿(mào)易戰(zhàn),從年初的中興通訊到華為公司,再到年底的??低暋⒋笕A等我國(guó)高科技企業(yè),都相繼遭到了美國(guó)政府的制裁和禁運(yùn),時(shí)刻面臨著被“卡脖子”、斷供的危險(xiǎn)。
目前,前一輪 BIM 發(fā)展中存在的問題尚未得到有效解決,新一輪以智慧城市和 CIM(城市信息模型)名義的高潮又席卷全國(guó),這一輪智慧城市 CIM 投資額是上一輪 BIM 投資額的百倍以上,稍有不慎,可能就會(huì)造成難以估量的損失。
因此,我們還是要學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記重要講話,“實(shí)踐反復(fù)告訴我們,關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中,才能從根本上保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全、國(guó)防安全和其他安全。要增強(qiáng)‘四個(gè)自信’,以關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新為突破口,敢于走前人沒走過的路,努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控,把創(chuàng)新主動(dòng)權(quán)、發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中?!?/span>
為認(rèn)真貫徹落實(shí)習(xí)總書記重要指示,我們應(yīng)當(dāng)下定決心,充分發(fā)揮“南山區(qū)粵海街道產(chǎn)業(yè)集群”優(yōu)勢(shì),自主研發(fā)基于 5G+“大智移云物邊區(qū)”的“城市級(jí)”平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系、以全生命周期數(shù)字有效管理為核心的數(shù)字建造系統(tǒng),切實(shí)做到自主可控,在美國(guó)“極限施壓”前提下仍可正常運(yùn)行。該數(shù)字建造系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)“源于BIM、高于 BIM、重構(gòu) BIM、超越 BIM”的戰(zhàn)略目標(biāo)。
04 從工業(yè) 1.0 到工業(yè) 2.0 與建筑工業(yè)化
建筑業(yè)數(shù)字化的根本出路,還是在于尋找事物的本質(zhì)規(guī)律,也就是馬斯克提倡的“第一性”原理。根據(jù)筆者多年來的觀察,中國(guó)人可以與猶太人并稱為全世界最聰明的民族,凡是中國(guó)人認(rèn)認(rèn)真真干上十五年以上,還沒有寸進(jìn)的事情,如中國(guó)男足四十年來“越踢越差”、建筑工業(yè)化我們六十五年都沒搞好、BIM 十五年來“舉步維艱”,我們都不應(yīng)該再“埋頭苦干”,而是應(yīng)當(dāng)從根本上去反思我們的基本理念是否正確、體制機(jī)制是否存在根本性的缺陷等。
以 BIM 為代表的建筑業(yè)信息化之所以“舉步維艱”,其根本原因是缺乏對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展階段和定位的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。
改革開放 40 年來,建筑業(yè)取得飛躍發(fā)展,我國(guó)建起了如中國(guó)高鐵、中國(guó)天眼、港珠澳大橋、杭州灣大橋等市政基礎(chǔ)設(shè)施和以上海中心、平安大廈、中國(guó)尊等為代表的房建工程,已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平,是舉世公認(rèn)的“基建狂魔”。但是,繁華背后,是 5000 萬農(nóng)民工背井離鄉(xiāng)、起早貪黑、吃苦耐勞的奉獻(xiàn),是不可持續(xù)的。
其背后的深層次邏輯,要從工業(yè) 4.0 講起。
1776 年,英國(guó)人瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī),使人類社會(huì)開始了波瀾壯闊的工業(yè) 1.0“動(dòng)力革命”時(shí)代,人類文明得到了質(zhì)的飛躍,使英國(guó)一躍成為世界第一大國(guó),號(hào)稱“日不落帝國(guó)”。
1879 年,美國(guó)人愛迪生發(fā)明了電燈,人類社會(huì)進(jìn)入了工業(yè) 2.0“電氣自動(dòng)化”時(shí)代,并使美國(guó)成為了世界第一大國(guó)。
然而,真正讓全世界進(jìn)入“工業(yè)化”時(shí)代的標(biāo)志,卻是 1908 年福特發(fā)明“T 型車”、特別是1913 年福特發(fā)明的“T 型車流水生產(chǎn)線”,該流水生產(chǎn)線給世界帶來了幾個(gè)根本性的變化:生產(chǎn)的對(duì)象是“標(biāo)準(zhǔn)化”的,一開始只有黑色的 T 型車,是一款精心設(shè)計(jì)的“產(chǎn)品”;生產(chǎn)線是流水節(jié)拍精心“組織”的、自動(dòng)運(yùn)行的,產(chǎn)品像流水一樣經(jīng)過不同“工位”、源源不斷被“裝配”出來;整個(gè)組織過程是“科學(xué)”的;各個(gè)零部件生產(chǎn)是精密“專業(yè)化”分工的。
這一時(shí)期工業(yè)化的本質(zhì)特征是兩個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)化”和“流水線”,由于這兩個(gè)特性,使得人類的科技水平和生產(chǎn)能力得到百倍、千倍的提升,一切能夠上“流水線”生產(chǎn)的東西都能夠迅速地提高質(zhì)量、降低成本,使整個(gè)世界的物質(zhì)前所未有地豐富起來。
“標(biāo)準(zhǔn)化”的最高水平,體現(xiàn)在二戰(zhàn)后逐漸發(fā)展起來的集裝箱,隨著各國(guó)港口的發(fā)展、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的成立、國(guó)際分工的發(fā)展,世界經(jīng)濟(jì)開始了全球化的進(jìn)程,使得集裝箱的生產(chǎn)量和使用量呈“井噴”式發(fā)展,使得國(guó)際貿(mào)易得到了千倍、萬倍的增長(zhǎng)。
我國(guó)的改革開放是從 1970 年代末開始的,剛開始整個(gè)國(guó)家剛剛經(jīng)歷“文革”十年浩劫,可以說是“白手起家”,從最基礎(chǔ)的“三來一補(bǔ)”、加工貿(mào)易做起,逐漸實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)升級(jí),積累財(cái)富,其實(shí)就是靠“標(biāo)準(zhǔn)化”、“流水線”、國(guó)際貿(mào)易、“集裝箱”起家的。我國(guó)的建筑業(yè),更是從“一窮二白”,靠 5000 萬農(nóng)民工進(jìn)城,建起了這一座座城市。
由于我國(guó)原來是個(gè)落后的農(nóng)業(yè)國(guó),建國(guó)70 周年,特別是從改革開放 40 年來,才逐步開始了“工業(yè)化”進(jìn)程。我國(guó)建筑業(yè),為了照顧 5000 萬農(nóng)民工就業(yè),在改革開放時(shí)就沒有采用國(guó)際通行建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)標(biāo)準(zhǔn),逐步發(fā)展成為“商品房建設(shè) + 施工承包制 +現(xiàn)澆剪力墻體系 + 農(nóng)民工勞務(wù)隊(duì)”四位一體的新建設(shè)模式。
由于“施工電梯、塔吊、泵送混凝土”的使用,使建筑業(yè)跨過了“動(dòng)力革命”的工業(yè) 1.0 階段,但距離“標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品 + 流水線生產(chǎn)”的工業(yè) 2.0 時(shí)代差距太大,所以建筑業(yè)發(fā)展的根本問題,還是要先實(shí)現(xiàn)建筑的“工業(yè)化”。
話說到這,很多同志可能會(huì)提出疑問,國(guó)外的建筑大部分看起來都是“個(gè)性化”的,他們也不全部都是按照“工業(yè)化”來建造的。其實(shí),這個(gè)是很多業(yè)內(nèi)人士的誤解。
因?yàn)闅W美,尤其是歐洲經(jīng)歷了 200~300 年工業(yè)革命的洗禮,科學(xué)理性主義早已深入骨髓,他們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的設(shè)計(jì),工業(yè)化、成品化的建材運(yùn)用和工業(yè)化建造方式的靈活應(yīng)用上,在建造業(yè)的許多細(xì)節(jié)中都無孔不入地體現(xiàn)“工業(yè)化建造”,所以他們才不會(huì)像我們那樣刻意去追求所謂的“預(yù)制率和裝配率”。
也有的同志會(huì)問,建筑都是非常“個(gè)性”的產(chǎn)品,如果實(shí)現(xiàn)了“標(biāo)準(zhǔn)化”“工業(yè)化”,會(huì)不會(huì)出現(xiàn)“千樓一面”、單調(diào)乏味呢?其實(shí)這個(gè)問題,梁思成在 1962 年 9 月9日的人民日?qǐng)?bào)《從拖泥帶水到干脆利索》(本刊 2017 年 3 月刊刊登)早已回答,關(guān)鍵是要將標(biāo)準(zhǔn)化的部品構(gòu)件組合地具有“美學(xué)韻律”,“于千篇一律中求得千變?nèi)f化”。國(guó)外的許多經(jīng)典建筑,如悉尼歌劇院等都是裝配式建筑,它們是人類建筑藝術(shù)的瑰寶,為世界增添了絢麗的色彩。
1980 年代,隨著臺(tái)式電腦 PC 的發(fā)展,人類社會(huì)逐漸進(jìn)入了“信息化”時(shí)代。BIM技術(shù)就建基于電腦單板機(jī)時(shí)代。BIM 創(chuàng)始人Eastman 教授就提出了 BIM 定義——“在建筑全生命期內(nèi),對(duì)其物理和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá),并以此設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過程和結(jié)果的總稱,簡(jiǎn)稱模型。”這就是 BIM的“初心”。
但是在我國(guó)實(shí)踐的過程中,很多人就把 BIM 理解成為“BIM 軟件”或“BIM 技術(shù)”了。認(rèn)真分析其深層次原因,是因?yàn)閲?guó)內(nèi)現(xiàn)行建筑管理制度被我國(guó)“小農(nóng)意識(shí)”和“蘇聯(lián)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)”束縛多年,已經(jīng)習(xí)慣了“條塊分割”“各自為政”,搞“大而全”“小而全”。搞設(shè)計(jì)的不懂生產(chǎn)、搞生產(chǎn)的不懂采購(gòu),搞采購(gòu)的不懂施工,搞施工的不懂運(yùn)維,各個(gè)工程項(xiàng)目都是“碎片化”管理,根本無人負(fù)總責(zé)。體現(xiàn)在 BIM 上,就是“各自為政”,各個(gè)環(huán)節(jié)各自“翻?!?,誰也不服誰,造成了越來越多的“信息孤島”、重復(fù)勞動(dòng)、效率低下,基本沒有“正向 BIM”。相比之下,國(guó)外設(shè)計(jì)師基本上都是實(shí)施“正向 BIM”,并沒有出現(xiàn)我國(guó)這種大規(guī)?!胺!?、搞“數(shù)據(jù)孤島”的現(xiàn)象,值得廣大從業(yè)人員深思。
要解決這個(gè)問題,還是要按照習(xí)近平總書記指示,靜下心來“讀原著學(xué)原文悟原理”。要解決中國(guó)的問題,還是要認(rèn)真讀毛主席原著。按照馬克思主義經(jīng)典,社會(huì)主義就是要搞工人運(yùn)動(dòng);而在 1920 年代的中國(guó),全國(guó)有約 4 億人口,農(nóng)民占 95% 以上,占據(jù)絕對(duì)主流地位;工人只有約 200 萬,屬“細(xì)分市場(chǎng)”。以搞工人運(yùn)動(dòng)為主,中國(guó)革命不可能成功。毛主席創(chuàng)造性提出“建立農(nóng)村根據(jù)地、以農(nóng)村包圍城市、最后奪取城市”的革命道路是惟一出路。
同樣的道理,在當(dāng)前 5000 萬農(nóng)民工和數(shù)百萬包工頭占絕對(duì)主流地位的當(dāng)下,搞“大建預(yù)制構(gòu)件廠”、搞“自動(dòng)化流水線”、搞“高預(yù)制率”,屬于“叫花子跟海龍王比寶”,很難成功。還是應(yīng)當(dāng)“建立農(nóng)村革命根據(jù)地”,因地制宜,以“消滅敵人有生力量”為目標(biāo),以“革命隊(duì)伍發(fā)展壯大”為手段,即以“兩提兩減”為目標(biāo),以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)為主要手段,以經(jīng)濟(jì)效益和降本提效為核心,因地制宜、循序漸進(jìn),從“三板”做起,從鋁模做起,逐步提高預(yù)制率和裝配率,提高工業(yè)化水平,這個(gè)才是“治本”之策。
05 建筑業(yè)數(shù)字化與“等同裝配”
筆者這十多年來,一直在從事建筑工業(yè)化,在 2011 年前后,我們正在開展“深圳市保障性住房標(biāo)準(zhǔn)化、系列化研究”課題調(diào)研,有同事強(qiáng)烈建議我到香港考察,認(rèn)真學(xué)習(xí)其達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平 BIM 技術(shù),從此,筆者認(rèn)真鉆研了BIM 技術(shù)近十年。
正如筆者在本刊 2017 年 3 月刊撰寫的《親歷建筑工業(yè)化十五年》一文中描述的一樣,筆者又像“親歷建筑工業(yè)化”一樣又一次“親歷BIM 推廣”十年,從“滿懷希望”到“幾近絕望”,心態(tài)從“鋼鐵是怎樣煉成的”到“廢鐵是怎樣煉成的”。別人“親歷裝配式建筑”只痛苦了一次,筆者是同樣的痛苦經(jīng)歷了兩次,是“加倍”的痛苦。
痛定思痛之余,筆者終于認(rèn)識(shí)到:推廣 BIM 技術(shù)不成功,與推廣裝配式建筑和建筑工業(yè)化不成功的原因是一樣的,核心都是“5000萬農(nóng)民工操作 + 數(shù)百萬包工頭農(nóng)業(yè)化承包 + 數(shù)百萬工程技術(shù)管理人員小農(nóng)意識(shí)加計(jì)劃經(jīng)濟(jì)管理”的“三農(nóng)”生產(chǎn)方式,堅(jiān)持工業(yè) 1.0生產(chǎn)方式。
而歐美推廣 BIM 技術(shù),對(duì)應(yīng)的是在實(shí)現(xiàn)了工業(yè) 2.0 的基礎(chǔ)上,將所有臺(tái)式電腦聯(lián)成“互聯(lián)網(wǎng)”,人類社會(huì)進(jìn)入了工業(yè) 3.0 時(shí)代的產(chǎn)物。在我國(guó)“農(nóng)業(yè)化”管理的建筑業(yè)(工業(yè) 1.0)的身體上,強(qiáng)行按國(guó)際先進(jìn)的工業(yè) 3.0(信息化)頭腦來指揮,又跟原來我們強(qiáng)行推廣“高預(yù)制率、高裝配率”和“自動(dòng)流水線”的裝配式建筑一樣,按搞“運(yùn)動(dòng)式”推廣裝配式建筑和 BIM 技術(shù),脫離了事物發(fā)展的客觀歷史進(jìn)程,都是犯了“左傾教條主義”的錯(cuò)誤,注定是很難成功的。既然病因都是一樣的,解決的“藥方”也只有一個(gè),即按國(guó)務(wù)院的要求實(shí)現(xiàn)工業(yè)化與信息化的深度融合,“將建筑工業(yè)化(裝配式)和建筑信息化(BIM)一起實(shí)現(xiàn)”,即用“等同裝配”的方法實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的數(shù)字化(信息化)。
為說清這個(gè)“顯而易見”的道理,我們?cè)?2019 年的北京住博會(huì)上豎起了“三面紅旗”。從我國(guó)古代建筑工業(yè)化的祖師爺,1103 年李誡編著的《營(yíng)造法式》中,就已經(jīng)提出了“材分八等、以材為祖”的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)原則,即按“標(biāo)準(zhǔn)化斗拱、作坊式生產(chǎn)、裝配化施工”的方式,來施工古代的裝配式木結(jié)構(gòu)建筑。
到了現(xiàn)代,1925 年,梁?jiǎn)⒊瑢⒅匕婧蟮摹稜I(yíng)造法式》寄給遠(yuǎn)在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)留學(xué)的梁思成和林徽因,他們也沒弄懂;直至十年后梁林夫婦回國(guó),在北京清華大學(xué)組成“營(yíng)造學(xué)社”,考察了佛光寺、應(yīng)縣木塔等唐宋古代木結(jié)構(gòu)裝配式建筑,才真正領(lǐng)悟。
1962年 9 月 9 日,中國(guó)現(xiàn)代建筑工業(yè)化之父梁思成在人民日?qǐng)?bào)上發(fā)表了《從拖泥帶水到干脆利索》一文,提出“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、機(jī)械化(裝配化)施工”的技術(shù)路線,該文堪稱我國(guó)建筑工業(yè)化發(fā)展的綱領(lǐng)性文件,至今讀來仍具有劃時(shí)代的指導(dǎo)意義。
BIM技術(shù),對(duì)應(yīng)著工業(yè) 3.0(信息化)技術(shù)和管理體系,我們企圖用工業(yè) 1.0 時(shí)代的“包工頭 + 現(xiàn)澆 + 小農(nóng)經(jīng)濟(jì)管理”的生產(chǎn)方式去實(shí)現(xiàn) BIM技術(shù),是不可能完成的任務(wù)。根本的出路,是先實(shí)現(xiàn)建筑“工業(yè)化”,即大力推廣“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”理念和“流水線生產(chǎn)”管理,即采用“等同裝配”的方式來實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的信息化和 BIM 技術(shù)。
個(gè)人一直認(rèn)為,現(xiàn)在裝配式建筑流行的按傳統(tǒng)的“現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)”進(jìn)行設(shè)計(jì),再“拆分”成不同的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行生產(chǎn),再回到工地“裝配”成為裝配式建筑,這種技術(shù)路線從根本上就是錯(cuò)誤的。同樣的道理,我們現(xiàn)存的絕大部分BIM技術(shù),也是用 CAD按“現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)”進(jìn)行設(shè)計(jì),再進(jìn)行“翻?!?,變成模型,來進(jìn)行所謂的“碰撞檢查”“建筑性能模擬”“虛擬施工”,這種技術(shù)路線從根本上也是錯(cuò)誤的。
正確的方法,是按建筑工業(yè)化“等同裝配”的邏輯,裝配式建筑應(yīng)先開展“標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化設(shè)計(jì)”,先研究若干符合相應(yīng)模數(shù)原則的墻板樓板的標(biāo)準(zhǔn)尺寸,組合成不同的房間和戶型,再組合成不同的樓棟。這里用的是標(biāo)準(zhǔn)化墻板、樓板“組合”的概念而不是拆分的概念。用這樣的方法,很容易實(shí)現(xiàn)用“構(gòu)件級(jí)”的方式“正向組合”建模,即實(shí)現(xiàn)“正向設(shè)計(jì)”。所以,建筑工業(yè)化(裝配式建筑)與“BIM 正向設(shè)計(jì)”在邏輯上是“天然相通”的,實(shí)現(xiàn)起來是很順暢的。
從 2016 年起,筆者親眼見證了中建科技深圳公司,從無到有,在深圳將“建筑工業(yè)化(裝配式建筑)和 BIM 正向設(shè)計(jì)”一起實(shí)現(xiàn);同時(shí),自從 2019 年下半年開始,筆者在深圳很欣慰地看到,越來越多的項(xiàng)目采用了“BIM 正向設(shè)計(jì)”。
在多年的實(shí)踐中,筆者聽到了太多的建筑業(yè)從業(yè)人員,可以說有 95% 以上的設(shè)計(jì)人員、施工單位和管理人員都對(duì)于 BIM“正向設(shè)計(jì)”提出強(qiáng)烈質(zhì)疑。其實(shí)按照“等同裝配”的原則,用建筑工業(yè)化的方法,這個(gè)問題很好解決。所有混凝土結(jié)構(gòu)的裝配式建筑,在實(shí)操層面,都是先吊裝預(yù)制構(gòu)件,再將綁扎鋼筋籠、封模板(鋁膜、木模、鋼膜)現(xiàn)澆,形成整體結(jié)構(gòu)。在這里,將所有的預(yù)制構(gòu)件和現(xiàn)澆段分別編號(hào),標(biāo)注二維碼(或 RFID),并將所有的現(xiàn)澆段“視同”或“等同”預(yù)制構(gòu)件,統(tǒng)一用二維碼(或 RFID)進(jìn)行管理即可。對(duì)于“純現(xiàn)澆”結(jié)構(gòu)的建筑,也可將所有的“現(xiàn)澆段”,“視同”或“等同”預(yù)制構(gòu)件,再標(biāo)注二維碼(或 RFID)進(jìn)行管理,就可以按“裝配式建筑”同樣的邏輯推進(jìn) BIM“正向設(shè)計(jì)”“正向建?!?,將 BIM 應(yīng)用水平向前大大推進(jìn)一步。
最后,請(qǐng)?jiān)试S筆者使用美國(guó)首位登上月球的宇航員阿姆斯特朗的一句名言作為結(jié)語,“這是一個(gè)人的一小步,卻是人類的一大步!”與各位《新營(yíng)造》讀者共勉。衷心祝愿各位讀者在 2020 年,在中國(guó)建造,即綠色化、工業(yè)化、數(shù)字化的偉大征程中做出優(yōu)異成績(jī),為中華民族偉大復(fù)興貢獻(xiàn)每個(gè)人的力量!
我們的征途是星辰大海!