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一塊“磚”的奇幻漂流智能建造下碧桂園探索行業(yè)轉(zhuǎn)型“最優(yōu)解”

對于一塊普通的砌墻磚而言，過去這十年或許是它經(jīng)歷過最為夢幻的十年。

磚的歷史可以追溯到春秋戰(zhàn)國時期，彼時的人們已經(jīng)開始嘗試使用這種比木頭更為堅固的材料去打造各種建筑。

工業(yè)革命后解放了人的雙手，建筑行業(yè)也開始出現(xiàn)機械化。隨著近年來建筑工藝的進一步發(fā)展，人們開始漸漸從傳統(tǒng)的人工“壘磚頭”進階至機械化的裝配式建筑。低碳化、智能化等趨勢的出現(xiàn)，又對建筑材料和技術(shù)提出了更高的要求。

2016年中央政府工作報告中提到，要積極推廣“綠色建筑和建材”，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑。2017年，國家提出“推進建筑業(yè)改革發(fā)展，提高工程質(zhì)量”。“十四五規(guī)劃”中更是明確，要“發(fā)展智能建造，推廣綠色建材、裝配式建筑和鋼結(jié)構(gòu)住宅，建設(shè)低碳城市。”

住建部今年5月底發(fā)文宣布，決定征集遴選部分城市開展智能建造試點，以此加快推動建筑業(yè)與先進制造技術(shù)、新一代信息技術(shù)的深度融合，拓展數(shù)字化應(yīng)用場景，培育具有關(guān)鍵核心技術(shù)和系統(tǒng)解決方案能力的骨干建筑企業(yè)，發(fā)展智能建造新產(chǎn)業(yè)。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于征集遴選智能建造試點城市的通知

6月初舉行的世界智能大會上，智能制造與建造展區(qū)的參展企業(yè)從智能制造領(lǐng)域，擴展到了智能建造領(lǐng)域，其中首次參展的智能建造領(lǐng)域企業(yè)，占到六成以上。

從刀耕火種的原始年代到鋼筋水泥的現(xiàn)代社會，千百年來，科技發(fā)展伴隨著人類文明的滾滾車輪交織前行。建筑行業(yè)歷久彌新，作為四大基本生活訴求之一，“住”的內(nèi)涵始終在不斷豐富，也促進了建筑建造行業(yè)的進一步加速。

一塊“磚”的背后代表的是建筑建造和建筑材料的發(fā)展，從木頭到磚頭，從普通的鋼筋石材到如今的低碳環(huán)保建材，從手工建造到機械化工程。時至今日，人們追求的早已不僅僅是這塊“磚”的質(zhì)量，還有如何能把這塊“磚”，更高效、更低碳地造成一座建筑。

建筑夢回19世紀(jì)

建筑技藝的跨越式發(fā)展離不開技術(shù)和理念的突破。兩次工業(yè)革命后，科技進步大大推動了現(xiàn)代建筑材料和技術(shù)的迭代。

1824年，一個名為約瑟夫·阿斯譜丁的英國人用石灰石和粘土為原料，通過按比例配合后煅燒成熟料并磨細(xì)，成功發(fā)明出了水泥。因其顏色與強度與英國波特蘭島上的石材頗為類似，因此也被稱為“波特蘭水泥”。

1872年，美國人沃德建造了第一座鋼筋混凝土構(gòu)件的房屋。四十年后，法國建筑師奧古斯特·佩雷設(shè)計打造了一座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅“富蘭克林路25號公寓”，引發(fā)了當(dāng)時業(yè)界對于混凝土建筑的關(guān)注。此人曾是法國第二大港口勒阿弗爾的首席建筑師，巴黎著名的“香榭麗舍劇院”亦是其操刀之作。

建筑工藝的提升，也刺激了人們對于“規(guī)模化生產(chǎn)”的思考。二十世紀(jì)初，法國建筑師勒·柯布西耶在其《走向新建筑》一書中曾提到“房屋是居住的機器”，其提倡建筑革新，走工業(yè)化、功能化的道路，以期在建筑行業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，初期的現(xiàn)代裝配式建筑也在這一時期開始出現(xiàn)。

相較于歐美等國，我國現(xiàn)代建筑建造工藝起步較晚，1959年，國內(nèi)第一座高層裝配式框架結(jié)構(gòu)建筑北京民族飯店正式建成。在此之后，國內(nèi)開始涌現(xiàn)出許多預(yù)制構(gòu)件廠，裝配式混凝土建筑也進入到了新的發(fā)展時期。

在很長一段時間里，裝配式工藝的發(fā)展代表著建造技術(shù)的進步。科技是推動人們創(chuàng)新和前進的第一生產(chǎn)力，而市場需求則是推動科技發(fā)展的一大動力。

千禧年后，人們對于建筑、居住的需求開始更為多元化。這意味著，建筑建造需要從原來的“量產(chǎn)”模式變得更為個性化和風(fēng)格化。隨著信息化時代到來，BIM 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)等在建筑領(lǐng)域開始廣泛應(yīng)用，這個領(lǐng)域才真正被冠以“智能”之名。

從“產(chǎn)業(yè)化”到“智能化”

如果說裝配式建筑是建造流程上的不同，是“產(chǎn)業(yè)化”和“規(guī)模化”，那么建筑信息化則是從施工管理上的革新，是“數(shù)字化”和“精細(xì)化”。

其中較為關(guān)鍵的便是“BIM（建筑信息模型）技術(shù)”，這是一種以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑設(shè)計、建造、施工、運行維護等項目全過程的工程數(shù)據(jù)模型。

互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化的發(fā)展為智能建造提供了技術(shù)層面的“可能性”，也讓建筑建造領(lǐng)域邁入新的發(fā)展階段。與此同時，這個行業(yè)也已經(jīng)站上了轉(zhuǎn)型升級的十字路口。

隨著社會經(jīng)濟和技術(shù)的進一步發(fā)展，人們對建筑質(zhì)量提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。盡管裝配式、信息化等等技術(shù)更新迭代，但從整體來看建筑行業(yè)的模式仍是頗為傳統(tǒng)。

以建筑機械為例，建筑機械大致包括了鏟土運輸機械、挖掘機械、工程起重機械、路面機械等十余種。不同功能的大型機電設(shè)備引入確實極大提升了建筑建造的效率，并使得工期大大縮短，但同時，這些設(shè)備仍然屬于人工操作，且大多是獨立施工，并未形成一體化運作。

統(tǒng)計局4月份發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)民工平均年齡仍在繼續(xù)提高，其中50歲以上農(nóng)民工所占比重為27.3%，比上年提高0.9個百分點。

隨著行業(yè)進入精細(xì)化發(fā)展階段，許多環(huán)節(jié)和建造技術(shù)已顯粗糙；傳統(tǒng)模式下，材料浪費、碳排放量大、“用工難”等問題日漸突出。尤其是“雙碳目標(biāo)”提出后，建筑建造行業(yè)的改革轉(zhuǎn)型顯得更為迫切。

作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，2021年建筑業(yè)占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重達7%，從業(yè)人數(shù)超5000萬人。而數(shù)據(jù)顯示，建筑行業(yè)全過程（包括建材生產(chǎn)、建筑施工和建筑運行）碳排放占我國碳排放總量的50.6%，碳排放達50億噸，其中水泥、鋼鐵等建材生產(chǎn)碳排放占比達55%。

排放壓力大的同時，既有建筑與新建建筑規(guī)模大是行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的又一難點所在。據(jù)了解，我國是世界上既有建筑和每年新建建筑量最大的國家，現(xiàn)有城鎮(zhèn)總建筑存量約650億平方米，2021年房屋新開工面積近20億平方米。

從經(jīng)濟效益的角度來說，利潤下滑，成本上升等問題也給建筑行業(yè)帶來一定經(jīng)營壓力。2021年，建筑業(yè)企業(yè)利潤同比增速僅為1.3%，行業(yè)產(chǎn)值利潤率降至2.9%，建筑業(yè)從業(yè)人數(shù)同比下降1.6%。

“最優(yōu)解”探索之路

建筑建造面臨諸多難題，行業(yè)發(fā)展亟待轉(zhuǎn)型。不管是政策層面，還是行業(yè)內(nèi)部，都在尋找那個具有可行性的“最優(yōu)解”。而如今看來，“智能建造”已然成為趨勢。

2022年初，住建部發(fā)布《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》并提出，大力發(fā)展裝配式建筑，2025年裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%以上；新建建筑施工現(xiàn)場建筑垃圾排放量控制在每萬平方米300噸以下。

同時，加快智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展，加快推進建筑信息模型（BIM）技術(shù)在工程全壽命周期的集成應(yīng)用，健全數(shù)據(jù)交互和安全標(biāo)準(zhǔn)，強化設(shè)計、生產(chǎn)、施工各環(huán)節(jié)數(shù)字化協(xié)同。

政策提供指引和保障的同時，行業(yè)內(nèi)部也在積極做著嘗試。目前為止，已有包括碧桂園、金地、美好置業(yè)、萬科等多家房企進入到智能建造的領(lǐng)域。

以碧桂園為例，對于行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，碧桂園所給出的答案是“機器人”和“數(shù)智化”。

建筑機器人的作用頗為直觀，相較于“人”而言，建筑機器人的研發(fā)和應(yīng)用，在效率提升、降低成本以及精準(zhǔn)施工等方面顯然更有優(yōu)勢，對于“用工難”等問題而言，機器人無疑是一個有效的解決方案。

在“數(shù)智化”方面，碧桂園以BIM數(shù)字化技術(shù)為核心，打造了數(shù)據(jù)化的建筑信息平臺，賦能設(shè)計、采購、運營、工程等各個模塊，讓建筑全產(chǎn)業(yè)鏈進一步可視化，同時也為一體化施工提供了可能性。

截至2022年5月底，碧桂園旗下的博智林機器人有限公司有23款建筑機器人開啟商業(yè)化應(yīng)用，服務(wù)覆蓋28個省份（直轄市、自治區(qū)）超450個項目；累計交付超900臺，累計應(yīng)用施工面積超1000萬平米，并逐步實現(xiàn)了人機協(xié)同、多機協(xié)同操作等模式。

外墻噴涂機器人在作業(yè)

2021年底，碧桂園在汕頭的“金平項目”首次完成了建筑機器人“多機施工系統(tǒng)”驗收工作。8款施工機器人、6款運輸及上料機器人、5款集中工作站開展多機協(xié)同裝修施工作業(yè)，首次跑通了裝修階段端到端的智能建造生態(tài)實踐，初步構(gòu)建了完整的全周期施工閉環(huán)。

換而言之，碧桂園通過建筑機器人和信息化技術(shù)等，順利實現(xiàn)了在特定施工階段通過科學(xué)鋪排施工工序，讓多臺建筑機器人像流水線一樣進行自主施工作業(yè)。

針對綠色減碳問題，住建部在上述《規(guī)劃》中提出，積極推進施工現(xiàn)場建筑垃圾減量化，推動建筑廢棄物的高效處理與再利用。到2025年，初步形成綠色低碳生產(chǎn)方式，新建建筑施工現(xiàn)場建筑垃圾排放量控制在每萬平方米300噸以下。

對此，碧桂園給出的方案同樣是機器人和數(shù)字化技術(shù)。利用建筑機器人的高效性、穩(wěn)定性和精確性，輔以數(shù)字化、智能化的工地管理和材料算量系統(tǒng)，進而實現(xiàn)減少建筑材料的浪費，降低工業(yè)污染排放及碳排放的目標(biāo)。

以一款名為“建筑廢棄物再利用流動制磚車”的機器人為例，其可直接將建筑垃圾轉(zhuǎn)化為園林路面磚、植草磚等實心混凝土磚，不僅有效節(jié)能減排，還可進一步降低廢料清運費用和磚類建材采購費。

據(jù)介紹，截至目前，碧桂園僅是通過流動制磚車，在“鳳桐花園”一個項目里便累計消納建筑垃圾450噸，生產(chǎn)路面彩磚超過20萬塊。值得一提的是，該項目也是住建部辦公廳公布的首批智能建造試點項目之一。

此外，住建部3月份還出臺了《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》。倡導(dǎo)建筑綠色低碳設(shè)計理念，推動綠色建筑規(guī)模化發(fā)展。上文所提到包括“鳳桐花園”在內(nèi)的智能建造試點無疑只是一個開始，從點到面，甚至從智能小區(qū)延伸至智慧城市，以碧桂園等為代表的“先行者”們，或許在智能建造領(lǐng)域還將有更大的想象空間。

（責(zé)任編輯：何雯麗）