建筑新技术分类体系及应用

　　近年来，随着我国建设事业的发展，大量的新型建筑技术被研究和创新应用。同时，各类工程建设又对建筑新技术提出了更高的质量和功能方面的要求。迅速发展的现代建筑技术，需要我们去分析建筑技术发展的一般规律性和方法，拓宽新技术研发和创新思路。从这一目的的出发，探讨建筑新技术的分类方法，建立建筑新技术的分类体系。

　　1.建筑新技术分类方法

　　建筑技术有广义和狭义之分。狭义建筑技术是指建筑设计和施工的知识、技能、手段、规则方法等，广义技术则指不仅包括狭义建筑技术还包括了建筑生产过程涉及到劳动对象、工具和产品等。将建筑技术分类为建筑设计媒介技术、建筑材料、建筑结构、建筑构造和工艺、建筑物理环境、建筑设备系统和建筑节能等。

　　本文所述及的建筑新技术是指广义的建筑技术。建设部《建设领域推广应用新技术管理规定》(建设部令第109号)和《建设部推广应用新技术管理细则》文件把建设部推广应用的新技术界定为“工程建设、城市建设和村镇建设等领域，并经过科技成果鉴定、评估或新产品新技术鉴定的先进、成熟、适用的技术、工艺、材料、产品。将建筑新技术所涉及的内容归纳为建筑设计、建筑材料、建筑构配件、建筑施工、建筑物理、建筑设备、建筑构造以及建筑技术科学教学等方面。

　　结合上述有关建筑新技术的理论，根据技术论和技术创新论原理，从技术产生的方法、市场和社会需求、技术创新的进程以及生产要素等几个方面进行建筑新技术分类，建立了建筑新技术分类体系框架(如图1)。

　　2.按技术成因分类

　　按技术成因分类，就是按新技术创造和产生的方法进行分类。这种分类可以表明建筑新技术研究的方法，并可启发和拓宽研究的思路。

　　2.1原理推演型建筑新技术

　　从基础科学中的科学理论与原理出发，经过一系列的实验研究和理性思维加工，得出一些适用于建筑生产的比较具体的概念和原理，然后再经过一系列的构思和实验研究，由此实现科学原理向技术原理的转化，最后导致建筑新技术的产生。这一类建筑新技术可称为原理推演型建筑新技术。例如，根据地球板块运动理论的力学分析和地球力学的新理论，工程结构学家提出全新的建筑抗震结构设计体系一隔震技术和消能减震技术。

　　2.2缺陷消除型建筑新技术

　　由于认识的局限性和客观条件的限制，任何一种建筑技术都不可能解决所有问题或者适用所有的工程，新技术的发展正是在不断地消除其自身的缺陷与不足过程中实现的。大多数建筑新技术都是为了解决现有技术存在的缺陷而研制的，可把它们归为缺陷消除性的建筑新技术。例如，为消除普通钢筋混凝土的盐水降解、劣化作用、自重大等缺点而研制出碳纤维增强混疑土(CFRC)。

　　2.3移植型建筑新技术

　　把国外的或其他领域先进的或新的技术移植于建筑领域，形成一种适用于我国建筑领域的新的技术原理，从而导致建筑技术发明或技术革新，这类新技术可称为移植型建筑新技术。移植方法包括直接移植(不改变被移植技术的技术原理，但在移植中一般需要在外型、规格和品质上要适应建筑本身的要求)。类比移植(采用类比方法移植功能上相似部分）和推测移植(从所公开的片断研究结果和资料及基本原理加以研究推测）等。如在建筑天然采光中移植光导纤维技术在混凝土结构加固中引进碳纤维材料等。

　　2.4仿生型建筑新技术

　　以生物系统原理作为建筑新技术原理构思的源泉，通过模拟生物的结构和功能原理可构造出新的建筑技术称为仿生型建筑新技术。实际上，建筑仿生已成为一种新的潮流，一门被称为“建筑仿生学”(亦有人称为“仿生建筑学”）学科正在兴起，其主要研究内容包括功能仿生、结构仿生、形式仿生和概念仿生等。例如，借鉴深海扇贝形外壳的结构形式，卓新等提出了一种新型的网壳结构一扇贝形网壳结构。

　　2.5技术综合型建筑新技术

　　把建筑领域或其他领域的两个或两个以上的相关的现有技术原理或技术成果进行组构和整合，从而创造出具有新功能的技术系统，形成新的建筑技术，称为技术综合型建筑新技术。例如，将传统的钢筋砼结构与钢结构两种结构形式组合，形成了一个全新的结构体系一钢一混凝土组合结构14。

　　3.按技术研制目的分类

　　任何一项具有价值的新技术的产生都是为适应社会和市场要求，这也是新技术研制的目的。这种分类可以表明建筑新技术的目的，确定其研究价值。没有社会和市场需求的新技术是没有生命力的。

　　3.1节约劳动与资本型建筑新技术

　　这一类新技术是通过技术移植等方法，寻求新的成本低廉或生产效率更高的新技术替代原有技术，或者对原有技术从降低成本或提高生产效率角度进行改进。例如，早拆模技术、爬升脚手技术、粗直径钢筋连接技术14等。

　　3.2 生态环境型建筑新技术

　　又称为绿色建筑技术是以可持续发展理念为指导、以建设、保护和修复环境与生态为目的的一类建筑新技术，是建筑技术研究的一个新领域。如绿色(生态)建筑设计、快速清洁施工工艺、生活污水处理与再利用技术等。

　　3.3 节能省耗型建筑新技术

　　从全世界范围来看，各类建筑及其附属设施消耗了50%以上的物质原料，而建筑在建造与使用过程中又消耗了全球能源50%15。因此，近几年来节约资源和能源的建筑新技术得到很大发展，从墙体材料改革、围护结构节能保温技术与材料的开发到太阳能技术的应用等，并且这将是未来一个主要的发展方向。资源和能源的节约不仅仅体现在建筑材料的使用上，它涉及到建筑设计（如自然光采用技术)、建筑结构(如钢一混凝土结构体系）、建筑施工(如竹胶合板模板技术)等整个建筑过程。

　　3.4 其他目的型建筑新技术

　　除了上述三个目标之外其他的目标，如提出一种新的计算方法等。

　　4.按技术发展进程分类

　　按技术发展进程分类，就是按新技术研制过程进行分类。这一分类可以表明建筑新技术的性质和特点，说明其所处的发展阶段。

　　4.1 渐进型建筑新技术

　　这是一种在原有技术基础上进行的累积性质的改进技术，是一种渐进的、连续的、阶段型新技术。实际上，大多数的重大技术创新是通过这种渐进型技术研究而实现的。例如，智能居住建筑技术从初始的可视对讲、宽带网接入等单功能/专用系统阶段，逐渐发展到包括安全防范系统、管理监控系统和通信网络系统三个系统组成的多功能系统合成阶段，又发展到目前的基于综合布线技术的上述多系统综合集成阶段，未来的发展趋势则是基于Inter¬net网、家庭技术总线技术和家庭IP智能终端的一体化的系统集成.。

　　4.2 质变型建筑新技术

　　质变型建筑新技术是指不受现有技术原理或思维模式的限制，由直觉思维(灵感）、逆向思维或扩散思维等产生的突破性的新技术。例如，据报道日本鹿岛建设和横河工事共同开发了一个称为“TheSHUTTLIZE-Method”施工吊装新技术，该技术突破传统的吊装方式的思维，将垂直运输和水平运输相分离，突破了塔式起重机的18t起重量的限制，最大能吊装40t构件。

　　4.3技术系统变革型建筑新技术

　　这一类新技术是指技术体系上的创新，是一个需要经过较长时间和消耗大量的资源并依靠一系列的渐近式和质变式创新积累才能完成的复杂系统过程。如轻钢结构建筑结构体系等。虽然技术系统变革的建筑新技术数量是很有限的，但它会对传统产业起到改造作用并带动产业的巨大发展。

　　4.4技术一经济范式变革型建筑新技术

　　技术一经济范式变革型的建筑新技术是指包含多个技术系统变革并会导致技术与研究系统总体格局变化的产业整体性技术。这一类技术将改变本行业的产业结构，且会影响到国民经济的许多产业部门，甚至引起人类的价值观和常识的变化。这一类的新技术的产生和成长，必须依靠国家的经济发展、科学技术的进步和政府政策的支持。例如，正在形成的绿色建筑体系，将改变人们的居住理念，并使得在建筑规划设计、结构设计、工程建造的理论、理念与方法上产生质的变革，会促使建筑业向生态型产业转型，产业结构随之变化，与建筑业相关联的建材业、冶金业等都将受到巨大的影响。

　　5.按生产要素分类

　　按生产要素分类，就是根据建筑生产的过程和生产要素进行分类，这是传统的分类方法。这一类分类可以表明建筑新技术的用途和应用的阶段。

　　5.1 建筑设计新技术

　　建筑设计新技术是指在规划设计和建筑设计过程中应用的新的理论、经验和理念，以及解决设计中所遇到的问题的技能、手段及方法等，包括规划设计、建筑构造设计、建筑物理等。

　　5.2 结构设计新技术

　　结构设计新技术是指工程结构设计的新的理论、经验和创造性的思维，结构设计中涉及的各种计算方法、实际工程结构问题的解决方案，以及设计的技能、方法、手段等。

　　5.3 施工新技术

　　施工新技术指在工程施工中所应用的新方法、新技术和新工艺，施工技术和管理的经验，施工技术与管理问题的解决方案，新型的施工机械及应用等。

　　5.4 建筑新设备

　　建筑新设备指在构成建筑工程实体的一些新的工程设备和设施等，如集成式建筑智能设备、集中式太阳能设备、中水回用设施等。

　　5.5 建筑新材料

　　建筑新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料，包括对原有建材材料改进的新材料。

　　5.6 建筑新产品

　　建筑新产品是指建筑业内各专业所生产出的新型的产品中，包括具有新的建筑物形态、新的建筑构件及部品等。新产品在技术指标、性能、结构、原理、规格上比老产品有显著改进和提高或者是填补空白甚至独创的产品。对老产品进行改进，或使其变型、派生、性能有所提高或有新的用途等，都可称为新产品。

　　6.分类体系应用

　　建筑新技术的分类体系用途有以下几个方面：一是可用于新技术的预研究，开拓研究和创新思路；二是可用于对一定区域或范围内的建筑新技术的分类、归纳、总结和管理;三是可用于对建筑新技术评估和鉴定。

　　6.1 应用案例1:《工业建筑》杂志04刊登的论文分类

　　《工业建筑》杂志2004年一共刊登360篇文章，除了20篇属报导性文章之外，有340篇是属于研究型的。本文应用所建立的分类体系框架，对这些论文按不同分类方法分别进行分类统计。有些论文在同一种分类中可能会属于多种类型，本文只按其最主要的特征归为其中一类。图2是按技术成因分类的统计结果。340篇论文中，缺陷消除型技术占74.71%,其次是移植型和原理推演型，而技术综合型新技术较少。另外，只有图3是对按技术研制目的分类统计结果。节约劳动和资本目的型最多，占65%，节能省耗也占据了较大的比例。图4按技术发展过程来分类的统计结果。渐进型新技术占了绝大多数，质变型的则较少。该杂志04论文分类统计中尚未见对技术系统变革型的和技术一经济范式变革型的建筑新技术的报道，这一是因为这类新技术数量本来就是很少的，二是因为需要经过较长时间的累积才能完成，三是因为需要政府的建筑技术政策导向和足够的资金资助才倉巨。图5按生产要素分类的统计结果。结构设计方面新技术占了主要份额。

　　6.2应用案例2:江苏省近年来经鉴定的建筑新技术分类

　　对2000—2003年经江苏省建设厅鉴定并通过的建筑新技术按生产要素进行分类统计的结果见表1。可以看出，近年来该省经鉴定的建筑新技术主要集中于建筑新材料。

　　7.结语

　　建筑新技术分类体系是有效地进行技术鉴定和技术管理工作的基础，并有助于总结和分析建筑新技术发展的一般规律，启发建筑科技人员的研究思路。在应用中，我们会发现许多新技术可能由多种创新的思路、有多种目的、可以发挥多种功能等，对这一问题可视具体的情况选择处理的方法:如果是进行某项新技术的鉴定工作，可要求分别说明;如果是进行技术管理和统计分析，则可选择其中最主要的一种进行归类。