機械,電子,土木,化工這些傳統行業中,土木的工作方式是不是最落後的?

最近在新華書店溜達,看了一本講住宅工業化的書,一直在拿現在的建築「製造」方式和汽車「製造」比較,感覺土建的生產方式好落後哦,機械化,自動化,信息化這些都談不上。


謝邀。那本書是不是柯布大神的《走向新建築》?

我不了解機械、電子、化工,只對土木一知半解。就只說說「土木是不是非常落後?」這個問題吧。

我個人覺得,某種程度上是,某種程度上又不是。

仔細琢磨一下,這跟 人類是現今生物進化的最高峰嗎? 這個問題很相似。某種程度上,你可以說人類是最高級的智慧生命,但某種程度上,你也可以說所有存活著的物種都是物競天擇的勝利者,大家都是一樣高等的。

有些時候,土木落後是有落後的理由的。比如說,全球化的今天,大家用著差不多的手機、開著差不多的汽車、用著差不多的電腦,但是住著迥然不同的房子。北美的二乘四木頭房子在中國難覓芳蹤,而中國常見的混凝土框架在北美更是鳳毛麟角。受制於建材生產、運輸的成本,土木行業很大程度上是「碎片化」、地域化的。各地有各地的工程規範,也是一個例證。

有些時候,技術早已成型,但是受制於社會經濟因素,很難推廣,或者說,可能不推廣是更好的選擇。比如說,預製混凝土、預製干法牆體早已成型,但是在中國幾乎沒有付諸實施。可能這首先是一個經濟學問題,其次才是一個土木技術問題。工廠生產替代現場作業,機械化替代農民工,這樣的產業轉型長遠來看技術更先進,肯定是更好的,但是現階段合適不合適,這就不是土木工程師的問題了。

這是今天我特意拍的學校工地的預製牆體施工,鋼龍骨連接在混凝土框架樑上,外面直接貼預製牆板。

有些時候,技術早已市場化,但是受制於地域發展水平,可能採用低技術反而是更好的選擇。比如施萊希大神設計的加爾各答第二大橋,沒有採用早已成熟的焊接,也沒有採用常見的高強螺栓,而是採用「落後」的鉚接,因為這是當地工人唯一能保質保量完成的連接工藝。再比如,機器人施工初現曙光,但是,把機器人技術應用到非洲工地上,至少現在是不合適的。非洲工地的意義,不僅僅要完成土建工程,更重要的是解決當地就業,培訓當地技術工人團隊,進一步促進當地的發展。

比如,麥克阿瑟天才獎得主、MIT 的 John Ochsendorf 教授在南非主持建造的 Mapungubwe 國家公園遊客中心。如果這樣的項目在歐美,可以採用鋼網殼、噴射混凝土或者異形混凝土、甚至高強塑料。但這個項目在南非,所以結構方案採用的是手工砌築磚拱。可能這樣的項目對當地經濟的提振作用,要大於項目本身的意義。

在技術層面上,至少我個人覺得,土木沒有那麼的落後。比如工程領域常見的有限元,最早是由加州伯克利土木系的克拉夫教授發展完善的。當然,克拉夫是在跟波音合作的過程中逐步完善有限元技術。今天,有限元已經從最早的土木領域的應力應變分析,推廣到機械領域的應力應變、溫度場、磁場、乃至大氣和流體領域。

在設計理論上,基於概率和統計的極限狀態設計理論早已付諸實踐,分項係數也已經替代了過去的安全係數。舉個不恰當的例子,卡車的最大載重、最大時速都是限定的,這個狀態下的撞擊力可能也是確定的。而對於土木結構,地震、颶風等等永遠都是未知數,甚至實際的荷載都是未知數。結構工程師管不了你買一套高層單元住宅然後當淘寶倉庫用。克拉夫的學生威爾遜教授的《結構靜力和動力分析》扉頁上就寫著這麼一段話:

The art of using materials that have properties which can only be estimated
to build real structures that can only be approximately analyzed
to withstand forces that are not accurately known
so that our responsibility with respect to public safety is satisfied.

在技術成就上,我覺得土木行業也沒有太落後。莫名的想起很久之前的笑話:「比爾·蓋茨說如果通用汽車如果像我們一樣,我們早就可以開汽車去月球了。通用回應說,至少我們的汽車不會開著開著突然藍屏拋錨」。對我個人而言,1131馬力的布加迪威航和838米高的迪拜塔、超音速巡航的F22和明石海峽大橋、全電推進的DDG1000和高聳深谷中的米約高架橋,帶給我的震撼是一個層級的,我覺得它們的完成都需要人類最頂級的智慧和創造力。

作為工程學科,可能事實上的差異並沒有那麼大。我們系之前畢業的博士,有人研究有限元分析的分散式計算,畢業後去了英特爾;有人研究應力狀態的熱成像分析,畢業後去了NASA。事實上,隨著技術的發展,傳統學科之間的界限也在某種程度上變得越來越模糊。為了解決問題,為了讓地球更美好,學科和學科之間的交流合作變得越來越重要。

就拿《環太平洋》來說吧,哪個傳統工程學科沒有出場?最早的沿海高牆、後來的香港基地、機甲庫房,都是土木工程師的工作;機甲的研發製造,不用說,ME、EE 的老本行;機甲的能源、武器,又需要核能、航空、化工工程師;針對怪獸的檢測研究,需要生物、生化技術;機甲的控制,甚至還需要現在很火的 Neuroscience……

圖片來源:
Reviving Low Tech High Tech Architecture
http://archithoughts.wordpress.com/tag/south-africa/page/2/


要我說:是,是是是!!!

這就是我做研究的目的啊!我如果不這麼認為我就沒有研究下去的必要了!

排第一的答案更像是綜述,我就來個國內分述吧。
=============我是叫呵呵呵的分割線========================================
我只想把圈子限定在國內,世界上的其他地方我沒空去關心(實際上是沒能力去關心),所以我就自己限定啦(主要是寫多了怕被罵成另一種狗。。。)

土木本來就是傳統行業,你說都說傳統了,能有多新?(我會告訴你我研究砌體么。。。)千百年來的施工工藝至今也沒有大的變化,但是演算法卻有了很多的變化。。。變得很複雜,很難懂(最主要的是貌似不怎麼准啊。。。)

要說變化還是很大的,從古代建築結構等等一體化到現在各專業的分工明確,逐步深入,工作方式還是有很大提升的。。。工業化的確是土木的發展方向,但是實施起來真的有困難啊!主要是個性化好強啊。。。估計不會有人想要和別人住一模一樣的房子(旅店神馬的除外),(話說為啥用IPHONE等工業產品,大家都不會非常強調個性,而開發商卻一定要「我要標誌性的!」)你想啊,如果生產的每件產品都不一樣,哪如何才能統一工序、統一方法呢?

其實吧,土木的很多東西走的還是很靠前的,比如對於地震、風等不穩定荷載的估算與控制。。。這可是在別的行業很少遇到的不定量荷載啊。。。但是其他的方面我暫時不能苟同有些人的觀點。。。

我覺得你說的生產方式主要是指物化階段,也就是把設計變成實體的這個階段(說白了這個階段就是construction么?請不要戳穿我,讓我高冷讓我任性)。。。這個階段我想說真就叫你說對了,真就是落後!就是落後~

1、人工:自古以來建築生產就難以離開大量的工人,到現在也是如此(cf. 我不同意德國的大神的回答,德國的一棟3層帶地下室的別墅施工人員不過3-5人。雖然人少PS:完全是因為德國人認為人是造成不穩定因素的主要原因,想方設法減少工人。但是問題主要是慢啊,我會告訴你一個月就拆了一層模板,澆了一層樓板嘛?!照這速度,開發商都得把我吃嘍~)雖然我灰常同意德國人的建議就是盡量減少人員參與(比如塔吊神馬的,他們都是在地面用遙控器操控,鋼筋網都是直接從工廠拉來,照著房屋裁剪就好了,德國還不做抗震,他們連吊筋、彎起鋼筋是什麼鬼都不知道!PS:我擦,香港也不用。。。(這裡寫錯,感謝 @Lambert 的修正,香港是用彎起鋼筋噠))什麼東東加上人的因素就複雜了,為什麼這麼說呢?人的變數最大了,昨天喝酒了今天就迷糊,昨天不開心今天就不小心。。。怎麼破?你肯定會說Automatic啊自動化啊!廣大建築工人一口血噴死你。。。首先廣大建築工人一直被稱為農民工,為啥要有農民工的稱謂?為啥你們城市人說一個人穿的土就說穿的和農民工似的?這種深深的社會不認同感讓整個建築行業的基層工作人員抬不起頭。。。那麼現在你告訴我,農民工都已經稱為一種歧視的代名詞了,憑啥還要努力再努力想方設法給你家蓋好房子?。。。現在還要工業化?這不是要人命,下崗了吃什麼去啊?這會稱為社會動蕩的不安定因素。。。所以還是慢慢來吧。。。
其次,建築行業的從業要求低啊(小學畢業,我擦會數數也行),就可以當學徒(以砌牆為例)了,砌牆誰不會啊(其實神馬一丁一順之類的砌築很簡單,就看你別斜眼就行)。。。所以你懂的,能幫助減輕工作量的工具可以用,用來提高建築質量,提高生產效率的但是麻煩的工藝還是別來找我了。。。
最後,我國的建築工人的工資已經低到見鬼了好么。。。對比歐洲、美洲,甚至香港,我們國內的工人工資已經讓我跪出翔了。。。(請不要拿挖掘機哪裡強來舉例,山東濟南找XX,不小心說漏嘴了,那些畢竟是少數)這麼廉價的勞動力換成機器多不划算(在我大東北,用機器的話半年不開工,都銹了好么,工人的話,回家過年去。。。還不用給錢)如何推廣?

2、基礎:工業化是要基礎的,想當年遍地預製板的時候,來了個地震,由於梁板柱節點不牢靠,樓板噗一下掉下來壓倒人,人就跪了。。。然後大家就說這預製板和棺材板一樣。。。然後好多地區就禁止使用了(預製板大喊:大人我冤枉啊,明明是支撐我的樑柱的問題啊,可惜那個時候一審終審制,直接大刑伺候),現澆大行其道(現澆比預製結構抗震性能好哦,這個我不會沒告訴你哦)。一現澆這下麻煩了。。。更難改善工藝了,光模板就愁死人,全部都要因時因地而制宜,自動化?還是算了吧(機械設計人員:這麼複雜,不設計了)。。。

3、場地:建築施工場地那叫一個髒亂差啊(自從在工地釘子扎我腳,從此高冷。。。)當然也有好的乾淨的(請告訴我在哪裡,讓我去膜拜)機械設備什麼開進去好複雜啊。。。動不動還碰傷工人。。。請別用那些高大上的機械了好嗎。。。然後,就沒有然後了。。。
=============我是叫嘰嘰嘰的分割線========================================
說了這麼多不好的,在來說點好的
其實目前我國的施工還是很牛逼的(你以為中國建築是吃素的?)不想說在世界上領先,也在亞洲領先了。。。BIM正在不斷鋪開,新的技術也在不斷引進。雖然那些知名的建築,可能設計之類的不是俺們的人員,但是施工一般都會有我國的,國內那些個用竹子當鋼筋的缺德施工商(一方面是他們道德缺失,另一方面和我國的建築市場、建築監管不完善有關),你相信我,那些缺德的人遲早會遭到制裁!雖然相比汽車製造、工業產品等製造有一定的差距,但是隨著建築新老八校的新技術的不斷研發,比如sensor應用在土木中啊,還有各種各樣的新的工藝,比如配筋砌塊砌體建築結構,Blablabla。。。工業化、個性化、自動化肯定會到來,時間長短就看我們的了,不是么~~~哇咔咔
=============我是叫哇哇哇的分割線========================================
有空再來補充,我不是憤青,我是想改變現狀的來回蹦躂的博士狗。。。


作為土木的學生,我也曾經想過這個問題——相比其他工科專業,土木的主要理論和工作形式似乎更『古老』,需要的只是經典力學而已,這可是在牛頓時代就已經被人類所掌握了的知識,

後來跟一位學長交流的時候他的話提醒了我。
其實人們對於結構工程所需要的理論研究還遠遠不夠,不然計算中就不會使用那麼多的安全係數了。我們沒法精確的掌握混凝土的受力特性,所以我們的計算無法達到『精準』,才使結構計算顯得很粗糙。而實際上這種粗糙恰恰證明了結構工程的複雜和深奧。
在施工方面也是相同的道理。其他專業可以實現工業化,自動化,汽車製造完全可以實現流水線生產,但目前為止,任何一種計算機程序也無法模擬出建築施工的過程;機械手臂可以幫我們擰螺絲,但很難讓它去綁紮鋼筋籠或者是自動振搗混凝土(在無人狀態下自動判斷哪個部位需要振搗);對於一個棒球說來說,接住空中飛過來的球是很容易的事情,但是讓計算機去完成這項任務幾乎是不可能的,讓幾個熟練的混凝土工拌制混凝土,他們不需要精準的測量工具就能拌制出最適合工程使用的材料,而即使在計算機中輸入精確的配合比,計算書也很難拌制出合適的混凝土。

這就是結構工程顯得不那麼現代化的原因,它比任何專業都更注重經驗,更多的需要使用人腦才能完成複雜的判斷。現在我們回過頭看看所謂基本實現了「現代化,信息化」的結構設計過程,即使很多軟體可以輔助我們進行結構設計,但是有經驗的工程師知道,軟體算出的結果只能作為參考,很多細節是需要人工修改的,不然也就不需要審圖和改圖了。

形式上的落後正代表著土木行業內容上的複雜,它是最早出現的學科之一,又是如今為數不多的無法完全實現自動化的學科之一,這不正是它的可愛之處和魅力所在嗎,這也就是我們這些土木學生不斷探索的動力吧?


這個問題是有歧義的。我簡單說下。
首先土木作為一個行業按工序分為「設計」與「施工」兩部分。我猜你所指應該是施工。
1,從設計的角度講應該說已經全面信息化。
2,施工方面機械化,自動化水平已經很高。(之後解釋)
其次按使用功能簡單分,又分為4部分。我猜你所指應該是工民建。
1,工業民用建築(住宅,廠房等。之後解釋)
2,道路橋樑(參照德國鋪鐵路)
3,地下工程(隧道,水壩,港口等)
4,特殊建築(如最NB的建築-國際空間站)
最後按材料分,又簡單分為5部分。我猜你指混凝土。
1,混凝土
2,鋼結構(構件均標準化生產,只在現場連接)
3,木結構(這個基本不多了)
4,人工材料結構(玻璃結構與塑料結構等,標準化生產)
5,索結構(鋼索也是標準化生產,現場組裝)

土木行業分為這麼多類別,只在很小的這一類別上大部分使用人力,基本就是混凝土施工。其它基本都是標準化。
為什麼沒有標準化生產,而是看到的人力佔多?
1,像80-90年代房屋所用的預製板也是標準化生產,只是後期抗震性能太差被現澆混凝土取代。而「現澆」二字就說明必須用大量人工。
2,中國有大批文化程度不高的適齡工作者,保就業。國家為了穩定繁榮與增加就業人口必須鼓勵多用人力,這也是國家大量投資基礎設施建設的原因。(跑題的潛台詞是不可能讓土建行業完蛋)
3,如 @周子健 所說個性化生產。土木需要考慮的因素太多,導致有時一根柱兩邊的梁配筋都是不同的,更不要說如soho那種全是曲線的設計。

機械化,電子化,信息化這些學科有點類似於學科中的數學,都是有服務其他領域的功能。所以所謂的土木行業標準化程度同時也取決於這些學科的發展,並不是可以直接用落後解釋的。
BMW在德國生產一輛汽車需要7個工人。
而一些小型住宅建築在也是6-7個人完成。


來增加一個更落後的,水利。


這個問題無法做出很好的比較。
首先,土木以前確實是傳統行業,因為以前有木屋、磚屋、石屋、竹屋等;而機械、電子、化工的行業本身一開始就是標誌著科技的進步。
其次,土木之所以給人落後的印象,主要是其本身是勞動密集型的工作,譬如挖土和砌磚,挖土總需要人力挖土作為主導或配合,砌磚工作要做的好很考驗技能和經驗。放大去看,每一工序都很考驗技能和經驗,這實質上是對人的要求。
再者,土木行業也有讓人驚嘆的一面,很多國內高樓大廈和名建築,奧運會的建築或者展覽館的建築等很多不多做列舉,想了解更多請百度「中國超級工程紀錄片」 。可能很多人印象里,需要高層建築、鋼結構、索膜等結構才認為是比較先進的建築。因為建築本身價格是很高昂的,沒人願意投資「先進建築」的話,建築物是不會想工廠一樣生產產品、宣傳、銷售的。土木行業從某個角度來看,團隊本身更能說明其「先進」與否。
最後,還要說明一點,前面說的機械、電子、化工,都無不融入、應用於土木,再補充一個常識性認為是先進行業的:IT


不妨關心一下現在建築業很火的一個名詞:BIM,即building information modeling 建築信息技術模型,相信你會對自己的觀點產生不同的看法。


你看到了機械化,自動化,信息化,卻沒有看到土木建築的多樣化。在民工成本越來越高的現在,能替代人工的活已經都是機械操作了。
其次如果所有房子千篇一律,那就不存在這個問題了,房子又不能流水線生產。而機械,電子行業,很多都是流水化操作


別的行業不了解,化工(指偏向化學那塊,過程不算)是比較落後的,實踐重於理論,電子給人感覺就很高大上啊。


最落後的是電氣吧…


當時念碩士的時候研究混凝土的裂縫,我就盼望什麼時候ANSYS能真正模擬各向異性的混凝土呢?


我猜題主的意思應該是「製造業中,建築行業是不是工業化、信息化程度最低的?」
先說結論:我認為不是。
這個要從「土木」的特殊性談起,在你列舉的這幾個行業中,唯有「土木」是具有唯一性的,即你不可能找到兩個目標客戶、生產過程、呈現形態一模一樣的「土木」產品,這個也叫建設項目的唯一性。這個唯一性決定了這個行業不適合工廠化的流水線作業,但這可不能說成無法工廠化生產甚至是工業化水平低。構件工廠化預製早就實現了,並且其加工精度也是相當了得的,這個不展開,可以參考帝國大廈和明石海峽大橋的修建。
這個唯一性還造成了土木行業另一個「落後」的現象。就是業內我們很少見到最為尖端前沿的科技或者設備出現,沒有數控機床,沒有機器人,有的都是一些非常成熟,非常爛大街的玩意兒,客觀上造成了形象不夠高大上。但這也都和「落後」關係不大,只是一個投入動力不足的表現。因為建設項目的地點、環境等客觀條件各不相同,這個項目投巨資研發一套設備,下個項目極有可能就用不上了。
最後,我覺得問題的本質還是在於土木產品,無論是房屋、路橋還是港口碼頭,它的產品單體體量比起其他行業大太多。如果別的行業也要把產品做得空間尺寸這麼大,現狀應該差不多。


同學你肯定沒去過車間。

我敢說機械行業的大部分車間條件都很差,如果你去參觀的話,有幸還能見到使用五六十年的機床呢。


存在即合理


不是,認真研究的話其實每個行業都十分複雜的,只是鑒於成本需要和一些條件限制,高科技的東西用不上而已。


怎麼說呢,作為一個ECE大二的學渣,我來說說我的愚見吧。
在我們ECE課上,有教授這麼說,ECE真是發展極快啊,摩爾定律基本上沒什麼大的誤差,六個月差不多能加一倍;跟土木工程比起來簡直是牛掰到了盡頭。他是用的建築最高樓層以及橋樑的長度來比較的。
但是,很多人都不願意住太高的樓層(我便是其中之一)。如果建的房子聳入雲霄真的有人願意住嗎?飛機啊飛鳥在旁邊經過真的大丈夫嗎?
橋樑的長度和更與需求以及實際有關。我相信現在的技術是可以建一個橫跨太平洋的橋,但是哪裡有這個必要呢?會有人開車從中國到美國嗎?如果真的有,中間要建多少個加油站啊,然後哪天一個藍鯨突然開心了跳一下這個橋就要塌了。所以何必呢?
就如同大神豬小寶所言,土木工程有很大的地域性,按照我的想法,土木工程算是所有工程中地域性最大的其中之一,如果不是最大的。用土木工程和機械工程電子工程比本來就很不公平。


在我們項目上流傳著這麼一句話:

干土建的,又土又賤


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