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                          集成建筑系統構建在國家應急管理體系建設中的應用研究
                          時間:2020-02-24 09:58:15  來源:  作者:
                          集成建筑系統構建
                          在國家應急管理體系建設中的應用研究
                          張明祥 紀穎波 馬濤 李政
                           
                          摘要:2 月 14 日,習近平總書記召開中央全面深化改革委員會第十二 次會議,完善重大疫情防控體制機制,健全國家公共衛生應急管理體系是 會議的重要內容,提出了包括應急物資保障體系和應急醫療救助體系 15 個 體系和 9 種機制建設,以針對“新冠肺炎”疫情應對中暴露出來的短板和 不足,系統梳理國家儲備體系短板,提升儲備效能,優化關鍵物資生產能 力布局。而在所有應急資源中,用以收治病患快速建設的的醫院,無疑是 關鍵環節。
                          從 2003“非典”“小湯山”醫院,到 2008“汶川地震”抗震救災臨建, 以及當下的“火神山”“雷神山”醫院、方艙醫院,集成建筑發揮了應急 處置的基礎性作用。集成建筑包含集成制造和集成建造兩大系統,特征為 預制和模塊化,兼有制造業和建筑業共同特點,具備標準性、安全性、環 保性、便捷性和經濟性。工廠化生產和現場快速裝配集成建筑具備較高生 產率的優勢之一,加上成本可控、對現場資源依賴度低、項目質量和安全 提升大和節約能源資源的綠色特征,特別適合用于應急管理的快速安全建 設,在應急管理工作的保護、防范、減緩、響應、恢復等 5 個環節都可以 發揮其基礎作用,因此,需要綜合考慮集成建筑的本質特征和應用領域, 建立適應地震、公共衛生、內澇和泥石流等公共安全事件對快速建設的醫院、避難所、臨時居住點需求的集成建筑建設系統,并使集成建筑成為公共安全應急管理處置體系建設的一部分。 在集成建筑系統構建中,首先要做好相關頂層設計,一是考慮平戰結合與軍民融合統籌,集成建筑生產既要考慮平時生產生活的需要,也要提 前儲備應急需求;二是滿足行政管理和市場需求互補。做好制度設計,引 導企業開展應急和特殊需求產品研發,在稅收、定向采購儲備和研發支持 等多種手段鼓勵企業將應急集成建筑需求和平時市場需求有機統一;三是 完善相關技術體系與技術標準建設,研究不同應急場景下集成建筑的技術 體系與技術標準,鼓勵引導集成建筑企業開展不同場景下分類技術創新。
                          在實施環節,引導集成建筑企業積極響應“統一管理、屬地為主、分 級響應、標準運行”,完成國家儲備體系的集成建筑需求規劃和產業布局, 成立集成建筑應急產業鏈聯盟和建設企業聯盟,建立集成建筑應急產品目 錄和清單。國家在企業稅收、高新認定和土地等給與政策支持,鼓勵民企 參與集成建筑的應急產業基金成立。
                          國家應急管理體系建設對國家公共服務能力和現代治理能力提出更高 要求,與國計民生息息相關,事關老百姓的獲得感和幸福感。集成建筑行 業應該圍繞國家應急管理體系建設需求,調整自身產業結構,深挖市場和 政府需求,推動產業鏈集群式發展,助力構建國家應急管理體系。
                          關鍵詞:集成建筑 國家應急管理體系 系統構建

                          目錄
                          一、快速建設是國家應急管理處置體系建設的基本需求....................................................................... 3
                          二、集成建筑的基本特征........................................................................................................................... 7
                          (一)集成建筑的技術特點............................................................................................................... 7
                          (二)集成建筑的應用領域............................................................................................................... 8
                          (三)集成建筑的管理優勢............................................................................................................. 12
                          三、集成建筑在應急管理中的應用......................................................................................................... 16
                          (一)國外應急管理體系構建中的要素......................................................................................... 16
                          (二)應急管理場景中應用不同集成建筑..................................................................................... 20
                          四、應急管理體系建設中發展以集成建筑為核心的應急產業的對策與建議..................................... 23
                          (一)應急產業建設規劃................................................................................................................. 23
                          (二)應急產業引導機制................................................................................................................. 24
                          (三)應急產業發展措施................................................................................................................. 24
                          一、快速建設是國家應急管理處置體系建設的基本需求
                          2019 年末開始的新型冠狀病毒肺炎肆虐在庚子新春為多個城市按下 “暫停鍵”,為打贏這場戰“疫”攻堅戰,“雷神山”“火神山”和各地 “小湯山”等醫院的快速建設,成為快速提供醫療資源、加速收治患者的應急處置載體。
                          中共中央政治局常務委員會 2 月 3 日會議強調,這次疫情是對我國治理體系和能力的一次大考,我們一定要總結經驗、吸取教訓。要針對這次 疫情應對中暴露出來的短板和不足,健全國家應急管理體系,提高處理急 難險重任務能力。要對公共衛生環境進行徹底排查整治,補齊公共衛生短 板。要加強市場監管,堅決取締和嚴厲打擊非法野生動物市場和貿易,從 源頭上控制重大公共衛生風險。要加強法治建設,強化公共衛生法治保障。 要系統梳理國家儲備體系短板,提升儲備效能,優化關鍵物資生產能力布 局。而采用集成建筑建設的醫院作為關鍵應急醫療資源,又一次成為萬眾 矚目的焦點,“與死神搶時間,燃起生命希望”。這種快速高效的效果產 生了積極的社會效應和經濟效應,包括綠色生態效應,發揮了集成建筑的 制造和建造優勢,充分利用了集成建筑產業鏈企業互動緊密、配合積極的組織模式。什么是集成建筑呢? 集成建筑包括集成制造和集成建造兩大系統,內涵分為系統集成(單元的標準化、共性構配件的成組模塊化、生產組織的協作集成化)、組織 集成(產業鏈聯盟、建設企業聯盟和虛擬建設)、企業信息集成(建筑信 息模型、信息集成平臺),有利于推動建筑企業資源整合優化,提高建筑 質量,提高企業的整體效益及綜合竟爭力,促進整個行業的發展。主要特 征為預制和模塊化,兼有制造業和建筑業共同特點??梢詫Ω纳祈椖窟M度、 降低成本和預算、工地安全、綠色建筑、減少浪費和提升質量在內的生產 率要素提供改進。
                          我國應急管理體系形成過程中集成建筑發揮的作用。
                          2003 年,我國面臨抗擊“非典”的嚴峻考驗。當時國內非典疫情迅速 蔓延,疫情控制和防治治療形勢嚴峻;持續二十余年的改革開放進程,第 一次面臨來自突發公共衛生事件的嚴重阻礙。黨中央、國務院針對嚴峻局 勢,及時成立了全國防治非典型肺炎指揮部,統一指揮協調各系統、各地 區及軍地之間的行動。在整個戰“疫”的過程中,集成建筑發揮了快速建 造的優點,爭取了時間。
                          2004 年之后,國家發展改革委抓住一切時機建立和完善應急管理工作 機制,同時積極參與國家應急體系建設各項基礎工作,不斷提升應急響應 和保障等方面的工作能力。集成建筑作為工業化產品快速為一系列重大突 發事件提供應急物資和空間保障,適應地震災害、安全生產事故、海難事 故、?;肥鹿屎凸蚕赖葒覒本仍顒?。有助于提升國家戰略物
                          資儲備及救災物資儲備設施及快速調運能力。
                          2008 年初,我國中部和南方發生了大范圍長時間的低溫雨雪冰凍災害, "5.12"汶川特大地震災害應急保障及恢復重建、北京奧運會建設和保障、 青島奧運帆船賽場大型活動中集成建筑發揮了應有作用。
                          2009 年國慶閱兵等一系列重大活動中集成建筑提供了多功能靈活空間。
                          2010 年 4 月青海玉樹地震災害搶險救援期間,8 月甘肅舟曲泥石流災 害應急搶險期間,集成建筑在應急保障中發揮了中堅作用。
                          2018 年應急資源信息服務平臺建成并上線運行,編制了全國應急資源 分析報告;為深入落實軍民融合發展戰略,開展了突發公共事件應急管理 和國民經濟動員兩大體系如何有機結合,實現應急應戰一體化的課題研究; 對自然災害風險管理和防治體系建設開展了新一輪的深入研究,并向黨中 央提出了系統性政策建議。
                          四川蘆山、云南魯甸、甘肅岷縣漳縣等地震災害,東北松花江、黑龍 江流域性大洪水和“東方之星”號客輪翻沉事件,青島市“11·22”中石 化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故、天津港“8·12”瑞海公司危險品 倉庫特別重大火災爆炸事故、深圳光明新區渣土受納場“12·20”特別重 大滑坡事故,都有集成建筑的影子,并在使用中不斷提升。
                          “十三五”時期黨中央、國務院把維護公共安全擺在更加突出的位置, 要求牢固樹立安全發展理念,把公共安全作為最基本的民生,為人民安居 樂業、社會安定有序、國家長治久安編織全方位、立體化的公共安全網, 我國突發事件應急體系建設面臨新的發展機遇。同時也要看到,當前公共 安全形勢嚴峻復雜,深入推進應急體系建設面臨風險隱患增多、諸多矛盾 疊加的挑戰。
                           
                          從突發事件發生態勢看,突發事件仍處于易發多發期。地震、地質災 害、洪澇、干旱、極端天氣事件、海洋災害、森林草原火災等重特大自然 災害分布地域廣、造成損失重、救災難度大;生產安全事故總量仍然偏大, 道路交通、煤礦等礦產開采、危險化學品等重點行業領域重大事故頻發, 部分城市建筑、生命線工程、地下管網等基礎設施隨著使用年限增長,事 故隱患逐步顯現,由于生產安全事故、污染物排放或者自然災害等因素導 致的突發環境污染事件多發,危及公眾生命、健康和財產安全,威脅生態 環境,造成重大社會影響;鼠疫、霍亂等法定報告傳染病時有發生,突發 急性傳染病在全球不斷出現,境外輸入傳染病以及生物技術誤用濫用謬用 風險不斷增大,食品藥品安全基礎依然薄弱,公共衛生事件防控難度增大; 社會利益關系錯綜復雜,誘發群體性事件因素較多,涉外安全風險日益增 加,社會安全面臨新的挑戰。
                          在工業化、城鎮化、國際化、信息化推進過程中,突發事件的關聯性、 衍生性、復合性和非常規性不斷增強,跨區域和國際化趨勢日益明顯,危 害性越來越大,在推進全面建成小康社會進程中,公眾對政府及時處置突 發事件、保障公共安全提出了更高的要求。
                          從我國應急體系發展現狀看,與嚴峻復雜的公共安全形勢還不相適應。 主要表現在:重事后處置、輕事前準備,風險隱患排查治理不到位,法規 標準體系不健全,信息資源共享不充分,政策保障措施不完善,應急管理 基礎能力亟待加強;應急隊伍救援裝備和核心能力不足,專業和區域分布 結構不均衡;應急物資儲備結構不合理、快速調運配送效率不高,資源共
                          享和應急征用補償機制有待健全,應急信息發布和傳播能力不足,公共安全科技創新基礎薄弱、成果轉化率不高,應急產業市場潛力遠未轉化為實 際需求,應急保障能力需進一步提升;我國城市發展已經進入新的時期, 與城市安全保障相適應的應急管理體系建設壓力加大;基層應急能力薄弱, 公眾參與應急管理的社會化組織程度較低,公共安全意識和自救互救能力 總體薄弱,社會協同應對機制有待健全;隨著“一帶一路”戰略的實施和 全方位開放新格局的構建,保護我境外公民和機構安全的需求不斷增長, 參與國際應急的能力亟需提高。
                          二、集成建筑的基本特征
                          (一)集成建筑的技術特點 集成建筑兼有制造業和建筑業的特點,由集成制造和集成建造兩大系
                          統構成。 集成制造:以業務流程的調整、重組與優化為前提,實現建設生產組織
                          流程的優化與調整,調整設計與施工之間的關系,增強其連續性,提升施工 單位對整體工程的控制力。通過橫塊化實現社會化協作,通過標準化實現 零部件可替代,通過成組技術實現零部件大批量生產,通過并行工程縮短 產品生產周期,通過柔性制造提升生產鏈快速應變能力。
                          集成建造:基于集成建造系統對裝配式建筑的全生命周期中進行人力 集成、資源集成,知識信息集成、技術集成等實現對企業的管理理念、管理 方式進行全面的革新,從而推動建筑企業資源整合優化,提高建筑質量,提 高企業的整體效益及綜合竟爭力,促進整個行業的發展。通過個性設計提高 產品競爭力,通過標準化實現構配件工業化生產,通過精致建造保證建筑
                          質量,通過敏建造縮知建造工期,通過信息化平臺減少溝通成本。
                           
                          集成建筑表現為系統集成、組織集成和信息集成三個方面。
                          系統集成:包括人員的集成、組織機構的集成,設備的集成、系統軟件 的集成、應用軟件的集成和管理方法的集成等多方面的工作,包括三個層次, 工作單元的標準化、共性構配件的成組模塊化、生產組織的協作集成化。 系統集成的基礎前題是工作單元的標準化,共性構配件的成組模塊化是系 統集成的初步構建,系統集成的最終實現是生產組織的協作集成化。
                          組織集成:在集成建設系統內部各個處于離散狀態的參與者之間,建立 協作性的機構,保證系統正常有序的運轉,實現系統集成的基本目標。包含 產業鏈企業聯盟(ICA)、建設企業聯盟和(CCA)虛擬建設等。
                          信息集成:組織集成過程中,依靠信息集成技術,實現各個參與者之間 的信息溝通、交流、記錄以保證各方的協同工作效果與最終目標的實現。 包括建筑物的信息化、生產組織的信息化和建筑設施的工作過程信息化。 對集成建造系統可以改變其內部的松散性與離散性狀態、維持其內部穩定 性、維持原有成員的協作關系和提高協作效率。分為產品模型(組件和設 施)、過程模型(計劃、活動、行為和方法)、資源模型(資源和資源使 用)和組織模型(項目參與方)。大家熟悉的 BIM 則是建設工程產品信息 集成,BIM:B( Building)建設工程、產品、功能及相關技術解決方案, I(Information)建設工程生命周期的信息,M(Model)建設工程模型,輔助 計算分析和決策。有助于可行性研究、開發管理及設計準備,設計方案的 論證,施工、加工制造和安裝,運行和維護管理、資產管理等。
                            (二)集成建筑的應用領域
                          集成建筑應用領域廣泛,包括臨時性建筑和永久性建筑的應用。已在許多類型的建筑項目中使用,也表明其在非住宅建筑中的適用性。 集成建筑作為臨時建筑在國內外已被廣泛應用于以下方面: 1.建筑工地用房:主要包括用作工地辦公室臨建、工人臨時宿舍等; 2.野外作業用房:野外作業的臨建設施及辦公室、工人臨時宿舍等; 3.文化旅游用房:旅游景點野營房、休閑設施及相應服務功能用房,特別適合季節性的旅游服務設施; 4.政府安置用房:拆遷過渡房和配套服務設施、災區臨時安置房和配
                          套服務設施;
                          5.臨時商業設施:小型商鋪、售報亭等; 6.醫療服務設施:臨時病房、掛號、門診、醫技、倉庫等設施; 7.市政公用用房:治安崗亭、交通崗亭、公交調度亭、郵政報刊亭、工廠小區崗亭(門衛室)和配電房等; 8.軍事設施用房:宿營、餐廳、衛生間、淋浴、兵器室、器材室、儲藏室、給養庫、演習指揮所、戰地醫院、閱兵村等; 9.展會臨時用房:展覽、會務設施、臨時商業服務設施等。 集成建筑在永久性建筑市場領域包括衛生保健設施、高等教育(例如
                          宿舍,大學建筑) 、制造業 、低層辦公室(1-4 層) 、商業倉庫 、K– 12 學校 、旅館 、零售、餐飲服務(例如餐館,便利店)、運輸工具(例 如火車站,汽車站)等。比如,醫療保健是非常適合集成建筑的行業。醫 院房間標準化程度高,其內部布局可有效利用模塊化,預制為項目帶來了 特別的好處。醫療建筑、宿舍和學校項目這些部件具有非常適合預制/模塊
                          化的功能,宿舍和教室適合模塊化設計,這些項目還受益于集成建筑更快的施工進度。 從發達國家的集成建筑發展歷史中,能夠發現其不同優點。在美國,現代集成建筑始于 1900 年代初期。開始使用基于現代量產的預定程序開發 房屋。阿拉丁和西爾斯·羅巴克公司出售預制房屋,這些房屋作為郵購房 屋交付給客戶。在二次世界大戰期間,由于需要為軍事人員提供大量住宿, 預制/模塊化越來越多地被使用。美國使用 Quonset 小屋 作為軍事建筑。 這些用途廣泛的輕型建筑可以在任何地方裝運并組裝,而無需熟練的勞動 力。第二次世界大戰后,日本和歐洲都有大量的重建需求,并轉向預制和 異地建造來滿足需求。正是由于這種早期采用和接受,歐洲和日本的公司 仍被認為是模塊化建造技術方面最先進的公司。在美國,模塊化建筑的商 業應用(如酒店,辦公室,醫院和學校)在 70 年代,80 年代,90 年代以 及 2000 年代開始出現,因為需求超過了現有結構的供應。過去幾十年中的 創新使預制和模塊化建筑行業能夠在開發過程和材料方面重大進步,以構 建和交付更復雜的設施類型。例如圣安東尼奧的帕拉西奧德爾里奧希爾頓 酒店。由 zachry 建筑公司為得克薩斯州于 1968 年舉辦世界博覽會,設計, 完成和使用了 500 間客房的豪華酒店,耗時 202 個工作日。所有房間在 46 天內用起重機吊好。該酒店仍在使用中,被認為是美國最高的模塊化建筑 設施。該項目證明了模塊化結構的耐用性。模塊化單元在結構設計中的使 用的最新示例,新的郵輪瑪麗皇后 2 號,是世界郵輪中最大、最昂貴的郵 輪之一。船東選擇使用模塊化客艙,以確保所有客艙均按照工廠環境中可 用的更高標準建造。甚至他們的 VIP 套房利用了模塊化構建。預制/模塊化
                          也已被廣泛認為是一種資源高效且綠色的建筑過程。一個明顯的例子是在薩姆堡使用模塊化在得克薩斯州圣安東尼奧建造的軍營,獲得利茲銀牌認 證。
                          從集成建筑在國外軍民融合建設過程中,也能夠發現其不同優點,加 快交付速度以滿足軍事任務。美國為了滿足諸如 2005 年《基地調整和關 閉法》和陸軍計劃的龐大工作量 ,工程師團和其他公司已經采用了變革性 的方法來改善建筑物的交付,包括模塊化。在薩姆堡休斯敦醫學教育和訓 練綜合營的項目中,要求設施以容納總共 6,000 名士兵,以及行政辦公室 和教室的需求,決定使用模塊化。要求使用現場建造和永久模塊化組件的 混合體來建造五座四層的建筑,每座大約 320,000 平方英尺。所有的營房 都采用模塊化結構,每棟建筑占地近 22 萬平方英尺。模塊化和現場構建的 混合,標準的營房模塊包括兩個居住區,由中央走廊隔開。每個重 35,000 磅,長 60 英尺,寬 13.6 英尺。一些模塊安裝了一個居住區。這些模塊在 到達現場后就完成了 85%以上。每個模塊中的房間包括外殼、裝飾、門、 燈具、可麗耐洗漱臺、浴室瓷磚,所有公用設施,甚至是壁櫥中的立桿和 架子。模塊的運輸和安裝,這些模塊是在得克薩斯州的一座民用工廠內建 造的,該工廠位于項目地以北約 2.5 小時車程處。盡管模塊的運輸成本可 能很高,但可以在工廠無論雨天或晴天照樣進行,這與容易受天氣影響延 遲誤工的現場建造不同。達到綠色和彈性目標建筑物必須至少達到 LEED 銀 級認證,并且超過 ASHRAE 標準至少 30%。EPDM 屋頂使每個模塊有更強密 封性,這有助于建筑物實現其高性能目標。其它影響因素包括所使用的隔 熱材料,所使用產品的可回收材料含量以及窗戶的 U 系數。這些建筑物還按照軍方的統一設施規范進行設計,以滿足逐步倒塌和爆炸的要求。模塊化計劃使該項目成為可能,非常適合項目進度安排,也滿足兵團的使用需 求和財務預算。
                          (三)集成建筑的管理優勢 一是進度管理更加高效。項目進度的精準控制和時間節省是集成建筑
                          提高生產率的優勢之一。預制可以通過在現場和異地同時進行工作的能力 節省時間,并有助于更好地協調不同行業。另外,經常不涉及現場搭建, 例如腳手架。在區域上,避免天氣影響的能力可以減少施工時間?,F場條 件是影響房屋裝配式施工時間的重要因素。在設計階段,可能會在復雜項 目上花費更多時間,以協調預制和模塊化的使用。但是,節省的現場時間 通常會縮短總體項目進度。由于現場施工勞動密集又昂貴,因此節省時間 也可以節省大量成本。預制還可以為諸如項目期限之類嚴謹的高等教育領 域的調度提供關鍵的協助。同樣,對于活動場所中的建筑物,例如醫院綜 合大樓中的新建筑物,縮短的時間可以最大程度地減少對其業務的影響。 由于預制/模塊化的廣泛使用可能涉及更密集協調的設計周期,更有利于承 包商對工程進度進行預判,進而有效控制,而當采用 BIM 技術進行進度仿 真和控制時,更有利于項目進行中各參與方的溝通和流程優化。集成建筑 對項目進度的相對準確影響關鍵優勢已為整個行業基本認可。尤其是像教 育這樣的部門,其管理運營活動受項目進度安排的影響很大,因此更需要 考慮其項目是否適合使用預制/模塊化。
                          二是成本管理更加明晰?,F場工作的本地勞動力可能非常昂貴或效率低下。不利的現場條件和天氣問題可能導致代價高昂的延誤。由于部分或全部工作都已轉移到異地,因此可以減少與現場基礎架構和開銷相關的成本。此外,現場工人減少意味著住宿、安排現場工作和其它現場物流的成 本降低。使用預制/模塊化的公司中大多數公司表示降低了他們的項目預算, 發現這些技術將預算減少了 6%或更多。而建筑工程通常具有非常嚴格的 利潤率,因此,即使相對較小的成本降低也可以對所涉及的公司產生重大 影響??偟膩碚f,節省成本的原因是次要問題,例如減少了對昂貴的現場 人工的依賴,避免加班費和其他意外人工成本的能力以及減少所需現場資 源的能力。如果不在現場工作,甚至可以減少基本的現場支持設施,例如 便攜式廁所。還有保證固定成本的價值。由于變更單,傳統施工過程中, 建筑項目的項目預算因其增加而聲名狼藉的不少。即使從一開始看起來預 制件的價格就貴一點,但在此過程中避免意外費用也是很有價值的,特別 是對于預算缺乏彈性的業主(如公共部門)而言。結合預制/模塊化提供的 有保證的高質量工藝時,這種可靠性會增加價值。
                          這是由于縮短了工期,減少了材料和安裝成本而帶來的節省,還可以 通過對行業進行預算影響之外的其它優勢的培訓,包括質量、安全性和可 持續性改善,對集成建筑市場更加受益。
                          三是采購流程更加順暢。集成建筑用戶中有近一半的受訪者發現預制 組件的總購買價格和安裝成本低于現場常規采購和安裝材料的成本。該結 果表明,由于預制而節省的項目預算不僅僅是由于進度的改進。不僅減少 了項目建設時間,而且發現采購和安裝材料的實際成本大大低于傳統建筑 的成本??紤]到有的預制材料更昂貴的看法,這一點尤其重要。雖然材料 的成本可能更高,但很大比例的受訪者認識到材料和安裝的總成本降低了。
                          許多業主發現,與現場安裝的材料相比,預制件還可以帶來可觀的質量改進,因此,即使未實現顯著的成本節省,仍然有令人信服的理由采用預制 件。
                          四是減少了對施工現場資源需求。減少對現有現場運營的干擾是一項 重要優勢。一些業主還強調了及時交付建筑構件的優勢。它減少了現場破 壞,并減少了現場等待建造的材料的降解。根據非用戶對減少現場資源(如 人力和設備)的影響的判斷,實際上,案例研究和業主訪談顯示,所需的 場地資源已大大減少,例如腳手架,臨時區域和材料存儲(由于及時交付) 和便攜式廁所。該結果表明,業界認為預制/模塊化對生產率有積極的影響, 因此這一點可以有效地說明這些策略。
                          五是安全管理更加有力。幾乎所有人都同意,通過使用預制和模塊化, 改善了所有項目的安全性。當施工工作從工作現場轉移到受控的生產環境 中時,減少了因工人事故和浪費時間而給業主帶來的風險。即使整體建筑 放緩,建筑業的死亡率仍然保持不變。改善安全性仍然是整個行業的挑戰, 集成建筑所帶來的好處可以使他們的現場安全得到改善。有助于提高現場 安全性的因素包括減少了在腳手架或梯子上對工人的需求,以及避免在狹 窄空間內進行近距離工作。承包商比設計公司更可能承擔場地安全的財務 和法律責任,因此承包商將更加意識到這一點并對此感到擔憂。通常,與 總承包商,施工經理或設計/建造商相比,分包承包商正在改善現場安全性 的比例更高。特別是,更多的機械承包商和制造商在異地的制造工廠中進 行工作時,其危險性降低。預制/模塊化解決的安全類型還包括更少的接觸, 比如天氣、高地、危險操作、擁擠的建筑活動等。
                           
                          六是工程質量更有保障。由于制造設施所提供的受控環境,自動化機 械處理的生產條件和重復程序,在遠離現場的地方制造組件可以提高質量。 現場缺少可用的熟練工人并不少見,而現場位置越偏遠,情況就越惡化。 這是決定使用預制/模塊化的關鍵因素,也是業主的主要優勢。業主可以將 工作轉移到技術工人的供應更好的異地工作。當前未使用預制或模塊化的 公司中,大多數的公司希望它們對項目質量至少有中等影響。材料的質量 是預制的主要好處之一。在所有者調查中,即使是那些沒有發現預制/模塊 化成本優勢的人也經常選擇使用更加可靠的產品質量。與預算一樣,業主 訪談也表明質量的可靠性是他們做出決定的重要因素。工廠條件允許對生 產的每件產品進行廣泛的質量控制檢查。例如,預制混凝土可以避免現場 澆筑混凝土中經常發現的缺陷。減少元素的暴露也提高了質量,在工廠條 件下(而不是在梯子上或從腳手架上)制造的能力也提高了。預制還可以 允許建筑師將更多的投入輸入到為預制組件選擇的最終材料中。雖然建筑 師可以指定特定類型的材料,但是尋求成本效益高的項目的承包商可以選 擇他們認為可比較且成本更低的材料。如果將預制包括在集成項目設計過 程中,那么建筑師將對最終產品的選擇產生更大的影響。
                          七是生產過程更加綠色。項目的早期研究至關重要,從建筑師到開發 人員再到施工經理的所有團隊成員都贊揚早期所做的研究,不僅幫助他們 創建了一個有效運行的系統,而且還幫助他們贏得了業主和業主的支持。 即使在正式簽約之前,讓制造商參與進來也很重要。如果想做一些與眾不 同的事情,那么就需要招募那些既是供應商又有一定經驗的人,這些人總
                          是愿意合作。預制有助于實現以下綠色目標,在受控環境中進行預制可減少廢物,減少建筑工地的垃圾填埋。預制不僅有助于減少建筑垃圾并導致 綠色的建筑工地,還可以減少材料使用,增加回收利用并允許更環保的材 料選擇。在異地工廠中進行的精確測量可以防止材料浪費,并且金屬和其 它材料的殘留物經??梢灾苯友h回到制造過程。密封更緊,大型預制板 的接縫較少,需要現場密封?,F場影響減少,減少腳手架可以減少現場影 響。預制件可以通過多種方式為綠色項目做出貢獻,并可能為 LEED 積分 做出貢獻。除了減少廢物的好處外,非現場工作還可以減少棲息地和場地 干擾。保護某些材料免受雨淋和侵蝕。減少了現場浪費,因此減少了能源 消耗。減少污染對現場環境的影響變小,減少了材料浪費,空氣和水的污 染,粉塵和噪音,并降低了總體能源成本。
                          集成建筑的預制和模塊化在提高生產率中發揮重要作用,它們的使用 可能會更廣泛。有很多可以完成的預制工作,并且已經完成了。部隊和企 業在軍民融合的基礎建設方面做了一些模塊化工作,還有很多潛在的用途, 特別是在軍事項目標準化的情況下集成建筑會表現出更大優勢。設計、制 造和建造它的技術在那里會變得越來越好,到時必須利用好它。
                          三、集成建筑在應急管理中的應用 (一)國外應急管理體系構建中的要素 美國一直堅持“全社會參與”的理念,政府從治理的最基礎方面來思考加強應急管理工作,涵蓋各種不同類型的社區,既包括不同地點、興趣、 信仰、環境的社區,也包括地理上的和虛擬中的社區。美國《全國應急準 備系統》中指出,“國家應急準備系統的力量依賴于如何確保整個社會有
                          機會參與實現國家安全和抗逆力的目標”。一方面,明確界定了概念,“全社會參與是指一種包括居民、應急管理實際工作者、組織和社區領導者, 以及政府官員能夠共同理解和評估各自社區的需求,并決定用最好的方法 來組織和保護他們財產、能力和興趣的方式”;另一方面,明確界定了具體 的參與主體,全社會參與的主體既包括個體和家庭,也包括以信仰為基礎 的社區組織;非營利組織;學校和研究機構;媒體;還包括聯邦政府、州政府、 地方政府、部落政府、領地等在內的政府,并將其落實在具體的應急管理 政策中。
                          美國政府發布了一系列應急管理的重要文件,具體體現在以下方面: 一是制定完成了《全國準備目標》、《全國準備系統》兩份核心文件,明 確界定了新的核心能力,以及建立能力的方法和途徑,同時每年發布《全 國準備報告》;二是重新審視了《全國響應框架》,將其分解、充實并調整 為《全國預防框架》、《全國保護框架》、《全國減緩框架》、《全國響 應框架》、《全國恢復框架》等 5 個框架(Framework),更加明確了公民、 社區、民間機構、地方政府、聯邦政府部門、總統等在這一領域的職責;三 是新制定了《跨機構減緩計劃》、《跨機構響應計劃》、《跨機構恢復框 架》等文件,以促進跨機構之間的合作和協調;四是出臺和更新了一批支撐 性文件,進一步審查和完善了綜合準備指南的一系列文件,比如,指導如 何制作應急預案的《綜合準備指南 101(2.0 版本)》(CPG 101Version 2.0); 指導如何開展風險分析與評估的《綜合準備指南 201》;指導如何開展信息 傳遞和資源整合的《綜合準備指南 502》等文件。
                          明確提出了全國準備系統,是設計來幫助指導各層級政府、非盈利部門和公眾來建設和維持全國準備目標中列出的能力。全國準備系統需要在規劃、指南、組織、裝備、訓練和演練等具體領域,考慮建設和實現特定 能力,它還規定了一種全國的方法來建設和維持與準備相關能力,并強調 在管理過程中要實現閉合式、累進式的提高。同時,該系統包括了一系列 的、整合的全國規劃框架,涵蓋了預防、保護、減緩、響應和恢復等 5 個 方面。這些框架建立在可擴展的、彈性的和適應性的協調結構基礎上,該 結構與關鍵的準備角色、責任和術語相一致,同時,全國準備系統包括跨 機構的操作手冊來支持《全國規劃場景(NPS)》的應用。
                          美國聯邦政府在 2011 年發布的《全國準備目標》中明確指出,目標中 所包含的核心能力是成功的關鍵因素,這些核心能力之間相互高度依賴, 要求美國政府使用既有網絡和活動,加強培訓和演練,促進應急管理工作 創新,并確保行政、財政和后勤保障系統各就各位,以對這些目標能力提 供強有力支持;同時,核心能力可以為美國應急準備時的資源分配提供指導; 為當前和將來的年度預算計劃和決策,以及資源分配方案提供支撐,并有 助于掌握全國應急準備的進展。
                          一方面,建立量化的“核心能力”。美國還把 37 項“目標能力”進一 步精簡為 31 項“核心能力”,其中包含計劃、公共信息和預警、協調等 3 項通用任務能力,還包含在預防、保護、減緩、響應、恢復等領域的具體 能力:一是預防領域包括取證與歸因,情報與信息共享,封鎖與中斷,監 控、搜索與偵測等;二是保護領域包括進入控制和身份確認,網絡安全情報 和信息共享,封鎖與中斷,物理保護措施,保護項目和活動的風險管理, 監控、搜索和偵測,供應完整性和安全等;三是減緩領域包括社區減災、長期脆弱性減災、風險和抗逆力評估、威脅和危害確認等;四是響應領域包括關鍵交通,環境響應,健康和安全,遺體處理服務,基礎設施系統,大規 模人員照顧服務,大規模搜索和救援行動,現場安全和保護,操作溝通, 公共、私人服務和資源,公共健康和醫療服務,情勢評估等;五是恢復領域 包括經濟恢復,健康和社會服務,住房,基礎設施系統,自然和文化資源 等。
                          另一方面,美國政府明確了建設核心能力的邏輯框架。首先,要確認 和評估風險,美國政府強調,要把確定并保持對社會和國家所面臨的各種 風險,以及如何將相關信息用于應急準備的建設和支持,是國家應急準備 系統的基本內容;其次,要開展評估能力需求,美國政府認為,利用風險評 估可對需要達到的能力類型和水平進行評估;第三,建設和保持能力,評估 過程完成后,對既有的和所需要的能力進行分析并確定差距,這些差距可 結合預期成果,風險評估,以及不考慮這些差距的潛在影響,而進行優化 排序,政府部門可一起工作制定高效的資源分配戰略,提供支持以縮小差 距,降低風險;第四,將能力規劃至應用階段,聯邦政府借助綜合性的計劃 方法還有助于確保計劃的同步,還可保證整個社會參與并理解其作用和所 有任務的預期成果;第五,要驗證能力,可通過演練、補救工作管理方案和 評估來實現,比如,通過演練測試并驗證所制定的計劃和具備的能力,通 過演練有利于推進對國家應急能力和目標評估工作;最后,要進行審查和更 新,由于威脅和災害的不斷變化,通常會審查國家應急能力、資源和計劃, 確定是否仍需保持或更新。
                          美國政府加強了對保護、防范、減緩、響應、恢復等 5 個環節的應急管理工作的規范性,同時加強了應急管理工作之間的相互銜接,特別注意加強相互間的協調,并出臺了在響應、減緩、恢復等 3 個階段的跨機構協 調的國家專門應急預案,大幅提升了應急管理工作的規范性、指導性;另外, 在其應急管理工作中,美國州與州、州內部的地方政府建立了應急協調、 互助機制,基本實現了臨近區域的資源的共享,能夠保證在盡量短的時間 內開展相互支援,促進在盡可能早的時間內拯救生命,減輕公眾的損失。
                            (二)應急管理場景中應用不同集成建筑
                          應急管理是對資源和責任的組織和管理,針對突發事件的各個方面, 特別是備災、響應及早期恢復階段。體系通常是指若干有關事物或某些意 識互相聯系而構成的一個整體。旨在應對國家面臨的國內綜合性安全問題, 其應對的內容包括恐怖主義行動、網絡攻擊、流行病和嚴重自然災害的威 脅,強調需要建立和維持必要的應急管理能力,以應對造成最大危險的國 家安全威脅。集成建筑能夠在巨災和疫情等發生后能快速應對、挽救生命、 保護財產和環境,并滿足基本的人類生存需求,及時恢復、加強和重建受 巨災和疫情等影響的基礎設施、房屋和可持續的經濟,以及健康、社會、 文化、歷史和環境中快速提供多種功能空間和模塊化配套設施,比如臨時 醫院、模塊化供電設施、污水處理單元和臨時住所等。在閱兵村、部隊營 房、指揮所、庫房等方面也有大量使用需求。
                            根據構成材料和組合形式的不同,應急建筑有幾個適用類型:
                          鋼結構箱式房的特性及優勢:標準性,箱式房按照一定的模數生產、 標準的尺寸形成模塊化本質、在一定程度上保證了箱式建筑在建筑發展的 工業化和標準化;安全性,具有堅固、耐用、安全性高的特點,通常情況下箱式房結構較為牢固、同時自身有較好的水密性與防腐蝕性、防火等級高;環保性,組裝和安裝便捷,施工周期短,對周邊的環境污染少。其材 料主要以鋼材木板為主,能有效地回收和再利用,減少了碳足跡。屬于循 環經濟,可重復利用;便捷性,靈活性強,移動便捷,搬遷時無需大規模 的拆卸,無論是運輸,安裝還是拆卸都十分方便;經濟性,在工廠大規模 制造而成,材料浪費更少,大量的專業化機械使用減少了人力成本。設計 施工的時間縮短,這也意味著更快的資金回流。
                          活動板房的特點及優勢:活動板房又稱 K 型房,標準化程度高,房間 以開為模數,部品部件以標準模數生產,可實現工業化生產;結構重量輕, 主體結構有冷彎薄壁型鋼立柱、冷彎薄壁桁架梁、彩鋼復合板圍護,可實 現無機械化施工;安裝便捷,采用承插式連接和自攻釘連接,安裝速度快, 施工周期短;價格低廉,建筑材料易于采購和加工,成品構件占用空間少, 便于運輸,經濟性好。
                          輕型門式剛架房屋特點及優勢:強度高,輕型門式剛架結構主要由鋼/ 鋁材質制成,在增加強度的同時,減輕結構自重,具有很好的抗震性能, 安全性能更高;跨度大,由于金屬材質高強輕質的特點,輕型門式剛架房 屋很容易實現十幾米到幾十米的大跨空間,使空間設計更加靈活;安拆便 捷,結構連接以螺栓連接為主,結構主體可實現反復拆裝,利用率高。
                          鋼管密柱框架房屋的特點及優勢:標準性,以功能房間為標準模數, 可實現房間多方向擴展,框架梁柱采用鋼/鋁管型材制作,材料易采購,構 件易加工;安全性,結構體系為框架結構,傳力方式明確,結構強度高, 整體穩定性好;集成性,采用建筑結構與家具一體化設計,實現使用功能與支撐結構合二為一;舒適性,屋頂采用遮陽防水與保溫兩分離形式,地面架空,隔離潮濕,圍護墻體采用外保溫斷橋式外掛體系,相比于其他板 式房屋舒適性更好;拆裝性,結構連接采用標準化承插式連接,無螺栓, 無焊接,安拆方便,可反復拆裝使用。
                          折疊房屋的特點及優勢:集成化標準化程度高,房屋以標準模數在工 廠進行整體集成,水電安裝完畢,折疊打包安裝;安拆速度快,房屋單元 在施工現場展開安裝,十幾分鐘內即可安裝完畢;可移動性,房屋單元可 迅速折疊打包,堆疊運輸或集裝箱運輸;可擴展性,房屋單元可以相互拼 接組裝,實現大空間需求。
                          無論是 2003 的“非典”,還是 2019 的“新冠”,都暴露出國家儲備 體系的一些短板,尤其是基本活動的空間嚴重不足,基本的配套設施準備 乏力。無論當年北京 7 天建成的“小湯山”醫院,還是當下武漢 10 天搶建 的“火神山”醫院以及全國支援的方艙醫院,都反映出地方關鍵物資生產 能力不夠、全國平戰結合頂層設計欠缺及產業區域布局不夠合理。
                          國家強調,要健全統一的應急物資保障體系,把應急物資保障作為國 家應急管理體系建設的重要內容,按照集中管理、統一調撥、平時服務、 災時應急、采儲結合、節約高效的原則,盡快健全相關工作機制和應急預 案。要優化重要應急物資產能保障和區域布局,做到關鍵時刻調得出、用 得上。對短期可能出現的物資供應短缺,建立集中生產調度機制,統一組 織原材料供應、安排定點生產、規范質量標準,確保應急物資保障有序有 力。要健全國家儲備體系,科學調整儲備的品類、規模、結構,提升儲備 效能。要建立國家統一的應急物資采購供應體系,對應急救援物資實行集中管理、統一調撥、統一配送,推動應急物資供應保障網更加高效安全可 控。
                          四、應急管理體系建設中發展以集成建筑為核心的應急產業的對策與 建議應急管理工作包括保護、防范、減緩、響應、恢復等 5 個環節,構建 應急管理體系管理過程中要實現閉合式、累進式的提高,關鍵是核心能力 的建設。根據國家應急管理的頂層設計,滿足國家儲備體系的關鍵物資生 產布局的需求,結合集成建筑的特點和優勢,應急產業發展建議如下:
                          (一)應急產業建設規劃
                          1、平戰結合與軍民融合統籌。既要考慮平時生產生活的需要,也要提 前儲備應急需求。研究集成建筑不同優勢,歸類適應的應急場景。根據不 同場景對集成建筑的需求做好發展規劃,考慮產品既可以作為民用,也可 以滿足軍用;例如 2019 年新冠病毒防控一些地區啟動了“戰時”管理。
                          2、行政管理和市場需求互補。應急產業平時鼓勵企業按市場規律發展, 同時研究應急和特殊需求時如何響應政府應急物資調配,如何在機制上納 入政府統一應急管理平臺?在非應急狀態下企業商業模式是什么?政府采 取什么激勵措施來引導企業生存發展?
                          3、技術體系與技術標準建設。研究不同應急場景下集成建筑的技術體 系與技術標準,鼓勵引導集成建筑企業開展不同場景下分類技術創新。豐 富儲備的品類、規模、結構,有利提升儲備效能。
                           
                          (二)應急產業引導機制
                          1、應急活動的管理機制影響應急產業發展的引導機制。應急活動強調: 統一管理(包括各類重大突發事件的統一調度指揮,而平時的培訓、宣傳、 演習和物資與技術保障等)、屬地為主(無論事件的規模有多大, 涉及范 圍有多廣, 應急響應的指揮任務都由事發地的政府來承擔)、分級響應(強 調的是應急響應的規模和強度)、標準運行(遵循標準化的運行程序, 包 括物資、調度、信息共享、通訊聯絡、術語代碼、文件格式乃至救援人員 服裝標志等)。應急產業的發展必須滿足應急活動的需要。
                          2、應急產業發展的引導機制對發展集成建筑的建議。堅持集中管理、 統一調撥、平時服務、災時應急、采儲結合、節約高效的原則。應急管理 是多主體多環節多場景的活動,要素繁多,但是快速適用、安全適宜的功 能空間是基本需求。集成建筑的預制和模塊化特征能發揮優勢,在應急產 業鏈里優先發展模塊化空間。在建設行業研究固化一批標準化的功能模塊 整體,比如衛浴模塊等,在這次全國戰疫中,一個企業 1 天內通宵安裝 132 套整體浴室,3 天內完成 500 余套整體浴室的生產、物流、安裝工作,18 天內支援各地近 40 家“小湯山”醫院建設;在衛生行業可以固化一批醫技 模塊,快速形成醫院的核心能力;市政方面制作一些標準的配電箱、污水 處理箱等;部隊方面可以利用民用產品生產企業加工拆裝式營房等。
                          (三)應急產業發展措施
                          1、建立國家儲備體系的集成建筑需求規劃,重點考慮超大城市和交通 樞紐區域的產業布局,同時儲備一定功能的標準化、模塊化配套設施。比如準備一定數量的標準箱和市政需求的模塊化特殊箱,可以滿足抗震救災 和疫情響應的應急需要,也可以滿足部隊戰時的特殊需要。
                          2、建立集成建筑的應急產業鏈聯盟和建設企業聯盟,實現產業閉環。 市場活動中加強密切合作,提高應急管理的協作效率。標識企業既按市場 需求安排生產,同時有一定儲備產能。鼓勵在一些超大城市周圍大力發展 集成建筑產業集聚,鼓勵產業完善度。
                          3、建立集成建筑應急產品目錄和清單。通過標準化、模塊化產品應用 激勵市場經營。目錄產品優先在國家應急項目或其它適宜的公共項目中使 用。比如在公共衛生設施、醫院、文化教育設施、學校和大型國展中心等 運用。加強應急建筑的產品體系建設和產品制造建造標準制定。
                          4、國家在企業稅收、高新認定等方面給與政策支持。發揮民間力量, 鼓勵更多企業和機構以及專業人士投入更多力量發展應急產業,在必要弱 項環節大力投入。發揮政策紅利,尤其是為資本進入提供更多積極要素, 推動產業良性循環。
                          5、全國統一建立一批標準化、模塊化的集成建筑儲備網絡,比如衛生 設施、應急培訓中心、產業基地等。國家給與土地的靈活性支持,甚至可 以劃撥和免費租賃,大力給與產業資金支持,鼓勵民企參與集成建筑的應 急產業基金成立。
                          應急管理體系建設既關系到國家安全保障,又考驗上上下下的能力建 設。參與主體多元、應用場景復雜。平戰結合與軍民融合事關國家體制問 題,行政管理和市場需求又牽涉到政府和企業核心利益問題,而集成建筑
                          的應急產業鏈聯盟和建設企業聯盟的建立又面臨產業鏈上下游企業的經濟實力和利益訴求的差異矛盾。發展集成建筑直接影響應急產業的成果,對 構建國家儲備體系有基礎作用,對國家公共服務能力和現代治理能力提出 了更高要求。應急管理的成效與國計民生息息相關,直接影響老百姓的獲 得感和幸福感。
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                          [15] 大規模定制-企業競爭的新前沿.B.約瑟夫.派恩著,操云甫等譯.北京:人民大學出版
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                          [18] The Commercial Mobile Office And Modular Building Industry 1997-2009 Statistical Survey.Modular Building Institute
                          [19] 2010-2012 Relocatable Buildings Division Annual Report .Modular Building Institute
                          [20] 2010-2012Permanent Modular ConstructionAnnual Report. Modular Building Institute
                          [21] Prefabrication and Modularization:Increasing Productivity in the Construction Industry.McGraw Hill Construction SmartMarket Report
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                          a Algeco Scotsman Campany
                          主要起草人簡介
                          1、張明祥,男,1975 年 1 月,高級建筑師,碩士,中國·集成建筑委員會常務副會長兼秘書 長、新型建筑工業化集成建造工程技術研究中心秘書長(住建部)、中國建筑學會建筑產業現代化 發展委員會執行秘書長、建筑工業化產業技術創新戰略聯盟技術委員會委員、北京市裝配式建筑專 家庫專家等。曾任中建科技有限公司副總經理、中建集成房屋有限公司董事長、中建建筑工業化設 計研究院執行院長、中建燕山建設發展有限公司副總經理、中國建筑發展有限公司建筑工業化研究 發展中心主任、天津中建國際工程設計研究院院長、中建六局 EPC 管理部總經理等職務。參與國家 “十三五”綠色建筑與建筑工業化國家重點專項課題兩項:《預制裝配式混凝土結構建筑產業化關 鍵技術》《工業化建筑設計關鍵技術》,參編住房和城鄉建設部《建筑產業現代化發展綱要》、國 家標準《工業化建筑評價標準》等?!吨袊ㄖ煞萦邢薰鹃_展新型建筑工業化業務的總體方案》 主要起草人。
                           
                            2、紀穎波,女,1975 年,教授,工學博士,博導,北方工業大學土木工程學院院長,新型建 筑工業化集成建造工程技術研究中心主任,新興風險研究院學術委員會副主任,兼職中國建筑業協 會建筑經濟分會理事、中國建筑學會建筑產業現代化發展委員會理事、中國建筑工業出版社裝配式 建筑專家委員會委員和北京市裝配式建筑專家委員會委員。在專業技術領域長期專注于裝配式建筑、 工程質量安全和新興風險等領域的研究,先后主持國家級科研項目 6 項,省部級項目 7 項,科研到 款 2000 余萬元;發表學術論文 40 余篇,出版學術專著 3 部;研究成果獲得省部級科技進步獎一等 獎 1 項,二等獎 3 項,獲得發明專利 3 項;參編國家標準 1 部。
                          3、馬濤,男,北京市建筑設計研究院有限公司(BIAD)設計總監、建筑產業化工程技術研究中 心總工程師。國家裝配式建筑產業技術創新聯盟專家委員會副主任委員、中國建筑學會建筑產業化 發展委員會理事、北京市裝配式建筑專家委員會委員。裝配式建筑國標主要起草者之一,自 2007 年 以來,從事與住宅產業化和裝配式建筑相關的科研、技術與產品研發、發展政策研究制定、項目策 劃及咨詢、工程設計和技術推廣等工作。研發了裝配整體式剪力墻結構住宅建筑體系,開展了近百 項工程實踐。
                          4、李政,男,1951 年生于北京,研究生學歷,碩士學位。1968 年參加工作,1974 年讀大學, 1980 年讀研究生。1983 年起就職于建設部施工管理司,建設部政策研究中心,先后擔任副處長、研 究所所長,1993 年獲得高級職稱。2005 年起就職于貿促會建設行業分會,先后擔任副秘書長、秘書 長、副會長。多年從事建筑業行業發展和貿促管理研究與實踐,發表論文上百篇,參與寫作十多部 圖書,并編著和翻譯出版專業書籍。
                           
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