界论 坛综合报道COMPREHENSIVE REPORT装配式建筑产业发展现状分析陈 旭,张 萌,王 勇,王 希,任隐超,冯威涛
(中国建筑材料联合会,北京 100831)
摘要:发展装配式建筑是建造方式的重大变革,是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措,有利于节
约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平,有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。本文阐述了国内外装配式建筑行业的发展现状,分析了我国装配式建筑推广过程中遇到的问题,提出了加快我国装配式建筑行业发展的思路与建议。关键词:装配式建筑装配式建筑是一种现代化的建筑方式——建筑的构件提前在工厂进行预制生产、运输至工地,通过一定的拼接技术和一些机械吊装的配合,将零散的预制构件装配成整体建筑结构。装配式建筑构建了以新型建筑工业化为核心,技术创新为先驱,现代化组织管理为手段的建设体系,实现了建筑设计科学化、构件生产工业化、现场施工装配化、主体结构装修一体化、管理过程信息化的工作方式。1 装配式建筑的优势与传统建筑生产方式相比,装配式建筑具有“节能、高效、绿色、环保”等特点,通过工业化生产,在设计、施工、装修、验收、工程项目管理等各个方面都具有明显的优越性。1.减少资源消耗,增加资源使用效率。大量的预制建筑构件在工厂内依靠特定的模具、通过机器流水作业提前进行机械化、自动化生产,大大提高了生产效率,节约了材料和人工消耗。另一方面,装配式建筑现场施工需要的工人数量较传统建筑施工要少得多,减少了人力资源消耗。
2.减少环境污染,降低对周围环境的影响。传统建筑施工过程中,粉尘、噪音等对周围环境影响很大,而装配式建筑施工速度较快,提前生产制造的建筑构件大大减少了现场施工的工程量,进而降低施工时产生的噪音污染及粉尘污染,减少了建筑垃圾及污水排放。3.较传统建筑施工方式而言,装配式建筑能够极大地缩短项目工期。在工厂提前生产预制构件,再到现场进行组装,大大缩短项目的施工时间。此外,预制构件中能够预埋建筑中所需的水、电、气
14等管线,不像传统建筑施工需要进行大量的二次施
工,大大减少由于开槽打孔等作业带来的建筑损伤和人力浪费。
4.装配式建筑较传统建筑拥有更为可靠的质量。以钢筋混凝土构件装配式建筑为例:预制建筑构件在工厂进行成批生产,能够确定混凝土中各类原材料及外加剂配合比、预制构件的规格尺寸及内嵌钢筋的数量、质量、位置等,较现场浇筑更易把控与监管,还能保证混凝土在稳定可控的标准环境下进行养护,进而保障了钢筋混凝土构件的质量。2 发达国家装配式建筑发展经验
许多发达国家早在20世纪20年代便开始装配式住宅方面的研究,如今已经发展到了相对成熟、完善的阶段。发达国家和地区装配式住宅发展大致经历了三个阶段:第一阶段是工业化形成的初期阶段,重点建立工业化体系;第二阶段是工业化的发展期,逐步提高建筑的质量和性价比;第三阶段是工业化发展的成熟期——进一步降低住宅的物耗和环境负荷,发展资源循环型住宅。
德国是欧洲发达国家中在装配式建筑产业发展经历上较为具有代表性的国家之一,同时德国也是当今世界上住宅装配化、建筑能耗降低幅度发展最快的国家,其住宅预制装配式构件比例高达94.5%,故选取德国作为典型的案例国家之一进行简要分析。
德国的建筑工业化起源于20世纪20年代,早期由于欧洲国家大幅迈入工业化和城市化进程,农村人口大量流向城市,需要在较短时间内建造大量住宅、办公和厂房等建筑,因此预制混凝土大板建
综合报道COMPREHENSIVE REPORT论 坛造技术因建造时间短、造价低廉而被广泛采用。德国的公共建筑、商业建筑、集合住宅项目大都因地制宜,根据项目特点,选择现浇与预制构件混合建造体系或钢混结构体系建设实施,通过策划、设计、施工各个环节的精细化优化过程,寻求项目的个性化、经济、功能和生态环保等性能的综合平衡。随着工业化进程的不断发展、BIM(BuildingInformationModeling)技术的广泛应用,建筑业工业化水平不断提升,采用工厂预制、现场安装的建筑部品愈来愈多,占比愈来愈大。现阶段德国的装配式住宅与建筑主要采取叠合板、混凝土、剪力墙结构体系,剪力墙板、梁、柱、楼板、内隔墙板、外挂板、阳台板等构件。其构件预制与装配建设已实现工业化、专业化设计,标准化、模块化、通用化生产;构件部品易于仓储、运输,可多次重复使用、临时周转,并具有节能低耗、绿色环保的永久性能。德国在推广装配式产品技术、推行环保节能的绿色装配方面有较成熟的经验,已建立了非常完善的绿色装配及其产品技术体系。3 国内装配式建筑的现状早在20世纪50年代我国已开始涉足装配式建筑领域的研究,应用在工业建筑和公共建筑领域,这一时期我国主要是学习前苏联的预制装配式混凝土技术。由于当时建材产业发展落后,密封、防水等专用建材匮乏,生产过程中手工操作繁多,生产效率和质量低下,导致装配式建筑不足以满足人们的需求。自20世纪80年代,现浇混凝土体系建筑方式被引入国内并迅速发展,更直接影响了装配式建筑构件大规模工业化生产。21世纪初期,现浇混凝土体系几乎全面占领高层住宅市场,但现浇技术的缺点也开始日益彰显——手工作业量大、工人劳动强度大,养护耗时长、施工现场污染严重等问题暴露出现浇体系的劣势短板,建筑业如何减少用工、提升质量和减少浪费等问题开始受到社会各界的广泛关注,在这一时期,装配式建筑产业重新引起了广泛关注,特别是预制装配式混凝土结构得到了进一步应用。“十一五”期间,建筑企业对发展装配式普遍处于观望态度,试水企业多以民营企业为主。期间,相关国家标准、行业标准、地方标准纷纷出台,各地构件厂纷纷酝酿重新上马,一些大型国有企业纷纷跟上脚步,加大了产业化投入力度,部分大型集团公司甚至专门成立独立专营的装2018.9配式建筑子公司来推动新型建筑工业化与建筑节能的发展。经过“十二五”的大力推动,目前已有31个省市出台了装配式建筑专门的指导意见的和相关配套措施,全国已有56个国家住宅产业化基地,11个住宅产业化试点城市,2016年国内新开工的装配式建筑面积在1.1亿平方米左右,装配式建筑规模约2100亿元,相关配套产业(如清洁能源、一体化装饰、智能家居等)产值规模约1068亿元,2016年我国装配式建筑行业总产值约3168亿元。综合各方面情况来看,大力推进装配式建筑和建筑产业化的发展已经成为普遍趋势。2016年国务院发布的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》明确提出,力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。当前我国装配式建筑仅占新建建筑面积的3%左右,距离国务院的目标尚有一定的差距。按照“十三五”装配式建筑行动方案》对“2020年装配式建筑占新建建筑面积比例达15%以上”的要求测算,2020年装配式建筑面积有望超过80000万平方米,以2500元/m2测算,市场规模将超过20000亿元。另外,按照政策的普遍要求,装配式建筑将在新增房地产需求较多的地区大力推广,每年新增住宅面积预测提高3%,价格按照现有装配式建筑的平均价格,以10年为周期计算,2025年的市场规模将达到47000亿元。4 我国装配式建筑发展面临的突出问题尽管近年来我国装配式建筑产业得到了较快的发展,但推广程度较世界先进水平仍有差距。从我国装配式建筑所处发展阶段特点来看,主要存在以下问题。4.1 成本居高不下装配式建筑产业化只有在达到相当规模的前提下,才能发挥出其标准化与工业化的优势,增量成本也就越低。装配式建筑产业化初期成本远高于传统建造方式,导致有意介入行业的先驱企业因初期的巨额投入望而却步。首先在生产环节投入大量资本,生产配套设备、工具到大面积堆场的成本也需前期投入,配套的物流运输、安装施工队伍等环节也容易造成预期外成本增加。4.2 建筑设计与部品、部件生产脱节在当前发展阶段下,装配式建筑产业链发展尚不成熟,各环节协调配合不足,信息沟通存在障碍。目前我国建筑产业化的发展只集中在主要结15《“十二五”世界2018.9
构部品的加工制作和施工方面,装配式建筑在顶层设计、技术标准、全产业链打造等方面仍存缺陷,设计、生产、施工各自为政,设计单位往往对生产企业情况了解不足,导致产品不够匹配,经常出现交付设计图纸以后,构件生产厂还要再做分解图,甚至于重新设计的情况。待到成品构件运送至施工现场时,负责施工环节的单位又常常脱离设计图纸,按照经验进行施工配装,甚至对成品构件肆意改造,这些都将影响最终建筑的质量。4.3 装配式建筑标准体系亟待完善当前阶段装配式建筑标准体系尚不完善,使得相关企业面临“无章可循”的窘境。装配式建筑的梁、柱钢筋如何配比,水、电设施如何安装等,目前没有统一标准体系,市场上也没有可供参考的装配式建筑定额,建筑构配件无法通用,大大限制了装配式建筑在我国的发展。4.4 部品、部件运输环节存在风险预制构件、部品运输与物流水平有待提升。预制构件、部品如果在运输、吊装等环节发生损坏将会很难补修,既耽误工期又造成经济损失。受道路、运输政策及市场环境等影响,运输效率不高,构件专用运输车还比较缺乏且价格较高。5 发展装配式建筑的路径及政策建议虽然装配式建筑在我国的发展已经初见成效,但该产业如何能够持续发展不断壮大,仍需清晰识别、认真应对不同发展阶段下的重点问题和主要矛盾,对于建材行业应把握住装配式建筑飞速发展的历史机遇,积极调整产业结构,持续改进生产技术,真正实现装配式建筑向高端发展。1.建议政府从以下几方面给予支持:(1)加强引导和服务,促进装配式建筑产业化健康发展。政府应在保障性住房的规划、设计、承建和物业管理上给予支持,制定合理的审查制度,对工业化房屋制定必要的激励政策;对于建材行业,建议将预制构件视作建筑的组件,作为半成品的房屋,而不是将其视为消费品进行征税。(2)当前我国还没有形成完整的装配式建筑技术体系,需要建设相应的产业化建筑标准体系,特
别在构件类别、尺寸等方面应设立权威的标准目
录,使企业有章可循,产品能够广泛流通使用,严格
行业准入标准和淘汰落后机制,以避免发生产能过剩现象。16论 坛综合报道COMPREHENSIVE REPORT(3)抓好产业化保障性住房示范项目的建设,发挥导向性作用,推动建筑产业化发展。2.从行业自身来讲,装配式建筑建材从业单位自身则应注重加强品牌意识,大力研发核心技术,提升自身核心竞争力。同时应注重发挥上下游企业间的协同作用,相互联合形成相互依存结构产业链,并构建一整套适应整体共同发展的技术和管理体系,提供互相学习和交流的平台,为装配式建筑相关企业的共同发展奠定基础,引领建材行业的转型升级。
3.建材企业自身则需要突破传统的生产建设模式,从加强工作人员业务能力、完善标准体系、提升技术水平等多方面入手,促进建材产业技术升级换代。(1)加强工人职业化培训。装配式建筑对工人的专业要求较传统建筑产业要高得多,基于装配式建筑的发展要求,进一步重视人才培养,加强职业
化培训学习,培养“少而精”的装配式建筑人才队伍,才能真正发挥出装配式建筑工业化的优势。(2)进一步完善装配式建筑标准体系。就目前的装配式建筑技术体系而言,预制构件相关的标准亟待补充完善,如叠合板、墙板等各类构件的产品标准,构件物理性能有关的技术标准和试验方法标
准,构件公差、偏差及质量控制标准等。(3)重视构件的物流运输。根据运输构件实际情况制定运输方案,根据构件的重量和外形尺寸设计并制作运输架,通过前期察看道路情况,包括沿途上空有无障碍物,公路桥的允许负荷量,通过的涵洞净空尺寸等,以降低运输成本。
结束语:装配式建筑具有广阔的发展前景,大力推广装配式建筑将对我国建筑产业现代化具有重要意义。相关上下游产业协会、企业、科研院所应进一步努力,推动建立和完善我国装配式建筑技术体系、标准体系,争取相关政策支持,加大宣传推广力度,力争到2020年,使装配式建筑占比达到“十三五”装配式建筑行动方案》的规定目标。参考文献
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