現(xiàn)階段我國建筑業(yè)面臨的最大問題是勞動力短缺,而裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑方式具有明顯的環(huán)保、節(jié)能、效率優(yōu)勢,最關(guān)鍵在于能夠?qū)⒔ㄖと水a(chǎn)業(yè)化,極大的拓寬產(chǎn)業(yè)勞動力來源。從海外產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗來看,其普及程度非常高,有豐富的經(jīng)驗可以借鑒,這決定了裝配式建筑將成為我國建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必由之路。
裝配式建筑是用預制部品部件在工地裝配而成的建筑。在具體應用上,裝配式的建筑方式是指在工廠通過標準化的方式生產(chǎn)建筑關(guān)鍵構(gòu)件和部品部件,在現(xiàn)場再通過裝配化的方式進行安裝施工、主體施工和裝修裝飾的同步,從而將建筑生產(chǎn)全過程聯(lián)接為一個完整的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng),以實現(xiàn)建筑的生產(chǎn)、供給、銷售和服務的一體化流程。其主要特點如下:
生產(chǎn)和管理方式發(fā)生轉(zhuǎn)變。行業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變主要體現(xiàn)在現(xiàn)場手工操作向工廠機械化、自動化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,勞動密集型向科技密集型轉(zhuǎn)變,單件定制向大規(guī)模定制轉(zhuǎn)變,粗放型生產(chǎn)向集約型發(fā)展。而建筑業(yè)管理方式的根本轉(zhuǎn)變在于能夠通過產(chǎn)業(yè)化平臺引入工業(yè)化的生產(chǎn)管理方式,令管理方式由粗放式管理向集約化管理轉(zhuǎn)變,提高管理的柔性和效率。
作業(yè)效率提升。由于裝配式建筑的預制構(gòu)件在工廠內(nèi)完成,因此在施工現(xiàn)場可以快速完成安裝,縮短了施工周期,并節(jié)約現(xiàn)場的人力。據(jù)統(tǒng)計,全裝配式項目比傳統(tǒng)建造方式節(jié)省3/4的工期,裝配式施工相對于傳統(tǒng)方式也至少可節(jié)約一半左右的人力?;诠て诳s短比例和現(xiàn)場勞動力節(jié)約比例,我國現(xiàn)階段住宅產(chǎn)業(yè)化方式能提高綜合效率150%左右。
建筑質(zhì)量和性能提高。住宅產(chǎn)業(yè)化將住宅分解為不同部品,對部品進行工廠加工制造,可控的工廠生產(chǎn)環(huán)境能夠較好地保證預制構(gòu)件和部品質(zhì)量達到標準要求,然后通過現(xiàn)場裝配將預制構(gòu)件和部品組裝為建筑實體,減少了傳統(tǒng)施工中大量的現(xiàn)場濕作業(yè),能有效地減少避免開裂、滲漏、空鼓、構(gòu)件及房間尺寸偏差、管線質(zhì)量問題以及消防安全隱患等質(zhì)量通病,提高房屋質(zhì)量。同時,住宅產(chǎn)業(yè)化除了能有效地保證房屋質(zhì)量外,還有利于提升住宅的各種使用性能,彌補傳統(tǒng)住宅的性能缺陷。
節(jié)能環(huán)保。裝配式裝修作業(yè)過程中采用干式施工,施工工地無火、無水、無塵、無味,無需焊割、不用水泥、不搭紗布,從而能夠有效降低噪聲污染、粉塵污染和水污染,建筑垃圾明顯少于傳統(tǒng)現(xiàn)場澆筑方式。相關(guān)研究人員通過對代表性的工業(yè)化住宅和傳統(tǒng)住宅施工過程進行系統(tǒng)的、綜合的環(huán)境影響評價,測算出單位平米的工業(yè)化住宅施工比傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅施工降低23%的資源消耗,3%的生態(tài)破壞和7%的健康損害。
根據(jù)建筑的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件,裝配式建筑主要可以分為三大類:裝配式混凝土建筑、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑和裝配式木結(jié)構(gòu)建筑,三種類型的建筑各有特點。住建部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,由于成本低、適用范圍廣等特點,裝配式混凝土建筑為我國目前主要的裝配式建筑,2019年占總裝配式建筑面積的65%左右,而裝配式鋼結(jié)構(gòu)占比約30%,裝配式木結(jié)構(gòu)占比約5%。
圖1:裝配式建筑的三種類型
根據(jù)日本國土交通省《住宅新建統(tǒng)計》,截止2015年,日本裝配式建筑滲透率僅15%,而且自1986年以來,日本新建的裝配式住戶占比基本上在15%-20%波動,表面上看日本建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐基本停滯不前。但實際日本裝配式建筑比例數(shù)據(jù)低,在于統(tǒng)計口徑非常嚴苛,只有建筑物的裝配率達到67%以上才能進入統(tǒng)計范圍,這一方面是因為按照日本建筑中心對工廠化住宅的認定標準,全套住宅建造過程中的2/3或以上在工廠完成,以及主要結(jié)構(gòu)部分均為工廠生產(chǎn),并采用裝配式工法施工的住宅,才能被認定為預制住宅;另一方面,日本有超過一半比例的房屋為一戶建獨立住宅,該類住宅主要以木結(jié)構(gòu)為主,這類建筑物由于大量的使用傳統(tǒng)建筑方法,難以統(tǒng)計。這兩方面的原因?qū)е旅髅嫔系娜毡狙b配式建筑滲透率非常低,本質(zhì)上還是統(tǒng)計口徑以及日本建筑結(jié)構(gòu)的差異影響,實際上的滲透率應該達到了85%。
德國作為建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展領(lǐng)先的國家,在整個建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中的成熟度非常高。在當今德國在建筑工業(yè)化的框架下,基本已看不見傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式生產(chǎn)的建筑形式,其中,工業(yè)建筑和設(shè)施等建筑物或鋼結(jié)構(gòu)、或復合木結(jié)構(gòu)、或預制混凝土結(jié)構(gòu)的大框度梁柱構(gòu)件,以及鋼結(jié)構(gòu)或預制混凝土的圍護墻板、排水溝渠、隔墻系統(tǒng)、樓板屋頂?shù)?;住宅、酒店、辦公樓等建筑物主要使用疊合板搭配保溫體系,復合多層預制木結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)梁,鋼柱,以及各類材料形式預制樓梯、陽臺、平臺等;別墅、會所等建筑物主要以輕鋼、木結(jié)構(gòu)、預制清水混凝土,結(jié)構(gòu)安全,美觀大方;道橋建設(shè)以鋼結(jié)構(gòu)、預制混凝土結(jié)構(gòu)道路防護欄,以鋼結(jié)構(gòu)和預制箱型混凝土為主的橋梁,甚至木結(jié)構(gòu)橋梁。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),德國多數(shù)建筑都是以工業(yè)化模板系統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)合鋼、木、混凝土、玻璃等預制構(gòu)件所組成的復合體,泛工業(yè)化的概念下,比例已達80%以上。
經(jīng)歷過改革開放40年發(fā)展,勞動力短缺現(xiàn)象越來越嚴重,現(xiàn)澆建筑模式的優(yōu)勢逐步消失,建筑產(chǎn)業(yè)化需求逐步提升,因此國家也將發(fā)展裝配式建筑作為建筑業(yè)未來重點方向。
自2000年以來就有以萬科代表的開發(fā)商開始試水,直到2016年,國家正式從政策層面開始向全國推進裝配式建筑,陸續(xù)出臺《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》、《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》等一系列重要文件,提出力爭用10年左右時間,使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%;隨后,于2017年出臺的《建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中,明確提出到2020年,全國裝配式建筑占新建建筑比例達到15%以上,其中重點推進地區(qū)達20%以上;從2018年開始,住建部陸續(xù)發(fā)布了有關(guān)于裝配式建筑的行業(yè)技術(shù)標準,規(guī)范行業(yè)內(nèi)及各子行業(yè)的相關(guān)概念和達標要求,推動各地項目的進一步實施。
目前我國的裝配式建筑實際滲透率僅10%左右,仍處于很初級水平,但總體來說已過0-1的階段,開始進入1-N的初級發(fā)展階段,并逐步形成以長三角為核心,向周邊地區(qū)梯隊式擴散發(fā)展態(tài)勢。未來裝配式建筑將迎來一個加速向上發(fā)展期。
首先,全國裝配式建筑正在由點向面快速發(fā)展。從各個省市公開披露的信息來看,全國發(fā)展的第一梯隊屬于上海、長沙等地區(qū),特別是上海,裝配式建筑比例已經(jīng)達到63%;第二梯隊包括湖南、江西、江蘇、浙江、山東、安徽、北京等地,裝配式建筑應用比例已經(jīng)達到10%左右水平,呈現(xiàn)出明顯以上海、長沙兩個點向周邊輻射發(fā)展的態(tài)勢;其余20多個省份盡管發(fā)展比例不高,但也都在2017年實現(xiàn)了0的突破。
其次,配套產(chǎn)業(yè)鏈迅速發(fā)展,短板得到快速補充。據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)報告,隨著裝配式混凝土建筑的快速發(fā)展和裝配式建筑預制率的大幅提升,我國PC構(gòu)件的銷售規(guī)模在近幾年,特別是2016-2018年得到顯著的增長,市場規(guī)模分別達到21億、56億、148億。進一步統(tǒng)計2013-2018年我國PC構(gòu)件市場規(guī)模的復合增長率達到119%,2019-2023年該市場復合增長率預期將保持在65%。
最后,短期成本問題初步解決,長期發(fā)展優(yōu)勢明顯。國內(nèi)裝配式建筑目前仍處于初級發(fā)展階段,成本問題仍然是困擾產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心。但經(jīng)過幾年時間的培育,成本瓶頸問題有所突破,部分建筑企業(yè)的裝配式建筑成本已經(jīng)夠做到與傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式持平甚至更低,未來隨著傳統(tǒng)人工成本的快速提升以及裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;尫?,成本優(yōu)勢還會進一步凸顯。
圍繞裝配式建筑的配套產(chǎn)業(yè)初步建立、經(jīng)驗復制帶來的效率提升、地方政府環(huán)保決心明確以及成本問題解決路徑顯現(xiàn),都將大力助推裝配式建筑快速發(fā)展。預計2035年我國將全面實現(xiàn)建筑工業(yè)化,未來一段時期裝配式建筑大有可為。
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