装配式建筑的前世今生!

作者:admin来源:远洋设计汇上传时间:2020-07-10

内容摘要:装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑,是建筑工业化技术集成的营造表现方式,其核心理念的形成由来已久。装配式建筑的诞生和发展是建筑产业走向工业化、现代化的必然结果...


       近年来,随着国家政策大力推动和各地市政策的积极响应落实,我国装配式建筑进入了全面发展期,呈现出欣欣向荣的发展态势。从行业协会到科研院所,从集团型龙头企业、开发商到设计院、总包单位、构件加工厂等产业链上下游企业,都在各自领域或主动、或被动地开展了大量装配式建筑的研究和探索,使装配式建筑技术得到日益广泛的工程应用。
 

       为什么要发展装配式建筑?我国装配式建筑及政策发展历程是怎样的?未来我国装配式建筑有哪些发展趋势?本文针对以上问题试做简要分析。
 

       为什么发展装配式建筑
 

       装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑,是建筑工业化技术集成的营造表现方式,其核心理念的形成由来已久。早在1910年,瓦尔特·格罗皮乌斯(Walter Gropius,1883~1969)出版的《住宅工业化》一书,对住宅单元的标准化预制、装配和应用前提等进行了详尽阐述,主张采用批量化的工厂预制构件经济、高效生产住宅,被视为装配式建筑和住宅产业化理念的开拓性著作。
 
       图1为瓦尔特·格罗皮乌斯(Walter Gropius,1883~1969),德国建筑师,现代主义建筑学派倡导人和奠基人;
         
图2和图3为1931年瓦尔特在“成长的住宅”(Das Wachsende Haus)展览会上展示的福斯特-克拉夫特系统(Frster Krafft System House)住宅组装工艺及立面详图。
 

       装配式建筑的诞生和发展是建筑产业走向工业化、现代化的必然结果,是建造方式从传统的依赖廉价劳动力成本从事大量手工作业的生产方式,转向机械化、工厂化生产方式的客观需求。特别适合于民用建筑需求旺盛、劳动力资源短缺或成本较高、机械化程度发达、社会财富积累丰富、建筑品质和社会效益备受重视的社会发展阶段,是社会经济发展带来建筑营造方式的重大变革。
 

       (1)装配式建筑可以提高工程质量。传统现浇建设方式仍然依赖大量的手工绑扎钢筋、支拆模板、抹灰铺贴,施工偏差大,质量通病多,人为因素影响明显。而装配式建筑将大量的部品部件在工厂流水线上施工,操作规范,机械化程度高,产品质量好。现场部品部件的安装和连接由产业工人专职施工操作,建筑品质显著高于现浇方式。
 

▲传统现浇施工现场
 
▲装配式施工现场
 
       (2)装配式建筑可以提高生产效率。工厂生产不受恶劣天气等自然环境影响,施工机械化和自动控制程度高,构件加工工期更为可控。现场主体结构施工方面,装配式钢结构同传统钢结构时间相当,装配式钢筋混凝土结构较现浇方式时间略长,但结合穿插施工等工艺,尤其是结合装配式内装修等工业化技术,可以实现较传统现浇方式缩短综合工期25%~30%。
 

       (3)装配式建筑可以大幅降低建造过程的能源资源消耗,减少施工污染。相对于现浇建设方式,装配式建筑可节水约25%,降低抹灰砂浆用量约55%,节约模板木材约60%,降低施工能耗约20%,同时可以减少75%以上的建筑垃圾,显著降低施工粉尘和噪声污染,减少碳排放。
 

       (4)装配式建筑可以减轻劳动力资源压力。以工业化的方式减少大量手工作业,降低了劳动者的工作强度,减少了约30%的现场用工数量,更便于施工管理和技术培训,建立起稳定的、高素质的装配式建筑产业工人队伍。
 

       对标世界主要发达国家,其建筑施工已广泛采用装配式建造方式。据统计,截至2018年5月,英国等欧洲国家建筑工业化面积达到70%以上,日本和美国则达到90%。而据某研究院数据显示,我国新建建筑中装配式建筑比例尚不足10%。发展装配式建筑,是我国迈向现代化无法绕过的、需要奋起直追的一个重要课题。

 
▲各国装配式建筑占新建建筑面积比例
 
       我国装配式建筑及政策发展历程
 

       1. 发展初期(1949年~1978年)
 

       我国装配式建筑发展起步同发达国家相比差距不大。自我国第一个五年计划开始,就提出了实现建筑工业化的发展目标。1956年,国务院发布了《关于加强和发展建筑工业的决定》,指出“采用工业化的建筑方法,可以加快建设速度,降低工程造价,保证工程质量和安全施工”,“为了从根本上改善我国的建筑工业,必须积极地有步骤地实行工厂化、机械化施工,逐步完成对建筑工业的技术改造,逐步完成向建筑工业化的过渡”。
 

       在此方针政策的指引下,我国预制构件生产技术取得长足进步,预制梁柱、空心楼板、预制屋架等构件大量使用;大型砌块、楼板、墙板等结构构件的施工技术也发展起来;建筑设计标准化成效显著,设计效率极大提高。我国的装配式建筑技术体系确立起来,如大板住宅体系,大模板“内浇外挂”住宅体系和框架轻板住宅体系等逐步得到大量工程应用。尽管当时建筑材料、工艺和机械设备仍较为落后,建筑技术相对初级,住宅建筑样式偏于单一,人均住宅面积较少,但是装配式建筑在新中国现代化建设前期,为解决城市居民基本居住需求仍然发挥了至关重要的作用。

 
▲1973年,预制装配式混凝土高层住宅——北京前三门大街26栋高层住宅建成。
 
       2. 发展起伏期(1978年~2010年)
 

       1978年十一届三中全会以后,我国进入了改革开放新时期。随着市场经济的发展,原有的定型产品规格逐渐不能满足人们对住宅建筑多样化的需求,并且由于之前经济、技术、材料、工艺的相对落后,前期兴建的大量装配式建筑逐渐暴露出在建筑物理性能方面的缺陷和弊端。随着商品混凝土的兴起、大模板浇筑技术的进步,现浇建设方式开始显露优势,同时大量农民工涌入城市,提供了充足的廉价劳动力来源,使得现浇建设方式逐渐发展到近乎全面占领了国内住宅建筑市场,而装配式建筑一度停滞不前。
 

       步入新世纪,随着国民经济发展和人民生活水平提高,居民对于住宅建筑的设计标准和品质要求提高到新的水平,现浇建设方式在大量应用的同时也逐步显现出固有的缺点:手工作业多、劳动强度大、工作条件差、建筑质量通病多、资源能源消耗量大、环境污染严重,加上我国人口红利日渐消退,开始出现劳动力资源紧张,人力成本提高的状况。而装配式建筑在技术革新的基础上,迎来了新的发展机遇。
 

       3. 快速发展期(2010年~至今)
 

       2012年党的十八大以后,中国特色社会主义进入了新时代,综合国力显著提高,从注重发展速度转向着力提升发展质量,加强生态文明建设,坚持绿色发展理念。建筑业迎来转型升级,实现跨越式发展的新局面。
 

       2013年住建部《绿色建筑行动方案》提出“加快建立促进建筑工业化的设计、施工、部品生产等环节的标准体系”,“推广适合工业化生产的预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系,加快发展建设工程的预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水平”。新时代装配式建筑政策支持体系开始建立。
 

       2016年2月国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出十年期发展目标,“大力推广装配式建筑,力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”。

 
▲国务院发布装配式建筑纲领性文件
 
       2016年9月27日,国务院印发的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发[2016]71号)文件,是当前推进装配式建筑的纲领性文件。文件明确了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,并提出了“健全标准规范体系、创新装配式建筑设计、优化部品部件生产、提升装配施工水平、推进建筑全装修、推广绿色建材、推进工程总承包、确保工程质量安全”等八项重点任务,以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区,常住人口超过300万的其他城市为积极推进地区,其余城市为鼓励推进地区,因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑。装配式建筑在国家意志的引领下,走上发展的快车道。

 
▲2020年装配式建筑目标
 
       2017年3月,住建部发布《“十三五”装配式建筑行动方案》,进一步细化了工作目标、重点任务、保障措施:“到2020年,全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上,其中重点推进地区达到20%以上,积极推进地区达到15%以上,鼓励推进地区达到10%以上”。
 

       目前除港澳台之外,全国31个省市自治区均已出台相应的装配式实施意见,制定了明确的发展规划和目标。各省市以落实装配式建筑占新建建筑面积比例、建立国家级装配式建筑示范城市、布局装配式建筑产业化基地、推动龙头企业和产业联盟形成装配式产业聚集等等方式,为装配式建筑政策落地和阶段性目标的顺利实现打下了坚实的基础。
 

       4. 当前政策目标的推进情况
 

       根据国务院文件定义及各地市2020年的装配式建筑发展目标,当前全国划分为装配式建筑重点推进地区的省市自治区为13个,积极推进地区为12个,鼓励推进地区为6个。

 
▲当前装配式建筑发展区域划分
 
       以各省市实施意见中装配式建筑占新建建筑面积比例指标为依据进行推算,2020年全国重点推进地区装配式建筑占新建建筑面积的比例可达到29.6%,积极推进地区可达到14.5%,鼓励推进地区可达到9.8%,全国范围装配式建筑占新建建筑面积比例可达到23%,超出2020年目标比例50%,“十三五”装配式建筑行动方案可超计划完成。
 

       从另一方面看,全国各地政策普遍要求保障房建设推广采用装配式建造方式。据推算,2020年全国保障房项目新开工约700万套,4.5亿平方米,而2020年预计房屋新开工面积约为23.7亿平方米。仅此一项,装配式建筑占新建建筑面积比例即可达到19%,2020年目标可确保实现。
 

       我国装配式建筑发展前瞻
 

       1. “十四五”期间的装配式政策执行进展
 

       如前所述,世界主要发达国家装配式建筑占比约为70%~90%。我国预计在2035年基本实现社会主义现代化,届时装配式建筑占比也将与发达国家接近。由此可见,我国2025年实现装配式建筑占比达到30%实属应有之意,势在必行。
 

       按照十年期发展目标推算,至2025年,我国各省市自治区装配式建筑占新建建筑面积比例需要达到重点推进地区不低于40%,积极推进地区不低于30%,鼓励推进地区不低于20%。

       依据各省市自治区的实施意见推算,至2025年,除港澳台地区外,全国将有14个省市自治区为重点推进地区,14个省市区为积极推进地区,3个省市区为鼓励推进地区。而重点推进地区2025年装配式建筑占比预计可达44.2%,积极推进地区可达30.0%,鼓励推进地区可达19.5%,全国范围内装配式建筑占新建建筑比例预计可达37.8%。
 

▲2025年装配式建筑发展区域划分
 
▲“十四五”期间装配式建筑占新建建筑面积比例预测
 
       从保障房建设层面,按当前全国年度房屋新开工面积增长速度估算,至2025年,我国房屋新开工面积预计为28.7亿平方米,其中预估住宅建筑面积为20亿平方米,保障房面积仍按4.5亿平方米估算,则剩下15.5亿平方米商品房项目只要有20%采用装配式建筑,即可实现装配式建筑占比不低于30%。
 

       如此可见,我国十年期发展目标按计划实现前景可期。
 

       2. 装配式建筑发展趋势
 

       (1)装配式混凝土建筑稳步发展,装配式钢结构建筑快速推进
 

       按照结构材料区分,装配式建筑主要分为装配式混凝土结构建筑、装配式钢结构建筑和装配式木结构建筑。这三种结构体系中,混凝土结构建筑因为结构主材资源丰富,建造成本较低,抗震性能优良,仍将作为今后一段时期重点发展的结构体系。而人口红利的消退,将使钢结构建筑在建造成本方面逐渐具备优势。按照现有人工成本发展趋势,预估2030~2035年钢结构建筑综合成本将低于混凝土结构建筑。
 

▲装配式混凝土结构同钢结构成本比例预测
 
▲各国装配式建筑结构形式对比
 
       从与主要发达国家的横向对比情况来看,美国和日本的装配式建筑中钢结构和木结构占比较高。与美国和日本国情不同,我国不具备大量发展木结构建筑的客观条件,但是在发展钢结构方面客观条件已经较为成熟。
 

       2016年,全国粗钢产量达到8.08亿吨,其中钢结构建筑用钢量占粗钢产量约7%左右,远低于美日等国家30%~50%的水平,而钢结构建筑中住宅建筑占比不到5%。钢结构行业“十三五”整体发展规划目标是2020年全国钢结构建筑用钢量占粗钢产量的比例超过10%。2019年全国粗钢产量达到9.96亿吨,较2016年已增长23%。在钢产量和钢结构用钢量占比同时增长推动下,我国钢结构建筑将迎来快速推广期。发展装配式钢结构住宅,不仅是建筑产业现代化的衡量指标之一,也是当下中国钢铁产业消解过剩产能,促进产业升级和经济转型的客观需求。
 

▲我国粗钢年产量增长曲线
 
       (2)建筑全装修及装配式内装逐步普及
 

       美国和日本新建住宅已经实现100%全装修,德国大约80%的新建住宅采用全装修。发达国家的内装修设计从属于建筑设计范围,装配式装修、设备装修同住宅工业化并行,基本消除了湿作业,部品化程度很高。而我国2019年全装修交房300万套,占比30%,较发达国家还有很大的差距,且现阶段所谓的“全装修”方式仍以传统湿作业方式为主,装配式内装占全装修比例仅25%左右,且主要应用于新建保障性住房项目中。
 

▲各国住宅全装修比例
 
▲装配式内装修局部
 
       今后商品住宅项目中装配式建筑在继续推动建筑主体结构预制的同时,将更加注重装配式内装应用。随着装配式建筑与全装修的政策推进落实,特别是保障房项目中装配式内装的日益普及,适于各种档次装修标准的装配式内装部品部件将更加丰富和成熟,装修设计标准和质量管控体系也将更加完备,全装修及装配式内装迎来巨大的发展机遇。
 

       (3)标准化设计及研发更受重视
 

       装配式建筑注重设计的标准化,而房地产企业也将更加注重具有较强市场竞争力的标准化户型的研发和推广,更加注重户型设计的知识产权保护。以往分布较为分散的户型面积区间,凝结成几个典型面积段的标准户型,不仅可以满足装配式建筑主体结构预制等的技术要求,还兼顾用户对房间布局可以适当灵活调整的空间需求,还可以适应多种规划背景下的产品供货需求,成为房产企业的主打产品。标准化的户型同高度技术集成的装配式内装结合,在同一户型空间,面向不同家庭成员数量和不同发展阶段的家庭,提供多种选项的定制化空间,更方便业主随着物联网和智能化技术更新进行更加人性化、更具未来感的家居生活改造。房产企业将不仅仅是为业主提供一个基本生活空间,更是为业主创造一种立体多维的美好生活体验。
 

       结语
 

       发展装配式建筑符合我国创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,已经成为我国现阶段社会经济发展的客观需求。在全国和各省市政策的大力推广与带动下,也正在逐步实现各阶段的发展目标。作为地产企业,只有积极因应装配式建筑的发展趋势,深入研发和打造符合装配式理念要求、带有企业特色、具备核心竞争力、兼顾成本优势的优秀产品,才能在今后的市场中更加游刃有余。


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