文/羅毅(宜賓市國有資產(chǎn)經(jīng)營有限公司)
2015年12月中央召開城市工作會議,確定我國城市建設和發(fā)展思路,提出要大力推動建造方式創(chuàng)新,以推廣裝配式建筑為重點,推動新型建筑工業(yè)化,促進建筑業(yè)轉型升級。這也是推進供給側結構性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措。
裝配式建筑(Prefabricated building)是將部分或者全部的構件在工廠預制完成,然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,將構件通過可靠的連接方式組裝而成的建筑。這將徹底改變傳統(tǒng)建筑行業(yè)在工地上建筑施工的建造方式,符合中央提出的“大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,建設節(jié)約型社會”的方針。
裝配式建筑技術契合對建筑業(yè)精細化、信息化、綠色化、產(chǎn)業(yè)化及系統(tǒng)協(xié)同的管理需求,目前在國內處于起步階段,其推進速度、運用成果與預期效果相比還不理想,同發(fā)達國家相比較還有較大差距。我國建筑業(yè)在國內GDP中的比重長期處于6%左右的高位,因此,研究裝配式建筑技術在全過程工程建設施工中的價值與應用,探索提高工程建設管理水平,提升項目綜合效益的方法與途徑,具有深遠的積極意義(羅毅,2018)。
一、國內裝配式建筑的主要推廣政策
2016年9月,國務院辦公廳發(fā)布《大力推廣裝配式建筑的指導意見》,將全國范圍劃分為重點推進地區(qū)、積極推進地區(qū)、鼓勵推進地區(qū)3個層級,明確提出因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結構、鋼結構和現(xiàn)代木結構等裝配式建筑。要求力爭用10年左右的時間,使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。自此,裝配式建筑正式上升到國家戰(zhàn)略層面。
2017年2月國辦發(fā)19號文件,即國務院辦公廳《關于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》,提出堅持標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用,推動建造方式創(chuàng)新,提高裝配式建筑在新建建筑中的比例,實現(xiàn)建筑舒適安全、節(jié)能高效。
2017年3月,住房城鄉(xiāng)建設部印發(fā)《“十三五”裝配式建筑行動方案》《裝配式建筑示范城市管理辦法》《裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地管理辦法》的通知,提出到2020年,全國裝配式建筑占新建建筑的比例達到15%以上,其中重點推進地區(qū)達到20%以上,積極推進地區(qū)達到15%以上,鼓勵推進地區(qū)達到10%以上。形成裝配式建筑專業(yè)化隊伍,全面提升裝配式建筑質量、效益和品質,實現(xiàn)裝配式建筑全面發(fā)展。
2018年3月住房城鄉(xiāng)建設部建筑節(jié)能與科技司印發(fā)《2018年工作要點的通知》,要求穩(wěn)步推進裝配式建筑發(fā)展,研究編制裝配式建筑領域技術體系框架,推動編制裝配式建筑團體標準,提升裝配式建筑技術及部品部件標準化水平,培育專業(yè)化企業(yè),提高全產(chǎn)業(yè)鏈、建筑工程各環(huán)節(jié)裝配化能力,整體提升裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。
各省市根據(jù)中央的整體戰(zhàn)略部署要求,相繼出臺了裝配式建筑的推廣政策。北京、上海、四川、江西、江蘇、武漢、鄭州、濟南、青島、寧波等地,在推廣裝配式建筑發(fā)展方面提出了更高的標準要求,規(guī)劃提前至2020年,裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%,甚至有達到35%,其中部分地域細化到政府投資工程裝配式建筑面積占比達到70%以上。例如鄭州市提出到2025年年底,政府投資或主導的項目原則上要達到100%比例。
與政策提出的量化建設面積比例相應的,在完善裝配式建筑標準規(guī)范,推進集成化設計、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、部品部件生產(chǎn)規(guī)?;髽I(yè),打造具有現(xiàn)代裝配建造水平的工程總承包企業(yè)以及與之相適應的專業(yè)化技能隊伍,出臺規(guī)劃審批、基礎設施配套、指標考核、財政稅收、面積補貼、達標后費用補貼等方面,也出臺了各類推廣及鼓勵政策。
二、裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
早在一個多世紀以前的1910年,世界著名建筑大師德國的格羅皮烏斯就提出了裝配式混凝土建筑的概念設想,是最早倡導走建筑工業(yè)化道路的人之一。而單一的PC裝配式構件可追溯到更早的1845年德國生產(chǎn)出的人造石樓梯——全世界第一個混凝土預制件。1926—1930年間在柏林建造的戰(zhàn)爭傷殘軍人住宅區(qū),建成后成為德國最早的預制混凝土板式建筑。緊隨其后,美國、英國、法國、日本等發(fā)達國家迅速發(fā)展了裝配式的工業(yè)化建筑產(chǎn)業(yè)。時至今日,大規(guī)模的裝配式混凝土建筑實踐也已經(jīng)有半個多世紀了。
我國在上世紀50年代就興起預制構件建筑,但技術發(fā)展長期處于停滯狀態(tài),真正意義上的現(xiàn)代裝配式建筑(滿足裝配式建筑預制率≥15%、裝配率≥30%等要求)起步較晚,至今不過十幾年的發(fā)展歷程。自2013年國家發(fā)改委和住建部聯(lián)合下發(fā)《綠色建筑行動方案》以來,行業(yè)在政策的推動下,進入了快速發(fā)展的階段,2017年中國裝配式建筑市場規(guī)模占全球的比重上升至35%。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的報告數(shù)據(jù)顯示:2016年全球裝配式建筑市場規(guī)模1576億美元,較上年大幅增長30%以上,主要是由于中國市場的快速發(fā)展,2016年中國裝配式建筑市場規(guī)模增長率達到150%,2017年全球裝配式建筑市場規(guī)模達到近2000億元(陸瀾清,2018)。
中國的裝配式建筑發(fā)展大致可分為4個階段:從上世紀50年代開始的起步期、探索期、轉型實踐期,到2010年起的快速發(fā)展期。作為首都的北京市,2017年在土地招拍掛環(huán)節(jié)已落實裝配式建筑項目占到總出讓面積的80%,并同時制定了土地、財政、預售管理等7個方面激勵政策。2017年,深圳市全市裝配式建筑項目規(guī)模達1000萬平方米,實現(xiàn)了裝配式建筑項目規(guī)?;鲩L。上海、長沙、鄭州等地也在裝配式建筑方向取得了不俗的發(fā)展速度。未來雄安新區(qū)的建筑百分之八九十都將是裝配式建筑。萬科集團、遠大住工、北京住總、杭蕭鋼構等一批代表性企業(yè)積極切入市場,順應國家綠色建筑戰(zhàn)略發(fā)展方向,走在時代的前列。
雖然當前中國的裝配式建筑市場規(guī)模約占到全球比重的1/3,但這是基于我國作為全球第一建筑大國的絕對數(shù)量規(guī)模因素。相對于西方發(fā)達國家的裝配式建筑經(jīng)過幾十年甚至上百年,已經(jīng)發(fā)展到了相對成熟、完善的階段而言,國內裝配式建筑占新建建筑面積比例僅在5%左右,裝配式建筑在中國還處于起步階段,距離《“十三五”裝配式建筑行動方案》提出的目標(到2020年全國裝配式建筑占新建建筑的比例達到15%以上)還有很大差距,中國裝配式建筑落地和實施仍任重道遠。
三、裝配式建筑的主要理解誤區(qū)
1.裝配式建筑是老舊預制構件技術翻版,屬淘汰技術
許多人不理解為啥要“重提”發(fā)展裝配式建筑,這不就是原來熟悉的那個預制樓板、預制樓梯、預制過梁等落后生產(chǎn)方式嗎?抗震效果差、接縫多難處理、防水性能差,強度遠弱于現(xiàn)澆框架,最多只能建到8層以內,如果現(xiàn)在連柱、梁、墻板也預制裝配,應該強度更低。似乎除了費用省、現(xiàn)場噪音少以外,沒有其他好處了。持這個觀點的,在建筑行業(yè)內的專業(yè)人士當中也頗有市場。
要理解裝配式建筑,首先要了解什么是PC構件?PC為precast concrete(混凝土預制件)的英文縮寫,不是所有部件都能PC化,例如基礎、地下室底部等加強部位就不能使用PC構件。原老式建筑的主體結構裝配率較低,在15%以下,只能叫做應用了少部分PC構件的建筑。隨著現(xiàn)代工業(yè)化技術的發(fā)展,在材料選擇、施工工藝、技術水平、質量標準、結構理論等方面與老舊的預制構件建筑體系相比,有著全新的改良與提升。新型裝配式建筑的種類包括:砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑、升板和升層建筑等。結合新型聯(lián)結工藝,如灌漿連接、后澆混凝土鋼筋連接、后澆混凝土其他連接、疊合構件后澆混凝土連接、干式連接等方式將節(jié)點聯(lián)結起來。只要PC接縫界面的粘接強度高于構件本身砼抗拉、抗剪強度,則強度等同于現(xiàn)澆鋼筋砼強度。遭遇地震時,可通過節(jié)點來有效緩解內部應力。由中建五局承建施工的深圳中海鹿丹名苑項目,其中,8#號樓、9#號樓為裝配式施工,結構高度分別達到147米、124米,僅用370天實現(xiàn)結構封頂,成為我國建筑產(chǎn)業(yè)化住宅的標志性工程。而日本東京都新宿區(qū)在2017年完工的超高層公寓“The Parkhouse”,總共60層,高達208.97米。
2.裝配式建筑成本太高,公開市場難推行,僅適用于政府項目
現(xiàn)階段,裝配式建筑因工藝、物流等因素,確實存在成本相對偏高現(xiàn)象。有統(tǒng)計資料顯示,相比傳統(tǒng)建筑,裝配式建筑每平米增量成本約450元左右,而且預制率越高成本越大,據(jù)估算,預制率每增加10%另增量成本在200元左右。但僅以這類結構成本的絕對數(shù)值去比較考量,而忽略其它綜合因素,就會片面將建筑成本差異放大化;只有將裝配式建筑對抗增量成本的“省錢”因素考慮進去,才能客觀衡量兩者的實際差距。
首先,裝配式建筑的批量生產(chǎn)和組裝特點,具有建造速度快的優(yōu)勢,可縮短工期25%~30%,對于項目管理費用、銷售費用、財務費用的節(jié)約效果明顯。其次,相對于工地現(xiàn)場手工作業(yè),工業(yè)化制造方式能更好地保證精度和質量,節(jié)省資源、減少返工和浪費。特別是當今社會建筑業(yè)的人工成本不斷攀升,推行裝配式方式的人力成本優(yōu)勢正逐漸顯現(xiàn)。此外,大板結構帶來的“得房率”(The rate that get a house)約10%的增量,增加房屋的使用面積。同時,可受益于各地發(fā)展裝配式建筑出臺的相應達標政府補貼政策。最后,建造方式轉變帶來節(jié)水、節(jié)材、降噪、減少垃圾,材料回收再利用、環(huán)境效應等的改善,成品建筑也因諸多節(jié)能措施的采用將帶來長期使用費用的“隱形”節(jié)省(陳華泉,2018),是綠色建筑帶來的社會效益,是社會發(fā)展進步中企業(yè)應盡的社會責任,這部分不能完全以當期經(jīng)濟得失去衡量。
3.裝配式建筑是結構化思維
將建筑物裝配化理解為主體結構思維,是狹義的裝配式結構概念。按照這個認識,或將過分重視主體結構而忽視整體建筑,于是設計、施工主要是基于裝配式結構的思路。廣義的裝配式建筑,是新型建筑工業(yè)化背景下的產(chǎn)物,是建筑整體建造方式的轉變,以工廠部件預制+現(xiàn)場拼裝結合,是模數(shù)化精準設計、標準化裝配技術和智慧化部品配套等建筑系統(tǒng)的整體集成。以建筑功能為核心,以結構布置為基礎,實現(xiàn)主體結構系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、設備與管線系統(tǒng)和內裝系統(tǒng)的一體化。裝配式建筑不僅僅是預制+裝配,而是以裝配的方式來實現(xiàn)新型建筑工業(yè)化,綜合應用BIM等技術工具,在房屋建造的全過程中采用標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工和全過程的信息化管理為主要特征的工業(yè)化生產(chǎn)方式,形成完整的一體化產(chǎn)業(yè)鏈(中國建設報,2014)。
四、裝配式建筑的技術創(chuàng)新及機遇
發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革。相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑,裝配式建筑可縮短施工周期25~30%、節(jié)水約50%、節(jié)約木材約80%、減少用工量50%、減少建筑垃圾70%以上,并顯著降低施工粉塵和噪聲污染(蘭兆紅、嚴偉,2017)。同時裝配式建筑的模塊化更精準,有利于整體質量,并且增加使用壽命,使得現(xiàn)場操作簡便安全,施工損耗大幅降低,顯著提高建筑材料的回收利用率,標準化讓模具周轉率最大化,讓資源利用由粗放向集約轉變。同時預制大板結構可有效增加建筑物的使用面積,提高空間效率,降低“比較建安造價”(Comparison of building installation cost)。
研發(fā)、設計、施工的深度融合,加之全產(chǎn)業(yè)鏈各專業(yè)性的配套服務,才能實現(xiàn)裝配式建筑的節(jié)能增效優(yōu)勢。作好預制構件標準化部品、裝修機電一體化、智能設備等研發(fā);關鍵節(jié)點、防水、防火、保溫、隔聲、抗震裝配設計,例如應用BIM+裝配式技術,以BIM進行建模和裝配式分析、一體化裝修設計、管線碰撞模擬分析、導入先進的電熱采暖安裝技術和工藝等;運用管理協(xié)同,作好現(xiàn)場總裝計劃、現(xiàn)場總平布置、總裝建筑品質控制的現(xiàn)場施工管理;加強技術攻關、完善裝配式建筑施工技術體系、創(chuàng)新材料新品開發(fā)、創(chuàng)新吊裝等重型設備開發(fā)制造,提升建造能力和信息化水平,提高能源的綜合利用率,合力創(chuàng)建被動式超低能耗綠色建筑。
按照規(guī)劃要求,2020年裝配式建筑面積將超過8億平方米,以每平米2500元測算,市場規(guī)模將超過2萬億元。2025年的市場規(guī)模將達到4.7萬億元。據(jù)權威研究機構測算,10年后,中國裝配式建筑市場每年至少存在6萬億的市場。
五、促進裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議
1.改革現(xiàn)行的承發(fā)包模式,積極推行EMPC模式
E(Engineer規(guī)劃設計)、M(Manufacture制造)、P(Procure采購)、C(Construct建造),4個環(huán)節(jié)由一個主體來牽頭實施,實現(xiàn)系統(tǒng)集約化。把制造環(huán)節(jié)納入整個建設流程當中,有效解決部品生產(chǎn)的標準化問題。建筑單元的構件標準化,既提高了效率,又能節(jié)約資源。相對于現(xiàn)行的EPC總承包模式,打通裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈,能夠提供住宅建造的整體解決方案。
2.完善國家規(guī)范標準制訂,推行科學的測評與定量考核
與歐美、日本等有六七十年裝配式建筑的發(fā)展經(jīng)歷相比,中國還處于初級起步階段。近幾年國家和各省陸續(xù)出臺了《預制預應力混凝土裝配整體式框架結構技術規(guī)程》《裝配式混凝土結構技術規(guī)程》《裝配式混凝土建筑技術標準》《鋼筋套筒灌漿連接應用技術規(guī)程》等法規(guī)或標準,特別是2018年2月1日起實施的《裝配式建筑評價標準》,動態(tài)取代原有的《工業(yè)化建筑評價標準》,逐步建立起行業(yè)的標準規(guī)范體系。
但整體而言,仍然存在規(guī)范標準不統(tǒng)一、標準管理水平不高、節(jié)點關鍵技術不完善等標準頒布滯后現(xiàn)象。應加快推進《裝配式建筑用門窗技術規(guī)程》《裝配式混凝土建筑工程總承包管理標準》《裝配式內裝修技術標準》《裝配式建筑部品部件分類和編碼標準》《裝配式建筑職業(yè)技能標準》《裝配式住宅建筑檢測技術標準》《裝配式建筑信息模型交互標準》等相關規(guī)范、標準的編制、限制使用產(chǎn)品的技術目錄,以及技術管理要求和導則的落地。同時在重點城市建立省級裝配式建筑部品部件檢驗檢測中心,做到有據(jù)可循、科學測評、定量考核,進一步完善行業(yè)監(jiān)管。
3.增強產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持力度,強化產(chǎn)業(yè)激勵措施
目前在國家層面對新型建筑工業(yè)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持政策力度較弱,各地方政府制定的扶持政策,還存在產(chǎn)業(yè)激勵措施不系統(tǒng)、技術體系集成研發(fā)不重視等問題,對建筑工業(yè)化的長遠發(fā)展缺少科學的系統(tǒng)規(guī)劃。要在3年時間內完成裝配式建筑面積占比新建建筑由5%大幅度提升至15%,必須依靠大力度的產(chǎn)業(yè)扶持政策與激勵措施。
政策上應加大容積率獎勵(面積獎勵)、節(jié)能專項資金補貼、允許提前預售回款、節(jié)稅節(jié)息等組合式鼓勵政策,彌補裝配式建筑的增量成本;開展裝配式企業(yè)高科技型或節(jié)能型標準認定,對滿足條件的企業(yè)給予用地、稅收、信貸等方面的優(yōu)惠待遇;扶持骨干企業(yè)、培育產(chǎn)業(yè)集群、積極培育住宅產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈集團企業(yè),促進產(chǎn)業(yè)鏈上下游節(jié)點企業(yè)的配套和貫通,引導優(yōu)勢企業(yè)的示范引領和帶動作用;對于裝配式商品住房的購房者,可以享受政策范圍內的貸款優(yōu)惠,還可以給予每平方米的政府補貼基金。以常態(tài)化的政策支持和創(chuàng)新實效的激勵機制,促進市場自身的良性循環(huán)。
4.鼓勵企業(yè)自主研發(fā)、提升整體實力,以綠色精品主動贏取市場
裝配式建筑關鍵技術和成套技術的研發(fā)運用,關系著建筑工業(yè)化的進程。國內企業(yè)一方面應該“走出去,引進來”,學習德國、美國、日本等發(fā)達國家的建筑技術;一方面也須要加大自主研發(fā)投入,開發(fā)具有中國特色的創(chuàng)新技術和實用部品;還可以在人工智能、大數(shù)據(jù)管理方向有所作為,提質節(jié)能增效,為裝配式建筑的設計、生產(chǎn)、施工和建設管理提供有效的技術保障。例如中民筑友的創(chuàng)新專利——百變住宅,發(fā)揮按需定制(According to the need to customize)的優(yōu)勢,將住宅內部空間的打造權利完全交由購房者,既滿足不同年齡階段購房者的個性化需求,有廣闊的市場空間,又能加快整個裝配式住宅工業(yè)化的進程。
橫向上,企業(yè)除了在新建建筑領域內積極競爭,還可以充分運用裝配式技術在舊房改造中的完整產(chǎn)業(yè)鏈條,在“城市更新”(Urban renewal)——對老舊街區(qū)或建筑物的改造實踐中有所作為(羅毅,2017)。縱向上,培育和鼓勵企業(yè)從單環(huán)節(jié)介入“生產(chǎn)”“裝配”,到多環(huán)節(jié)介入全產(chǎn)業(yè)鏈一體化的“研發(fā)—設計—生產(chǎn)—裝配”,再上升到整合運營與維護的“平臺型企業(yè)”,集約規(guī)模化生產(chǎn),提高效率,從整體上降低企業(yè)成本,提升企業(yè)整體實力與市場競爭能力。
5.加強后備人才建設,提供智力保障和管理支撐
據(jù)統(tǒng)計,我國建筑產(chǎn)業(yè)化專業(yè)技術人才缺口已近100萬人,特別是建筑產(chǎn)業(yè)化所需后備人才在高校培養(yǎng)中仍是空白,我國高校的土建類專業(yè),都是以傳統(tǒng)建筑學理論知識為主,缺乏“裝配式建筑”的專業(yè)教學,行業(yè)人才短板明顯。目前從事建筑產(chǎn)業(yè)化的新型技術人才數(shù)量少、整體素質不高,技術管理復合型人才更是稀缺。
人才是第一生產(chǎn)力,需要謀劃好裝配式建筑所需的技術和管理人才培養(yǎng)路徑,做好科研攻關、教師隊伍建設、高校專業(yè)學歷教育、職業(yè)技能培訓、應用型培訓、管理咨詢類培訓等全方位、多層次的人才培養(yǎng),為建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展集聚智力與管理支撐。
發(fā)展裝配式建筑是全社會和全行業(yè)的價值工程,堅持建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化方向,堅持機械化、智能化和綠色化的發(fā)展目標,把建筑裝配化作為加速建筑產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要抓手,通過工業(yè)化手段,實施設計、生產(chǎn)、施工、裝配、裝修一體化,實現(xiàn)建筑綠色制造“全生命周期”的可持續(xù)發(fā)展。推動裝配式建筑發(fā)展的進程,需要政府推動、政策幫扶、標準引導、企業(yè)參與、產(chǎn)業(yè)聯(lián)動、行業(yè)支持。發(fā)揮裝配式建筑提質增效、節(jié)約資源、減少污染、改善作業(yè)條件、環(huán)保生態(tài)、智能化發(fā)展的技術優(yōu)勢,順應供給側結構性改革要求,助力我國從建筑大國轉變?yōu)楝F(xiàn)代化的綠色建筑制造強國。
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