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迎难而上装配式建筑能否引领未来发展?
发布人:万博manbetx官网 来源:万博manbetx体育 日期:2020-02-03 10:31

  (1)国家鼓励发展装配式建筑。根据《“十三五”装配式建筑行动方案》,2020年前全国装配式建筑占新建比例达15%以上,中证鹏元保守假设2019、2020年装配式建筑新开工面积占全国房屋新开工面积比重分别为14%、16%,全国房屋新开工面积分别为21.00亿平方米、19.5亿平方米;从而我们推断出2020年装配式建筑投资增速在6%以上。

  (2)我国装配式建筑的专业化分工尚未形成,在技术和管理效率方面存在较大进步空间;因预制构件制造技术壁垒低,纯制造构件小企业等容易被淘汰;建筑产业链上的企业在集团化和专业化发展方面还有较长的要走。

  (3)除了技术和管理模式尚需发展,成本因素是业主和开发商的直接矛盾,不利于装配式建筑的推广;我国装配式建筑还未实现大面积开展,下游市场不成熟,导致预制构件及配套部件也未形成规模化生产,因此装配率越高,单位成本越高,我们简单估算,小高层建筑装配率每增加10%,单位成本增量在70元左右,高层建筑装配率每增加10%,单位成本增量在80元左右。

  (4)装配式建筑的运储环节成本较高。在运输过程中构件质量无法保障。装卸车等待时间过长、运输车空驶率较高、信息化管理不成熟等问题导致预制构件运输成本比普通泥沙高。

  (5)建筑的装配率越高,人工费占建安费比例越低。装配式建筑可以减少人工的投入,故人力成本高的东部地区更有动力发展装配式建筑,2018年上海、浙江、江苏最快落地发展装配式建筑。

  装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而形成的建筑,是工业化程度较高的建筑。按结构材料分类为预制装配式混凝土结构建筑(以下简称“PC结构建筑”)、钢结构建筑、木结构建筑。

  我国装配式建筑经历了“发展-停滞-发展”的起伏波动。1950s,新中国首次提出了建筑工业化的口号;1960s至1970s国民经济的高速发展,促成了PC建材推广应用。

  1980s大批农民工涌入城市后为建筑业提供了大量廉价劳动力,大模板现浇钢筋混凝土技术应运而生,受当时技术、材料、工艺等,已建成的装配式大板建筑因“热、裂、漏”等缺点引起居民不满,装配式建筑发展骤然停滞;1990s建筑技术仍原地踏步;2000s因《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002的出台,预制构件的应用受到很多[1],叠加预制构件节点处理问题复杂,现浇房屋建筑几乎全部替代了装配式房屋建筑,但在市政工程领域[2],预制技术始终占主导地位。

  随着施工现场湿作业复苏,现浇技术缺点开始,如人工劳动强度大、养护耗时长、现场污染严重、普遍存在质量问题等,叠加建筑业劳动力市场出现人工短缺,故现浇为主的传统建设方式不可持续;2010s为克服过去装配式大板建筑缺点,装配整体式结构[3]应运而生,政策也开始引导发展装配式建筑。装配式建筑发展意义重大,有利于降低能耗、减少施工污染、提高工程质量、提高施工效率、促进形成新兴产业,具体见表1。近年,为了进一步加强低碳、绿色、环保,住建部开始加大鼓励装配式建筑发展,政策见表2。

  政策持续加码,国家鼓励发展装配式建筑,我们预计2020年装配式建筑投资增速在6%以上;装配式建筑产业链上的企业在技术和管理效率方面存在很多不足

  近年我国建筑产业现代化进程加快。2015年11月,住建部发布了《建筑产业现代化发展纲要》,计划到2020年装配式建筑占新建建筑的比例20%以上,到2025年装配式建筑占新建筑的比例50%以上。

  2017年3月,住建部印发了《“十三五”装配式建筑行动方案》,提出到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。具体实现情况见图1。

  通过以上两个文件,我们发现国家计划2020年装配式建筑占新建建筑的比例从20%下滑至15%,由此可以看出装配式建筑推广较有难度。这是由于我国装配式建筑还处于发展初期,在技术和管理模式方面还存在较大进步空间,具体如下:

  1.技术的标准规范体系仍有待提升。国内尚未形成适宜规模推广的通用装配式技术体系,部分技术体系因专家、企业等多方意见不一致,未能形成标准。技术标准的缺失,使得企业竣工后只能通过专家论证等方式验收,且难以向消费者普及宣导。

  3.工人施工技术和监管不到位,导致部分关键节点质量不达标,一些装配率低的项目,现浇和装配交叉作业,增加施工复杂性,多数施工企业不舍得投入资金研制设备,而现阶段装配式建筑技术多以企业自主研发为主,科研投入不足。

  我国现行工程建设管理模式不能适应装配式建筑项目的要求。我国装配式建筑相关企业发展模式尚在探索中,目前专业化分工尚未形成,各个环节单打独斗,导致项目技术衔接出现空白,这既降低了建设效率,又增加了安全隐患。另外,因构件制造技术壁垒低,纯制造构件小企业等容易被淘汰。建筑产业链上的企业在集团化和专业化发展方面还有较长的要走。

  为积极应对发展装配式建筑的挑战,国家后续推出诸多行业标准和激励政策,由此能看出我国推动装配式建筑发展的决心,主要政策和标准如下表。

  随着政策力度的不断加大和标准体系不断完善,我国装配式建筑开工面积呈增长态势,据住建部不完全统计[4],2018年我国装配式建筑新开工面积约2.90亿平方米,占全国房屋新开工面积比重为13.85%。

  假设1:根据《“十三五”装配式建筑行动方案》,2020年前全国装配式建筑占新建比例达15%以上,我们假设2019、2020年装配式建筑新开工面积占全国房屋新开工面积比重分别为14%、16%;

  假设2:房地产新开工面积方面,2018年末新开工面积基数及增速较高, 由此2019年1-11月房地产投资增速维持高位,预计全年房地产开发投资增速仍将保持10%左右的高位,房地产开发投资较有韧性,但2019年以来土地购置增速持续为负,调控政策预计不放松,房产销售走弱且融资约束加强,房地产开发投资增速和新开工面积增速将有所下滑。由此我们保守假设,2019、2020年全国房屋新开工面积21.00亿平方米、19.5亿平方米。

  根据假设1和假设2,我们预计2019、2020年新开工装配式建筑面积分别为2.94亿平方米、3.12亿平方米,按每平方米造价2,300元计算,2019、2020年我国装配式建筑市场规模分别为6,762亿元、7,176亿元(建筑整体建安工程造价,含非装配式建筑部分),同比增长1.38%、6.12%。

  除了技术和管理模式尚需发展,成本因素是业主和开发商的直接矛盾,建筑单位成本差异主要系材料和人力成本差异,另外,装配式建筑的运储环节成本较高

  除了技术和管理模式尚需发展,成本因素是业主和开发商的直接矛盾,不利于装配式建筑的推广。由于木结构建筑更适合低矮别墅建筑,故我国木结构建筑占比较低,下文研究以PC和钢结构建筑为主。各类装配式结构对比如下表。

  目前我国装配式建筑还未实现大面积开展,下游市场不成熟,导致预制构件及配套部件也未形成规模化生产,因此层高相同情况下,预制装配率[7](以下简称“装配率”)越高,装配式建筑单位成本越高。根据住建部2016年发布的《装配式建筑工程消耗量定额》,我们简单估算,小高层建筑装配率每增加10%,单位成本增量在70元左右,高层建筑装配率每增加10%,单位成本增量在80元左右。

  装配率相同的情况下,“高层[8]住宅”单位定额成本大于“小高层[9]住宅”。装配率范围为20%-60%时,小高层住宅单位成本范围1,990元/平方米-2,277元/平方米,高层住宅单位成本范围为2,231元/平方米-2,559元/平方米,现浇建筑单位成本小于2,000元/平方米,百分之百钢结构高层住宅单位成本2,776元/平方米。

  综上,现浇高层住宅和装配率为60%高层PC结构住宅单位成本相差近560元/平方米,现浇高层住宅和百分之百钢结构高层住宅单位成本相差近780元/平方米。

  房屋建筑单位成本主要是建安费用,单位建安费用占单位成本比重始终在85%左右小幅波动。建安费用主要是由人工和材料费构成。根据住建部2016年发布的《装配式建筑工程消耗量定额》,小高层和高层住宅建安费用组成情况非常相似,装配率范围为20%-60%时,材料费占建安费用比例65%-76%,人工费占建安费用比例12%-20%;随着装配率提高,建筑的材料费占建安费用比例逐渐提高,人工费占建安费比例逐渐降低。

  另外,装配式建筑的运储环节成本较高。若预制配件在储存、运输、吊装等环节发生损坏则很难修补,故装配式建筑对运储环节要求很严格。我国预制构件物流运输企业存在信息化程度低的问题,配送效率不高,预制构件运输设备[10]处于发展初期,存在放置、装运不合理和运输安全等问题。在运输过程中构件质量无法保障。装卸车等待时间过长、运输车空驶率较高、信息化管理不成熟等问题导致预制构件运输成本比普通泥沙高。受运储技术和成本,装配式建筑业务存在拓展半径,超过预制构件生产500公里则难以推广。

  综上,建筑单位成本不仅受层高、装配率的影响,还会因原材料价格波动、各地区人工成本不同而产生差异;且相较于现浇建筑,装配式建筑的运储环节成本较高。

  人力成本高的东部地区更易有动力发展装配式建筑,人力成本较低的中部地区主动发展装配式建筑动力较弱,中部地区发展装配式建筑主要依靠补助激励

  建筑业人力成本呈上升趋势,人力成本较高的东部地区适合发展装配式建筑。建筑行业属于典型的劳动力密集型行业,近年来建筑业农民工月平均收入持续增长,增速保持6%以上,且建筑业农民工人数减速放缓,综合来看建筑业人力成本增速呈上升趋势。

  通过上文可知,装配式建筑可以减少人工的投入,故我们分地区来看,我国东部地区人均工资水平最高,我们推测东部经济发达地区的开发商更易有动力发展装配式建筑;我国中部地区农民工人均工资水平最低,现浇建筑对开发商更有吸引力,主动发展装配式建筑动力较弱,中部地区发展装配式建筑主要依靠补助激励,例如,湖南省形成专项资金,适当支持装配式建筑发展,其中对符合省级规划要求的装配式建筑产业给予重点支持。

  另外,根据公开资料,装配式建筑落地速度较快的地区为经济发达的东部地区,例如2018年上海开工装配式建筑面积超2,000万平米,占全市新开工面积比重达74%,浙江省新开工装配式建筑5,692万平米,占全省新开工建筑面积达44%,江苏省新开工装配式建筑面积超2,000万平米,占全省新开工面积比重达15%,占比均高于全国13.85%水平。

  [2] 市政工程领域,例如高速公、桥梁、港口、城市高架、地下管道、地铁盾构管片和预制综合管廊等。

  [3] 装配整体式结构的特点是尽可能采用预制构件,构件之间靠现浇混凝土或灌浆连接措施结合,使得装配后整体结构的刚度、承载力、恢复力、耐久性等同于现浇混凝土结构。

  [5] 钢结构通常在450℃-650℃的温度中就会失去承载能力,发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲。

  [6] 木头的传热能力比钢筋小400倍,比混凝土小8.5倍;大型木材耐火能力相当于钢筋混凝土。

  [7]预制装配率:工业化建筑中预制构件、建筑部品的数量(或面积)占同类构件或部品总数量(或面积)的比率;按照《装配式建筑评价标准》,用预制装配率作为装配式建筑认定指标。

  预制率:工业化建筑室外地坪以上主体结构和围护结构中预制部分的混凝土用量占对应构件混凝土总用量的体积比。

  [8]高层建筑:建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑。(建筑设计防火规范 GB50016-2014(2018年版))。

  [9]在建设部有关中,没有小高层这个概念,它是人们的通俗叫法。通们把普通住宅中建筑高度不超过19米的6层及以下称为多层,大于等于19米,小于36米的7-11层的楼房称为小高层。

  [10]国外预制构件运输挂车是“厢式”,起到安全防护作用,但我国基本不带“厢”。国外发达国家的物流运输主要采用甩挂运输方式,一车多挂,而我国的运输车还较为落后,运输方式也基本还是以一车一挂为主。

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