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中国建筑产业化发展研究报告

来源:中智科博发布日期:2016-11-15点击次数:
我国经济社会发展已经进入城镇化和工业化时代,作为国民经济支柱产业的建筑业迫切需要产业现代化转型升级。2013年元月1日国务院办公厅出台了1号文件《绿色建筑行动方案》,进一步明确了城乡建设将走绿色、循环、低碳的科学发展道路。

        一 项目背景

        (一)《绿色建筑行动方案》的颁布实施

        党的十八大提出的新型城镇化发展战略和“美丽中国”构想为我国未来经济发展指明了方向。2013年元月1日国务院办公厅出台了1号文件《绿色建筑行动方案》,进一步明确了城乡建设将走绿色、循环、低碳的科学发展道路。文件要求:住房城乡建设等部门要尽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,推动结构构件、部件、部品的标准化,丰富标准件的种类,提高通用性和可置换性。推广适合工业化生产的预制装配式混凝土结构、钢结构等建筑体系,加快发展建设工程的预制装配技术,提高建筑工业化技术集成水平。支持集设计、生产、施工于一体的工业化基地建设,开展工业化建筑试点示范工程建设。
 

        (二)建筑产业转型升级和节能减排的迫切要求

        我国经济社会发展已经进入城镇化和工业化时代,作为国民经济支柱产业的建筑业迫切需要产业现代化转型升级。建筑产业现代化是以技术集成型的规模化工厂生产取代劳动密集型的手工生产方式,以工业化制品现场装配取代现场湿作业施工模式,实现住宅部品部件生产的工厂化、施工现场的装配化的绿色建造。可以有效提高劳动生产率,减少原材料和能源的浪费,降低建筑工程成本,实现规模经济效益。
 

        (三)全国各地推进住宅产业现代化的探索实践

        我国建筑产业现代化的探索已有十多年的历程,住建部一直倡导实施住宅产业化工作,在推进产业化技术研究和交流的基础上,组织标准规范的编制修订工作,同时陆续建成一批住宅产业化示范基地,包括住宅开发、施工安装、结构构件、住宅部品等相关产业链企业,对推动我国住宅产业化的广泛实施奠定基础。

 

        与此同时,全国各地建设主管部门通过出台住宅产业化鼓励政策等激励措施,推进产业化试点和示范工程建设,无论是在技术研究还是在工程管理方面都取得了很大进展,积累了许多成功经验。目前北京、上海、沈阳、深圳、南京、合肥等城市已经走在建筑产业化的前列,受到中央及各级政府的高度关注和大力支持。这些成功经验为我国未来十年推进建筑产业现代化提供了很好的借鉴。

 

        企业层面,在全国范围内也相继涌现出一批产业化先行者,地产行业以万科为代表实施了大量试点和示范工程案例,施工企业则以中建和各地建工企业为主,其间许多民营企业也积极加入了产业化实践。总体来说,在东部经济发达地区已具备大力推进建筑产业化的基础条件。

 

        (四)西方发达国家建筑产业现代化的成功经验

        建筑产业现代化是在社会经济发展水平基本实现工业化,以大中城市为中心的区域性产业基础逐步完善之后,系统整合建筑业上下游企业资源,实现分工协作的社会化大生产管理活动。欧美和日本等西方发达国家在二十世纪中后期已经相继完成了建筑产业现代化,有效解决了城市化进程中建筑业高效生产和工程质量的高度统一问题,取得了非常好的实施效果。国外实施建筑产业现代化的成功经验为我们今天发展提供了很好的借鉴。
 

        二 建筑产业现代化的重要意义及必要性

        建筑产业现代化是我国建筑业摆脱人工短缺、资源浪费、环境污染和安全事故频发的必由之路,对我国传统建筑业转型升级,实现绿色可持续发展具有重要意义。
 

        (一) 国家发展低碳经济的必然要求

        传统的现浇或砌体结构的建造方式需要大量的模板、脚手架。现场湿作业过程中木材,钢材、水泥、水消耗量巨大且浪费严重,能源消耗量大。工业化生产的构件在工厂集中生产,生产用水和模板可以做到循环利用,能大量减少施工现场的湿作业,降低资源和能源消耗。

        新型建筑工业化是对传统建筑生产方式的变革,可实现建设的高效率、高品质、低资源消耗和低环境影响,具有显著的经济效益和社会效益,是未来我国建筑业的发展方向。推动建筑工业化生产,可有效地降低资源、能源消耗,实现节能减排,是我国发展低碳经济的必然要求。
 

        (二) 能够应对我国即将到来的人力资源紧缺及人工成本持续提高的难题

        中国城市化和工业化进程迫切需要建筑业抓紧实施工业化以解决下一步我国劳动力短缺和资源消耗过大的问题。国家为解决三农问题,提出了多项扶持政策,农民收入持续增加;80后、90后新生代农民不愿再像父辈那样外出务工,从事繁重的体力劳动。建筑工人将逐步减少,人工成本将大幅增加;建筑工人数量的缺乏以及人工成本的增加将会缩小建筑工业化与传统建筑生产方式成本之间的差别。如果能够将建筑的大部分现场作业转移到预制工厂里面去,将一部分农民工转变为产业工人,使他们享受更好的工作环境和社会福利条件,这必将能够激发工人们的工作积极性,提高人力资源的利用率,明显降低工人的劳动强度和安全事故的发生率,同时也可以减少现场作业工人的数量,降低了生产过程对熟练工人的依赖程度,从而极大的提高了劳动生产率。

 

        (三) 能够有效降低建筑施工对环境的污染

        工业化的建造方式可将大部分湿作业转入工厂,这样可以有效的减少有害气体及污水排放,降低施工粉尘及噪声污染,降低固体垃圾的排放,大大减少了施工扰民的现象,有利于环境保护。

 

        (四) 能够提供高品质的建筑产品

        工业化建造方式能提供高品质、高耐久、节能环保的建筑产品,解决长期以来建筑业存在的各种各样质量问题。由于大多数部品是在工厂生产制造,可以按照一定的作业流程和严格的工艺标准控制产品生产质量,容易满足质量标准要求,现场吊装和少量节点连接作业可大大降低现场工人的工作量和劳动强度,为保证施工质量创造了良好的条件。
 

        (五) 能够有效缩短施工周期

        工业化建造工期一般可缩短20%左右,较短的建造周期可以提升开发商建设期的抗风险能力,并提高投资资金的周转率,改善财务状况,提升盈利水平。

 

        综上所述,发展现代化建筑产业符合国家《产业结构调整指导目录》的产业政策,符合建筑业“十二五”发展规划要求,具有良好的综合社会经济效益。建筑工业化的生产方式利国利民,可以实现多方共赢,是中国建筑工业发展的必然方向,所以我国发展产业建筑现代化意义重大且非常必要。
 

        三 建筑产业现代化的可行性分析

        建筑业已成为我国重要支柱产业,目前我国的建筑产业现代化发展水平整体偏低,建筑企业盈利水平和劳动生产率水平与发达国家相比也有较大差距。我国建筑业发展绝不能依靠粗放型和数量型的增长方式,而应当抓住建筑产业化发展契机,充分发挥科技引领作用,推广“绿色低碳” 的工业化建造模式,升级再造建筑产业链,实施可持续发展战略。

 

        现阶段首先应在面大量广的住宅建设领域大力推进住宅产业化,全面提高住宅建设质量和性能,减少管理环节过多造成的内耗和资源浪费,住宅产业化是未来我国实现住宅功能的高度集成和精细化建造的必由之路。我国必须迅速转变目前的住宅建设管理模式,实行标准化、工业化的产业化设计建造模式。

 

        (一) 政策条件分析

        在国家大力提倡住宅产业化并提出节能减排和可持续发展的政策背景下,国家住建部和全国各地建设主管部门均已成立住宅产业化和绿色建筑推广机构,出台了系列保障性安居工程和商品房推进住宅产业化的激励办法,包括面积奖励、财政补贴、税收优惠以及贷款贴息等政策。住宅产业化和保障性住房政策必将成为推进我国建筑产业化进程的根本保证。

 

        (二) 区位条件分析

        从区位条件上看,我国东部沿海地区经济发展较快,工程建设规模很大,产业化基础较好,具有技术研发和人才集聚优势,市场分工协作比较成熟,实施建筑产业化的时机已经成熟。按经济发展进程和产业规模初步建立我国建筑产业化区域发展模型预测如图1所示。

 

        1 以北京为中心的京津冀和以上海、江苏为中心的长三角地区已成为我国建筑产业现代化发展的两大引擎,未来将成为我国建筑产业化发展的重点核心区,产业规模非常大。

 

        2 以深圳、广州为中心的珠江三角洲和以沈阳、大连、长春为中心东北工业基地是我国建筑产业现代化发展的第二梯队,产业基础好,市场需求大,未来的产业化发展潜力很大。

 

        3 部分中心城市将成为我国建筑产业化发展的第三梯队,如合肥、济南、青岛、成都、武汉、西安、福州、厦门、重庆、长沙、杭州、郑州等,初步具备发展建筑产业现代化的基础条件,是推动我国建筑产业化持续发展的重要支撑。

 

        其他城市和我国的城镇化的发展也将逐步导入建筑产业化实践,但需要因地制宜的利用当地资源条件,不断提高建筑产业化发展水平。

 

图1 我国建筑产业化区域发展模型预测

 

        (三) 产业基础分析

        从产业发展基础来看,我国的构件和部品加工基地已达上万个,主要分布在东部经济发达地区,产品质量和生产规模还有待完善。施工方面各种大型吊装设备已经开发应用成功。东部经济发达地区的产业基础已初步具备规模化实施建筑产业化的条件。

 

        (四)市场需求分析

        住宅产业化市场主要由商品房和保障性住房组成。我国大中城市住宅产品主要以钢筋混凝土结构高层住宅为主,辅以钢结构和砌体结构的低多层房屋。目前钢筋混凝土结构高层住宅主要是全现浇剪力墙形式,今后随着住宅的建造质量和性能的不断提高,采用现浇和预制相结合的装配整体式混凝土框架或剪力墙建造方式会成为主流。商品房和政策性住房的市场定位、设计建造技术和工程管理实施有明显区别,产业化住宅市场特点分析详见表1所示。

 

表1 产业化住宅市场特点分析

 

        商品房工业化主要为市场行为,是由开发商或专业承包商为改进住宅性能、提高住宅建造质量和效率,实现住宅产业化而开发的新一代高端住宅产品。万科集团在全国开发的工业化住宅是商品房产业化的典型代表,因各家追求的目标和关注点不同,工业化商品房的技术标准差异性很大,其技术体系和建造要求都带有企业自身的性格特点。

        政策性住房是政府为低收入群体提供的政策性保障住房,其功能和性能要求比较明确,具有标准化设计建造和统一化运营管理特点,是非常适合采用工业化方式建造的政府投资性产业化公房。全国各地都将其作为推广实施工业化住宅的突破口,借鉴国外公房开发管理模式,多采用政府主导规划和配置资源的有计划开发方式实施,政府提供土地和基础设施、委托设计建造并核定价格。由于其专业性特点,通常由政府认定的专业化公司分别负责设计、生产、施工等环节,该公司要满足人员固定,设备配套,管理规范等要求,不断提高效率,确保工程质量。

        未来随着社会经济发展,对建筑的耐久、抗震与低碳环保等要求不断提高,公共建筑和各类工业建筑也将广泛采用工业化方式建造。另一方面,我国的基础设施建设和改造也将开始新型工业化升级,目前的地铁隧道、城市给排水、公路、铁路等建设项目都已大量采用预制装配结构建造。因此,我国的建筑产业化市场非常广阔,发展潜力非常巨大。

        借鉴国内外建筑产业现代化的发展经验,结合我国经济发展实际情况和地域特点,在长期调研的基础上,制订了我国建筑产业现代化发展规划近期、中期和远期目标(如表2)。规划从产业化城市建设目标、产业化基地建设、产业化工程规模、产业化部品应用等四方面设定不同阶段的目标或指标,贯彻整体规划,分部实施的指导思想。

表2 我国建筑产业现代化发展规划目标

 

        我国建筑产业化发展规模随着社会经济发展水平的提高将不断扩大,图2是2012~2025年我国产业化发展规模预测,从图中可以看出2015年以前是市场培育期,2015年至2020年是产业化快速发展期,2021年至2025年将达到稳步发展成熟期,此时全国范围建筑产业化的年市场规模预计将达到5万亿元,约占整个建筑业总产值的50%左右。

图2 我国建筑产业现代化发展规模预测(2015~2025)

 

        五 建筑产业现代化实施方案

        (一) 建筑产业现代化产业链资源整合方案

        以国家级、省级住宅产业化基地为基础,大型开发、施工企业为龙头,培育一批符合建筑产业现代化要求的产业关联度高、带动能力强的建筑产业集团。通过产业链延伸,形成一批具有新型建筑工业化、住宅产业现代化及专业化特征的产业集群,全面提升我国建筑产业现代化水平。表3为建筑产业现代化产业链整合方案。

表3 建筑产业现代化产业链整合方案

 

        产业化初期应以城市为核心组建产业化联盟,涵盖开发、设计、施工、构件、设备、部品等相关企业,围绕产业化试点或示范项目整合产业链优势资源,确保工程项目实施质量。随着产业化规模扩大和技术管理水平不断提高,产业链相关资源完善,可逐步进行专业化分工和社会化运作。

        (二)产业园功能定位

        以城市为研究对象的产业园可依托示范园区资源整合和研发优势,采用“一园多基地”的模式,在周边原材料产地或部品生产企业较集中的区域建设分基地,整合周边产业资源,为建筑产业现代化规模推广奠定基础。

        产业园功能布局力求产业化项目组成结构完善,形成完整的产业链。主要分为园区总部综合服务区、设计研发平台、产品展示及物流交易平台、产品加工基地、生活配套设施等功能区(如表4)。园区整体规划和建设应遵循绿色、低碳、环保,节能的原则,园区总部综合楼、生活配套设施等建筑可规划建设装配式试点和示范工程,体现产业园的绿色建筑和产业化示范特点,充分展示园区企业的实力和技术优势,使园区真正成为我国建筑产业现代化、新型建筑工业化的引领型示范园区。

        示范园的功能定位可按建筑工业产业链整体配套,通过招商引资和政策配套吸引国内外优秀企业入驻园区,构建产业化总部基地的管理模式,不但可以保证产业化技术推广的质量,还可以有效提高产业示范园的利税经济指标。

表4 产业园功能定位分区

 

        (三) 建筑产业现代化产品体系

        构建完善的产品体系是建筑产业现代化的基础,以城市为中心规划建设产品加工基地,应包括建筑工业园(PC生产厂、钢构加工厂、幕墙门窗加工厂)和住宅产业园(设备、建筑部品等加工和储存区)等两大部分产品体系。

        (四) 新型建筑工业化实施方案

        新型建筑工业化是以施工总承包单位为实施主体,围绕主体结构建造过程进行优化配置资源,改变传统施工方式,采用机械化、工厂化、装配化的精细建造方式,实现建筑施工的质量好、工期短、成本低、安全事故少及环境保护的目标。新型建筑工业化实施方案主要内容如下。

 

  装配整体式框架结构
 
  装配整体式剪力墙结构

 

        (五)住宅产业现代化实施方案

        住宅产业现代化是以开发建设单位为实施主体,整合设计、施工、设备、装修等专业资源,形成住宅产业创新联盟,持续推进住宅设计标准化、产品工厂化、施工装配化、设备集成化、装修一体化的建造方式,实现四节一环保的产业化目标,住宅产业现代化实施方案如下。

  北京万科工业化住宅示范工程
 
  中国建筑技术中心研发楼

        六 建筑产业现代化扶持政策与科技支撑

        (一)建筑产业现代化扶持政策

        目前全国各地已有北京、上海、沈阳、合肥等城市相继制订了推广建筑产业化的指导意见和实施面积奖励等优惠政策,随着产业化鼓励政策的出台和实施,建筑产业化推广应用取得了显著效果。

 

        (二)建筑产业现代化科技支撑

        目前我国的预制装配式混凝土建筑体系和钢结构建筑体系作为新型工业化建筑体系的主要代表,经过多年的研究和推广应用,设计和施工技术已比较成熟,是国家重点推广的新型工业化建筑体系,符合厦门市房屋抗震、抗风及绿色、低碳、环保等要求,在试点和示范工程中可作为主流新型建筑工业化技术体系重点推广。

        建筑工业园产品主要围绕新型建筑工业化结构体系进行规划,其应用技术要求详见表6。住宅产业园的部品体系推广方案详见表7。

 

        建筑产业化关键技术研究主要包括以下内容:

 

        产业化项目标准化设计集成技术

 

        工业化结构体系选型及绿色建造技术

 

        构配件及设备部品高效节能环保生产技术

 

        产业化项目信息化管理模型及应用技术
 

表6 新型建筑工业化结构体系应用技术要求

 

表7 住宅产业现代化部品体系推广方案

 

        (三) 建筑工业化技术标准体系完善

        为更好推广工业化建筑技术运用,依据国家和行业标准的成果,国家建设主管部门编制发布实施了系列建筑产业化地方技术标准,为现代化建筑产业的发展提供技术保障。

 

        1 目前国家及行业标准主要成果

        n 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

 

        n 《混凝土结构工程施工规范 》 GB50666-2011

 

        n 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204(报批稿)

 

        n 《装配式混凝土结构技术规程》 JGJ1-2114

 

        n 《预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程》JG/T006-2005

 

        n 《预制混凝土构件质量检验标准》JGJXX(拟立项编制)

 

        n 《钢筋套筒灌浆连接技术规程》 JGJXX(报批稿)

 

        n 《钢筋连接用套筒灌浆料》 JG/T408-2013

 

        n 《钢筋连接用灌浆套筒》 JG/T398-2012

 

        2 地方标准编制情况

        目前已编制地方标准并付诸实施的有:北京、上海、辽宁、江苏、安徽、广东、山东等地。

 

        为更好推广建筑产业化,做到技术先进、质量优良,经济合理,全国各地均应根据实际需求编制适宜地方特点的应用技术标准。

 

        3 企业标准编制情况

        建筑产业化涉及大量产品及其应用技术标准,对于部品企业可以制订企业标准,提出高于国家和地方标准的实施要求,保持建筑产业化的持续发展和企业的市场竞争力。

 

        七 社会经济效益分析

        国内外产业化实施经验表明建筑产业化具有显著的社会经济效益。建筑产业化是我国建筑业实现产业转型升级的必由之路,不仅可以有效实施四节一环保的节能减排目标,还可以实现提高工程质量、降低工程成本、保证施工安全、缩短建设周期等工程管理目标。

        (一)社会效益分析

        目前,我国正处于快速城镇化的进程中,城镇化率以每年大约 1个百分点的速度提高,到实现“全面小康”的 2020年,我国城镇人口将超过 8亿,城镇化水平将达到60%左右。城镇化是住房需求大量释放的时期,解决城镇新增人口的住房问题将是一个长期的任务。大规模的住宅建造是产生重大经济和社会效益的基础。

 

        1 可以大幅度降低资源和能源消耗,更好实现建筑工业节能减排目标

        建筑产业化可有效节约能源和资源,缩短房屋生产周期,减少使用期的维护管理费用。图3为房地产龙头企业万科集团提供的详细技术指标分析,产业化建造与传统生产方式相比,工业化住宅生产可降低约50%左右的施工材料消耗,减少约20%的用水量,节约能耗3%;同时减少80%的施工垃圾和二次装修垃圾,节能减排效果非常明显。

 

图3 产业化建造与传统生产方式资源消耗指标

 

        2 能够有效提高工程施工质量

        装配式工业化住宅构件和部品的标准化、工业化生产和安装,预制构件表面平整、尺寸准确,密实度高,能获得较好的混凝土强度,而且能将保温、隔热、水电管线、装饰装修等多方面功能要求结合起来。混凝土质量的提高,可有效提高混凝土构件的耐久性,降低后期的维护费用,能延长建筑物的使用寿命10~15年,由此带来的经济效益明显,也有利于结构百年设计目标的实现。

 

        3 改善施工作业环境,降低工人劳动强度

        工业化程度的提高、生产环境的改善,可减少单位工程的劳动力用量和降低工人劳动强度,符合“以人为本”的发展理念;住宅构配件及部品在工厂生产会增加区域和行业的就业机会;现场湿作业减少和材料遗洒减少,有利于文明施工、环境保护和减少施工扰民;操作环境的改善及现场作业的减少,还可大幅度减少质量安全事故的发生,更好地保障劳工的生命安全。

 

        (二)经济效益分析

        我国的建筑产业现代化尚处于起步阶段,各方面资源配套还有待不断完善,产业化试点及示范工程规模较小,与传统施工方法相比建设成本相对偏高,主要体现为社会效益比较明显。随着产业化建造水平的提高和规模化推广应用,建设成本会逐步下降,相反传统施工方法的成本会随着人工费用上涨不断提高,根据北京、上海等地对产业化住宅的初步统计分析,目前的建安成本要高10%左右,预计未来2~3年可实现与传统住宅建造成本持平(如图4)。

 

 

        上图中P为建安成本,N为时间,从曲线图中可以看出,如果传统住宅量逐年下降,其建安造价会逐年提高;相反如果随着产业化住宅量逐年提高,其建安造价反而会逐年下降。预计在2015年后,产业化住宅的规模达到20%的市场份额时,其建安成本将会与传统住宅持平,但其性价比会有明显优势。因此,产业化项目未来发展具有较好的技术经济性和市场开发潜力。

 

        根据上海三个初步工业化住宅小区的统计结果,节约的塔吊相关费用约18元/m2;节省模板和混凝土损耗费用约6元/m2;现场混凝土施工量小,减少混凝土施工费用2元/m2;现场湿作业少,现场施工垃圾减少约15%,节省了垃圾清理和处理费用;预制构件制作质量高,表面效果好,甚至可做成清水混凝土效果,可省略现浇工艺中的抹灰工序,节省费用约25元/m2;住宅建筑的外饰面、保温材料可以和外墙板一起在工厂完成,比现浇工艺节省人工,减少了脚手架的需求,节省外脚手架使用费用约5元/m2。随着技术和工业化率的进一步提高,工业化住宅的综合成本将进一步降低,经济效益将进一步扩大。

 

        产业化项目的风险主要为建设总投资控制、建设及达产的工期控制、产品的市场需求量等三方面因素;项目建设及运行初期具有一定的经营风险,政府可以通过制定鼓励产业化发展的优惠扶持政策及推进政府主导的政策房产业化建造来化解市场需求和价格竞争的风险。如项目建设总投资概算比较适中,实施方案比较明确,完全可以控制住项目的投资概算;建设和达产的工期控制对化解项目风险比较重要,项目建设和运营可以按总体规划,分步实施的原则推进,完全按市场化规则运行,确保项目早投入、早产出,缩短项目的试运行磨合期。

 

        未来十年,我国无论是住宅、公共建筑、工业建筑,还是基础设施的产业化建设规模都非常巨大;经济基础较好的城市实施建筑产业化总体风险可控。

 

        结合我国产业化项目在北京、上海等经济发展较快地区的成功实践,我们认为产业化项目具有技术先进成熟、产品质量高,市场规模大、投资小,回收期短、经济效益好等优势,符合我国绿色建筑和建筑产业化发展方向的要求,建筑产业化实施不但可以取得很好的技术经济效益,还可获得良好的社会环境效益。

        作者:蒋勤俭 



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