淺析建筑工業(yè)化在地產(chǎn)行業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展

吳晨光 Wu Chenguang

自20世紀60年代開始，預(yù)制空心板砌體建筑、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑及裝配式混凝土多、高層建筑等工業(yè)化建筑形式先后在我國住宅產(chǎn)業(yè)和地產(chǎn)行業(yè)中得以廣泛地應(yīng)用。雖然90年代以來，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較普遍；但隨著城鎮(zhèn)化的不斷推進、科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得材料資源消耗巨大，勞動力成本持續(xù)上漲，建筑工業(yè)化因其具備提高勞動生產(chǎn)率、加快施工建設(shè)速度、降低開發(fā)成本、提升工程質(zhì)量水平等優(yōu)勢，不僅成為當(dāng)前社會研究的熱點，更是行業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求和未來趨勢。本文將結(jié)合建筑工業(yè)化發(fā)展的必然性、建筑工業(yè)化應(yīng)用現(xiàn)狀及其結(jié)構(gòu)體系的特點、建筑工業(yè)化的發(fā)展方向等3個方面來闡述建筑工業(yè)化在地產(chǎn)行業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展。

1 地產(chǎn)行業(yè)應(yīng)用發(fā)展建筑工業(yè)化的必然性

1.1 房地產(chǎn)企業(yè)對工程質(zhì)量及建造效率的關(guān)注

隨著建筑施工技術(shù)的發(fā)展，地產(chǎn)公司愈發(fā)重視建筑產(chǎn)品的實施過程，主要體現(xiàn)在：①嘗試提高工程的建造效率，加快項目運營節(jié)奏、縮短項目開發(fā)周期，進而實現(xiàn)公司整體運營效率的提升；②努力滿足客戶對于產(chǎn)品品質(zhì)日益嚴苛的質(zhì)量要求，嚴防系統(tǒng)性滲漏或墻體大面積空鼓開裂等質(zhì)量問題的發(fā)生；③倡導(dǎo)建筑施工低資源消耗化，杜絕材料浪費，有效控制并合理降低建造開發(fā)成本。

1.2 國家及地方政策要求

2016年9月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，提出要以京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區(qū)，因地制宜地發(fā)展裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等裝配式建筑，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%。2017年3月，國家住建部印發(fā)《“十三五”裝配式建筑行動方案》，鼓勵各地建立并健全裝配式建筑政策體系、規(guī)劃體系、標(biāo)準體系、技術(shù)體系、產(chǎn)品體系和監(jiān)管體系，以實現(xiàn)裝配式建筑的全面發(fā)展。與此同時，上海、北京、江蘇、浙江、長沙、廈門、廣州、合肥、沈陽等地區(qū)也相繼出臺了官方實施意見、工作計劃和相關(guān)激勵補貼政策，如：《上海市建筑節(jié)能和綠色建筑示范項目專項扶持辦法》指出：“三星級綠色建筑運行標(biāo)識項目補貼100元/m2，裝配整體式建筑示范項目補貼100元/m2，最高補貼可達1 000萬元”；《長沙市人民政府辦公廳關(guān)于進一步推進裝配式建筑發(fā)展的通知》指出：“預(yù)制裝配化率達到30%的項目補貼300元/m2，預(yù)制裝配化率達到50%的項目補貼400元/m2”等。

1.3 傳統(tǒng)建造方式受到制約

伴隨著社會的發(fā)展與國情的變化，傳統(tǒng)建造方式在工程建設(shè)中的應(yīng)用陸續(xù)開始受到制約，尤其體現(xiàn)在以下兩個方面。

（1）勞動力成本升高，生產(chǎn)效率仍低。一方面，我國人口老齡化加劇，勞動力不斷減少；加之國家政策對農(nóng)村加大補貼力度及農(nóng)村勞動力的大量回流，使得勞動力成本持續(xù)上漲，“用工荒”的問題開始困擾各建筑企業(yè)的發(fā)展。另一方面，我國勞動力仍普遍存在教育程度較低、專業(yè)素質(zhì)不高的現(xiàn)象，人均竣工面積遠遠低于發(fā)達國家水平，勞動生產(chǎn)效率亟待提高。

（2）能源消耗巨大。我國是人均資源匱乏的國家，但建筑業(yè)高耗能、重污染，能源供需矛盾突出。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國建筑用水約占淡水供應(yīng)總量的17%，占城市用水的47%，是世界平均水平的4倍之多；建筑用地約占耕地減少總量的16%，在原屬建設(shè)用地上進行建設(shè)的僅占2.37%；建材生產(chǎn)能耗則約占全社會總能耗的16.7%，其中建筑用鋼、木材、水泥分別為全國總耗量的25%、40%、70%，整體耗能巨大[1]。

1.4 建筑工業(yè)化優(yōu)勢顯著

建筑工業(yè)化因其建筑設(shè)計標(biāo)準化、構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化、施工機械化和組織管理科學(xué)化的特點，與傳統(tǒng)建筑方式相比，具有顯著優(yōu)勢：①可實現(xiàn)建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展；②提高建設(shè)效率和勞動生產(chǎn)率，促進工程建設(shè)的現(xiàn)代化；③通過標(biāo)準化的設(shè)計和生產(chǎn)促動從業(yè)人員提高專業(yè)知識水平，實現(xiàn)人員工作的規(guī)范化，加強生產(chǎn)的連續(xù)性，充分保證工程質(zhì)量，減少安全隱患；④可以催生新的產(chǎn)業(yè)，使經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生新的動能，有利于供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整和產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化。

實施在地產(chǎn)工程項目上，則具體表現(xiàn)為：①現(xiàn)場文明施工有保障，大幅度減少澆筑模板、鋼筋加工量、建筑垃圾等；②外墻防水質(zhì)量易保證，門窗、外保溫與墻板一起預(yù)制，固定可靠，減少滲漏隱患；③外墻裝修質(zhì)量可控，取消了外墻抹灰，降低開裂、空鼓、面磚脫落風(fēng)險；④釋放勞動力需求，降低人工作業(yè)量，減少工人的數(shù)量和勞動強度。由此可知，建筑工業(yè)化在地產(chǎn)行業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展是具有必然性的。工業(yè)化的建造方式在帶來巨大效益的同時，可以有效地滿足企業(yè)快速發(fā)展的業(yè)務(wù)需求，并能夠切實滿足國家及地方政府的政策要求。因此，應(yīng)用、發(fā)展建筑工業(yè)化目前已成為了地產(chǎn)行業(yè)的業(yè)內(nèi)共識。

2 建筑工業(yè)化應(yīng)用現(xiàn)狀及其結(jié)構(gòu)體系的特點

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

萬科集團是行業(yè)中較早開始探索和實施工業(yè)化住宅建造技術(shù)的，其充分借鑒日本工業(yè)化住宅體系的已有成果，通過前期試驗和不斷實踐，在建筑主體、結(jié)構(gòu)體系、裝配工藝、項目管理等方面積累了大量有價值的研發(fā)成果，建立了萬科VSI工業(yè)化技術(shù)體系，形成了內(nèi)澆外掛體系、PCF疊合墻板體系、裝配式剪力墻體系、全預(yù)制框架體系、金屬模板+全混凝土外墻體系等多種適宜的工業(yè)化結(jié)構(gòu)體系，已交付工業(yè)化項目建筑面積合計超過6 500萬m2。目前，工業(yè)化技術(shù)已成為萬科每年交付20余萬套裝修房的關(guān)鍵核心措施[2]。

旭輝集團自2014年以來，亦開始了工業(yè)化住宅的持續(xù)實踐落地。其中，長沙國際廣場項目采用預(yù)制裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，PC預(yù)制內(nèi)外墻板、疊合梁、疊合板，豎向剪力墻為全現(xiàn)澆，預(yù)制比率高達72%。此外，旭輝集團還在2016年特別成立了上海毅匹璽建筑科技有限公司，專門發(fā)展住宅工業(yè)化體系研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的相關(guān)業(yè)務(wù)。

除了萬科和旭輝以外，包括碧桂園、中南、遠大住工、海爾等諸多企業(yè)，都陸續(xù)開始推廣和應(yīng)用工業(yè)化建造技術(shù)。雖然各家企業(yè)在實際應(yīng)用建筑工業(yè)化的過程當(dāng)中總會遇到各種各樣的問題與困難，但這也恰恰促使工業(yè)化建造技術(shù)得到不斷地改進和完善，尤其是結(jié)構(gòu)體系這一核心關(guān)鍵技術(shù)得到日趨成熟的發(fā)展與迭代升級。目前，實際建設(shè)中常見的4種結(jié)構(gòu)體系分別是：裝配式框架/框剪體系、內(nèi)澆外掛體系、疊合剪力墻體系和裝配整體式剪力墻體系。

2.2 裝配式框架/框剪體系

裝配式框架/框剪結(jié)構(gòu)體系是工業(yè)化住宅建筑中應(yīng)用較廣泛的結(jié)構(gòu)體系之一。與裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)相比，其梁、柱等構(gòu)件多為線性構(gòu)件，自重較輕，現(xiàn)場吊裝更加便利，節(jié)點連接處工程量?。▓D1）。但應(yīng)用此種結(jié)構(gòu)體系會對建筑的高度有所限制，且因梁、柱等構(gòu)件的截面尺寸通常較大，使得房率降低的同時，也會影響住戶的室內(nèi)使用感受。

2.3 內(nèi)澆外掛體系

內(nèi)澆外掛，顧名思義，即主體受力構(gòu)件采用現(xiàn)澆，非受力構(gòu)件采用外掛的結(jié)構(gòu)體系。此體系因受力構(gòu)件連接為支?，F(xiàn)澆，專業(yè)審批較快，雖然在結(jié)構(gòu)階段并無工期優(yōu)勢，但在外墻施工階段，卻可不使用外部腳手架而節(jié)約總工期及外架費用。不過，因外墻板為外掛方——會不可避免地造成板縫過多，所以此種結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用對于外墻防水及抗震性能有著較高的要求。全國第一幢商品PC住宅樓——上海萬科新里程20#樓應(yīng)用的便是該種體系（圖2）。

2.4 疊合剪力墻體系（PCF體系）

疊合剪力墻體系（PCF體系）是融合了預(yù)制疊合構(gòu)件、全現(xiàn)澆構(gòu)件(墻體約束邊緣構(gòu)件、暗柱、連梁、異形柱、樓梯、陽臺、雨棚、挑檐等)于一體的結(jié)構(gòu)體系。疊合式墻板由預(yù)制板與格構(gòu)鋼筋制作而成，現(xiàn)場安裝就位后，在預(yù)制板與模板中間澆筑混凝土，格構(gòu)鋼筋可作為預(yù)制板的受力鋼筋及吊點。圖3、4是單側(cè)疊合板及雙層疊合板的應(yīng)用示意圖。雖然PCF體系已經(jīng)過很多項目實踐，技術(shù)基本成熟，但其缺點也比較明顯，即在疊合墻板的設(shè)計應(yīng)用中，通常并未考慮其對結(jié)構(gòu)承載力及結(jié)構(gòu)剛度方面所產(chǎn)生的貢獻，這不僅造成了材料的浪費，也可能使模擬受力分析的結(jié)果與實際情況相差較大，這對于抗震設(shè)計其實是比較危險的。另外，其主體結(jié)構(gòu)（即剪力墻結(jié)構(gòu)）幾乎為全現(xiàn)澆，且與現(xiàn)澆部分連接鋼筋較多，因而現(xiàn)場工作量仍然巨大。

2.5 裝配整體式剪力墻體系（NPC體系）

裝配整體式剪力墻體系（NPC體系）是指由墻板、疊合樓板、樓梯及陽臺等混凝土預(yù)制構(gòu)件組成，在施工現(xiàn)場拼裝后，采用墻板間豎向連接縫現(xiàn)澆，上下墻板間主要受力鋼筋漿錨連接，以及樓面樓板疊合現(xiàn)澆形成整體的一種結(jié)構(gòu)形式。該體系適用于高層，抗震性能較好，戶型設(shè)計靈活，其裝配率可達70%及以上，全部構(gòu)件均可預(yù)制。應(yīng)用此種結(jié)構(gòu)體系一般要求外墻線管預(yù)制到位，難度相對較高；套筒灌漿或漿錨搭接的質(zhì)量也是關(guān)鍵（套筒連接方式可見圖5），通常必須要逐孔檢查以保證結(jié)構(gòu)整體性，減少滲漏隱患。上海萬科翡翠公園項目采用的就是該種體系（圖6）。

以上4種結(jié)構(gòu)體系各有特點，自開始實踐建筑工業(yè)化以來，先后在不同建筑形式中有所應(yīng)用。其中，NPC體系因其較其他結(jié)構(gòu)體系具備更加匹配住宅項目開發(fā)的特點而得到房企們更多的關(guān)注與實踐。除核心結(jié)構(gòu)體系以外，建筑工業(yè)化的相關(guān)技術(shù)當(dāng)然也都有創(chuàng)新發(fā)展，尤其以萬科集團等行業(yè)領(lǐng)先房企為代表，近年來也都在持續(xù)不斷地嘗試“穿插施工、鋁模、全混凝土外墻、免抹灰、薄抹灰、無外架施工、整體衛(wèi)浴”等相關(guān)工業(yè)化技術(shù)或新型工藝、工法，建筑工業(yè)化在地產(chǎn)行業(yè)中整體處于快速發(fā)展的良好態(tài)勢。

3 建筑工業(yè)化的發(fā)展方向

圖1 裝配式框架結(jié)構(gòu)體系

圖2 上海萬科新里程項目

圖3 萬科單側(cè)疊合剪力墻板 圖4 寶業(yè)雙層疊合剪力墻板

雖然在過去的十幾年里，建筑工業(yè)化得到了長足的發(fā)展，但相比于傳統(tǒng)建造方式，依然只占很小的比例，且存在著相關(guān)規(guī)范不成體系、產(chǎn)業(yè)鏈配套不完整等問題[3]。因此，建筑工業(yè)化的應(yīng)用發(fā)展仍可從以下幾個方面開展。

3.1 健全技術(shù)標(biāo)準及規(guī)范體系

加快編制裝配式建筑國家標(biāo)準、行業(yè)標(biāo)準和地方標(biāo)準，逐步建立并完善覆蓋設(shè)計、生產(chǎn)、施工和使用維護全過程的裝配式建筑標(biāo)準規(guī)范體系。

3.2 提升工業(yè)化設(shè)計水平

統(tǒng)籌建筑結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備、部品部件、安裝施工、裝飾裝修等環(huán)節(jié)，積極應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)，提高建筑領(lǐng)域各專業(yè)協(xié)同設(shè)計能力，提升設(shè)計精度、深度。

3.3 增強產(chǎn)業(yè)配套能力

在建筑設(shè)計、生產(chǎn)、施工及設(shè)備制造、運輸、裝修和運行維護等全產(chǎn)業(yè)鏈中，企業(yè)應(yīng)協(xié)同發(fā)展。建議由政府引導(dǎo)企業(yè)合理布局，提高產(chǎn)業(yè)聚集度，培育一批技術(shù)先進、專業(yè)配套、管理規(guī)范的骨干企業(yè)和生產(chǎn)基地，以引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.4 培育產(chǎn)業(yè)人才隊伍

加快培養(yǎng)與工業(yè)化建筑發(fā)展相適應(yīng)的技術(shù)和管理人才，包括行業(yè)管理人才、企業(yè)領(lǐng)軍人才、專業(yè)技術(shù)人員、經(jīng)營管理人員和產(chǎn)業(yè)工人隊伍，促進建筑業(yè)農(nóng)民工轉(zhuǎn)化為技術(shù)工人。

3.5 加大政策扶持力度

除給予容積率面積獎勵及財政補貼外，政府部門可積極引導(dǎo)市場消費導(dǎo)向，如：對于購買工業(yè)化住宅的消費者實行相對優(yōu)惠的首付和購房貸款利率；或?qū)I(yè)化項目適度降低預(yù)售形象進度要求，實行提前預(yù)售綠色通道，激發(fā)企業(yè)的能動性。

4 結(jié)語

發(fā)展建筑工業(yè)化已是地產(chǎn)行業(yè)所公認的未來發(fā)展趨勢，同時，這也是國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與供給側(cè)調(diào)整及建筑業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的未來工作方向。當(dāng)前，建筑工業(yè)化技術(shù)因其能夠有效解決傳統(tǒng)建造方式中生產(chǎn)效率低、資源浪費、質(zhì)量沒有保證等問題，已得到行業(yè)內(nèi)眾多企業(yè)的關(guān)注和實踐，其帶來良好效益的同時，自身也得到了快速地發(fā)展，各種工業(yè)化結(jié)構(gòu)體系搭配新型工藝、工法的施工新方式層出不窮。雖然影響其成熟應(yīng)用的制約因素和問題仍然存在，但我們相信，隨著技術(shù)標(biāo)準及規(guī)范體系的不斷健全、工業(yè)化設(shè)計水平的持續(xù)提升、產(chǎn)業(yè)配套能力的快速增強、產(chǎn)業(yè)人才隊伍的良好培育、政策扶持力度的不斷加大，應(yīng)用發(fā)展建筑工業(yè)化一定可以持續(xù)高效地推動整個地產(chǎn)行業(yè)乃至社會的快速發(fā)展與進步。