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10月第3场直播聚焦 绿色装配式建筑 ,由克而瑞研究中心高级研究员李丹带来《绿色装配式建筑发展及房企应用研究》的主题分享。
李丹
克而瑞研究中心高级研究员
<核心观点>
装配式是现代工业化生产方式的代表,同时,其节能、环保、全周期价值最大化等特点,践行绿色低碳理念,符合绿色建筑可持续发展的要求。
装配式建筑模式将一部分原先在现场施工的钢筋工程、木工支模和混凝土浇筑的劳动力部分转移到了预制构件加工厂,高度集成的产业化优势弥补了劳动力成本增加带来的潜在成本提升。
当前我国的装配式精装整体仍处于成长初期阶段,基于节能环保、模块化设计维修与改造成本低等优势,未来随着政策的推动以及装配式建筑规模的带动,装配式精装存在较大提升空间,发展前景广阔,或将开辟装修领域的新蓝海。
以下为精彩发言
房地产作为高排放、高能耗产业,且涉及产业链庞大,传统的发展模式亟需转变,是我国实现“双碳”目标的关键环节,受到整个行业乃至国家的高度关注。而装配式建筑则基于将建筑工程对环境的破坏程度降到最低,并且有效节约资源,融入了绿色环保理念,是绿色低碳地产的重要体现,具有环境友好、提高生产效率等优势,并得到一系列国家政策支持。房企作为建筑产业链的重要一环,承接绿色、低碳的社会环境责任,在装配式建筑领域不断探索实践。
一
绿色装配式建筑的定义及发展
所谓装配式,就是把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行,在工厂加工制作好建筑用构件和配件,运输到建筑施工现场,通过可靠的连接方式在现场装配安装的建造方式。
深入到具体环节,装配式模式触及建筑的内外两部分,可细分为外部的装配式建筑和内部的装配式精装。
总体来看, 装配式是现代工业化生产方式的代表,同时,其节能、环保、全周期价值最大化等特点,践行绿色低碳理念,符合绿色建筑可持续发展的要求。
在我国,20世纪50年代借鉴前苏联和东欧各国技术,初步建立了工厂化和机械化的物质基础,其中以混凝土结构为主的装配式建筑得到快速发展。
2013年往后,中央及地方放政府加大对装配式建筑的推广,持续出台相关政策,装配式框架结构、装配式剪力墙结构等多种形式的建筑技术日趋成熟,我国装配式建筑步入快速发展期。
2016年全年,我国装配式新开工面积达1.14亿平方米,占全年总新建建筑面积的4.9%。 2016-2020年间,我国装配式建筑规模迅速增长,装配式新开工面积年均复合增长率达53.3%。
2020年全年,我国新开工装配式建筑面积达6.3亿平方米,同比增长50%,占新建建筑面积的比例约为 20.5%。 2022年三月,住建部正式发布《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》,其中要求,到2025年,城镇新建建筑全面建成绿色建筑,装配式建筑占当年城镇新建建筑的比例达到30%。
未来,我国装配式建筑将持续快速发展,趋于成为建筑领域的主流模式,助力建筑领域碳达峰、碳中和目标的实现。
装配式精装同样具有标准化设计、工业化生产、装配化施工、信息化协同的工业化思维, 区别在于其聚焦于建筑的内装部分, 是将工厂生产的部品部件在现场进行组合安装的装修方式, 主要包括 干式工法楼(地)面、集成厨房、集成卫生间、管线分离等方面的内容。
尽管如此,基于起步较晚,我国装配式精装整体普及率尚且较低。 2018-2020年,我国新开工装配式精装面积从0.07亿平方米增长至0.9亿平方米,2020年占比仍不足15%。
总体来看,当前我国的装配式精装整体仍处于成长初期阶段,基于节能环保、模块化设计维修与改造成本低等优势,未来随着政策的推动以及装配式建筑规模的带动,装配式精装存在较大提升空间,发展前景广阔,或将开辟装修领域的新蓝海。
二
绿色装配式建筑发展驱动因素及优势特征
近年来,我国装配式技术加速发展并推广应用,装配式建筑普及率大幅上升,其核心驱动因素来自:
政策方面,国家相关政策的陆续积极出台,引领绿色装配式建筑加快发展。 2013年国务院颁布《绿色建筑行动方案》,旨在围绕绿色建造、绿色施工、绿色建筑推动我国建筑业的转型升级;2016年,国务院提出,加大政策支持力度,力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。大力发展装配式建筑已被提升至国家战略层面。
人口方面,人口红利的减退,劳动力成本上升倒逼行业转型升级。 传统建筑业属于劳动密集型行业,对工人依赖度高,随着人口红利逐步消失,劳动力成本不断攀升,倒逼行业转型升级,更节约人力成本的装配式建筑优势得以显现。 装配式建筑模式将一部分原先在现场施工的劳动力部分转移到了预制构件加工厂,高度集成的产业化优势弥补了劳动力成本增加带来的潜在成本提升。
产业方面,产业配套逐步完善,装配式建筑成本下降。 在政策驱动、技术进步及市场引领下,我国装配 式建筑的设计、生产、施工、装修等相关产业能力快速提升,带动了构件运输、装配安装、构配件生产等新型专业化公司的同步发展。
装配式建筑作为新型建筑技术类型,与传统建筑结构形式相比,主要优势体现在以下六点:
一是解决建筑质量通病,提升住宅综合品质
装配式建筑通过大批量生产,有效促进建筑工程质量安全。装配式建筑结构构件精度偏差由厘米级向毫米级转变,最大限度降低湿作业,增大建筑的使用面积,使室内空间舒适度良好,建筑的安全性、防火性和 耐久性系数更高。
二是降低施工现场安全隐患
装配式建筑运送至施工现场后,只要严格按照相关的操作流程和构件装配原则,就可以完成建筑物的施 工工作,大大降低施工现场的安全问题。
三是发挥工业化技术,提高生产效率
装配式建筑是工业生产构件,大多都是用钢模批量生产,减少了脚手架及模板数量,施工企业投入的成本更低。同时,装配式构建的打造只需提供模板就可依靠工业技术进行,有效缩短工期。
四是降低人力成本,弥补劳动力短缺
装配式建筑能够运用机械生产装配构件,施工人员只需要对构件进行组装就可以完成施工任务,大大降低建筑施工对人员的需求,提高生产效率,促进建筑业的可持续发展。
五是绿色施工节能减排,降低声污染
装配式建筑所选用的材料为可循环建设材料,其本身具有较高的环保节能效果,不仅可以循环利用,还能够减少脚手架等辅助工具的使用,降低对木材、钢材的应用,更具生态效应。同时,工厂化的大规模生产,可以降低传统建筑施工现场对周围产生的噪音及环境污染。
六是模数化设计,延长建筑寿命
装配式建筑在安装过程中需具有一定的原则,在安装前必须要做好相关的户型布局工作,通过模数化设计结合制作生产,形成建筑结构的户型制作。这具有强大的标准化施工特点,提升建筑施工的质量和安全性。
那么在国家政策驱动、住宅市场产业化趋势明朗下, 房企纷纷加入装配式布局大军,在装配式建筑及装配式精装领域不断深入探索,逐步形成自己特有的装配式建造体系,并纳入发展战略当中。
三
房企绿色装配式建筑的应用现状
从现阶段来看,我国装配式建筑的关键技术尚未完善,存在人才培养不足、创新能力欠缺、关键技术成 熟度不够等原因,使得应用装配式建筑往往前期投入大、成本高,令不少中小企业望而却步。而国企央 企的资金、技术优势较为明显,先行试水紧跟国家政策步伐。 而在标准化有余,定制化不足,对豪宅装修有局限性 的行业背景下, 部分房企仍在该领域上摸索前进,采用定制装配式装修为项目锦上添花。
对典型房企装配式建筑体系进行梳理发现,当前住宅装配式工艺技法主要聚焦于 建筑主体结构、住宅内部装修以及机电管线配置 三大环节,包括:铝膜技术、爬架技术、高精砌块、ALC墙板、预制PC外墙或构件、免抹灰/薄抹灰技术、干法施工、装配式内隔墙、集成厨房、集成卫生间等。
当前住宅装配式主流工艺技法主要致力于四个方面: 一是缩短工期 :通过预制构件、智能施 工工具、一体化装配等提高施工效率; 二是提高精度与耐用度 :通过高精度模板、高精砌块、集成装配等技术,提高墙体、地面等模块的平整度,降低开裂、空鼓、渗漏的风险; 三是节能减排 :通过干法施 工、预制构件、免砌筑等手法,减少工程垃圾与作业污染,降低碳排放,节约用材与能源。 四是后期拆装便捷 :装配式内装部件拆装方便,满足不同家庭生命周期对可变户型的需求。
当前,国家政府为大力推行绿色低碳建筑,倡导装配式建筑普及率的提升,不断出台总体引导方针政策及装配式评价标准,各地方政府也积极响应,落地切实的财政补助。其中, 北京 对于实施范围内的预制 率达到50%以上、装配率达到70%以上的非政府投资项目予以财政奖励; 上海 对总建筑面积达3万平方米以上,且预制装配率达到45%及以上的装配式住宅项目,每平方米补贴100元; 广东 在市建筑节能发展资金中重点扶持装配式建筑和BIM应用,对经认定符合条件的给予资助,单项资助额最高不超过200万元。 在此背景下,房企对于自主研发装配式集成体系的热情进一步高涨,对项目装配化率的提升起到促进作用。
目前房企在装配式精装方面的应用情况主要呈现以下特征:
一是集成化设计,集中采购,实现降本增效。 通常将内装设计提前到与土建施工图并行,并且将定制部件与成品选用的内容同步加入其中,即集成化设计。同时,打通上下游产业连,集中采购建材,最大化降低用材成本。
二是工厂预制、现场安装,降低人力成本,提升作业效率。
三是减少建筑垃圾,节能环保。
从克而瑞近两年十大作品测评提交项目的情况来看, 涉及到装配式精装的整体比例约四成,其中以中低端项目为主,高端项目较为少见,主要基于装配式精装的工业化、模块化特点对于高端项目的个性化要求适配性不足,存在一定局限性。
四
绿色装配式建筑典型案例分析
1、装配式建筑案例
上海融信旭辉世纪古美 作为上海市首个超低能耗住宅项目,积极响应上海市装配式相关政策,其建筑单体预制率不低于40%。
项目地上外墙主要采用装配式夹心保温墙体,为业主营造更为节能、保温、舒适的居住环境。
在构件预制过程中,利用BIM整合机电、精装点位,实现预埋到位,避免后期装修时的墙体开凿,降低了 施工难度,设计建造质量和效率显著提升,也给业主提供了更安全、更美观的居住体验。
在建筑外观方面,采用了旭辉集团创新“T-tower立面”,以灵动舒展的弧线元素柔化建筑形态,在住宅的商业价值上形成可持续。
曲线型建筑构造往往有较高的技术难度,项目的弧形飘带线条由工厂批量预制,并创新地在预制线条端头设置销键节点,将建筑建造精度提高至毫米级,解决了现浇结构弧线施工复杂的痛点。
佛山世茂弘阳绿岛湖公馆 ,17栋住宅塔楼施工均采用装配式建造工艺, 是第一批“佛山市装配式建筑示范项目”。
铝模是该项目建筑装配式工艺中的关键,项目集中技术力量进行铝模深化设计,充分研究铝模、叠合楼板和ALC内隔墙板等装配式构件的关系,根据叠合板构件重量进行精密计算,以此确定铝模板带的宽度和间距,从而确保建筑支撑体系的稳固。
铝膜板的设计既满足了装配式构建的施工要求,又在结合“精益建造”理念的基础上,完成了门过梁、构造柱、飘窗洞口、门窗企口、滴水线的一次性成型深化,有效避免返工。
在进行ALC内墙施工时,项目着重管理内隔墙的安装锚固、严格控制其垂直平整度,成功将ALC内隔墙垂 直平整度控制在3mm以内,达到了免抹灰的要求,具有工程精度优、施工效率高的优势。
2、装配式精装典型案例
北京融创学府壹号院 项目在装配式精装中采用了 装配式墙面、地面、顶面体系 以及 装配式全集成厨房及卫生间 。
其中,装配式墙面、地面、顶面的施工过程采用 干式工法 ,此工法的一个特征是能架空墙面和地板,不仅能在空腔内实现管线分离,还有助于防潮、保温、隔音。 同时,每个构件可实现独立更换,保证业主后期对房屋格局进行改动时,简单易操作,且能减少对邻居正常生活的影响。
招商蛇口以BIM信息化作为底层逻辑,整合研发出特有的一套智慧建造创新体系——“招商蛇口精装修快速设计与建造BDC体系”,实现传统装修手工无法达到的精细标准。
深圳招商半山臻境 正是招商蛇口首个采用装配式精装的商品住宅试点项目。 项目采用装配化精装产品体系,工业化生产的标准化精装部件,在现场采用干式工法组合安装,包括装配式卫浴、厨房、地坪、墙板、天花、管线、收纳等模块。
五
绿色装配式建筑的痛点及未来发展趋势
装配式建筑从起步到规模化发展,从政府主导到市场化跟进,呈现出全国、全产业链发展态势,但由于 规模、成本、技术、人才等方面问题,装配式建筑还尚未形成市场自身的良性循环,主要存在以下痛点:
一是装配式建筑评价标准不统一,预制装配率存在“拼凑”现象。二是新型装配式建筑结构技术难度大,存在“绕过结构主体”现象。三是装配式建筑的成本核算缺乏“全社会成本”理念。四是对于高端产品市场的定制化需求存在一定局限性。
现阶段,装配式建筑技术通过不断创新,提升装配式建筑产品性能和质量,提升企业产品竞争力。未来,建筑建造体系与产业必将超越现有模式与工业形式范畴,具体来看,将呈现以下六个方面趋势:
一是新型绿色化装配建筑体系将被广泛应用。 当前发达国家正在重视发展以复合结构体系、钢结构、钢/塑结构、木结构等为主的新型绿色化装配建筑体系,是未来发展的方向。
二是装配式超低能耗建筑。 采用装配式建造方式可以大幅度降低建造过程的能耗,建设速度大大提高。同时,保温与建筑结构的一体化反打混凝土工艺提高了隔热层的施工质量及建筑的安全性。
三是可个性化定制的装配式建筑。 随着互联网技术和建筑业不断融合,未来装配式建筑可进行个性化定制,这一块有广阔的发展空间。
四是推行一体化建造、工程总承包。 2019年住建部、国家发改委联合发布《房建和市政工程总承包管理办法》,明确鼓励采用工程总承包方式,为装配式建筑发展铺道。实行一体化的现代化的企业运营管理模式,可以最大限度地发挥企业在设计、生产、施工、装配、管理等一体化方面的资源优化配置作用。
此外,形成标准化、规范化的行业发展体系,以及装配式与数字化科技相结合等 ,均为新时代背景下符合我国国情的装配式建筑发展趋势。
问答环节
Q1
在我国传统装修行业转型装配式装修的趋势已经显现,装配式精装的发展主要的驱动因素有哪些?
A1
一方面是政策的导向。 2018年,住建部发布《装配式建筑评价标准》GB/T51129,明确指出“装配式建筑 应采用全装修”以及“装配式建筑宜采用装配化装修”。 2021年8月,住房和城乡建设部发布《装配式内装修技术标准》,自2021年10月1日起实施。 2022年,住房和城乡建设部批准《装配式住宅设计选型标准》为行业标准,适用于装配式混凝土结构和装配式钢结构的住宅设计。 装配式住宅应选用标准化程度高、接口通用性强、性能优良、安装高效、维护更换便捷的部品部件,满足住宅安全耐久、绿色环保、健康舒适和经济适用等性能要求,于2022年4月1日起正式实施。
另一方面是 买方市场需求拉动。 随着对绿色、低碳要求的日益提高,以及在装修领域一体化设计、模块化、集成化的发展,节能、高效的装配式精装的市场需求日益攀升。 包括集成化程度较高的模块化部品: 如整体卫浴、整体厨房、整体收纳等; 以及模块化程度较高的集成化部品: 如装配式楼地面、装配式吊顶、装配式隔墙墙体等。 未来,随着装配式精装技术的进一步提升,在环保、质量、成本方面的优 势进一步显现,市场需求将持续攀升,有望大规模取代传统装修。
此外, 房企为提升产品力、品牌影响力及竞争力而主动在装配式精装领域探索突破。 当前,随着城镇化进程的不断加速及建筑精装的技术革新,精装交付产品已逐步成为市场主流。 在此背景下,房企主动加码布局装配式产业链,将实现降本增量,提升交付质量、缩短施工周期,同时更具绿色环保特性,在批量式的精装作业中提升竞争力。
Q2
未来,装配式技术与大数据、智能化结合成为趋势,具体如何结合运用得以发挥效益最大化?
A2
在“双碳目标”与数字化科技快速发展的新时代背景下,装配式建造方式将与大数据、智能化科技相融合。
智能化方面, 从科研、设计到生产加工、施工装配、运营等全产业链环节,智能建造产业体系将打造一 体化互联生态圈、一站式智慧方案提供平台。
数字化方面, 以BIM的建筑信息模型数据为基础,将与工程建造相关的业务进行数据化管理,例如成本、进度、合同、质量等数据化管理,生成与装配式建筑建造相关的业务数据。建筑模型数据与业务数 据相融合,以形成装配式建筑建造的大数据,通过对大数据的筛选和分析,为业务部门的管理以及项目 的整体决策提供有力的数据支持。
未来, 以“AI+BIM+VR+装配式应用”的融合技术将日趋成熟, 无论室内精装还是室外建筑结构,与大数据科技相结合的装配式技术效率将进一步提升,推动建筑绿色化、工业化、信息化的深度落地。
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