新型建筑工业化发展与展望

1、新型建筑工业化发展与展望2015年是我国新型建筑工业化的发展年，行业关注度不断提高。中国建筑科学研究院、中 国建筑股份有限公司、中国建设科技集团股份有限公司等单位发起的建筑工业化产业技术 创新战略联盟在2015年正式成立并全面开展工作。本文结合行业发展与联盟工作，介绍我 国新型建筑工业化的发展情况，并对十三五及今后建筑工业化有关工作进行展望。本文收录于中国城市科学研究会主编的中国绿色建筑2016。为目标的建筑业发展途径。建筑工业化的实施手段主要有标准化、机械化、信息化等。建筑工业化的建造方式主要包括：传统作业方式的工业化改进，如泵送混凝土、新型模板与 模架、钢筋集中加工配送、各类新型机械设备等

2、；装配式建筑，如新型装配式混凝土结构、 钢结构体系与工业化的外墙及内墙墙板结合、新型木结构等；建筑、精装、厨卫等非结构 技术。新型建筑工业化，主要是针对目前国家与建筑业的新形势，继续推广优势技术、产 品与作业方式，开发新领域、满足新需求。随着我国人口红利的逐渐消失，劳动力成本快速上升。同时，不断推进的城镇化进程，将 维持大量的建设需求。建筑业的劳动力问题不仅是劳动力价格提高，还包括与其他行业竞 争劳动力而促进改善作业环境、劳动强度带来的成本提升，甚至要考虑机械化代替劳动力 所增加的投入，这些都是推动建筑工业化发展的主要因素。国家大力推广以“四节一环保”为目标的绿色建筑，建筑业在国家节能减排工作

3、中承担重 要任务，社会对空气、噪音等环保问题日益重视，房屋建造质量从可持续发展与综合经济 效益两个角度出发均应不断提高，这些都需要通过建筑产业转型升级、推广建筑工业化来 实现。党的十八大报告提出坚定不移地走 “新型工业化道路”；国家新型城镇化规划（2014-2020 年）明确提出“强力推进建筑工业化”；绿色建筑行动方案（国办发20131号）也将“推动建筑工业化”作为重点任务；2014-2015年节能减排低碳发展行动方案（国办发201423号），明确提出要“以住宅为重点，以建筑工业化为核心，加大对建筑部 品生产的扶持力度，推进建筑产业现代化”。住房和城乡建设部及各地方政府、行业主管 部门也出台多

4、项鼓励发展政策。最新发布的中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见中明确 提出“大力推广装配式建筑；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%积极稳妥推广钢结构建筑。在具备条件的地方，倡导发展现代木结构建筑”。目前我国建筑工业化最主要的促进力量是住房和城乡建设部及各级地方政府。万科集团为 首的房地产公司是近年来装配式混凝土住宅快速发展的源动力，宝业集团等传统产业化单 位的加入为行业继续发展提供了支撑，而中建总公司及下属工程局、地方大型总承包单位 的加入则将发展带入高潮。中国建筑科学研究院等传统技术优势单位在行业从冷到热的全 过程中，在研发、标准等方面提供了

5、坚实的技术支撑，以北京市建筑设计研究院等为代表 的设计单位提供了全流程设计服务。同时，针对建筑工业化发展的特点，出现了专业咨询 与服务、设备、配套产品的专业技术企业，并不断有其他行业的单位借产业化之机进入建 筑业。2发展情况从建国至今，我国就先后形成了装配式混凝土工业建筑、砖混（砌块）空心板建筑、钢结 构工业建筑、装配式混凝土大板多高层住宅等工业化建造方式，并在特定时期内发挥重要 作用。虽然从上世纪90年代开始普遍推行现浇混凝土结构， 各类工业化建造方式的应用均 有所减少，但其积累的技术、经验与人才仍在受益于整个行业。我国现浇混凝土建造方式的发展源于近 20年来巨大的工程建设量及农民工进城提供

6、的廉 价劳动力。现浇混凝土的发展过程也在不断“工业化”：模板从木模、小钢模发展到全钢 （钢木、钢塑）大模板及爬模、滑模等工具模板体系，可达到结构免抹灰的铝模系统应用 范围逐渐扩大，超高层建筑施工已应用国际领先的智能化施工装备集成平台；从混凝土现 场搅拌到全面应用预拌混凝土、预拌砂浆，自密实混凝土的应用有效降低了作业强度并提 高了效率与质量；钢筋焊接网与成型钢筋专业配送的推广应用，实现了节约材料与劳动力 的双重效果；混凝土结构本身，高性能外加剂、再生骨料、型钢结构与组合结构等的应用 也可提高性能与质量。上述改进都是建筑工业化的建造方式，大多都属于国家标准绿色 建筑评价标准中鼓励、推荐的技术。装配

7、式混凝土结构是近年来我国建筑工业化发展的热点与焦点。2005年之后，国内由万科集团、瑞安集团等地产公司发起，在借鉴国外（境外）技术及工程经验基础上，从应用住 宅预制外墙挂板开始，成功开发了具有中国特色的高层装配式混凝土住宅结构体系。考虑 到我国住宅的建设与居住习惯及与现有设计、施工方式的衔接，装配式混凝土住宅的结构 体系大多为剪力墙结构，并采用了 “等同现浇”的设计与建造方式。具体为：楼板多采用 钢筋桁架叠合楼板或预应力叠合楼板，墙体按技术体系分为三明治承重剪力墙、外模板（PCF 承重剪力墙、无保温承重剪力墙及外挂非承重墙板、嵌入式非承重外墙，预制非承重内墙 等。对于承重剪力墙，预制墙板竖向钢

8、筋连接又分为钢筋套筒灌浆、浆锚搭接、机械连接 等不同方式。根据装配率的不同，有不同的技术组合，低装配率普遍采用墙体预制技术， 高装配率采用墙体+楼板预制技术。随着各地方政府在保障房建设中的积极推进及在各项配套政策鼓励、支持下，国内装配式 混凝土结构住宅发展迅速。根据不完全统计，2013年-2015年全国每年有1000万平方米的 装配式住宅建设量。但在这些工程中，实际装配率并不高，真正超过50%勺墙体、楼板均预制的建筑不会超过20%部分建筑甚至只采用了预制楼梯、飘窗。至2015年，全国新建改建的新型预制构件生产线近 50条，主要生产钢筋桁架楼板与预制墙板， 分为全自动与半 自动，单条生产线的造价

9、从500万到上亿元。住宅之外，公共建筑外墙挂板、预制体育场看台等近年来也有较多应用。预应力混凝土双 T板在从辽宁到浙江的沿海地区工业建筑中广泛应用。钢结构建筑最易于实现工业化方式建造。发展钢结构是我国建筑工业化发展的关键问题。 相比国外钢结构建筑的多种结构体系，我国在技术与规模上都均在较大差距，且有很大的 发展空间。改革开放之前我国钢产量低，相对价格高，此时钢结构主要应用于各类大跨度工业建筑及 少量公共建筑中，钢结构建筑的发展与研发均受到限制。 上世纪80年代我国从国外引进工 业化轻钢建筑，并在单层工业建筑中普遍应用；自90年代开始，国家开始提倡钢结构住宅， 从国外引进低层钢结构住宅体系并不断

10、改进，并用传统钢结构形式建造了一批高层住宅； 本世纪以来，随着国家经济实力的增长，在大量建设的机场航站楼、高铁站及城市地标建 筑中，钢结构占有绝对比例。我国钢结构建筑占建筑总量、用钢量占总用钢量两个比例均在5%左右，远低于发达国家水平。钢结构用量少的主要原因在于钢结构住宅还未被社会普遍接受、总建设量小。2015年,我国钢产量33年来首次下降，钢材价格已达20年来最低水平。在国家化解钢铁产能，关 停并转的同时，大力发展钢结构建筑、增加建筑用钢量成为国家与建筑行业“十三五”重 要工作目标，有关部门针对钢结构建筑的推广鼓励文件正在酝酿中。砌体结构也是一种较好的工业化建造方式。我国传统粘土砖砌体结构存

11、在侵占耕地、破坏 环境及现场施工速度慢等劣势，逐渐被各地限制使用。但各类新型砌体结构，采用友好型 材料的其他砌块，仍普遍应用在各类非承重填充墙体。对于承重砌块建筑，我国经历了上世纪末的发展高潮，建设了一批低层住宅，但近年来由于施工质量问题及高层住宅的发展, 应用量有所降低。砌体结构的另一个发展就是配筋化，采用大型砌块的配筋砌体剪力墙结 构在黑龙江近年来也有几百万平方米的应用，最高高度已达100米。保温结构一体化是一种免拆模现浇混凝土结构，近年来在我国也发展较快，多种新型自保 温模板在工程中推广应用。随着国外木业应用技术的引进及国际合作的增多，木结构建筑也有一定的研究与工程应用。国外引进的钢结构

12、、混凝土结构组合的盒子建筑也在部分地 区开展应用。除结构技术外，建筑精装工业化、结构装修分离的SI体系也有研究与工程应用。3存在问题虽然在中央的多个重要文件中均提出推广建筑工业化，但建筑工业化推广的行业纲领性文 件仍未出台。缺少顶层设计，在一定程度上也造成各地推广建筑工业化的总方针与路线不 够明确。以往对于建筑工业化的鼓励政策多为地方政府针对本地区情况出台，这些政策普 遍存在下列问题：(1) 奖励政策力度有限。目前各地的奖励政策基本为按装配式建筑面积奖励3%勺容积率(不支付土地出让金或很少的费用)，其中只有北京、上海得到真正落地，两地也只有少 数项目能够拿到实际补偿。装配式建筑目前仍有一定的增

13、量成本，按400元/平方米考虑,则只有土地楼面价达到万元/平方米，3%勺面积奖励才可带来经济效益，再考虑土建及其他 成本，靠奖励政策覆盖增量成本只有在北上广深等地可能性大，这也与行业发展的现实相 符。重庆等地有对预制构件生产企业按方量的奖励政策，但从实践及财政资金角度，这种 鼓励也是不可持续的。(2) 过分强调装配化及相关指标。将发展建筑工业化等同于装配化，甚至只强调装配式混凝土结构，是目前各地鼓励政策的普遍特点，此种政策一定程度上否定了我国建筑业已取 得成绩。我国的传统现浇混凝土结构建造积累了成熟、丰富的经验，虽然存在重进度、轻 质量等种种问题，但在现有行业管理与从业人员技术水平下，靠装配式

14、建筑来普遍提高工 程质量也是不现实的。目前在各地强制推广装配式混凝土结构的保障住宅与商品住宅中， 大部分开发商仍是应付政策的心理，仅贴着规定的预制率指标实施，甚至出现了下面1/3高度现浇，上面2/3高度预制的建筑。(3) 缺少对于工业化技术的引导。建筑工业化的核心在于减少人工作业、“四节一环保” 与提高工程质量，现有政策在过分强调装配的同时，对上述核心要求的规定并不多。合理 的发展模式是，通过政策对施工现场的环保、节能、质量、人员提出高要求，并引导行业 技术进步与转型升级，淘汰落后技术与模式。在满足政策要求前提下，现浇与预制由实施 者自行选择。引导性的政策需要大量的调研与数据为基础，目前这方面

15、的工作做的还很不 够。目前行业普遍实施的生产模式是与大量应用现浇混凝土结构、劳动力以农民工为主相适应的。建设周期已压缩到极限，开发商拿地后往往要求快速出图并进场施工， 设计时间很短 发展新型建筑工业化，无论是现浇结构还是装配式结构，都需要建立专业队伍与专业人才, 培养产业工人。发展装配式混凝土结构、钢结构，更需要提前从建筑方案开始就全面考虑， 不可边建设边设计，设计周期也长于传统现浇结构。设计、施工的分离也决定了设计方无 法充分考虑施工制作要求，实际上很多装配式建筑存在施工质量缺陷不仅仅是施工问题， 而是设计方案不合理造成的。相比现浇混凝土结构，装配式建筑的推广需要考虑资金提前 支付、多方协调

16、等诸多问题。装配式建筑增加的构件、配件采购环节，同样增加了流通与 税费，不利于降低造价。发展建筑工业化，推广装配式建筑及其他先进技术，有必要改进 现有的行业生产模式。虽然以住宅为主的装配式混凝土建筑近年来在国内飞速发展，但仍存在下列问题（1）技术体系仍不完备由于我国住宅建设的实际情况，装配式剪力墙住宅不得不面对高层甚至 100m建筑的“难题” 我国的高层装配式剪力墙住宅多采用预制与现浇结合的方式，如北京常用的三明治剪力墙 为边缘构件现浇、其他部分采用灌浆套筒连接竖向钢筋的预制墙体，此种结构同时具有预 制、现浇两种连接方式与施工过程，优点在于方便与传统设计、施工方式衔接，缺点在于 手工作业多、施

17、工操作与质量控制难度大、没有充分发挥出装配式结构的优势。相比装配 式混凝土剪力墙住宅，框架结构及其他房屋类型的装配式混凝土结构发展并不均衡，国际 上应用较多的高装配率低多层建筑在我国的建设量仍很少，无法支撑整个预制混凝土行业 的健康发展。（2）工程建造成本高、综合效益不明显由于技术体系不完备，结构体系没有充分发挥装配式结构的优势，在工程造价方面很难低 于现浇结构。根据各地有关文件及相关测算，采用三明治墙板的剪力墙住宅成本增加400元/平方米左右，如协调组织工作不利则还会增加。推广装配式混凝土结构可提高工程质量， 但这是建立在完整的产业链基础上的，否则不仅无法提高质量，甚至会因为新工艺的应用 带

18、来隐患。造价提高而未取得到相应的综合效益，则会影响装配式混凝土建筑的进一步发 展。(3) 基础研究与标准规范支撑不够目前指导装配式混凝土结构应用的基础性标准装配式混凝土结构技术规程JGJ1-2014编制工作历时10年，主要原因就是基础研究与工程经验总结不够。对于目前高层住宅应用较多的三明治夹心墙板技术，钢筋竖向连接、夹心墙板连接件两个核心应用技术仍需进一 步完善。其中钢筋套筒灌浆连接目前已有产品标准与应用技术规程，但浆锚搭接等其他连 接方式则缺少标准规范依据；各种夹心墙板连接件的产品标准、应用技术规程目前仍然缺 失。将装配式混凝土结构从住宅推广到公共建筑及其他结构类型建筑中，技术研究与标准 需

19、要做更多的工作。(4) 行业可持续发展基础不牢 由于前述多种原因，造成行业内企业缺乏持续盈利能力，近年来投资进入装配式混凝土建 筑领域的企业经营状况都不乐观。此种情况下造成整个行业可持续发展基础不牢，需要通 过培养专业人员、扩展技术路线、改变商业模式等长期工作予以改变。(1)工业化程度低受结构方案选择及构件加工精度影响，国内钢结构建筑施工现场往往需要进行大量焊接作 业，劳动力需求量较大、环境污染大，质量难以控制。在国内大型公共建筑中，钢结构、 组合结构的应用比较成熟，现场施工装备、劳动力匹配合理。而对于普通钢结构住宅，与 装配式混凝土建筑类似，普遍存在建设量小而专业队伍缺乏等问题，还未达到产业

20、化作业 水平。(2)关键产品与技术尚不完善 由于以往建设量相对少，同样要面临我国现浇混凝土剪力墙住宅占绝对比例的局面，发展 钢结构建筑的过程中需要进一步完善的产品与技术还很多。钢结构建筑在承重结构上相对 成熟，但在三板与维护方面则尚存欠缺。三板（楼面板、屋面板、墙体板）的设计、施工 标准化与防水、隔音、隔热功能，及带来的居住建筑舒适度问题，仍需要进一步改进、提 升。防火、耐腐蚀同样是制约钢结构建筑发展的瓶颈性问题，不仅是产品与技术问题，还 涉及施工建造、使用维护过程中的管理问题。解决产品、技术问题的同时，建立完善的技 术标准体系也十分必要。（3）未建立成熟的推广应用产业链由于我国劳动力成本长期

21、处于较低水平，且现浇混凝土结构施工技术处于国际领先，造成 钢结构建筑成本长期高于混凝土结构，建设量无法形成规模，体系完善程度、市场认可程 度需要进一步提升。我国现有房屋建造模式是在现浇混凝土建筑基础上建立的，而钢结构 本身最接近“像造汽车一样造房子”、“把房子当产品卖”，钢结构建设与混凝土结构存 在差异，需要建立适应其发展的应用产业链。钢结构建筑领域的优势企业，与开发业主、 建筑业企业的联合还不够，应互相融合、共同发展，才能迎来钢结构建筑发展的春天。工业化。实践表明，建筑工业化必须是全产业链的工业化，建筑从设计出图、生产制造、 运输配送、施工安装、到验收运营的全过程都要实现工业化。建立了全产业

22、链，才有可能 实现建筑工业化发展的标准化、机械化、信息化。建筑工业化发展以“四节一环保”及提高工程质量为目标，是否能够实现发展目标的主要 影响因素为技术方案选择、设计文件（包括方案、施工图、深化等阶段）、施工经验与能 力、产品选择等，只有全过程互相协调，才能提高效率、保证质量。对于装配式建筑，设 计与施工的互动更为必要，只有设计充分考虑施工与制作，才可带来更大的节约与质量保 证。建筑工业化不仅仅是装配式建筑，这已经是行业的共识。根据不同的建筑类型选择不同的 工业化技术体系，以提高企业的市场竞争力。在建筑类型上，住宅之外的其他建筑，如多 层停车库、物流库、大型商业中心、各类工业建筑，都可发展各种

23、建筑工业化形式。发达国家在建筑工业化发展形式与建筑类型方面有较好的经验，可供我们借鉴。具体如装 配式混凝土结构停车楼、干式连接墙板结构、各种模块化钢结构住宅、低多层高工业化钢 结构建筑等。发展装配式建筑，可直接降低工程造价的主要手段为提高连接施工效率、采 用预制预应力混凝土技术，这可作为下一步的重点发展目标，其中开发适用我国的高效装 配连接节点是装配式混凝土结构、钢结构都要面对的重要问题。考虑到我国钢铁产能过剩、 钢铁价格持续下降的情况下，为各类钢结构建筑的发展提供了机会，同样需要针对建筑类 型提出合理的钢结构技术体系。从结构新体系，到各环节的细节，发展建筑工工业化过程中还有众多的技术问题需要

24、攻关。对于现浇混凝土结构，包括新型模架体系研发、成型钢筋应用技术体系建立、高性 能混凝土推广等研发；对于装配式混凝土结构，包括低多层半干式连接墙体结构、预制预 应力混凝土结构、村镇房屋装配式结构及相关配件的研发；对于钢结构，包括适用不同建 筑类型的新型结构体系、围护系统、连接技术、系统集成等研发；钢结构与预制预应力混 凝土楼板结合具有较好的经济效益，在欧美国家有较好的经验，也可作为今后的发展与研 发方向。科技为先，标准先行。近年来完成的系列标准已为大量高层装配式混凝土结构住宅建设提 供了可靠保障。在国家标准化改革的新形势下，建筑工业化领域标准化工作要采用新的工 作方式，以建立建筑工业化发展标准体系为基础，研制关键标准，在重要关键规范方面取 得突破，并补充产品、方法等配套标准，解决标准领域的制约瓶颈问题，促进行业快速发 展。设计、采购、施工一体化的 EPC总承包模式在产业链整合、专业化服务、设计引领、信息 集成及节约综合成本等方面具有显着优势，