南宫NG·28【中国工商·业界】像拼乐高一样盖楼——装配式建筑来了2018年12月初的一天,广州市荔湾区西塱村大桥西园巷,南方电网公司广州供电局在这里建造了一组配电房。
在施工现场,只见搅拌机与一台巨型的3D打印机相连。一名电脑操作员借助计算机软件平台的技术参数设定,控制配电房打印进程。当调制混凝土通过材料输送机器运输到打印头后,根据事先设定的参数,自动完成配电房缆坑、设备基础以及墙体的智能建设。
整个过程只需要1台建筑3D打印机和1名操作员,2-3名普通工人的辅助,就可以完成1栋配电房的施工建设。不仅施工工期比传统建设缩短30%,施工人员数量减少约50%,同时废料的产生量减少60%以上。
科学技术的进步,人类在建筑生产方式上也进行着不断的升级。自20世纪初开始,建造速度快、生产成本低的装配式建筑引起了人们的广泛关注,并在欧美等国家进行了普遍的推广和尝试。
所谓“装配式建筑”是将新型的装配式建造技术和可持续技术相结合起来的新型建筑。在建造工艺上,采用系统化设计、模块化拆分、工厂制造、现场装配的方式建造房屋,在工厂进行加工和现场组装设计而成的工业化建筑方式。装配式建筑不同于传统建筑的“粗放型建造”模式,它更像“制造”一种工业产品一样,采用流水线生产的方式预制建筑构配件,运到安装现场后像“搭积木”一样将建筑搭起来。装配式建筑可以重复循环利用,隔音、防火、防虫、防潮、保温。
近年来,科技化进程加快,建筑行业也改变以往的粗放式发展方式。装配式建筑、3D打印建筑等新兴技术层出不穷,给传统的建筑行业带来新的亮点,也给未来建筑业实现新型工业化道路指明了方向。目前,我国的装配式建筑主要分为“构件装配式建筑”和“3D装配式建筑”两大类。“构件装配式建筑”主要是以梁、板、柱、墙等建筑构件工厂化制作,然后在施工现场进行板材拼装。相比之下,“3D装配式建筑”则让人耳目一新。
据了解,虽然3D打印房屋技术不断让创新者尝试,但大多数成品都仅限于概念设计或示范,真正能够实现居住的建筑少之又少,其最重要的原因就是在大部分的打印场景中,无法融入“钢筋”,从而导致了“3D打印房屋”技术制造只能是单层的建筑,无法实现该技术的真正商用化。
基于此,世界各国纷纷加大了对“增强3D打印建筑硬度材料”的研发工作。其中,有部分科学家希望以纳米材料或碳纤维元素代替钢筋,但此举不仅使工程造价大幅提升,而且新材料的建筑硬度也一直没有通过官方强度测试;与此同时,也有许多业内学者持续专注于市场普及性更高的“钢筋+混凝土”的3D建筑打印场景研究。
但一家来自中国的公司却在此项技术上获得了突破,成立于1989年的华商陆海科技有限公司,多年来一直从事建筑领域新兴技术的研发和应用。2015年起,该公司基于全球“3D建筑打印”行业的产业价值及技术痛点,开始专注于以“钢筋混凝土”作为打印原材料的技术研发工作。
通过几年的潜心研发,华商陆海一步步让3D打印房屋更接近于现实:华商陆海攻克了全球该领域只能完成“小颗粒细骨料”打印的现状,其所生产的3D打印机“喷头”可喷出带有石子的“大颗粒重骨料混凝土”;实现了“钢筋+大颗粒重骨料混凝土”的结合,从而进一步提升了建筑的强度。
因此,华商陆海也成为了“全球首家实现3D建筑打印‘商用化’企业”。2019年伊始,华商陆海推出了系列“3D装配式建筑”。
我国的装配式建筑目前仍处于起步阶段,但根据住建部出台的《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为20%以上,到2025年装配式建筑占新建建筑的比例为50%以上。对于装配式建筑,国家出台相应政策鼓励装配式建筑的发展,早在2016年国务院就出台《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,要求力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。
2017年,珠海市开始大力推行装配式建筑技术,将装配式建筑实施纳入立项规划,并且出台实施细则。
华实中建新科技(珠海)有限公司是珠海一家主要生产墙板、楼梯等装配式建筑所用的混凝土预制件公司,随着装配式建筑的发展,企业的订单也在逐年增加。
2018年珠海市通过装配式认证的项目有21个,涉及构件的生产大概有10万立方,华实中建新科技(珠海)有限公司承接了其中30%到40%的任务量。来自2019年的市场情况反映,市场容量还将会有一个很大的攀升。华实中建新科技(珠海)有限公司今年一季度中标了大约8000万元的合同。
不只是珠海市,不久前上海住建委发布的相关通知,新建民用建筑、工业建筑应全部按装配式建筑要求实施。全方面的政策支持使得上海市在装配式建筑领域获得了极大的进展,其不低于40%的预制率遥遥领先其他省市,这导致上海市场上的混凝土预制件销售火爆。上海有六七十家预制构件厂,仍然供不应求,导致价格也高于周边市场南宫NG·28。尽管如此,一些项目负责人仍不得不去工厂蹲点、催产。
除了政府大力推动装配式建筑,一场建筑工业化的竞赛也在房地产行业愈演愈烈,除了政策的使然,也是企业提高自身效率的要求。
早在2003年,万科就成立了万科工厂化中心,率先在国内推广装配式建筑。继万科之后,碧桂园、绿地、保利地产等知名房企也纷纷进军装配式建筑领域。
万科表示,从万科的角度而言,做装配式的核心目的是为了实现“两提两减”。所谓“两提两减”是:提高质量、提高效率,减少对现场工人的依赖以及节能减排。
业内人士表示,政策拿地和项目开发对装配式建筑的明确规定,有助于鼓励掌握装配式技术的房企积极进行研发,也有助于淘汰一些劣质生产技术的企业,实际上都会带来行业格局的洗牌和行业的优胜劣汰,使得未来装配式建筑或将成为房企进军房地产的入场券。
作为对建筑业生产方式的变革,装配式建筑的发展,为房地产业的发展带来了新思路,不过由于我国发展起步较晚,目前在装配式建筑发展上仍然存在一些问题。
业内人士表示,构件工厂化生产会增加设备折旧以及模具、仓储、运输等建造成本,再加上目前我国装配式建筑产业还未形成规模,结构配件产品形式单一,机械化工业化水平较低,因此与传统建筑相比,装配式建筑的成本更高。
“对于模具的消耗比较大,同一套模具在这个项目用完了,到另一个项目是没法使用的,我们模具的成本目前占到了整个构建成本的10%,运输的费用根据距离的远近也有5%到10%不等的增幅。”华实中建新科技有限公司负责人表示。
此外,装配式建筑在构件吊装、灌浆和节点连接等方面技术要求较高,目前整个行业缺乏专业的产业工人,普通的施工队伍很难满足装配式建筑的施工要求。此外,技术标准相对不完善,也制约着行业的发展。
“装配式建筑技术体系,完善程度上还远远不够。我们现在相对比较齐全的标准,只是在结构主体的PC(混凝土预制件)上面,在说基础)材料、维护(体系)、工艺工法、验收标准等这些配套的技术体系上,还有待进一步的完善和进一步的迭代。”万科相关负责人表示。
目前,装配式建筑主要分为三种结构,分别是装配式混凝土建筑、装配式钢结构建筑和装配式木结构建筑。
不久前,住建部发布通知要求,推进建筑业重点领域改革南宫NG·28,促进建筑产业转型升级,其中强调要推进钢结构于住宅建设试点。业内人士认为,过去我国钢结构装配式建筑主要集中于公共建筑领域,在住宅领域发展则相对缓慢,在政策的推动下,“钢结构+住宅”将打开钢结构装配式建筑的想象空间。
目前钢结构建筑回收率可以高达90%以上,钢材属于战略资源。欧美等发达国家,30%以上建筑都采用钢结构,部分国家达到40%,而我国仅仅只有6%。
据了解南宫NG·28,钢结构建筑的成本主要取决于钢材成本和人工成本,目前来看,钢材成本大概占到了总成本的50%到60%。而人工成本可能占建筑成本的20%还不到,在西方的发达国家,人工成本已经占到建筑成本的50%。但我国的人工成本处于逐渐缓慢上涨的态势,随着人工成本的增加,材料成本占建筑总成本的比例则会相对减少,随着工业化程度的提高,劳动生产率也会提高,钢结构建筑的边际效应越来越近。
人工成本上升是未来的大趋势,钢结构装配式建筑在建筑效率、资源节约和人工成本上具有一定优势。无疑,未来钢结构装配式建筑将成为主流发展方向。
另外,根据工信部此前印发的《钢铁工业调整升级规划(2016-2020年)》,中国将力争钢结构用钢量增加到1亿吨以上,钢结构装配式建筑+住宅若能得到有效推广,也会带动上游的钢铁产能的消化。会给上游的水泥、混凝土、钢材、钢铁产能的消化还有下游的节能环保行业带来良好的发展机会。