【行業交流】一定規模效應后，裝配式建筑將具有更強的經濟適用性
發表日期：2020-07-02 閱讀：1136 次
裝配式建筑是指將建筑的部分構件在工廠進行標準和批量預制后，運輸到施工現場后進行吊裝與連接而成的建筑，從而實現建筑過程從“建造”到“制造”的轉變。通俗地講，裝配式建筑技術讓建房子變得像“搭積木”一樣。常見的構件種類有外墻板、內墻板、疊合板、陽臺、樓梯、預制梁、預制柱等。按主體結構的不同，裝配式建筑可分為裝配式混凝土建筑、裝配式鋼建筑、裝配式木建筑三大類型。據住房城鄉建設部統計，裝配式混凝土建筑占比64%，具有成本低及適用范圍廣的特點，裝配式鋼建筑占比30%，裝預制配式木建筑占比6%。
（1）裝配式混凝土結構PC應用場景包括住宅、辦公樓、教學樓、醫院大樓等；
（2）裝配式鋼結構PS以鋼柱及鋼梁作為主要的承重構件，主要應用于大跨度廠房、體育館、超高層辦公樓等建筑；
（3）裝配式木建筑主要用于別墅、仿古建筑等有特殊建造要求的建筑。
與傳統現澆式建筑作業相比，裝配式建筑在節約人力、縮短工期、環境友好、提高施工質量和效率等方面都有明顯改善。以預制率為35%左右的30層裝配式混凝土住宅項目和同等規模的傳統建筑項目比較，裝配式建筑能將工期縮短30%左右，施工人數減少70%/100人，同時，裝配式建筑能夠節約資源和能源消耗，有效降低粉塵、噪聲與建筑廢物等環境污染。裝配式裝修作業過程中采用干式施工，施工工地無火、無水、無塵、無味，不用焊割、不用水泥、不搭紗布，從而噪聲污染、粉塵污染、水污染極小，建筑垃圾明顯少于傳統現場澆筑方式。裝配式建筑的預制件可在工廠內完成，養護時間短，施工現場可以快速完成安裝，縮短工期。同時，裝配式建筑可同時多層施工，蓋主體可同步內部裝修，實現立體交叉作業，施工速度更快。全裝配式項目比傳統建造方式節省3/4的工期；若以預制率為35%左右的30層裝配式混凝土住宅項目為例，傳統建設周期是28個月，裝配式建筑施工可以減少至20~22個月。
裝配式建筑構件的工廠化生產可降低對人工的依賴，并可節約現場施工人員數量，降低施工人員的工作強度。裝配式施工相對于傳統方式至少可節約一半左右的人力。
裝配式建筑已經成為我國建筑業發展的主要方向，受到國家和各級政府的鼓勵和支持。2016年是裝配式建筑行業的政策推進元年。國務院、住房城鄉建設部陸續出臺《建筑產業現代化發展綱要》《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》《“十三五”裝配式建筑行動方案》等一系列重要文件。隨后，各省市陸續出臺百余項裝配式建筑專門指導意見和相關配套措施，通過優先安排用地、稅收優惠政策、容積率獎勵、政府補助等優惠政策切實推動裝配式建筑發展。總結來看，國務院及住房城鄉建設部提出：2020年，全國裝配式建筑占新建建筑比例達到15%以上，其中重點推進地區達到20%以上。2020年要培育50個示范城市、200個產業基地、500個示范工程，30個創新基地。2025年，爭取做到全國裝配式建筑占新建建筑比例達到30%以上。自上而下的政策推動下，裝配式建筑行業呈爆發式增長。根據政策指引，2025年裝配式建筑行業的滲透率將達到30%以上，若以我國每年新增城鎮新建建筑面積約21億平方米估算，屆時新增裝配式建筑面積將達到6.3億平方米以上，保證了未來5年的年復合增速在17%以上。考慮到實現一定規模效應后的裝配式成本將顯著下降，而傳統建造成本上升的趨勢是不可逆的，因此裝配式將成為市場化選擇，屆時實際需求可能實現更快的增長。
對標海外市場。德國、法國、美國、日本等發達國家在裝配式建筑行業已經發展到相對成熟的階段，裝配式建筑的市場滲透率高達32%~70%。對標海外成熟市場，中國裝配式建筑行業目前只有不足5%的市場滲透率，遠低于發達國家。日本發展經驗：日本裝配式建筑行業的興起源自二戰后日本房屋損毀，快速解決居民住宅不足的迫切性。自此，裝配式建筑的標準化、模塊化理念開始形成，政府主導下，經濟激勵政策完善，并于20世紀80年代末發展成熟。期間，日本裝配式建筑經歷了規格量產型-企劃量產型-追求高附加值-資源循環利用等階段。目前，日本裝配式建筑滲透率甚至已接近90%，以低層住宅木結構和多高層集合住宅PC結構為主，具有大規模批量生產標準產品，同時滿足多樣化需求的領先經驗。德國發展經驗：德國裝配式建筑的早期大規模應用主要為解決戰后住房的短缺問題。建造方式嚴重依賴預制混凝土大板技術體系，并于20世紀90年代之前受到普遍歡迎。但受限于當時《雅典憲章》城市規劃指導思想的局限性，以及經濟及技術條件的限制，PC建筑過分強調整齊劃一，建筑單元、戶型、建筑構件大量重復使用，德國大板建筑如今已飽受“建筑單調、僵化、死板，缺乏特色，缺少人性化”等詬病，部分項目已被迫拆除。取而代之的是追求建筑的個性化，設計的精細化、強調建筑耐久性的綜合技術解決方案，建筑構件大量實行標準化、模數化。裝配式建筑較傳統現場澆筑的成本略高，并限制了其在國內的推廣應用，形成規模經濟有助于降低裝配式建筑生產成本。據統計，20%~55%的預制率下，裝配式混凝土結構較傳統現場澆筑的成本高128~255元/㎡，預制率越高，成本越高；從各省市的調查案例來看，PC造價較傳統造價高200~800元/㎡，PS造價更高，節省的人工成本目前仍不足以彌補較高的構件材料費。我們認為，裝配式建筑行業在發展初期受政策推動的影響更明顯，一定規模效應后，裝配式具有更強的經濟適用性，而傳統建造成本上升的趨勢是不可逆的，裝配式將成為市場化選擇，屆時將實現更快的需求增長。首先，愿意從事傳統建筑業的工人日益減少，建筑業農民工人數自2014年持續回落，而農民工收入上漲壓力較大，2014年以來，平均每年工資漲幅7.3%。此外，老齡化在建筑行業日益嚴重，農民工平均年齡從2008年的34歲升至2018年的40.2歲。勞動力成本上升和日益嚴格的環保將倒逼傳統現澆式建筑向裝配式建筑轉型。
Q6：裝配式混凝土結構較裝配式鋼結構的發展難度更大？
鋼結構相比于混凝土結構更具有做裝配式的優勢，主要體現在：對于鋼結構而言，鋼構件一直以來都是由鋼結構公司加工完成后運至現場吊裝，主體結構本來就是裝配式的概念，與普通鋼結構沒有區別。裝配式鋼結構與普通鋼結構的主要區別在于墻體，普通鋼結構的墻體在現場砌筑完成，而裝配式鋼結構會要求用預制的外掛墻板等；同時室內裝修系統和設備管線，裝配式鋼結構也要采用集成化。對于混凝土結構而言，主體結構原本主要采用現澆方式建造，與裝配式的理念差距較大，技術限制成為短期制約。目前國內真正掌握預制混凝土結構技術的企業并不多，因而在實際工程中，裝配式混凝土結構的推廣過程中常常面臨諸多問題：1）成本不可控的升高。現澆方式建造的混凝土結構，在設計時沒有模塊化的考慮，構件尺寸和種類多樣化。目前很多預制混凝土項目碰到的問題就是，強行采用工廠預制生產構件，每一個新項目都需要重新制作混凝土構件的模板且模板種類眾多，因此成本大幅上升，且很難控制。2）鋼筋混凝土的裝配式施工工藝比鋼結構復雜。傳統現澆方式建造時施工工藝粗放，構件之間連接相對隨意，對混凝土內部鋼筋的位置也要求不高；改用裝配式后，關鍵工藝是灌漿套筒，即構件之間的鋼筋采用灌漿套筒或螺栓等方式連接。鋼筋連接的數量和種類多、結構復雜、對鋼筋位置有較高要求，連接的施工難度也較大，同時，目前尚沒有成熟的技術來監測套筒內部鋼筋連接是否到位，一旦出現問題，將會成為非常嚴重的安全隱患。部分連接處仍需采用現澆方式連接，但結構整體性較全現澆結構有所下降。不少PC工程只預制樓板、樓梯板、內墻板等非抗震構件，就是為了避免剪力墻等抗震構件安裝時出現鋼筋連接不上的情況。3）現場吊裝難度大。鋼筋混凝土構件的重量會明顯大于鋼結構，鋼筋混凝土內部需要跟外界連接的鋼筋又多，現場吊裝難度明顯高于鋼結構。
綜上，裝配式鋼結構相對于裝配式混凝土結構而言，設計理念貼合，施工工藝簡單，鋼結構有做裝配式建筑的天然優勢。裝配式建筑的上游主要是水泥、鋼鐵、木材等原材料以及構件生產和組裝設備，中游是各類預制構件的生產商及現場組裝的承包商，下游是建筑項目開發商。
PC構件廠作為生產商，依賴上游的研發設計和下游的施工管理。一個典型的PC項目流程包含研發、設計、生產、施工、運營及維護等環節。其中，PC構件生產工藝流程包含4個步驟：（1）模具組裝；（2）安裝鋼筋；（3）攤鋪、澆筑、振動及養護；（4）脫模和成品檢驗。由模具組裝到脫模，完成一輪PC構件生產需要8~24小時。
1）以鋼結構制造為主，采用制造加工費+原材料價格的定價模式經營，通過低成本戰略實現競爭優勢。
2）從設計到加工制造、現場安裝的全產業鏈覆蓋，加工制造產能主要用于自供，通過承攬鋼結構工程總承包或專業分包工程賺取設計、施工費。大部分鋼結構企業采用了這種經營模式，通過在技術專利、工程業績方面的不斷積累，形成一定競爭優勢。進入PC構件行業的資金門檻并不高，選址（布局）和規模定位是核心考量因素。年產15萬立方的一個PC構件廠，不含土地的資本支出約為2億元，資本開支的方向包括工廠建設，設備購置，運營資本投入等。PC構件有嚴格的運輸半徑，因此，生產基地的選址應在主要市場的合理運輸半徑以內。PC構件體積和重量較大，外形多樣化，不宜長距離運輸，合理的運輸半徑在150公里至200公里，運費宜在300元/立方米以內，約占PC售價的10%。
PC構件市場集中度較低。（1）由于PC構件的運輸半徑不宜超過300公里，PC企業容易霸占山頭、各自為營。（2）裝配式建筑推進較快的地區主要集中于大城市群，高昂的地價對工廠擴張有所阻礙。根據中國鋼結構協會的統計，目前我國鋼結構企業在2500家左右，擁有鋼結構制造企業資質的單位有510家，年產10萬噸以上的企業僅50多家，其他多數為年產1萬噸以下的中小企業，大部分企業生產規模不高，整體市場較為分散。產量最大的企業占全行業比重僅為2.09%，TOP6占比僅6.06%。同時，行業集中度有持續提升的可能。行業發展初期，產業鏈上下游之間存在信息差和資源差異是獲取項目的隱形壁壘。隨著行業日漸完善，我們認為，制造業的競爭依靠規模化生產及柔性生產，大規模實現定制化需求是這個行業生存能力的最大挑戰。同時，核心經濟圈的工業用地獲取難度很大，而PC預制件有很強的運輸半徑限制，工廠布局的地域廣度與輻射面決定了PC構件生產企業的業務發展空間。1）正如我們前文提到的，生產企業難以從大規模標準化生產中獲得成本優勢，造價偏高限制了裝配式的大規模應用。2）施工流程、施工隊伍的專業性不強、缺乏可靠的質量安全監測手段等，導致裝配式的產業鏈不完整，特別是裝配式混凝土結構的建筑質量易受施工水平影響。總結來看，我們認為，裝配式建筑行業在發展初期受政策推動的影響更明顯，一定規模效應后，裝配式具有更強的經濟適用性，而傳統建造成本上升的趨勢是不可逆的，裝配式將成為市場化選擇，隨著產業鏈逐漸成熟，屆時將實現更快的需求增長。較裝配式混凝土結構而言，鋼結構更具備做裝配式的天然優勢，需求斜率或更陡。
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