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風(fēng)口里的裝配式建筑，一條少有人注意的碳減”主線“
教務(wù)部 2022-02-26





 裝配式建筑是傳統(tǒng)建筑轉(zhuǎn)型為綠色建筑的必經(jīng)之路。

翻開人類發(fā)展的歷史，建筑是其中不可或缺的一部分。
 
從舊石器時代開始，人類便已經(jīng)有了穴居概念。這種起源于自然山洞，經(jīng)簡單的工具開鑿而成的居所成為人類最早的建筑形式。
 
之后的歲月里，歷經(jīng)獸骨帳篷、獸皮帳篷的過渡，從舊石器時代進(jìn)入到新石器時代。農(nóng)耕時代，人類開始定居下來。以石頭、木材、泥磚和茅草為原材料，真正具備建筑要素的房屋出現(xiàn)了。
 
隨著工業(yè)革命的來臨，以鋼筋水泥為主材的現(xiàn)代式建筑開始出現(xiàn)，其代表作便是聳入云間的摩天大樓。
 
而今天，科技進(jìn)步帶動現(xiàn)代建筑技術(shù)快速發(fā)展，建筑材料、工藝歷經(jīng)多次迭代升級，誕生了一種新的建筑形式——裝配式建筑。
 
本文的目的便在于與讀者共同探討裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的區(qū)別和優(yōu)劣。

傳統(tǒng)建筑轉(zhuǎn)型為綠色建筑的必經(jīng)之路

可能部分讀者對裝配式建筑有些陌生。
 
其實(shí)，裝配式建筑由來已久。
 
比如古埃及和古希臘石頭結(jié)構(gòu)的柱式建筑，中世紀(jì)用石頭和彩色玻璃建造的哥特式教堂，中國的木結(jié)構(gòu)廟宇和宮殿等。都是在加工場地把石頭構(gòu)件鑿好，或者把木頭柱、梁、斗拱等構(gòu)件制作好，再運(yùn)到現(xiàn)場安裝。

古時候的神廟、宮殿、墳?zāi)沟却笮徒ㄖ捎昧撕芏嘌b配式的理念來建造。
 
進(jìn)入18世紀(jì)以來，隨著工業(yè)革命的發(fā)展帶來人口急速的增長，住宅和廠房的需求迅速攀升。再疊加二戰(zhàn)城市重建，使裝配式建筑快速普及。

美國、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國家的裝配式建筑占比目前已經(jīng)達(dá)到80%以上，而國內(nèi)的裝配式則是剛剛起步。
 
理解起裝配式建筑的含義也并不困難，裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行。

在工廠加工制作好建筑用構(gòu)件和配件（如樓板、墻板、樓梯、陽臺等），運(yùn)輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配安裝而成的建筑。
 
核心的要素在于預(yù)制，模塊化組裝。

以墻體為例子，傳統(tǒng)式建筑需要工人在現(xiàn)場一層一層地砌磚。而裝配式建筑則是將墻體整體預(yù)制好，而后到現(xiàn)場拼接起來，就好像小朋友玩的搭積木游戲。
 
相較于傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑在建筑品質(zhì)、施工工期、節(jié)能環(huán)保等方面都具有難以比擬的優(yōu)勢。
 
具體來看，傳統(tǒng)建造方式對人工的依賴性較高，品質(zhì)監(jiān)控難度大。而工業(yè)化生產(chǎn)的材質(zhì)和裝配式的建造方式更容易形成一套標(biāo)準(zhǔn)化體系，確保了品質(zhì)。
 
裝配式建筑的大部分構(gòu)件均在工廠完成，水電安裝與主體安裝可同步進(jìn)行，整體交付比傳統(tǒng)建筑快30%~50%。
 
相較于傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑最為核心的優(yōu)勢是降低污染和排放。

可以說裝配式建筑是是傳統(tǒng)建筑轉(zhuǎn)型為綠色建筑的必經(jīng)之路，是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)至關(guān)重要的一環(huán)。
 
眾所周知，建筑業(yè)作為我國重要的國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，伴隨著中國巨大的經(jīng)濟(jì)增長而成長。
 
可是，鋼材、水泥、鋁材等建材的生產(chǎn)伴隨著高排放、高污染。建筑運(yùn)行階段同樣如此。
 
根據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會能耗專委會發(fā)布的《中國建筑能耗研究報(bào)告（2020）》數(shù)據(jù)顯示。2018 年我國建材生產(chǎn)階段的碳排放最高為27.2億tCO2，占全國的比重為28.3%。其中90%左右來自鋼材、水泥和鋁材的生產(chǎn)階段。
 
建筑施工階段相對碳排較少，占全國碳排放的比重為1%。建筑運(yùn)行階段碳排放21.1tCO2，占全國碳排放的比重為21.9%。
 
 
傳統(tǒng)建筑材料浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，建造過程還伴有粉塵、噪音、建筑垃圾等。
 
而裝配式建筑現(xiàn)場以干法作業(yè)為主，可有效減少能源消耗以及環(huán)境污染；另外，裝配式建筑由于其可拆除的特性還可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用；
 
據(jù)業(yè)內(nèi)資深專家測算，采用裝配式建筑各類裝配式建筑在建造階段碳排放相較于現(xiàn)澆能夠下降約20%；全生命周期下，由于采用新型材料，碳排放可下降接近40%。
 
從另外一個維度來看，人口紅利消退或?qū)⒌贡菩袠I(yè)轉(zhuǎn)型升級。
 
傳統(tǒng)建筑業(yè)屬于勞動密集型行業(yè)，對人工依賴性較高，隨著勞動力逐漸減少、人工成本不斷攀漲。
 
據(jù)阿爾法調(diào)研發(fā)現(xiàn)，農(nóng)民工勞動力呈現(xiàn)短缺和老化兩個特點(diǎn)。2014年至今，建筑業(yè)農(nóng)民工數(shù)量幾乎每年都在減少，農(nóng)民工供給端逐年下滑。
 
與此同時，年齡結(jié)構(gòu)逐步上升，18-40歲農(nóng)民工數(shù)量大幅下滑。
 
隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，人力成本隨之上升，據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)民工平均收入過去5年保持每年5%以上的增速。建筑農(nóng)民工更為稀缺，使得人力成本高于整體水平。
 
這背后是互聯(lián)網(wǎng)+服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。隨著互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新，眾多新的崗位被創(chuàng)造出來了，服務(wù)業(yè)對就業(yè)的吸納能力超過了傳統(tǒng)行業(yè)。
 
年輕的農(nóng)民工流入了快遞、外賣、自媒體、網(wǎng)約車等行業(yè)。預(yù)計(jì)未來流入建筑業(yè)的年輕工人數(shù)量或?qū)⒊掷m(xù)下滑，勞動力短缺也將推動人力成本進(jìn)一步上漲。
 
以預(yù)制率35%的30層住宅項(xiàng)目為例，裝配式建筑較傳統(tǒng)建筑可節(jié)約工期20~45%、減少能源消耗20~40%，現(xiàn)場施工人數(shù)、建筑粉塵分別降低60~75%、20~30%。
 
因此，勞動力的因素可能成為助推器，倒逼行業(yè)謀求轉(zhuǎn)型。
 
缺點(diǎn)也不是沒有，由于產(chǎn)業(yè)配套不完善、相關(guān)技術(shù)不成熟等問題，目前裝配式的建造成本，尤其是鋼結(jié)構(gòu)，依然明顯高于傳統(tǒng)建筑。
 
但是，在人工成本高攀的背景下，其建造成本的下降空間遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)建筑。加之后期運(yùn)維費(fèi)用更低，故從建筑全生命周期角度來看，裝配式未來將具有更大的成本優(yōu)勢。
 
正是基于裝配式建筑的種種優(yōu)勢，2016年，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》。指出“將力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%”，裝配式建筑開始了爆發(fā)式增長。
 
2020年，全國新增裝配式建筑面積6.3億平，同比增長50.72%，近4年復(fù)合增速為53.32%，占新增建筑面積比例約20.5%。超額完成了《“十三五”裝配式建筑行動方案》中提出的新增建筑面積15%以上的工作目標(biāo)。
 
預(yù)計(jì)“十四五”期間裝配式建筑將持續(xù)快速增長，2025年裝配式建筑占新建建筑面積的比例有望達(dá)到30%以上。
 
若以 2025 年裝配式建筑占比達(dá) 30%為依據(jù)，業(yè)內(nèi)人士保守估計(jì)在2020-2025年裝配式建筑新開工面積復(fù)合增速高于25%。
 
在產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時，更為重磅的利好刺激也紛至沓來。
 
中央經(jīng)濟(jì)工作會議提出2022年將大力推進(jìn)保障性住房建設(shè)。2021年，全國40個重點(diǎn)城市計(jì)劃新籌集保障性租賃住房93.6 萬套。
 
實(shí)際結(jié)果來看，2021年前三季度，40個城市已開工建設(shè)保障性租賃住房72萬套，占全年計(jì)劃的76.9%，完成投資775億元。
 
大力推進(jìn)保障性住房建設(shè)利好裝配式建筑的邏輯其實(shí)不難理解。
 
一方面，“雙碳”背景下，政府主導(dǎo)的保障性租賃住房項(xiàng)目，傾向于盡可能提高裝配式建造方式占比，將為裝配式建筑行業(yè)帶來新的成長空間。
 
另一方面，工期縮短帶來的額外租金收益相應(yīng)地抵補(bǔ)了部分裝配式建造方式帶來的增量成本，帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。
 
這期間，在裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈中最為受益的是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑迎來高速發(fā)展期

從應(yīng)用領(lǐng)域來看，裝配式建筑主要用于商品住房、公共建筑和保障性住房，2019年的占比分別為41%、22%、13%。
 
分類型看，裝配式建筑的結(jié)構(gòu)形式主要有三種，即裝配式混凝土結(jié)構(gòu)（PC）、裝配式鋼結(jié)構(gòu)（PS）和裝配式木結(jié)構(gòu)。
 
裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑占比68.3%，主要應(yīng)用于住宅、辦公樓、教學(xué)樓、醫(yī)院等，是目前滲透率最高的一種裝配式結(jié)構(gòu)。
 
鋼結(jié)構(gòu)建筑占比30.2%，主要用于大跨度廠房、體育館、超高層辦公樓等；木結(jié)構(gòu)及其他僅占1.5%左右。
 
鋼結(jié)構(gòu)是主要由鋼板、型鋼、鋼管、鋼索等鋼材，用焊縫、螺栓或鉚釘連接而成的建筑結(jié)構(gòu)形式。
 
與其他結(jié)構(gòu)形式如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚石等砌體結(jié)構(gòu)相比，具有強(qiáng)度高、自重輕、塑性韌性與抗震性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。適用于機(jī)械化加工，工業(yè)化程度高，施工周期短。
 
最突出的優(yōu)勢在于很少使用水泥砂石等材料，大幅度減輕了揚(yáng)塵、建筑垃圾和噪音等環(huán)境污染問題，符合綠色建筑降低排放、降低污染的要求。在保障性租賃住房的建設(shè)中優(yōu)勢凸顯。
 
正是基于裝配式鋼結(jié)構(gòu)客觀存在的競爭優(yōu)勢。2016年11月工信部發(fā)布的《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃（2016-2020年）》中提出“到2020年鋼結(jié)構(gòu)用鋼占建筑用鋼比例從2015年的10%提升到25%以上”。

依此目標(biāo)，2020年鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量有望實(shí)現(xiàn)快速增長。
 
中辦、國辦于2021年10月21日發(fā)布的《關(guān)于推動城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的意見》再次確認(rèn)了“鋼結(jié)構(gòu)+住宅”方向。明確提出“大力發(fā)展裝配式建筑，重點(diǎn)推動鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建設(shè)”，在最高層級確認(rèn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑是建筑業(yè)未來的發(fā)展方向。
 
預(yù)計(jì)2022年保障性住房建設(shè)規(guī)模將繼續(xù)擴(kuò)大，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑正迎來重要的發(fā)展機(jī)遇。
 
具體到應(yīng)用來看，鋼結(jié)構(gòu)普遍應(yīng)用于建筑、制造、交通等行業(yè)。按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同，鋼結(jié)構(gòu)可以大致分為設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)、建筑重鋼結(jié)構(gòu)、建筑輕鋼結(jié)構(gòu)、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)等五大類。
 
 
其中，鋼結(jié)構(gòu)的一個重要應(yīng)用場景在BIPV（光伏建筑一體化）。光伏建筑是減少建筑能耗和碳排的一個重要技術(shù)手段，BIPV與鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)合更好，兼具美觀、節(jié)能和功能性。
 
鋼結(jié)構(gòu)BIPV光伏屋面目前是較為普遍的光伏屋面應(yīng)用方式。在國家大力推進(jìn)光伏建筑一體化的背景下，鋼結(jié)構(gòu)BIPV空間廣闊。
 
成本同樣是存在的問題。當(dāng)前裝配式鋼結(jié)構(gòu)約占裝配式建筑的30%，造價(jià)約為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的1.1倍，但人工費(fèi)僅為混凝土結(jié)構(gòu)的60-70%。伴隨著勞動力成本上升和鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)規(guī)模效應(yīng)提升，兩者的價(jià)差將持續(xù)縮小。
 
當(dāng)前我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的市場集中度較低，行業(yè)內(nèi)中小型企業(yè)眾多，頭部企業(yè)少。鋼結(jié)構(gòu)行業(yè) CR5僅為5%左右，而美國鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)CR3超過50%。
 
建筑重鋼結(jié)構(gòu)等高端鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在精度要求、價(jià)格難度和制造工藝等方面難度較大，壁壘相對較高；輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)成熟，進(jìn)入門檻較低，中小型企業(yè)涌入市場，競爭激烈。
 
預(yù)計(jì)隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范的完善將進(jìn)一步加速中小企業(yè)退出市場，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)強(qiáng)者恒強(qiáng)格局可期。
 
鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)主要包含鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、安裝三個環(huán)節(jié)，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)具備制造業(yè)與建筑工程業(yè)的雙重特性。
 
因此，誕生了三種商業(yè)模式，第一種便是只負(fù)責(zé)制造鋼結(jié)構(gòu)材料，以鴻路鋼構(gòu)(002541.SZ）為代表；第二種是負(fù)責(zé)制造和安裝環(huán)節(jié)，屬于分包模式。

第三種是總包模式，鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)負(fù)責(zé)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造、安裝等全過程。目前，精工鋼構(gòu)(600496.SH)、東南網(wǎng)架(002135.SZ)等國內(nèi)大型鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)以分包、總承包的模式為主。
 
只負(fù)責(zé)制造鋼結(jié)構(gòu)的企業(yè)相對來說覆蓋的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)少，資金壓力較小，資產(chǎn)周轉(zhuǎn)更快。而總包模式下，對產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行了一體化整合，相對來說毛利率更高，具備一定議價(jià)能力。

裝配式裝修

裝配式裝修是裝配式產(chǎn)業(yè)鏈又一重要環(huán)節(jié)。
 
根據(jù)住建部的定義，裝配式裝修是指“采用干式工法、將工廠生產(chǎn)的內(nèi)裝部品在現(xiàn)場進(jìn)行組合安裝的裝修方式”。
 
按模塊來分，通常包括內(nèi)墻/地面/吊頂系統(tǒng)、管線集成、設(shè)備設(shè)施以及整體部品等，其施工方法同樣為干法施工，全部構(gòu)件均為工廠預(yù)制、現(xiàn)場組裝。
 
2020年裝配化裝修建筑面積較 2019年增長58.7%，占裝配式建筑面積比例11.4%，占新建建筑面積比例2.3%。
 

裝配式裝修目前主要應(yīng)用于保障房、長租公寓、酒店、辦公樓等公建領(lǐng)域，典型特點(diǎn)是個性化小，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，工期要求緊，后期更新頻繁。

 
裝配式裝修相較傳統(tǒng)裝修，同樣在裝修品質(zhì)、施工工期、節(jié)能環(huán)保等方面都具有難以比擬的優(yōu)勢。
 
傳統(tǒng)墻面裝修首先要對原始墻面進(jìn)行一定處理。包括清理、抹灰、膩?zhàn)印⒋蚰?、砂補(bǔ)等，部分處理需要反復(fù)進(jìn)行 2-3 次，直至墻面平整光滑、無氣泡。
 
以乳膠漆飾面為例，整個工藝流程包含“基層處理、石膏填充→掛網(wǎng)→第一道膩?zhàn)哟蚰ァ诙滥佔(zhàn)哟蚰ァ⒌灼帷谝粚用嫫帷诙用嫫帷鍜咔鍧崱卑说拦ば?，工期一般?1~2 周。
 
裝配式裝修的墻面系統(tǒng)則是采用架空方式。架空部分鋪設(shè)水管，利用專用構(gòu)件調(diào)平，之后進(jìn)行墻板安裝，工期較傳統(tǒng)墻面裝修大大縮短。
 
以50平的保障房為例，裝配式裝修的現(xiàn)場工期較傳統(tǒng)裝修減少80%，用工量減少60%，地面、隔墻及整體的材料減輕60%~70%。
 
假設(shè) 2022 年裝配式裝修在保障房中滲透率為20%，相比2020年，僅保障房帶來的市場就提升了61%的行業(yè)空間，拉動效果非常明顯。
 
目前亞廈股份(002375.SZ)、柯利達(dá)（603828.SH）、金螳螂(002081.SZ)等多家裝飾企業(yè)布局裝配式裝修，并取得一定成果。

結(jié)語

建筑的發(fā)展始終伴隨著人類文明的傳承。
 
從舊石器時代的穴居到農(nóng)業(yè)時代木屋、石屋，再到工業(yè)時代的樓房。而今，一種更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)的裝配式建筑模式逐步發(fā)展開來。
 
裝配式建筑既有政策推進(jìn)等外部利好，本身的減碳、降本的內(nèi)生優(yōu)勢使得產(chǎn)業(yè)未來增長的路徑愈發(fā)明晰。
 
這其中，保障性住房和光伏建筑的利好支撐裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑、裝配式裝修產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。

來源： 阿爾法工場研究院


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