淺析建筑工業化在地產行業中的應用與發展

吳晨光 Wu Chenguang

自20世紀60年代開始，預制空心板砌體建筑、鋼結構工業建筑及裝配式混凝土多、高層建筑等工業化建筑形式先后在我國住宅產業和地產行業中得以廣泛地應用。雖然90年代以來，現澆混凝土結構的應用較普遍；但隨著城鎮化的不斷推進、科學技術的快速發展，使得材料資源消耗巨大，勞動力成本持續上漲，建筑工業化因其具備提高勞動生產率、加快施工建設速度、降低開發成本、提升工程質量水平等優勢，不僅成為當前社會研究的熱點，更是行業發展的內在要求和未來趨勢。本文將結合建筑工業化發展的必然性、建筑工業化應用現狀及其結構體系的特點、建筑工業化的發展方向等3個方面來闡述建筑工業化在地產行業中的應用與發展。

1 地產行業應用發展建筑工業化的必然性

1.1 房地產企業對工程質量及建造效率的關注

隨著建筑施工技術的發展，地產公司愈發重視建筑產品的實施過程，主要體現在：①嘗試提高工程的建造效率，加快項目運營節奏、縮短項目開發周期，進而實現公司整體運營效率的提升；②努力滿足客戶對于產品品質日益嚴苛的質量要求，嚴防系統性滲漏或墻體大面積空鼓開裂等質量問題的發生；③倡導建筑施工低資源消耗化，杜絕材料浪費，有效控制并合理降低建造開發成本。

1.2 國家及地方政策要求

2016年9月，國務院辦公廳印發《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》，提出要以京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區，因地制宜地發展裝配式混凝土結構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑，力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。2017年3月，國家住建部印發《“十三五”裝配式建筑行動方案》，鼓勵各地建立并健全裝配式建筑政策體系、規劃體系、標準體系、技術體系、產品體系和監管體系，以實現裝配式建筑的全面發展。與此同時，上海、北京、江蘇、浙江、長沙、廈門、廣州、合肥、沈陽等地區也相繼出臺了官方實施意見、工作計劃和相關激勵補貼政策，如：《上海市建筑節能和綠色建筑示范項目專項扶持辦法》指出：“三星級綠色建筑運行標識項目補貼100元/m2，裝配整體式建筑示范項目補貼100元/m2，最高補貼可達1 000萬元”；《長沙市人民政府辦公廳關于進一步推進裝配式建筑發展的通知》指出：“預制裝配化率達到30%的項目補貼300元/m2，預制裝配化率達到50%的項目補貼400元/m2”等。

1.3 傳統建造方式受到制約

伴隨著社會的發展與國情的變化，傳統建造方式在工程建設中的應用陸續開始受到制約，尤其體現在以下兩個方面。

（1）勞動力成本升高，生產效率仍低。一方面，我國人口老齡化加劇，勞動力不斷減少；加之國家政策對農村加大補貼力度及農村勞動力的大量回流，使得勞動力成本持續上漲，“用工荒”的問題開始困擾各建筑企業的發展。另一方面，我國勞動力仍普遍存在教育程度較低、專業素質不高的現象，人均竣工面積遠遠低于發達國家水平，勞動生產效率亟待提高。

（2）能源消耗巨大。我國是人均資源匱乏的國家，但建筑業高耗能、重污染，能源供需矛盾突出。據相關數據統計，我國建筑用水約占淡水供應總量的17%，占城市用水的47%，是世界平均水平的4倍之多；建筑用地約占耕地減少總量的16%，在原屬建設用地上進行建設的僅占2.37%；建材生產能耗則約占全社會總能耗的16.7%，其中建筑用鋼、木材、水泥分別為全國總耗量的25%、40%、70%，整體耗能巨大[1]。

1.4 建筑工業化優勢顯著

建筑工業化因其建筑設計標準化、構配件生產工廠化、施工機械化和組織管理科學化的特點，與傳統建筑方式相比，具有顯著優勢：①可實現建筑業的轉型升級和可持續發展；②提高建設效率和勞動生產率，促進工程建設的現代化；③通過標準化的設計和生產促動從業人員提高專業知識水平，實現人員工作的規范化，加強生產的連續性，充分保證工程質量，減少安全隱患；④可以催生新的產業，使經濟發展產生新的動能，有利于供給側結構性調整和產業鏈優化。

實施在地產工程項目上，則具體表現為：①現場文明施工有保障，大幅度減少澆筑模板、鋼筋加工量、建筑垃圾等；②外墻防水質量易保證，門窗、外保溫與墻板一起預制，固定可靠，減少滲漏隱患；③外墻裝修質量可控，取消了外墻抹灰，降低開裂、空鼓、面磚脫落風險；④釋放勞動力需求，降低人工作業量，減少工人的數量和勞動強度。由此可知，建筑工業化在地產行業中的應用與發展是具有必然性的。工業化的建造方式在帶來巨大效益的同時，可以有效地滿足企業快速發展的業務需求，并能夠切實滿足國家及地方政府的政策要求。因此，應用、發展建筑工業化目前已成為了地產行業的業內共識。

2 建筑工業化應用現狀及其結構體系的特點

2.1 應用現狀

萬科集團是行業中較早開始探索和實施工業化住宅建造技術的，其充分借鑒日本工業化住宅體系的已有成果，通過前期試驗和不斷實踐，在建筑主體、結構體系、裝配工藝、項目管理等方面積累了大量有價值的研發成果，建立了萬科VSI工業化技術體系，形成了內澆外掛體系、PCF疊合墻板體系、裝配式剪力墻體系、全預制框架體系、金屬模板+全混凝土外墻體系等多種適宜的工業化結構體系，已交付工業化項目建筑面積合計超過6 500萬m2。目前，工業化技術已成為萬科每年交付20余萬套裝修房的關鍵核心措施[2]。

旭輝集團自2014年以來，亦開始了工業化住宅的持續實踐落地。其中，長沙國際廣場項目采用預制裝配整體式鋼筋混凝土結構體系，PC預制內外墻板、疊合梁、疊合板，豎向剪力墻為全現澆，預制比率高達72%。此外，旭輝集團還在2016年特別成立了上海毅匹璽建筑科技有限公司，專門發展住宅工業化體系研發和產業化應用的相關業務。

除了萬科和旭輝以外，包括碧桂園、中南、遠大住工、海爾等諸多企業，都陸續開始推廣和應用工業化建造技術。雖然各家企業在實際應用建筑工業化的過程當中總會遇到各種各樣的問題與困難，但這也恰恰促使工業化建造技術得到不斷地改進和完善，尤其是結構體系這一核心關鍵技術得到日趨成熟的發展與迭代升級。目前，實際建設中常見的4種結構體系分別是：裝配式框架/框剪體系、內澆外掛體系、疊合剪力墻體系和裝配整體式剪力墻體系。

2.2 裝配式框架/框剪體系

裝配式框架/框剪結構體系是工業化住宅建筑中應用較廣泛的結構體系之一。與裝配式剪力墻結構相比，其梁、柱等構件多為線性構件，自重較輕，現場吊裝更加便利，節點連接處工程量小（圖1）。但應用此種結構體系會對建筑的高度有所限制，且因梁、柱等構件的截面尺寸通常較大，使得房率降低的同時，也會影響住戶的室內使用感受。

2.3 內澆外掛體系

內澆外掛，顧名思義，即主體受力構件采用現澆，非受力構件采用外掛的結構體系。此體系因受力構件連接為支模現澆，專業審批較快，雖然在結構階段并無工期優勢，但在外墻施工階段，卻可不使用外部腳手架而節約總工期及外架費用。不過，因外墻板為外掛方——會不可避免地造成板縫過多，所以此種結構體系的應用對于外墻防水及抗震性能有著較高的要求。全國第一幢商品PC住宅樓——上海萬科新里程20#樓應用的便是該種體系（圖2）。

2.4 疊合剪力墻體系（PCF體系）

疊合剪力墻體系（PCF體系）是融合了預制疊合構件、全現澆構件(墻體約束邊緣構件、暗柱、連梁、異形柱、樓梯、陽臺、雨棚、挑檐等)于一體的結構體系。疊合式墻板由預制板與格構鋼筋制作而成，現場安裝就位后，在預制板與模板中間澆筑混凝土，格構鋼筋可作為預制板的受力鋼筋及吊點。圖3、4是單側疊合板及雙層疊合板的應用示意圖。雖然PCF體系已經過很多項目實踐，技術基本成熟，但其缺點也比較明顯，即在疊合墻板的設計應用中，通常并未考慮其對結構承載力及結構剛度方面所產生的貢獻，這不僅造成了材料的浪費，也可能使模擬受力分析的結果與實際情況相差較大，這對于抗震設計其實是比較危險的。另外，其主體結構（即剪力墻結構）幾乎為全現澆，且與現澆部分連接鋼筋較多，因而現場工作量仍然巨大。

2.5 裝配整體式剪力墻體系（NPC體系）

裝配整體式剪力墻體系（NPC體系）是指由墻板、疊合樓板、樓梯及陽臺等混凝土預制構件組成，在施工現場拼裝后，采用墻板間豎向連接縫現澆，上下墻板間主要受力鋼筋漿錨連接，以及樓面樓板疊合現澆形成整體的一種結構形式。該體系適用于高層，抗震性能較好，戶型設計靈活，其裝配率可達70%及以上，全部構件均可預制。應用此種結構體系一般要求外墻線管預制到位，難度相對較高；套筒灌漿或漿錨搭接的質量也是關鍵（套筒連接方式可見圖5），通常必須要逐孔檢查以保證結構整體性，減少滲漏隱患。上海萬科翡翠公園項目采用的就是該種體系（圖6）。

以上4種結構體系各有特點，自開始實踐建筑工業化以來，先后在不同建筑形式中有所應用。其中，NPC體系因其較其他結構體系具備更加匹配住宅項目開發的特點而得到房企們更多的關注與實踐。除核心結構體系以外，建筑工業化的相關技術當然也都有創新發展，尤其以萬科集團等行業領先房企為代表，近年來也都在持續不斷地嘗試“穿插施工、鋁模、全混凝土外墻、免抹灰、薄抹灰、無外架施工、整體衛浴”等相關工業化技術或新型工藝、工法，建筑工業化在地產行業中整體處于快速發展的良好態勢。

3 建筑工業化的發展方向

圖1 裝配式框架結構體系

圖2 上海萬科新里程項目

圖3 萬科單側疊合剪力墻板 圖4 寶業雙層疊合剪力墻板

雖然在過去的十幾年里，建筑工業化得到了長足的發展，但相比于傳統建造方式，依然只占很小的比例，且存在著相關規范不成體系、產業鏈配套不完整等問題[3]。因此，建筑工業化的應用發展仍可從以下幾個方面開展。

3.1 健全技術標準及規范體系

加快編制裝配式建筑國家標準、行業標準和地方標準，逐步建立并完善覆蓋設計、生產、施工和使用維護全過程的裝配式建筑標準規范體系。

3.2 提升工業化設計水平

統籌建筑結構、機電設備、部品部件、安裝施工、裝飾裝修等環節，積極應用建筑信息模型技術，提高建筑領域各專業協同設計能力，提升設計精度、深度。

3.3 增強產業配套能力

在建筑設計、生產、施工及設備制造、運輸、裝修和運行維護等全產業鏈中，企業應協同發展。建議由政府引導企業合理布局，提高產業聚集度，培育一批技術先進、專業配套、管理規范的骨干企業和生產基地，以引領產業發展。

3.4 培育產業人才隊伍

加快培養與工業化建筑發展相適應的技術和管理人才，包括行業管理人才、企業領軍人才、專業技術人員、經營管理人員和產業工人隊伍，促進建筑業農民工轉化為技術工人。

3.5 加大政策扶持力度

除給予容積率面積獎勵及財政補貼外，政府部門可積極引導市場消費導向，如：對于購買工業化住宅的消費者實行相對優惠的首付和購房貸款利率；或對工業化項目適度降低預售形象進度要求，實行提前預售綠色通道，激發企業的能動性。

4 結語

發展建筑工業化已是地產行業所公認的未來發展趨勢，同時，這也是國家產業結構與供給側調整及建筑業創新發展的未來工作方向。當前，建筑工業化技術因其能夠有效解決傳統建造方式中生產效率低、資源浪費、質量沒有保證等問題，已得到行業內眾多企業的關注和實踐，其帶來良好效益的同時，自身也得到了快速地發展，各種工業化結構體系搭配新型工藝、工法的施工新方式層出不窮。雖然影響其成熟應用的制約因素和問題仍然存在，但我們相信，隨著技術標準及規范體系的不斷健全、工業化設計水平的持續提升、產業配套能力的快速增強、產業人才隊伍的良好培育、政策扶持力度的不斷加大，應用發展建筑工業化一定可以持續高效地推動整個地產行業乃至社會的快速發展與進步。