浅析建筑工业化在地产行业中的应用与发展

吴晨光 Wu Chenguang

自20世纪60年代开始，预制空心板砌体建筑、钢结构工业建筑及装配式混凝土多、高层建筑等工业化建筑形式先后在我国住宅产业和地产行业中得以广泛地应用。虽然90年代以来，现浇混凝土结构的应用较普遍；但随着城镇化的不断推进、科学技术的快速发展，使得材料资源消耗巨大，劳动力成本持续上涨，建筑工业化因其具备提高劳动生产率、加快施工建设速度、降低开发成本、提升工程质量水平等优势，不仅成为当前社会研究的热点，更是行业发展的内在要求和未来趋势。本文将结合建筑工业化发展的必然性、建筑工业化应用现状及其结构体系的特点、建筑工业化的发展方向等3个方面来阐述建筑工业化在地产行业中的应用与发展。

1 地产行业应用发展建筑工业化的必然性

1.1 房地产企业对工程质量及建造效率的关注

随着建筑施工技术的发展，地产公司愈发重视建筑产品的实施过程，主要体现在：①尝试提高工程的建造效率，加快项目运营节奏、缩短项目开发周期，进而实现公司整体运营效率的提升；②努力满足客户对于产品品质日益严苛的质量要求，严防系统性渗漏或墙体大面积空鼓开裂等质量问题的发生；③倡导建筑施工低资源消耗化，杜绝材料浪费，有效控制并合理降低建造开发成本。

1.2 国家及地方政策要求

2016年9月，国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，提出要以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，因地制宜地发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑，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3月，国家住建部印发《“十三五”装配式建筑行动方案》，鼓励各地建立并健全装配式建筑政策体系、规划体系、标准体系、技术体系、产品体系和监管体系，以实现装配式建筑的全面发展。与此同时，上海、北京、江苏、浙江、长沙、厦门、广州、合肥、沈阳等地区也相继出台了官方实施意见、工作计划和相关激励补贴政策，如：《上海市建筑节能和绿色建筑示范项目专项扶持办法》指出：“三星级绿色建筑运行标识项目补贴100元/m2，装配整体式建筑示范项目补贴100元/m2，最高补贴可达1 000万元”；《长沙市人民政府办公厅关于进一步推进装配式建筑发展的通知》指出：“预制装配化率达到30%的项目补贴300元/m2，预制装配化率达到50%的项目补贴400元/m2”等。

1.3 传统建造方式受到制约

伴随着社会的发展与国情的变化，传统建造方式在工程建设中的应用陆续开始受到制约，尤其体现在以下两个方面。

（1）劳动力成本升高，生产效率仍低。一方面，我国人口老龄化加剧，劳动力不断减少；加之国家政策对农村加大补贴力度及农村劳动力的大量回流，使得劳动力成本持续上涨，“用工荒”的问题开始困扰各建筑企业的发展。另一方面，我国劳动力仍普遍存在教育程度较低、专业素质不高的现象，人均竣工面积远远低于发达国家水平，劳动生产效率亟待提高。

（2）能源消耗巨大。我国是人均资源匮乏的国家，但建筑业高耗能、重污染，能源供需矛盾突出。据相关数据统计，我国建筑用水约占淡水供应总量的17%，占城市用水的47%，是世界平均水平的4倍之多；建筑用地约占耕地减少总量的16%，在原属建设用地上进行建设的仅占2.37%；建材生产能耗则约占全社会总能耗的16.7%，其中建筑用钢、木材、水泥分别为全国总耗量的25%、40%、70%，整体耗能巨大[1]。

1.4 建筑工业化优势显著

建筑工业化因其建筑设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和组织管理科学化的特点，与传统建筑方式相比，具有显著优势：①可实现建筑业的转型升级和可持续发展；②提高建设效率和劳动生产率，促进工程建设的现代化；③通过标准化的设计和生产促动从业人员提高专业知识水平，实现人员工作的规范化，加强生产的连续性，充分保证工程质量，减少安全隐患；④可以催生新的产业，使经济发展产生新的动能，有利于供给侧结构性调整和产业链优化。

实施在地产工程项目上，则具体表现为：①现场文明施工有保障，大幅度减少浇筑模板、钢筋加工量、建筑垃圾等；②外墙防水质量易保证，门窗、外保温与墙板一起预制，固定可靠，减少渗漏隐患；③外墙装修质量可控，取消了外墙抹灰，降低开裂、空鼓、面砖脱落风险；④释放劳动力需求，降低人工作业量，减少工人的数量和劳动强度。由此可知，建筑工业化在地产行业中的应用与发展是具有必然性的。工业化的建造方式在带来巨大效益的同时，可以有效地满足企业快速发展的业务需求，并能够切实满足国家及地方政府的政策要求。因此，应用、发展建筑工业化目前已成为了地产行业的业内共识。

2 建筑工业化应用现状及其结构体系的特点

2.1 应用现状

万科集团是行业中较早开始探索和实施工业化住宅建造技术的，其充分借鉴日本工业化住宅体系的已有成果，通过前期试验和不断实践，在建筑主体、结构体系、装配工艺、项目管理等方面积累了大量有价值的研发成果，建立了万科VSI工业化技术体系，形成了内浇外挂体系、PCF叠合墙板体系、装配式剪力墙体系、全预制框架体系、金属模板+全混凝土外墙体系等多种适宜的工业化结构体系，已交付工业化项目建筑面积合计超过6 500万m2。目前，工业化技术已成为万科每年交付20余万套装修房的关键核心措施[2]。

旭辉集团自2014年以来，亦开始了工业化住宅的持续实践落地。其中，长沙国际广场项目采用预制装配整体式钢筋混凝土结构体系，PC预制内外墙板、叠合梁、叠合板，竖向剪力墙为全现浇，预制比率高达72%。此外，旭辉集团还在2016年特别成立了上海毅匹玺建筑科技有限公司，专门发展住宅工业化体系研发和产业化应用的相关业务。

除了万科和旭辉以外，包括碧桂园、中南、远大住工、海尔等诸多企业，都陆续开始推广和应用工业化建造技术。虽然各家企业在实际应用建筑工业化的过程当中总会遇到各种各样的问题与困难，但这也恰恰促使工业化建造技术得到不断地改进和完善，尤其是结构体系这一核心关键技术得到日趋成熟的发展与迭代升级。目前，实际建设中常见的4种结构体系分别是：装配式框架/框剪体系、内浇外挂体系、叠合剪力墙体系和装配整体式剪力墙体系。

2.2 装配式框架/框剪体系

装配式框架/框剪结构体系是工业化住宅建筑中应用较广泛的结构体系之一。与装配式剪力墙结构相比，其梁、柱等构件多为线性构件，自重较轻，现场吊装更加便利，节点连接处工程量小（图1）。但应用此种结构体系会对建筑的高度有所限制，且因梁、柱等构件的截面尺寸通常较大，使得房率降低的同时，也会影响住户的室内使用感受。

2.3 内浇外挂体系

内浇外挂，顾名思义，即主体受力构件采用现浇，非受力构件采用外挂的结构体系。此体系因受力构件连接为支模现浇，专业审批较快，虽然在结构阶段并无工期优势，但在外墙施工阶段，却可不使用外部脚手架而节约总工期及外架费用。不过，因外墙板为外挂方——会不可避免地造成板缝过多，所以此种结构体系的应用对于外墙防水及抗震性能有着较高的要求。全国第一幢商品PC住宅楼——上海万科新里程20#楼应用的便是该种体系（图2）。

2.4 叠合剪力墙体系（PCF体系）

叠合剪力墙体系（PCF体系）是融合了预制叠合构件、全现浇构件(墙体约束边缘构件、暗柱、连梁、异形柱、楼梯、阳台、雨棚、挑檐等)于一体的结构体系。叠合式墙板由预制板与格构钢筋制作而成，现场安装就位后，在预制板与模板中间浇筑混凝土，格构钢筋可作为预制板的受力钢筋及吊点。图3、4是单侧叠合板及双层叠合板的应用示意图。虽然PCF体系已经过很多项目实践，技术基本成熟，但其缺点也比较明显，即在叠合墙板的设计应用中，通常并未考虑其对结构承载力及结构刚度方面所产生的贡献，这不仅造成了材料的浪费，也可能使模拟受力分析的结果与实际情况相差较大，这对于抗震设计其实是比较危险的。另外，其主体结构（即剪力墙结构）几乎为全现浇，且与现浇部分连接钢筋较多，因而现场工作量仍然巨大。

2.5 装配整体式剪力墙体系（NPC体系）

装配整体式剪力墙体系（NPC体系）是指由墙板、叠合楼板、楼梯及阳台等混凝土预制构件组成，在施工现场拼装后，采用墙板间竖向连接缝现浇，上下墙板间主要受力钢筋浆锚连接，以及楼面楼板叠合现浇形成整体的一种结构形式。该体系适用于高层，抗震性能较好，户型设计灵活，其装配率可达70%及以上，全部构件均可预制。应用此种结构体系一般要求外墙线管预制到位，难度相对较高；套筒灌浆或浆锚搭接的质量也是关键（套筒连接方式可见图5），通常必须要逐孔检查以保证结构整体性，减少渗漏隐患。上海万科翡翠公园项目采用的就是该种体系（图6）。

以上4种结构体系各有特点，自开始实践建筑工业化以来，先后在不同建筑形式中有所应用。其中，NPC体系因其较其他结构体系具备更加匹配住宅项目开发的特点而得到房企们更多的关注与实践。除核心结构体系以外，建筑工业化的相关技术当然也都有创新发展，尤其以万科集团等行业领先房企为代表，近年来也都在持续不断地尝试“穿插施工、铝模、全混凝土外墙、免抹灰、薄抹灰、无外架施工、整体卫浴”等相关工业化技术或新型工艺、工法，建筑工业化在地产行业中整体处于快速发展的良好态势。

3 建筑工业化的发展方向

图1 装配式框架结构体系

图2 上海万科新里程项目

图3 万科单侧叠合剪力墙板 图4 宝业双层叠合剪力墙板

虽然在过去的十几年里，建筑工业化得到了长足的发展，但相比于传统建造方式，依然只占很小的比例，且存在着相关规范不成体系、产业链配套不完整等问题[3]。因此，建筑工业化的应用发展仍可从以下几个方面开展。

3.1 健全技术标准及规范体系

加快编制装配式建筑国家标准、行业标准和地方标准，逐步建立并完善覆盖设计、生产、施工和使用维护全过程的装配式建筑标准规范体系。

3.2 提升工业化设计水平

统筹建筑结构、机电设备、部品部件、安装施工、装饰装修等环节，积极应用建筑信息模型技术，提高建筑领域各专业协同设计能力，提升设计精度、深度。

3.3 增强产业配套能力

在建筑设计、生产、施工及设备制造、运输、装修和运行维护等全产业链中，企业应协同发展。建议由政府引导企业合理布局，提高产业聚集度，培育一批技术先进、专业配套、管理规范的骨干企业和生产基地，以引领产业发展。

3.4 培育产业人才队伍

加快培养与工业化建筑发展相适应的技术和管理人才，包括行业管理人才、企业领军人才、专业技术人员、经营管理人员和产业工人队伍，促进建筑业农民工转化为技术工人。

3.5 加大政策扶持力度

除给予容积率面积奖励及财政补贴外，政府部门可积极引导市场消费导向，如：对于购买工业化住宅的消费者实行相对优惠的首付和购房贷款利率；或对工业化项目适度降低预售形象进度要求，实行提前预售绿色通道，激发企业的能动性。

4 结语

发展建筑工业化已是地产行业所公认的未来发展趋势，同时，这也是国家产业结构与供给侧调整及建筑业创新发展的未来工作方向。当前，建筑工业化技术因其能够有效解决传统建造方式中生产效率低、资源浪费、质量没有保证等问题，已得到行业内众多企业的关注和实践，其带来良好效益的同时，自身也得到了快速地发展，各种工业化结构体系搭配新型工艺、工法的施工新方式层出不穷。虽然影响其成熟应用的制约因素和问题仍然存在，但我们相信，随着技术标准及规范体系的不断健全、工业化设计水平的持续提升、产业配套能力的快速增强、产业人才队伍的良好培育、政策扶持力度的不断加大，应用发展建筑工业化一定可以持续高效地推动整个地产行业乃至社会的快速发展与进步。