【門窗幕墻網】編者按:面對以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局,如何發揮中國建造力量,成為行業綠色高質量發展的重要內容。為踐行綠色高質量發展理念、共創綠色發展方式和生活方式,《中國建設報》、中國建設新聞網啟動“智能建造好房子、綠色智慧好社區”暨第十屆中國責任地產創新實踐活動,近期《中國建設報·中國房地產》專訪中國建筑設計研究院有限公司副總建筑師、裝配式建筑工程研究院院長趙鈿,為提高裝配式建筑競爭力建言獻策。
趙鈿中國建筑設計研究院有限公司副總建筑師裝配式建筑工程研究院院長
中國是制造大國,也是工業門類非常齊全的國家,中國制造逐步呈現出了較強的競爭力。其中,裝配式建筑是兼具“制造”與“建造”兩種特征的新型建筑生產方式。然而,在裝配式建筑中,“制造”的作用還沒有充分發揮出來。對于住房和城鄉建設部等13部門聯合印發的《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》中關于大力發展裝配式建筑的相關內容,中國建筑設計研究院有限公司副總建筑師、裝配式建筑工程研究院院長趙鈿在接受《中國建設報·中國房地產》專訪時表示,新時代,要提供滿足人民需要的高品質建筑,裝配式建筑堪當大任。他說:“只有從工廠制造、現場建造兩個方面同時抓,并將‘制造’與‘建造’融合成一個整體,才能真正提高裝配式建筑競爭力,裝配式建筑的綜合效益才能真正發揮。”
裝配式建筑
具有質量和效率優勢
據統計,我國城鎮住宅人均擁有面積逐年提高,2019年城鎮人均住房建筑面積達到40.8平方米,許多城市的住宅總套數已經超過了城市家庭的數量。
在趙鈿看來,總體上,我國已擺脫住宅總量短缺的問題,當前的問題主要是部分城市新市民的居住需求得不到有效保障。同時,人們對居住品質的要求越來越高,對房屋質量越來越不滿意,建筑的質量通病在現行的建造模式下很難克服。
與此同時,農民工的老齡化問題也越來越突出,大多數年輕人不再愿意選擇到建筑工地工作。人工成本的迅速上升,也在倒逼建筑業加速向新型建造方式轉型。
“可喜的是,近年來我國裝配式建筑發展迅速。”從趙鈿提供的數據來看,2019年,全國新開工裝配式建筑4.2億平方米,較2018年增長45%,占新建建筑面積的比例約為13.4%。
在他看來,裝配式建筑是個新事物。趙鈿說,建筑業現行的建造方式主要有兩種。
一種以現澆混凝土建筑為代表,稱為“傳統現場建造”方式。“雖然許多鋼結構建筑比現澆混凝土建筑更‘利索’,但從組織方式和管理上看,與現澆混凝土建筑沒有根本區別,基本屬于‘傳統現場建造’方式。”他說。
另一種就是裝配式建筑,存在工廠和現場兩個主要作業場所,是將工廠生產的部品構件在現場進行組合安裝的建造。
在趙鈿看來,這兩種方式各具優勢。
從成本角度看,傳統現場建造技術具有成本優勢。現澆混凝土技術非常成熟,成本相對較低。“但這種模式需要大量勞動力,隨著國內人口紅利的消失,人工成本快速上漲,成本優勢也在迅速減小。”他說。
“現階段裝配式建筑的成本不可能比現澆混凝土建筑更低。”趙鈿坦言:“裝配式混凝土建筑比傳統現澆混凝土建筑的成本每平方米普遍高一百至幾百元不等。”
究其原因,趙鈿說,首先,裝配式建筑的安裝精度高、建成質量好,從根本上看,成本增加在于建設標準高于傳統現場建造;其次,預制構件在生產安裝過程中要經過脫模、養護、堆放、運輸、安裝等各種不同環節,鋼筋和混凝土的材料用量要比現澆施工略有增加;最后,生產環節的稅費也是增量成本中的新增部分。
但他進一步表示,裝配式建筑雖然成本競爭力不足,卻具有質量和效率優勢。
趙鈿分析表示,從建造質量和環境效益看,傳統現場建造的建筑質量通病多,用水、用料浪費大,對環境的污染也很大。從居住者角度看,這樣的房子是低質量產品,甚至僅僅是半成品。“在住房總量已不再短缺的新階段,這樣的房子并不能滿足人們對美好居住生活的要求。”他說。
“而裝配式建筑的產品質量明顯比傳統現場建造的房子要好很多。”在趙鈿看來,經過幾年的歷練,已有越來越多的施工企業熟悉了裝配式建筑,積累了經驗和技術,施工速度大大提高,有的項目主體結構的施工速度已經與傳統現場建造方式不相上下,甚至更快,如果采用鋼結構,加上裝配式內裝,施工周期大幅度縮短,整體生產效率還會有更大提升。他以雄安新區市民服務中心企業辦公區為例,該辦公區通過采用模塊式建筑,創造了45天生產、45天施工的裝配式建造速度的新記錄,為裝配式建筑作出了很好的示范。
要從提升
整體生產效率著手
當前的裝配式建筑,成本增量是剛性的,難以消除,只能隨著建設規模的增長、標準化程度的提高以及行業技術水平的提升不斷降低。所以,提升裝配式建筑的綜合效益首先要從提升整體生產效率著手。
“通俗來講就是‘天下武功,唯快不破’。”趙鈿說,裝配式建筑的生產包括兩個主要工作場所,一是在工廠,另一個在工地。提升生產效率需要同時從兩方面進行研究。
在他看來,提升工地的生產效率,需要從管理和技術方面進行研究,重點在于綠色建造技術、信息化施工技術。
“工廠的部品構件生產屬于制造業范疇,也是提升裝配式建筑整體效益的發力點。”趙鈿認為,在制造業中有許多廣泛應用的成熟理論和方法,如集成制造、精益制造、并行工程、成組制造等理論和方法,可以大幅度提高生產效率。另外,工廠生產的損耗也要比現場加工少得多,質量和成本也更有優勢。“所以,將工作量從工地向工廠進行轉移,部品構件在工廠內進行集成化制造,是裝配式建筑下一步發展的方向。”他說。
趙鈿認為,與汽車、輪船、飛機的制造相比,房屋的建設周期很長,短則三五年、長則十余年;而汽車、輪船、飛機的生產周期則以月為單位進行規劃。如果裝配式建筑也能夠實現以月為單位進行生產,那么當下裝配式建筑的增量成本與節省的資金成本相比就不是問題。
他同時表示,在工廠,先從制造構件出發,進而對建筑進行集成制造,這種制造建筑的思想在現代主義建筑時期就已出現。不少人受汽車工業的影響,認為大批量重復生產會帶來低成本,主張采用標準化戶型,現代主義建筑大師勒·柯布西耶提出建筑是居住的機器,致力于推廣重復生產的工業化住宅。
“但由于過于重視技術,而忽略了建筑的人文特征與人的需求的復雜性,工業化的居住建筑并沒有獲得社會的認可。”在趙鈿看來,當下國內也有類似的聲音,但由于開發建設是以項目為單位,不同項目的設計方案并不相同,無法實現跨項目采用通用部品構件,只能在項目內盡可能提高部品構件的標準化程度。
“事實上,大規模重復生產方式無法滿足市場的個性化需求,統一戶型的辦法根本行不通。”他表示,從生產方式來看,國內外的研究都說明,建筑學最大的改變就是建造方式從批量生產變為批量定制。
據了解,中國建筑設計研究院有限公司主導研發的箱板鋼結構裝配式建筑,借鑒了船舶上層建筑的設計理論和生產方式,具有優良的抗震性能,能提供大約12米的大跨空間,主要的構件采用工廠智能化集成生產的方式,將承重結構與防火保溫等構造在工廠進行集成制造,大大減少工地施工的工作量,是一個跨界創新的范例,為裝配式建筑中“制造”與“建造”的結合進行有益探索。
以北京和能人居科技有限公司為代表的一批企業采用智慧化、集成化的方式制造內裝部品構件,極大提高了裝配式內裝修的質量和效率,成本卻與傳統裝修方式相當,顯現出很強的競爭力,近兩年發展迅速。