为“建筑工业化”正名
文|陈艳 贺灵童 上海鲁班企业管理咨询有限公司 分析员
建筑工业化?建筑工厂化?建筑产业化?住宅工业化?住宅产业化?这些概念间存在着什么样的关系,有必要进行概念的厘清才能有更好的发展思路。
为“建筑工业化”正名
以工业化的方式重新组织建筑业是提高劳动效率、提升建筑质量的重要方式,也是我国未来建筑业的发展方向。这样的概念名词有不少,比较流行的有建筑工业化、建筑工厂化、建筑产业化、住宅工业化、住宅产业化等,这些概念间存在着什么样的关系,有必要厘清才能有更好的发展思路。
追溯历史渊源,建筑工业化是随西方工业革命出现的概念,工业革命让造船、汽车生产效率大幅提升,随着欧洲兴起的新建筑运动,实行工厂预制、现场机械装配,逐步形成了建筑工业化最初的理论雏形。二战后,西方国家亟需解决大量的住房而劳动力严重缺乏的情况下,为推行建筑工业化提供了实践的基础,因其工作效率高而在欧美风靡一时。1974年,联合国出版的《政府逐步实现建筑工业化的政策和措施指引》中定义了“建筑工业化”:按照大工业生产方式改造建筑业,使之逐步从手工业生产转向社会化大生产的过程。它的基本途径是建筑标准化,构配件生产工厂化,施工机械化和组织管理科学化,并逐步采用现代科学技术的新成果,以提高劳动生产率,加快建设速度,降低工程成本,提高工程质量。
建筑工业化是指建筑产品的工业化生产方式,包括设计的标准化、构配件的工厂化以及建造施工的装配化;而建筑工厂化主要指第二个环节,即建筑产品的主要构件和部品在工厂里实现规模化生产;建筑产业化则是指整个建筑产业链的产业化,把建筑工业化向前端的产品开发、下游的建筑材料、建筑能源甚至建筑产品的销售延伸,是整个建筑行业在产业链条内资源的更优化配置。如果说建筑工业化更强调技术的主导作用,建筑产业化则增加了技术与经济和市场的结合。
随着我国商品市场的繁荣,国家促进住宅产业化的文件与基础的建设,“住宅产业化”的名字渐入耳帘,并快速发展。最早“住宅产业化”的提法源于日本,被定义为利用科学技术改造传统住宅产业,以实现工业化的建造体系为基础,以建造体系和部品体系的标准化等,以住宅设计、生产、销售和售后为一个完整产业链的产业系统,以节能、环保和资源的循环利用为特色,在提高劳动生产率的同时提升住宅的质量与品质,最终实现住宅的可持续发展。
其实住宅只是建筑产品的一种类型,由于相对于工业建筑、公共建筑等建筑产品,住宅的差异性较大、住宅的建设需求巨大,因此更易标准化,更易规模化。而住宅产业化依然强调住宅产品的全产业链,是住宅工业化的更高层次的产业链整合与优化。
建筑工业化的特点
传统建筑生产方式,是将设计与建造环节分开,设计环节仅从目标建筑体及结构的设计角度出发,而后将所需建材运送至目的地,进行露天施工,完工交底验收的方式;而建筑工业化生产方式,是设计施工一体化的生产方式,标准化的设计,至构配件的工厂化生产,再进行现场装配的过程。
根据图2的对比,可以发现传统方式中设计与建造分离,设计阶段完成蓝图、扩初至施工图交底即目标完成,实际建造过程中的施工规范、施工技术等均不在设计方案之列。建筑工业化颠覆传统建筑生产方式,最大特点是体现全生命周期的理念,将设计施工环节一体化,设计环节成为关键,该环节不仅是设计蓝图至施工图的过程,而需要将构配件标准、建造阶段的配套技术、建造规范等都纳入设计方案中,从而设计方案作为构配件生产标准及施工装配的指导文件。与传统建筑生产方式相比,建筑工业化具有不可比拟的优势。
提升工程建设效率。建筑工业化采取设计施工一体化生产方式,从建筑方案的设计开始,建筑物的设计就遵循一定的标准,如建筑物及其构配件的标准化与材料的定型化等,为大规模重复制造与施工,打下基础。遵循设计标准,构配件可以实现工厂化的批量生产,及后续短暂的现场装配过程,建造过程大部分时间是在工厂采用机械化手段、一定技术工人操作完成。
与传统的现场混凝土浇筑、缺乏培训的低素质劳务工人手工作业对比,建筑工业化将极大提升工程的建设效率。据资料显示,发达经济体预制装配建造方式与现场手工方式相比节约工期可达30%以上。而大地集团介绍,一般预制构构造柱长14米,若竖立起来可有三、四层楼高,从底层开始逐渐搭接快捷方便,而现场浇筑每层养护期在5天以上。
提升工程建设品质,保障施工安全。工厂化预制生产的构配件,设备精良、工艺完善、技术工人操作熟练,质量容易控制,构配件生产有质量保障。如,对工业化预制装配式建筑设计研究表明,外墙的装饰瓷砖若采用现场粘贴,粘贴强度受外界温度因素影响,耐久性难以保证,若采用预制挂板方式,瓷砖通过预制混凝土粘贴,粘贴强度比现场操作高出9倍。
工程建设的品质保障也可通过建筑的抗震性得以体现。经过精心设计和建造的预制装配式建筑,比现场浇筑的抗震性要高出很多。据日本《JIA 阪神地震报告书》中显示,参照日本1981年耐震系数设计的建筑物,在阪神地震(1995年1月17日)过后统计结果为:
而传统建筑生产方式采取大量劳务工长时间的施工现场手工作业,极易导致工程事故的发生。据统计,每年建筑工程事故中,因高空坠物、坍塌、触电等工程事故占据很大比例,则构配件工厂化率程度越高,对于施工安全隐患的规避程度越好。
低碳低能耗,实现可持续发展。据第二届房地产科学发展论坛数据,我国民用建筑在生产、建造使用过程中,能耗占全社会总能耗49.5%,而同等室内热舒适度的情况下,使用能耗我国比同等气候发达国家水平高出2~3倍,预计2020年建筑使用能耗占全社会终端总能耗比例将超过1/3。哥本哈根会议上,我国向世界庄严承诺到2020年中国经济单位GDP比现在碳排放量减少40~45%。
为实现这一目标,能耗大户建筑业在低碳环保、绿色节能发展方面责无旁贷。而建筑工业化将助推建筑业走向低碳低能耗,可持续发展道路。据万科工业化实验楼建设过程的统计数据显示,与传统施工方式相比,工业化方式每平米建筑面积的水耗降低64.75%,能耗降低37.15%,人工减少47.35%,垃圾减少58.89%,污水减少64.75%。其他统计数据显示,工业化建造方式比传统方式减少能耗60%以上,垃圾80%以上,对资源节约的贡献非常显著。
提升经济效益。1)节约建造成本。首先,通过大规模、标准化的生产,将在劳务用工、材料节约、能耗减少等多角度降低建造成本。据南京大地介绍,从他们的实践来看,与传统现浇技术相比,采用新型建筑工业化方式,工程造价可节约10%以上,工期可缩短30%以上,周转材料可节约80%;2)节约时间成本。构配件生产的规模化与机械化,将极大节约传统现场施工方式的时间,为开发商、建筑商均带来丰厚的时间价值;3)节约运维成本。建筑工业化生产方式提升了建造标准,改善了建筑质量,使得建筑物具备较好的改造性与耐久性,将一定程度降低业主的运维成本。总之,从全生命周期角度看,新型建筑工业化方式将以低成本建造高品质建筑,全面提升建筑物的性价比。