產業路徑漸明 成效未來可期——中信證券研究部首席分析師羅鼎談裝配式建筑發展

2019-11-09 13:59:53 來源:中國建材報

  2016年開始,我國建筑業工業化步入快速發展期。進入“十三五”以來,國務院發布《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》后,裝配式建筑市場規模呈顯著的加速發展態勢。構配件生產企業數量在快速增加,截至2016年年底,全國共有156家生產企業,較2015年增長20%。行業產值方面,2018年全國裝配式建筑面積約2億平方米,產業規模達5234億元,過去3年復合增長率達55%,圍繞裝配式的有關問題,也持續為業界所關注。中信證券研究部首席分析師羅鼎長期關注建筑建材領域,以更貼近市場的視角看待產業中的問題,就裝配式建筑的有關問題他會怎么看?近日,《中國建材報》記者專訪了羅鼎。

  記者就目前來看,現澆模式因人力成本上升,裝配式受益稅收優惠逐步形成規模效應,您認為,裝配式建筑領域怎樣的產業結構更符合我國國情?

  羅鼎:通過對政策文件、產業鏈演變的深入分析,我們認為預制混凝土(PC)為主、鋼結構為輔的產業結構更符合我國國情。據我們測算,PC成本將在2021年與現澆持平。預計未來6年空間超過9萬億元,在全產業鏈擁有總包優勢的企業更受益。

  裝配式建筑是指用由工廠生產的預制構件在工地裝配而成的建筑,具有能耗低、施工效率高、綠色環保等特點。

  裝配式建造模式采用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工,把傳統建造方式中大量的現場作業轉移到工廠進行,是一種可以實現建筑產品節能、環保、全生命周期價值最大化的可持續發展的新型建筑生產方式。

  裝配式建筑主要有3種技術模式:裝配式預制混凝土結構、鋼結構和木結構,三大技術自成體系,各有優勢。

  技術模式之一:裝配式預制混凝土——成本相對較低,應用最為廣闊。

  裝配式預制混凝土(PC)是指在工廠中標準化加工生產的混凝土制品。具有結構性能好、產品質量高、施工速度快等特點,適用于各類工業化建筑,具有良好的靈活性和適用性,主要包括預制PC墻板、折疊樓板、樓梯和疊合梁等產品。由于與傳統應用較廣的現澆混凝土結構一脈相承,因此也是目前裝配式建筑三大結構體系中推廣最順利,覆蓋范圍最大的一種。從住建部認定的首批64個裝配式建筑示范項目來看,混凝土結構占比最大達64%,共41項(鋼結構19項,木結構4項)。混凝土產業發展較早且成本方面具備優勢,但PC構件領域成本競爭激烈,且優化空間有限,短期之內難以替代傳統現澆混凝土形成。與預制鋼結構相比,預制混凝土裝配式建筑雖然占據成本優勢,但難以滿足抗風、抗震及超高度、跨度等設計要求。

  裝配式混凝土結構建造成本較低,適合量大面廣的多層、小高層辦公樓、住宅建筑。裝配式混凝土結構在傳統技術框架基礎上側重于外墻板、內墻板、樓板等構件的部品化,部品化率為40%~50%,如果延伸至現場裝修一體化,成本可進一步壓縮至接近傳統技術成本,并能實現約5天建一層的高效率。在量大面廣的多層建筑,尤其是住宅領域有廣泛的應用場景。

  技術模式之二:裝配式鋼結構——抗震性良好,適合高層建筑。

  裝配式鋼結構主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成,各構件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。廣泛應用于大型廠房、場館、超高層等領域。

  目前國內鋼結構行業市場化程度高,行業集中度低,同質化競爭嚴重。根據工藝和用途,鋼結構行業又可分為輕鋼結構、多高層鋼結構、空間鋼結構三個子行業。以廠房為代表的輕鋼領域,應用廣泛,技術相對成熟,進入壁壘相對較低,市場分散且競爭最為激烈;多高層鋼結構領域,由于鋼結構工程技術含量高,制作安裝難度較大,產品質量及精度要求高,競爭較輕鋼市場緩和;而空間結構主要運用于大型體育場館、劇院、機場、火車站等大跨度公共建筑,對資金資質、產品質量和精度有著嚴格要求,進入門檻高,在三者中競爭最為和緩。

  技術模式之三:裝配式木結構——成本最高,國情決定應用場景受限。

  裝配式木結構以木材為主要受力體系。由于木材本身具有抗震、隔熱保溫、節能、隔聲、舒適性等優點,加之經濟性和材料的隨處可取,在國外特別是美國,木結構是一種常見并被廣泛采用的建筑形式。然而,由于我國人口眾多,房屋需求量大,人均森林資源和木材貯備稀缺,木結構并不適合我國的建筑發展需要。此外,我國《木結構設計規范》明確規定木結構建筑層數不能超過3層,并且對最大長度和面積做出了限制。近年來出現的木結構大多為低密度高檔次的木結構別墅,主要是為了迎合一定層面的消費者對木材這種傳統天然建材的偏愛,行業整體體量較小。

  我國混凝土技術發展較早,有良好的工業基礎,且預制混凝土有成本優勢,可廣泛應用于多層、小高層建筑。鋼結構因良好的抗震性廣泛應用于超高層及大跨度建筑。國家對鋼結構的補貼較多,一定程度上彌補了成本高昂的劣勢。目前我國已形成裝配式混凝土結構份額最大,鋼結構次之的格局。

  所以,我們認為裝配式建筑領域預制混凝土(PC)為主、鋼結構為輔的產業結構更符合我國國情。

  記者:中國的裝配式建筑起步相對較晚,一些發達國家已經走在了前面,他們的裝配式建筑經歷了怎樣的發展路徑呢?其中又有哪些是值得我們學習借鑒的?

  羅鼎:很多發達國家依照本國國情選擇發展路徑,目前建筑工業化率遠高于國內。二戰后歐洲已經開始迅速推進建筑工業化。建筑工業化,暨裝配式建筑,最早可以追溯到20世紀初英國工程師JohnAlexanderBrodie提出的裝配式公寓設想,但他的想法并沒有被太多人接受。直至二戰后,建筑工業化才隨著英國、法國等戰爭重災區大力推廣裝配式建筑迎來高峰。其發展背景主要基于三個條件:工業基礎較好、勞動力短缺、建筑需求大。

  20世紀90年代開始,發達國家建筑工業化步入成熟階段。發達國家的工業化大致經歷了起步期,發展期和成熟期。經過近一個世紀的發展,發達國家建筑工業化已經步入成熟期:有完善的“工廠生產,現場裝配”的建造體系,注重產品質量和性價比的同時,進一步降低物耗和環境負荷,發展資源循環型綠色住宅。

  多數發達國家建筑工業化程度達70%以上。日本和英國建筑工業率在70%左右,美國75%,法國和瑞典更是高達80%。相比之下,我國的建筑業工業化水平相對較低。

  結合國情,我國將以預制混凝土結構為主,鋼結構、木結構為輔。美國主要大城市以裝配式混凝土結構和鋼結構為主,小城市以木結構和輕鋼結構為主;法國主要使用混凝土裝配式框架結構,兼顧鋼結構和木結構;英國的建筑工業化則是建立在鋼結構大體積模塊化體系之上;而在鄰國日本,因地震頻發,新增裝配式建筑中鋼結構占比高,鋼結構、木結構和混凝土結構分別占87.3%、9.9%和2.8%。

  而我們認為,我國裝配式建筑最優的發展路徑是:政府主導,量變引發質變。

  縱觀發達國家的建筑工業化歷史,雖然各國因地形地貌、工業基礎、人口結構和歷史文化等差異選擇了不同的工業化模式,但整個工業化進程有許多共同特點。

  政府主導作用明顯。英國政府曾明確建筑生產領域需要通過新產品開發、集約化組織、工業化生產以實現“成本降低10%,時間縮短10%,缺陷率降低20%,事故發生率降低20%,勞動生產率提高10%,最終實現產值利潤率提高10%”的具體目標;日本通過政府主導專題研究、財政補貼、技術引導、貸款支持等手段支持建筑工業化的推進。

  行業標準規范體系完善,通用性強,執行嚴格。美國國會在1976年通過了國家工業化住宅建造及安全法案。同年,美國聯邦政府住房和城市發展部(HUD)頒布了美國工業化住宅建設和安全標準,對設計、施工、強度和持久性、耐火等方面進行了規范。隨后又出臺了聯邦工業化住宅安裝標準,用于審核所有生產商的安裝手冊和州立安裝標準;日本建立了優良住宅部品(BL)認定制度、住宅性能認定制度,日本預制協會還出版了各種工業化模式的詳細設計規范;以嚴謹著稱的德國更是制定了全面詳細的規范體系,所有的產品必須出具滿足相關規范要求的檢測報告或產品質量聲明。

  經歷了從追求數量到注重質量的過程。工業化初期各國為了滿足大量的房屋需求紛紛快速大量地建造住宅。隨著經濟水平的提升,質量和功能愈發受到重視,結合環保意識的不斷增強,新型綠色節能、資源循環型建筑成為主流。

  任何事物的發展都不是一蹴而就的,這需要一個過程,我們認為中國的裝配式建筑正逐步形成規模效應,成本在逐漸下降。

  記者:從住建部最新發布的《裝配式建筑工程消耗量定額》來看,裝配式混凝土結構低層住宅建造成本約為2150元/平方米,高層住宅2420元/平方米;裝配式鋼結構高層住宅建造單價約為2776元/平方米。根據住房和城鄉建設部住宅產業化促進中心的測算,現澆混凝土房屋建造成本約為2000元/平方米,裝配式建筑相對現澆模式溢價7.5%~38%,從造價角度來看,裝配式建筑成本還是高于傳統現澆模式,您覺得,未來裝配式建筑的成本有望下降嗎?

  羅鼎:裝配式建筑的成本下降是趨勢,規模化生產疊加人工成本上升將迅速強化裝配式建筑的經濟適用性。裝配式建造模式的成本增量主要來源于預制構件。以裝配式混凝土結構為例,根據《建筑經濟》對某公租房項目的測算,裝配式建造模式的增量成本約為695元/平方米。在電氣工程、給排水工程等方面,裝配式有明顯優勢,但預制混凝土構件導致的單價差達1435元/平方米。

  預制構件的成本可分為變動成本和規模化生產可降低的成本。前者包括鋼筋、混凝土等原材料費用,占比約42%;后者主要包括模具、人工費、管理費等通過規模化生產可以有效降低的成本,占比約58%。

  當前裝配式建筑成本較高的主要原因是規模化優勢尚未體現,隨著產能利用率的提升,成本將會大幅下降。據住房和城鄉建設部住宅產業化促進中心對某項目的測算,專門為一棟樓生產構件,出廠價格3344元/平方米;而為較大規模的項目供應高標準化程度的構件,出廠價格可降低至2563元/平方米,兩者差額達780元/平方米。假定其他條件不變,年產能15萬立方米的生產線負荷為18%時,預制構件平均售價為3200元/平方米方可達到盈利,而當實現80%產能時,預制構件的盈虧平衡均價僅1640元/平方米。

  另外,考慮政府補貼因素,PC裝配式有望在2021年年內與傳統現澆成本持平。根據《裝配式建筑工程消耗量定額》公布的標準混凝土小高層住宅為例,2018年現澆建筑成本2061元/平方米,其中建安造價合計1752元/平方米;60%PC率的裝配式建筑成本2556元/平方米,其中建安造價合計2171元/平方米。以此數據測算,裝配化率在40%以上的PC裝配式建筑有望在2021年年內與現澆建筑成本持平。

  隨著裝配式建筑的大力推廣,預制構件產量越來越大,標準化率大幅提升,生產企業內部資源發揮充分的效用,規模化效應逐步顯現,疊加勞動力成本的快速攀升,裝配式建造模式成本將快速下降,預計2025年有望低于傳統現澆建筑模式。

  記者:我們期待未來裝配式建筑價格會往下走,但現階段,裝配式建筑要提高市場競爭成本也是不可忽視的問題。現階段,關于如何降低裝配式建筑的成本,您的建議是?

  羅鼎:主要有4點:

  根據各地區的要求,因地適宜的執行預制率要求。可以肯定的是,目前的裝配式建筑其成本比現澆結構要高,預制率越高其成本增量越高,各地區應該根據地區要求,執行預制率的下限。

  根戶型標準化,多組合少規格。住宅戶型實行套型設計的標準化與系列化,遵循預制構件“少規格、多組合”的設計原則,保證了預制構件模具的重復利用率,可有效地降低預制構件生產的成本。萬科集團測算,如將構件模板周轉次數由60次~70次提高到100次,則模具的費用將降低80元~100元/平方米。

  選用合理的部件連接形式。目前常用的三種連接形式:套筒灌漿連接、螺旋箍筋約束漿錨搭接連接、金屬波紋管漿錨搭接連接。套筒灌漿連接比其他兩種形式的連接成本要高,后兩種連接方式有其特定的使用范圍,在保證安全的前提下優先使用后兩種連接方式,可以大大的減少成本。

  選擇合理的預制件廠址,控制運輸半徑。以運費占銷售額6%~8%的估算,合理的運輸半徑約為120公里~180公里區間,運輸路線應考慮車輛限高、限重要求,合理規劃運輸路線。

        中國建材報記者:楊洸 見習編輯:王威娜 監審:王怡潔

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