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[关键词]住宅产业化 钢结构
一、引言
1994年,时任建设部部长的侯捷对住宅产业化如是定义:住宅产业化,即让住宅纳入社会化大生产范畴,以住宅建筑为最终产品,做到住宅开发定型化、标准化、建筑施工部件化、集约化,以及住宅投资专业化、系列化,以大规模的成型住宅开发来解决城市居民的住宅问题。这一论述关于产业化的概念与联合国经济委员会之定义想吻合,即产业化包括:生产的连续性;生产物的标准化;生产过程各阶段的集成化;工程高度组织化;尽可能用机械化作业代替人的手工劳动;生产与组织一体化的研究与开发。推进住宅产业化,是一项复杂的系统工程。其中,探索出适合住宅产业化的住宅建筑体系及其发展策略是一项基础性工作。目前我国主要的住宅建筑体系有砖混结构住宅体系、钢筋混凝土结构住宅体系及钢结构住宅体系等。其中,钢结构住宅体系具有便于实现标准化、部品化,组织进行工业化生产节能、节水、节地、节材,符合环保及可持续发展的要求等特点。这些特点与住宅产业化的内涵相一致,是我国推进住宅产业现代化的较理想的住宅建筑体系。
从1994年第一栋钢结构住宅诞生于上海浦东的北蔡开始,社会各方面以产业化为战略致力于钢结构住宅的研究、推广和应用,取得了长足的进步。逐渐形成了以企业开发为核心,科研机构攻克核心技术为支撑,通过大量的示范工程来推动的发展模式。但是,无论是系统的开发或是单个工程的零星试点,经过一段时间的发展之后,企业无一例外的遇到继续大规模发展的瓶颈。咎其原因主要表现在对产业化概念理解的教条化,这种理解上的偏差会造成在很多关键技术的研发应用和产品集成上效率低下,方向偏离。从试点工程和国外的经验看,要发展钢结构住宅,需要以大型企业尤其是钢铁企业为龙头,集研究开发、设计、制造、施工维修、管理等为一体的一站式服务模式。
二、研究开发中的关键问题和解决途径
当前,钢结构住宅研发过程中存在较为突出的主要问题有:(1)研发课题以点为中心,过分突出关键技术本身,而忽略其在产业化系统中实际的应用效果,由于很多关键技术完成的主体是高校等科研机构,其主要关注技术本身的学术价值,应用价值可能得不到充分发挥,而企业却是应用的主体,两者之间发生了较多的矛盾。(2)产业化集成过程中,企业内部由于研发人力和物力的局限性,很难提炼出相关核心技术的研发课题。(3)从现有的建筑、结构专业的规范来分,钢结构住宅分为低层(1-3层)、多层(4-6层)、小高层(7-11层)、高层(12层以上)四种类型,每种类型的技术参数要求不同,我们应该从这四大产品系列的集成角度出发来进行研究,而不仅关注以点为中心的关键技术。 4)系统研发的企业已较少,后续科研和工程相互滚动进一步研发的企业几乎没有,这将使得已取得的研发成果没有传承性。
解决上述问题较好的途径主要依靠企业对研发的长期投入,并成立相应的企业内部的科研机构,集合各方面的专业人才,负责部分自主研发工作,同时控制好高校等研究机构的关键技术研究成果的应用。宝钢集团正在做这方面的尝试,并取得了较好的效果。
三、设计中的关键问题和解决途径
研发的关键技术必须落实到相关的工程设计中去,这是企业核心技术的应用体现。产业化要求钢结构住宅设计模数化。要以建筑设计为主导,其他专业紧密互动配合。改变目前仅有结构工程师的积极性,而没有建筑师的声音。钢结构住宅建筑除要遵循住宅建筑设计一般原则外,还要注重解决:如何发挥钢结构的优势?梁跨度可增大、开间更灵活、为住户创造更大的空间和面积;如何避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板的问题。目前在钢结构住宅设计中建筑师的智慧和积极性发挥不够。要发挥建筑师与结构、水、电、设备等专业协调能力,如解决钢结构住宅建筑防火、防腐蚀问题,做到成本增加不多而效果较好。结构设计可以大胆的突破规范要求,以满足使用功能的要求。
四、工程项目管理中的关键问题和解决途径
这里主要讨论制作、安装、以及现场施工中的主要问题。产业化要求现场尽量装配化、湿作业少。目前主要问题有:(1)楼板在短期内无法实现工厂预制、现场安装,这将影响施工速度,经研究解决的主要途径为通过合理的施工组织(模板升降技术),同样可以达到产业化提出的工程高度组织化和尽可能用机械化作业代替人的手工劳动的概念。(2)钢结构构件可以完全做到工厂化,但是当前梁柱节点区为了满足力学的刚性节点要求,不得不施工焊接,目前关于这方面的研究也不少,已经开发出全螺栓连接的刚性节点。(3)由于钢结构和墙体以及其他建筑材料性能不同,热膨胀系数差异较大,容易在两种材料的交接面上产生裂缝而影响用户的使用,施工过程中通过相关构造细节的处理能够避免。
五、住宅产业化需要以住宅产业集团集成的产业链来支撑
住宅产业集团是钢结构住宅产业化的实施主体,是钢结构住宅产业发展的骨干力量。钢结构住宅属技术密集型产品,要实施产业化发展,需有一批具有投融资、房地产开发、建筑施工、部品开发生产等综合能力的大型企业集团积极参与。也只有大型住宅产业集团才能担负起使住宅产业从当前以劳动力密集型为主走向技术密集型,从分布式、外延型发展走向集成式、内涵型发展,从而完成系列化开发、集成化生产、配套化供应的目标。大型住宅产业集团的参与是钢结构住宅产业走向成熟的标志。目前,钢结构住宅产业集团的模式可能有三种:(1)由房地产开发公司为主构建的钢结构住宅产业集团;(2)由工程总承包企业为主构建的钢结构住宅产业集团;(3)以工业化住宅或部品生产商为龙头的钢结构住宅产业集团。我们认为未来将以第三种为主流,特别是钢铁行业相关的企业最有条件集成相关资源率先实现产业化。
六、结论
随着以钢结构住宅产业集团带动下的钢结构住宅的研发、设计、工程项目管理等相关产业链连接、滚动发展,必将促进我国真正意义上的钢结构住宅产业化进程。
参考文献:
Abstract: New building industrialization is a new kind of architectural production. The article focused on the reasons that the new building industrialization is suitable for building sustainable development, reasons and entry point for development of construction industrialization, and so on.
关键词: 建筑;可持续发展;建筑产业化
Key words: building;sustainable development;building industry
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)05-0057-02
0 引言
最近在网上看到这样一则消息,远大将在长沙建造一座集住宅、酒店、学校、医院、写字楼等多种业态于一体的高达838米、220层的可持续装配式钢结构建筑——“天空城市”综合大楼,比现世界最高楼迪拜塔高50层,总高度要高10米。项目净占地30亩,建筑面积100万平方米,可容纳30400人,总投资不低于40亿元,项目开发周期为1年,建设周期仅7个月。该项目采用远大自主研发的工厂化可持续建筑技术,技术核心是全钢结构模块化。主要优势体现在抗震、节能、净化、耐久、节材、可循环建材、无扬尘污水垃圾施工等方面。
在对这则消息感到惊讶的同时,也对其所倡导的建筑理念及模式的前景比较看好,这就是新型建筑产业化。在强调绿色低碳、节能减排的今天,新型建筑产业化应该是实现建筑的可持续发展的一条重要途径。
1 新型建筑产业化
新型建筑产业化又称新型建筑工业化,由北方工业大学和天津大学共同完成的《建筑工业化发展研究》中提出,新型建筑工业化是“以构件预制化生产、装配式施工为生产方式,以设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征,能够整合设计、生产、施工等整个产业链,实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展”的新型建筑生产方式。该定义不仅从生产方式的角度充分考虑了建筑生产的设计标准化、生产工厂化、施工机械化和管理信息化及其在经济效益等方面的表现,更从环境、社会效益、全生命周期等方面充分考虑了可持续发展因素。
新型建筑产业化的主要内容有:(1)建立各种建筑构配件、装饰材料、商品混凝土以及其他建筑制品等专业工厂,发展工厂化生产,并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品。(2)统一建筑模数制,以协调建筑尺寸和建筑参数,逐步实现建筑标准化,首先是各种建筑部品标准化;进而形成大板、框架、盒子等多种类型的建筑体系。(3)在科学合理地组织施工的条件下,采用先进、适用的施工技术、施工工艺、施工机械,实现施工专业化、机械化,以降低劳动强度。(4)采用现代科学管理手段和方法改革传统的经营管理理念及方法,实现组织管理科学化,采购与施工专业化与协作化,进而达到优化资源配置,不断提高经济效益和社会效益的目标。
2 新型建筑工业化符合建筑的可持续发展理念
发展新型建筑工业化,可以提高劳动生产率,改善劳动条件,加快我国建筑业发展的步伐,优化建筑产业结构,实现建筑业可持续发展。具体地说各种装配式建筑部品在工厂内制造,可以在很大程度上减少在现场的湿作业,避免了传统工地上因砂浆搅拌、混凝土养护等导致施工现场满是废水的现象。所以说,新型建筑工业化是符合当今世界所提倡的可持续发展方针的。
3 大力发展建筑产业化的原因
3.1 我国目前的建筑工业化发展水平要求要大力发展建筑产业化 国外的建筑产业化发展较早,尤其是住宅的产业化率比较高。例如日本和美国住宅的产业化比率达到70%,英国达到75%以上,瑞典甚至己达到80%以上。我国的建筑量约占世界建筑总量的50%,但建筑产业化率仅为7%。因此,建筑工业化在我国尚有极大的发展上升空间。
3.2 节能减排客观要求发展建筑产业化 我国把建筑业列为三大重点节能减排领域之一。建筑产业化可以通过采用新技术、新材料、新工艺,在精细化的管理下在工厂内的流水线上生产,这样可以有效的减少生产及施工环节产生的的浪费,使得材料用量大幅减少,建筑材料使用功效大大提高,有效减少建筑物使用阶段的能耗。
3.3 人口老龄化的趋势以及劳动力就业观念改变的形势均要求发展建筑产业化 根据相关资料显示,我国人口老龄化趋势加剧。而且新生代农民工的就业偏好开始转向劳动环境和就业条件更好的行业,他们不愿意从事建筑业。这使得从事建筑业的劳动力资源数量相对减少,劳动力成本显著上升,这将会从深层次上改变建筑业多年来依靠丰富的廉价劳动力资源的发展模式。
3.4 提升建筑企业管理能力及产值利润率要求发展建筑产业化 由于建筑业企业处于整个建筑行业的末端,其只能得到服务报酬。而在建筑产业化生产模式下,建筑企业则可以根据自身的技术特点,通过差异化的设计、严格的施工管理、快捷的施工安装,为业主提供差异化的建筑产品,这虽会对建筑企业的管理能力提出更高的要求,但同时也使建筑企业变成了真正的建筑产品制造商,进而获得较高的利润率。
4 新型建筑产业化发展的切入点——住宅产业化
4.1 建立完善的住宅部品体系 我国的住宅产业化水平与以往相比有进步,但总体水平与发达国家相比差距还很大。尤其是住宅部品体系的发展还很落后。建立完善的住宅部品体系要实现住宅部品的开发、生产、供应的系列化、标准化、通用化。这需要建立完整的建筑模数协调制度、标准化设计体系使得建筑与部品的配套性与通用性高度集成,并配以能够规模生产、配套供应的部品生产厂供应高精度的部品,辅以配套的施工工艺、施工机械、科学管理与组织,并大力开展部品认证来提高住宅的品质和性能,以形成设计标准、开发系列、生产规模、供应配套、模数协调、技术集成的部品体系,实现住宅建设由粗放型向集约型转变。
4.2 加强产业协作 加强产业协作,要通过建立战略联盟使上下游企业相互协作,达到优势互补、资源共享,形成产业链上的各企业相互依存、共同发展的“生态链”。具体地说就是建筑设计单位、标准编制单位、科研单位、开发企业以及相关部品企业、施工企业应组织起来,成立“产业联盟”,搭建共赢的平台,形成完整的产业链,加快新材料新产品的推广应用,加速科技成果向现实生产力转化,实现科技成果与需求的有效对接。在加强产业协作过程中,开发企业应发挥引导和带动作用,而科研设计企业的主要任务是加强对技术的集成和系统的整合。
5 结语
远大“天空城市”综合大楼项目个人认为还存在一些疑问,比如:7个月建成能做到吗?这么高的楼遇风遇火咋办?大面积玻璃墙符合环保要求吗?但不管它能否完成,其还是给我们描绘了一幅我国新型建筑产业化发展的宏伟蓝图和建设理念。但发展新型建筑产业化所需的投入巨大,所有这些并不是一个或几个像远大这样的建筑企业个体所能够独自承担和推进完成的,它需要政府相关主管部门出台鼓励及奖励性政策,积极扶持先进企业,由点及面推动建筑企业整体走上建筑产业化之路,为建筑可持续发展探索出一条可行之路。
参考文献:
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关键词:建筑产业化;预制装配;节能环保;建筑技术
一、建筑产业化的发展
建筑产业化是运行于建筑行业中的一种有效的资源优化与配置,它通过先进的现代化管理模式,采用标准化的设计和机械化、装配化的构部件生产方式,实现整个产业链的所有部品、设备、部件的产业化。建筑产业化意味着构件制造的工厂化、产品设计的标准化、现场施工的装配化、房屋装修的一体化以及运营管理的信息化。在规模化、集约化的生产经营方式下,建筑产业化能够将技术、经济与市场进行有效的结合,以较低的投资换取高额的产量,同时满足消费者对房屋质量、安全以及舒适度的需求,带动建材、冶金、新材料等多种关联产业的技术创新。
随着我国城镇化水平的不断提高,年均住宅建设量一直居高不下。然而,传统现浇的建设方式需要大量的人工成本,且具有能耗大、效率低、成本高等诸多弊端,建筑产品的品质也无法满足现代化社会发展的需求,对建筑业的进一步发展形成了制约,建筑行业的产业化升级是建筑行业优化发展的必经之路。
二、预制装配建筑技术的优越性与应用
预制装配式建筑技术是一种工业化的生产工艺方法,运用该技术建造的建筑,其包括内外墙板、空调板、叠合板、预制梁柱等在内的全部构件均由工厂预制生产加工完成,并运输到施工现场通过组装成型。较之传统的施工技术,采用预制装配技术生产可以减少六成的材料损耗和八成的建筑垃圾,将工期缩短为传统方式建造工期的百分之七十五左右,同时实现百分之六十五以上的建筑节能。另外,通过装配作业代替了大量的现浇作业,提高住宅的整体质量,促进设计的标准化提升,提高构建的生产效率,降低成本,从而实现整个建筑性价比的提升。预制装配建筑技术主要应用于以下几个方面:
1、新型现代预制预应力混凝土结构
预制预应力混凝土结构是预制装配技术的典型代表,它的主要构件包括预制预应力混凝土以及预制混凝土,配件由工厂预制完成,并运至施工现场进行组装和部分浇筑。与传统方式生产的完全现浇混凝土结构相比,新型现代预制预应力混凝土结构具有以下优点:
以装配化生产代替传统的手工生产,减少了工人的劳动力投入,降低安全事故发生的可能性,提高施工效率,缩短工期;具有优良的抗渗、抗裂、抗剪性能,自重轻;节约钢材,减少成本投入;通过对预制构件的组装,减少了传统施工对环境产生的污染与噪音干扰;预制构件在标准化生产方式下具有较高的质量水平,为结构的安全可靠性提供了有效保障。
2、预制钢结构建筑
由于轻钢的特殊性质,预制钢结构建筑被越来越多地认可为一种绿色、生态的建筑体系。它不仅具有良好的抗震性能、耐久性能、保温性能、隔声性能,还能够满足节能环保的需求,这也符合我国建筑业发展提倡的可持续发展方针。轻型钢结构被广泛运用于多层住宅、民用会所、别墅等不需要承受较大荷载的建筑之中。与传统手工住宅体系相比,预制钢结构建筑主要具有以下具有以下优点:
大大缩短工程的工期,每建一层所花费的时间平均仅需三到四天,加快建设资金回笼速度,从而降低建设项目所具有的风险;建造过程灵活多变,即使用于冬季施工,也可以通过施工顺序的先后调换,减少因使用防冻剂而形成环境污染的可能性;由于预制钢结构建筑自身具有的自重轻、抗震性能好的性质,使用这种建造方式,能够大幅降低预算,同时具有较高的抵御地震的能力,满足居民的住宅安全性需求。
3、集装箱模块化建筑
集装箱模块化建筑是指在空间上将建筑产品分割为多个模块,并像搭积木一样集合而成的建筑。作为此类建筑的主要工具,集装箱具有低碳环保、抗震抗压、可以重复使用等多种特性,因此被广泛运用于酒店、汽车旅馆、一些临时性建筑的搭建以及灾后重建的项目中。集装箱建筑与传统建筑相比具有以下优点:
能耗低,现场施工废弃物少,多数构部件能够循环使用,符合可持续发展和低碳环保的要求;由高强度钢构成整体的结构,稳定性强,抗震、隔音、隔热性能好,施工工期短,对周围环境、居民生活影响较小;空间组合变换灵活,组装拆迁简易便捷,可供整体搬迁;成本低,对技术工人的依赖减少,生产效率高、质量优良。
三、建筑产业化与预制装配建筑技术发展的不足与建议
我国对于装配式建筑和建筑产业化的研究和发展仍处于初级阶段,存在诸多缺陷和问题,主要包括:相关部门对于建筑产业化和预制装配建筑技术的宣传力度不足,相关的法规、政策不健全,造成这种新技术、新工艺对于许多开发商不具有较强的吸引力,房地产企业参与度不高,不利于建筑产业化与预制装配建筑技术在我国的推行;科研部门缺少对于新技术的研究动力,研究成果向生产力的转化率低,产业化程度低;缺少全国统一的技术标准,采用预制装配技术建造的房屋质量难以用标准进行衡量和控制等。
针对这些不足,我们提出了以下几点建议:
第一、相关部门应引起足够的重视,加大宣传力度,提供有效的土地、规划、税收、财政以及金融政策支持,鼓励企业进行新工法、新工艺的研发,提高产业化的科技含量,建立健全技术保障与质量控制体系建设,培育预制装配住宅产业链,推动建筑产业化的发展。
第二、积极学习借鉴国外的先进技术和经验,建立起对参与生产的一线技术人员和工人的认证、培训体系,组织相关人员定期进行学习和培训,加强考核制度,推进技术创新和人才培养。
第三、由设计规程、部品部件生产以及施工验收等方面入手,尽快制定预制装配式结构体系的设计标准和规范,研发出配套的设计标准图集和可供实际应用的计算软件,并完善工程造价和定额体系等。
四、总结
近年来,我国建筑行业尤其是住宅产业的兴起,对于国家经济的发展发挥着重要的推动作用。建筑产业化是由粗放型转向集约型的生产方式的转变,发展建筑产业化,有利于推动新型城镇化建设进程,促进民生事业的发展,加快建筑业、房地产业转型升级。采用预制装配建筑技术建造房屋,能够有效减少能耗与污染、缩短工期、降低成本,提高建筑质量,在我国具有广阔的发展前景。现阶段我国的建筑产业化与预制装配建筑技术发展仍然存在许多不足,需要政府和相关建设参与者的共同努力,才能不断完善与发展。
参考文献
1、赖明.建筑产业化是建筑工业化发展的必然趋势. 建筑. 2014(05).
2、李晨光.新型现代预制预应力混凝土结构体系在住宅产业化中的应用.施工技术.2010 (03).
关键词:钢结构;住宅;体系;設计
中图分类号:TU973
文献标识码:A
文章编号:1009-8631(2012)05-0031-01
引言
随着我国经济的快速发展和综合国力的提高,实现住宅建設的可持续发展提高住宅設计及建造水平,加速住宅的产业化步伐,已成为我国住宅产业发展的时代要求。而钢结构作为一种可循环利用的绿色建筑材料。同时兼具优良材料力学性能和其工业化生产的优点,使其不仅可以突破以往钢筋混凝土和体结构在住宅設计方面的局限,创造更为灵活的住宅空间,满足现代居住生的需要,同时使住宅的产业化成为可能。这些特点使得钢结构住宅体系将会为未来中国通行的绿色环保型住宅体系。
1 多高层钢结构住宅的特点
多高层钢结构住宅由于其所采用的建筑材料、适用范围和产业化的特点,使其建筑設计方法与于普通意义上的钢筋混凝土和砌体结构建筑的設计有较大的不同。其自身的特点要求其建筑設计方法应该满足三个方面的要求。其一,以钢结构作为主要的结构材料,其建筑設计应充分发挥钢结构强度高、刚度大的特点,尽量采用大空间的布局方式,保持室内空间分隔的灵活性,在满足近期不同使用需求的情况下,还可满足远期改造的要求。其二,由于其适用范围为多高层住宅,其建筑設计必须符合多高层住宅設计的特点,一方面必须满足住宅設计的相关规范要求,另一方面,必须满足当前和日后市场对住宅設计的舒适性和审美要求。其三,钢结构住宅設计应该符合产业化的特点,建筑設计应执行标准化、多样化的特点,积极采用新技术、新材料,以促进住宅产业化的发展。
2 多高层钢结构住宅体系
我国目前所进行的多高层钢结构住宅設计和建設,虽然并不是完整意义上的产业化住宅,但其在结构系统选择,楼板及外墙围护系统的設计与具体施工工艺方面都是以国内成熟的技术经验为基础,同时对钢结构住宅具有较强的适用性。当前的建筑发展水平,是钢结构体系建构的基础。同样,建构合理适用的多高层钢结构住宅体系,必须对这些问题进行分析。
2.1常用结构系统
目前,国内进行多高层钢结构住宅建設所采用的结构体系主要分为四种:纯框架形式,框架支撑形式,钢混凝土组合形式,钢框架混凝土抗震墙形式。对于纯框架形式,梁柱材料采用型钢,通过焊接或螺栓连接的方式进行组合安装。框架支撑形式同纯框架形式类似,只是由于抗震需要,在主体结构两个主轴方向布置斜撑,钢斜撑与型钢柱和梁连接组成竖向抗侧力析架,从而取代传统的混凝土剪力墙,安装方式同样采用焊接或螺栓连接。钢混凝土组合形式的特点是在钢骨架梁柱外侧另外浇筑一层混凝土,新浇筑的混凝土不仅起到结构作用,同时有助于解决主体结构的防腐、防火问题。钢框架混凝土抗震墙形式,外部梁柱系统采用型钢,同样通过焊接或螺栓连接的方式进行组合安装,内部核心筒或剪力墙采用现浇方式施工,通过预埋构件同钢结构框架相连接,共同组成结构系统。
2.2常用楼板系统
钢结构住宅所采用的楼板系统主要分为两种叠合式和整体现浇式。叠合式楼板的具体施工工艺较多,可以采用轻型混凝土预应力板材,作为底部模板,现场再浇筑若干厚度的混凝土,形成叠合楼板也可以采用压型钢板衬底,现场再浇筑混凝土。这种施工工艺可减少现场部分湿作业,有利于产业化的生产和施工。整体现浇式楼板的施工方法与普通的非钢结构的住宅相同,設计与施工都非常成熟。
2.3常用外墙围护系统
相较于梁柱和楼板系统,外墙围护系统的設计与施工都更为复杂。从具体的施工工艺分为填充和外挂两大类。填充类常用的材料为砌块和轻质墙板,内嵌至梁底或楼板底部形成护系统。外挂类多采用轻质墙板,按尺寸的大小可分为大板和小板,安装在梁柱和楼板外侧,形成围护系统。砌块填充类的設计与施工较为简单,应用也很广泛,挂板类的围护系统则较为复杂,通常情况下,建設方往往会委托专业公司进行設计,同前期的建筑設计难以有效协调。
3 钢结构住宅体系的設计
3.1结构分段优化設计
按照体系化的設计方法,钢结构住宅使用的结构构件尺寸,是应该在相关的适用结构材料列表中选用。举例而言,需要建造一栋六层高的钢结构住宅,那么通过查表就可以得到它所需要的结构构件的具体尺寸,而不是再通过单体的结构计算得到结果。而这样的适用结构材料列表的建立则是建立在整个体系的结构优化基础上。体系的结构优化同一般意义上的结构优化最大的区别在于其需要适用于大批量建造的建筑,而不是针对某个单体建筑。因此,其结构优化的目的也不能用单一的经济指标来衡量,而需要考虑整个体系的综合效益。对钢结构住宅体系结构优化影响较大的因素有以下两点:体系的整个经济性因素并不仅仅是建造一栋建筑的成本,它还包括工业生产的成本,运输的成本等因素。体系所需要的结构构件是由工业化生产的,其产品种类只有尽可能地减少以达到标准化的要求,这样才能发挥工业化的优势,降低生产成本。
钢结构住宅的构件是通过现场安装,过多的构件种类会导致施工过程繁琐,增大施工难度,使得钢结构建筑节约工期的优势无法发挥。由此,钢结构住宅的体系结构优化不能以用钢量作为衡量优化的单一指标,而应该优先考虑建筑部、构件的通用化应用和多样化组合,从而使体系的综合效益有效发挥。举例而言,为保证整个体系的简便易行,将一层的住宅所需要的结构构件归为同一种类,为满足结构的安全性要求,结构构件的尺寸是按照一层住宅的要求进行结构設计,同样的构件在体系中会应用于一层的住宅。
对于高层钢结构住宅而言,其结构优化则较为复杂一点。高层住宅底层的结构柱和梁,以及楼梯核心剪力墙的厚度均会和上层的相应构件结构要求不同,在垂直方向上进行优化是必要的,如某层钢结构住宅,可以在垂直方向分段进行优化,以四层为一个标准单元,承重构件逐次减小,上部的结构构件优先选用在多层住宅中应用的结构构件,住宅的结构相对简单,这样的优化还是可行的。
【关键词】住宅产业化;三方视角;驱动因素
一、 住宅产业化问题的提出
(一)住宅产业化的背景
随着我国改革开放三十年城市化进程不断加快,住宅产业已经成为国民经济发展的重要部分。发展至今,人民生活水平显著提高,住宅建设的需求量也日益增长,延伸并辐射几十个相关行业,关联度高,带动力强,带动了我国的建材、冶金、机械、化工等行业的发展。但中国住宅产业的生产方式仍处于粗放型生产阶段,传统住宅建设资源消耗大,污染严重,与发达国家相比存在着较大的差距。部分地区和城市已经清醒地意识到住宅产业的前景和市场潜力,纷纷探索以科技创新带动住宅产业化发展的道路。
(二)住宅产业的概念
住宅产业是以住宅作为最终产品,按照住宅建设和使用的全过程,前后延伸并辐射带动相关产业而形成的产业链,是系统化的产业概念。它包括住宅规划设计、房地产开发、建筑材料、住宅部品、施工建造以及住宅的经营、维护、管理和服务等环节。
住宅产业化就是以科技为先导,以成品住宅为最终产品,运用现代的科学技术和工业化生产方式全面改造传统的、粗放的住宅产业,使住宅建造全过程的规划设计、部品生产、施工建造、开发管理等环节形成完整的有机的产业链,逐步实现生产方式的工业化、集约化和社会化,从而符合当代经济社会发展的要求[1]。
住宅产业化目标是: 建立新型工业化的住宅建筑体系和通用的部品体系以及标准化、工业化的建造体系,将住宅生产的全过程联接为完整的有机的产业链,从而实现工业化生产方式和社会化大生产,达到住宅建设的高效率、高质量、低能耗、高品质。
(三)住宅产业化的必要性
近十几年里,我国城市化推进取得了突出的成效,我国住宅产业也从无到有,从弱到强,始终保持迅猛增长的势头,走过了西方国家住宅产业用了上百年才走过的路。然而,处在发育期的我国住宅产业毕竟还太年轻,无论是与西方发达国家的住宅产业相比,还是与我国居民的期望相比,都面临着巨大的压力和挑战。目前我国正处于城市化加速推进期,2011年我国城市化率达到50.1%,但离发达国家的70%—90%存在很大的差距,还有很大的建设空间。这意味着未来10到20年,我国城市化水平每年将以超过1%的速度递增。每年新开工建设的房屋面积达160亿到200亿方。因此尽快开发适合我国国情可持续的住宅建设模式和消费模式时不我待。低效率,低性能,高能耗的传统模式必须摒弃,采用环保节能的产业化建造方式是大势所趋。
我国住宅产业的发展经过十几年的探索和尝试,已经在实际中有不少成功运用的案例,位于深圳宝安龙华的保障性住房项目“龙悦居”三期,该项目由万科总承包,与传统的手工作业建筑工艺不一样,“龙悦居”三期采用了内浇外挂式产业化建造技术,外墙、楼梯、走廊等都是预先在工厂里面制作好,再运送到现场统一吊装,达到了节能环保、节材节水、减排建筑废弃物、提高劳动生产率和减少工程质量通病的良好效果。随着越来越多的项目实施运用,产业化住宅的发展也将步入快速发展阶段。
二、住宅产业化的影响因素分析
我国住宅产业化要发展,有很多的制约因素,包括政策规范、经济成本、技术标准、市场环境、管理组织等方面的影响。根据吕鹏所作的研究[2],政策规范上的影响高达35%,居于首要地位;而市场环境方面的影响以29%居于第二位,也在很大程度上影响到住宅产业化的发展。
受如此多因素的制约,发展住宅产业化困难重重,因此必须有足够驱动因素来促进整个行业的进步。根据整个产业参与方,政府,开发商,消费者三者的角度来分析我国住宅产业化的驱动因素。
从政府角度,包括这三方面:践行低碳环保节能,促进社会可持续发展;产业链完善,拉动国名经济发展;保障房建设,规模效益凸显。
从企业角度,驱动住宅产业化发展的因素有,成本效益驱动;管理组织驱动;企业社会形象。
从消费者角度,主要就是住宅功能和品质的提升,使得他们愿意为产业化住宅的发展出力,消费者决定市场走向,从经济学的角度看,只有消费者对产业化住宅产生了购买欲,住房作为一种产品有了买卖市场,才能推动行业的发展和进步。
三、基于三方视角的住宅产业化的驱动因素分析
(一)政府视角下的产业化住宅驱动因素分析
1、行业创新可持续发展
推广住宅产业化契合绿色环保的时代要求。产业化模式具有“四节-环保”(节地,节材,节水,节能)的特性,是绿色低碳建筑的必然选择。运用产业化能极大提升房屋质量,提升房屋的耐久性,延长使用寿命,这是可持续的本质要求。推进住房建设和消费模式、转型是建筑业及房地产业的大势所趋,离开住宅产业化谈可持续发展的绿色住宅是极不完整的。高居不下的建筑能耗迫切要求我国改变传统的建筑模式,住房产业化将成为我国实现建筑业节能减排“十二五”规划的重要途径和方式。
建筑产业化的创新是建设创新型国家的重要组成部分,推动产业化进步,是国家高度重视的工程科学技术创新的要求,突破产业化的技术瓶颈,必然要大力开发运用住宅产业化的新技术、新材料,需要在绿色材料、设计规范、施工工艺、和部品标准等进行大量的推进和创新。改变传统粗放式的建筑模式,需要产业化创新,实现集约式的内涵式发展,因此,住宅产业化是我国创新型国家建设的必然之路。
2、国民经济发展
产业化住宅的发展,必然会拉动整个产业链的发展,拉动整个国民经济的发展。2011年我国房地产投资额61740亿,比上年增长27.9%。其中,住宅投资44308亿元,增长30.2%,占当前国内生产总值的比重高达13.1%,在固定资产投资中的占比为20.4%。房地产业的发展必然带动相关配套行业的整体发展。产业化住宅的发展,必然会推动整个产业链的发展。
目前我国产业化住宅正处于快速发展的前期酝酿阶段,相关规划设计、开发、部品生产、构建制作、施工装配、室内装修、管理维护的各个环节都不是很健全,有很大的发展空间,住宅产业化的发展必然会带动相关行业的迅速崛起,实现整个产业链协调发展,并带动一批间接相关企业的发展。在我国国民经济转型期间,传统行业对经济的拉动已处于稳定或者衰没阶段,产业化住宅的发展,将是一道新的曙光,将推动国民经济向前发展。
3、保障房建设
大规模新建保障房给产业化推广提供了千载难逢的机会。2011年全国开工建设1000万套保障房,“十二五”期间,我国将建3600万套保障房。保障房具有规模大、标准化程度高、模板周转率高,外立面简介等特点,均是推广住宅产业化所需的优势前提。
一般保障房都是政府主导、开发商承建的,对质量和工期的控制都比较严,而对成本的要求却没有那么苛刻。产业化住宅模式是保障房质量保证的契合点,也是保障房工期压缩,尽早投入使用的最佳途径,而对成本的控制,开发商和政府双方协议、共同承担。企业能够放开约束尝试,积极推广住房产业化。所以保障房的建设也为产业化进程的推动起到了非常关键的作用。
(二)企业视角下的产业化住宅驱动因素分析
1、成本效益驱动
住宅成本, 是在住宅寿命周期内为居民提供适宜的居住性能而必须支付的所有费用。包括住宅的建造成本、使用成本和维护成本。
住宅建造成本包括土地使用费、土地开发费用、住宅建设费用、小区绿化及配套设施费用、设计费、业主建设管理费、建设监理费、住宅销售费用等。目前,产业化住宅小区建造成本要较传统住宅小区高。根据万科试点的工产业化住宅项目的成本分析,工业化率20%左右的住宅单方造价高出约300元,工业化率80%以上时,单方造价要高出800-1000元。
住宅的使用成本,主要包括在住宅寿命期内支付的能源消耗费、管理服务费和财产保险费。对于产业化住宅,由于大量使用了在工厂整体生产的部品、部件,其联结的整体性和保温隔热性能要好于传统住宅建设方式,更为节约能源。在国外,产业化住宅投保财产保险的费率较传统住宅要低,因其符合保险公司称之为“超级结构”的条件。在我国,随着住宅财产保险的推行及保险服务差别化、个性化,产业化住宅在保险费用上较传统住宅将具有一定优势。
从全寿命成本角度分析,产业化住宅与传统住宅的成本差距微乎其微。但是产业化住宅传统住宅具有更大的成本下降空间,住宅产业化的对企业仍有极大的诱惑力。具有极大的发展前景。这体现在:
首先,建筑人工工资上升对产业化住宅较为有利。在传统住宅建造成本中,人工成本一般占20%左右。在国外产业化住宅高度发展的德国、日本等,产业化住宅人工成本所占比例达到60%-70%。人工成本将成为传统建筑最大的制约因素。产业化住宅人工成本通常仅为传统住宅的一半,且以工厂工作的产业工人居多,可以较迅速地提高劳动生产率,产业化住宅与传统住宅之间的建造成本差距将大为缩小。
其次,产业化住宅的规模经济生产将促使其成本大幅度下降。产业化住宅是以现代化大工业方式生产住宅的,投资大,投资回收期长,生产规模对单位产品生产成本有较大影响。持续且强大的市场需求,将保证企业在规模经济的条件下生产,投资得以在较长的时期内摊销。
第三,合理的生产力布局,以及配套设施的完善,新的生产及管理技术的发展将使产业化住宅生产成本进一步下降。
2、时间价值
实行住宅产业化后,由于大量采用预制构件,主要的生产工作是在工厂里进行,现场安装的工期大幅度缩短,形成的典型的“空间换时间”方式,若在房地产开发中采用住宅产业化的方式,除建设直接成本下降外,还可以大大加快开发周期,提前交付使用时间。
对房地产企业而言,房地产开发周期直接影响企业的资金流,开发周期越快,企业的资金周转越快,提高资本运营能力。现行的房地产政策下,对开发商的资金链控制越来越严,开发商的资金链将会越来越紧张。工业化住宅的速度优势大大提高了资金的周转速度。因此,企业也将越来越倾向于产业化住宅的开发。
3、社会形象
住房产业化是我国住房形式发展的必经之路,是社会发展进步的重要内容。虽然目前我国的产业化住宅发展不是很成熟,但是作为房地产开发企业,有责任和义务为我国的房地产行业的发展贡献自己的力量,其推广和发展需要所有参与者共同努力。我国房地产行业的领跑者万科集团在这方面就做的非常出色,在全国率先建设了东莞产业化住宅研发基地,并在深圳、北京、南京、上海等地陆陆续续试点建设,并取得了很好的成绩。第一个为住宅产业化探路的万科也因此当之无愧成为行业的领跑者,为社会树立了良好的企业形象。
(三)消费者视角下的产业化住宅驱动因素分析
消费者决定市场,其对产业化住宅的喜好也驱动了整个住宅产业化的发展。一般而言,消费者对房屋的购买主要从价格和品质两个角度考虑,追求物美价廉是每个消费者的消费心理。价格对与产业化住宅而言没有多大的竞争力。但是随着生活品质的提升,消费者对住房的要求也越来越高,而产业化住宅正好具备这种优越的居住使用性能。体现在如下方面:
1、产业化住宅具有良好的使用性能
产业化住宅的主要构配件由工厂生产线按标准批量生产,质量稳定可靠;住宅设备和设施通过部品认证,性能可以保证;新型围护建材的使用,使住宅保温、隔热、隔音、隔振等建筑物理性能大幅度提高;随着产业化住宅建设规模的扩大和更多类型住宅的设计和生产,其平面与空间布置的灵活性也将逐步提高。
2、产业化住宅是一种安全性较高的住宅形式
产业化住宅结构自重较轻,具有良好的抗震性能;给排水、燃气、电气设施与建筑构件一体化生产,减少了漏气、漏水、漏电等质量事故发生的概率;住宅采用“菜单式装修”,有效控制室内有毒有害气体的含量;将钢构件与混凝土墙组合,可以达到阻燃效果;分质供水技术的采用,降低了水中有害成分的含量。
3、产业化住宅具有良好的耐久性
产业化住宅以钢构件为主,不会遭白蚁的侵蚀,也不会产生类似钢筋混凝土结构的裂缝、偏移等质量问题;结构件结合紧密,基本可以解决现行住宅中广泛存在的漏水问题。
4、产业化住宅的环境性能优势明显
产业化住宅可以较容易地坐落在山地、坡地上,不需占用耕地,节约了国土资源;雨水收集、中水处理、有机垃圾生化处理、太阳能利用等技术的应用,节约了水资源和能源,减少人类活动对自然环境的破坏。
推进住宅产业现代化必须要重视潜在的市场需求和发展方向。不能脱离市场,不能盲目照搬。一切技术和产品的创新和引进都要符合中国国情,都必须要满足市场的需求。消费者对住房品质的追求,推动了产业化住宅的迅猛发展,成为和政府,企业后第三个关键性驱动因素。