新型建筑工业化发展与展望

新型建筑工业化发展与展望

引言

2015年是我国新型建筑工业化的发展年，行业关注度不断提高。中国建筑科学研究院、中国建筑股份有限公司、中国建设科技集团股份有限公司等单位发起的建筑工业化产业技术创新战略联盟在2015年正式成立并全面开展工作。本文结合行业发展与联盟工作，介绍我国新型建筑工业化的发展情况，并对十三五及今后建筑工业化有关工作进行展望。

本文收录于中国城市科学研究会主编的《中国绿色建筑2016》。

1 建筑工业化解析

1.1 什么是建筑工业化

建筑工业化是指采用减少人工作业的高效建造方式，并以“四节一环保”及提高工程质量为目标的建筑业发展途径。建筑工业化的实施手段主要有标准化、机械化、信息化等。建筑工业化的建造方式主要包括：传统作业方式的工业化改进，如泵送混凝土、新型模板与模架、钢筋集中加工配送、各类新型机械设备等；装配式建筑，如新型装配式混凝土结构、钢结构体系与工业化的外墙及内墙墙板结合、新型木结构等；建筑、精装、厨卫等非结构技术。新型建筑工业化，主要是针对目前国家与建筑业的新形势，继续推广优势技术、产品与作业方式，开发新领域、满足新需求。

1.2 建筑工业化的发展动力

随着我国人口红利的逐渐消失，劳动力成本快速上升。同时，不断推进的城镇化进程，将维持大量的建设需求。建筑业的劳动力问题不仅是劳动力价格提高，还包括与其他行业竞争劳动力而促进改善作业环境、劳动强度带来的成本提升，甚至要考虑机械化代替劳动力所增加的投入，这些都是推动建筑工业化发展的主要因素。

国家大力推广以“四节一环保”为目标的绿色建筑，建筑业在国家节能减排工作中承担重要任务，社会对空气、噪音等环保问题日益重视，房屋建造质量从可持续发展与综合经济效益两个角度出发均应不断提高，这些都需要通过建筑产业转型升级、推广建筑工业化来实现。

1.3 政策支持

党的十八大报告提出坚定不移地走“新型工业化道路”；《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》明确提出“强力推进建筑工业化”；《绿色建筑行动方案》（国办发〔2013〕1号）也将“推动建筑工业化”作为重点任务；《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》（国办发〔2014〕23号），明确提出要“以住宅为重点，以建筑工业化为核心，加大对建筑部品生产的扶持力度，推进建筑产业现代化”。住房和城乡建设部及各地方政府、行业主管部门也出台多项鼓励发展政策。

最新发布的《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中明确提出“大力推广装配式建筑；力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%；积极稳妥推广钢结构建筑。在具备条件的地方，倡导发展现代木结构建筑”。

1.4 建筑工业化的促进力量

目前我国建筑工业化最主要的促进力量是住房和城乡建设部及各级地

方政府。万科集团为首的房地产公司是近年来装配式混凝土住宅快速发展的源动力，宝业集团等传统产业化单位的加入为行业继续发展提供了支撑，而中建总公司及下属工程局、地方大型总承包单位的加入则将发展带入高潮。中国建筑科学研究院等传统技术优势单位在行业从冷到热的全过程中，在研发、标准等方面提供了坚实的技术支撑，以北京市建筑设计研究院等为代表的设计单位提供了全流程设计服务。同时，针对建筑工业化发展的特点，出现了专业咨询与服务、设备、配套产品的专业技术企业，并不断有其他行业的单位借产业化之机进入建筑业。

2 发展情况

2.1 传统作业方式的改进

从建国至今，我国就先后形成了装配式混凝土工业建筑、砖混（砌块）空心板建筑、钢结构工业建筑、装配式混凝土大板多高层住宅等工业化建造方式，并在特定时期内发挥重要作用。虽然从上世纪90年代开始普遍推行现浇混凝土结构，各类工业化建造方式的应用均有所减少，但其积累的技术、经验与人才仍在受益于整个行业。

我国现浇混凝土建造方式的发展源于近20年来巨大的工程建设量及农民工进城提供的廉价劳动力。现浇混凝土的发展过程也在不断“工业化”：

模板从木模、小钢模发展到全钢（钢木、钢塑）大模板及爬模、滑模等工具模板体系，可达到结构免抹灰的铝模系统应用范围逐渐扩大，超高层建筑施工已应用国际领先的智能化施工装备集成平台；从混凝土现场搅拌到全面应用预拌混凝土、预拌砂浆，自密实混凝土的应用有效降低了作业强度并提高了效率与质量；钢筋焊接网与成型钢筋专业配送的推广应用，实现了节约材料与劳动力的双重效果；混凝土结构本身，高性能外加剂、再生骨料、型钢结构与组合结构等的应用也可提高性能与质量。上述改进都是建筑工业化的建造方式，大多都属于国家标准《绿色建筑评价标准》中鼓励、推荐的技术。

2.2 装配式混凝土结构发展

装配式混凝土结构是近年来我国建筑工业化发展的热点与焦点。2005年之后，国内由万科集团、瑞安集团等地产公司发起，在借鉴国外（境外）技术及工程经验基础上，从应用住宅预制外墙挂板开始，成功开发了具有中国特色的高层装配式混凝土住宅结构体系。考虑到我国住宅的建设与居住习惯及与现有设计、施工方式的衔接，装配式混凝土住宅的结构体系大多为剪力墙结构，并采用了“等同现浇”的设计与建造方式。具体为：楼板多采用钢筋桁架叠合楼板或预应力叠合楼板，墙体按技术体系分为三明治承重剪力墙、外模板（PCF）承重剪力墙、无保温承重剪力墙及外挂非承重墙板、嵌入式非承重外墙，预制非承重内墙等。对于承重剪力墙，预制墙板竖向钢筋连接又分为钢筋套筒灌浆、浆锚搭接、机械连接等不同方式。根据装配率的不同，有不同的技术组合，低装配率普遍采用墙体预制技术，高装配率采用墙体+楼板预制技术。

随着各地方政府在保障房建设中的积极推进及在各项配套政策鼓励、支持下，国内装配式混凝土结构住宅发展迅速。根据不完全统计，2013年-2015年全国每年有1000万平方米的装配式住宅建设量。但在这些工程中，实际装配率并不高，真正超过50%的墙体、楼板均预制的建筑不会超过20%，部分建筑甚至只采用了预制楼梯、飘窗。至2015年，全国新建改建的新型预制构件生产线近50条，主要生产钢筋桁架楼板与预制墙板，分为全自动与半自动，单条生产线的造价从500万到上亿元。

住宅之外，公共建筑外墙挂板、预制体育场看台等近年来也有较多应用。预应力混凝土双T板在从辽宁到浙江的沿海地区工业建筑中广泛应用。

2.3 钢结构发展

钢结构建筑最易于实现工业化方式建造。发展钢结构是我国建筑工业化发展的关键问题。相比国外钢结构建筑的多种结构体系，我国在技术与规模上都均在较大差距，且有很大的发展空间。

改革开放之前我国钢产量低，相对价格高，此时钢结构主要应用于各类大跨度工业建筑及少量公共建筑中，钢结构建筑的发展与研发均受到限制。上世纪80年代我国从国外引进工业化轻钢建筑，并在单层工业建筑中普遍应用；自90年代开始，国家开始提倡钢结构住宅，从国外引进低层钢结构住宅体系并不断改进，并用传统钢结构形式建造了一批高

层住宅；本世纪以来，随着国家经济实力的增长，在大量建设的机场航站楼、高铁站及城市地标建筑中，钢结构占有绝对比例。

我国钢结构建筑占建筑总量、用钢量占总用钢量两个比例均在5%左右，远低于发达国家水平。钢结构用量少的主要原因在于钢结构住宅还未被社会普遍接受、总建设量小。2015年，我国钢产量33年来首次下降，钢材价格已达20年来最低水平。在国家化解钢铁产能，关停并转的同时，大力发展钢结构建筑、增加建筑用钢量成为国家与建筑行业“十三五”重要工作目标，有关部门针对钢结构建筑的推广鼓励文件正在酝酿中。

2.4 其他发展

砌体结构也是一种较好的工业化建造方式。我国传统粘土砖砌体结构存在侵占耕地、破坏环境及现场施工速度慢等劣势，逐渐被各地限制使用。但各类新型砌体结构，采用友好型材料的其他砌块，仍普遍应用在各类非承重填充墙体。对于承重砌块建筑，我国经历了上世纪末的发展高潮，建设了一批低层住宅，但近年来由于施工质量问题及高层住宅的发展，应用量有所降低。砌体结构的另一个发展就是配筋化，采用大型砌块的配筋砌体剪力墙结构在黑龙江近年来也有几百万平方米的应用，最高高度已达100米。

保温结构一体化是一种免拆模现浇混凝土结构，近年来在我国也发展较快，多种新型自保温模板在工程中推广应用。随着国外木业应用技术的引进及国际合作的增多，木结构建筑也有一定的研究与工程应用。国外

引进的钢结构、混凝土结构组合的盒子建筑也在部分地区开展应用。除结构技术外，建筑精装工业化、结构装修分离的SI体系也有研究与工程应用。

3 存在问题

3.1 政策支持尚不完善

虽然在中央的多个重要文件中均提出推广建筑工业化，但建筑工业化推广的行业纲领性文件仍未出台。缺少顶层设计，在一定程度上也造成各地推广建筑工业化的总方针与路线不够明确。以往对于建筑工业化的鼓励政策多为地方政府针对本地区情况出台，这些政策普遍存在下列问题：（1）奖励政策力度有限。目前各地的奖励政策基本为按装配式建筑面积奖励3%的容积率（不支付土地出让金或很少的费用），其中只有北京、上海得到真正落地，两地也只有少数项目能够拿到实际补偿。装配式建筑目前仍有一定的增量成本，按400元/平方米考虑，则只有土地楼面价达到1.32万元/平方米，3%的面积奖励才可带来经济效益，再考虑土建及其他成本，靠奖励政策覆盖增量成本只有在北上广深等地可能性大，这也与行业发展的现实相符。重庆等地有对预制构件生产企业按方量的奖励政策，但从实践及财政资金角度，这种鼓励也是不可持续的。

（2）过分强调装配化及相关指标。将发展建筑工业化等同于装配化，甚至只强调装配式混凝土结构，是目前各地鼓励政策的普遍特点，此种

政策一定程度上否定了我国建筑业已取得成绩。我国的传统现浇混凝土结构建造积累了成熟、丰富的经验，虽然存在重进度、轻质量等种种问题，但在现有行业管理与从业人员技术水平下，靠装配式建筑来普遍提高工程质量也是不现实的。目前在各地强制推广装配式混凝土结构的保障住宅与商品住宅中，大部分开发商仍是应付政策的心理，仅贴着规定的预制率指标实施，甚至出现了下面1/3高度现浇，上面2/3高度预制的建筑。

（3）缺少对于工业化技术的引导。建筑工业化的核心在于减少人工作业、“四节一环保”与提高工程质量，现有政策在过分强调装配的同时，对上述核心要求的规定并不多。合理的发展模式是，通过政策对施工现场的环保、节能、质量、人员提出高要求，并引导行业技术进步与转型升级，淘汰落后技术与模式。在满足政策要求前提下，现浇与预制由实施者自行选择。引导性的政策需要大量的调研与数据为基础，目前这方面的工作做的还很不够。

3.2 行业生产模式不适应

目前行业普遍实施的生产模式是与大量应用现浇混凝土结构、劳动力以农民工为主相适应的。建设周期已压缩到极限，开发商拿地后往往要求快速出图并进场施工，设计时间很短。

发展新型建筑工业化，无论是现浇结构还是装配式结构，都需要建立专业队伍与专业人才，培养产业工人。发展装配式混凝土结构、钢结构，更需要提前从建筑方案开始就全面考虑，不可边建设边设计，设计周期

也长于传统现浇结构。设计、施工的分离也决定了设计方无法充分考虑施工制作要求，实际上很多装配式建筑存在施工质量缺陷不仅仅是施工问题，而是设计方案不合理造成的。相比现浇混凝土结构，装配式建筑的推广需要考虑资金提前支付、多方协调等诸多问题。装配式建筑增加的构件、配件采购环节，同样增加了流通与税费，不利于降低造价。发展建筑工业化，推广装配式建筑及其他先进技术，有必要改进现有的行业生产模式。

3.3 装配式混凝土建筑发展不够均衡

虽然以住宅为主的装配式混凝土建筑近年来在国内飞速发展，但仍存在下列问题。

（1）技术体系仍不完备

由于我国住宅建设的实际情况，装配式剪力墙住宅不得不面对高层甚至100m建筑的“难题”。我国的高层装配式剪力墙住宅多采用预制与现浇结合的方式，如北京常用的三明治剪力墙为边缘构件现浇、其他部分采用灌浆套筒连接竖向钢筋的预制墙体，此种结构同时具有预制、现浇两种连接方式与施工过程，优点在于方便与传统设计、施工方式衔接，缺点在于手工作业多、施工操作与质量控制难度大、没有充分发挥出装配式结构的优势。相比装配式混凝土剪力墙住宅，框架结构及其他房屋类型的装配式混凝土结构发展并不均衡，国际上应用较多的高装配率低

多层建筑在我国的建设量仍很少，无法支撑整个预制混凝土行业的健康发展。

（2）工程建造成本高、综合效益不明显

由于技术体系不完备，结构体系没有充分发挥装配式结构的优势，在工程造价方面很难低于现浇结构。根据各地有关文件及相关测算，采用三明治墙板的剪力墙住宅成本增加400元/平方米左右，如协调组织工作不利则还会增加。推广装配式混凝土结构可提高工程质量，但这是建立在完整的产业链基础上的，否则不仅无法提高质量，甚至会因为新工艺的应用带来隐患。造价提高而未取得到相应的综合效益，则会影响装配式混凝土建筑的进一步发展。

（3）基础研究与标准规范支撑不够

目前指导装配式混凝土结构应用的基础性标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014编制工作历时10年，主要原因就是基础研究与工程经验总结不够。对于目前高层住宅应用较多的三明治夹心墙板技术，钢筋竖向连接、夹心墙板连接件两个核心应用技术仍需进一步完善。其中钢筋套筒灌浆连接目前已有产品标准与应用技术规程，但浆锚搭接等其他连接方式则缺少标准规范依据；各种夹心墙板连接件的产品标准、应用技术规程目前仍然缺失。将装配式混凝土结构从住宅推广到公共建筑及其他结构类型建筑中，技术研究与标准需要做更多的工作。

（4）行业可持续发展基础不牢

由于前述多种原因，造成行业内企业缺乏持续盈利能力，近年来投资进入装配式混凝土建筑领域的企业经营状况都不乐观。此种情况下造成整个行业可持续发展基础不牢，需要通过培养专业人员、扩展技术路线、改变商业模式等长期工作予以改变。

3.4 钢结构建筑发展进程相对较慢

（1）工业化程度低

受结构方案选择及构件加工精度影响，国内钢结构建筑施工现场往往需要进行大量焊接作业，劳动力需求量较大、环境污染大，质量难以控制。在国内大型公共建筑中，钢结构、组合结构的应用比较成熟，现场施工装备、劳动力匹配合理。而对于普通钢结构住宅，与装配式混凝土建筑类似，普遍存在建设量小而专业队伍缺乏等问题，还未达到产业化作业水平。

（2）关键产品与技术尚不完善

由于以往建设量相对少，同样要面临我国现浇混凝土剪力墙住宅占绝对比例的局面，发展钢结构建筑的过程中需要进一步完善的产品与技术还很多。钢结构建筑在承重结构上相对成熟，但在三板与维护方面则尚存欠缺。三板（楼面板、屋面板、墙体板）的设计、施工标准化与防水、隔音、隔热功能，及带来的居住建筑舒适度问题，仍需要进一步改进、提升。防火、耐腐蚀同样是制约钢结构建筑发展的瓶颈性问题，不仅是

产品与技术问题，还涉及施工建造、使用维护过程中的管理问题。解决产品、技术问题的同时，建立完善的技术标准体系也十分必要。（3）未建立成熟的推广应用产业链

由于我国劳动力成本长期处于较低水平，且现浇混凝土结构施工技术处于国际领先，造成钢结构建筑成本长期高于混凝土结构，建设量无法形成规模，体系完善程度、市场认可程度需要进一步提升。我国现有房屋建造模式是在现浇混凝土建筑基础上建立的，而钢结构本身最接近“像造汽车一样造房子”、“把房子当产品卖”，钢结构建设与混凝土结构存在差异，需要建立适应其发展的应用产业链。钢结构建筑领域的优势企业，与开发业主、建筑业企业的联合还不够，应互相融合、共同发展，才能迎来钢结构建筑发展的春天。

4 建议与展望

4.1 培育建筑工业化发展全产业链

如前文所述，建筑工业化不仅包括各类装配式建筑，也包括现浇施工工业化和精装、厨卫工业化。实践表明，建筑工业化必须是全产业链的工业化，建筑从设计出图、生产制造、运输配送、施工安装、到验收运营的全过程都要实现工业化。建立了全产业链，才有可能实现建筑工业化发展的标准化、机械化、信息化。

建筑工业化发展以“四节一环保”及提高工程质量为目标，是否能够实现发展目标的主要影响因素为技术方案选择、设计文件（包括方案、施

工图、深化等阶段）、施工经验与能力、产品选择等，只有全过程互相协调，才能提高效率、保证质量。对于装配式建筑，设计与施工的互动更为必要，只有设计充分考虑施工与制作，才可带来更大的节约与质量保证。

4.2 技术体系、建筑类型多样化发展

建筑工业化不仅仅是装配式建筑，这已经是行业的共识。根据不同的建筑类型选择不同的工业化技术体系，以提高企业的市场竞争力。在建筑类型上，住宅之外的其他建筑，如多层停车库、物流库、大型商业中心、各类工业建筑，都可发展各种建筑工业化形式。

发达国家在建筑工业化发展形式与建筑类型方面有较好的经验，可供我们借鉴。具体如装配式混凝土结构停车楼、干式连接墙板结构、各种模块化钢结构住宅、低多层高工业化钢结构建筑等。发展装配式建筑，可直接降低工程造价的主要手段为提高连接施工效率、采用预制预应力混凝土技术，这可作为下一步的重点发展目标，其中开发适用我国的高效装配连接节点是装配式混凝土结构、钢结构都要面对的重要问题。考虑到我国钢铁产能过剩、钢铁价格持续下降的情况下，为各类钢结构建筑的发展提供了机会，同样需要针对建筑类型提出合理的钢结构技术体系。

4.3 加强技术研发与标准规范编制

从结构新体系，到各环节的细节，发展建筑工工业化过程中还有众多的技术问题需要一一攻关。对于现浇混凝土结构，包括新型模架体系研发、

成型钢筋应用技术体系建立、高性能混凝土推广等研发；对于装配式混凝土结构，包括低多层半干式连接墙体结构、预制预应力混凝土结构、村镇房屋装配式结构及相关配件的研发；对于钢结构，包括适用不同建筑类型的新型结构体系、围护系统、连接技术、系统集成等研发；钢结构与预制预应力混凝土楼板结合具有较好的经济效益，在欧美国家有较好的经验，也可作为今后的发展与研发方向。

科技为先，标准先行。近年来完成的系列标准已为大量高层装配式混凝土结构住宅建设提供了可靠保障。在国家标准化改革的新形势下，建筑工业化领域标准化工作要采用新的工作方式，以建立建筑工业化发展标准体系为基础，研制关键标准，在重要关键规范方面取得突破，并补充产品、方法等配套标准，解决标准领域的制约瓶颈问题，促进行业快速发展。

4.4 积极推广EPC总承包模式

设计、采购、施工一体化的EPC总承包模式在产业链整合、专业化服务、设计引领、信息集成及节约综合成本等方面具有显著优势，能够满足建筑工业化发展的内在需求，突破瓶颈问题，可作为下一步发展建筑工业化的可靠实施途径。

目前制约EPC发展的主要因素在于政策与资源。政策上我国长期将设计资质与施工资质分离，并形成了事实上由不同单位完成的生产模式。资源上缺少具备EPC能力的综合承包商，难以获得业主的充分信任。

相信在建筑业新一轮改革浪潮的推动下，政策将不再成为制约因素。以中建总公司为代表的国内施工单位在海外具有丰富的EPC总承包经验，在发展行业与商业利益的双重动力下，相信推动EPC总承包建筑工业化模式具有广阔的发展空间。

5 建筑工业化联盟工作

建筑工业化产业技术创新战略联盟是由积极投身于建筑业技术进步，从事建筑工业化领域的研究、施工、设计、生产、服务的企业、大学、科研机构或其他组织机构自愿组成，是在专业化合理分工的基础上，以建筑工业化的技术创新需求为导向，以形成产业核心竞争力为目标，依托于国家引导资金及政策，以多样化、多层次的自主研发与开放合作创新相结合，建立产学研用结合的技术创新体系，推动建筑工业化产业自主创新能力健康发展为宗旨的创新合作组织。

联盟的技术创新任务是：建立以企业为主体、产学研用紧密结合、市场化和促进成果转化的有效机制，大力促进建筑工业化技术进步，成为国家技术创新体系的重要组成部分、建筑工业化共性关键技术的研发基地、产学研用紧密结合的纽带和载体、技术创新资源的集成与共享通道。

联盟理事长单位为中国建筑科学研究院，副理事长单位为中国建筑股份有限公司、中国建设科技集团股份有限公司、上海现代建筑设计集团有限公司、同济大学，理事单位15家。

十三五期间，联盟将联合行业各方力量，在建筑工业化关键结构技术、关键信息化技术、建造与检测技术、混凝土生产线建设配套技术、标准体系与关键标准、综合技术经济分析研究等方面开展研究与产业化工作。欢迎业内和相关骨干企业加入联盟或参与相关工作，共同为建筑工业化产业发展贡献力量。