一定规模效应后,装配式建筑将具有更强的经济适用性
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2021年03月19日 14:12:14
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Q1:什么是预制建筑? 装配式建筑是指将建筑的部分构件在工厂内进行标准批量预制,运输到施工现场,然后吊装连接,实现建筑过程从“建造”向“制造”转变的建筑。一般来说,预制建筑技术使建造房屋像积木一样。常见的构件类型包括外墙板、内墙板、复合板、阳台、楼梯、预制梁、预制柱等。 根据主体结构的不同,预制建筑可分为三种类型:预制混凝土建筑、预制钢结构建筑和预制木结构建筑。据住房和城乡建设部统计,预制混凝土建筑占64%,具有成本低、适用范围广的特点。装配式钢结构建筑占30%,装配式木结构建筑占6%。


Q1:什么是预制建筑?


装配式建筑是指将建筑的部分构件在工厂内进行标准批量预制,运输到施工现场,然后吊装连接,实现建筑过程从“建造”向“制造”转变的建筑。一般来说,预制建筑技术使建造房屋像积木一样。常见的构件类型包括外墙板、内墙板、复合板、阳台、楼梯、预制梁、预制柱等。


根据主体结构的不同,预制建筑可分为三种类型:预制混凝土建筑、预制钢结构建筑和预制木结构建筑。据住房和城乡建设部统计,预制混凝土建筑占64%,具有成本低、适用范围广的特点。装配式钢结构建筑占30%,装配式木结构建筑占6%。


预制钢结构


(1)预制混凝土结构的PC应用场景包括住宅楼、办公楼、教学楼、医院楼等。

(2)装配式钢结构PS以钢柱、钢梁为主要承重构件,主要用于大跨度工厂、体育馆、超高层办公楼等建筑;


(3)装配式木结构建筑主要用于别墅、仿古建筑等有特殊施工要求的建筑。



Q2:装配式建筑的特点和综合优势?


与传统的现浇施工作业相比,预制建筑在节省人力、缩短工期、环保、提高施工质量和效率方面有明显的改进。与预制率约为35%的30层预制混凝土住宅项目和同等规模的传统建筑项目相比,预制建筑可缩短工期约30%,减少建筑工人70%/100人。同时,预制建筑可以节约资源和能源消耗,有效减少粉尘、噪音和建筑垃圾等环境污染。


(1)节能环保


组装装修作业采用干法施工,施工现场无火、无水、无粉尘、无异味,无焊接切割、无水泥、无纱布,噪音污染、粉尘污染、水污染极小,建筑垃圾明显少于传统现场浇筑方法。


(2)建设周期短


预制建筑的预制件可以在工厂完成,维护时间短,安装可以在施工现场快速完成,从而缩短工期。同时,预制建筑可同时多层施工,主盖可同步装饰,实现立体交叉作业,施工速度更快。全组装工程比传统施工方法节省3/4的工期;如果以预制率35%左右的30层预制混凝土住宅工程为例,传统工期为28个月,预制建筑施工可缩短至20-22个月。


(3)节省人力


预制建筑构件的工厂化生产可以减少对劳动力的依赖,节省现场施工人员,降低施工人员的工作强度。与传统方法相比,组装施工至少可以节省一半左右的人力。


Q3:对装配式建筑行业的政策鼓励


装配式建筑已经成为我国建筑业的主要发展方向,受到国家和各级政府的鼓励和支持。


2016年是预制建筑行业政策推广的第一年。国务院和住房和城乡建设部先后出台了《建筑业现代化发展纲要》、《关于大力发展装配式建筑的指导意见》、《十三五期间装配式建筑行动计划》等一系列重要文件。随后,各省市出台了100多项预制建筑专项指导意见及相关配套措施,通过土地优先使用、税收优惠政策、容积率奖励、政府补贴等优惠政策,有效促进了预制建筑的发展。


综上所述,国务院和住房和城乡建设部提出,到2020年,我国新建建筑中装配式建筑的比例将达到15%以上,重点推广领域将达到20%以上。2020年,我们将培育50个示范城市、200个产业基地、500个示范项目和30个创新基地。到2025年,我们将努力使预制建筑在中国新建建筑中的比例达到30%以上。


Q4:装配式建筑发展前景及海外成熟市场经验


在自上而下政策的推动下,装配式建筑行业经历了爆炸式增长。根据政策指引,到2025年,装配式建筑行业的普及率将达到30%以上。如果全国新城新建建筑面积预计每年21亿平方米左右,届时新建装配式建筑面积将达到6.3亿平方米以上,保证未来五年复合年增长率超过17%。考虑到装配成本在达到一定规模效应后会大幅下降,且传统建筑成本上升趋势不可逆转,装配将成为市场化的选择,那么实际需求可能会实现更快的增长。


海外市场标杆。德国、法国、美国、日本等发达国家在预制建筑行业已经发展到相对成熟的阶段,预制建筑的市场渗透率高达32%~70%。与国外成熟市场相比,中国装配式建筑行业的市场渗透率不到5%,远低于发达国家。


日本的发展经验:日本预制建筑行业的崛起源于二战后日本房屋的毁灭,急需快速解决住宅建筑的短缺。从此,预制建筑标准化、模块化的概念开始成型。在政府的领导下,经济激励政策在20世纪80年代末得到完善和成熟。这一时期日本的预制建筑经历了规范量产、规划量产、追求高附加值、资源循环利用等阶段。目前,日本预制建筑的普及率甚至接近90%,主要由低层住宅木结构和多层住宅PC结构组成,在满足多样化需求的同时,具有批量生产标准产品的领先经验。


德国发展经验:德国早期大规模应用装配式建筑主要是为了解决战后住房短缺的问题。这种施工方法在很大程度上依赖于预制混凝土板的技术体系,这种技术体系在20世纪90年代以前受到广泛欢迎。但由于当时《雅典宪章》中城市规划指导思想的限制,以及经济技术条件的限制,PC建筑过于强调统一性,大量的建筑单元、户型、建筑构件被重复使用。如今,德国的大板建筑遭到了“单调、死板、死板、缺乏特色和人性化”的批评,一些项目被迫拆除。而是追求建筑的个性化,设计的精细化,强调建筑耐久性的综合技术解决方案。大量建筑构件被标准化和模块化。


问题5:个人电脑和个人电脑组件的经济适用性


装配式建筑的造价略高于传统的现场浇筑,限制了其在国内的推广应用。规模经济的形成将有助于降低预制建筑的生产成本。据统计,在预制率20%~55%的情况下,预制混凝土结构的成本比传统现场浇筑高128~255元/㎡,预制率越高,成本越高;从各省市的调查案例来看,PC的成本比传统成本高200~800元/㎡,PS的成本更高。节省下来的人工成本仍然不足以弥补组件材料的较高成本。


我们认为,预制建筑行业在发展初期受政策影响更明显。经过一定的规模效应后,预制建筑行业具有更强的经济适用性,而传统建筑成本的上升趋势是不可逆转的。预制建筑行业将成为市场化的选择,进而实现更快的需求增长。首先,愿意从事传统建筑行业的人数日益减少,2014年以来建筑行业农民工人数持续下降,而农民工收入压力巨大。自2014年以来,平均年薪增长了7.3%。此外,建筑行业老龄化日益严重,农民工平均年龄从2008年的34岁提高到2018年的40.2岁。不断上涨的劳动力成本和日益严格的环保要求,将迫使传统的现浇建筑向预制建筑转型。


Q6:装配式混凝土结构的发展比装配式钢结构更难?


钢结构相对于混凝土结构具有拼装的优势,主要体现在:对于钢结构来说,钢构件一直是经过钢结构公司加工后运到现场吊装,主体结构本来就是拼装的概念,与普通钢结构没有什么区别。装配式钢结构与普通钢结构的主要区别在于墙体,墙体是现场搭建的,而装配式钢结构则需要预制外墙板等,同时室内装修系统、设备管线、装配式钢结构也要一体化。


就混凝土结构而言,主体结构最初是采用现浇法建造的,与拼装概念相去甚远,技术限制成为短期约束。目前国内真正掌握预制混凝土结构技术的企业并不多,所以在实际工程中,推广预制混凝土结构的过程中往往会面临很多问题:


1)成本不受控制的增加。现浇法建造的混凝土结构设计不模块化,构件尺寸和类型多样化。目前很多预制混凝土工程遇到的问题是强制采用工厂预制生产构件,每一个新项目都需要重新制作混凝土构件的模板,模板种类繁多,成本上升很大,难以控制。


2)钢筋混凝土装配式施工技术比钢结构复杂。传统现浇法施工时,施工工艺粗放,构件之间的连接比较随意,钢筋在混凝土中的位置不高;改为组装式后,关键技术是灌浆套筒,即构件之间的钢筋通过灌浆套筒或螺栓连接。钢筋连接种类繁多,结构复杂,对钢筋位置要求高,连接施工难度大。同时,目前还没有成熟的技术来监控套筒内的钢筋连接是否到位。一旦出现问题,就会成为非常严重的安全隐患。


部分节点仍需采用现浇法连接,但结构整体性低于全现浇结构。在很多PC工程中,只预制楼板、楼梯板、内墙板等非抗震构件,以避免剪力墙等抗震构件安装时钢筋无法连接的情况。


3)现场吊装困难。钢筋混凝土构件的重量会明显大于钢结构,钢筋混凝土中有许多钢筋需要与外界连接,因此现场吊装显然比钢结构更困难。


综上所述,与装配式混凝土结构相比,装配式钢结构具有合适的设计理念和简单的施工工艺,具有装配式的天然优势。


问题7:产业链和商业模式


预制建筑的上游主要是水泥、钢材、木材等原材料和构件生产组装设备,中游是各种预制构件的制造商和承包商进行现场组装,下游是建筑项目开发商。


作为一家制造商,个人电脑部件厂依靠上游R&D设计和下游施工管理。典型的PC项目流程包括R&D、设计、生产、建设、运营和维护。其中,PC组件的生产过程包括四个步骤:(1)模具组装;(2)安装钢筋;(3)摊铺、浇筑、振捣、养护;(4)脱模和成品检验。从模具组装到脱模,需要8~24小时完成一轮PC组件生产。


典型的PS企业分为两种商业模式:


1)以钢结构制造为主,采用制造加工费+原材料价格的定价模式,通过低成本战略实现竞争优势。


2)覆盖从设计到加工制造、现场安装的整个产业链,加工制造能力主要用于自供,设计施工费用通过钢结构工程总承包或专业分包赚取。大多数钢结构企业都采用了这种商业模式,通过积累技术专利和工程成果,形成了一定的竞争优势。


Q8: PC零部件厂投资门槛低,零部件运输半径短


进入PC组件行业的资金门槛不高,选址(布局)和规模定位是核心考虑因素。对于一个年产15万立方米的PC组件厂,不包括土地的资金支出约为2亿元,资金支出方向包括工厂建设、设备购置和营运资金投入。PC元器件有严格的运输半径,所以生产基地的位置要在各大市场的合理运输半径内。


PC组件体积大,重量大,外观多样化,不适合长途运输。合理的运输半径是150 km到200 km,运费应该在300元/m3以内,占PC售价的10%左右。


问题9:市场集中度


PC元器件市场集中度低。(1)因为PC元器件运输半径不要超过300km,PC企业容易占山,各奔东西。(2)装配式建筑快速推进的地区主要集中在大城市集群,高地价阻碍了工厂的扩张。


据中国钢结构协会统计,目前全国钢结构企业约有2500家,具有钢结构制造企业资质的单位有510家。年产10万吨以上的企业只有50多家,其余大部分是年产1万吨以下的中小企业。大多数企业生产规模低,整体市场分散。产量最大的企业只占全行业的2.09%,排名前6的只占6.06%。同时,行业集中度有可能继续提高。


问题10:企业竞争战略


在产业发展初期,产业链上下游存在信息差异和资源差异,是获取项目的无形壁垒。随着行业的完善,我们认为制造业的竞争依赖于大规模生产和柔性生产,对这个行业生存能力的最大挑战是大规模实现定制化需求。同时,在核心经济圈获得工业用地非常困难,PC预制件运输半径限制很强。工厂布局的地理广度和辐射面决定了PC元器件厂商的业务发展空间。


Q11:市场培育困难


装配式建筑在中国还是一个新兴行业。


1)如前所述,制造企业很难从大规模标准化生产中获得成本优势,高成本限制了组装式生产的大规模应用。


2)施工过程和施工队伍缺乏专业性,缺乏可靠的质量和安全监控手段,导致装配式产业链不完整,特别是装配式混凝土结构的施工质量容易受到施工水平的影响。


综上所述,我们认为预制建筑行业在发展初期受政策影响更明显。预制建筑行业经过一定规模效应后,经济适用性更强,而传统建筑成本上升趋势不可逆转,预制建筑行业将成为市场化选择。随着产业链的逐渐成熟,届时会实现更快的需求增长。与装配式混凝土结构相比,钢结构具有制造的天然优势,需求坡度更陡。(来源:综合工业证券等。)


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