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模块化集成建筑具有标准化、集成化、信息化等诸多优点,符合建筑业高品质、绿色化、智能化发展趋势。
阅读导览
· 模块化集成建筑的概念
· 模块化集成建筑的优势
· 国外模块化集成建筑发展历程
· 国内模块集成建筑发展历程
· 结语
1 模块化集成建筑的概念
装配式建筑是用工厂预制好的房屋构件(如梁、板、柱和楼梯等)装配而成的建筑。与传统建造方式不同,这种建造方式将大量的现场工作都搬到了工厂进行,在工厂制作好了配件、构件,然后再运送到施工现场,通过可靠的连接方式在现场进行组装及固定,通过这样的方式形成建筑结构。这是一种“工厂 + 现场”并行施工的方法,可以有效提高施工效率,符合从“建造”到“制造”转变的建造理念。随着技术的不断发展以及建筑工业化政策要求,装配式建筑也在不断演进和变化,其中一个重要的变化是集成度越来越高。目前,装配式建筑经历了从预制构件、一体化部品部件、集成厨卫到集成模块四代发展。
模块化集成建筑(Modular Integrated Construction,MiC),港译“组装合成建造法”,是装配式建筑中集成化程度、工业化程度最高的一种,是目前装配式建筑的最高形态。与采用预制构件的装配式建筑不同,模块化集成建筑不以梁、板、柱等基本构件为单元,而是在方案或施工图设计阶段,将建筑以建筑功能为依据进行划分,将每个功能单元拆分成多个空间单元模块。在工厂或生产线上,将多个构件和零部件组合成为一个完整的模块,然后再将多个模块运到现场组合起来形成一个完整的建筑物。
此外,模块化集成建筑不仅是建筑结构构件的简单装配,而且是同时包括水、暖、电等管线安装及装饰装修的集成设计,具有标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理的“五化”基本特征。这种建造方式可以更好地利用工业化生产的优势,提高建筑的标准化和可重复性,同时也可以更好地适应建筑功能的变化和需求的多样化,是新型建筑工业化发展的重要途径。
国际上将模块化集成建筑分为永久性模块集成建筑和可移动性模块集成建筑。可移动性模块集成建筑计划使用时间短,结束使用后可吊装拖走。永久性模块集成建筑建好后与传统永久性建筑几无差别。此外,按不同分类标准,模块化集成建筑有不同类型。如按材料划分,可以被细分为混凝土模块、钢模块和木模块等。按应用划分,在居住房屋、商业建筑、工业建筑等领域中均有广泛应用,其中居住房屋包括住宅、公寓、宿舍、别墅、福利房等;商业建筑包括办公楼、酒店、度假屋、学校、幼儿园、展厅、售楼处、立体车库、便利店等;军用医疗包括军用哨所、医院、医疗方舱、监狱等;工业建筑包括设备箱、机房、配电房等;城市配套设施包括厕所、休息厅、配电房、消防站、垃圾站等。
2 模块化集成建筑的优势
一是实现建筑工业化。将工地复杂的高空作业环境转移到工厂,提高了工程质量,降低了安全风险。同时,在工厂能够实现并行化生产和流水化作业,这使得建设工期及现场用工量均减少2/3。此外,工业化使传统的农民工转型升级为工厂产业工人,在解决当前国家面临的劳动力短缺问题的同时,提高了工人幸福感。
二是实现建筑绿色化。由于模块化集成建筑标准化、集成化和工业化的特性,模块化集成建筑可以实现资源化利用,同时可与多种措施和先进技术手段相结合,进一步增强其绿色低碳的优势。据某项目测算:建筑废弃物总体排放水平较传统项目能够减少75%以上,建设阶段碳排放水平减少50%,降低了大量垃圾处理人工和成本,为国家双碳战略目标做出了重要贡献。
三是实现建筑智能化。模块化集成建筑技术是建筑智能化应用的最佳载体,其设计、生产、运输、安装全过程对于BIM、DfMA、MES、WMS等技术及平台的刚性需求同制造业无异,基本可实现智能建造技术应用场景的100%覆盖。
四是带动产业链共同升级。模块化集成建筑实现了80%以上的部品部件在工厂完成,使得下游产品不再需要为了适配厘米级的建筑误差而现场测量、定制生产。整体带动了行业供应链由面向工程转为面向产品的生产模式,下游产业可由以前作坊式生产升级为大规模集中生产,提高了整个社会的生产力。
3 国外模块化集成建筑发展历程
1921年,法国现代建筑大师柯布西耶在《走向新建筑》中首次提出“像造汽车一样建房子”的概念,提倡建筑革新,走工业化、功能化、平民化道路,自此人们开始了对建筑工业化的思考和探索。
1950~1960年,欧洲是第二次世界大战主战场之一,战争造成的严重破坏使房屋大量短缺。为了快速满足住房需求,参考世界先进的建筑手段大力采用装配式建筑,同时制定标准要求,迈入工业化建筑体系。各个国家追求标准化的方法各有不同,如英国注重集成化高效率,促进装配式建筑全产业链整合,德国则发展多种装配式结构,从不同类型装配式建筑体系到通用体系等。1950年代,日本开始使用装配式建筑技术,用于解决战后住房短缺问题。1954年,苏联政府在五年计划中提出,在最短的时间内以最低的成本改善城市居民的居住条件。自1970年开始,在日本,住宅的部件尺寸和功能标准有固定的体系。只要厂家是按照标准生产出来的构配件,在装配建筑物时都是通用的。日本创立了优良住宅部品认定制度,这一制度就是对住宅部品的质量、安全性、耐久性等诸多内容,进行综合审查。
在1967年蒙特利尔世博会上,建筑师摩西·萨夫迪(Moshe Safdie)展示了他的巨型建筑生境馆(Habitat 67),如图1所示。
图1 加拿大生境馆
生境馆由365个混凝土模块连接而成包含158栋住宅的建筑,这些混凝土模块是他直接在现场附近设置工厂生产出来的。住宅的面积从37m2的一居室到167m2的四居室等,总共有15种不同的住房类型。在它们的模块化布局中,每个住宅都有自己的屋顶花园。整个建筑内都设有供儿童玩耍的游乐区域。生境馆的空间规划设计,既包含了立方体坚固的特点,又表现了错综复杂的美学形态,表明未来住宅人性化、生态化的发展方向。
但是,预制构件经常被用于建造高密度住房,装配式建筑被认为是一种审美和社会的失败,这种失败的具体表征是在大城市的外围聚集起来的去个性化的装配式板房。因此,欧洲大部分地区对预制房屋的接受度一直很低。
随着信息化时代的到来,AutoCAD软件、BIM 技术、网络技术和通信技术等在装配式建筑领域得到广泛应用,建筑工业化更加高效、集成、节能,更加个性化、风格化,美国、英国、荷兰、挪威、澳大利亚、新加坡政府大力推广模块化集成建筑技术,推出了相关政策和支持措施,促进了该技术在全球的应用和发展。
如今,预制房屋行业正在复苏。由于计算机控制的建筑组件生产提供的精度,设计师和建筑师有机会创造标准化的、灵活的住房组件,以满足各种需求。
全球模块集成建筑经过半个多世纪的发展,市场已按地区细分发展为北美、欧洲、亚太地区和世界其他地区。亚太地区主导着模块化建筑市场,北美的模块化建筑市场是世界第二大建筑市场。
3.1 美国模块化集成建筑发展历程
美国模块化集成建筑发展历程如下 [1] :
美国的工业化住宅起源于20世纪30年代。当时它是汽车拖车式的、用于野营的汽车房屋。最初作为房车的一个分支业务而存在,主要是为选择迁移、移动生活方式的人提供一个住所。但是在20世纪40年代,即二战期间,野营的人数减少了,旅行车被固定下来,作为临时的住宅。
二战结束后,政府担心拖车造成贫民窟,不许再用其来作为住宅。20世纪50年代后,人口大幅增长、军人复员、移民涌入,同时军队和建筑施工队也急需简易住宅,美国出现了严重的住房短缺。这种情况下,许多业主又开始购买旅行拖车作为住宅使用。于是政府又放宽了政策,允许使用汽车房屋。同时,受它的启发,一些住宅生产厂家也开始生产外观更像传统住宅,但是可以用大型的汽车拉到各个地方直接安装的工业化住宅。可以说,汽车房屋是美国工业化住宅的一个雏形。
美国的工业化住宅是从房车发展而来的,所以形象一直不太好。其在美国人心中的感觉大多是:低档的、破旧的住宅,其居民大多是贫穷的、老弱的、少数民族或移民。更糟糕的是,由于社会的偏见(对低收入家庭等),大多数美国的地方政府都对这种住宅群的分布有多种限制,工业化住宅在选取土地时就很难进入“主流社会”的土地使用地域(城市里或市郊较好的位置),这更强化了人们对这种产品的心理定位,其居住者也难以享受到其他住宅居住者一样的权益。
为了摆脱“低等”、“廉价”形象,工业化住宅努力求变。1976年,美国国会通过了国家工业化住宅建造及安全法案(National Manufactured Housing Construction and Safety Act),同年开始由住房和城市发展部(Housing and Urban Development,HUD)负责出台一系列严格的行业规范标准,一直沿用到今天。除了注重质量,现在的工业化住宅更加注重提升美观、舒适性及个性化,许多工业化住宅的外观与非工业化住宅外观差别无几。新的技术不断出台,节能方面也是新的关注点。这说明,美国的工业化住宅经历了从追求数量到追求质量的阶段性转变。
现在在美国,每16个人中就有1个人居住的是工业化住宅。在美国,工业化住宅已成为非政府补贴的经济适用房的主要形式,因为其成本还不到非工业化住宅的一半。在低收入人群、无福利的购房者中,工业化住宅是住房的主要来源之一。
如图2所示,为万豪集团打造的模块化系列酒店产品,由168个钢结构模块组成,共26层,高109m,是美国最高的模块化酒店。
图2 美国钢结构模块酒店
3.2 英国模块化集成建筑发展历程
英国模块化集成建筑发展历程如下 [2] :
英国非现场建造建筑的历史可以追溯到20世纪初。规模化、工厂化生产建筑的源动力是两次世界大战带来的巨大的住宅需求以及随之而来的建筑工人的短缺。具体发展历程如下:
(1)1914~1939年起步发展期
第一次世界大战结束后,英国建筑业受到技术工人和建筑材料严重短缺的影响,住房严重短缺。但绝大多数房屋仍然采用传统方式进行建造,仅有5%左右的房屋,采用现场搭建和预制混凝土构件、木构件以及铸铁构件相结合的方式完成建造,非现场建造的建筑规模小,程度低。
(2)二战后快速发展期
第二次世界大战结束后,钢铁和铝的生产过剩,促使行业走向预制,并产生了多种混凝土、木材、钢和混合框架系统。在整个20世纪50年代和60年代,英国建筑业向工业化的建筑形式发展。
(3)20世纪50~80年代产生多种装配式结构,预制木结构广泛应用
该时期英国建筑行业朝着装配式建筑方向蓬勃发展。这其中,既有预制混凝土大板方式,也有通常采用轻钢结构或木结构的盒子模块结构,甚至产生了铝结构框架。同时,随着建筑设计流程的简化和效率的提高,钢结构、木结构以及混凝土结构体系等得到进一步发展。木结构住宅在新建建筑市场中的占比一度达到30%左右,但后期因木结构建筑水密性能不确定,木结构住宅占比急剧下滑。
(4)20世纪90年代技术日臻成熟,步入品质追求期
20世纪90年代,英国住宅的数量问题已基本解决,建筑行业发展陷入困境,住宅建造迈入提高品质阶段。这一阶段非现场建造建筑的发展主要受制于市场需求和政治导向。公有开发公司极力支持以上倡议所指导的方向和行动,着手发展装配式建筑。与此同时,传统建造方式现场脏乱差及工作环境艰苦的影响,导致施工行业年轻从业人员锐减,现场施工人员短缺,人工成本上升,私人住宅建筑商亦寻求发展装配式建筑。
(5)20世纪后期至今,非现场建造方式逐步成为行业主流建造方式
如图3所示,为莫瑞街住宅项目(Murray Grove),该项目是保障性住房,且是伦敦第一个钢结构模块式建筑。
图3 莫瑞街住宅项目
3.3 日本模块集成建筑发展历程
日本预制件的发展与世界各地发生的各种战争的时间有很大的关系,包括第二次世界大战和朝鲜战争。由于这些不幸的事件,出现了房屋的严重短缺的问题,这引发了对大规模生产预制房屋的需求。
1945年二战结束,因住房短缺问题与50年代援美钢铁产量过剩,日本政府银行成立住房贷款公司,助推经济复苏。简单的大批量的房屋建筑的预制件立即蓬勃发展。
1963~1973年,体量庞大的公营住房建造为日本住宅产业化的发展提供了重要载体。建设省出台一系列政策和方针引导部件化和标准化发展。同时质量低下的战后房屋快速贬值,掀起预制住宅以旧换新的浪潮。1972年,日本建筑师黑川纪章(Kisho Kurokawa)在东京建造了中银胶囊塔,如图4所示。由140个钢结构模块组成,住宅单元在预制混凝土核心周围分层,形成一个14层的住宅塔。每个胶囊舱都能做到“自成一体、随意更换”,仅10m2的模块空间集成有床、空调、电视、书桌、卫生间等生活必备设施。1973年创设了“工业化住宅性能认定制度”,住房需求转化为住宅功能完善的需求,建筑质量提升,建筑界掀起产品化住宅浪潮,出现单元住宅、盒子建筑等形式。各大企业跨界联合,促进装配式建筑技术进步。
图4 东京中银胶囊塔
20世纪90年代起,随着居民需求及生产效率提升,由早期以低层住宅为主发展为可变内部结构的“中层及高层住宅生产模式”,住房产业既能实现高品质需求,也实现了本身的产品化和体量化结构整合,逐步步入成熟。21世纪以来,日本装配式住宅占全部住房总量的42%,日本能够利用预制柱、梁等构件建造高度超200m的超高层装配式建筑。
3.4 新加坡模块化建筑发展历程
新加坡模块化建筑发展历程如下 [3] :
20世纪60年代初期,新加坡刚刚从英殖民统治下脱离成立自治机构,当时整体社会发展落后,民众住房条件比较差,为改善住房条件,70年代开始采用装配式建造方式。半个多世纪的发展中,新加坡经历了从装配式构件到预制整体卫浴再到PPVC(Prefabricated Prefinished Volumetric Construction),即从部分到整体的发展阶段,装配率逐步提升。2014年,新加坡“榜鹅水滨台组屋”住宅项目完工,这是新加坡首个采用PPVC技术的公共住宅项目。目前新加坡已形成一套较为完善的体系(图5-6)。
图5 榜鹅水滨台组屋
图6 新加坡PPVC 建筑——The Clement Canopy
新加坡是东南亚第一个在建筑工业中使用预制混凝土预制技术的国家,预制件的使用也可以追溯到20世纪80年代初。40余年来,新加坡已经形成了完善的政策、标准和技术体系,成为国际上装配式建筑技术领先的国家之一。通过分析新加坡装配式建筑的发展轨迹,可以将其发展历程大致划分为三个阶段:
(1)初期探索阶段
1960年,为了解决住房短缺和贫民窟问题,新加坡实行居者有其屋政策, 设立了建屋发展局(Housing Development Board, HDB),开始大兴土木,为民众建造公共住房——组屋。1965年新加坡独立以后,继续将大力建设公共住房作为其基本国策之一。进入80年代以后,随着新加坡人力成本逐年提高,为了减少对劳工的依赖,提高建筑业效率和工程质量,新加坡开始尝试将装配式建筑技术引入组屋建设。1981~1983年间,建屋发展局将5个组屋项目(共计约5万套组屋)分别委托给具有装配式建筑技术实力的英、澳、日、韩4个国家的5家施工企业(其中英国2家),采用各自的装配式技术进行设计、制造和施工。这5项工程采用了预制的框架梁、墙体、楼板、垃圾槽、楼梯等预制构件,不仅使项目平均施工时间从18个月缩短到8~14个月,还大大节约了建筑成本。新加坡建屋发展局在上述工程的实施过程中,及时进行装配式建筑技术的采纳和总结,开启了本国建筑装配式技术的探索与实践。新加坡本地的一些公司也逐渐接受建筑装配式理念,一座座预制工厂陆续兴建起来。
(2)快速发展阶段
1992年,新加坡为推动装配式建筑在本国的发展,成立了“建筑生产力工作小组”。该小组设定了“2020年以前全国施工效率每年增长2%~3%”的目标,并提出2020年发展愿景,即在先进技术公司的领导下,依靠高技能的劳动力团队,构建高度集成和技术先进的建筑环境产业。为了实现上述目标和愿景,新加坡建筑业大幅度增加预制结构构件、预制外墙的使用,预制构件的规模化生产使得装配式建筑的造价与传统建筑相当;同时,新加坡开始研发和推广“易建设计”(Buildable Design),即通过建筑预制构件的设计,来减少施工过程中对劳动力的依赖。1999年,新加坡发布“建筑 21”报告(Construction 21),以加大力度推广易建设计和预制构件,并着手制定用于评价建筑易建性的评估系统,筹备装配式建筑立法。2001年,新加坡颁布《易建法规》,实现了对装配式建筑的立法。从此,新加坡装配式建筑的发展进入新阶段。
(3)提质增效阶段
为了指导装配式建筑科学有序发展,新加坡先后发布了两版“建筑生产力路线图”作为装配式建筑发展的顶层设计:2010年, 新加坡建 设局发布《 第一个建筑生产力路线图》(1st Construction Productivity Roadmap), 提出发展“ 综合建设与预制枢纽”(Integrated Construction & Prefabrication Hubs, ICPHs)的设想,将装配式建筑的工作重点落在提高预制构件的生产能力和生产效率方面;2014年,新加坡建设局发布《第二个建筑生产力路线图》(2nd Construction Productivity Roadmap), 提 出“ 面向制造和装配的设计”(Design for Manufacturing & Assembly, DfMA),将工作重心转向设计与场外自动化生产、现场装配的结合,力图从设计源头提升装配式建筑的效率和水平。
2017年,新加坡贸易与工业部发布《建筑业转型蓝图》〔Construction ITM (Industry Transformation Map) Sheet〕,提出建筑业转型的三个关键趋势——绿色建筑、面向制造和装配的设计、集成数字交付(Integrated Digital Delivery, IDD)。该蓝图提出,需要建立强大的DfMA技术生态系统,使其具有价格竞争力并得以广泛采用。实现途径包括:①扩大需求,形成规模效应;政府部门投资项目,通过制定专门政策扩大DfMA技术采用;私营企业投资项目,增加专门的土地售卖条件和提供资金支持;②提高产能,根据行业需求,加快建设综合建设与预制枢纽。截止到2020年,新加坡新建项目中DfMA技术的采用率已经从2017年的19%提高到39%;③有5个综合建设与预制枢纽建成并投入使用。该蓝图还提出,IDD技术涵盖四个主要组成部分,即数字化设计、数字化制造、数字化建设以及数字化资产交付和管理。推动IDD技术应用的实现路径包括:①逐步建立IDD技术能力,推行BIM技术,为广泛采用IDD技术奠定基础;②制定IDD标准,鼓励政府和私营企业投资项目采用IDD技术。
4 国内模块集成建筑发展历程
4.1 香港模块集成建筑发展历程
香港使用预制技术的历史可以追溯到20世纪70年代初。2017年,香港政府明确提出引进更先进的“组装合成建筑(模块化集成建筑)”,并陆续推行相关优惠政策,如2018/2019财政预算报告提出政府会提供10亿元成立建筑业创新及科技奖金在资金方面加强协助MiC在香港的推广。2019年5月屋宇署宣布一项宽免措施:以该建筑法建成的发展项目的楼面面积,当中6%可无须计入该项目的总楼面面积内,也不受制于现时10%的总楼面面积宽免上限。2020年4月,香港政府发布技术通告强制七类楼宇的部分工程使用MiC兴建包括办公室大楼、学校、职员宿舍、医疗设施及护理院等促成香港对MiC的需求。除此之外,香港屋宇署专门为MiC发出作业备考ADV36,主要针对消防安全、接口及间隙、结构设计、质量控制及监督以评核引进MiC系统是否符合香港屋宇条例规范。大湾区模块化集成建筑市场开始飞速发展。
同时,香港地区发展模块化建筑具有显著的地区优势。香港土地紧缺,经济发达,居民住房需求旺盛,人工成本高,同时拥有丰富的预制装配式发展经验和发达的建筑行业和优秀的建筑技术人才。目前,在模块化集成建筑领域,香港已形成较完善的技术体系及标准体系,已建立了一套完善的建筑标准和认证体系,设置了相应的质量控制规范和制度,使得模块化建筑的质量稳定可靠,便于市场推广。
香港政府以政府项目强制使用模块化集成建筑的方式,大力推广模块化集成建筑,特别是在住宅和宿舍等领域,模块化建筑已经得到了广泛应用,大大加快了香港住房建设速度,满足香港的住房需求。
截至2022年1月,香港已有60余个项目成功采用MiC建筑组合法建造,主要应用于永久性楼宇、过渡性社会房屋、检疫营等建筑类别中。而MiC项目在香港的大量推广归功于早期香港标识性先导项目——香港科学园创新斗室、将军百胜角消防宿舍等的成功应用。
其中,香港科学园创新斗室是首个获得香港屋宇署批准兴建的多层MiC项目,共17层,承建商协兴建筑,组件供应商中集集团,作为高科技人才智能宿舍使用。该项目于2019年8月开始建设,2020年10月竣工。
将军百胜角消防宿舍项目共有5栋楼(其中4栋是16层、1栋是17层),包括648个3房宿舍,每个单位设有3房2厅、1个厨房及1个浴室,采用混凝土MiC方式制造,共计采用3800个MiC组件(盒子)。
如图7所示,为香港中央援港防疫设施项目。
图7 香港中央援港防疫设施项目
4.2 内地模块化集成建筑发展历程
内地装配式建筑起步于20世纪50年代,经历了开创、发展、低潮及恢复再发展四个阶段。从手工作业到机械化生产、从借鉴到自我创新,有过高潮也经历过低谷。
20世纪50年代,内地借鉴前苏联和东欧各国的经验,推行标准化、工厂化、装配式施工的房屋建筑建造方式,工业建设热情高涨,以混凝土结构为主的装配式建筑得到快速发展;20世纪60~80年代,各类建筑标准不高、形式单一,容易采用标准化方式建造,且房屋建筑抗震性能要求不高,总体建设量不大,预制构件厂供应基本可满足需求,多地形成了设计、制作和施工安装一体化的装配式混凝土工业化建筑模式,装配式混凝土建筑和采用预制空心楼板的砌体建筑成为两种最主要的建筑体系,应用普及率达70%以上;20世纪90年代,大板住宅建筑等出现渗漏、隔音差、保温差等使用性能方面的问题,我国建筑建设规模急剧增长,建筑设计出现个性化、多样化、复杂化等特点,房屋建筑抗震性能要求提高,装配式建筑发展停滞。与此同时,各类模板、脚手架的应用普及,商品混凝土普及,现浇结构更适应这一时期的国情;21世纪至今,随着我国经济发展模式逐步从投资拉动向质量发展转变,对绿色建筑、生态环境、建筑能耗等要求不断提高,同时,随着劳动力成本的不断上升,预制构件加工精度与质量、装配式建筑施工技术和管理水平的提高以及国家政策因素的推动,装配式建筑慢慢恢复、发展、创新,逐步形成技术体系和技术标准,开展推广应用。
2013年以来,中央及地方政府持续出台相关政策大力推广装配式建筑,加之装配式技术发展日趋成熟,形成了如装配式框架结构、装配式剪力墙结构等多种形式的建筑技术,我国装配式建筑行业迎来快速发展新阶段。
2016年中共中央国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,提出发展新型建造方式,大力推广装配式建筑,力争用10年时间使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%;2016年国务院办公厅发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》国办发〔2016〕71号,提出大力发展装配式混凝土建筑和钢结构建筑,不断提高装配式建筑在新建建筑中的比例,促进产业转型升级;2021年,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于推动城乡建设绿色发展的意见》,提出要大力发展装配式建筑。
在技术条件、市场发展、生产条件的经验积累达到一定阶段,模块化建筑作为高级形式的装配式建筑应运而生。在市场驱动、政策加持的趋势下,内地早前的一些装配式建筑企业、传统建筑龙头企业、新兴建筑企业也相继踏上探索模块化建筑的市场道路。
相较于其他国家地区,内地模块化建筑起步较晚,2017年以前主要集中在以集装箱为代表的低多层钢结构模块化集成建筑方面,并经历了“基于二手集装箱改造”、“定制化新箱的应用”和“多种模块化技术体系规范确立”等几个阶段,市场条件不成熟,发展较为缓慢。2017年后,随着国内建筑技术发展、房地产市场受限、节能降耗要求提高、疫情影响及大湾区市场变化,国内装配式模块化建筑迎来更广阔的市场发展空间,模块化集成建筑得到较快发展,并形成一批模块集成建筑项目,如图8所示。
图8 深圳龙华樟坑径项目——华章新筑
2020年1月国内新冠疫情爆发,2020年2月各地纷纷建设应急医院设施,以抗疫为主的应急类项目在全国各地开工,而模块化建筑快速高效易拆除的特点在防疫类项目中得到大量应用。以中建海龙、中建科技、中建科工为代表的中建系央企相继进入模块化建筑市场。
目前,在北京、广东、上海、安徽、江苏等地均有模块化建筑落地,以低多层钢结构模块化建筑居多,典型项目有深圳国际酒店、上海璀璨城市综合楼和深圳市福田区公办幼儿园等,高层模块化建筑应用较少,典型项目有北京亦庄蓝领公寓、深圳龙华樟坑径地块项目和烟台莱山滨海健康驿站项目等。
目前,我国模块建筑技术标准体系已初步建立。现行通用性标准的相关内容可为模块建筑提供基础性、原则性的技术支撑。同时,在专项标准方面,随着《集装箱模块化组合房屋技术规程》《钢结构模块建筑技术规程》《轻型模块化钢结构组合房屋技术标准》等标准的陆续出台,以及《装配式钢结构模块建筑技术指南》的发布,模块建筑专项技术标准体系已日趋完善,基本覆盖了模块建筑设计、生产制作与运输、施工验收、技术评价等环节 。
随着全民抗疫常态化发展,新入局的老牌建筑央企凭借全国化布局、政商基础良好、设计施工一体化能力强等优势逐渐整合零碎分散的模块化市场,行业头部效益日渐显著,但随着疫情结束,防疫项目的锐减,巨大产能又该如何投放;在不同的竖向领域精益生产探索多年的中部企业受到头部冲击,开始纵横联合,探索跨界发展的可能……一场关于模块化建筑未来出路的讨论引来高潮。
经过十多年的探索,既有的非永久建筑市场容量有限且标准化量产后利润下降,“向更大规模、更高品质的永久建筑探索”似乎已成为行业的共识。与永久建筑相比,突破技术限制、降低成本、提升群众认知、健全政策体系、开拓市场等一系列问题也将是模块化建筑发展探索路上必须解决的难题。
不过,据某调研机构预测,2023~2028年中国装配式模块化建筑市场规模年均增速(GARG)达到15%,到2028年,装配式模块化建筑市场规模将达到3100亿元,市场发展前景广阔。
5 结语
模块集成建筑具有标准化、集成化、信息化等诸多优点,符合建筑业高品质、绿色化、智能化发展趋势。未来,随着技术的突破、行业标准体系的完善、人才培养的加强以及群众认知的提升,模块集成建造技术有望取得更大突破并迎来快速发展。其在低成本高效率、可持续性和环保意识等方面的优势,也将进一步带动建筑业转型升级。