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装配式建筑是建筑业革命的重要动力!

2018-5-29 09:25| 发布者: EaBIM门户编辑| 查看: 91| 评论: 0|来自: 环球财经

摘要: 装配式建筑是建筑业革命的重要动力!

导语:建筑业终将迎来一次变革,装配式建筑是其中的重要动力之一。

插文:理想中的装配式建筑可以概括为“标准化设计、工业化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理”。要做到这一点,建筑行业最好可以推动实现纵向一体化,开展工程总承包,也就是由一家企业出面组织设计、生产、施工和装修等所有工程相关工作。

 

中山大学校园里有个叫马丁堂的三层小楼,这座始建于1905年的小楼不仅是这所大学中最古老的建筑,还是中国最早的钢筋混凝土混合结构建筑。1912年,正是在这座建筑前,孙中山先生做了著名演讲《非学问无以建设》,他鼓励青年学生立志做大事,努力做学问。

几乎和孙中山先生发出“人类进化,非相匡相互,无以自存”的进步道德观同时,建筑的变化也发生了。1912年,广东军政府工务部首次以法规的形式要求,所有商业建筑必须以骑楼形式出现。作为一种典型的外廊式建筑,骑楼改变了砖墙的承重方式,那些为了摊薄高额地价而寻求向高度发展的商业建筑随之迅速转向钢筋混凝土结构,因为只有这种结构才能保证他们将底层商业空间从承重墙中解放出来,同时又将更多楼层的建筑外观变成现实。

从那时开始,中国的钢筋混凝土建筑开始不断改变建筑业的格局。尽管期间出现过战乱、经历过低谷,但这些都没有阻碍钢筋混凝土建筑成为中国建筑中的主流。它的太多特性都适用于现代化和城市化进程中的中国:例如,它可以让建筑更高、更酷、更综合、也更有多样性。 

另一方面,在这个城市面貌在几年内就会完全不同的世界中,建筑行业又安静得如同一汪静水。它的生产力提升非常缓慢,过去几十年中,科技对建筑业增长的贡献率竟然还不如农业。这种情况的出现和建筑业的生产方式密切相关:传统的建筑业生态中,建筑物的各部分都按照特定分包商的需求设计,不同分包商之间的互动和合作其实很少;此外,钢筋混凝土的生产也有固有的缺陷,要在工地现场施工,受气象和环境影响较大,而且现场施工的效率也很难提高。

另一方面的问题在于目前的建筑缺少美感和科技感。建筑公司之间的竞争是资本和资源的竞争,现代的中国建筑既没有像木结构时代那样创造足以与西方建筑相媲美的建筑样式,也没有在钢筋混凝土时代推动出足够的创新,“一套图纸包打天下”,“科技感完全来自用户自己购买的设备”。

但大家都意识到,变革已经开始发生。通过可视化的虚拟设计和可以协调不同工作的建筑信息模型(BIM),各相关方可以更充分地交流彼此的想法;此外,通过大规模采用预制构建和台模,像拼积木那样造房子的装配式建筑,可以大幅改善建筑工人的工作环境,并极大促进建筑业的效率提升。 

北京交通大学教授王元丰相信装配式建筑的前景,他认为装配式建筑(工业化建筑)和信息化手段的结合,是“工业4.0”时代建筑业发展的趋势,是他所倡导的“建筑4.0”理念的重要组成特征。他认为,借助装配式建筑(或者称为工业化建筑),才能实现建筑行业的四个关键转变——让工地变成工厂、让施工变成总装、让农民工变成产业工人、让污染施工变成绿色施工,从而最终让建筑业变成一个数据驱动和创新驱动的新产业。 

可是,一个令人的费解的问题是,装配式建筑并不新鲜,它有着上百年的历史。中国在上世纪五十年代也曾经有过不成功的实践,目前中国在推广装配式建筑也遇到很多质疑声,这使人们很难相信这会是个前景光明的创新。而《环球财经》和王元丰的对话,也就从这个令人费解的问题开始。 

《环球财经》:我们的印象中,装配式建筑这个概念在最近几年开始被频繁提及。但通过查阅资料,我们发现这并不是建筑行业中的新鲜概念,我们国家甚至在几十年前就曾经推动过装配式建筑的发展。那么,是什么阻碍了当初那波发展?又是什么导致这种概念再度被提起? 

王元丰:土木工程是个传统行业,它一直面临着升级、转型和革命压力。我觉得现在,这个时机正在到来,而装配式建筑就是最主要的推动力量之一。当然,装配式建筑并不是一个新鲜事物,他最早在欧洲诞生,之后传到美国和东欧,东欧著名的“大板房”就是装配式建筑。

上世纪五十年代,我们国家也做过一段装配式建筑。但当时,我们国家的装配式建筑的整体性还不够好。所以,在后来包括唐山大地震在内的几次地震中,装配式建筑出现了比较严重的掉板等现象,这影响到了社会对这种建筑的信心,这种建筑模式的发展就停下来了。

不过,在我们国家的装配式建筑发展停滞的同时,这种建筑的发展并没有止步。其中,发展最快的国家就是日本。到本世纪初,日本已经有几千座高层建筑是采用装配式理念建造完成的。日本是一个地震多发国家,而高层装配式建筑能在这样的国家建造起来,说明这种建筑的整体性和结构性已经有了巨大进步,抗震性能差已经不再是困扰这种建筑的瓶颈。

差不多也是在这个阶段,中国新一代企业家也注意到了装配式建筑在日本取得的非常突出的成绩。十多年前,中国有一家房地产企业曾经一下子派了上百名工程师到日本学习装配式建筑的相关技术,回来之后也做了很多试验,促进这项技术重新走上了良性发展的轨道。

《环球财经》:但这仍然牵扯到一个时机的问题。我们知道,装配式建筑相对于传统建筑方式来说还有一个非常明显的成本劣势,它的成本大概会比传统建筑高出10%,这其实是非常显著的一个差别。所以,考虑到这些,您仍然觉得现在是大力发展装配式建筑的最佳时机?

王元丰:你说的很对。装配式建筑目前还不具备成本优势,但随着技术的成熟和供应链体系的建立,随着市场规模的扩大,这个成本上的差别最终会被抹平。而且,如果放眼长远,发展装配式在当前的中国已经是一件势在必行的事情。

首先,从节约资源和保护环境的方面看,我们必须发展装配式建筑,建筑业和交通业以及工业是目前能源消耗最大的三个行业。通过采用装配式建筑,施工过程中产生的垃圾会大大减少,建筑的品质也会大大改善——中国目前建筑的平均寿命大概是30年左右,工业化的装配式建筑可以大大延长这个寿命,这也有助于建筑在全生命周期中节能减排目标的实现。

其次,装配式建筑可以大大提升建筑行业的生产率。现在,建筑业的生产率太低,英国《经济学人》集团的一份报告显示,技术进步对建筑业效率提升的贡献还不如农业。这听起来可能有点不可思议,但你想想基因技术、育种技术都已经应用在了现代农业中。所以,我们也需要通过引进新的技术来推动建筑行业的发展,我们必须依靠工业化手段来改造提升传统建筑行业。

第三,我们必须直面我们这个行业中的很多更深层次问题。建筑行业的生产环境太差,工人都不愿意去,成本优势很快就会没有意义。之前有统计表明,2017年到2018年,建筑业40岁以上农民工所占比例将超过50%,年轻人都不愿意从事建筑行业了。所以,我们必须改善建筑工人的工作环境,否则我们这个行业在人力资源上就会失去可持续发展的基础。

对于最后一点,可能很多人不觉得有多重要,但我们认为非常重要,我们需要关心我们的工人。只有去过建筑工地的人,才知道那里的工作条件有多么艰苦,但很少有研究机构去真正量化过那里的工作环境,我们北京交通大学研究团队就在做这项工作,把工地上的PM2.5以及各种污染物的排放能够算出具体数值。我觉得,只有真正改善建筑工人的工作环境,建筑行业才能获得可持续发展的能力,而只有装配式建筑才能让建筑工人变成产业工人。我们虽然对目前工厂的工人工作条件也不满意,但无论是环境还是安全,那里至少比建筑工地要好很多了啊。

《环球财经》:理论上来说,装配式建筑确实有很多优点。当然,其中最大的优点就是建筑施工速度快。可是,我们看现在国内的很多装配式建筑,其建筑施工速度不但没有表现出这个优势,其施工速度比传统施工方式甚至还要慢一点。这又是因为什么?又该怎么解决?

王元丰:首先是设计技术的标准化程度还不高。要想提高装配式建筑的效率,就要把包括空调板、楼板和墙板、楼梯在内的构件尽可能地标准化,还要针对不同国家的情况对不同类型的建筑找到适宜的结构体系。在像剪力墙、承重柱等结构装配化方面,我们的工程师和科学家还没有解决好,这是制约装配式建筑发展的一大要素。这些问题的解决要借鉴国外已有的经验,但全盘照搬肯定是不可以的。

另外,我们的供应链体系还没有建立起来,构件市场完全处于供不应求的状态。按照我们国家制定的目标,在2020年之前重点地区要有20%的新建建筑采用装配式建筑,其他地区也都基本上要达到15%以上的比例。可是要实现这样的建设目标,就算是装配式建筑发展较好的京津冀、长三角和珠三角地区,供应链体系的建设程度也还不够好,这也会制约装配式建筑的发展。

最后,就算上面两个制约因素都解决了,我们施工企业的吊装能力也还不够,而这是装配式建筑的核心竞争力所在。澳大利亚正在倡导的第六代装配式建筑,它的所有建筑构件都以标准化的形式生产出来,工地需要做的就是组装,这使它的效率非常惊人。不久前,澳大利亚一个五十多层的建筑,只用了39天就组装完成了,而且每天施工时间只有两三个小时。

现在我们国家发展装配式建筑的技术基础确实具备了,但要想做好装配式建筑还需要更好的完善这些基础技术。这方面,外国确实有非常成熟的经验,这些经验值得我们学习和借鉴。但是大家也要知道,只是靠学习和借鉴,肯定不能让这项技术在中国发展壮大。

也是因为这个原因,科技部在“十三五重点研发计划”的建筑类中启动了一个规模达几亿元的科研计划,来研究如何继续完善发展装配式建筑。这是一个非常全面的系统工程,其中包括装配式建筑的结构体系技术、相关设备的制造技术和后期管理用户的技术等等很多方面。

《环球财经》:从已有数据看,装配式建筑在环保方面的表现似乎也没有预想中那么好?

王元丰:是的。如果只看装配式建筑和传统建筑的数据,两类建筑模式的差别确实不大。但如果我们看到装配建筑带来的工期缩短和使用寿命延长,那从全生命周期来看,装配式建筑的环保效果还是非常突出的。我们正在进行这方面的研究,结果很快就会公布出来。

尽管结果还没有公布出来,但这方面的差距是真实存在的。最近几年,吉林长春市在修建地铁站时就已经开始采用装配式的理念,并且取得了很好的效果。这样做了后,施工方就能克服东北冬天太冷不能施工的弊端,大大缩短的工期肯定就意味着节能减排的实现。

我们对装配式建筑的了解还不够深。例如,究竟是哪些环节的制约导致装配式建筑的成本居高不下,又该以什么样的体系评价一个建筑采用装配式技术的水平。建筑行业需要更多量化的研究,我们北京交通大学研究团队在国家十三五科技计划的支持下,正在开展的研究就是能把技术指标、环境指标和经济指标结合起来评价装配式建筑。目前,已经取得一些令人鼓舞的进展。

《环球财经》:但不论如何,大规模推动装配式建筑发展都会要求建筑行业做出很大变革吧?

王元丰:是的。理想中的装配式建筑可以概括为“标准化设计、工业化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理”。要做到这一点,建筑行业最好可以推动实现纵向一体化,也就是工程总承包,由一家企业出面组织设计、生产、施工和装修等所有工程相关工作。这和之前的工作流程完全不一样。以前,我们的设计院、施工方、装修公司都是分开工作的。

这也符合建筑行业的发展趋势。现在,很多优秀的企业已经开始借助信息化手段、通过工程总承包的方式做着纵向一体化尝试,这些都会促进装配式建筑在中国的发展,也会促进建筑企业的发展。我记得,不久前,我们团队在和一个做装配式建筑的年轻企业家探讨装配式建筑和传统建筑哪个会成为建筑市场的未来时,那位企业家说了一句话让我印象很深刻。当时,他拿着一个杯子问我的学生:“你说我们用的杯子,有多少是流水线上生产的,又有多少是手工生产的呢?”未来,建筑生产也会像杯子一样,由工厂生产。

《环球财经》:听了您的介绍,我们也相信装配式建筑在中国会有一个非常好的发展前景。雄安在制定建设规划的时候就特意提到了装配式建筑,您觉得雄安会是发展装配式建筑最好的试验田吗?同时,我们国家也要求在2020年之前将装配式建筑在新增建筑中所占的比例提高到15%到20%。从时间表来看,我们面对的挑战是非常大的,您觉得事实也是如此吗?

王元丰:我对雄安的建设情况不是很了解。但从学者的角度来看,我觉得雄安是装配式建筑非常好的推进剂和试验田。你只要看一下京津冀地区的产业结构,就会发现这里最合适推动装配式建筑的发展。雄安距离北京、天津、石家庄几个城市和河北几个重要的钢铁公司所在地都很近。在那里发展装配式建筑,既可以满足快速设计和施工建设的需要,也可以大规模地节省运输成本。

至于你说的装配式建筑的目标,这当然具有相当的实现难度。但是发展目标的设定要考虑到技术进步的可能。我觉得这是我们国家最大的优势,政府具有强大的社会调动能力。这当然会产生一定的成本,但也可以避免纯粹市场化的很多弊端,因此产生的学费是值得的。

我记得,中国几年前制定绿色建筑发展目标的时候,很多人也认为那是不可能实现的目标。可是后来,随着大量的社会资本在政府的支持下投入绿色建筑行业,整个行业的产业化水平迅速提高、成本迅速降低,中国绿色建筑竟然实现了指数形式的发展。差不多2010年的时候,我们国家的绿色建筑只有一两千万平方米,但现在已经有12亿平方米。我们只有制定了前瞻性的目标,才能集中发现困难、迅速解决困难,这也是中国改革发展的重要经验。


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