建筑工业化PC构建件项目背景及必要性与可行性

1 项目的背景

1.1 重要概念

建筑工业化（building industrialization）【根据Guidelines for Government Policies and Measures for the Gradual Industrialization of Buildings （United Nations Publication，United Nations，New York，1974.）联合国1974年出版的《政府逐步实现建筑工业化的政策和措施指引》】的定义，是指按照大工业生产方式改造建筑业，使之逐步从手工业生产转向社会化大生产的过程。它的基本途径是建筑标准化，构配件生产工厂化，施工机械化和组织管理科学化，并逐步采用现代科学技术的新成果，以提高劳动生产率，加快建设速度，降低工程成本，提高工程质量。这个定义简明扼要的说清楚了建筑工业化的概念和主要特征。即：用大工业生产方式改造建筑业，使建筑业成为类似工业的生产门类，而非传统手工业门类。简言之，要像生产工业产品一样生产建筑物。而它的基本特征就是四化：建筑标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和施工组织管理科学化。

建筑工业化是随着西方资本主义工业革命就已经出现的一个概念，最早可以追溯到18世纪60年代。当时工业革命对纺织、汽车、造船等工业领域都产生了巨大的影响，生产效率迅速提高，产品质量大幅提升，工业产品的标准化机械化程度提高。随着大工业的崛起，以及城市发展和技术进步，对建筑业的发展产生了深刻影响。20世纪初，欧洲兴起新建筑运动，主张建造房屋应该象制造机器一样，采用标准构件，实行工厂预制、现场机械装配，从而为建筑转向大工业生产方式奠定了理论基础；到20世纪20～30年代，建筑工业化的理论初步形成，并在一些主要的工业发达国家相继试行。第二次世界大战后,西欧一些国家急需解决房荒,但劳动力严重不足，因此推行了建筑工业化并取得了成效；其后,这一风潮迅速传播到东欧、苏联、美国和日本。期间，各国从自己的实际出发，研究和发展了许多适应自己需要的不同建筑体系，如苏联的大板装配式建筑、日本的集合住宅等。

1.2新型建筑工业化介绍

我国新型建筑工业化是在新的历史时期，国家住宅产业化、节能减排、绿色建筑等战略方针指导下，结合传统建筑工业化的状况提出来的。新型建筑工业化不仅要具有传统工业化的特征和优点，而且要适应市场需要和我国现时期的发展水平。  新型建筑工业化不仅包含住宅建筑物生产的工业化，还包含一切建筑物、构筑物生产的工业化，比如基础设施结构的工业化（桥梁、轨枕、隧道等的预制装配）、工业厂房的工业化（基础、梁、柱、屋面板的预制装配）、公共建筑（体育场馆等）的工业化（梁、柱、看台、钢结构的预制装配）。

新型建筑工业化有以下共同特点：

1、设计标准化：从建筑方案设计开始，建筑物和构筑物的设计就遵循一定的设计标准，尽量做到建筑物及其构配件的模数化、标准化。但标准化并不是千篇一律，而是遵循一定的基本原则，比如节点构造标准化、结构形式体系化等，通过构配件的组合，以及细部设计的多样化，在标准化的前提下同样可以设计出丰富多彩的建筑物。

2、构配件工厂化：这是建筑工业化的最显著特征。建筑工业化是与现场施工相对应的一种建造方式，在这种建造方式下，绝大部分工作在工厂而不是现场完成。通过建筑构配件的工厂化（标准化、规模化）生产，以及现场装配施工，建筑物的生产过程变得和组装汽车、家具一样符合工业化的要求。

3、施工专业化：建筑工业化的施工方法主要是构配件的组装，与传统现场施工方式有很大区别，必须由专业化的施工公司来完成。其基本特征是：机械化程度高并且使用一些专用设备；使用人工很少但工人素质要求高；施工的精细化程度高；施工速度快等等。

4、实施一体化：国外的成功经验表明，由于建筑工业化建造方式中设计、预制、安装各个环节联系非常紧密，非有一体化的实施很难实现技术经济性效果。因此目前发达国家成熟的建筑工业化公司通常都具备研究、设计、预制、安装的一体化能力，有的甚至自己就是开发商，主导工业化建筑的建设。

同时，我国的新型建筑工业化还有其自身的特点，主要是：

1、因地制宜：我国幅员辽阔，人口众多，各地区根据居住习惯、抗震设防要求、 气候条件等情况，形成了有地方特色的建筑工业化技术体系和建筑工业化产品。

2、现浇与预制相结合：通过现浇与预制混凝土相结合，使得结构呈现出多种可能 性，在满足受力要求的前提下建筑外观非常丰富。

3、多种结构组合：混凝土结构、钢结构、木结构、预应力结构等多种组合，实现 不同的功能。

4、与国外技术兼容并蓄：充分吸收欧美、日本、香港、台湾等地区的技术优势， 形成具有中国特色的一些新技术，适用于不同情况。

上述特点决定了新型建筑工业化与现场施工的方式有非常多的优点，主要是：

1、设计简化：当所有的设计标准、手册、图集建立起来以后，建筑物的设计不再是像现在一样要对宏观到微观的所有细节进行逐一计算、画图，而是可以像机械设计一样尽量选择标准件满足功能要求。

2、施工速度快：由于构配件采用工厂预制的方式，建筑过程可以同时在现场和工厂展开，绝大部分工作已经在工厂完成，现场安装的时间很短。尤其是对天气依赖较大的混凝土施工过程，工厂化预制混凝土构件生产采用快速养护的方法（一般十几个小时），较现浇方式养护（一般14天以上）时间大大压缩。国外成熟的经验表明，预制装配式建造方式与现场现浇方式相比，节约工期30%以上。

3、施工质量提高：工厂化预制生产的构配件，设备精良、工艺完善、工人熟练、质控容易，施工质量大大提高。例如：一般现浇混凝土结构的尺寸偏差会达到8-10mm，而预制装配式混凝土结构的施工偏差在5mm以内。再比如：外墙装饰瓷砖如果采用现场粘贴的方式，粘接强度很难保证，尤其是有外保温层的时候，耐久性很成问题；而如果采用预制挂板方式，瓷砖通过预制混凝土粘结，强度可比现场粘贴方式高9倍，耐久性也大大提高。

4、施工环境改善：由于大部分工作在工厂完成，并且工厂根据现场需要陆续提供构配件，因此现场施工环境大大改善，噪音、垃圾、粉尘等污染大大降低，既保护了工程施工人员，也保护了工地周围的人员。在施工速度有保障的情况下，夜间抢工的情况完全可以杜绝，减少夜间施工扰民。预制工厂的环保水平自不多言，一定比现场状况要容易控制。

5、劳动条件改善：在工厂上班的建筑工人劳动条件会比现场好很多。由于机械化、自动化程度提高，建筑工人的劳动强度降低，劳动条件可以提高。在计划周密，管理有序的情况下，没有了抢工的必要，现场建筑工人也可以严格按照8小时工作，保护了建筑工人的合法权益。

6、资源能源节约：据万科工业化实验楼建设过程的统计数据显示，与传统施工方式相比，工业化方式每平米建筑面积的水耗降低64.75%，能耗降低37.15%，人工减少47.35%，垃圾减少58.89%，污水减少64.75%。其他统计数据显示，工业化建造方式比传统方式减少能耗60%以上，垃圾80%以上，对资源节约的贡献非常显著。

7、成本节约：上述优点直接或间接的体现在节约成本上。通过大规模、标准化生产，预制构件的成本可以大大降低，再加上建造过程时间、人工、能源的节约，后续质量成本的降低，工业化的建造方式可以比传统的施工方式节约成本，从而为开发商、客户和建造公司带来经济利益。

8、建筑效果丰富：混凝土作为最具可塑性的一种材料，其潜力远远没有被认识。从国 外的资料可以看到，利用混凝土色彩、质感、形状的可塑性，几乎可以模仿任何其他建筑材料的装饰效果，而其耐久性、防火性优于大部分装饰材料。下图为美国伊利诺伊州的Baha’i House of Worship，其建筑造型主要采用了预制彩色混凝土。

图1 ：Baha’i House of Worship建筑物

9、抗震性提高：预制装配式建筑由于可以将构件之间的缝隙作为抵消地震能量和容许变位的空间，其实可以比现浇建筑具有更好的抗震性，这与一般人的认识恰恰相反。同时采取装配式结构更便于设置减震、隔震装置，使建筑物的抗震性能提高。据日本《JIA阪神地震报告书》中显示，依 据日本1981年耐震设计的建筑物，在阪神地震（1995年1月17日）过后统计结果为：                                        

图表2-2 阪神地震统计结果

从日本和台湾目前70%以上的预制装配式建筑施工比例也可以说明，工业化建筑物的抗震性已经在地震多发国家和地区得到普遍认可。

10、可持续性提高：由于质量提高，房屋使用过程的维护成本（防水、保温、表面老化 等）降低；构配件可以一次制造，重复利用；将来拆除的时候工程量也减少。整个生命周期的资源和能源消耗降低，可持续性提高。

图表2-3 装配式与传统现浇优势对比表

1.3项目发起单位和发起缘由

鉴于新型建筑工业化具有一系列的优点，有巨大的经济效益和社会效益，我国最近几年自上而下开始重视这项工作。 

大连市城市基础设施建设和房地产行业尤其发展迅速，具备良好的产业基础和条件，这就给实施新型建筑工业化转型提供了契机。政府近年来已经加大了对这一领域的扶持力度，陆续出台了一些指导性意见和优惠政策。 

随着辽宁方正建设集团有限公司实力的增强，产业链延伸成了必然趋势。集团已经在房地产开发、建筑施工、新型建材制造领域占据了有利地位。新型建筑工业化的实施，必然需要新的生产基地配合，辽宁方正建设集团有限公司对此高度重视。 

辽宁方正建设集团有限公司投资新型建筑工业化产品项目具有内部市场和本地化的优势。如果项目实施顺利可以获得多方的收益，不仅为公司和集团带来产值、利润的直接经济效益，也为集团的转型升级和大连市就业、税收做出更大贡献。同时可以形成示范效应，推动大连市建筑工业化水平的提升和住宅、工厂产业化的发展。

1.4项目准备情况

项目已经进行了大量的前期调研工作，通过调研我们认为此时开展新型建筑工业化项目的研究和建设是适宜的。

1.4.1中国建筑工业化及技术的发展历程

从中国建筑工业化生产方式及技术发展的角度，从20世纪50年代建国以来的建筑工业化及技术发展过程，可分为三个时期:

1949～1978年：建筑工业化及技术的创建期；

在新中国成立的发展建设初期，城市建设严重短缺，住宅建设全面复兴，快速、经济的住宅建设研究与建筑工业化相结合。苏联的建筑工业化经验被引进国内，开展了设计标准化的普及工作，进行了多类型住宅结构工业化体系与技术的研发与实践。本阶段建筑工业化及技术以大量建设且解决居住问题为发展目的，重点创立了建筑工业化的住宅结构体系和标准设计技术，也推动了早期建筑工业化项目建设及实施技术研发的工作。

1979～1998年：建筑工业化及技术的探索期；

在20世纪80～90年代，随着建设规模迅速扩大，建设技术水平不能适应新的形势下建设和居住需求的要求，解决建设工程施工质量问题已成为地产建设的当务之急，全社会逐渐形成了数量与质量并重的住宅建设指导思想。本阶段建筑工业化及技术以改善居民居住生活与工作的内部功能和外部环境的质量为发展目标，以提高建设工程质量为中心，力求全面解决和提高建设综合质量的根本性要求，多方面、系列化地进行了工业化生产的建设技术政策和技术理论体系的综合研究、部品技术的系统应用和整体性实践的项目尝试。

1999年至今：建筑工业化及技术的转变期；

20世纪末，我国住房制度和供给体制发生了根本性变化，住宅商品化对建筑工业化产生了巨大影响，全社会资源环境意识的加强促进了住宅建设从观念到技术各方面的巨变。本阶段建筑工业化及技术以住宅产业化为发展目标，重点转向由传统建造方式向工业化生产方式的探索，对保障居住性能的工业化住宅体系和集成技术进行了综合性研发，积极应用了一系列高水平的研发成果，推动了建筑工业化的研发项目建设。建筑工业化注重节能环保的集成技术应用，提高了资源综合利用效益，住宅建设可持续发展成为建筑工业化及技术发展方向。

现阶段我国住宅建设处在粗放型生产阶段，建筑施工还主要以现浇式为主，不仅建设周期长，生产效率低，还直接带来能耗高，环保效益差，质量性能差等问题。同时随着城市化进程的加快，大量农村人口涌入城市，住房供应危机凸显；劳动力成本的不断增加，这些因素都急需在中国大力发展建筑工业化。通过对发达国家的建筑工业化的发展经验及中国现阶段宏观形势分析，在中国，建筑工业化将是一种大趋势，我们国家的建筑工业化市场空间很大，建筑工厂化是建筑业发展必然。

2.1.4.2国外现代建筑工业化技术发展趋势与水平

  国外的建筑工业化主要是在第二次世界大战后发展起来的，一方面住宅需求巨大，劳动力短缺，落后的建筑业生产方式不能适应大规模建设需求，另一方面20世纪50年代后各国经济的恢复与发展、技术水平的不断提高为建筑工业化提供了坚实的经济与技术基础。在发展建筑工业化的过程中，各国按照各自的特点，选择不同的道路和方法。

1、欧洲

欧洲许多国家由于受到第二次世界大战的严重创伤，20世纪五六十年代对住宅的需求非常大。这些国家为了解决居住问题，采取工业化生产的方式(主要是预制装配式)建造了大量的住宅，并形成了一批完整的住宅建筑体系。其中苏联和东欧实行计划经济，国家成片规划建设住宅区，大量的预制工厂使住宅的生产速度大大提高，以成片建设装配式大板建筑为主的工业化建筑模式和体系延续至今。英、法等西欧资本主义发达国家在五六十年代也重点发展装配式大板建筑，而且有些厂商生产自己的专用体系。住宅建设不仅解决了战后居民的居住问题，而且对这些国家六七十年代的经济腾飞起到了巨大的推动作用。进入80年代以后，由于居住问题基本解决，这些国家的住宅产业化发展速度放慢，住宅建设转向注重住宅的功能与个性化。瑞典从20世纪50年代开始在法国的影响下推行建筑工业化政策。并由民间企业开发了大型混凝土预制板的工业化体系，以后大力发展以通用部件为基础的通用体系。目前瑞典的新建住宅中，采用通用部件的住宅占80％以上。有人说“瑞典也许是世界上工业化住宅最发达的国家。”瑞典建筑工业化特点归结为以下几点：在比较完善的标准体系基础上发展通用部件；独户住宅建造工式模板现浇工艺为标准的建筑工业化道路，有人把它称为“第一代建筑工业化”。法国建筑工业化的特点为：一是以推广“构造体系"作为向通用建筑体系过渡的一种手段；二是推行构件生产与施工分离的原则，发展面向全行业的通用构配件的商品生产。

2、北美

目前，美国的住宅建筑市场发展比较完善，住宅构件和部品的商品化、集成化的程度很高，各种施工机械、设备、仪器等的租赁业也很发达，混凝土的商品化程度达84％，各种技术服务的专业化、社会化程度很高。由于美国受第二次世界大战影响较小，因此住宅建筑并未走欧洲国家大规模预制装配化的道路，而是注重于住宅的个性化、多样化。北美工业化住宅在管理机制上较为先进，工程设计、构件制作、部品配套、施工安装一般由同一家建造商独立完成，建造过程环节少，便于把房屋作为最终产品进行整体考虑和细部完善。另外，美国的住宅设计较完善，主要表现是设备、设施水平高，注重个性化，具有完善的功能和技术上的合理性。而加拿大在部品认定和性能测定方面有着先进成熟的经验。为了满足健康、安全的要求，加拿大对标准化产品广泛实施认定制度。北美的建筑工业化已经达到了很高的程度和水平。

3、日本

日本的建筑工业化始于20世纪60年代初期，当时日本大中城市对住宅的需求急剧增加，而建筑业又明显存在技术人员和操作人员不足的问题。因此为了减少现场工作量和工作人员，缩短工期，对住宅实行部品化、批量化生产，从而使现场施工操作简单化，提高了质量和效率。70年代是日本住宅产业的成熟期，兴起一股建筑工业化热潮，大企业联合组建集团进入住宅产业，在技术上产生了盒子住宅、单元住宅等多种工业化住宅形式，并且为了保证工业化住宅的质量与功能，设立了工业化住宅质量管理优良工厂认定制度。80年代中期为了提高工业化住宅体系的质量和功能，设立了工业化住宅性能认定制度，采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的15％～20％，住宅的质量和性能明显提高。到90年代采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的25％～28％。目前日本住宅各部分都有通用部件，如无特殊要求，只要将各通用部件组合起来即可。

在日本建筑工业化发展的三十年间，住宅工业造就了一大批成功的大企业集团。这些企业既有综合性、一体化生产经营的住宅产业集团，也有大规模生产某种制品的专业化大企业。由于这些企业间的竞争与合作发展，使日本的住宅产业呈现出社会化，工业化大生产的高水平、大规模、低成本、高效率、综合化与专业化相结合的格局。