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赵钿:将制造与建造融合 提高装配式建筑竞争力

面对以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,如何发挥中国建造力量,成为行业绿色高质量发展的重要内容。

为践行绿色高质量发展理念、共创绿色发展方式和生活方式,《中国建设报》、中国建设新闻网启动“智能建造好房子、绿色智慧好社区”暨第十届中国责任地产创新实践活动,近期《中国建设报·中国房地产》专访中国建筑设计研究院有限公司副总建筑师、装配式建筑工程研究院院长赵钿,为提高装配式建筑竞争力建言献策。

中国是制造大国,也是工业门类非常齐全的国家,中国制造逐步呈现出了较强的竞争力。其中,装配式建筑是兼具“制造”与“建造”两种特征的新型建筑生产方式。然而,在装配式建筑中,“制造”的作用还没有充分发挥出来。

对于住房和城乡建设部等13部门联合印发的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》中关于大力发展装配式建筑的相关内容,中国建筑设计研究院有限公司副总建筑师、装配式建筑工程研究院院长赵钿在接受《中国建设报·中国房地产》专访时表示,新时代,要提供满足人民需要的高品质建筑,装配式建筑堪当大任。他说:“只有从工厂制造、现场建造两个方面同时抓,并将‘制造’与‘建造’融合成一个整体,才能真正提高装配式建筑竞争力,装配式建筑的综合效益才能真正发挥。”

赵 钿

中国建筑设计研究院有限公司副总建筑师、装配式建筑工程研究院院长

装配式建筑具有质量和效率优势

据统计,我国城镇住宅人均拥有面积逐年提高,2019年城镇人均住房建筑面积达到40.8平方米,许多城市的住宅总套数已经超过了城市家庭的数量。

在赵钿看来,总体上,我国已摆脱住宅总量短缺的问题,当前的问题主要是部分城市新市民的居住需求得不到有效保障。同时,人们对居住品质的要求越来越高,对房屋质量越来越不满意,建筑的质量通病在现行的建造模式下很难克服。

与此同时,农民工的老龄化问题也越来越突出,大多数年轻人不再愿意选择到建筑工地工作。人工成本的迅速上升,也在倒逼建筑业加速向新型建造方式转型。

“可喜的是,近年来我国装配式建筑发展迅速。”从赵钿提供的数据来看,2019年,全国新开工装配式建筑4.2亿平方米,较2018年增长45%,占新建建筑面积的比例约为13.4%。

在他看来,装配式建筑是个新事物。赵钿说,建筑业现行的建造方式主要有两种。

一种以现浇混凝土建筑为代表,称为“传统现场建造”方式。“虽然许多钢结构建筑比现浇混凝土建筑更‘利索’,但从组织方式和管理上看,与现浇混凝土建筑没有根本区别,基本属于‘传统现场建造’方式。”他说。

另一种就是装配式建筑,存在工厂和现场两个主要作业场所,是将工厂生产的部品构件在现场进行组合安装的建造。

在赵钿看来,这两种方式各具优势。

从成本角度看,传统现场建造技术具有成本优势。现浇混凝土技术非常成熟,成本相对较低。“但这种模式需要大量劳动力,随着国内人口红利的消失,人工成本快速上涨,成本优势也在迅速减小。”他说。

“现阶段装配式建筑的成本不可能比现浇混凝土建筑更低。”赵钿坦言:“装配式混凝土建筑比传统现浇混凝土建筑的成本每平方米普遍高一百至几百元不等。”

究其原因,赵钿说,首先,装配式建筑的安装精度高、建成质量好,从根本上看,成本增加在于建设标准高于传统现场建造;其次,预制构件在生产安装过程中要经过脱模、养护、堆放、运输、安装等各种不同环节,钢筋和混凝土的材料用量要比现浇施工略有增加;最后,生产环节的税费也是增量成本中的新增部分。

但他进一步表示,装配式建筑虽然成本竞争力不足,却具有质量和效率优势。

赵钿分析表示,从建造质量和环境效益看,传统现场建造的建筑质量通病多,用水、用料浪费大,对环境的污染也很大。从居住者角度看,这样的房子是低质量产品,甚至仅仅是半成品。“在住房总量已不再短缺的新阶段,这样的房子并不能满足人们对美好居住生活的要求。”他说。

“而装配式建筑的产品质量明显比传统现场建造的房子要好很多。”在赵钿看来,经过几年的历练,已有越来越多的施工企业熟悉了装配式建筑,积累了经验和技术,施工速度大大提高,有的项目主体结构的施工速度已经与传统现场建造方式不相上下,甚至更快,如果采用钢结构,加上装配式内装,施工周期大幅度缩短,整体生产效率还会有更大提升。他以雄安新区市民服务中心企业办公区为例,该办公区通过采用模块式建筑,创造了45天生产、45天施工的装配式建造速度的新记录,为装配式建筑作出了很好的示范。

要从提升整体生产效率着手

当前的装配式建筑,成本增量是刚性的,难以消除,只能随着建设规模的增长、标准化程度的提高以及行业技术水平的提升不断降低。所以,提升装配式建筑的综合效益首先要从提升整体生产效率着手。

“通俗来讲就是‘天下武功,唯快不破’。”赵钿说,装配式建筑的生产包括两个主要工作场所,一是在工厂,另一个在工地。提升生产效率需要同时从两方面进行研究。

在他看来,提升工地的生产效率,需要从管理和技术方面进行研究,重点在于绿色建造技术、信息化施工技术。

“工厂的部品构件生产属于制造业范畴,也是提升装配式建筑整体效益的发力点。”赵钿认为,在制造业中有许多广泛应用的成熟理论和方法,如集成制造、精益制造、并行工程、成组制造等理论和方法,可以大幅度提高生产效率。另外,工厂生产的损耗也要比现场加工少得多,质量和成本也更有优势。“所以,将工作量从工地向工厂进行转移,部品构件在工厂内进行集成化制造,是装配式建筑下一步发展的方向。”他说。

赵钿认为,与汽车、轮船、飞机的制造相比,房屋的建设周期很长,短则三五年、长则十余年;而汽车、轮船、飞机的生产周期则以月为单位进行规划。如果装配式建筑也能够实现以月为单位进行生产,那么当下装配式建筑的增量成本与节省的资金成本相比就不是问题。

他同时表示,在工厂,先从制造构件出发,进而对建筑进行集成制造,这种制造建筑的思想在现代主义建筑时期就已出现。不少人受汽车工业的影响,认为大批量重复生产会带来低成本,主张采用标准化户型,现代主义建筑大师勒·柯布西耶提出建筑是居住的机器,致力于推广重复生产的工业化住宅。

“但由于过于重视技术,而忽略了建筑的人文特征与人的需求的复杂性,工业化的居住建筑并没有获得社会的认可。”在赵钿看来,当下国内也有类似的声音,但由于开发建设是以项目为单位,不同项目的设计方案并不相同,无法实现跨项目采用通用部品构件,只能在项目内尽可能提高部品构件的标准化程度。

“事实上,大规模重复生产方式无法满足市场的个性化需求,统一户型的办法根本行不通。”他表示,从生产方式来看,国内外的研究都说明,建筑学最大的改变就是建造方式从批量生产变为批量定制。

据了解,中国建筑设计研究院有限公司主导研发的箱板钢结构装配式建筑,借鉴了船舶上层建筑的设计理论和生产方式,具有优良的抗震性能,能提供大约12米的大跨空间,主要的构件采用工厂智能化集成生产的方式,将承重结构与防火保温等构造在工厂进行集成制造,大大减少工地施工的工作量,是一个跨界创新的范例,为装配式建筑中“制造”与“建造”的结合进行有益探索。

以北京和能人居科技有限公司为代表的一批企业采用智慧化、集成化的方式制造内装部品构件,极大提高了装配式内装修的质量和效率,成本却与传统装修方式相当,显现出很强的竞争力,近两年发展迅速。

中国装配式建筑产业联盟——专家智囊团

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