建筑工業(yè)化PC構建件項目背景及必要性與可行性

1 項目的背景

1.1 重要概念

建筑工業(yè)化（building industrialization）【根據(jù)Guidelines for Government Policies and Measures for the Gradual Industrialization of Buildings （United Nations Publication，United Nations，New York，1974.）聯(lián)合國1974年出版的《政府逐步實現(xiàn)建筑工業(yè)化的政策和措施指引》】的定義，是指按照大工業(yè)生產(chǎn)方式改造建筑業(yè)，使之逐步從手工業(yè)生產(chǎn)轉向社會化大生產(chǎn)的過程。它的基本途徑是建筑標準化，構配件生產(chǎn)工廠化，施工機械化和組織管理科學化，并逐步采用現(xiàn)代科學技術的新成果，以提高勞動生產(chǎn)率，加快建設速度，降低工程成本，提高工程質量。這個定義簡明扼要的說清楚了建筑工業(yè)化的概念和主要特征。即：用大工業(yè)生產(chǎn)方式改造建筑業(yè)，使建筑業(yè)成為類似工業(yè)的生產(chǎn)門類，而非傳統(tǒng)手工業(yè)門類。簡言之，要像生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品一樣生產(chǎn)建筑物。而它的基本特征就是四化：建筑標準化、構配件生產(chǎn)工廠化、施工機械化和施工組織管理科學化。

建筑工業(yè)化是隨著西方資本主義工業(yè)革命就已經(jīng)出現(xiàn)的一個概念，最早可以追溯到18世紀60年代。當時工業(yè)革命對紡織、汽車、造船等工業(yè)領域都產(chǎn)生了巨大的影響，生產(chǎn)效率迅速提高，產(chǎn)品質量大幅提升，工業(yè)產(chǎn)品的標準化機械化程度提高。隨著大工業(yè)的崛起，以及城市發(fā)展和技術進步，對建筑業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響。20世紀初，歐洲興起新建筑運動，主張建造房屋應該象制造機器一樣，采用標準構件，實行工廠預制、現(xiàn)場機械裝配，從而為建筑轉向大工業(yè)生產(chǎn)方式奠定了理論基礎；到20世紀20～30年代，建筑工業(yè)化的理論初步形成，并在一些主要的工業(yè)發(fā)達國家相繼試行。第二次世界大戰(zhàn)后,西歐一些國家急需解決房荒,但勞動力嚴重不足，因此推行了建筑工業(yè)化并取得了成效；其后,這一風潮迅速傳播到東歐、蘇聯(lián)、美國和日本。期間，各國從自己的實際出發(fā)，研究和發(fā)展了許多適應自己需要的不同建筑體系，如蘇聯(lián)的大板裝配式建筑、日本的集合住宅等。

1.2新型建筑工業(yè)化介紹

我國新型建筑工業(yè)化是在新的歷史時期，國家住宅產(chǎn)業(yè)化、節(jié)能減排、綠色建筑等戰(zhàn)略方針指導下，結合傳統(tǒng)建筑工業(yè)化的狀況提出來的。新型建筑工業(yè)化不僅要具有傳統(tǒng)工業(yè)化的特征和優(yōu)點，而且要適應市場需要和我國現(xiàn)時期的發(fā)展水平。  新型建筑工業(yè)化不僅包含住宅建筑物生產(chǎn)的工業(yè)化，還包含一切建筑物、構筑物生產(chǎn)的工業(yè)化，比如基礎設施結構的工業(yè)化（橋梁、軌枕、隧道等的預制裝配）、工業(yè)廠房的工業(yè)化（基礎、梁、柱、屋面板的預制裝配）、公共建筑（體育場館等）的工業(yè)化（梁、柱、看臺、鋼結構的預制裝配）。

新型建筑工業(yè)化有以下共同特點：

1、設計標準化：從建筑方案設計開始，建筑物和構筑物的設計就遵循一定的設計標準，盡量做到建筑物及其構配件的模數(shù)化、標準化。但標準化并不是千篇一律，而是遵循一定的基本原則，比如節(jié)點構造標準化、結構形式體系化等，通過構配件的組合，以及細部設計的多樣化，在標準化的前提下同樣可以設計出豐富多彩的建筑物。

2、構配件工廠化：這是建筑工業(yè)化的最顯著特征。建筑工業(yè)化是與現(xiàn)場施工相對應的一種建造方式，在這種建造方式下，絕大部分工作在工廠而不是現(xiàn)場完成。通過建筑構配件的工廠化（標準化、規(guī)?；┥a(chǎn)，以及現(xiàn)場裝配施工，建筑物的生產(chǎn)過程變得和組裝汽車、家具一樣符合工業(yè)化的要求。

3、施工專業(yè)化：建筑工業(yè)化的施工方法主要是構配件的組裝，與傳統(tǒng)現(xiàn)場施工方式有很大區(qū)別，必須由專業(yè)化的施工公司來完成。其基本特征是：機械化程度高并且使用一些專用設備；使用人工很少但工人素質要求高；施工的精細化程度高；施工速度快等等。

4、實施一體化：國外的成功經(jīng)驗表明，由于建筑工業(yè)化建造方式中設計、預制、安裝各個環(huán)節(jié)聯(lián)系非常緊密，非有一體化的實施很難實現(xiàn)技術經(jīng)濟性效果。因此目前發(fā)達國家成熟的建筑工業(yè)化公司通常都具備研究、設計、預制、安裝的一體化能力，有的甚至自己就是開發(fā)商，主導工業(yè)化建筑的建設。

同時，我國的新型建筑工業(yè)化還有其自身的特點，主要是：

1、因地制宜：我國幅員遼闊，人口眾多，各地區(qū)根據(jù)居住習慣、抗震設防要求、 氣候條件等情況，形成了有地方特色的建筑工業(yè)化技術體系和建筑工業(yè)化產(chǎn)品。

2、現(xiàn)澆與預制相結合：通過現(xiàn)澆與預制混凝土相結合，使得結構呈現(xiàn)出多種可能 性，在滿足受力要求的前提下建筑外觀非常豐富。

3、多種結構組合：混凝土結構、鋼結構、木結構、預應力結構等多種組合，實現(xiàn) 不同的功能。

4、與國外技術兼容并蓄：充分吸收歐美、日本、香港、臺灣等地區(qū)的技術優(yōu)勢， 形成具有中國特色的一些新技術，適用于不同情況。

上述特點決定了新型建筑工業(yè)化與現(xiàn)場施工的方式有非常多的優(yōu)點，主要是：

1、設計簡化：當所有的設計標準、手冊、圖集建立起來以后，建筑物的設計不再是像現(xiàn)在一樣要對宏觀到微觀的所有細節(jié)進行逐一計算、畫圖，而是可以像機械設計一樣盡量選擇標準件滿足功能要求。

2、施工速度快：由于構配件采用工廠預制的方式，建筑過程可以同時在現(xiàn)場和工廠展開，絕大部分工作已經(jīng)在工廠完成，現(xiàn)場安裝的時間很短。尤其是對天氣依賴較大的混凝土施工過程，工廠化預制混凝土構件生產(chǎn)采用快速養(yǎng)護的方法（一般十幾個小時），較現(xiàn)澆方式養(yǎng)護（一般14天以上）時間大大壓縮。國外成熟的經(jīng)驗表明，預制裝配式建造方式與現(xiàn)場現(xiàn)澆方式相比，節(jié)約工期30%以上。

3、施工質量提高：工廠化預制生產(chǎn)的構配件，設備精良、工藝完善、工人熟練、質控容易，施工質量大大提高。例如：一般現(xiàn)澆混凝土結構的尺寸偏差會達到8-10mm，而預制裝配式混凝土結構的施工偏差在5mm以內。再比如：外墻裝飾瓷磚如果采用現(xiàn)場粘貼的方式，粘接強度很難保證，尤其是有外保溫層的時候，耐久性很成問題；而如果采用預制掛板方式，瓷磚通過預制混凝土粘結，強度可比現(xiàn)場粘貼方式高9倍，耐久性也大大提高。

4、施工環(huán)境改善：由于大部分工作在工廠完成，并且工廠根據(jù)現(xiàn)場需要陸續(xù)提供構配件，因此現(xiàn)場施工環(huán)境大大改善，噪音、垃圾、粉塵等污染大大降低，既保護了工程施工人員，也保護了工地周圍的人員。在施工速度有保障的情況下，夜間搶工的情況完全可以杜絕，減少夜間施工擾民。預制工廠的環(huán)保水平自不多言，一定比現(xiàn)場狀況要容易控制。

5、勞動條件改善：在工廠上班的建筑工人勞動條件會比現(xiàn)場好很多。由于機械化、自動化程度提高，建筑工人的勞動強度降低，勞動條件可以提高。在計劃周密，管理有序的情況下，沒有了搶工的必要，現(xiàn)場建筑工人也可以嚴格按照8小時工作，保護了建筑工人的合法權益。

6、資源能源節(jié)約：據(jù)萬科工業(yè)化實驗樓建設過程的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，與傳統(tǒng)施工方式相比，工業(yè)化方式每平米建筑面積的水耗降低64.75%，能耗降低37.15%，人工減少47.35%，垃圾減少58.89%，污水減少64.75%。其他統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)化建造方式比傳統(tǒng)方式減少能耗60%以上，垃圾80%以上，對資源節(jié)約的貢獻非常顯著。

7、成本節(jié)約：上述優(yōu)點直接或間接的體現(xiàn)在節(jié)約成本上。通過大規(guī)模、標準化生產(chǎn)，預制構件的成本可以大大降低，再加上建造過程時間、人工、能源的節(jié)約，后續(xù)質量成本的降低，工業(yè)化的建造方式可以比傳統(tǒng)的施工方式節(jié)約成本，從而為開發(fā)商、客戶和建造公司帶來經(jīng)濟利益。

8、建筑效果豐富：混凝土作為最具可塑性的一種材料，其潛力遠遠沒有被認識。從國 外的資料可以看到，利用混凝土色彩、質感、形狀的可塑性，幾乎可以模仿任何其他建筑材料的裝飾效果，而其耐久性、防火性優(yōu)于大部分裝飾材料。下圖為美國伊利諾伊州的Baha’i House of Worship，其建筑造型主要采用了預制彩色混凝土。

圖1 ：Baha’i House of Worship建筑物

9、抗震性提高：預制裝配式建筑由于可以將構件之間的縫隙作為抵消地震能量和容許變位的空間，其實可以比現(xiàn)澆建筑具有更好的抗震性，這與一般人的認識恰恰相反。同時采取裝配式結構更便于設置減震、隔震裝置，使建筑物的抗震性能提高。據(jù)日本《JIA阪神地震報告書》中顯示，依 據(jù)日本1981年耐震設計的建筑物，在阪神地震（1995年1月17日）過后統(tǒng)計結果為：                                        

圖表2-2 阪神地震統(tǒng)計結果

從日本和臺灣目前70%以上的預制裝配式建筑施工比例也可以說明，工業(yè)化建筑物的抗震性已經(jīng)在地震多發(fā)國家和地區(qū)得到普遍認可。

10、可持續(xù)性提高：由于質量提高，房屋使用過程的維護成本（防水、保溫、表面老化 等）降低；構配件可以一次制造，重復利用；將來拆除的時候工程量也減少。整個生命周期的資源和能源消耗降低，可持續(xù)性提高。

圖表2-3 裝配式與傳統(tǒng)現(xiàn)澆優(yōu)勢對比表

1.3項目發(fā)起單位和發(fā)起緣由

鑒于新型建筑工業(yè)化具有一系列的優(yōu)點，有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，我國最近幾年自上而下開始重視這項工作。 

大連市城市基礎設施建設和房地產(chǎn)行業(yè)尤其發(fā)展迅速，具備良好的產(chǎn)業(yè)基礎和條件，這就給實施新型建筑工業(yè)化轉型提供了契機。政府近年來已經(jīng)加大了對這一領域的扶持力度，陸續(xù)出臺了一些指導性意見和優(yōu)惠政策。 

隨著遼寧方正建設集團有限公司實力的增強，產(chǎn)業(yè)鏈延伸成了必然趨勢。集團已經(jīng)在房地產(chǎn)開發(fā)、建筑施工、新型建材制造領域占據(jù)了有利地位。新型建筑工業(yè)化的實施，必然需要新的生產(chǎn)基地配合，遼寧方正建設集團有限公司對此高度重視。 

遼寧方正建設集團有限公司投資新型建筑工業(yè)化產(chǎn)品項目具有內部市場和本地化的優(yōu)勢。如果項目實施順利可以獲得多方的收益，不僅為公司和集團帶來產(chǎn)值、利潤的直接經(jīng)濟效益，也為集團的轉型升級和大連市就業(yè)、稅收做出更大貢獻。同時可以形成示范效應，推動大連市建筑工業(yè)化水平的提升和住宅、工廠產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

1.4項目準備情況

項目已經(jīng)進行了大量的前期調研工作，通過調研我們認為此時開展新型建筑工業(yè)化項目的研究和建設是適宜的。

1.4.1中國建筑工業(yè)化及技術的發(fā)展歷程

從中國建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式及技術發(fā)展的角度，從20世紀50年代建國以來的建筑工業(yè)化及技術發(fā)展過程，可分為三個時期:

1949～1978年：建筑工業(yè)化及技術的創(chuàng)建期；

在新中國成立的發(fā)展建設初期，城市建設嚴重短缺，住宅建設全面復興，快速、經(jīng)濟的住宅建設研究與建筑工業(yè)化相結合。蘇聯(lián)的建筑工業(yè)化經(jīng)驗被引進國內，開展了設計標準化的普及工作，進行了多類型住宅結構工業(yè)化體系與技術的研發(fā)與實踐。本階段建筑工業(yè)化及技術以大量建設且解決居住問題為發(fā)展目的，重點創(chuàng)立了建筑工業(yè)化的住宅結構體系和標準設計技術，也推動了早期建筑工業(yè)化項目建設及實施技術研發(fā)的工作。

1979～1998年：建筑工業(yè)化及技術的探索期；

在20世紀80～90年代，隨著建設規(guī)模迅速擴大，建設技術水平不能適應新的形勢下建設和居住需求的要求，解決建設工程施工質量問題已成為地產(chǎn)建設的當務之急，全社會逐漸形成了數(shù)量與質量并重的住宅建設指導思想。本階段建筑工業(yè)化及技術以改善居民居住生活與工作的內部功能和外部環(huán)境的質量為發(fā)展目標，以提高建設工程質量為中心，力求全面解決和提高建設綜合質量的根本性要求，多方面、系列化地進行了工業(yè)化生產(chǎn)的建設技術政策和技術理論體系的綜合研究、部品技術的系統(tǒng)應用和整體性實踐的項目嘗試。

1999年至今：建筑工業(yè)化及技術的轉變期；

20世紀末，我國住房制度和供給體制發(fā)生了根本性變化，住宅商品化對建筑工業(yè)化產(chǎn)生了巨大影響，全社會資源環(huán)境意識的加強促進了住宅建設從觀念到技術各方面的巨變。本階段建筑工業(yè)化及技術以住宅產(chǎn)業(yè)化為發(fā)展目標，重點轉向由傳統(tǒng)建造方式向工業(yè)化生產(chǎn)方式的探索，對保障居住性能的工業(yè)化住宅體系和集成技術進行了綜合性研發(fā)，積極應用了一系列高水平的研發(fā)成果，推動了建筑工業(yè)化的研發(fā)項目建設。建筑工業(yè)化注重節(jié)能環(huán)保的集成技術應用，提高了資源綜合利用效益，住宅建設可持續(xù)發(fā)展成為建筑工業(yè)化及技術發(fā)展方向。

現(xiàn)階段我國住宅建設處在粗放型生產(chǎn)階段，建筑施工還主要以現(xiàn)澆式為主，不僅建設周期長，生產(chǎn)效率低，還直接帶來能耗高，環(huán)保效益差，質量性能差等問題。同時隨著城市化進程的加快，大量農村人口涌入城市，住房供應危機凸顯；勞動力成本的不斷增加，這些因素都急需在中國大力發(fā)展建筑工業(yè)化。通過對發(fā)達國家的建筑工業(yè)化的發(fā)展經(jīng)驗及中國現(xiàn)階段宏觀形勢分析，在中國，建筑工業(yè)化將是一種大趨勢，我們國家的建筑工業(yè)化市場空間很大，建筑工廠化是建筑業(yè)發(fā)展必然。

2.1.4.2國外現(xiàn)代建筑工業(yè)化技術發(fā)展趨勢與水平

  國外的建筑工業(yè)化主要是在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的，一方面住宅需求巨大，勞動力短缺，落后的建筑業(yè)生產(chǎn)方式不能適應大規(guī)模建設需求，另一方面20世紀50年代后各國經(jīng)濟的恢復與發(fā)展、技術水平的不斷提高為建筑工業(yè)化提供了堅實的經(jīng)濟與技術基礎。在發(fā)展建筑工業(yè)化的過程中，各國按照各自的特點，選擇不同的道路和方法。

1、歐洲

歐洲許多國家由于受到第二次世界大戰(zhàn)的嚴重創(chuàng)傷，20世紀五六十年代對住宅的需求非常大。這些國家為了解決居住問題，采取工業(yè)化生產(chǎn)的方式(主要是預制裝配式)建造了大量的住宅，并形成了一批完整的住宅建筑體系。其中蘇聯(lián)和東歐實行計劃經(jīng)濟，國家成片規(guī)劃建設住宅區(qū)，大量的預制工廠使住宅的生產(chǎn)速度大大提高，以成片建設裝配式大板建筑為主的工業(yè)化建筑模式和體系延續(xù)至今。英、法等西歐資本主義發(fā)達國家在五六十年代也重點發(fā)展裝配式大板建筑，而且有些廠商生產(chǎn)自己的專用體系。住宅建設不僅解決了戰(zhàn)后居民的居住問題，而且對這些國家六七十年代的經(jīng)濟騰飛起到了巨大的推動作用。進入80年代以后，由于居住問題基本解決，這些國家的住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度放慢，住宅建設轉向注重住宅的功能與個性化。瑞典從20世紀50年代開始在法國的影響下推行建筑工業(yè)化政策。并由民間企業(yè)開發(fā)了大型混凝土預制板的工業(yè)化體系，以后大力發(fā)展以通用部件為基礎的通用體系。目前瑞典的新建住宅中，采用通用部件的住宅占80％以上。有人說“瑞典也許是世界上工業(yè)化住宅最發(fā)達的國家。”瑞典建筑工業(yè)化特點歸結為以下幾點：在比較完善的標準體系基礎上發(fā)展通用部件；獨戶住宅建造工式模板現(xiàn)澆工藝為標準的建筑工業(yè)化道路，有人把它稱為“第一代建筑工業(yè)化”。法國建筑工業(yè)化的特點為：一是以推廣“構造體系"作為向通用建筑體系過渡的一種手段；二是推行構件生產(chǎn)與施工分離的原則，發(fā)展面向全行業(yè)的通用構配件的商品生產(chǎn)。

2、北美

目前，美國的住宅建筑市場發(fā)展比較完善，住宅構件和部品的商品化、集成化的程度很高，各種施工機械、設備、儀器等的租賃業(yè)也很發(fā)達，混凝土的商品化程度達84％，各種技術服務的專業(yè)化、社會化程度很高。由于美國受第二次世界大戰(zhàn)影響較小，因此住宅建筑并未走歐洲國家大規(guī)模預制裝配化的道路，而是注重于住宅的個性化、多樣化。北美工業(yè)化住宅在管理機制上較為先進，工程設計、構件制作、部品配套、施工安裝一般由同一家建造商獨立完成，建造過程環(huán)節(jié)少，便于把房屋作為最終產(chǎn)品進行整體考慮和細部完善。另外，美國的住宅設計較完善，主要表現(xiàn)是設備、設施水平高，注重個性化，具有完善的功能和技術上的合理性。而加拿大在部品認定和性能測定方面有著先進成熟的經(jīng)驗。為了滿足健康、安全的要求，加拿大對標準化產(chǎn)品廣泛實施認定制度。北美的建筑工業(yè)化已經(jīng)達到了很高的程度和水平。

3、日本

日本的建筑工業(yè)化始于20世紀60年代初期，當時日本大中城市對住宅的需求急劇增加，而建筑業(yè)又明顯存在技術人員和操作人員不足的問題。因此為了減少現(xiàn)場工作量和工作人員，縮短工期，對住宅實行部品化、批量化生產(chǎn)，從而使現(xiàn)場施工操作簡單化，提高了質量和效率。70年代是日本住宅產(chǎn)業(yè)的成熟期，興起一股建筑工業(yè)化熱潮，大企業(yè)聯(lián)合組建集團進入住宅產(chǎn)業(yè)，在技術上產(chǎn)生了盒子住宅、單元住宅等多種工業(yè)化住宅形式，并且為了保證工業(yè)化住宅的質量與功能，設立了工業(yè)化住宅質量管理優(yōu)良工廠認定制度。80年代中期為了提高工業(yè)化住宅體系的質量和功能，設立了工業(yè)化住宅性能認定制度，采用產(chǎn)業(yè)化方式生產(chǎn)的住宅占竣工住宅總數(shù)的15％～20％，住宅的質量和性能明顯提高。到90年代采用產(chǎn)業(yè)化方式生產(chǎn)的住宅占竣工住宅總數(shù)的25％～28％。目前日本住宅各部分都有通用部件，如無特殊要求，只要將各通用部件組合起來即可。

在日本建筑工業(yè)化發(fā)展的三十年間，住宅工業(yè)造就了一大批成功的大企業(yè)集團。這些企業(yè)既有綜合性、一體化生產(chǎn)經(jīng)營的住宅產(chǎn)業(yè)集團，也有大規(guī)模生產(chǎn)某種制品的專業(yè)化大企業(yè)。由于這些企業(yè)間的競爭與合作發(fā)展，使日本的住宅產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出社會化，工業(yè)化大生產(chǎn)的高水平、大規(guī)模、低成本、高效率、綜合化與專業(yè)化相結合的格局。