【概要描述】提到“住宅産業化”,人們往往會聯想到日本、歐美等發達國家用吊車搭積木一樣蓋房子:将凡是能在施工現場分解出來的部件,都事先在車間的生産線上按照統一标準做好,然後,運到工地像“搭積木”一樣組裝起來。買下一座小洋房,等待20天,到多3個月,就能住進去,也不用擔心房型變形、牆體傾斜開裂以及漏水等問題。
【概要描述】提到“住宅産業化”,人們往往會聯想到日本、歐美等發達國家用吊車搭積木一樣蓋房子:将凡是能在施工現場分解出來的部件,都事先在車間的生産線上按照統一标準做好,然後,運到工地像“搭積木”一樣組裝起來。買下一座小洋房,等待20天,到多3個月,就能住進去,也不用擔心房型變形、牆體傾斜開裂以及漏水等問題。
提到“住宅産(chǎn)業化”,人們往往會聯想到日本、歐美等發達國家用吊車搭積木一樣蓋房子:将凡是能在施工現場分解出來的部件,都事先在車間的生産(chǎn)線上按照統一标準做好,然後,運到工地像“搭積木”一樣組裝起來。買下一座小洋房,等待20天,到多3個月,就能住進去,也不用擔心房型變(biàn)形、牆體傾斜開裂以及漏水等問題。
這部分事先做好的部件,叫“PC構件”,即“預制裝配式住宅混凝土構件”的簡稱(chēng),是實現住宅産(chǎn)業化的重要途徑。
PC(precast-concrete)建築近年來在國内日益受到追捧,從促進建築産業現代化的角度來看這是好事。但如何把好事做好,還有很多功課要做,我認爲首要的就是對當前PC建築發展有全 面、正確(què)的認識。筆(bǐ)者從事PC行業近20年,有一些思考,與大家分享一下,希望能抛磚引玉,啓迪更多智慧,促進行業健康發展。
曆史的輪回?
時隔多年,PC建築在國(guó)内再次受到重視,可謂情理之中,意料之外。很多人說,我國(guó)現在又大力推進預制裝配式混凝土建築,是不是要回去走30年前的老路?這話不全對(duì),但也有一定的道理。
早在上世紀五十年代,我國從蘇聯等國 家引入預制裝配式混凝土建築技術,大力發展基於(yú)PC的各類建築,推動建築工業化的發展。到上世紀八十年代初,我國PC建築已經形成完備的技術體系,産品涉及工業與民用建築、市政施設、大型基礎設施等。據1983年統計,中國已編制建築通用标準圖924冊,不少地區編制瞭(le)本地區的統一産品目錄,PC建築的發展處於(yú)平穩上升态勢。當時的狀況與發達 國 家相比有一定差距,但差距不是很大。
之後的30年時間裏,我國PC行業出現瞭(le)分化,有的領域蓬勃發(fā)展,有的領域逐漸衰落。
在市政和基礎(chǔ)設施領域,盡管現澆混凝土技術也有很好的發展,但預制技術始終占據重要地位,甚到是主導地位。看一下我們過去30年建設的各種高速公路、港口、地下管道,都在大量使用PC技術,而且效 果良好。地鐵盾構管片從無到有,助推我國地鐵建設技術一步跻身全球先進行列。預制綜合管廊自去年起也提到瞭(le)日程上,發展前景良好。尤其是鐵路建設領域,PC的應用更是達到瞭(le)極 緻,除瞭(le)常規的橋梁、軌枕,在高鐵建設中更是大量應用高強、高性能混凝土制作各種功能性構件,爲高鐵技術領軍全球貢獻力量。
在工業與民用建築領域,PC應用大幅度萎縮,從設計到生産(chǎn)、施工都全 面轉向現澆模式。到2005年左右,國内除瞭(le)個别地方還在生産(chǎn)少量空心闆、工業廠房構件外,PC在工民建領域的應用幾乎絕迹。珠三角和長三角地區有一些構件廠也生産(chǎn)高端建築構件,但專 供出口,與國内市場無關。
但是,這種情形在2005年以後出現瞭(le)新的變化,PC建築在國内又逐步受到重視。北京奧運會場館建設(2005-2008年),大量採用清水混凝土預制構件,應用部位從預制看台到外牆挂闆,甚到是地面裝飾材料,讓國内衆多業主和設計師耳目一新。以萬科爲代表的開發企業也對PC建築傾注熱情,在2005-2008年的幾年間嘗試瞭(le)一大批試點項目,這些項目無論從技術水平、材料選擇、質量标準都與30年前不可同日而語,因此並(bìng)不是簡單的重複。但二者之間又有必然的聯系,是建築工業化推進工作時隔30年後的再次回歸——重新回到依靠科技和機械作業而非經驗和手工作業的建造方式上來。
之所以出現這種變化,有自然環境的壓力(資源枯竭、環境污染等),有社會環境的壓力(農民工工資上漲、建築業産能過剩等),也有企業主動尋求技術創新和承擔社會責任的動力。與此同時,發達國 家的PC技術近年來取得瞭(le)很大進步,大量項目的實踐證明,PC建築在一定條件下無論經濟效益還是社會效益都明 顯優於(yú)現澆或者其他方式建築。一些國外設計師參與的項目(如奧運工程、深圳大運會工程、香港瑞安在内地的住宅開發項目)就明確提出瞭(le)採用PC的方案,在他們的認識裏,PC明 顯好於(yú)其他建造方式。由此,國内對PC建築的認識也悄然發生變化。更多有追求、有先見之明的企業開始從不同角度持續推進PC建築的發展。(到於(yú)爲何是PC,而不是鋼結構或者木結構,限於(yú)篇幅,此處不讨論。)
因此,目前的PC建築熱潮並(bìng)不是對30年前PC建築的簡單(dān)重複,而是有極大的提高空間,是在社會、技術、經濟發展不同階段的必然選擇,可以說是大勢所趨,勢不可擋。
如何做好PC建築?
站在曆史坐标上,我們目前參(cān)與PC建築的人其實肩負著(zhe)很重要的責任,這是我國建築業和房地産業轉型升級的一次關鍵機會,前面大規模建設的建築很多已經被證明是“短命”的,如何讓現在建設的這些建築經得住曆史的考驗,任重道遠。
從全球的重大地震災害調查中可以發現,95%以上的人命傷亡都是因爲建築物受損或倒塌所引起的,而一棟房子的抗震性能主要取決於(yú)承重梁柱。在某些部位,PC結構的抗震要求比傳統現澆方式會更高些。目前在編(biān)行業規範中,是要求連接部位的抗震性要比傳統現澆構件的抗震性能還要好。
業内有專家質疑,PC預制件之間縫隙的防水問題難以處理。PC凸窗是用現澆結構連接起來的,預制件有預埋鋼筋,和現澆部分是互相咬合的,所謂的“縫隙”已經由混凝土液蓋住,預制内牆是用瞭(le)粘合劑,經過瞭(le)接縫處理,到於(yú)衛生間,也是按國 家規範做瞭(le)防水處理,比如用瞭(le)防水塗料。
其實PC建築要做好,需要從商業模式、技術路線、管理手段上進行創新和完善。目前行業内有一些企業對此認識並(bìng)不十 分清楚,隻是随大流,盲目投資,等經營上或者房屋質量出現問題的時候已經晚瞭(le)。限於篇幅,筆者僅從設計和施工的角度談一點看法。
真正好的PC建築,在設計(jì)的時候應遵循以下邏輯(jí):
2.1 結構(gòu)設計(jì)的不同
筆者對結構不懂,本不該妄議,但屢屢看到行業内把PC結構“等同現澆”就覺得不妥。筆者接觸過的大量好的PC結構,如橋梁、看台闆、地鐵管片、地下管道(廊),其結構計算主要按照每個構件本身的承載力進行,通過适當方式連接成整體。連接部位通常做成可變形方式,根據變形的方向和大小,将連接處做成滑動、鉸支或者固支。此時,每一個構件甚到每個部位需要承受的力是很明確的、簡單地,需要整體受力的結構也明確地知道其薄弱環節在哪裏。不會像整體現澆結構常常出現複雜的,計算不清的受力部位。當出現地震等災害的時候,PC結構主要通過節點處的應變來消 除應力,不到於(yú)讓應力在結構内部持續傳遞。此時對結構安 全性的要求主要是限制構件以及結構的相對變形量,防止單獨或連續倒塌。同時,通過設置隔震墊、阻尼器、彈簧等實現應力和應變消解。整體現澆混凝土結構,無論框架還是剪力牆,都強調構件和節點在震害來臨時“耗能”,通過材料破壞過程消解地震能量。将按照現澆邏輯進行設計的結構進行“拆分”,預制,然後”等同現澆”施工連接,我認爲並(bìng)不能發揮PC結構的優勢,反而有很多劣勢。因此,我的觀點是:現澆就是現澆,預制就是預制,在同一棟建築裏,可以混合採用,但不要雜交。
2.2 高強(qiáng)材料和預應(yīng)力的應(yīng)用
由於(yú)生産工藝不同,PC結構更易於(yú)採(cǎi)用各種高強材料和預應力技術。這在市政和基礎設施領域已經體現得淋 漓 盡 緻,但民用建築領域鮮有好的案例。PC構件由於(yú)工廠化生産,可以採(cǎi)用幹硬性混凝土、擠壓成型、高頻振搗、高溫養護、離心成型等工藝,混凝土的抗壓強度可以輕松做到80MPa以上,而現場現澆結構限於(yú)自然條件,很難做到。預應力技術更是讓PC結構如虎添翼。採(cǎi)用先張法預應力制作的橋梁構件,通過採(cǎi)用高強混凝土和高強鋼絞線、鋼筋技術,在同等跨度和承載力條件下,與全現澆結構相比梁高可以大大降 低,自重減少50%以上。後張法預應力更是可以實現構件的連續連接和整體彈性受力,利於(yú)抵禦震害。
採(cǎi)用瞭(le)預制牛腿柱、預應力吊車梁、魚腹梁、預應力屋架、預應力屋面闆/牆面闆、抗剪斜撐、橡膠支座等,屬典型的PC結構。
2.3 混凝土特性的發(fā)揮(huī)
混凝土的基本特性是可塑性,無論強度、形狀、顔色、質感都是可塑的,也可以與其他材料複合。這些特性讓混凝土變得豐富多彩,我且稱之爲“百變金剛”。遺憾的是,國内大部分工程僅僅把混凝土當做一種普通結構抗壓材料來用,並(bìng)不真正瞭(le)解廣義混凝土的概念,也沒有把混凝土的優良特性用好。這些特性往往也是要在工廠化的條件下才能實現,因此PC在國内的發展潛力還很大,值得期待。
混凝土的另一個特性是耐久性,暴露在自然環境中的混凝土可以抵禦常規的各種侵蝕(防水、防火、防蟲(chóng)等),優於(yú)鋼、木材以及其他很多材料。在有适當表面防護的條件下,PC構件的壽命超過100年沒問題,而且可以拆下來重複使用。如果對内部化學成分進行适當改性,還可以制造出耐酸、耐堿、耐高溫、抗凍融等特種混凝土。這種特性使得混凝土可以做成結構和裝飾一體的構件,也就是常說的“清水混凝土”。
從(cóng)生産(chǎn)制造和施工的角度,PC建築其實是兩種實施模式。
一種稱之爲PC産品。上述排架結構單層工業廠房屬於(yú)高度标準化的産品,其廠房跨度、高度、所用構件的型号,甚到各種構件的尺寸、配筋都已經有标準圖集,經過試驗檢驗,無需更改。如果市場需求旺盛,廠家可以連續生産,形成庫存,産品由設計院選用即可,到於(yú)用在什麽工程,構件廠在所不問。這些構件廠通常不接受定制産品,因爲批量小,沒有經濟效益。這些構件廠的産品很多按照工業品進行管理,主要由技術監督局進行質量監督,實行型式檢驗、年檢加自檢的質量監管。類似的産品還有電線杆、預制混凝土管道、預制預應力空心樓闆、預制隔牆闆、建築小型構件等。施工單位隻對進現場的産品進行質量把關,産品制造過程原則上不幹預。國内目前經營效益較好,參(cān)與建築産業化項目很少的構件廠,幾乎都是在做PC産品,總數量可能有幾萬家。
另一種稱之爲PC工程。項目根據特定的需要設計成預制結構,然後按照施工要求進行組織。整個項目用到的預制構件都經過瞭(le)嚴格的受力計算,可能有重複,但都有特定編(biān)号和使用限制,同一型号可以互換,不同型号不能互換。不同工程的構件不能互換,除非設計允許。這樣的案例包括橋梁、地鐵管片、預制看台、預制房屋等。這些預制構件往往不能單獨進行受力檢驗,其質量監控要嚴格按照施工和驗收規範進行,制造過程需要監理參與,保留完整的施工過程資料,即:“用過程合格證明結果合格”。目前國内已經實施的大部分産業化項目其實都是預制工程。
區别上述兩者的意義在於(yú),不同的廠家參(cān)與PC生産經營,應當遵循不同的模式:大型建設集團承建PC工程更有優勢,傳統預制構件廠制造PC産品更有優勢。一旦錯位,可能會很痛苦。
成本問題倒逼中國(guó)住宅産(chǎn)業化進程?
目前行業推進(jìn)PC建築普遍遇到的問題是“成本高”,我認爲這是一個(gè)僞命題。
随著(zhe)人口紅利淡出,依靠廉價農民工建房的道路已漸行漸窄。自1999年住宅産業化正式提出,已經進入第二個十年,但由於(yú)房企參與度低、産業鏈不成熟、成本居高不下、缺乏政策有力扶持、市場質疑聲不斷等原因,我國住宅産業化進程仍顯緩慢。
首先,住宅産(chǎn)業化的每一項都會增加成本。價格是市場(chǎng)定的,增加的成本隻能由開發商自己承擔下來。
“如果PC凸窗、鋁合金摸闆和預制内隔牆三種一起用的話,大概每平米要增加3~4百元的成本,其中,鋁模和預制内隔牆的成本增加相對較低,PC凸窗的增量成本大約是這兩項的10倍左右。” 據瞭(le)解,由於(yú)成本原因,萬科採用工業化建造的項目,也是選擇性的採用,暫未全 面推廣應用。
目前,中國的住宅産業化進程大約相當於(yú)日本的八十年代。而成本太高、産業鏈不成熟是其中更大障礙。尤其是PC構件,由於(yú)生産規模小,不僅選擇餘地少,還需多繳納17%的構件生産增值稅,産品隻能維持高價位。據瞭(le)解,在珠三角生産PC構件的工廠雖多,但主要供應香港和日本,一方面這兩個地區住宅産業化程度更高,需求量更大,另一方面,城市發達程度更高,出價方面更“大方”。
我們建造任 何一棟建築,都要消耗一定資源,不管是物資資源、人力資源還是時間、空間資源。建築領域常用的一個詞(cí)叫“造價”,之所以叫造價,我的理解,是因爲每一棟建築的建造是一個不可逆、獨 一 無 二的過程,更終所形成的産(chǎn)品也是獨 一 無 二的。所以我們隻能在一定的限制條件下來分析,某一定棟建築的建造過程有沒有不合理的支出,建築物有沒有達到預期的質量、性能目标。
PC建築造價是建立在PC施工工藝之上的,與傳(chuán)統現澆工藝有很大區别,建造過程不一樣,建築品質也會不一樣,簡單比較二者之間的“成本”並(bìng)不成立。建築領域不斷進行技術、施工工藝創新,更終的目标隻有兩個:在同等造價條件下提高建築性能,或者在同等建築性能條件下降 低造價。如果一個工藝創新能夠同時降 低造價和提高建築品質當然更好。
遺憾的是,注重經濟利益、短期利益仍然是多數開發企業的常态。一味追求低成本,要求新工藝要低於(yú)現有工藝“成本”的心态,導緻開發企業很少主動採用PC建築。實際上,随著(zhe)房地産發展拐點出現,供給側改革已刻不容緩,适當增加建安造價,大幅度提高房屋品質才是未來發展的正道。如果将這種信息正確地傳遞給消費者,消費者也願意埋單,這才是良性循環的開始。
誠然,我國這一輪PC建築的發展其實也有很多不健康的因素摻(càn)雜,導緻很多試點項目與傳統現澆建築相比造價偏高,質量降 低,甚到二者兼而有之,這極大的損害瞭(le)行業發展的形象。
建議可以從(cóng)以下幾(jǐ)方面加以改進:
1、優化PC建築設計(jì),採(cǎi)用适合預制的設計(jì)方案,提高PC建築的附加值,降 低成本;
2、改進PC構件制造工藝,降 低工廠(chǎng)措施攤銷費(fèi)用;
3、改進(jìn)安裝施工工藝,降 低機(jī)械、人工消耗;
4、政 府出台強制性措施,提高建設工程環保、安 全、質量成本,淘汰落後(hòu)生産(chǎn)方式;
5、提高結構(gòu)施工質量驗收标準,嚴格工程驗收程序,淘汰不合格産(chǎn)品和企業。
希望通過企業和政 府雙方的努力,使PC建築的造價逐漸降下來,同時淘汰低價低質競争者,淨化市場(chǎng)環境,真正體現建築産(chǎn)品“優質優價”,使行業早日步入良性循環。
PC建築,中國(guó)走到瞭(le)哪一步?
目前,住宅産(chǎn)業化在發達國家普及率較高,尤其是日本,接近70%左右的住宅均採(cǎi)用工業化建造方式,預制率到達60-70%左右。國内大城市中,北京和上海,住宅預制率可達40-70%左右。
在廣州萬科東荟城、歐泊項目的部分樓棟,目前隻有凸窗、樓梯是採(cǎi)用預制構件的工藝,預制率大約10%,工效沒有明 顯提高。據介紹,如果能實現百分之一百的預制率,所有的前置工作都在工廠車間裏完成,現場(chǎng)隻需要拼裝的話,節省的時間将會很可觀。
上海浦江瑞和新城5.15萬平米的保障房,是國内高預制率住宅項目,預制率達到50-70%,已於(yú)去年竣工。北京“住宅産(chǎn)業化”超六成的工程的疊合闆、樓梯、陽台闆和部分内外牆,約60%的零部件實現産(chǎn)業化預制。經統計,工地上的沙塵和渣土分别減少38%與46%。
目前,北京、上海都實行瞭(le)一定的獎勵。例如,北京在2011年就發布政策,以容 積 率和住房面積獎勵方式,吸引房企參加,對於(yú)積極推廣應用經權威部門認證的産品和技術的企業,在财政和融資方面都給予優惠和傾斜。上海於(yú)2013年就已發文,把PC住宅變成硬性指标,2014年,對“裝配式住宅面積”的比例提高到30%,還根據預制率高低給予專項資金支持,對滿足條件的PC商品住宅還給予不超過3%的規劃建築面積獎勵。深圳對2015年起新出讓住宅用地項目和政 府保障房必須採用住宅産業化方式建造,到1/3層數提前預售、獎勵3%建築面積。
隻有廣(guǎng)州,這一步還遲(chí)遲(chí)未邁出去。
掃二維碼用手機看