據(jù)統(tǒng)計,建筑業(yè)能耗約占社會總能耗的30%,建筑業(yè)鋼材消耗量占社會鋼材消耗總量的50%,每年產生建筑垃圾15億至24億噸。資 源能耗高的同時,環(huán)境污染嚴重、人員勞動強度大等問題長久以來一直存在。因此以工業(yè)化生產、裝配式施工的方式為起點,對建筑業(yè)進行轉型升級符合社會需求,也是我國“制造2025計劃”中的重要篇章。
在我國制造業(yè)轉型升級大背景下,中央層面持續(xù)出臺相關政策推進建筑業(yè)改革,大力推廣裝配式建筑,裝配式建筑的發(fā)展已上升到國家戰(zhàn)略層面。我國已經有30多個省市地區(qū)就裝配式建筑的發(fā)展制定了相關的政策和指導意見,其中22個省份均已制定了裝配式發(fā)展的階段性目標。在政策強力推動的大背景下,裝配式建筑的發(fā)展和行業(yè)內相關資源的需求已進入井噴倒計時。
生存環(huán)境的迫切需求
近年來,人們逐漸注意到大氣污染對人類健康及全球氣候變化的重要影響,尤其環(huán)境污染帶來的危害會給生態(tài)系統(tǒng)造成直接的破壞和影響。作為當前全球第一建筑大國,全國既有建筑近400億平方米。
建筑中99%為高耗能建筑,每年新增建筑面積超過20億平方米,95%以上仍是高能耗建筑,新建房屋占全球一半以上,單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達國家新建建筑的3倍以上。住建部原副部長仇保興曾引用數(shù)據(jù):我國是世界上每年新建建筑量最大的國家,每年20億平方米新建面積,相當于消耗了全世界40%的水泥和鋼材。同時我國傳統(tǒng)建筑的生產方式普遍存在資源能耗高、環(huán)境污染嚴重、人員勞動強度大等問題,以上現(xiàn)狀迫切需要對建筑行業(yè)進行轉型升級。
日常生活以可吸入顆粒物(PM10)、細顆粒物(PM2.5)為特征污染物的區(qū)域性大氣環(huán)境問題日益突出?!办F霾”最近幾年成為我們的新朋友,霧霾的源頭多種多樣,工業(yè)生產排放的廢氣、建筑工地和道路交通產生的揚塵、家庭裝修等都是人為造成霧霾的重要因素。每到入冬,全國多個地區(qū)發(fā)生大面積長時間的重污染天氣。
為此,2013年國務院出臺了《大氣污染防治十條措施》,包含減少污染物排放;嚴控高耗能、高污染行業(yè)的新增耗能;大力推行清潔生產;加快調整能源結構;強化節(jié)能環(huán)保指標約束;推行激勵與約束并舉的節(jié)能減排新機制,加大排污費征收力度,加大對大氣污染防治的信貸支持等。而裝配式建筑的優(yōu)勢正好契合了節(jié)能 環(huán)保的要求,也契合了清潔生產的需求。
據(jù)統(tǒng)計,從《大氣污染防治十條措施》頒布開始,2016年北京PM2.5濃度是73微克/每立方米,比2015年下降9.9% 。我國重點經濟發(fā)展區(qū)京津冀、長三角、珠三角跟2013年比,改善的幅度大約在30%左右。全國層面上,統(tǒng)計了74個重點城市PM2.5濃度,與2013年相比改善幅度也是在30%左右。而這些經濟重點發(fā)展區(qū)域,也是裝配式建筑推廣起步較早,建筑業(yè)改革力度較大的地區(qū)。(數(shù)據(jù)來源于“大氣污染防治媒體見面會實錄”)
基于以上各種問題,裝配式建筑作為一種更節(jié)約資源、環(huán)保的建筑重新被定義,并迅速進入市場,引領建筑業(yè)開啟新的篇章。裝配式建筑相比現(xiàn)澆建筑,建造階段可以大幅減少木材模板、保溫材料(壽命長,更新周期長)、抹灰水泥砂漿、施工用水、施工用電的消耗,并減少80%以上的建筑垃圾排放,減少碳排放和對環(huán)境帶來的楊塵和噪聲污染。
表1-1 裝配式建筑相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的節(jié)能降耗水平
人口紅利消失的長遠需求
「人口紅利」:勞動年齡人口在總人口中的比例上升。
經濟學家、社會學家認為總人口增速與經濟增長之間沒有關系,但勞動年齡人口(15歲-64歲)的規(guī)模增長速度越快,一個地區(qū)的經濟發(fā)展也越快。
從圖片可以看出中國在2012年幾乎已經沒有人口紅利。而實際從2012年起,勞動年齡人口數(shù)量持續(xù)下滑。根據(jù)國家統(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù)顯示,2012年我國15歲至59歲的勞動年齡人口數(shù)量為9.37億人,而 2017年全國勞動年齡人口數(shù)量約為9.02億人,2017年比2016年減少了約600萬人。自2012年中國勞動年齡人口首次出現(xiàn)下降以來,中國勞動年齡人口已經連續(xù)六年減少,減少總量已經達到2500萬人。
從 2015 年左右開始,體力勞動力市場人口數(shù)量迅速下滑,這一趨勢或維持 10 年以上,累計減少的適齡人口將占當前人口數(shù)量的十分之一左右。勞動年齡人口趨于老化,根據(jù)專家預估,到2030年,45~59歲大齡勞動力占比將達到36%左右。
作為勞動力需求量較大的行業(yè)之一,相較其他行業(yè)而言,傳統(tǒng)建筑業(yè)對勞動力的依賴更高,且因工作環(huán)境、強度、時間等因素,多需要年輕人。但是整個行業(yè)技術進步緩慢,勞動生產率提高幅度不大,質量問題較多,分散、低水平、低效的傳統(tǒng)粗放手工業(yè)生產方式仍占據(jù)主導地位。
至今多是以包工頭為單位、小規(guī)模、主要依靠勞動力投入,導致傳統(tǒng)建筑業(yè)高成本、低效率。隨著我國人口紅利期結束,“用工荒”蔓延,工地工作越來越難吸引到年輕人。同時由于國家發(fā)展帶動城市新興產業(yè)發(fā)展,從勞動強度、職業(yè)地位、就業(yè)環(huán)境等各方面來看,當前建筑業(yè)與其他新興產業(yè)存在較大差距,新生代的勞動力就業(yè)擇業(yè)優(yōu)先選擇其他新興產業(yè),偏離傳統(tǒng)建筑業(yè)。2017年農民工監(jiān)測調查報告顯示,從事制造業(yè)和建筑業(yè)的農民工比重繼續(xù)下降。
來源: 統(tǒng)計局發(fā)布2017年農民工監(jiān)測調查報告
招工難,難在勞動力“結構性短缺”,主要表現(xiàn)在懂技術的產業(yè)工人及勞動力工人少。一二線城市,最現(xiàn)實的情況就是招聘高學歷的大學生,同一個崗位簡歷成堆,而工地找木工、電工、鋼筋工等技術工人卻很難找到。
因此從整個行業(yè)看,與我國城市“白領”工作者相比,技術型“藍領”工作者、懂技術操作的產業(yè)工人更稀缺。建筑業(yè)工人的轉型勢在必行,必須要加快讓傳統(tǒng)農民工轉型為建筑產業(yè)工人,在逐漸擺脫低效的粗放的手工業(yè)生產方式,轉而以高效的工業(yè)化作業(yè)方式替代。
表1-3 接受技能培訓的農民工比重
減少“體力勞動力”的投入的同時,也需要改變目前建筑業(yè)工人的從業(yè)環(huán)境,減少惡劣環(huán)境下的勞動力工作,增加機械輔助人工操作為主的室內作業(yè)。這樣不但延長建筑業(yè)勞動力的“職業(yè)壽命”,更可提高勞動生產率。這就要求建筑業(yè),增加對建筑工人的繼續(xù)教育、建立長期培訓的機制,培養(yǎng)出專業(yè)更齊全、技術更精湛的產業(yè)工人,最終達到以工業(yè)化的生產方式替代大量手工業(yè)生產方式。
從生產方式來看,工業(yè)化生產方式比較典型的當屬歐洲。結構部件和裝飾品等部件的制作可實現(xiàn)機械化、自動化甚至智能化,從而大幅度的提高生產效率、降低人工成本。其中具有代表性的如:德國艾巴維(Ebawe)、德國SOMMER、德國沃樂特(Vollert)、芬蘭Elematic、德國安夫曼(Avermann)等歐洲生產線均已成功被國內引進使用。
圖1-5 生產線示意圖(圖片來源于艾巴維生產線)
以環(huán)形生產線為例的一個歐洲預制構件廠,年34萬㎡實心墻體、21萬㎡三明治墻體、36萬㎡疊合樓板、5萬㎡雙層疊合墻板的設計產能(合計約超10萬m3的年設計產能),整個流水線僅需要42名工人,2名技術人員,1名車間管理人員。而國內同樣生產這些構件,采用手工作業(yè)卻需超200名工人,伴隨著人口紅利的消失,國內人工需求的巨大缺口逐漸浮現(xiàn)。
技術進步提升國力的根本需求
表1-4 縱觀國內外的裝配式建筑的發(fā)展
還有很多發(fā)達國家和地區(qū)均在上世紀開始推行裝配式建筑,并且利用住宅大規(guī)模建設的有利契機,因地制宜形成了合適的建造體系,改變了傳統(tǒng)的住宅以人力為主的建造方式。數(shù)據(jù)顯示,工業(yè)化方式將建筑精度從厘米提升至毫米。與此同時,各國都是由政府牽頭,大力推動,為實現(xiàn)“成本降低、時間縮短、缺陷率降低、事故發(fā)生率降低、勞動生產率提高、產值利潤率提高”提前做準備。
縱觀全球,工業(yè)化生產的核心硬件設備、技術,德國、芬蘭、日本都走在了世界的前列。工業(yè)化所需的設計軟件,歐美走在世界的前列,建筑業(yè)的全過程企業(yè)管理系統(tǒng),歐美幾乎壟斷全球管理系統(tǒng)市場份額;產業(yè)工人的培訓體系及工業(yè)化生產的精細化管理日本也走在了行業(yè)發(fā)展的前列。相比我國目前的工業(yè)化發(fā)展相對滯后,裝配式建筑的推廣也成為我國科技創(chuàng)新的重要助力。
現(xiàn)階段基于建筑信息模型(BIM)的裝配式建筑設計、生產、運維等,已經成為各國裝配式建筑技術創(chuàng)新、產業(yè)整合和集成出口的重要工具。當我們在學習、使用這些配套的同時,高度依賴于發(fā)達國家的硬件和軟件。在信息技術及大數(shù)據(jù)主宰的時代,信息的流失及核心技術的依賴,已經屢次爆發(fā)出了危機,且讓我們正視到了技術落后的局面。我國在人工智能、物聯(lián)網上已經走在世界的前沿,但建筑物聯(lián)網還在初級階段,只有加快建筑智造、BIM管控、工業(yè)生產、質量追溯、產業(yè)鏈整合等一系列工作實施進程,將裝配式建造技術與信息化深度融合,跟上物聯(lián)網的步伐,才能盡早展現(xiàn)裝配式建筑給國家、給人民帶來的諸多效益,促進裝配式建筑的大力發(fā)展。
由此可見建筑業(yè)重視技術研發(fā)、掌握行業(yè)核心技術、融入信息化時代已迫在眉睫,也是我國技術發(fā)展、國力提升的重要基石。
有人會說,既然歐美國家的裝配式技術那么發(fā)達,生產效率又高,我們直接引進流水線,照搬技術,可以少走彎路。先進的技術借鑒的確可以縮短我們與發(fā)達國家的差距,但是否可以照搬,我們看一下以下幾組對比和分析:
(1)歐洲全預制剪力墻的水平及豎向連接方式
圖1-7 歐洲全預制剪力墻的水平及豎向連接方式(鋼絲繩連接)
該方法方便實用,在放入預制混凝土構件時簡單,構件的生產效率高,但此連接方式及材料強度未得到國內認定。
(2)歐洲半預制剪力墻的水平及豎向連接方式
圖1-8 歐洲半預制剪力墻的水平及豎向連接方式(插筋)
(3)國內疊合剪力墻按抗震要求的水平及豎向連接方法
圖1-9 國內疊合剪力墻按抗震要求的水平及豎向連接方法
(4)國內全預制剪力墻按抗震要求的水平及豎向連接方式
圖1-9 國內疊合剪力墻按抗震要求的水平及豎向連接方法
圖1-11國內全預制剪力墻按抗震要求的豎向連接方式二(漿錨搭接)
從上面的對比可以看到,歐洲的連接方式更適合PC構件的生產,安裝效率更高,國內PC構件的種類更多、連接更加牢固, PC構件的制造、安裝成本更高。這也因為我國對建筑抗震設防的要求更高,因此歐美的技術不能馬上照搬到國內。
在研究學習發(fā)達國家和地區(qū)的裝配式經驗的同時,切忌完全照搬歐美、日本的模式。結合我國國情,我們要發(fā)展適合我們自己的裝配式。
表1-5 結合我國國情,借鑒發(fā)達國家和地區(qū)的裝配式經驗
從《裝配式混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ1-2014)來看,我國的技術借鑒了日本和香港了經驗,形成了符合中國需求的裝配整體式混凝土結構。同時在引進學習歐洲先進的裝配式生產方式的同時,我國自己也培育了一大批優(yōu)秀的流水線供應設備商。
建筑業(yè)的創(chuàng)新和革命是解決當前我國建筑業(yè)落后、粗放局面的唯一途徑,建筑工業(yè)化僅僅只是步入工業(yè)化2.0的開始,建筑產業(yè)化是邁入工業(yè)化4.0的前提。裝配式建筑是建筑工業(yè)化發(fā)展的成果,而建筑工業(yè)化的實現(xiàn)需要裝配式建筑這個載體,不斷的實踐、完善、提煉、總結,最終真正成為建筑產業(yè)化的核心,帶動整個產業(yè)鏈的革新。
技術進步是當前提升國力的根本需求。通過推動裝配式建筑,最終實現(xiàn)建筑產業(yè)化,這個發(fā)展過程帶動建筑業(yè)軟、硬件技術的革新、人才的培養(yǎng)、信息化的成長、物聯(lián)網的發(fā)展。由此可見,發(fā)展裝配式建筑是建筑業(yè)革命的起點,意義深遠。
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