装配式建筑市场分析:面积逐年扩大,整体增速放缓
钢结构具有绿色环保等优点,是建筑工艺的重要发展趋势。按照装配式建筑结构体系划分,装配式建筑可分为预制混凝土结构、钢结构和木结构。钢结构是由型钢和钢板等制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接的结构,同时采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。钢结构因有强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强等优势,故尤其适宜建造大跨度和超高、超重型的建筑物,包括大型工业厂房、楼房、写字楼、公路铁路桥梁、海洋石油钻井平台等,未来有望成为装配式建筑的主流结构。根据建筑用途分类,钢结构可以分为高耸钢结构、板壳钢结构、工业厂房钢结构以及轻型钢结构,其中轻型钢结构在我国发展迅速,广泛应用于商场、民用住宅等领域。
表:钢结构建筑的分类
资料来源:建筑网
我国已经具备钢结构发展的物质与技术基础。我国自1996年粗钢产量首次突破亿吨大关后,粗钢产量不断增长,到2018年已连续22年保持钢产量世界前列。国产碳素钢、合金钢、H型钢等的主要性能已经满足钢结构建筑的要求,同时随着国内物流发展,钢结构运输成本下降,克服了远距离运输对企业利润的稀释,这些都为我国发展建筑钢结构提供了物质基础。从发展钢结构的技术基础来看,在普通钢结构、房屋钢结构、高层民用建筑钢结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土组合、钢管混凝土结构及钢骨混凝土结构等方面的行业标准已经发行,有关钢结构规范规程也在不断地更新和完善,为建筑钢结构体系的应用提供了必要的技术基础。
与传统建筑相比,钢结构在功能、设计、施工等方面具有优势。首先,钢结构建筑强度高、刚度大、自重轻。钢结构以钢材为框架,配以轻质墙板等作为围护结构和内隔墙,所以钢结构建筑质量减轻近 30%。其次,钢结构建筑具有优越抗震性。由于钢材延展性好、以及钢结构建筑自重轻,所以能较好消除地震波力。根据数据显示,中等高度建筑采用钢结构,结构自重减轻 1/3,地震作用减少 30%-40%,地面上单位面积负荷减少 25%以上。此外,钢结构建筑施工期短。由于其钢构件与外墙板等实现工厂化制作,所以现场施工周期能缩短至混凝土结构的 1/3 或 1/2,从而能够提高资金周转率。与钢筋混凝土建筑相比,30-50 层钢结构工程可以缩短施工工期 8-12 个月左右,随着技术进步,施工速度还能加快。最后,钢结构建筑具有较强综合效益,且符合节能环保建筑要求。钢结构建筑现场作业量小,环境污染小,单位建筑面积用材少,钢材可以回收重复使用。钢结构建筑可提高使用面积 5%-8%,日常能耗为常规建筑的 20%,现场安装垃圾仅占建筑总量的 1%。
图表:钢结构建筑较传统建筑所具有的优点
资料来源:公开资料整理
钢结构建筑人力需求少,可缓解传统建筑业的劳动力成本压力。一方面,随着人口红利逐步消失,我国劳动力人口(15-64岁)占比自2011年持续下降;从事建筑业的农民工占比自2015年起持续下降。且我国外出农民工文化程度大专及以上占比稳步上升,传统建筑建造工作由于体力消耗大难以再吸引农民工就业。另一方面,我国建筑业农民工收入稳步上升,
2009-2017年复合增长率为12%,建筑业劳动力成本压力增大。不同预制率之下,装配式建筑比传统现浇建筑用工量减少50%~70%,装配式建筑在施工现场的钢筋绑扎、模板支设等方面用工量明显降低,现场大量的预制构件均采用干法施工,大大减少了现场湿作业,能节约人力成本,施工人员的劳动强度也有所减弱。
较传统现浇混凝土建筑,钢结构装配式机械化程度高,工期缩短一半以上。钢结构技术规程完善、设计软件齐备,构件尺寸精确,设计和施工更高效,钢结构构件通用性和互换性较强,适应装配化施工,工地拼装速度快、工期短,是工业化程度最高的一种建筑工艺。以30层精装修项目为例,部品和构件在工厂加工、现场组装,水电及内装修在主体施工阶段穿插进行,施工速度快,一栋1000平米住宅只需20天、五个工人便可完工。
装配式建筑中PC结构推广较早,但较钢结构仍有较多制约因素。目前PC结构在我国装配式建筑中应用较多,但在工程实践中发现PC结构体系存在较多不足。首先,由于PC框架节点采用浆铆钢筋连接,节点连接工艺复杂精度要求高,对灌浆孔的质量控制难度较大,从而影响建筑质量安全与抗震性能。其次,PC预制件结构重,所有材料工厂化,降低了运输半径,增加了制造和运输成本。此外,虽然较现浇建筑湿作业减少,但PC构件与现浇构件在装配连接后还需现浇混凝土,而且节点支模复杂,节点总体积不多,但需要大量的人工处理节点。梁板叠合层现浇完,构件形成整体结构后才能进行上一层的施工,速度仍受限制。装配式钢结构则能够克服PC结构缺点,或将成为建筑工业化及住宅产业化的主要发展方向。
图表:装配式钢结构优势多
2016年以来国家大力支持钢结构发展。2016年,《关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》提出“推广应用钢结构建筑,结合棚户区改造、危房改造和抗震安居工程实施,开展钢结构建筑推广应用试点,大幅提高钢结构应用比例”。《钢铁业规划》,要求加快推动钢结构建筑的推广应用,占建筑用钢比重由2016年的10%提高到25%以上,力争钢结构用钢量由5000万吨增加到1亿吨以上。2017年,全国有数十项关于装配式建筑的产业政策落地,同时相继出台了装配式建筑的相关评价标准、技术规范和工程计价消耗量定额标准等。其中,
《关于促进建筑业持续健康发展的意见》明确提出“力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”;《“十三五”装配式建筑行动方案》中确定了2020年全国装配式建筑占新建建筑的比例要达到15%以上,其中重点推进地区达到20%以上,积极推进地区达到15%以上,鼓励推进地区达到10%以上;住建部《建筑业发展规划》提出建筑节能及绿色建筑发展目标,到2020年装配式建筑面积占新建建筑面积比例达到15%,积极稳妥推广钢结构住宅。
住建部明确鼓励钢结构装配式建筑发展,住宅应用装配式钢结构将进一步打开行业空间。
2018年12月,全国住房和城乡建设工作会议上,住建部部长提出2019年要大力发展钢结构等装配式建筑,积极化解建筑材料、用工供需不平衡的矛盾,加快完善装配式建筑技术和标准体系。目前,国内公共建筑用钢结构已经很成熟,主要是医院、学校等大型基建项目。2019年3月住建部官网发布《关于印发住房和城乡建设部建筑市场监管司2019年工作要点的通知》,指出将开展钢结构装配式住宅建设试点,推动试点项目落地,推动建立成熟的钢结构装配式住宅建设体系。钢结构装配式建筑除了稳固和环保、可循环利用等优势,还可藏钢于民,有效化解建筑材料的供需不平衡。随着住宅钢结构建设的试点,以及保障性住房、装配式住宅建设和农村危房改造、易地扶贫搬迁项目采用钢结构装配式建造方式,行业逻辑面临重塑,未来发展空间广阔。
表:历年以来国家支持装配式钢结构相关政策(一)
资料来源:公开资料整理
表:历年以来国家支持装配式钢结构相关政策(二)
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棚改货币化政策收紧,安置房将打开钢结构装配式市场需求。2018年10月,国务院常务会议部署推进棚户区改造工作,其中要求调整完善棚改货币化安置政策,对于商品房库存不足、房价上涨压力大的市县,要尽快取消货币化安置优惠政策,这意味着一部分房价脱离基本面的城市将收紧货币化安置政策转而采用安置房政策。随着今年棚改货币化安置比例的下降,安置房需求量将会上升,多数省份钢结构推广主要在安置房与保障房中,所以将刺激钢结构装配式需求。
图表:2016 年以来住建部出台关于装配式建筑行业规范
近年来,随着经济的快速发展,劳动力成本的上升,预制构件加工精度与质量、装配式建筑施工技术和管理水平的提高以及国家政策因素的推动,预制装配式建筑重新升温,并呈现快速发展的态势。据住建部数据统计显示,2015年全国新建装配式建筑面积为7260万平方米;2016年全国新建装配式建筑面积为1.14亿平方米,比2015年同比增长57%。2017年1-10月,全国已落实新建装配式建筑项目约1.27亿平方米,全年新建装配式建筑面积约为1.52亿平方米。2018年,我国建筑工业化程度进一步提高,装配式建筑发展良好,全年新建装配式建筑面积约1.9亿平方米,同比增长24.67%。
其中2014、2015年受到国家房地产政策的影响,整个房地产行业新建房屋面积下降,带来对装配式建筑发展的负面影响,增长速度明显下降。2017年与2018年我国新建装配式建筑面积虽然保持稳定增长,但受基数扩大的影响,增速已经趋缓。