1999年,长沙高新技术开发区。某建筑工地上,看不见脚手架,也没有泥瓦匠。几名工人正把在工厂里生产好的房子运至现场装配。两个月后,这栋有着42套标准户型、7层高的楼房竣工,它是我国第一栋工业化住宅建筑。事后,此建筑的开发商远大住宅工业有限公司董事长张剑曾遗憾地表示,此项目成本太高,很难推广,象征与实验意义远大于实用意义。
时间转眼到了2008年,地产市场一片混沌时,却没有人怀疑万科的龙头地位。人们相信住宅产业化将成为万科新的盈利增长点,而它也很合时机地宣布计划5年之内完成所有项目的产业化,到2009年,精装修房的比例将达到100%。似乎就在一刹那间,多年雷声大雨点小的住宅产业化一跃从趋势成为开发商的必然之选。
在业内人士看来,以万科为代表的地产商与以北新建材为代表的建材商正前赴后继于产业化之路上,但这一路走得并不平坦。尽管提出10年有余,住宅产业化在中国依然处于试验阶段,其推进也处于尴尬的节点之上,与国外的差距依然明显,一切还只是在路上。 二、住宅产业化的含义
什么是住宅产业现代化?1999年,建设部《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》中明确指出:住宅产业现代化,即是应用现代化的高新技术改造传统的住宅产业,实行工业化设计,工业化生产,商品化运作,住宅的各个部品、部件通用化、标准化、系列化和集成化、智能化及数字住宅的要求,形成部品、部件配套协作的住宅产业链。其包含四个方面的涵义:
(1)住宅建筑的标准化; (2)住宅建筑的工业化; (3)住宅生产、经营的一体化; (4)住宅协作服务的社会化。
也就是说,住宅产业化就是像造汽车、造家电一样在流水线上生产出标准、节能、有利于生产、使用和回收的住宅产品。
三、实施住宅产业化的意义:
(1)首先,住宅产业化将会实现社会资源节约,这主要体现在能源、水源和材料节约
方面。以材料为例,工业化集中生产的方式,降低了建筑主材的消耗;装配化施工的方式,降低了建筑辅材的损耗。在能源方面,据了解,在建造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的30%。我国绝大多数采暖地区住宅外围护结构的热工性能比气候相近的发达国家差许多。工业化住宅因其围护材料的革新,使用能耗远低于传统住宅;同时建造过程中的集中生产也使得建造能耗低于传统手工方式,ALC、轻钢及预制PC墙体与普通烧结砖作对比,工业化外墙体系在导热性能方面大大优于传统墙体。
在水源方面,工业化生产改变了混凝土构件的养护方式,实现养护用水的循环使用。传统的现场施工中,混凝土的现场养护所使用的方法是泼水,用水量难以控制,被污染过的水,未经处理就直接排放到场地四周。而混凝土构件厂,对于混凝土构件使用蒸汽养护,或者使用统一的构件养护池,对混凝土构件进行浸泡。这些使用污染过的水,可以通过净化处理,进行中水收集再利用,从而达到节水的目的。
在材料方面,工厂化集中生产的方式,降低了建筑主材的销耗;装配化施工的方式,降低了建筑辅材的损耗。住宅建设耗用的钢材占全国用钢量的20%,水泥用量占全国总用量的17.6%。工业化生产时,制作构件所用的钢模具、钢模板均为可多次循环使用约200次左右,报废后均可回炉;而现场制作模具的木模板可循环使用频率极低,仅2一3次。
(2)其次,住宅产业化能够减少施工对环境造成的污染。现场装配施工相较传统的施工方式,极大程度减少了建筑垃圾的产生、建筑污水的排放、建筑噪音的干扰、有害气体及粉尘的排放。
(3)产业化住宅能够提高住宅的质量和性能。传统方式房屋质量问题层出不穷,国内住宅的工程质量投诉水平,以外墙为例,高于香港预制外墙的10倍。工业化住宅能够最大程度改善结构精度,墙体开裂等质量通病。在建筑施工的精确度上,以混凝土柱的垂直度误差为例,按照传统施工方法制作的混凝土构件尺寸误允许值为5-8mm,而在实际现场经常会出现超过10mm的误差。以预制方式生产的混凝土柱子的误差在2mm以内。混凝土的表面平整度偏差小于0.1%,外墙瓷片拉拔强度提高9倍。同时,采用新的围护和隔墙体系,提高隔声和保温性能,通过设备分离的方式,便于系统维护及更新。
(4)住宅产业化以后,住宅的建造效率能够得到大幅度的提升。通过预制生产和装配式生产方式可大幅度减少建造周期,减少现场施工及管理人员数量。通过预制生产和装配式生产方式可大幅度减少建造周期,减少现场施工及管理人员数量,大量人力、精度难以控制的工作转移到了工厂生产。就施工工人操作的稳定性上来讲,以预制楼板吊装工作为例,工人的现场的基本操作步骤仅定位,就位、安装3步。现场施工使用吊车,省去外墙脚手架,高空作业量减少了近90%,可控制性更强。而吊装一块楼板的平均时间仅为15分钟。传统方式下,一栋18层的小高层,包括经装修建造周期约为12个月;而装配式生产方式仅需不到10个月。在工厂化的模式下,装修、景观可随主体同步开展。
第五,住宅产业化形成规模以后,产业工人需求增加。由于大部分施工现场的工作转移到了工厂里面,随之施工现场的民工也将转移到工厂里面,成为产业工人。其工作条件会得到提高,其产业技术会得到培训,其福利待遇会更有保障。这将会对中国的城市化进程产生积极的影响。
四、我国住宅产业化的发展历程
我国大概在上个世纪70年代初的时候就开始了“三化一改”,即:设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和墙体改革。其最终目标是实现“三高一低”,即实现建筑工业
化的高质量、高速度、高功效和低成本。为此,20世纪70~80年代,政府开始了一系列与住宅产业化相关的政策制定,包括改革城镇住房制度、停止福利分房。随着城镇住宅建设的加快,房地产行业开始萌芽。
在技术方面,最早是学习前苏联的大板房技术。这种技术有很多的缺点,逐渐被淘汰了。其主要的原因并不是它的抗震性能差的问题,因为在北京现存的大约50万m2的大板楼还没有经历过强烈的地震灾害的验证。实际上,它面临的最重要的问题是外墙的防水、防渗技术比较落后。
由于当时的大板楼没有采用构造防水,而且使用的密封胶质量不过关,过了两、三年之后就出现了大面积的渗水。此外,还有一些其他方面的问题,比如没有考虑保温、隔热、隔声的措施,造型单调,审美跟不上时代的发展,等等。所有这些问题,造成其居住的质量和感觉非常差,后来就没有再用了,业内也停止了对预制技术的研究,预制装配技术被淘汰了。
1998年建设部住宅产业化促进中心成立,1999年国务院办公厅转发建设部等八部委《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见》,要求加快住宅建设从粗放型向集约型转变,推进住宅产业现代化,提高住宅质量。在这个文件中,第一次提出了住宅产业现代化的概念。此后,在JICA项目(日本援华项目之一)专家的支持下,按照日本的成熟做法,逐步建立了中国的《商品住宅性能指标体系》、《国家康居示范工程建设技术要点》等文件,开始对中国的商品住宅进行性能认定。
国内的住宅产业化工作主要集中在住宅部品的研发和生产上面,对工业化住宅建造体系的研究较少,主要集中在轻钢结构的住宅体系方面。包括万通筑屋、博思格、北新房屋、居琪美业等在内的轻钢结构住宅开发、制造商,作了许多尝试。从1998年建设部住宅产业化促进中心成立开始到2005年为止,中心陆续批准建立了几个国家级的住宅产业化示范基地,包括:天津二建、青岛海尔、正泰电气、北新建材,都是住宅部品和设备的生产型企业。2005年批准建立的合肥经济开发区也是一个住宅部品和设备生产的工业园。这些基地有产品、有技术,但当它们的住宅部品和技术去打开市场的时候,却发现很难,因为技术的配套与标准问题、审批和验收的问题、成本的问题等等,开发商不愿意用。虽然是国家的住宅产业化示范基地,但在市场经济下,客户不买账,他们也没有办法。
2005年在合肥召开的国家住宅产业化工作大会上,上述四家老基地都强烈批评建设部住宅产业化促进中心,认为他们并没有推动住宅产业化的发展,国家级住宅产业化基地的称号也没有给这些企业带来市场机会。于是,在2006年6月,住宅产业化促进中心颁布了修改后的国家住宅产业化基地的管理规定,把产业化基地变成了三大类,除了保留原来的生产型基地之外,新增加了两类:
一类是试点城市,第一个住宅产业化试点城市授予了深圳市,主要是考虑到深圳作为经济特区,有立法权,能够进行产业政策方面的制定,给予住宅产业的相关企业以一定的政策支持。
另一类是以房地产开发商为龙头整合住宅产业链上的企业形成的企业联盟,属于开发应用型的产业化基地。经过申请,万科成为了第一个获得国家住宅产业化基地称号的房地产开发商。那么,万科又是如何走上住宅产业化发展之路的呢?
万科集团于1999年成立了建筑研究中心,为集团提出的走住宅产业化之路,像造汽车一样造房子的目标服务。但是,具体怎么走,走什么样的道路,万科作了大量的调查和研究,其研究成果对我国的住宅产业化选择什么样的技术道路具有很大的启发意义。
2004年万科集团工厂化中心成立,中心的第一项重要任务就是同时开展3栋工业化住宅实验楼的研究,包括:预制混凝土结构的实验楼、轻钢结构的实验楼以及钢结构的实验楼,甚至在更早期还考虑过木结构的实验楼。后来经过比较研究,只选择了PC结构进行深化,并完成了1号工业化住宅实验楼的建造。
万科之所以选择PC结构,是处于对我国实际情况的考虑:一是我们国家缺少木材和钢材,钢结构和木结构的住宅在我国的成本居高不下,不能支撑大规模的住宅建造。此外,在消防上面很难进行技术突破也是他们的弱点。二是我们国家缺少土地资源,住宅要向高处发展,只能建造低层住宅、独户住宅的钢结构和木结构,不适合中国的住宅政策导向。三是老百姓更容易接受和传统的砖石建筑类似的住宅。从传统的砖石建筑到钢筋混凝土建筑的转变很容易,而到轻质的木结构和轻钢结构的转变就比较难。
在选择了预制混凝土结构(PC结构)以后,万科又对欧洲、日本和香港的PC结构技术进行了对比分析:欧洲是非地震区,采用非抗震技术;香港采用的是英国的技术,同样是采用非抗震技术;而日本的地震灾害比较严重,其对地震的考虑比较全面,因此日本的预制技术体系最适合借鉴和使用的。
日本的PCa结构体系主要有板式体系和框架体系。
板式体系有:WPC-板式(剪力墙)预制混凝土(适合5层以下);WRPC-框架剪力墙预制混凝土(适合7~14层)。
框架体系有:RPC-框架预制混凝土(适合3~14层);HRPC-高层框架预制混凝土(适合14层以上)。
对日本预制住宅市场的调研显示最主流的还是预制框架体系。经过几十年的发展,它已成为日本工业化住宅市场的主流,这是因为比起板式结构(WPC和WRPC),框架结构(RPC和HRPC)更适合于高层住宅,其建筑容许高度也比较高,可以做14层以上的预制住宅。同时,RPC结构也更适合于多样化、自由的平面布局的需求。另外其成本低,空间灵活性大,容易与其他结构(比如RC或钢结构)组合成复合工法。除了这些技术原因,还有一个非常重要的原因是,框架结构的连接方式是最简单的,做简单而不做复杂的原则,完完全全地体现出来了。
现在,万科集团建筑研究中心在做的预制技术研究,把最简单的预制框架技术作为核心,并引入了S-I分离的原则,二者结合在一起形成了万科的VSI技术体系。该体系已经通过深
圳市建筑新技术促进中心的鉴定,成为深圳市建设局推广应用的新技术。深圳市建设局也在2008年启动了深圳市工业化建筑技术标准的编写工作,万科作为主编单位之一为课题组贡献了几年来的100多项实验成果。
6.S-I分离的概念
为了持续进行住宅产业化的研究和实践,万科在东莞松山湖建立了住宅产业化研究基地。基地建成后接待了大批的政府机构、行业协会、合作伙伴、新闻媒体、股东代表以及房地产开发的同行们,它已经成为宣传住宅产业化的一个重要阵地。
7.万科的住宅产业化研究基地总体规划
万科集团在做1号工业化住宅实验楼的时候,选用的是6层住宅原型,因为当时多层住宅,尤其是多层的情景洋房产品是万科集团的主流产品。当时是基于这样的考虑:多层住宅的标准层虽然少,但是楼盘的规模足够大,可以通过复制(建造很多栋完全一样的楼),把高层建筑的竖向标准层水平摆放,一样可以实现大规模标准化的构件生产量。但实践证明这是行不通的,因为这种想法仅仅考虑了生产环节,却没有考虑施工环节。施工的时候,在水平铺开的施工现场,吊装设备的效率是保证不了的,因为汽车吊在行走的时候不能载重,在载重的时候不能行走。虽然当时还想出一个办法,就是在各栋多层住宅楼之间铺设轨道,让一些吊车在施工现场来回移动以提高其使用效率,但现在来看这种想法很幼稚,很难实行,因为现场的复杂性不允许我们做这样的施工组织方案。
这给了我们一些启发:我们的所有工作都必须遵循人类认知事物的普遍规律,遵循从认知(了解阶段,调查、研究)到掌握(初试阶段,试验、试做,完成技术验证),再到创造(中试阶段,设计、创新,完成市场验证)的循序渐进的过程。所以,当我们在学习别人的先进技术的时候,先要完整地学,不要一开始就想自己创新。当别人的做法和我们的想象存在差异的时候,我们要意识到:既然这种做法“存在”,总有它合理的地方。这样,我们首先要弄清楚日本的现状和主流,以及在它原始的发展过程中技术是如何演变的。于是万科在完成了颇具创新特色的1号工厂化住宅实验楼之后,从2号实验楼发展到开始全面学习日本的KSI技术体系。后来到4号试验楼,完全变成了照搬日本做法,请了一个10人左右的日本技术专家团队全程指导,就连脚手架等施工辅助设施都是从日本进口的,目的便是为了弄清
楚在日本这一套体系是怎么做的,然后才能去改进它,使它适应我们的国情。从技术创新上来看,从1号试验楼到4号试验楼,万科一直在作战略收缩,但是技术水平却比原来更成熟。
五、面临的困难和启示
(1)面临的困难
在推广应用工业化住宅建造技术的过程中,面临很多的困难。有技术问题,有成本问题,有技术规范、国家标准、产业政策的问题,还有市场接受程度等各个方面的问题。但是总体来看,当前面临的问题主要有两个,一个是技术标准,一个是产业政策。参考国外和香港的经验,可以找到解决这两个问题的方法:
首先,技术本身不是问题,技术标准才是问题。香港也好、日本也罢,预制住宅技术已经用了二三十年,技术问题已经在使用的过程中完善,直接拿来用就好了。如果一开始用不好,还可以请国外的专家手把手教我们,所以技术本身不是问题。但是要在国内应用,面临的是这些技术和国内现行的建筑技术标准、规范不兼容,即所谓的“超限”。这种情况就使得设计、审批、验收无标准可依,即使工业化技术的科研单位能够提供切实可行的实验数据证明它们可行,每一个项目还是需要通过专家论证,对工业化住宅的大规模推广是一个障碍。在万科集团、中国建筑科学研究院、同济大学和其他一些科研院所的推动下,国家和一些地方已经开始预制装配混凝土结构规范的编写,包括国家的预制装配式建筑技术标准和上海、深圳等地工业化建筑技术标准。在国家和地方标准出台之前,开发商可以先通过“超限审查”的方式获得地方的技术准许和项目审批。
其次,成本不是问题,产业政策缺失才是问题。在工业化住宅的起步阶段,一方面企业要投入研发经费,一方面社会资源缺乏,也没有规模效应,造成平均的成本水平较高,这些因素都会导致开发商的成本提高。在任何一个国家,为了鼓励新技术的应用,国家都会在起步阶段给予一定的产业优惠政策。对于起步阶段的工业化住宅来说,国家也应如此,包括研发经费补贴、税收减免、贴息贷款等财政金融政策,也包括建筑面积豁免、容积率或建筑高度限制放宽等非财政政策,还可以对报批、报建等程序开辟绿色通道以减少工业化项目的审批周期,提高效率等行政审批措施。例如,完全可以借鉴自己的近邻—香港的经验,把预制外墙部分的建筑面积豁免政策作为突破口,因为这种政策对政府来说既不用付出太多财政经费,也会给开发商带来一些成本方面的补偿。据测算,按香港联合作业备考的2号条款,仅考虑预制外墙的面积豁免,项目的可售建筑面积便可增加约4%,开发商可以从这部分增加的销售面积里面得到一部分成本补偿。 只有这样才能促进企业应用住宅产业化技术的积极性,也才能在一定程度上降低工业化给企业带来的成本增加,这样,整个住宅产业才会发展起来。之后,通过社会化、规模化地生产,成本会逐步降低,政府在适当的时候就可以取消这些优惠政策,产业自身也进入了一个良性发展的阶段。
(2)纵观上述国家和地区建筑工业化的进程,给我们许多启示,主要有以下几点:
1.住宅产业化并非是一个可望不可及的目标,只要政府下定决心,并通过一些限制政策和鼓励政策进行引导,使开发商、建筑商和生产企业有利可图,是不难推行的,在短短10~20年的时间内即可取得令人瞩目的成就。
2.建筑工业化符合我们建设资源节约型社会的要求,是利国利民的好事,政府应该带头推行。政府投资的建设项目(比如保障性住房)应该积极使用,同时调动从研发、设计、生产、运输、安装等环节的社会力量,逐步发展,以事实影响社会认知。
3.在市场经济占主导地位的今天,单靠发布命令强制使用某项新技术或者新材料是不够的,还应该资助发展商建设一批示范项目,把成功的做法示范给社会看。
4.在市场经济占主导地位的今天,任何有利于公众的事情,必须制定相关的产业促进政策,让相关行业的参与者都得到实惠,单是呼吁,而没有经济实惠是无用的。
5.政府的相关建设主管部门还要组织研发机构建立相关的技术问题,扫清工业化建筑技术的推广应用障碍,同时还要改变现有的审批流程,建立配套的管理体系,扫清工业化建筑推广应用的程序障碍。
如果能够在技术标准、产业政策方面有所推动,我们国家的工业化住宅的大发展时期应该是很快就会到来的。最后,套用一句阳光卫视纪录片的名字《居住改变中国》作为本文的总结,那就是-“工业化改变中国”,它必将带来中国住宅行业的第二次革命。
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