隨著國家調整產業結構，落實環保節能理念，裝配式建筑已成為行業發展的重要方向。中國建筑設計研究院根據國務院和住建部的有關精神，在裝配式建筑領域積極、持續開展科技創新探索與工程實踐工作，并于2017年獲得首批“國家裝配式建筑產業基地”稱號。我們將在這一新的系列報道——”裝配式建筑“中，為您呈現中國院的相關理念研究、科研成果和多項創新項目，為行業提質增效貢獻一份力量。

趙鈿

中國建筑設計研究院

副總建筑師

裝配式建筑工程研究院院長

從2017-2019三年的統計數據來看，重點推進地區（下圖藍色）新開工裝配式建筑面積分別為7511萬m2、13538萬m2、19678萬m2，占全國的比例分別為47.2%、46.8%、47.1%，這些地區裝配式建筑政策措施支持力度大，產業發展基礎好，形成了良好的政策氛圍和市場發展環境。

在新開工的裝配式建筑中，裝配式混凝土建筑中占據了最大的份額，2019年，新開工裝配式混凝土建筑面積2.7億m2，占新開工裝配式建筑的比例為65.4%；鋼結構建筑1.3億m2,占新開工裝配式建筑的比例為30.4%，其中，鋼結構建筑在公共建筑上應用的數量比較多；木結構建筑新開工面積242萬m2，其他混合結構形式裝配式建筑1512萬平方米。，木結構和其他混合結構應用比例不足5%。

裝配式建筑是需求側和供應側的共同需求。

隨著我國城鎮住宅人均擁有面積越來越高，2019年城鎮人均住房建筑面積達到40.8平方米，許多城市的住宅總套數已經超過了城市家庭的數量，總體上，我國已不存在住宅總量短缺的局面，但是，在一些城市存在住宅供應的結構性不均衡，主要是新市民（藍領、單身、年輕家庭）的居住需要求難以滿足。另一方面，老百姓對住宅的質量和居住的品質都提出了越來越高的要求。許多住宅上出現的質量通病在現行的建造模式下基本上難以克服，因此，發展新型建造方式越來越具有急迫性。

另外，受人口變化的影響，建筑行業的主要勞動力——農民工的老化問題越來越突出，年輕人的就業意向不再選擇又累又臟的建筑工地，人工成本的迅速上升，建筑行業的人工成本越來越高……所有這些，倒逼建筑行業加速向新型建造方式（裝配式建筑）轉型。

到底什么才是裝配式建筑的核心競爭力呢？

高效高質才是裝配式建筑發展的核心競爭力。為什么這么講？

在建筑行業，現在有兩種主要的建造方式。

第一種，是工地現場為主，采用鋼筋、混凝土、砌塊、涂料等建筑原材料，通過大量的人工現場作業，以半人工半機械的方式進行建造的方式；這種方式的代表就是占的市場份額最大的現澆鋼筋混凝土建筑，許多鋼結構建筑雖然比現澆混凝土建筑“利索”些，但從組織方式和技術管理上與現澆混凝土建筑同出一門，沒有根本區別，也可以算做是同一類；為方便，我們暫時稱之為“傳統現場建造”。

另一種，就是裝配式建筑，是將“工廠生產”與“現場建造”相結合的裝配建造方式。

這兩種建造方式，經常會在項目實施的決策會上進行直接競爭。

競爭——按照經濟學家M·波特的競爭戰略理論，競爭優勢分為成本優勢、差異化優勢和集中優勢。裝配式建造與傳統現場建造技術的競爭，也可以從這三方面進行分析。

1. 成本競爭分析

傳統現場建造的技術，尤其是現澆混凝土建筑經過幾十年的發展，技術已經十分成熟，在行業內是主流技術，幾乎所有的施工企業都會做，行業內也在管理和組織方式方面發展出一整套成熟的運行模式，建安成本也比較低。但是，傳統現場建造的低成本優勢也在迅速減小，由于現場建造需要大量的勞動力，而隨著中國人口紅利的消失，人工成本的快速上漲，使得現場建造的房屋的建安成本也在快速上升，這也是許多總承包企業在幾年前就開始轉型的重要原因。

裝配式建筑是個新事物。以裝配式混凝土建筑為例，建安成本比傳統現場建造的建筑普遍高出每平方米一百多元～幾百元。為什么裝配式建造比傳統現場建造的建筑成本高呢？

首先，裝配式建筑的安裝精度高、建成質量好，實際上的建設標準比現場傳統建造的建筑高，因此，質量提升了，成本自然也會增加（好東西不便宜嘛！）。

其次，裝配式混凝土建筑的結構構件是在工廠中生產的，與在現場施工的方式相比，構件在生產安裝過程中要經過脫模、養護、堆放、運輸、安裝等各種不同的工況，鋼筋和混凝土的材料用量一定會比現澆施工的單一工況略有增加，另外生產環節的稅費也是增量成本中的新增部分。

綜合以上因素，裝配式建筑的建安成本是不可能比現澆建筑的更低的。裝配式建筑在成本上沒法與現場傳統建造建筑直接競爭，因為當下的裝配式建筑成本是不可能比傳統現場建造的建筑低的。

另外，在裝配式建筑發展初期，建安成本較高的一個重要原因是行業處于學習曲線的初期，企業還沒有完全掌握技術，缺乏專業隊伍和熟練工人，沒有建立現代化企業管理模式。當行業有了一定規模，企業具備了這些能力，裝配式建筑的綜合成本一定會下降。

當然裝配式建筑的成本不是每一項都是增加的，雖然在預制構件的生產和運輸上產生了部分增量成本，但也要看到由于建筑質量好，使得現場人工、抹灰量、外腳手架、材料浪費等成本大大減少。這些“減量成本”，隨著人工費用的增加，對抵銷裝配式建筑的一部分增量成本的作用也越來越大。

當前階段，比較建安成本，裝配式建筑比傳統現場建造的成本是凈增加，因而直接從成本方面進行競爭，目前的裝配式建筑沒有任何優勢。

2. 差異化競爭分析

傳統現場建造的建筑，質量通病多，在建設過程中的用水、材料的浪費大，對環境的污染也很大。從住房人角度看，這樣的房子雖然便宜（當然從購房人的角度看，房價并不低），但是也是個低質量的產品，甚至僅僅是個半成品。現在，住房總量已不再短缺，這樣的房子當然不能滿足新時代人民對更美好居住生活的要求。

而裝配式建筑，實際上技術難度比現場傳統建造的建筑高，房屋的建設質量明顯也比現場傳統建造的房子高一大截。

經過幾年的歷煉，越來越多的施工企業已經熟悉了裝配式建筑，并積累了裝配式建筑施工的經驗和技術，主體結構的施工速度已經與現澆建筑不相上下，甚至更快，尤其是裝配式內裝的工期大幅度的降低，建設工期具有明顯優勢，如果采用鋼結構，加上裝配式內裝，施工的效率還會有極大的提升。雄安市民服務中心企業辦公區采用模塊式建筑，創造了45天生產、45天施工的裝配式建造速度的新記錄，為裝配式建筑提高效率做了很好的示范。

▲ 雄安市民服務中心-企業辦公區，攝影：張廣源

所以，裝配式建筑比傳統現場建造的建筑，更能滿足市場對高品質、高效率的需求，裝配式建筑具有現場傳統建造所不具備的優勢，那就是質量更好、效率更高。

那么，如何科學地評價兩種不同體系的競爭力呢？現場傳統建造成本低、質量低、效率不高，裝配式建筑成本高、質量高、效率高。那么，怎么評價二者的競爭力呢，我們嘗試引入“生產效益因子F”，來評價一個項目采用現場手工建造與裝配式建筑的競爭能力。

F生產效益因子=A建筑面積/（D建設周期XC建設成本）

此公式反映的是以不同建設方式投入單位人工和單位資金所能生產的建筑面積，公式中的單位：

A項目中建筑物的建筑面積：平方米

D項目的建設周期：工日

C項目的建設成本：萬元

說明：

對建設單位來講，建設成本就是建設期的投資；

對總包企業來講，建設成本就是建安成本。

在相同的建設周期下，投資或成本越大，效益指數越低；

在相同的投資或成本下，建設周期越長，效益指數越低。

當前，裝配式建筑工程造價高，項目的整體效益是不是就差呢？建安成本是個靜態因素，資金的時間成本也是需要考慮的重要因素。裝配式建筑的生產效率高、工期短，可以大幅度降低資金的時間成本（利息），對提高項目效益具有很大作用。

如何縮短裝配式建筑的項目建設周期呢？圍繞著這一目標，可以通過標準化設計降低實施難度，做好項目的設計、生產、施工組織管理，提高協同效率，通過施工組織穿插提效（并行工程），從而大幅度縮短建設周期，提高資金的利用效率。

從建筑的全生命期來看，評價項目的綜合效益，不僅要考慮建設期間的投入，還要考慮運營階段的維護支出和租金收益。如果將運營維護階段的費用一起計算的話，建設階段的費用僅占總支出的30%~40%。因此，通過提高建筑的耐久性，降低維修維護的費用具有重要的意義。裝配式建筑在建設階段的投入相對較大，但由于建造精度高，質量好，相比采用現澆工法的建筑，能夠大大提高了建筑的耐久性。從這個角度來講，裝配式建筑更“省錢”。

綜上所述，裝配式建筑在建安成本不占優的情況下，只有努力縮短建設周期，提高效率，才能取得較高的效益，才有可能建立針對傳統現場建造模式的競爭優勢。

這也印證了一句名言：“天下武功，唯快不破”。

裝配式建筑的優勢在于高品質，核心競爭力則在高效上。

“高品質”——大家這幾年都看到了，但是“高效率”，還不太理想。

04

裝配式混凝土建筑繼續提效的空間有限，鋼結構建筑具有大幅度提效的潛力。

在住宅產業化（裝配式混凝土建筑）發展的早期，受制于當時的理念和技術，裝配式混凝土建筑作為一個新事物，未能突破當時的標準與規范的藩籬，不得不采用“等同現澆”的技術路線。這種技術路線的確定，破解了裝配式混凝土建筑技術落地發展的現實問題，使得裝配式的新技術能夠在現澆技術的“大樹”上“嫁接”成活，使得裝配式建筑的發展有了可能。但是，由于保有大量的現澆工作，使得預制和現澆兩種工法并存，也從根本上限制了裝配式混凝土建筑施工安裝效率的提升空間。在早期的工程中，預制部分的比例只有不到10～20%，現澆工法的占比約80～90%，后來，預制的比例才逐步提高（北京市2017年工作計劃中規定，60米以下的建筑的預制率不應低于40%）。現在，預制率高的項目上也能達到50～60%。實踐證明，預制率超過60%以后，要進一步提高，技術上的困難越來越大，成本也越來越高，綜合效益會急劇下降。因此，在現有的技術體系下，進一步提高建設效率的空間比較有限。

而鋼結構建筑的施工安裝效率，具有天然的優勢。除了組合樓面施工中才會采用現澆工法，豎向承重結構（柱、斜撐）大都采用鋼結構，不會出現2種工法互相制約情況。鋼結構框架的施工安裝能夠做到“一柱三層”甚至“一柱四層”，主體結構施工的效率要比混凝土結構高很多。

▲   首鋼二通廠鋼結構住宅

但是，鋼結構建筑的建安成本普遍高于混凝土建筑，因此主要用地公共建筑上，尤其在大跨度、超高層建筑上用的十分普遍，而在量大面廣（也對成本比較敏感）的住宅類項目上應用卻很有限，總體占比不足3%，成為政府非常關心、業界為之努力的一個大課題。

如前所述，現階段，裝配式建筑（無論是混凝土、還是鋼結構）的成本增量是剛性成本，無法消除，只能隨著建設規模的增長、標準化程度的提高以及行業技術水平的提升不斷降低，但消除與現澆建造方式之間的差距，甚至降到比現澆技術還低，短期之內是不可能的（長期看，人工成本的比例達到建設成本的一半以上，裝配式建筑的成本就會低于現澆建筑）。所以，當下提升裝配式建筑的競爭力的最重要的方法就是提升裝配式建筑的整體生產效率。

05

提效是關鍵，那么如何提效呢？

1. 發展綠色建造技術、發展信息化施工技術，對提升建造的效率具有重要作用，這也是當前大多數主施工企業努力研究的課題。

2. 發揮工廠生產的高效優勢，將裝配式建筑的重心由工地向工廠轉移，將工地與工廠更加緊密的聯系起來，發展新的“制造+建造”方式，從而大幅度提高裝配式建筑的整體生產效率，此事大有可為。

由于裝配式建筑的部品部件是在工廠制造的，施工安裝是在工地內裝配而成的。所以提高效率要從工廠制造、現場建造兩個方面同時抓，并將制造與建造融合成一個整體，才能真正的提高裝配式建筑的效率。

▲   和能人居的裝配式內裝修部品部件工廠化制造

中國是制造大國，也是聯合國工業門類最齊全的國家，中國的基礎設施與其他低成本國家相比，也有體系上的優勢，中國的制造能力在這些年逐步體現出了很強的競爭力。但在裝配式建筑中，制造業所起的作用還沒有充分發揮。

自百年之前，制造建筑的想法就出現了，著名建筑師勒·柯布西耶提出建筑是居住的機器，并大力推廣工業化建筑。其后有大量嘗試，但由于過于重視技術，而忽略了建筑的人文特征與人的需求的復雜性，使得工業化的居住建筑并沒有獲得社會的認可。因此，如何滿足用戶的需求，同時將制造的高效高質的特點發揮出來，就是當今裝配式鋼結構建筑發展中要研究的重要課題。

來源：中國建筑設計研究院