一、模塊化建筑概念與發(fā)展概況
1、裝配式建筑市場發(fā)展概況
裝配式建筑是指用工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場裝配而成的建筑。由于采用大量的預(yù)制件,其原材料損耗顯著降低,施工時(shí)噪聲與污染程下降,因此裝配式建筑屬于綠色環(huán)保建筑,既可以縮短建設(shè)周期,又可以減少施工污染,從而減少施工場地的臟亂差。也符合建筑工業(yè)化的發(fā)展方向,因此得到了政策的扶持,開始迅速發(fā)展。
裝配式建筑從結(jié)構(gòu)材料上一般可分為:預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系、裝配式混合結(jié)構(gòu)體系和裝配式結(jié)構(gòu)體系。其中鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)是天然的裝配式建筑。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過可靠的連接方式裝配而成的主體結(jié)構(gòu),包括全裝配混凝土結(jié)構(gòu)、裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)等。
從全球裝配式建筑的發(fā)展來看,發(fā)達(dá)國家由于起步相對較早,技術(shù)成熟,施工的機(jī)械化程度高,因此裝配式建筑的發(fā)展程度也相對較高,目前歐美、日本、新加坡等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已進(jìn)入成熟階段,美國、法國、丹麥和瑞典的裝配化率(裝配式建筑占所有建筑面積的比率)高達(dá)80%。發(fā)達(dá)國家的實(shí)踐證明,利用工業(yè)化的生產(chǎn)手段是實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)低能耗、低污染,達(dá)到資源節(jié)約、提高品質(zhì)和效率的根本途徑,也是中國建筑業(yè)未來的發(fā)展趨勢。而中國的裝配式建筑發(fā)展起步較晚,目前裝配化率不到15%,仍有很大的發(fā)展空間。
世界主要國家建筑裝配化率
國家 | 裝配化率 | 發(fā)展特點(diǎn) |
美國 | 0.8 | 鋼結(jié)構(gòu)主體、PC預(yù)制外墻,小住宅模塊組合體系 |
法國 | 0.8 | 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主,少量鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu) |
丹麥 | 0.8 | 預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),結(jié)構(gòu)、門窗、廚衛(wèi)等構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化 |
瑞典 | 0.8 | 木結(jié)構(gòu)建筑為主 |
新加坡 | 0.7 | 全裝修PPVC技術(shù) |
英國 | 0.7 | 鋼結(jié)構(gòu)為主 |
加拿大 | - | 構(gòu)件通用性高,大城市多為裝配式混凝土和鋼結(jié)構(gòu) |
日本 | - | 預(yù)制裝配式混凝土PC結(jié)構(gòu)為主,在多層住宅中大量采用鋼結(jié)構(gòu)集成住宅和木結(jié)構(gòu)住宅 |
數(shù)據(jù)來源:智研咨詢整理
2、模塊建筑優(yōu)點(diǎn)與類型分析
而隨著裝配式建筑的發(fā)展,近幾年來也出現(xiàn)了一種新型的裝配式建筑形式——模塊化建筑,也稱“盒子建筑”。相對于裝配式建筑,模塊化建筑技術(shù)在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工業(yè)化、供應(yīng)配套化、施工裝配化等方面都有顯著的提升,整個(gè)建設(shè)過程中施工安裝方便,周期較短,質(zhì)量易于保證,使用壽命長,成本低,而且基本可以做到無濕作業(yè),改善作業(yè)環(huán)境,減少污染。同時(shí)相對于傳統(tǒng)的裝配式結(jié)構(gòu)體系,模塊化建筑結(jié)構(gòu)體系整體性好、連接可靠、穩(wěn)定性好,可以節(jié)約勞動力,有效改善工人的工作條件,因此近幾年迅速發(fā)展。
目前的模塊化建筑可以分為可移動型和永久性兩類,可移動型主要為由波形板墻承受豎向力的集裝箱式建筑。集裝箱模塊化建筑理念來源于生活利用,集裝箱內(nèi)部空間大,與人類生活建筑空間相類似,集裝箱式結(jié)構(gòu)由波形板式墻體承受豎向荷載,穩(wěn)定性較好,集裝箱之間可用螺栓進(jìn)行鎖扣,連接方便,大大減少了建筑時(shí)間和成本,得到了很快的發(fā)展。由于制造工藝更為簡單,成本顯著較低,是目前最為主要的模塊化建筑類型。
永久性模塊化建筑是近幾年出現(xiàn)的,是一種由柱承受豎向力的框架結(jié)構(gòu)模塊化建筑。豎向荷載由柱承擔(dān),根據(jù)用途需要安裝墻體,大大減少材料的用量,更加經(jīng)濟(jì)。永久性模塊化建筑(PMC)一旦建成,幾乎在任何形式上都類似于傳統(tǒng)房地產(chǎn)項(xiàng)目的永久性建筑。使用PMC工藝,模塊可以改造現(xiàn)有的建筑物,或者項(xiàng)目是圍繞模塊化建筑技術(shù)設(shè)計(jì)的。
兩類模塊建筑特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域比較
類型 | 材料、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) | 主要應(yīng)用領(lǐng)域 |
可移動性模塊化建筑 | 集裝箱、波板墻承受豎向力、螺栓鎖扣、連接方便、標(biāo)準(zhǔn)化極高、應(yīng)用領(lǐng)域受限 | 小型零售門店、工地、學(xué)校等臨時(shí)建筑 |
永久性模塊化建筑 | 柱承受豎向力、預(yù)制混泥土、鋼結(jié)構(gòu)等、減少材料的用量與傳統(tǒng)建筑沒有區(qū)別,可高度定制、應(yīng)用廣泛 | 醫(yī)院、學(xué)校、零售業(yè)務(wù)和商業(yè)項(xiàng)目、行政/商業(yè)建筑、多戶住宅等 |
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3、永久模塊化建筑市場現(xiàn)狀
近幾年隨著技術(shù)的發(fā)展PMC工藝應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展,行業(yè)規(guī)模增長迅速,雖然目前在整個(gè)建筑業(yè)中占比依然相對較小,但具有廣闊的市場前景與發(fā)展空間。
2019年全球永久模塊化建筑市場規(guī)模達(dá)到290.43億美元,其中預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)品規(guī)模為193.75億美元,鋼結(jié)構(gòu)及其他類型產(chǎn)品規(guī)模為96.68億美元。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測,全球的永久性模塊化建筑在2030將有望達(dá)到2500億美元左右。
2014-2019年全球不同類型永久模塊化建筑規(guī)模走勢圖
資料來源:智研咨詢整理
從全球的市場分布來看,得益于更為成熟的建筑信息化應(yīng)用以及成熟的裝配式建筑市場,北美地區(qū)依然是全球永久模塊化建筑最大的市場,其次是亞太地區(qū)與歐洲地區(qū),其他地區(qū)規(guī)模依然較小。
2019年全球永久模塊化建筑主要區(qū)域市場規(guī)模占比
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智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國永久模塊化建筑行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與投資趨勢前景分析報(bào)告》指出:從國內(nèi)市場來看,2019年我國永久模塊化建筑規(guī)模約151.3億元,占比裝配式建筑規(guī)模12400億元比重的1.22%。近幾年中國永久模塊化建筑規(guī)模及占比裝配式建筑規(guī)模比重情況如下圖所示:
2014-2019年中國永久模塊化建筑規(guī)模及占比裝配式建筑規(guī)模比重情況
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從需求結(jié)構(gòu)來看,主要以新建的永久模塊化建筑產(chǎn)品為主,改造的配套產(chǎn)品規(guī)模相對較小。
2014-2019年中國永久模塊化建筑細(xì)分規(guī)模情況
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從細(xì)分產(chǎn)品來看,中國永久模塊化建筑市場以預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)建筑為主,但近年來在鋼結(jié)構(gòu)等類型產(chǎn)品增長的影響下,預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)建筑占比呈下降態(tài)勢,2019年中國永久模塊化建筑市場規(guī)模達(dá)到151.30億元,其中預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)品規(guī)模為103.55億元,占比為68.44%;鋼結(jié)構(gòu)及其他類型產(chǎn)品規(guī)模為47.75億元,占比31.56%。
2014-2019年中國不同類型永久模塊化建筑規(guī)模走勢圖
資料來源:智研咨詢整理
從市場競爭環(huán)節(jié)來看,目前我國的永久模塊化建筑生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量相對較少,主要是規(guī)模較大的裝配式建筑企業(yè),行業(yè)的集中度相對較高。目前,我國永久模塊化建筑生產(chǎn)企業(yè)主要有中集集團(tuán)、中國南山集團(tuán)、中建科技集團(tuán)有限公司等企業(yè)。2019年永久模塊化建筑Top 3約20%,Top 5約25%。行業(yè)目前具有明顯的長尾,隨著市場規(guī)模的擴(kuò)大,行業(yè)內(nèi)企業(yè)數(shù)量預(yù)計(jì)將會持續(xù)增加,市場集中度可能將會逐漸下降。
總的而言,相對于傳統(tǒng)裝配式建筑體系,模塊化建筑可以實(shí)現(xiàn)90%以上的部品化率,工廠化水平較高,即建筑工業(yè)化程度較高;模塊化建筑模塊的拼裝,更加簡單方便,吊裝次數(shù)少,用時(shí)更短,可以有效縮短工期,降低建設(shè)成本,更加經(jīng)濟(jì)。但目前仍面臨技術(shù)不成熟,總體成本和運(yùn)輸成本都相對較高的問題,市場發(fā)展和應(yīng)用還相對有限。但未來隨著模塊化建筑的發(fā)展,下游房地產(chǎn)市場中酒店建設(shè)、商品房建設(shè)的模塊化建筑工程占比逐步提升。同時(shí)模塊之間拼裝可采用高強(qiáng)螺栓連接,拼裝步驟簡單,更容易保證質(zhì)量,使整個(gè)建筑更加安全可靠;相對于傳統(tǒng)裝配式建筑,建筑物部件工廠預(yù)制比例大,現(xiàn)場施工周期短,無濕作業(yè),可減少對環(huán)境的污染,更加環(huán)保,更符合綠色建筑的主題,還可以節(jié)約材料,防止浪費(fèi)。
相對于傳統(tǒng)裝配式建筑,模塊化建筑運(yùn)輸可采用集裝箱成品運(yùn)輸?shù)姆椒ǎ蟠蟾淖兞诉\(yùn)輸條件,安全風(fēng)險(xiǎn)小,裝卸效率高,勞動力成本低,且有利于開展多式聯(lián)運(yùn),模塊化建筑是傳統(tǒng)裝配式建筑體系的升級,是模塊化建筑未來發(fā)展的必由之路。
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