2020年日本装配式建筑发展分析报告
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2020年日本装配式建筑发展分析报告
2020年3月
目录
一、装配式重回政策焦点,日本发展经验值得借鉴 (5)
1、雷神山、火神山医院火速完工,装配式引领建造技术变革 (5)
2、回溯历史,我国装配式技术起步于上世纪50年代,不过受制于技术条件中道停滞 (6)
3、近年随着劳动力短缺、环保等问题逐步凸显,装配式再度成为政策主推方向 (7)
二、日本装配式发展已较为成熟 (9)
1、日本近年装配式住宅占比15%左右,历史最高18% (9)
2、日本对装配式住宅认定标准十分严格,实际占比更高 (9)
三、日本装配式住宅发展历程 (13)
1、起步阶段:因住宅短缺受到重视 (14)
2、爆发阶段:借经济东风快速发展 (15)
3、整固阶段:头部效应、高端化趋势显现 (16)
4、成熟阶段:国内业务趋于饱和,维持稳定发展 (18)
四、日本发展装配式的成功之道 (18)
1、建立公共资金住宅体系 (19)
2、制定顶层发展规划 (23)
3、推进住宅部品产业的发展 (26)
4、健全标准和评价体系 (26)
5、鼓励民营企业发展 (28)
五、日本经验对我国的前瞻性意义 (29)
1、自政策重提装配式以来,政府以主导的姿态积极介入 (29)
2、我国目前尚处于装配式快速发展早期 (30)
3、装配式行业集中度或将持续提升 (30)
4、装配式钢结构将得到长足的发展 (31)
5、装配式不止带动了建筑公司,同时引导了建材和装修产业的变革 (32)
国内装配式重回关注焦点,日本发展经验值得借鉴。
XGYQ期间,雷神山、火神山医院的火速完工引发市场对装配式建筑关注,回溯历史我国装配式技术起步于上世纪50年代,不过受制于技术条件中道停滞,近年随着传统施工模式劳动力短缺、成本上行、环保等问题日益凸显,装配式建筑再度成为政策主推方向。
日本自上世纪40年代采用装配式技术以来,通过超过半个世纪的积累,已经成为全球装配式技术最为领先的国家之一,站在当前时点,如何看待我国装配式建筑成长之路,日本经验值得借鉴。
复盘日本:政策扶持助成长,标准化驱动全面推广。
结合日本宏观经济形势,可将战后装配式产业的发展分为4个阶段。
1945年-1954年为起步阶段,受到战争影响,日本出现超过400万套的住房短缺,装配式技术开始受到政府重视和开发;步入1955年,整个行业迎来快速发展的第2阶段,装配式新建住宅的规模和在整个住宅市场的占比都得到大幅提升,1973年-1990年为第3阶段,装配式行业规模震荡上行,并且开始向高端转型;1991年后,步入下跌周期,然而经过30多年的发展,装配式已经摆脱了廉价形象,并且具有完善的配套产业、技术标准以及评价体系。
政策扶持助成长,标准化驱动全面推广。
早期日本政府主要通过政府资金向装配式产业贡献订单并进行技术开发,另一方面也通过制定行业发展计划(新建装配式住宅户数和在住宅市场的占比2个目标)帮助全行业实现技术积累和规模扩张。
随后政府制定了行业标准和评价体系,加强装配式产品的通用性和性能水平,同时提出要完善住宅
部品产业,助力装配式建筑产业全面推广。
最后,日本政府积极鼓励民营企业进入行业,通过订单支持、技术竞赛等多种方式助力民营企业占有市场,目前日本装配式住宅行业的头部公司均为民营。
展望未来,国内钢结构景气上行,部品和装配式装修亦将受益。
2016年我国《关于大力发展装配式建筑的指导意见》从目标规划、标准规范、部品产业等多个维度提出了要求,这与日本的发展经验具有相似之处。
但与日本不同之处在于我国装配建筑多以钢筋混凝土结构为主,钢结构占比不到10%,日本则多为钢结构,占比接近90%,钢结构在装配式领域具备巨大发展空间。
另一方面,参考日本经验,装配式较为依赖规模效应,因此天然存在向头部集中的趋势,未来我国的装配式龙头企业有望长期受益于市占率提升。
最后,装配式建筑集成水平的不断提升也将推动周边产业(建筑部品、装配式装修等)完成工业化,使它们具有向非装配式领域提供标准化解决方案的能力,这对建筑业的各个子行业而言都是重大的投资机会。
一、装配式重回政策焦点,日本发展经验值得借鉴
1、雷神山、火神山医院火速完工,装配式引领建造技术变革
今年年初,为应对XGYQ,武汉以10天左右时间建成雷神山、火神山医院,其惊人的建设速度背后,是我国建造技术的变革。
具体而言,两者均采用了国内最前沿的装配式建筑技术,最大限度地采用拼装式工业化成品,大幅减少现场作业的工作量,节约了大量时间。
同
时,在外部拼接过后进行整体吊装,将现场施工和整体吊装穿插进行,实现了效率最大化。
在此之后住建部联合卫健委发布XGYQ应急救治设施设计导则,明确对于收治患者的医疗机构或临时建筑改扩建项目,鼓励优先采用装配式建造方式,装配式再度成为关注焦点。
2、回溯历史,我国装配式技术起步于上世纪50年代,不过受制于技术条件中道停滞
根据《建筑技术》,我国的建筑工业化始于上世纪50年代,一五计划期间苏联援助新中国的大部分项目都采用了装配式技术。
后来装配式因具有快速批量的特点被应用于住宅领域以解决当时的住房短
缺问题,我国自七十年代开始大量建设大板型装配式住宅,但由于当时施工经验有限和对技术规范的忽视,装配式住宅抗震能力差,质量问题频出。
1976年唐山大地震导致大量大板住宅垮塌,引起政府对装配式建筑的全盘否定。
3、近年随着劳动力短缺、环保等问题逐步凸显,装配式再度成为政策主推方向
伴随我国人口红利拐点向下,2014年来建筑农民工人数增速开启下行,2018年农民工平均年龄较8年前几乎增长了8岁,行业陷入后继无人的尴尬处境,加上近年环保日益趋严,高度依赖人工、污染相对较大的传统建筑施工模式面临无人可用、环保停工等挑战,而对人工依赖度低、建造过程高效、环保的装配式建筑模式比较优势正逐步凸显。
大力推广节能环保的绿色建筑已是大势所趋,自2016年国务院发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》以来,后续配套政策陆续出台,装配式再次迎来政策红利,开启新一轮发展。
国内装配式何去何从?日本之石,可以攻玉。
日本自上世纪40年代采用装配式技术以来,通过超过半个世纪的积累,已经成为全球装配式技术最为领先的国家之一,如何对我国的建筑业完成产业化改造,可以借鉴日本经验。
我们梳理了日本住宅工业化发展路径,以期能够为我国装配式蓝图提供前瞻。
二、日本装配式发展已较为成熟
1、日本近年装配式住宅占比15%左右,历史最高18%
近年来,日本装配式住宅市场保持平稳运行,自09年金融危机以来平均每年新建13.5万户,常年稳定占到全部新建住宅的15%左右,这个数字与我国《“十三五”装配式建筑行动方案》提出的到2020年的目标类似。
但历史上日本装配式住宅占比最高时是1992年的18%,大幅低于我国《方案》提出的到2025年占比30%的目标。
2、日本对装配式住宅认定标准十分严格,实际占比更高
日本对装配式建筑的认定标准非常严格,日本建筑中心对装配式住宅的认定要求为单体预制率超过三分之二,且主要结构部分(墙、柱、地板、梁、屋面、楼梯等,不包括隔断墙、辅助柱、底层地板、局部楼梯、室外楼梯等)均为工厂生产的规格化部件,并采用装配式方法施工。
实际上日本普遍使用预制构件和住宅部品,公寓建筑考虑
到成本经济性,大量采取装配式和传统现浇相结合的混合工法,而这类住宅虽然采用了装配式技术,但由于预制化程度达不到装配式住宅的认定要求,因此并不纳入统计口径。
我们测算装配式技术在日本的渗透率应该超过30%。
可以通过以下方法粗略估算装配式技术在日本的应用情况。
考察日本建筑业在2018-2019年度年营业收入最高的160多家公司(样本已经足够大,具有一定代表性),并查询这些公司是否为日本预制建筑协会的(正/准/赞助)会员,假设会员企业均采用装配式技术,那么可以发现采用装配式技术的建筑公司的营业收入占样本总和的32%左右。
分结构来看,截至2019年,新建装配式住宅中钢结构、木结构和钢筋混凝土结构的比例分别为88%、9%和3%。
这与非装配式住宅产生鲜明的反差,19年非装配式结构中有66%为木结构,钢筋混凝土结构、钢结构和其他建筑结构分别占30%,3%和1%。
对于同种结构,采用装配式还是非装配式主要还是取决于经济性。
虽然平均而言装配式每平米建设费用要高于非装配式,但工厂化生产提升了建设速度,这非常适于大企业提高资金周转效率,强化盈利能力。
从建筑性能角度考虑,一般而言钢筋混凝土结构具有出色的耐火性,广泛用于中高层公寓,钢结构由于在高温时强度下降,因此多用于中低层公寓和独栋住宅的建设,重钢结构(厚度大于6mm的钢框架)通过采用较厚的结构件减少了支柱的数量,因此可以带来更大的使用面积,轻钢结构和木结构由于强度限制,多用于建设独栋住宅。
2019年的数据表明装配式更多用于建设公寓而非独栋,这与装配式更加适应规模化生产有关。
非装配式住宅与之正好相反,去年由木结构建设的独栋住宅占非装配式全部新建住宅的一半以上。
但整体而言,建设最多的还是公寓类住宅,19年占比达到51%。
分地区来看,2019年新建装配式住宅集中在东京都市圈和名古屋都市圈。
造成这样的结果有两方面原因,一是日本装配式快速发展的阶段(1955-1973)正是日本经济腾飞、城市化进展显著的时间窗口,装配式在城市获得了大量市场;另一方面,当前的日本由于老龄化问题加剧,在远离城市的偏远地区人口分布较为稀疏,市场较小,难以形成较强的规模优势。
非装配式住宅的分布与装配式类似,但集中度
相对低一些,原因是非装配式木结构住宅分布较为分散,这与其平均建设成本较低,更加适应小规模建设有关。
三、日本装配式住宅发展历程
日本装配式产业的发展经历了较为完整的从起步(1954年以前)到快速增长(1955-1972),再到稳步提升(1973-1990),最终随经济而衰退(1991年以后)的过程。
目前装配式技术在日本已经非常成熟,广泛应用于整个住宅产业。
1、起步阶段:因住宅短缺受到重视
日本装配式起步于住宅绝对短缺的年代。
二战末期日本本土遭遇美国轰炸,大量房屋被毁。
1945年战后初步统计表明日本的房屋缺口超过400万套,住房政策因此作为日本快速重建工作的重点之一启动。
摆在政府面前的迫切需求是如何快速大量供应住宅,装配式技术开始投入研发。
另一方面,轰炸引起的火灾导致日本房屋由木结构向钢筋混凝土结构和钢结构转变。
日本的木结构建筑群在凝固汽油弹火攻期间被成片焚毁,这引发了日本社会对城市不可燃性的迫切需求,战后日本建筑技术发展的重要目标便是防火和抗震。
1947年,在战灾复兴院、学术界和业界的共同努力下完成了《简易混凝土构造住宅基准》,并于1948年建成了了第一栋装配式钢筋混凝土住宅。
2、爆发阶段:借经济东风快速发展
装配式住宅产业在1955年后得以快速发展。
朝鲜战争时期美国的大量军需订单为日本带来了宝贵的发展机遇,使其逐渐恢复元气,到1955年,整个经济开始快速发展。
50年代开始,由政府主导的海港、空港、铁路、公路、住宅等公共事业建设计划开始大规模推动。
产业的回暖和发展导致大量农村人口向城市转移,叠加婴儿潮的影响,为住房市场带来大量的结构性需求和劳动力供应。
在发展早期,日本装配式也经历了一些与我国类似的问题。
在上
世纪60年代,尽管工厂化生产被认为可以确保质量,但由于门槛较低、价格竞争以及质量控制能力的缺乏,预制房屋出现漏水、隔音效果较差等质量缺陷。
从1965年左右开始,在公众的住房需求不断增加的同时,装配式住宅也面临成本不断上涨,工期延误,建筑水平低下等短板。
装配式住宅在面对不断扩张的市场的同时也存亟需产业化、规范化。
为此日本政府牵头成立了“轻钢结构建筑协会”、“预制建筑协会”等行业组织,开启预制构件和住宅部品的标准化建设工作。
3、整固阶段:头部效应、高端化趋势显现
70年代以后,GDP实际增速已经开始放缓,不过仍旧处于扩张期。
受1973年石油危机影响。
1974年新开工住房户数下降超过30%,预制住房公司受到过度资本投资和低效销售网络的严重打击,很多公司退出预制房屋市场,导致装配式住宅的比重短暂下行。
经济增速放缓也使得头部企业开始通过扩大市占率的方法谋求进一步发展。
截至1974年,日本装配式住宅领域CR4(按份额排名分别为积水、三泽、大和、National住宅建材(即现在的松下营造))占据了71%的市场份额。
预制建筑商为刺激新的需求,开始努力消除产品的廉价形象,强调预制构件的价值,与传统建材拉开区分度。
许多公司开始对预制构件的外观进行个性化设计,开发其专属建筑风格,同时也积极响应消费者的需求,如内置家具来增强产品差异化。
随着日本经济体量的不断提升,其出口也对其他国家的行业产生了明显的冲击,美日贸易摩擦日渐常态化。
在此背景下,1985年美国为实现美元贬值,与日、德、法、英四国签订“广场协议”。
此后日本进入短暂的泡沫经济期,资产价值大幅膨胀,国民消费水准陡然提升,装配式企业顺势开始向高端化转型,开发高级住宅。
4、成熟阶段:国内业务趋于饱和,维持稳定发展
1991年泡沫经济破裂标志着日本经济的拐点,同时,由于房屋户数早已超过家庭户数,叠加老龄化、少子化问题日趋严峻,日本住房市场开始呈现下滑态势。
然而通过30多年的努力,装配式几乎消除了廉价形象,整体而言装配式的跌幅并不如整个住宅市场来得剧烈。
1991年后装配式产业的发展呈现2大特点:一是业务长期负增长;二是企业结构性分化加速,1973年收入规模最靠前的4家龙头装配式住宅供应商(积水、大和、松下、三泽)中,只有2家实现了营收规模的跨越式提升。
四、日本发展装配式的成功之道
从上文对日本装配式历史的复盘中我们不难发现,装配式从起步到逐渐发展成熟的过程离不开政府的引导。
我们接下来将分析日本当年究竟采用过哪些值得借鉴的举措。
1、建立公共资金住宅体系
在装配式发展早期,日本政府已经意识到装配式需要依托于大量订单才能发挥优势并且得到发展。
鉴于此,日本政府先后建立了住宅金融公库、公营住宅和住宅公团,组成日本的公共资金住宅体系。
公共资金住宅向装配式领域贡献了大量订单,为装配式的发展做出了重要贡献并且到今天仍在发挥余热。
在20世纪后半期,受益于政策红利,公共资金住宅取得了巨大成就,1982年最高峰时期占据了全日本新建住宅户数的50%以上。
我们分别对公共资金住宅体系的三个机构进行进一步阐述:
住宅金融公库(现住宅金融支援机构),成立于1950年,是日本为了解决住房困难而设立的政策性金融机构,主要面向中低收入阶层,负责为住房建设和住房用地购置提供贷款。
住宅金融公库自成立以来向市场贡献了超过1600万套住宅,且自60年代以来就开始为装配式住宅提供低息贷款。
在千禧年前公库融资住宅一直是日本装配式住宅最大的细分市场,巅峰时期占据了装配式住宅70%的份额。
公营住宅,于1951年通过《公营住宅法》确立,是政府和公共团体面向低收入群体建设的廉租房,具有福利性质,且与住宅金融公库一样对装配式住宅具有倾向性。
另一类公营住宅称为灾害公营住宅或复兴住宅,用以安置灾民,装配式技术由于具有速度快,产量大的特点,在应急住宅上也得到了广泛采用。
住宅公团(现都市再生机构),“公团”是日本对企业化经营的垄断性机构的称呼,住宅公团基于大量人口从农村涌向城市造成的城市住房缺口于1955年成立,主要面向中产阶级租赁或销售住宅。
同之前介绍的两种机制相类似的是,住宅公团也肩负着大量供应住房的目标,因此装配式技术得到广泛采用。
另一方面,受益于目标住户消费水平的提高,公团住宅得以设计得较为时尚,并在当时引领了生活方式的变革。
公团住宅大量采用的“nDK”户型(类似我国的n室一厅),对日本之后的住宅设计产生了深远的影响。
2、制定顶层发展规划
佐藤内阁于1966年通过立法制定了一项长期可靠的住房计划——住宅建设五年计划,自1966年第一期施行后共经历八期。
该计划立足于对未来住房需求不断增长的预期,通过设立公共资金住宅建设量、逐期增长的居住水准条件以及土地、融资、技术上的援助刺激住房产业壮大。
每一期五年计划都确定了住宅技术的开发重点,从第一期的高层化、工业化到第八期的注重抗震性和节能性,不断提升住宅性能。
设定装配式住宅占比目标。
作为推进住宅建设五年计划的具体思路,建设省于1966年底发表了《住宅建设工业化的基本构想》,该《构想》为装配式住宅定立五年规划,要求工厂生产住宅的普及率在“一五计划”结束的1970年达到15%。
1969年,为了进一步促进整个住宅产业的工业化,建设省发表《住宅生产工业化的长期构想》。
次年,建筑审议会和住宅宅地审议会以该文为基础,提出到1975年将装配式的普及率提高到30%。
这个目标受到民间资金住宅的拖累,并未完全实现,但是由政府主导建设的公营、公团住宅中,装配式的占比提升到25%以上(公库融资住宅还是由个人主导建设,因此表现出与民间资金住宅类似的趋势)。
3、推进住宅部品产业的发展
发展住宅部品市场。
住宅部品是用于组合成住宅的功能单元,与装配式住宅采用的预制构件(结构单元)相区分。
最早的住宅部品规范是1959年由住宅公团提出的KJ规格部品认定系统,由公团制定尺寸和选材,并应用于公共住宅建设中。
1966年《住宅建设工业化的基本构想》指出,为了满足日益增长住宅需要和抑制建筑成本的快速增长,有必要大力促进住宅和住宅部品的工业化。
60年代末期,日本建筑中心“住宅部品化委员会”提出通用住宅部品的概念,希望通过标准化生产满足大量建设的需求并提高住宅品质。
70年代,日本重点完成了楼梯单元、储藏单元、厨房单元、浴室单元等住宅部品的开发。
住宅部品市场的发展极大提升了室内装修的速度和质量,促成了装修体系工业化。
4、健全标准和评价体系
标准化增进行业规范和产品通用性,只要是厂商按照标准生产出来的针对指定方面的构件或部品,在现场装配时都可以不同品牌混用。
通产省工业技术院于1969年制定《推动住宅产业标准化五年计划》,
开启对住宅产品在结构、材料、性能、安全性等方面的调查研究和系统设计,并对标准化参数提出建议。
日本在装配式结构方面的标准规范主要集中在钢筋混凝土结构,钢结构由于天然具有装配式属性,大部分都是装配式建筑,因此采用和一般钢结构相同的设计规范。
制定覆盖全产业链的评价制度。
日本政府于1970、1972和1973年分别颁布《优良工厂认定制度》、《工业化住宅性能认定制度》和《优良住宅部品认定制度》。
以《工业化住宅性能认定制度》为例,该制度通过将住宅性能划分为不同维度(结构稳定性、抗劣化、日照采光等)并逐个评分,为不同住宅间的性能对比提供量化参考。
评价体系的建立也是推广装配式的手段之一,因为评判标准的公开化有利于生产企业向制度靠拢,从而带动质量的提升,同时购买经过认定的住宅可以获得更多贷款。
到2000年,日本的住宅性能评价制度进一步覆盖到市场的所有住宅,整体而言装配式住宅参与性能评定的占比更大,表明其质量相比一般住宅过硬。
2018年日本采用装配式建设的住宅中,被评级为“长期优良住宅”的比例在25%以上;与之对比,在全部新建住宅中只有11%获得了该项评级。
5、鼓励民营企业发展
政府及其关联部门在民营装配式企业的起步阶段提供商业支持。
日本第一座纯粹来自私营部门并取得成功的预制建筑是大和房屋工
业在1955年4月发布的“钢管结构房屋(Pipe House)”,该产品实现了构架、屋顶、墙壁、地板、门窗等的预制,体现了工业化的理念,也因此得到了政府的大力支持,公司收到了当时的日本国企——国有铁道公司的大量仓库订单,这为公司今后的发展提供了充足的资本积累。
1959年,公司采用轻型钢设计并生产出“小型房屋(Midget House)”,能够在3小时之内建成,且每平方米价格控制在4万日元以下。
小型房屋对全行业了产生巨大影响,大量民间资本开始涌入装配式行业。
积极开展住宅技术方案竞赛。
随着装配式民企数量的上升,为促进装配式产业技术的不断提升,同时消除装配式住宅的低端廉价形象,日本引入技术竞赛制度,自70年代开始,技术竞赛制度就是促进装配式技术开发的重要方式。
典型的例子是1972-1973年间,以高层住宅小区为对象开展的“芦屋浜高层住宅装配式方案竞赛”,当时共吸引了22家企业参与方案设计,最终确立的方案是由新日本制铁、竹中工务店等5家公司设计的高层巨型钢结构住宅体系,在结构体系、楼板和墙板体系、模数体系、细部构造、施工组织方面都有很大的突破和创新。
五、日本经验对我国的前瞻性意义
1、自政策重提装配式以来,政府以主导的姿态积极介入
2016年《关于大力发展装配式建筑的指导意见》从目标规划、标准规范、部品产业等多个维度提出了要求,这与日本的发展经验具有。