装配式建筑行业研究报告.docx

装配式建筑行业研究报告行业深度研究报告2017年9月目 录1. 装配式建筑就是以工业化的方式生产房屋5图1:像造汽车一样造房子61.1 装配式建筑两大核心要素6表1：各种材料结构的主要性质6图2:装配式建筑生产效率高、环保节能6表2：装配式建筑分类71.2 超越传统建造优势明显7图3:装配式建筑集美观性、智能性于一身7表3：装配式建筑技术标准8图4:BIM模型9图5:BIM模型分析与房屋舒适度9图6:传统建筑与装配式建筑能耗比10图7:装配式建筑与传统建筑功效比102. 装配式建筑海外发展市场与政策双轮驱动10图8:世界装配式建筑发展阶段趋势图112.1 购房能力拐点催生装配式建筑阶段转换11图9:美国购房能力趋势图（购房能力=人均GDP/房价或地价指数）11图10:日本购房能力趋势图122.2 产业未成时政策发力处12图6：各国政策时间轴122.3 日本装配式建筑之路12图11:日本各类型建筑比例图13图12:日本装配式建筑不同楼层占总建筑面积比例133. 三大指标预言中国装配式建筑崛起。14图13:中国三大都市圈建筑业分工精细化程度14图14：建筑业企业平均流动资产周转率15图15:建筑业企业平均资产回收率15图16:建筑业人均竣工面积163.1 装配式建筑发展势不可挡16表4：北京装配式大板住宅发展历程表16图17:“九五”到“十二五”期间政策变迁173.2 人力资源优势丧失，传统建筑风光不再17表5：装配式建筑在国内发展的几个阶段18图18:中国劳动力人口迎来拐点18图19:建筑业人工成本占建安总成本比例19图20:各年龄段人口占总劳动人口比重趋势图19图21:各年龄段人口占总人口比重19图22：西安PM2.5污染源比例20图23:北京PM2.5污染源比例20图24:全社会与建筑业单位GDP用电量20图25:建筑业能耗与产值对比214. 装配式建筑市场规模2025年达4.7万亿214.1 新型城镇化助力装配式建筑发展21图26:农村房屋固定资产投资规模21图27:农村住宅每平米建造成本22图28:农村住宅各结构所占比例22图29:农村住宅设计图纸使用情况23图30:农村住宅施工队伍情况23图31:农村住宅监理情况23表6：农村传统建筑与装配式农村住宅情况对比24表7：华北某农村砖混结构房屋和装配式住宅情况对比2432:农村住宅年竣工面积244.2 装配式建筑发展的“政策市”特征25表8:“重点推进地区”政策总结25表9:“积极推进地区”和“鼓励推进地区”出台的装配式建筑政策26图33:各个推进地区人均GDP26图34:各个推进地区房屋价格274.3 装配式建筑行业市场规模27表10:装配式建筑市场规模测算27图35:装配式建筑市场规模(亿元)275. 装配式建筑专用设备市场爆发式增长275.1 装配式建筑产业链上游解析28图36:传统建造方式产业链28图37:装配式建筑产业链29图38:装配式建筑产业链上游解析295.2 装配式建筑成本分析29图39:各工程成本占建安总成本的比例30图40:预制件生产费用和安装费用比例30图 41:装配式住宅全生命周期成本315.3 预制pc生产线装配式建筑的风口31图42:PC生产线32图43:PC生产线工艺流程32图44:预制PC生产线设备原图33图45:预制PC生产线设备原图335.4 预制PC生产线行业规模将超三千亿33表11：预制PC生产线每平米折旧费用估算34表12：预制PC生产线市场规模估算34图46:预制PC生产线市场规模34 人力资本优势丧失，节能环保压力加大，供给侧结构性改革持续推进以及新型城镇化热度不减是奠定装配式建筑发展的四大宏观因素。这四大因素从资源禀赋和政策层面勾勒出未来若干年该行业的巨大机会，装配式建筑即将成势！受益前期政策铺垫，装配式建筑迎来发展拐点。装配式建筑在中国并非新鲜事物，它在中国的发展经历了曲折发展、政策铺垫、全面爆发三个阶段。曲折发展期解决了装配式建筑在中国的有无问题，政策铺垫期培育了装配式建筑最初的产业基础，全面爆发期则将使装配式建筑在前期铺垫的情况下迎来行业的大发展。三大指标落后于人，提升行业效率刻不容缓。在分工精细化程度、企业资产周转率以及建筑业生产效率三个指标上，中国均远远落后于人，甚至不及美国20 世纪80 年代水平，这与中国现浇建筑的低效率有巨大关系，提升行业效率，促进产业升级，亟待装配式建筑破局。2016 年9 月国务院常务会议做出大力发展装配式建筑的决定后，各省相继出台了针对装配式建筑发展的支持政策。支持政策一方面从新增建筑面积比例方面做出要求，另一方面通过在土地招、拍、挂环节预设装配率以及在保障房建设层面全面采用装配式建筑以确保政策实施，其推进力度大，行业发展的市场风险也被稀释。装配式建筑十年后规模将达4.7 万亿，预制PC 生产线规模超千亿。按照十年后装配式建筑需占新增建筑面积30%的比例要求，估算出装配式建筑到2025 年行业规模将达4.7 万亿，以每平方米33 元的设备折旧费用计算，相应的PC 预制生产线规模也将达到千亿级别。1. 装配式建筑就是以工业化的方式生产房屋住宅工业化是指以工业化的方式生产住宅，先生产预制构件，然后通过吊装将住宅成型。工业化意味着大规模、标准化、高精度。万科董事长王石在2003年表态，万科要像造汽车一样造房子，道出了“住宅工业化”和“装配式建筑”的概念核心。造汽车一般会有四个车间。首先是冲压车间，成卷的钢材在这里被冲压成型，形成汽车各个部位的面板或者配件；接着是焊接车间，各种需要焊接在一起的冲压件被焊接在一起，然后被送进涂装车间，进行涂装。最后是总装车间，把所有的零部件组装在一起，形成一个完整的汽车产品。“装配式建筑”的建造流程和汽车的生产流程一致，构件预制环节相当于汽车生产的冲压、焊接和涂装，最后的现场装配相当于汽车的总装。图1:像造汽车一样造房子1.1 装配式建筑两大核心要素装配式建筑的核心要素有两个，一个是预制构件的生产，另外一个是以装配为主的建造方式。在预制件的生产上，根据材料的不同将主要的应用结构分为混凝土结构、钢材料结构、木料结构，但一般以混凝土结构为主。在建造方式上，装配不同于现浇，具有建设速度快、劳动强度小、生产效率高以及环保节能的特点。表1：各种材料结构的主要性质图2:装配式建筑生产效率高、环保节能根据装配方式和预制构件的不同组合，可以将装配式建筑分为五类：砌块结构、板材结构、盒式结构、骨架板材结构、滑升模板结构。表2：装配式建筑分类1.2 超越传统建造优势明显随着人们生活水平的提高，对建筑安全性，美观性、智能性的要求大大提高。从安全性上来说，装配式建筑中预制构件的工业化生产属性，确保了构件质量的稳定性和可靠性，而以装配为主的建造方式也保证了建筑施工的精确度，各行业和各地区已经就装配式建筑的技术规范出台79部。从美观性上来说，装配式建筑的设计施工一体化、建造装修一体化将使建筑的美观度大大增强。从智能性上来说，装配式建筑的材料较多采用新型建筑材料，同时其较高的信息化管理水平将使建筑的智能性大大提高。随着人们收入水平的提高，对于住房安全性、舒适性、环保性以及智能性的要求渐高，催生了装配式建筑热潮的兴起。图3:装配式建筑集美观性、智能性于一身安全性：经过自动化生产线生产出来的预制构件标准化程度高、残次品率低，一系列国家和地方技术标准的出台保证了预制构件的高质量，同时装配环节也在精密仪器的辅助下达到了毫米级别的精度，预制构件的高质量和安装上的高精度保证了住宅的质量。表3：装配式建筑技术标准智能性：BIM信息管理模型的引入保证了建筑数据在全寿命周期的一致性，为建筑全寿命周期的养护和智能性开发奠定了基础。BIM（building information modeling）全称建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。这样的信息模型将为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至最终用户提供协作平台。同时，BIM方法还可用于分析包括采光、能源效率和材料的可持续性等建筑性能的各个方面，甚至借助通风、采光、气流组织以及视觉对人心理感受进行控制。图4:BIM模型图5:BIM模型分析与房屋舒适度环保性：装配式建筑减少了施工过程中的粉尘污染以及住宅回收过程中的建筑垃圾污染，高效的建造方式带来了对资源的节约，同时预制构件生产的灵活性也为绿色建材的使用提供了空间，确保了其节能性。图6:传统建筑与装配式建筑能耗比快速性：其建造速度快，质量稳定的优点也将为企业的资金周转和企业品牌的建立奠定基础。装配式建筑的工期是传统建筑工期的三分之一，快速的施工周期将使建筑企业的财务成本压力减轻，促进公司的良好运转。图7:装配式建筑与传统建筑功效比2. 装配式建筑海外发展市场与政策双轮驱动在装配式建筑领域，美国、日本、德国的发展较为领先，也颇具代表性。他们在发展阶段上，都遵循了初期满足住房需求，中期从“量”到“质”，后期注重节能环保的基本规律上。当然，每一发展阶段，也与当时的社会经济条件密切相关。图8:世界装配式建筑发展阶段趋势图2.1 购房能力拐点催生装配式建筑阶段转换从经济学角度分析，当居民住房购买能力较高时，将对房屋性能有新的要求，而这种新的要求又受时代趋势所影响。本文选取美国以及日本的人均GDP和房价、地价指标，两者相除的结果即为两国居民购房能力指标的衡量。结果发现，往往在居民购房能力峰值时，最容易出现装配式建筑的阶段转换。而在装配式建筑的启动期，此种特征最为明显。图9:美国购房能力趋势图（购房能力=人均GDP/房价或地价指数）图10:日本购房能力趋势图2.2 产业未成时政策发力处由于装配式建筑的工业属性，因此需要完善的产业上下游予以支撑。然而在发展初期，产业链的不完善难以避免，因而在企业整合资源的过程中，势必导致较高的生产成本，这将使装配式建筑在与传统建筑的竞争过程中处于下风。根据美国、德国与日本的经验，在装配式建筑发展初期，予以政策扶持，是促进装配式建筑快速发展的重要条件。图6：各国政策时间轴2.3 日本装配式建筑之路日本作为我国一衣带水的邻邦，政府在经济发展中的作用也较为强势，产业发展也有许多可以借鉴的经验。在装配式建筑发展初期,日本政府利用保障房政策培育产业链，并满足城市化需求。20世纪70年代随着住房套数超过全国人口户数，装配式建筑发展从数量型向质量型转变，此后发展了住宅产业化认证制度并确立了优良部品制度。进入90年代，日本人口老龄化问题加重，进入少子女时代，劳动力人口的减少促使其更加注重节能性和环保性，在2006年居住生活基本法的颁布正式确立了这一趋势。在这个过程中，尽管日本传统上更钟情于独立住宅，但是装配式建筑所占比例仍然逐渐提升。装配式建筑技术的发展也使得高层建筑所占比例增多。图11:日本各类型建筑比例图图12:日本装配式建筑不同楼层占总建筑面积比例从日本装配式建筑的发展历程可以得出结论，在装配式建筑发展初期，需要政府通过相关政策对装配式建筑发展予以支持，比如日本的住宅公团制度，在保障房建设上给予了行业发展巨大的支持。这也指出了当今我国在发展装配式建筑政策时主要的着力点。当装配式建筑的发展满足了基本的住房需求后，就需要通过技术标准对装配式建筑的技术进行规范，日本在70年代和80年代推进的住宅产业化认证制度和优良部品认证制度使日本实现了从量到质的转变。中国在装配式建筑迅速发展的过程中，相关认证标准也必将出台，以加快我国在这一领域的发展。3. 三大指标预言中国装配式建筑崛起。通过对国外装配式建筑的研究，本文选取了三大指标以揭示装配式建筑在中国的发展趋势。首先是分工精细化指标，根据经济学基本原理，经济的发展必然带来分工的逐步细化。分工程度的高低决定着社会生产力的发展水平。装配式建筑不同于以往的建造方式，其对分工协作的特殊要求加速了行业分工。美国在1976年通过国家工业化住宅建造及安全法案后，装配式建筑进入了发展高峰，到1987年，在承包商分布上已经拥有15万家总承包商和34万家专业承包商。专业承包商的增加意味着分工精细化程度的加强和装配式建筑的迅速发展。通过研究发现，中国的分工精细化程度仍然远远落后于美国，虽然在京津地区，专业承包商与总承包商之比已经超过2，但是在珠三角和长三角以及经济并不发达的河北，专业承包商与总承包商之比仍然徘徊在1上下，并未形成较为精细的分工。图13:中国三大都市圈建筑业分工精细化程度另一个指标是建筑业企业的流动资产周转率和资产现金回收率，由于装配式建筑的工期只有传统建筑工期的1/3，所以较高的建筑工期也带来了较快的资本周转速度，减缓了企业的资金成本压力，提高了资金使用效率。当前货币政策趋紧，步入下行轨道的中国房地产企业必须通过转型升级提高资源使用效率，这也注定了装配式建筑将成为房地产企业未来发挥发展的主要方向。根据相关数据，可以发现，国内建筑企业相比国外企业资金在使用效率指标上还有较大上升空间，这也佐证了相关观点。图14：建筑业企业平均流动资产周转率图15:建筑业企业平均资产回收率第三个指标是生产效率指标，行业转型成功与否与生产效率是否得到提高密切相关。根据相关数据，在1989年美国装配式建筑繁荣时期，每名工人年竣工面积可以达到100平方米，而中国当时的年竣工面积只有11.12平方米，即使现在，我国也仍未达到美国1989年的水平，这与我国传统建造方式的效率低下有很大关系，要提高中国的建筑业生产效率，装配式建筑是必由之路。图16:建筑业人均竣工面积3.1 装配式建筑发展势不可挡装配式建筑在2016年迎来风口，与中国的要素资源现状和政策变化相关。中国的人力资源优势丧失导致传统建造方式的人工成本上升，环保减排压力增大对于传统建造方式的硬约束加大，而供给侧结构性改革和新型城镇化则从政策层面为装配式建筑发展提供了政策环境。装配式建筑并不是新兴事物，它起源于19世纪中叶的德国，随着建筑材料的创新而被发明出来。我国在20世纪50年代第一个五年计划期间，就开始了装配式建筑的探索，1956年5月，原建工部起草了国务院关于加强和发展建筑工业的决定，在我国历史上首次提出了三化设计标准化、构件生产工业化、施工机械化。但是由于技术上的不成熟，并未获得发展。装配式建筑从“五五”到“八五”经历了起伏波动的时期。北京是最早引入装配式大板建筑的城市，从北京对于装配式建筑的发展，可以大致勾勒出这段时间全国装配式建筑的发展情况。表4：北京装配式大板住宅发展历程表“九五”到“十二五”期间是政策由放任转向鼓励的过渡期，这一阶段可以看作是装配式建筑的发展提升期，为2016年政策的全面深入做了铺垫。期间出台的政策一般是由建设部或地方政府出台，主要是从住宅产业化的角度加以鼓励和引导。这期间，企业层面的先行者包括万科和远大住宅工业有限公司，他们从技术和运营层面分别展开攻关，并在政府的鼓励引导下，形成了自己的技术和管理体系。但囿于人工成本和产业链的不完善，装配式建筑在这一时期难以得到大规模的应用。图17:“九五”到“十二五”期间政策变迁3.2 人力资源优势丧失，传统建筑风光不再装配式建筑在我国经历了三个发展阶段。其发展历程与我国人力成本的消长息息相关。表5：装配式建筑在国内发展的几个阶段改革开放后，中国的建筑劳动力成本低廉、供应充足，但随着2012年中国新增劳动力人口迎来拐点，建筑业劳动力的成本开始逐渐上升，建筑业劳动人口的平均年龄也大幅提高，这显示未来建筑业人工成本上升、劳动力供应减少的趋势将不可逆转。在这样的趋势下，相比于现浇式建筑大量使用人工的建造方式，装配式建筑生产效率提升，人工使用大幅减少的优势将得到发挥。图18:中国劳动力人口迎来拐点图19:建筑业人工成本占建安总成本比例图20:各年龄段人口占总劳动人口比重趋势图图21:各年龄段人口占总人口比重3.3 环保减排的压力，呼唤住宅工业化。中国从2013年起，雾霾迷城的现象引起关注，数据表明，建筑工地的粉尘污染是雾霾形成的重要原因。同时建筑工地所形成的建筑垃圾不仅对资源形成了浪费，而且对环境也造成了污染。由于装配式建筑的安装精度高，且后期的回收利用率高，将极大的降低污染和资源的浪费。通过用电量和能耗的对比可以反映出在全社会单位GDP能耗降低的情况下，建筑业能耗由于建造方式的落后并未明显降低。图22：西安PM2.5污染源比例图23:北京PM2.5污染源比例图24:全社会与建筑业单位GDP用电量图25:建筑业能耗与产值对比4. 装配式建筑市场规模2025年达4.7万亿根据政策的普遍要求，未来十年内装配式建筑将占新建建筑面积30%的比例，根据上述分析，新增房地产需求较多的地区也是装配式建筑推进力度较多的地区，我们预测新增住宅面积每年提高3%，以10年为周期，以现有的装配式建筑平均价格计算，2025年的市场规模将达到47000亿元。4.1 新型城镇化助力装配式建筑发展新型城镇化将节约集约、生态宜居、和谐发展作为重要主题推进，装配式建筑契合了新型城镇化的要求。传统农村建筑由于缺乏规划、设计粗糙、施工简陋、监督管理不到位，造成了房屋在质量、节能性、舒适性以及抗震性方面的不足，装配式建筑质量高、成本低、节能性好的优点十分适合对于传统农村住宅的更新换代。随着传统农村建筑造价的提高，装配式建筑成本高企的问题也得到克服，农村住宅每年将近8000亿的投资规模，将对装配式建筑的发展带来重大利好。图26:农村房屋固定资产投资规模图27:农村住宅每平米建造成本传统农村建筑难以适应新型城镇化的要求。在建筑材料上，传统农村建筑以砖混结构和砖木结构为主，钢筋混凝土的运用比例极低，其建筑强度难以适应现代建筑的要求，同时其面临的设计粗糙、施工简陋以及监督不到位等问题也让农村传统建筑的安全性倍受质疑。图28:农村住宅各结构所占比例图29:农村住宅设计图纸使用情况图30:农村住宅施工队伍情况图31:农村住宅监理情况装配式建筑更适应新型城镇化的要求。随着科学技术的发展，装配式建筑的技术标准逐渐提高，其特性将弥补传统建筑的各种缺点。表6：农村传统建筑与装配式农村住宅情况对比在实际调研中，有相关实例也对相关建筑进行了对比分析表7：华北某农村砖混结构房屋和装配式住宅情况对比农村住房建设将是装配式建筑的掘金地。近年来，农村住宅的竣工面积连年增长，在2014年已经达到接近9亿平方米，以集成房屋900元每平方米的造价计算，每年的潜在市场规模将达到8100亿元。32:农村住宅年竣工面积在国务院常务会议做出大力发展装配式建筑的决定后，河北省即决定推动农村装配式住宅建设，并确定平山、易县、张北3个县为试点县，推动农村住宅产业现代化发展。这将从政策上保证农村装配式建筑的发展。4.2 装配式建筑发展的“政策市”特征根据装配式建筑在各国的发展经验，在产业发展初期给予政策支持对于行业发展至关重要。在国务院作出大力发展装配式建筑的决定后，装配式建筑迎来政策大爆发的局面，装配式建筑进入政策性利好阶段。在国务院出台的进一步发展装配式建筑的指导意见（以下简称意见）中指出，要以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过300万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区。在推进的力度上，针对不同地区，意见区分了三种方式：分别是“重点推进”、“积极推进”和“鼓励推进”。表8:“重点推进地区”政策总结表9:“积极推进地区”和“鼓励推进地区”出台的装配式建筑政策“重点推进”、“积极推进”、“鼓励推进”的三类地区，在经济发展程度和房屋价格上呈降次分布。由于中国特殊的政治经济资源分布，经济发展程度高的地区，政治、经济社会资源也分布较多，从而对人口产生巨大吸引力，因此，经济发展程度与人口净流入水平呈一定程度的正相关。同时，根据房地产发展规律，人口净流入的水平又与新增住房需求相关。2016年的房屋价格走势揭示了人口净流入与住房需求的关系。事实上，新增房地产需求较多的地区往往也是装配式建筑推进力度最大的地区。图33:各个推进地区人均GDP图34:各个推进地区房屋价格4.3 装配式建筑行业市场规模根据政策的普遍要求，未来十年内装配式建筑将占新建建筑面积30%的比例，根据上述分析，新增房地产需求较多的地区也是装配式建筑推进力度较多的地区，我们预测新增住宅面积每年提高3%，以10年为周期，以现有的装配式建筑平均价格计算，2025年的市场规模将达到47000亿元。表10:装配式建筑市场规模测算图35:装配式建筑市场规模(亿元)5. 装配式建筑专用设备市场爆发式增长装配式建筑的产业链分布主要是预制构件的生产环节和装配环节。在两个环节中，装配环节涉及到工程机械领域，但主要是替代性需求，不会对现有行业格局产生影响。但是在生产环节，由于预制构件生产线在我国行业基础薄弱，正处于培育阶段，装配式建筑的发展将带动预制构件生产设备的爆发，这将对行业格局产生重要影响。5.1 装配式建筑产业链上游解析装配式建筑与传统建筑在产业链环节上差别明显，预制构件的生产使建筑真正进入了工业化的时代。从预制构件的生产环节向上追溯，最为重要的生产设备就是预制件的流水生产线。图36:传统建造方式产业链图37:装配式建筑产业链图38:装配式建筑产业链上游解析5.2 装配式建筑成本分析如果按全寿命周期的成本来看，装配式建筑的成本共有三类：分别是建设成本、使用成本和处置成本。装配式建筑相比传统建筑来说，在建设成本上并不占有优势，但是在使用成本和处置成本上则较传统建筑更有优势。在装配式建筑全生命周期中，装配式建筑的建设阶段对于机械行业蕴藏机会。根据相关数据，在装配式建筑的施工当中，PC生产及安装费用在总成本中所占比例最高。而在PC生产及安装费用中，生产费用则占到了超过八成。图39:各工程成本占建安总成本的比例图40:预制件生产费用和安装费用比例 图 41:装配式住宅全生命周期成本5.3 预制pc生产线装配式建筑的风口装配式建筑的核心是工业化的生产方式。而工业化如果落地，将毫无疑问地指向pc生产线这个终极设备。未来，预制pc生产线将随着装配式建筑的火热走向风口浪尖。预制PC生产线是工厂化生产预制构件的重要设备，是装配式建筑技术的核心之一。PC生产一般分为四个环节，分别是原料处理、钢筋网加工、PC循环生产以及养护存储等环节。各个环节有相对应的设备。图42:PC生产线图43:PC生产线工艺流程下图主要是PC循环生产环节和养护储存环节的机械设备。图44:预制PC生产线设备原图图45:预制PC生产线设备原图5.4 预制PC生产线行业规模将超三千亿相关数据显示，固定资产投资1.5亿的pc预制件生产项目，其预计年产能在15万立方米。而最新的技术研究表明，装配式建筑中内墙板的厚度大约在14-16cm，因此，由立方米向平方米的单位转换后，每立方米的预制构件产能相当于6-7平方米的预制板，年产能经过换算，大约在90-105万平方米预制板。同时，理论上3平方米的预制板能建造实际面积1平方米的建筑，该PC预制件生产项目的年可建筑面积在30-35万平方米。在固定资产投资当中，除了生产设备的引进，主要是厂房建造投资，该项目占地40亩，按照每亩40万的工业用地价格，用地价格在1600万，厂房的建造费用预估在3000万，那么生产设备的引进大约在1亿左右。根据国家的财务会计准则，机械设备的折旧年限为10-14年，该生产设备在10年期内将能满足300-350万平方米装配式建筑的建造，装配式建筑每平米的设备折旧费用在33元左右。表11：预制PC生产线每平米折旧费用估算表12：预制PC生产线市场规模估算图46:预制PC生产线市场规模