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行业新闻 » 深度解析 | 2020年装配式建筑行业研究报告

  

装配式建筑与传统现场作业方式存在替代关系,2019 年 65%的新开工装配式建筑为 PC 结构。装配式建筑以部件预制化为核心,采用系统化设计、模块化拆分、工厂制造和现场装配的建造流程,装配式建筑强调的是施工技术手段创新,即采用装配式(施工装配化)而非传统的现浇、湿作业为主的建造方式。装配式混凝土结构是指预制混凝土构件通过可靠的方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成的整体结构。目前我国装配式建筑仍以预制混凝土(PC)为主,在住建部披露的 2019 年新开工的装配式建筑中,预制混凝土(PC)结构占比为 65%。
    预制混凝土类构件大致可分为楼板、剪力墙结构的墙板、楼梯、框架结构的柱梁及剪力墙 结构的连梁、外挂墙板和阳台板、飘窗等其他异型构件这六大类。预制楼板通常包括叠合 楼板、实心楼板、预应力空心楼板、预应力肋板和预应力双 T 板等,楼梯是最常用的也是 性价比较高的预制构件之一,剪力墙结构的墙板是建筑结构主体构件,其竖向的连接方式 一般采用灌浆套筒连接,横向连接多采用后浇混凝土,相比较楼梯和楼板,剪力墙结构的 墙板制作和安装都要复杂很多,按其构造形式可分为实心墙板、夹芯保温墙板和双面叠合 墙板等,外挂墙板是用于框架和筒体结构的非结构墙板,一般用螺栓与主体结构连接,可 做成装饰一体化板或装饰保温一体化板。目前 PC 构件的生产工艺主要分为固定模台和柔性模台两种,固定模台的适用范围更广, 柔性模台的生产效率更高。固定模台生产线采用模具固定、作业设备移动的生产方式,可 生产的构件范围最广,可用于生产异型构件。柔性模台工艺是让模台在设定的轨道上移动, 混凝土布料等设备工位相对固定,模台在环形流水线上移动,完成整个生产的循环。柔性 模台主要适用于生产板式构件,生产规格结构多变和复杂的异型构件等养护难度较大。根 据郭明学《装配式建筑概论》(2018 年 3 月出版)中的研究,10 万 m3 产能的固定模台初 始投入为 800-1200 万,而柔性模台则为 3000-5000 万,柔性模台的投入成本相对更高, 但柔性模台在放线、清理模台、喷脱模剂、振捣、翻转环节实现了自动化,更加节省劳动 力。此外,对于叠合板等板式构件,柔性模台的流水线式生产可以明显提高生产效率,适 合市场规模较大地区的板式构件生产。从生产环节来看,预制 PC 构件的完成制作过程通常分为:脱模、模具组装、预埋件、用 料、后处理、入窑、蒸养等步骤,不同的工序之间耗用的时间差异较大。根据我们草根调 研,以远大住工奉贤工厂为例,整个柔性生产流水线循环一次需要 8-10 小时,其中,楼 板的模具组装一般需要 12-15 分钟,墙板模具组装需要 45 分钟,蒸养则需要 6-8 小时, 不同的生产环 节中做到如何精细化的时间管控显得尤为重要。
      20-25 年装配式建筑继续保持较快发展,PC 结构仍是发展主流:我们预计 2025 年装配式新建建筑  面积约 11 亿平方米,20-25 年 CAGR+17.6%,装配式建筑仍有望保持较快的增速。根据住建部数据,19 年我国新建装配式建筑面积约 4.18 亿 平方米,同比增长 44.64%,新建装配式建筑面积占新建建筑面积的比例约 13.4%,占比 较 18 年提升 3.4pct,2016 年国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》, 提出“用 10 年左右时间装配式建筑占新建建筑比例达到 30%”的定量要求,2017 年《“十 三五”装配式建筑行动方案》出台,方案规定:到 2020 年全国装配式建筑占新建建筑的 比例达到 15%以上,国办发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》中要求:到 2025 年 装配式建筑占新建建筑的比例要达到 30%。我们假设 20-25 年每年新建建筑面积的增速为 2%(具体依据参见后文),装配式建筑渗透率平均每年增加 3pct(最终 2025 年达到 31.4%), 则可测算出 2025 年装配式新建建筑面积约 11 亿平方米,20-25 年 CAGR+17.6%,20-25 年装配式建筑有望继续处于快速发展的阶段。装配式建筑下游需求来看,住宅占比超过 50%,PC 结构在住宅领域的渗透率远高于钢结 构。目前我国装配式建筑行业下游需求主要包括:商品住房、公共建筑、保障性住房等领 域,根据住建部数据,19 年末商品住房在装配式建筑中需求最大,占比达 41%,保障性 住房占比达到 13%,公共建筑占比达到 22%,装配式建筑中住宅(商品住宅+保障性住房) 的占比超过 50%,同时考虑到当前钢结构住宅的渗透率仅为 1%,则我们认为装配式住宅 大多采用 PC 结构。而从性能角度看,由于传统观点中,钢结构的耐火、隔音、保温、防 渗漏性能不如混凝土结构,居民接受程度不高,但是其抗震性能较好、承载力高,施工迅 速,故钢结构目前集中用于商业地产、场馆等领域;而装配式混凝土结构由于建造成本相 对较低、接受度高、适用范围广等优势,在住宅领域渗透率远高于钢结构。
        展望 2025 年,我们认为政策推动叠加成本劣势弥合推动装配式建筑仍处于快速发展阶段, 且主流仍以 PC 结构为主:从政策推动来看,根据国办发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》中要求,到 2025 年新建装配式建筑占新建建筑的比例要达到 30%,海南要求 2022 年前新建商品住宅装配 式建筑渗透率超 80%,成都要求新建房建工程原则上都采用装配式,我们认为地区层面要 求对于装配式住宅的要求明显更高,20-25 年装配式建筑仍有望处于一个快速发展的黄金 时期,而 PC 作为一种主要的结构类型,20-25 年仍有望保持较高的占比,我们测算至 2025 年 PC 结构在新建装配式建筑面积中的占比仍有望达到 55%,即 20-25 年 PC 构件仍会是 装配式建筑发展的主流。我们的推算思路如下: 1)装配式住宅占比:根据前文数据,19 年新建装配式建筑中商业住宅占比 40.7%,保障 性住房占比 13.4%,则新开工装配式住宅占比达到 54.1%,我们认为 20 年之后地产新开 工增速有所趋缓,且 20 年之后民生安置工作将重点从棚户区改造转为老旧小区改造,因 此我们预计装配式住宅占比至 2025 年呈现一定下降趋势,预计占比达到 50%;2)住宅领域:我们曾在外发于 6 月 3 日的《装配式建筑产业链系列研究之一:钢结构高 景气,细分渗透加速提升》报告中保守预计,钢结构住宅在住宅领域的渗透率有望从 1% 升至 10%(参考江西住建部 2022 年全省新开工钢结构装配式住宅占新建住宅比例达到 10% 以上的目标),因此 20-25 年钢结构住宅的渗透率有所提升,但住宅领域 PC 结构的渗透 率仍有望维持较高水平;3)非住宅领域:商业地产、场馆等公共建筑领域由于空间跨度、项目经济性等原因,当 前钢结构是运用的主流,而学校、医院等民生基建领域我们认为钢结构使用的占比也有较 大的提升空间,因此我们预计非住宅领域钢结构 20-25 年仍有望保持每年 1%左右的占比 提升;根据测算,我们预计 2020-2025 年期间,新建装配式建筑中 PC结构占比虽有一定的下降, 但仍是 20-25 年装配式建筑领域发展的主流结构,预计 2025 年占比达到 55%。
        分区域来看,当前上海装配化率水平最高,浙江、湖南等地装配式建筑发展领先,区域之 间的差距较为明显。从政策重点推进和积极鼓励推进的地区发展来看,区域经济发展程度、 政策措施支持力度以及相关产业配套完善程度决定了装配式建筑发展水平。根据住建部数 据,2017-2019 年,重点推进地区(京津冀、长三角、珠三角三大城市群)新开工装配式 建 筑 面 积 分 别 为 0.75/1.35/1.97 亿 m², 占 全 国 新 开 工 建 筑 面 积 的 比 例 分 别 为 47.2%/46.8%/47.1%。19 年末上海的新建建筑中装配式建筑占比最高,已达到 86.4%的 水平,北京、湖南、浙江的占比均超过 25%,分别达到 26.9%/26.0%/25.1%,江苏、天 津、江西等地占比则超过 20%。
        从各地区针对装配式建筑的规划目标来看,装配式建筑也仍有较大发展空间。根据各地方 住建厅数据,28%的地区明确提出到 2020 年实现装配式建筑占比达到 30%及以上的目标, 38%的地区制定试点示范期,到 2020 年实现装配式建筑占比达到 15%-20%的目标,其余 34%的地区对于新建装配式建筑面积占比的要求低于 15%。上文提及的区域中除上海已提 前完成规划目标,装配式建筑渗透率上升速度快于规划,但其余北京、浙江、湖南、江苏、 天津、江西等装配式建筑推进较为顺利的省份其 20 年规划目标均是“新建装配式建筑面 积占新建建筑面积 30%”,因此我们认为装配式建筑仍有较大发展空间。从成本角度来看,预计未来随着人力成本的持续上升和 PC 构件成本的下降,预制混凝土 装配式建筑与现浇建筑的价差将逐渐收窄。根据常春光,张瑜《装配式建筑构件生产成本 控制问题与措施研究》(2016 年 10 月刊登于《沈阳建筑大学学报》),2016 年装配式混凝 土结构建筑工程造价中 PC 构件生产成本占比最高,通常占比达到 46.5%,排名第二、第 三的成本项为现浇工程和 PC 构件安装,成本占比分别为 11.4%/10.2%。我们认为由于 PC 行业正处于快速发展的初级阶段,后续随着行业竞争加剧,以及生产效率提升,我们 预计 PC 构件单价出现一定程度的下降。
     反观到预制混凝土装配式建筑中来,目前装配式混凝土建筑单位造价仍高于现浇,预计未来随着人力成本的持续上升和 PC 构件价格的降低,价差将逐渐收窄。根据住建部 2016 年 12 月发布的《装配式建筑工程消耗量定额》中数据,材料费和人工费是装配式住宅建 安费用中最主要的组成部分,两者在建安费用中占比超过 80%。从定额中可以看出,预制 混凝土结构中材料费随预制率的升高而升高,而人工费随预制率的升高而降低,现浇和 PC 高层住宅(装配率 50%)的单位建安费用分别为 1754、2106 元/平方米,其中主要差 异就来自于材料费和人工费,PC(装配率 50%)的材料费为 1651 元/平方米,比现浇高 580 元,而人工费为 269 元/平方米,比现浇低 115 元。除了前文提及 PC 构件价格有望 下降之外,工人招工难度增大以及建筑工人工资不断增加(过去五年建筑行业农民工工资 复合增长率 7.3%)的趋势将长期延续,人工费占比更高的现浇成本将因此上升更加明显。我们预计 PC 建筑和现浇建筑之间的价差将逐步缩小,政策推动叠加成本劣势弥合推动装 配式建筑仍处于快速发展阶段。
      2025 年 PC 构件市场空间超 2000 亿,20-25 年 CAGR+22.4%:从全国范围来看,我们预计 2025 年的 PC 构件市场空间有望超过 2500 亿元,20-25 年 CAGR+22.4%。我们预测 PC 构件市场空间的思路如下:PC 构件市场空间(亿元)=新 建建筑面积(亿平米)x 新建装配式建筑占比(%)x PC 结构建筑占比(%)x 混凝土体 积转化系数(立方米/平米)x 预制率(%)x PC 构件平均单价(元/立方米)。
       新建建筑面积:2019 年新建装配式建筑面积为 4.18 亿 m2,渗透率为 13.4%。由于住 建部并未直接披露每年的新建建筑面积和其统计口径,我们以披露的历年新建装配式建筑 面积和装配式建筑渗透率,可倒算出历年新建建筑面积。我们计算得出过去 5 年的新建建 筑面积的复合增速分别为 4.84%,考虑到 20 年后地产新开工面积增速趋缓,我们保守估 计 20-25 年新建建筑面积复合增速为 2%。2)装配式建筑面积占比:2017 年国务院办公厅发布的《关于促进建筑业持续健康发展的 意见》中要求,到 2025 年装配式建筑占新建建筑面积的比例要达到 30%。根据住建部数 据,2018/2019 年装配式建筑新开工面积占新建建筑面积比例为 10.05%/13.40%,我们假 定新建装配式建筑占比每年提升 3pct。3)PC 结构占比:根据住建部数据,2019 年我国新建装配式建筑中,PC 结构占比为 65.4%, 钢结构占比 30.4%。根据我们前文的测算,预计 2020-2025 年期间,新建装配式建筑中 PC 结构占比虽有一定的下降,但仍是 20-25 年装配式建筑领域发展的主流结构,预计 2025 年占比达到 55%。通过以上假设,我们可以测算出 20/25 年 PC 结构建筑新建面积 3.30/6.07 亿平米,20-25 年 CAGR+14.2
     每平米混凝土体积系数:根据工程经验,多层砌体住宅每平方米混凝土用量为 0.3~0.35 立方,高层住宅(11-18 层)每平方米混凝土用量为 0.35~0.36 立方米。由于 PC 构件多 用于 100 米以下多、高层住宅,我们预计每平米混凝土体积系数为 0.35,由此计算出所 需混凝土体积。
5)预制率:预制率为单体建筑结构构件采用预制混凝土构件的混凝土用量占全部混凝土 用量的体积比。由于我国装配式建筑的相关政策及行业标准仍在不断完善过程中,目前对 于 PC 结构建筑的最低预制率没有统一要求,因此不同地区装配式建筑的预制率相差较大。装配式建筑发展全国领先的上海要求 2016 年 4 月 1 日以后完成报建或项目信息报送的项 目,单体预制率不低于 40%,而 2015 年 1 月 1 日之前完成报建的项目,单体预制率不低 于 25%。我们保守估计 2020 年全国装配式混凝土建筑的平均预制率达到上海 2015 年的 预制率 25%的标准,并且在 2025 年达到目前上海要求的 40%的标准,平均每年预制率增 加 3pct。6)PC 构件单价:住建部数据表明,2017-2019 年新建装配式建筑中重点推进地区(京津 冀、长三角、珠三角)占比分别47.19%/46.82%/47.17%,各地区装配式发展不平衡导 致 PC 构件的价格存在地区化差异,以预制叠合楼板为例,19 年上海区域的售价大致是 3555 元/立方米,沈阳区域的售价大致是 2932 元/立方米,参考两者均值价格,我们假设 19 年 PC 构件的价格大致为 3200 元/立方米。根据我们草根调研,由于上海等区域目前 PC 构件供大于求,构件价格已出现下降趋势。考虑到设计水平优化和规模效应带来的成 本下降,以及未来几年可能出现竞争加剧带来的价格下行,我们保守预计 20-22 年/23-25 年 PC 构件单价分别每年下降 3%/2%。根据以上假设,我们预计 20/25 年 PC 构件市场空间为 895/2335 亿元,20-25 年 CAGR 为+22.4%,其中 20-22 年 CAGR+26.0%,23-25 年 CAGR+18.9%,20-25 年 PC 构件行 业市场空间仍处于快速扩充的状态。

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