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开云电子官网app·建筑行业钢结构专题研究:装配式建筑迎来热潮钢结构前

  发布时间:2024-05-19 07:58:47 来源:开云真人官网 作者:开云电子官网
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  钢结构是主要由钢板、型钢、钢管、钢索等钢材,用焊缝、螺栓或铆钉连接而成 的建筑结构形式。与其他结构形式如钢筋混凝土结构、砖石等砌体结构相比,钢结 构不仅具有强度高、自重轻、塑性韧性与抗震性能好等诸多优点,且适用于机械化 加工,工业化程度高,施工周期短。由于很少使用水泥砂石等材料,大幅度减轻了扬 尘、建筑垃圾和噪音等环境污染问题,符合可持续发展的要求。

  钢结构在我国的发展大致可分为 4 个阶段。新中国成立后,随着经济建设的发 展,钢结构曾起到重要的作用。第一个五年计划期间,我国建设了一大批钢结构厂 房、桥梁,但受到钢产量的制约,在其后很长一段时间内,钢结构被限制使用在其他 结构不能代替的重大工程项目中,我国钢结构的发展在一定程度上受到限制。自 1978 年改革开放以来,我国经济飞速发展,钢产量逐年增加,1996 年钢产量更是 超过 1 亿吨,钢材供不应求的局面得以改变。建设部于 1997 年发布的《1996-2010 年建筑技术政策》中明确提出了合理使用钢材,推广和发展钢结构。2008 年奥运会 和2010年世博会在我国举办,更为钢结构在我国的发展提供了前所未有的历史契机。 市场经济的发展与不断成熟更是为我国钢结构的发展创造了有利条件,我国钢结构 正处于迅速发展的初期。

  作为最主要的建筑结构形式之一,钢结构广泛应用于房屋建筑、机械、能源、 市政设施等行业。钢结构的分类方法尚无统一标准,按应用领域可分为设备钢结构 (密封压力容器钢结构,塔桅钢结构、船舶海洋钢结构、水利钢结构、煤炭电力钢结 构、钎具和钎钢、地下钢结构等)、建筑重钢结构(高层钢结构、重型厂房等)、建筑 轻钢结构(轻型厂房、钢结构住宅等)、桥梁钢结构、空间钢结构等五大类。

  钢结构行业仍处于成长期,钢结构占建筑用钢量比例较低。2012-2019 年我国 钢结构产量持续较快增长,CAGR 为 12.37%,2019 年全国钢结构产量 7920 万吨, 同比增速 15.22%。从钢结构占粗钢产量之比来看,2017-2019 年钢结构占粗钢产量 分别为 7.39%/7.41%/7.59%,未出现显著提高。2018 年建筑钢结构产值 6736 亿元, 同比增速 32.08%;建筑钢结构产值占建筑业产值的比例在 2012-2018 年始终稳定 在 2%~3%之间;

  从下游建筑领域来看,建筑业是钢材最重要的应用领域之一,2017- 2019 年钢结构建筑用钢量占建筑业总用钢量之比为 14.9%/16.4%/17.7%。2016 年 11 月工信部发布的《钢铁工业调整升级规划(2016-2020 年)》中提出“到 2020 年 钢结构用钢占建筑用钢比例从 2015 年的 10%提升到 25%以上”,依此目标,2020 年钢结构产量有望实现快速增长。在欧美等发达国家发展钢结构较早,钢结构行业已成为主要的建筑结构形式,美国钢结构建筑用钢量占比逾 50%,日韩等国家的钢 结构用钢量约 40%,相比之下,我国钢结构产量还有至少一倍的上升空间。

  2018 年钢结构建筑完工项目用钢量 276.57 万吨,建筑面积 2450 万平方米,占 2018 年全国房屋竣工面积的 0.6%。从钢结构的应用领域来看,多高层/高层/超高层 建筑钢结构用钢量最大,占比为 33.52%、其次是文体中心、展览中心等公共建筑, 占比 26.40%,厂房钢结构用钢量占比 20.83%,桥梁、车站、机场等交通枢纽以及 电厂、通信塔架等基础设施总共占比 15.79%,住宅之比为 2.39%。

  通过梳理国家近年来与钢结构行业的相关政策,我们认为国家推动钢结构建筑 发展主要有两个层面,一是以带动智能建造与建筑工业化协同发展的建筑业全面转 型升级,二是以推广绿色建材、建筑垃圾减量的生态环保路线 装配式建筑热潮开启,钢结构住宅大有可为

  国家大力推动新型建筑工业化的发展,装配式建筑得到了广泛的关注。简单来 说,装配式建筑是指由预制构件通过可靠连接方式而建造的建筑。根据国家标准《装 配式钢结构建筑技术标准》GBT 51232-2016 中的定义,装配式建筑是“结构系统、 外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。” 装配式建筑的特点围绕“六化”展开,即标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体 化装修、信息化管理、智能化应用。

  在我国工业化水平稳步推进、人口红利消退,以及城镇化率快速提升等因素的 背景下,2015 年-2018 年我国建筑业农民工人数持续下降,2019 年小幅上升 1.38% 为 5364 万人,整体下降趋势未明显改变。与此同时,建筑业农民工工资不断上涨, 2019 年建筑业农民工月均收入达到 4567 元,同比增长 8.51%。装配式建筑减少施 工现场的操作,进而减少建筑垃圾的产生。相比传统的现浇建筑,装配式建筑的产 业化、工业化水平高,工厂生产构件,现场机械化装配可大大减轻工人劳动强度,减 少劳动力需求,同时可为我国城镇化建设提供大量产业化的新农民工人技术队伍。

  据住建部的统计数据,2019 年全国新开工装配式建筑面积达到 41800 万平方 米,较 2018 年增长 44.6%,2015-2019 复合年均增长率达 54.90%。装配式建筑占 建筑业新开工面积之比也不断提高,2015 年装配式建筑占建筑业新开工面积之比为 1.55%,2019 年该比例达 8.12%。装配式建筑在商品房中的应用也在逐步增加,2019 年新开工装配式建筑中,商品住房为 1.7 亿 m²,保障性住房 0.6 亿 m²,分别占新开 工装配式建筑的 40.7%、13.4%,合计占比超 50%。

  就装配式建筑的结构形式来看,国家及地方推广装配式钢结构建筑的力度显然 更大,如住建部等部门《住房和城乡建设部等部门关于加快新型建筑工业化发展的 若干意见》:大力发展钢结构建筑。鼓励医院、学校等公共建筑优先采用钢结构,积 极推进钢结构住宅和农房建设。

  根据住建部发布的《装配式建筑工程投资估算指标》(征求意见稿)中的相关内 容,对比装配式建筑与传统建筑,装配式建筑可以减少 20-80%的人工,同时效率更 高,最快能使工期提前 50%。在建筑垃圾减量方面,装配式建筑可减少施工现场垃 圾 10-70%,减少建筑污水 5%-30%,能耗方面,装配式建筑相比于传统建筑减少能 耗 10%-35%。此外,装配式钢结构建筑具有可回收性,可实现 25%-40%的材料回 收利用,充分体现可持续发展的观念。

  “十三五”期间装配式建筑经历了政策密集出台期。自《国务院办公厅关于大力 发展装配式建筑的指导意见》出台后,2016 年-2019 年全国 31 个省(自治区、直辖 市)出台装配式建筑相关政策文件的数量分别为 33/157/235/261 个,不断完善配套 政策和细化落实措施,特别是各项经济激励政策和技术标准为推动装配式建筑发展 提供了制度保障和技术支撑。(报告来源:未来智库)

  装配式建筑的结构形式主要有三种,即装配式混凝土结构(PC)、装配式钢结构 (PS)和装配式木结构,其余少量装配式建筑采用混合结构。装配式混凝土结构的 造价相对较低,我国的装配式建筑大约 2/3 为装配式混凝土结构,装配式钢结构约 占 30%,木结构占比较少。

  2019年新开工装配式混凝土结构建筑2.7亿m²,占新开工装配式建筑的65.4%; 钢结构建筑 1.3 亿 m²,占新开工装配式建筑的 30.4%;木结构建筑 242 万 m²,占比 0.6%,其他混合结构 1512 万 m2,占比 3.6%。在产能方面,2019 年预制混凝土构 配件生产线;钢结构构件生产线 万吨。

  根据装配式标准消耗定额的可比口径,装配式混凝土与装配式钢结构住宅总价 的差值随着装配式混凝土建筑装配率的提高而收窄。而根据装配式建筑评价标准的 要求:装配式建筑的装配率不低于 50%来看,PS 结构的价格约是 PC 结构的 1.1 倍。就具体费用来看,钢结构主要在机械费方面较混凝土结构高出较多,约为混凝 土结构的 3 倍。值得注意的是,装配式钢结构的人工费是混凝土结构的 60%~70%, 对于建筑工人的需求相对更少,建筑工人劳动力成本上升将有利于增加钢结构在装 配式建筑中的份额。与此同时,装配式钢结构企业的规模效应提升预计会使钢结构 与混凝土结构的价差进一步缩小。

  若以 2025 年装配式建筑占比达 30%为依据,我们保守估计在 2020-2025 年装 配式建筑新开工面积复合增速不低于 25%的情况下可实现这一目标。 假设:

  1)2012-2019 年建筑业新开工面积年均复合增长率 2.02%,未来增速保持相对 稳定,以 2%增长;

  2)2015-2019 年装配式建筑新开工面积复合增长率为 52.90%,根据国家及地 方出台的发展装配式建筑的相关文件,预计装配式建筑的浪潮将持续,装配式建筑 新开工面积维持较高增速,到 2025 年装配式建筑占建筑业新开工面积之比有望达 到 30%。

  设备钢结构是重型装备制造业的一个重要分支,设备钢结构的发展速度与工业 发展速度紧密相关。设备钢结构的类型及应用领域很广,主要应用于工业领域中的 特种建筑、设备机架及支架(如水泥窑尾、电力与通信塔架)、锅炉钢架(电力锅炉 及其他锅炉塔架)、特种设备塔架(石油管道、海洋平台、港口设备、化工设备)等。

  全国工业增加值增速平稳,预计设备钢结构未来市场需求将保持稳定的发展空 间,随着市场对设备钢结构的认同度不断提高,设备钢结构的应用量有望持续增长。 随着“新基建”等战略新兴行业的投资规模扩大,涉及钢结构需求的特高压建设和 5G 基站建设将为钢结构行业带来潜在增长需求。

  根据我们的测算,2020 年随着新增专项债额度增加、专项债可用作项目资本金 范围扩大、专项债投向基建项目比例大幅提高,专项债撬动的基建投资规模相比 2019 年将大幅提升 4-6 万亿元。 测算假设如下:

  1)根据已公布数据,为方便测算,2019 年专项债投向基建比例为 25%,且项目资 金来源中专项债占比按 50%计算;

  3)2019 年 9 月国常会明确专项债可用作项目资本金范围扩大为 10 个领域项目;且 专项债资金用于项目资本金的规模占该省份专项债规模的比例从 20%提升至 25%。 以此为根据,在乐观、中性、谨慎情形下,我们预计专项债用作资本金的项目占比在 全部基建项目中占比为 50%、45%、40%。

  而从中长期来看,政策利好已经打开巨大的成长空间,基建增速或将进入位置 较高的平台期。从相关政策来说,一方面在供给端盘活了土地和资金的供应,另一 方面在需求端通过国家战略为基建需求提供了确定性。

  截至 2018 年底,我国在建 250m 以上的超高层建筑共 117 幢。在建的超高层 建筑主要集中于 250~300m 与 300~400m,分别有 48 幢(41%)与 54 幢(46%)。 500m 以上在建的超高层建筑有 5 幢。超高层建筑采用的材料主要以钢-混凝土混合 结构为主,共 229 幢(75%),250m 以上的纯钢结构共 17 幢,约占 6%。

  国外 200 m 以上的建筑,钢结构占 85%以上,美国和日本是在高层建筑中采用 钢结构最多的国家。我国城镇化建设还有较大的空间(从世界其他国家的发展经验 看,人均 GDP 达到 1 万美元、城镇化率达到 60%后,至少还将有 10 年到 15 年的 城镇化较快发展期)。十四五期。


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