建筑工业化PC构件项目建设可研报告.docx
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建筑工业化PC构件项目建设可研报告
乌鲁木齐
建筑工业化PC构件项目
可
行
性
研
究
报
告
第二章生产线的建设内容乌鲁木齐
第二节设计生产能力乌鲁木齐
第三节生产车间设计乌鲁木齐
前言
住宅产业化就是利用现代科学技术，先进的管理方法和标准化、工业化的生产方式去全面改造传统的住宅产业，使住宅建筑工业生产和技术符合时代的发展需求。
住宅工业化其实就是住宅的生产方式（或者是技术手段），是运用现代工业手段和现代工业组织，对住宅工业化生产的各个阶段的各个生产要素通过技术手段集成和系统的整合，达到建筑的标准化、构件生产工厂化、住宅部品系列化、现场施工装配化、土建装修一体化、生产经营社会化，形成有序的工厂的流水作业，从而提高住宅质量、寿命、建造效率，降低成本、能耗。
国内外住宅产业化的发展历史证明，住宅行业发展到一定的阶段（如人工成本占比过大，住宅工业的配套产业已经成熟时）采用工业化的方式建造要比采用现浇的方式，成本降低10%～15%，当然这建立在比较自动化生产方式的基础上。
第一章生产线的建设背景和必要性
第一节住宅产业化发展和必要性
所谓住宅产业化，是用工业化生产的方式来建造住宅，以提高住宅生产的劳动生产率，提高住宅的整体质量，降低成本，降低物耗，节能环保。
住宅产业化最早是由日本人提出来的，目的是通过工业化方式生产住宅，以提高建设效率、降低成本。
国外发达国家的住宅产业化经历了三个阶段。
20世纪50～60年代是住宅产业化形成的初期，重点是建立工业化生产体系；20世纪70～80年代是住宅产业化的发展期，重点是提高住宅的质量和性能；20世纪90年代后，是住宅产业化发展的成熟期，重点转向节能、降低住宅的物耗和对环境的负荷、资源的循环利用，倡导绿色、生态、可持续发展。
目前，在发达国家的住宅建设中，工厂化住宅已经占据相当的市场份额：
日本达到20%～25%，美国为31%，瑞典在60%以上。
早在上个世纪90年代中期，我国已经提出了住宅建设要实现产业化，建设部也成立了住宅产业化促进中心。
近年来，经过有关部门、相关企业和专家坚持不懈地宣讲、探索、实践，人们对住宅产业化有了进一步的认识，特别是国家提出发展节能省地型住宅的目标后，加快促进住宅产业化已经刻不容缓，迫在眉睫。
目前，我国每年竣工房屋面积大约在20亿平方米左右，现有建筑存量400亿平方米，建筑能耗每年达到了1.2万亿度电和4.1亿吨标准煤，加上建材生产过程中的能耗，约占全社会能耗的46.7%。
房屋建筑大量的能耗迫使人们重新审视住宅建设的生产方式和增长方式。
今天的中国，在市场和环保的双重压力下，“量”将成为住宅业的第一难题，在巨量的基础上，如何保证高质量和环保，将是第二个难题。
传统建筑方式无法解决这两大难题，工厂化住宅是市场必然的选择。
住宅产业化的实施效果非常明显。
工厂化的生产方式使住宅的建设过程和住宅产品更加环保，资源利用更加合理。
数据显示，通过工厂化的生产，现场的垃圾将减少83%，材料损耗减少60%，可回收材料占66%，建筑节能50%以上；失误率降低到0.01%，外墙渗漏率低语于0.01%，精度偏差以毫米计算，小于0.1%。
更为可观的是建造人员减少89%，建造周期缩短70%。
住宅产业化发展是建筑领域的全新模式，是城市建筑发展的必然趋势。
住宅产业化是建筑行业的一次技术革命，它的发展将引领建筑行业朝着一个全新的模式和方向去发展。
第二节住宅产业化的基本流程和特点
住宅有关的专业领域大致可以分为房地产业和住宅产业，前者指住宅产品的运行销售阶段，后者指销售之前住宅产品的建造、生产阶段。
这个建造与生产阶段需要实现建材部品的集成化、标准化、工厂化预制，并在现场进行干作业装配，通过预留接口技术使结构支撑体、内装部品按标准化尺寸互相配合安装起来，最终成为成品建筑，这便是住宅产业化的基本流程。
住宅工业化是住宅产业现代化的重要标志，是指住宅生产方式（或技术手段）。
是运用现代工业化的组织和生产手段，对住宅生产的全过程的各个阶段的各个生产要素通过技术集成和系统整合，达到建筑设计标准化，构件生产工厂化，住宅部品系列化，现场施工装配化，结构装修一体化，生产经营社会化，形成有序的工厂化流水式作业，从而达到提高质量，提高效率，提高寿命，降低成本，降低能耗。
第三节PC预构件生产的形势及重要性
PC（PrefabricatedConcreteStructure）即“预制装配式混凝土结构”，是以预制混凝土构件为主要构件，经装配、连接，结合部分现浇而形成的混凝土结构。
PC构件是以构件加工单位工厂化制作而形成的成品混凝土构件。
最早提出PC住宅产业化行为的是以美国为代表的欧美国家，于二战之后率先提出并实施的PC住宅产业化之路的。
PC住宅具有高效节能、绿色环保、降低成本、提供住宅功能及性能等诸多优势。
在当今国际建筑领域，PC项目的运用形式，各国和各地区均有所不同，在中国大陆地区尚属开发、研究阶段。
随着人们对住宅品质的不断追求，住宅从基本居住功能，发展至外在环境的舒适，再到内在居住性能质量的提高，都要求实施住宅产业化，而PC住宅产业化更是中国房地产行业发展的必然趋势，近年来，住宅产业化、节能减排、质量安全、生态环保等种种建筑新理念为PC构件带来了发展契机，城镇化进程中的大量基础设施建设，大规模保障房急需标准化、快速建造高质量住宅，更为PC构件提供了广阔空间。
目前，我国混凝土预制构件行业正经历着深刻变化。
从近期调查的结果看，我国预制构件行业主要呈现以下特点：
1）行业规模不大，市场地位不高。
目前我国建筑业主体结构施工除了钢结构和砌体结构外，大部分都是混凝土结构。
从全国主要城市反馈的情况看，预制混凝土结构在市场上占有的份额非常少，在住宅领域占比更是有限。
预制构件往往被看作是生产简单、技术含量不高、性能不好的粗糙产品，除了盾构管片、预制看台等新型预制构件外，市场地位不高。
2）市场竞争激烈，产业升级困难。
虽然近几年已经有一些工程开始采用新型高品质的预制构件，但大多数构件厂目前仍然以传统标准化产品为主。
这些产品的生产工艺相对成熟，容易被模仿，导致先进企业没有合理的利润，缺乏创新的动力。
3）产品种类较多，技术含量有限。
目前市场上的混凝土预制构件产品种类非常多，基础设施构件类、建筑构件类、地基类是主要的三大类产品。
近几年兴起的预制复合（装饰、保温）挂板、预制清水看台、预制景观构件（护栏、灯杆、座椅等）虽然技术含量较高，但还不是主流。
4）经营状况一般，面临压力不小。
由于产品技术含量不高、成本压力较大、市场竞争无序等多方面原因，总体上国内预制构件厂的经营状况并不乐观。
由于建筑业本身的特点限制，即使是参与大型工程建设，回款不及时也是普遍存在的问题。
5）积极寻求突破，大多未雨绸缪。
正因为行业发展状况不甚理想，一些大型构件厂早有转型升级的想法。
很多构件厂开始兼营预拌混凝土等产品，但仍然突破不了发展瓶颈。
最近两年新型建筑预制构件的复苏，让很多业内人士看到了发展的希望。
他们积极调研相关情况，努力改进生产工艺，积极配合试点项目实施，力求在下一波市场需求到来之前占据一个相对较好的位置。
6）业内观望不少，业外已然出手。
如果把预制构件看作一个相对独立的行业，目前可以看到一个现象：
尽管业内很多构件厂还在观望，不知道如何在新型构件领域落子，但业外的很多企业却已经大干快上，摆出力拔头筹的架势。
提高住宅质量、减少施工现场人员伤亡、提升效率、减少浪费、彻底改变住宅生产方式——要回应这所有的呼声，惟有推行住宅产业化，将更多的现场作业转移至工厂预制。
而在住宅工业化内容中，主体结构的预制不可忽视，顺延这个逻辑，预制混凝土构件正是实现主体结构预制的基础。
但是，作为一个“并不新也并不小”的行业，PC构件在我国的发展与应用已逾半个世纪，其间却几经曲折，行业也被认为陷入多年的“沉默”。
值得注意的是，近年来，在住宅产业化热潮之下，关注的企业越来越多，市场的需求也越来越大，PC构件持续升温，行业终于打破“沉默”。
采用钢筋混凝土剪力墙结构体系，除承重结构外，墙体、楼板等都是在工厂生产、配送的预制件，传统的建筑工地变成住宅工厂的“总装车间”。
产业化流水预制构件工业化程度高，成型模具和生产设备一次性投入后可重复使用，耗材少，现场装配和连接使得劳动力资源投入相对减少。
住宅的构件部品在工厂成批量生产，现场施工实行高度机械化装配——这种全新的现代建筑产业将真正成为支柱业。
中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土构件分会正式成立，建筑工业化趋势之下，PC构件首次以一个独立行业的姿态，开始发声。
第二章生产线的建设内容
第一节项目建设内容
项目建设主要包括：
一条多功能构件生产车间（可生产叠合板、墙板）；阳台、楼梯构件生产车间及钢筋加工车间；实验室；材料、成品等辅助储存区域；锅炉房、变配电室等辅助设施；办公设施等
一、多功能构件生产车间
多功能构件构件生产车间设计尺寸（参考）为：
长150-200m，宽24-30m，行车起升高度不小于9m，钢结构厂房，硬化采用C30混凝土。
生产线振动系统工位及蒸养房工位地面需特殊处理。
蒸养房采用7层共42仓，全封闭立体蒸养，出入仓全智能自动化PLC操作。
立体蒸养房墙体的热传递系数应满足≤于0.4W/mk，蒸汽供气量不小于2t/h。
多功能生产线采用循环流水步进的方式进行生产，模台操作工位为双线拼排布置，利用摆渡系统实现双线之间循环流水作业，蒸养房设在流水线的末端，即车间的中间位置。
步进模台的长度为9.0m，宽度为3.5m，每次可生产两块小于4.5m宽的构件。
叠合楼板或标准墙板的边模全部采用强磁装置固定。
生产线按照模具清理与输送、布料、振捣、养护、脱模等生产工艺，采用自动/手动两种控制方式进行运作，车间内共设24张模准模台。
该车间外侧设单独1.5立方搅拌站供应混凝土。
二、阳台、楼梯构件生产车间及钢筋加工车间
阳台、楼梯构件生产与钢筋加工布置在长198m，宽2×24m的厂房内。
行车起升高度不小于7m，钢结构厂房，硬化采用C30混凝土。
阳台、楼梯构件生产台座需特殊处理。
蒸汽养护。
阳台、楼梯构件采用台座法生产。
分别布置14个阳台构件台座和21个楼梯构件区，生产按照模具清理、布料、振捣、养护、脱模等生产工艺，台座法生产。
三、实验室
在办公楼的一层建立实验室，实现主要原材料及生产过程的检验与记录，实验室可实现对于诸如钢筋强度、混凝土强度等主控项目的自动测量和记录，不能人工干预，可实现每个构件关键数据的可追溯性。
四、材料、成品等辅助储存区域
材料储存区域主要用于钢材储存、砂石料储存、成品储存，分为三个场区，每个成品场配置16t天车一台。
五、锅炉房、变配电室等辅助设施
厂内建立锅炉房、变配电室等辅助设施，用于厂内供气、供暖、供电等。
第二节设计生产能力
一、多功能构件生产车间
构件生产线运行节拍按照10～15分钟设计，每天两班生产，每班12h。
根据生产组织和循环模具的数量，生产线的机械设计能达到连续2班并按300天工作日/年的要求。
可以实现最高160余块叠合板或墙板的日产量，年产量可达48000余块。
详细计算见表1。
轮班数量
净生产时间
（每轮班小时数）
每周工作天数
每年工作天数
生产节拍[min]
每轮班叠合板产量
每天叠合板产量
年产量
[块板/年]
2
12
6
300
10
80
160
48000
表1
注：
A．上表按40张标准模台，每张模台同时生产2块构件计算。
B．因工厂管理，工人熟练性，工艺标准，设备维护，原材料的可用性等因素都有可能影响到生产率（如节拍时间/模具数量）。
C．实际需求生产量小于最大生产量时，可适当减少模具数量和生产人员数等。
二、阳台、楼梯构件生产线
（1）阳台构件采用台座法生产，车间内布置14个阳台构件生产台座，每天两班生产，每班12h，可以实现每天28块的日产量，年产量可达最大约8400余块。
（2）楼梯构件采用台座法生产，车间内布置21个楼梯构件生产台座，每天两班生产，每班12h，可以实现每天42块的日产量，年产量可达最大约12600余块。
第三节技术工艺及特点
一、项目技术的主要特点
生产线必须采用高精度、高结构强度的成型模具，经自动布料系统把混凝土浇注其中，经振动工位振捣后送入立体蒸养房进行蒸汽养护，使构件强度≥40Mpa时，从蒸养房取出模台，步进至脱模工位进行脱模处理，墙板需在蒸养2小时后取出进行表面磨平，再送进蒸养房继续蒸养。
脱模后的构件经构件运输平台运至堆放场继续进行自然养护。
而空模台沿线自动返回，进入下一道生产准备。
在模台返回输送线上设置了自动清理机、自动喷油机（脱模剂）、划线机、构件模具边模安装、钢筋、桁架筋安装、检测等工位，达到了自动化循环流水作业。
为使整个生产线高效运转，实现流水作业，除了各工序环节正常生产外，还应控制以下几个环节：
混凝土配合比设计、振动参数设计、蒸养参数设计、布料和脱模。
多功能构件生产线具有以下特点：
1）效率高、生产节拍10分钟。
2）自动化、程序化、柔性化。
3）工作可靠性高，蒸汽养护采用PLC控制，保证了产品质量。
4）可生产叠合楼板和标准墙板（带保温，无飘窗）。
5）通用底模配用不同的侧边模板，可生产多种不同规格的构件。
6）模台有效长度9m，可同时生产宽度少于4.5m的构件。
7）模台数量可根据产能要求及蒸养房仓位数量合理布置，必须满足各工位的布置要求，一般不少于40张。
二、生产工艺流程
1）叠合板生产工艺流程
叠合板流水线生产分为七大系统：
混凝土拌合供给系统、布料振捣系统、养护系统、脱模系统、附件安装与成品叠合板输送系统、模具返回系统、叠合板检测堆码系统。
流水生产线工艺流程如下所示：
清扫台模→自动标线系统→安放边模→自动喷洒脱模剂→安放钢筋→安放预留预埋件→进入浇注混凝土工位→浇注混凝土→振捣振实→预养护工位静养1小时→拉毛工位制作毛糙面→进入养护房（养护8小时）→送到脱模工位脱除边模→液压顶升侧立构件进行脱模→运输到成品堆放区→修饰并标注编码。
叠合板具有规格及形状简单，出筋统一，工序较少等特点，特别适合流水生产。
生产线除了采用混凝土输送系统，自动布料工位系统，振动工位系统，立体蒸养系统等主要设备外，还设置自动清扫、自动喷油、数控划线、磁性边侧模等辅助设备进行循环流水自动化生产，通过设备的功能柔性和模具的结构柔性，可适应板型多尺寸规格变化，进行批量生产。
生产线建立基于网络的监视系统，实现关键工序的远程监控。
2）墙板生产工艺流程
墙板的规格型号多变、生产过程工序繁多并且复杂、作业周期长。
标准墙板（无飘窗、无特殊位置出筋，出筋不超长）的生产也可采用流水生产。
墙板生产线比叠台楼板生产线增加了保温材料及其保护层网块放置工位、立起脱模工位、磁性装置取出工位等，增加了二次浇筑保温材料保护层混凝土工序，蒸养过程中增加了取出表面磨平工序。
通过设备的功能柔性和模具的结构柔性，可适应墙板多尺寸规格变化。
墙板侧边模、门模、窗模、预留洞口、预埋件等都可采用磁性装置固定于模台，进行各种规格种类的墙板模具组装，采用循环流水方式批量生产。
生产线建立基于网络的监视系统，实现关键工序的远程监控。
生产工艺的特点：
（1）墙板配筋较复杂性，除了构造配网片外，两侧布置加强钢筋、U筋及伸出墙外的胡子筋，底部有加强钢筋及U筋、中间梅花状布置U筋、上部有暗梁钢筋及伸出墙外的箍筋。
剪力墙还需在底部设钢筋连接套筒。
必须按产能配备足够的钢筋工人，提前完成钢筋扎安工作。
（2）预埋件的多变性和复杂性，墙板除了设脱模起吊预埋件外，还有安装临时支撑连接螺栓、墙脚临时固定螺栓、水平调整件、标高调整件、水电预留预埋件及预留孔洞等。
预埋件于钢筋安装工位后进行，应根据预埋件设置的复杂程度配备装配人员，或及时调整装配工位数量。
生产工艺流程如下所示：
清扫台模→自动标线系统→安放边模→自动喷洒脱模剂→安放钢筋→安放预留预埋件→进入浇注混凝土工位→浇注第一层混凝土→振实后到下一工位→安放保温板并浇注第二层混凝土→到下一工位赶平表面→进入养护房（在养护房停留2小时）→取出来后进行磨面处理→再送入养护房（养护时间8～10小时）→送到下一工位脱除边模→液压顶升侧立构件进行脱模→运输到成品堆放区→修饰并标注编码。
墙板生产所需人数及时间如表2所示。
1
3
30
2
1
5
3
2
20
4
1
5
5
4
20
6
4
20
7
2
20
8
2
10
9
3
10
10
2
10
11
1
20
12
120
13
1
20
14
600
表3其它工种及管理人员所需人数
1
10
480
2
5
3
12
4
5
三、生产线平面布置图
总平面布置按照住宅成套设备及构件生产加工企业的生产工艺要求进行布局，总平面布局原则如下：
1）企业不得建在有碍产品的区域，区内不得兼营有碍产品生产、存放的其他产品。
2）区路面平整，无积水，区无裸露地面。
3）区卫生间应当有冲水、洗手、等设施。
4）生产用配件原料、辅料应当符合安全质量规定要求，避免有害物质的污染。
5）生产中产生的废水，废料的排放符合国家有关规定，给排水系统应能适应生产需要，设施合理有效，经常保持畅通。
6）区建有与生产能力相适应的符合质量要求的原料、辅料，包装物料储存等辅助设施和废物垃圾暂存设施。
7）生产区、办公区隔离。
第三章主要设备方案
1、
1
1套
200
1套
3
2套
4.4
2
1套
6
1套
1.5
1套
5
3
1套
15
1套
9
1套
5
4
1套
54.5
1套
3
1套
1
5
1套
15
1套
1套
14
6
3套
9
7
1套
4.2
1套
3
1台
3
1套
5
8
标准模台
80套
9
流水导向轮
320个
10
模台驱动装置
80个
25
合计
2、阳台、楼梯构件生产主要生产设备
1
200
3
4.4
2
33
3
14套
合计
240
3、其他生产设备
1
1套
2
3
3套
4
焊机
5套
钢筋焊网机
2套
第四章工程设计建设方案
第一节设计建设原则
第二节厂区总体设计
第三节生产车间设计
第四节设计建设节能措施
第五章主要原料配件和动力燃料供应及运输
第一节钢筋
第二节配件和产成品的运输方式
一、外运输
乌鲁木齐
二、内运输
第六章项目的环境保护与安全措施
第一节项目污染物
第二节环境影响的对策与措施
一、废水
二、噪声乌鲁木齐
第七章投资概算
序号
名称
乌鲁木齐
单价
数量
总金额
1
亩
200
2
平方米
20000
3
套
2
4
5
6
乌鲁木齐
7
第八章投资效益和回报分析
第一节生产规模和产品方案
第二节实施进度
乌鲁木齐
第三节产品成本估算
一、基础数据
原材料和动力消耗概算一览表
序号
项目
单位
参考单价
年消耗量
金额（万元）
1
600000
66
2
立方
2乌鲁木齐
50000
12.5
3
2250
1350
4
36750
1470
5
乌鲁木齐
120
35000
420
6
300
87500
2625
7
15000
225
337
合计乌鲁木齐
6280
乌鲁木齐
二、产品成本
乌鲁木齐
三、财务效益测算
经估算，正常生产年，叠合楼板及墙板平均按2.5吨/块，阳台及楼梯平均按2.5吨/块乌鲁木齐
经估算，正常生产年，上交的销乌鲁木齐
四、投资回收期乌鲁木齐
第九章风险及防范措施
住宅产业化目前在中国还处于一个发展的时期，受几十年人们固定思维影响，认为装配式住宅稳定性不如传统现浇，大量的建筑施工仍旧采用湿作用的施工技术，建筑市场对预制构件的需求还没有完全打开。
虽然郑州建筑产业现代化生产基地的市场销路有保障，但是也受市场等诸多因素的影响，存在一定的风险。
第一节产品销售风险
由于住宅产业化在刚刚起步阶段，市场认知度不高，容易造成成本偏高的假象，影响销售。
措施：
乌鲁木齐
（1）从保障房入手，提高认知度；
（2）积极与当地政府沟通，按照国家建筑产业化政策，敦促当地政府支持性政策落地。
（3）可吸收有政策性背景（如当地城投公司）的企业入股，降低销售风险。
第二节技术风险
本体系虽然经过多年广泛研究，并经相关机构进行测试，检测结果技术和安全上可靠，但是未进行真正的生产和安装，在细节上可能存在不完善的地方。
乌鲁木齐
措施：
（1）依托×××技术中心研究实力，在细节上进行深入研究，完善该结构体系。
（2）加快样板房建设进程，在过程中发现问题和不足，并研究整改和完善。
第三节人才风险乌鲁木齐
住宅产业化目前处在刚刚起步阶段，成熟产业化工人数量较少。
项目开始生产时，有可能出现人才短缺问题。
防范措施：
（1）我局经过多年经营发展，具备丰富的技术人才和管理人才。
通过全局竞聘选拔，充实住宅产业化人才队伍。
（2）招聘成熟人才。
在人才市场，招聘住宅产业化相关成熟人才，或者通过其他方式聘请其他厂商的一线技术人员；（3）人才培训，通过对有志于参与建筑产业现代化行业人员进一步培训，加强建筑产业化人才贮备。
第十章结论和建议
第一节结论
通过上述研究和分析，该项目技术可靠，拟采用的生产线技术成熟，符合国家相关产业政策，有良好的市场前景，同时也符乌鲁木齐
合股份公司及我局的发展方向和发展要求，具有良好的经济效益，显著社会效益和环境效益。
第二节建议
1）建乌鲁木齐
筑工业化是社会发展的历史潮流，生产基地的建设将为我局在建筑工业化市场领域增加话语权，成为科技展示点，建议加快投资速度。
2）积极与地方政府沟通，推动当地建筑产业化政策的落实。
推动我局建筑产业现代化的发展，争取成为国家示范基地，占领行业制高点，获取相应的优惠政策。
3）生产基地的建设是建筑工业化转型的必要条件，也是未来盈利的重要手段。
建议在筹建生产基地的同时，积极促进项目开发的前期工作，以保证基地建成后及时投入生产。
乌鲁木齐
4）乌鲁木齐
基地建设过程中提前招聘和培训技术、生产和管理人员。
从国内情况看，转型升级一般需要两年的培育期，包括技术引进与消化、人才招聘与培养、产供销链条的打造等，在市场发展还不成熟可利用资源较少的情
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