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2018年中国铝合金模板行业发展概况及未来发展趋势分析[图]

2019年10月28日 13:28:11字号:T|T

    (一)建筑模板行业发展状况

    1、建筑模板的定义

    建筑模板是一种临时性支护结构,按设计要求制作,使混凝土结构、构件按规定的位置、几何尺寸成形,保持其正确位置,并承受建筑模板自重及作用在其上的外部荷载。使用建筑模板是为了保证混凝土工程质量与施工安全、加快施工进度和降低工程成本。

    现浇混凝土结构工程施工用的建筑模板结构,主要由模板、支撑件、加固件和辅件四部分组成。模板是直接接触现浇混凝土的承力板;支撑件是支撑模板、混凝土和施工荷载的临时结构,保证建筑模板结构牢固地组合,做到坚固不变形;加固件是将模板与支撑结构连接成整体的配件;辅件是配套的装模拆模工具等。

    2、建筑模板的发展历程

    建筑模板是混凝土结构工程施工的重要工具。在现浇混凝土结构工程中,模板技术直接影响工程建设的质量、造价和效益,是推动建筑技术进步的一个重要内容。模板工程作为混凝土建筑工程中的必备工序,在国内外已有较长的发展过程。从模板的结构形状来看,建筑模板由最初的木制散板,依次发展成装配式定型模板、大型模板和组合式定型模板。

    发展初期,混凝土模板主要采用木制散板,按结构形状拼装成混凝土的成型模型,该类模板装拆耗时费力,拆模后形成了大量散板,材料损耗很大。20世纪初,装配式定型模板开始出现,根据工程需要,预先设计出一套有几种不同尺寸的定型模板,由加工单位进行批量生产,施工时要按结构形式,预先做出配板设计,在现场按配板图进行拼装,拆模后还可以继续周转使用。装配式定型模板使用了较长时间,目前部分地区仍在使用。

    20世纪50年代后半期,法国等国家开始出现了大型模板,采用机械代替人工和流水施工法,进行大块模板的安装、拆除和搬运,从而可以提高劳动效率,节省劳动力和缩短施工工期。此类模板的施工方法很快就普及到欧洲各国。

    20世纪60年代,组合式定型模板开始出现。组合式定型模板是在原来的装配式定型模板的基础上加以改进,加上配套的拼装附件,拼装成不同尺寸的大型模板。相较于尺寸固定的大型模板,组合式定型模板采用模数制设计,通过板块的组合调整大型模板的尺寸,既可以一次拼装,多次重复使用,又可以灵活拼装,调整拼装模板的尺寸,因而使用范围更广,已成为目前现浇混凝土工程中最主要的模板形式。

    从模板材料的发展过程来看,模板最早使用木材制作。1908年美国开始使用钢模板。到了20世纪60年代初,随着钢模板在工程中的大量应用,其优越性开始显现,一些企业开始对钢模板的设计、制作和管理等问题进行研究,钢模板得以快速发展。

    20世纪60年代中期,日本开始使用ABS树脂制作塑料模板。塑料模板的优点是表面光滑、易于脱模、重量轻、耐腐蚀、可根据设计要求形成独特的混凝土形状等,但由于其存在强度低、刚度小、价格比较高等缺点而未大量应用。1962年,铝合金模板开始出现。铝合金模板经历了多年的创新研发和不断完善,逐渐趋于绿色建筑的标准化要求,并在建筑行业得以广泛应用。除此之外,建筑模板还采用玻璃钢、耐水纸、橡胶、纺织品等材料制作。随着新型材料的不断出现,建筑模板将日益向轻量化、高强度方向发展。

    3、我国建筑模板体系的发展历程

    我国建筑模板体系的发展历程概览

数据来源:公开资料整理

    建国初期,我国建筑业规模较小,现浇钢筋混凝土以工业建筑为主,大量采用现场制作安装的木模板体系。原国家建委1956年批准的《建筑安装工程施工及验收暂行技术规范》对模板的设计、制作、安装和使用提出了具体要求。《钢筋混凝土工程施工及验收规范》(GBJ10-1965),推广使用定型木模板。20世纪60年代中后期,国家大力推进实现建筑工业化,采用工厂化、装配化、机械化施工,大量的工业厂房和民用建筑构件在预制厂生产。预制构件模板大量出现,施工现场的模板量大大减少。20世纪70年代后,基本建设规模迅速扩大,木材资源难以满足需求,行业提出了建筑模板“以钢代木”方针及滑模、升板等施工技术。原冶金部建筑科学研究院编制了《组合钢模板技术规范》(GBJ214-1982),推广组合钢模板系统,并将模板的制作技术提高到机械化水平,保证了模板的质量,降低了成本。20世纪80年代后,基本建设规模进一步扩大,现浇建筑结构成倍增长,随之出现的钢框胶合板体系模板具有自重轻、幅面大、可周转使用50次以上等优点,特别适于制作大模板。原建设部颁布的《钢框胶合板模板技术规程》(JGJ96-1995),推广应用钢框胶合板模板,引出了大型的整装整拆大模板体系、钢框胶合板组合式半隧道模体系、钢框胶合板三铰链筒子模体系、钢框胶合板密框悬臂模板等新型模板体系。新体系更加适合于现浇混凝土施工技术,施工效率成倍提高,表观质量好,对建筑模板技术从设计、加工制作和使用管理等方面提高了要求,促进了施工技术发展。

    1989年,以原中国冶金部建筑研究院为代表的科研机构开始对竹胶合板的生产工艺、物理和化学性能、受力情况等进行大量的研究,竹胶合板逐渐在四川、江苏等地投入生产和使用。但竹胶合板依然存在厚薄不均、表面平整度差等问题,很难满足现代建筑施工的要求。20世纪90年代,素面木胶合板出现在我国大量工程中,其中包括不少示范工程和重点工程,由于此模板价格低廉、可随意锯截等特点,市场占有量越来越大。目前国内市场上流通的木胶合板质量普遍较低,一次性使用给环境造成了极大的破坏,严重阻碍了中国建筑行业的发展。2000年后,清水饰面混凝土施工技术和快速拆模施工技术逐渐推广,铝模系统逐渐得到应用。相对于其他建筑模板,铝模系统在施工方面上具有质量高、工期短及安全环保等综合性优势,在欧美国家已经广泛使用,国内目前正处于快速发展阶段。

    4、建筑模板的分类及常用模板介绍

    (1)建筑模板分类

    建筑模板有各种不同的分类法:按其所用的材料不同分为木模板、钢模板、钢木模板、钢竹模板、胶合板模板、塑料模板、铝合金模板等;按其结构的类型不同分为基础模板、柱模板、楼板模板、墙模板、壳模板和烟囱模板等;按其形式不同分为整体式模板、定型模板、工具式模板、滑升模板等。

    (2)常用模板介绍

    

数据来源:公开资料整理

    (二)铝合金模板行业市场发展情况

    1、铝模系统简介

    建筑铝模系统由铝合金模板、支撑件、加固件、辅件四大构件组成。铝合金模板是由高强度的铝合金挤压而成,形成整体强度和刚度高的金属模板;支撑件主要包括独立钢支撑、斜撑等;加固件主要包括连接件、穿墙螺杆、背楞等;辅件主要包括拆模工具、工作凳等。

    2、铝模系统的优势

    (1)铝模系统在施工质量上的优势

    ①铝合金模板均布荷载和可承受混凝土侧压承载能力强,能有效提高工程的质量。②铝合金模板具有精度高、误差小的优势,有利于提高建筑物的整体强度和使用寿命。③铝合金模板在工厂完成生产,生产出的铝合金模板表面光滑、平整,每块拼件之间使用销钉、销片对孔连接,可以做到无缝连接,基本不会出现漏浆、爆浆现象,使浇筑成型的混凝土达到饰面清水混凝土的要求,也避免了后期出现的孔洞、蜂窝、麻面等,保证了成型混凝土的观感和质量。

    (2)铝模系统在施工效率上的优势

    ①铝合金模板的特点是造型拼接容易而且密度小、平均重量轻,其平均每平方米重量只有25千克左右,模板之间使用销钉、销片进行固定,易装快拆。②铝模系统采用早拆模支撑系统,取代三套模板的传统工艺,使得混凝土施工完成后,较短时间内就可以进行拆卸。③铝合金模板无需人工定位预留孔洞,在设计时已考虑相应的预留洞口,在工厂试拼装后均统一编号,组装简单、方便,同时模板定位精准,与木模相比,省去了预留孔洞定位的繁琐工作,提高了模板安装的效率。④施工周期短。使用铝模系统施工的同时可以按设计尺寸预制好门窗,待模板拆卸后便可以安装门窗,总体施工周期短;使用建筑铝合金模板,结构面达到清水效果,拆除铝合金模板后便可进入装修阶段,可以省去抹灰找平工序,能有效缩短室内装修阶段的工时。

    (3)铝合金模板在经济效益方面的优势

    ①铝合金模板的顶模和支撑系统实现了一体化设计,将早拆技术融入顶板支撑系统,显著提高了模板的周转率,工程平均每次的使用成本低,且设计简单,工人容易掌握施工工艺和技术,熟练的安装工人每人每天可安装20-30平方米,节约了人工费用。②铝合金模板的施工效果较好,具有表面平整、尺寸较为精确等优势,能够有效地避免二次批荡作业的情况出现,从而降低或免除批荡成本。③铝合金模板的重复利用性较强,理论上可重复使用150-300次,使用过的模板在用于新的建筑物时,只需更换10%-20%左右的非标准板,均摊成本较低。(4)铝模系统在安全性方面的优势

    铝合金模板是一个完整的系统,虽然轻盈,但承载力高达60千牛/平方米且稳定性好,有效避免了传统粗放式施工中的施工事故;铝合金模板通过螺栓与插销进行拼接,施工拆模后,现场垃圾较少,施工环境安全、干净、整洁,而木模板使用铁钉固定,在拆除后的模板及方木上会遗留大量铁钉,给施工者带来了极大的安全隐患。

    (5)铝模系统在节能环保方面的优势

    铝模系统除少量非标准件在模板重复使用前需要更换外,其余配件均可重复使用,大大减少了对自然资源的占用,且所有材料均为可循环使用材料,符合国家对建筑项目节能、环保、低碳、减排的规定,可带来良好的社会效益;铝合金模板不会造成现场污染,现场无需进行裁剪、切割,不会产生相应的废料。

    3、世界铝合金模板行业的发展概况

    1962年铝合金模板在美国首次研制并成功使用,随后迅速得到大力推广,现诸多国家都开始逐步使用。除美国等国家以外,铝合金在韩国、墨西哥、巴西、印度、马来西亚等新兴工业国家也得到广泛的应用。建筑产业铝合金模板在国外推广使用的过程中,技术不断成熟,越来越能满足模板工程的特殊需求。

    4、我国铝合金模板行业的发展概况

    2000年后,我国建筑铝合金模板产业首先在广东深圳、东莞、佛山等地区开始尝试应用,在实际使用过程中,铝模系统应用在端、粱、柱和楼板结构的整体浇筑施工中,结合楼板模板的快拆体系,使用效果好,达到清水混凝土的效果。铝模板长度一般在2.6米左右,宽度400-500㎜,重量轻,单人即可以搬运,无需技术熟练工人拼装,适合缺少劳务来源和劳务费用昂贵的地区。由于铝合金模板一次性投入较高,同时铝合金模板的使用次数和性能等特点未得到推广,铝合金模板技术在国内的施工工程未广泛使用。

    随着我国“节木代用”、“节能减排”等一系列政策的出台,打造绿色建筑成为建筑行业的主流趋势,以珠三角为首的建筑企业开始逐渐使用铝合金模板。铝合金模板在2008年由中建二局深圳公司首次在深圳东海国际公寓项目成功应用,其先进的工艺技术得到主流房地产公司尤其是万科公司的关注。经过万科公司在南方地区大力推广,铝合金模板在广东、云南、广西、湖南、湖北、福建、上海等地区的建筑市场迅速发展,并逐步向大连、青岛、西安等城市渗透发展,已经成为众多建筑总包方的首选。

    2013年,云南、广东、福建、湖南、湖北等省将铝合金模板列入行业施工定额。2016年6月,住建部发布《组合铝合金模板工程技术规程》行业标准,并于当年12月1日起正式实施,对引导铝模板这项绿色环保新材料的发展、促进全国模板技术革新具有重要意义。近年来,铝合金模板凭借其综合性优势,市场进入快速发展期,行业企业数量快速增长,铝合金模板产量爆发式增长。国内企业在满足国内市场需求的同时,已经有多家公司开始出口铝合金模板至巴西、墨西哥、迪拜、香港及澳门等国家或地区。

    5、我国铝合金模板行业的发展趋势

    (1)研发设计智能化

    铝合金模板行业的快速发展,对铝合金模板设计的准确率、交付时间都提出了更高的要求。目前国内铝合金模板的标准化率相对较低,不同项目的模板通用性不高,对铝合金模板全自动化生产造成较大阻力,与此同时也导致铝合金模板行业产品质量参差不齐。在效率与质量的要求下,智能化设计就显得尤为重要。通过合理运用BIM智能技术等优化铝合金模板的研发设计,自动高效地建立模板系统的虚拟模型,不仅配模准确率更高,大大减少现场变更频率,而且提升了配模效率,未来智能设计技术将在行业得到更广泛的应用。

    (2)生产加工自动化

    铝合金模板生产工艺和设备的水平直接影响到铝合金模板的可靠性和稳定性,而产品的质量直接影响到下游工程质量,因此生产工艺和设备对铝合金模板生产起着极为关键的作用。铝合金模板生产已开始采用自动冲孔机和全智能焊接机器人等自动化生产设备,不仅提高了铝模系统的制造精度,还提升了生产效率,节约了人工成本。从长远看,加大对自动化生产线的投入、提升生产自动化水平将是铝合金模板行业的发展趋势。

    (3)产品应用广泛化

    铝合金模板具有重量轻、强度高、精度高、拼缝少、施工方便、周转次数高、均摊费用低、成型混凝土表面质量高、回收价值高和综合经济效益好等特点,应用范围逐步扩大。近年市场迎来快速发展期,产品应用不仅从建筑标准层扩展到地下室、裙楼等非标准层,还从民用建筑延伸至公共建筑,地铁、隧道、桥梁和管廊等公共工程项目也开始使用铝合金模板,行业头部企业迎来发展机遇。

    (4)专业服务综合化

    目前铝合金模板行业正处于快速发展期,大量企业涌入市场,很多新进入者对行业的把握度不够,重经营、轻服务是中小铝合金模板企业存在的普遍问题。建筑铝合金模板的研发和生产涉及建筑、材料、软件、焊接、自动化、力学等多学科技术及经验,铝合金模板行业内企业需要服务于施工现场深入了解建筑施工需求,不断改进铝合金模板的设计和生产工艺,为客户提供涵盖铝模系统产品研发、设计、生产、销售、租赁和技术支持的一体化综合服务方案。随着建筑业整体分工的不断细化,提升综合服务能力、优化客户体验已成为铝合金模板企业发展的关键。

    (5)经营管理信息化

    信息化是推动经济社会变革的重要力量。目前,信息化技术已经在铝合金模板行业逐步得到应用,但大部分企业只进行了相对基础的建设,应用的模块较少,信息的集成度较低。未来,铝合金模板行业的竞争将越来越取决于企业的资源整合能力。加强以采购、生产、物流、工程服务等环节的信息化管理、推进企业管理信息系统的综合集成已成为行业趋势。

    6、我国铝合金模板行业的发展前景

    建筑业作为我国国民经济支柱产业之一,对经济发展起到重要的作用,其发展的长期性和规模性,给建筑模板行业带来了巨大的市场空间。自铝合金模板进入国内建筑业以来,全国各地不断涌现新的铝合金模板生产企业。近年来,更是迎来市场爆发期,应用范围逐步扩大,从民用建筑向公共建筑延伸,地铁、隧道、桥梁和管廊等工程也开始使用铝合金模板,行业头部企业迎来发展机遇。作为建筑模板的一种,铝合金模板的市场份额逐年递增,到2017年占到整个模板市场的10%-15%,并且成加速态势。2018年,我国铝合金模板行业向房建和基础建设各个领域全面渗透,形成巨大的市场规模。

    铝模系统是应用于建筑施工中混凝土浇筑成形的临时支护结构体系,因此其市场容量、市场需求与建筑行业的发展息息相关。《住房城乡建设事业“十三五”规划纲要》提出,“十三五”时期,建筑业增加值年均增长5.5%。2006年以来,随着我国建筑业企业生产和经营规模的不断扩大,建筑业总产值持续增长,2018年达到235,086亿元,较2017年增长9.9%。

    1996-2018年我国建筑业总产值及其增长情况

数据来源:公开资料整理

    近年来,房地产行业、城市地下管廊、隧道、桥梁等领域的稳定发展给铝合金模板行业带来更为广阔的市场前景。

    (1)房地产行业

    2018年,我国房地产开发投资120,264亿元,比上年增长9.5%。其中住宅投资85,192亿元,增长13.4%;办公楼投资5,996亿元,下降11.3%;商业营业用房投资14,177亿元,下降9.4%。全年全国棚户区住房改造开工626万套,基本建成511万套。2018年,房地产开发企业房屋施工面积822,300万平方米,比上年增长5.2%。其中,住宅施工面积569,987万平方米,增长6.3%。房屋新开工面积209,342万平方米,增长17.2%。其中,住宅新开工面积153,353万平方米,增长19.7%。房屋竣工面积93,550万平方米,下降7.8%,其中,住宅竣工面积66,016万平方米,下降8.1%。

    2000-2018年我国房地产开发企业施工面积及竣工面积情况

数据来源:公开资料整理

    如上图所示,房地产开发企业施工面积逐年增加为铝合金模板行业的稳定发展提供了保障。

    (2)地下管廊

    地下管廊(又名共同沟、管网),即在城市地下建造一个隧道空间,作为一种集约化、可持续性的管线敷设方式,将电力、通讯、燃气、供热、排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和统一管理,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”,在发达国家已得到广泛的认可和应用。长期以来,我国对地下基础建设认识较晚,地下管道的建设和更新速度远落后于地面工程。

    2013年,国务院在《关于加强城市基础设施建设的意见》中首次提出“地下管廊”概念,提出“用3年时间在全国36个大中城市全面启动地下管廊试点工程”。2014年6月国务院办公厅在《加强城市地下管线建设管理的指导意见》提出,2015年底前,完成城市地下管线普查,建立综合管理信息系统,编制完成地下管线综合规划,力争用5年时间,完成城市地下老旧管网改造。用10年左右时间,建成较为完善的城市地下管线体系。2015年8月国务院发布《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》,提出到2020年,建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营。我国地下管廊建设刚刚起步,主要集中在新城新区。在2015年前,我国已建成的地下管廊不足100公里。2015年,全国共有69个城市在建地下综合管廊,约1,000公里,总投资约880亿元。

    2016年,《政府工作报告》提出开工建设城市地下综合管廊2,000公里以上。综上,未来地下管廊的建设将给铝合金模板行业的发展带来机遇。

    (3)桥梁、隧道

    公路、铁路建设为国家长期重点扶持的行业。由于我国地域宽广、地形多样、地质条件差异巨大,公路、铁路建设过程中涉及众多桥梁、隧道建设。在桥梁、隧道的施工过程中,需要大量模板进行施工。我国公路建设规模巨大,2018年末全国公路总里程484.65万公里,比上年增加7.31万公里。公路密度50.48公里/百平方公里,增加0.76公里/百平方公里。其中我国高速公路里程14.26万公里,比上年末增加0.61万公里。

    2001-2018年我国公路建设情况

数据来源:公开资料整理

    2018年末,全国公路桥梁85.15万座,长度5,568.59万米,分别比上年增加1.90万座、增加342.97万米。全国公路隧道17,738处,长度1,723.61万米,分别比上年增加1,509处、增加195.10万米。

    2001-2018年我国公路桥梁、隧道占公路建设比重情况

数据来源:公开资料整理

    综上,公路、铁路桥梁及隧道的建设,为铝合金模板行业的发展带来广阔的市场空间。

    (三)与上下游行业之间的关联关系及影响

    行业产业链大体如下图所示:

数据来源:公开资料整理

    1、铝合金模板行业与上游行业的关联性

    铝模系统主要原材料为铝型材及少量铁配件。从上游行业来看,中国铝挤压工业已历经50多年的历史,中国既是全球最大的铝挤压材生产国、出口国和消费国,也是国际市场重要的铝挤压材供应基地。2017年,中国铝加工材综合产量3,820万吨,占全球总产量的57%,其中,挤压材为最大铝材品种,其产量1,950万吨,占总产量的51.05%。2018年,中国铝加工材综合产量为3,970万吨,比上年增长3.9%,其中铝挤压材产量为1,980万吨,比上年增长1.5%。无论技术装备上还是生产规模上,我国铝挤压工业都已具备全球铝挤压材出口基地的初步特征,为我国铝合金模板行业发展奠定了良好基础。

    2、铝合金模板行业与下游行业的关联性

    模板系统是建筑行业的需求产品,建筑行业的稳定发展能够带动模板行业的发展。建筑业的市场需求和我国经济发展有较为密切的关系,尤其是固定资产投资额在很大程度上决定了建筑市场的规模,因此建筑业市场需求与固定资产投资增速密切相关。2001年以来,我国全社会固定投资资产总额增速持续在15%以上,带动建筑业总产值及利润总额增速也在10%以上。

    2015-2018年,我国固定资产投资增速放缓,建筑业总值及利润总额增长也同时放缓。2018年全国建筑业总产值达到235,086.00亿元。从长远看,随着城市化进程的不断推进,住宅需求会持续存在;另外,保障房政策的推广也会对建筑业施工面积的增长起到促进作用。

    相关报告:智研咨询发布的《2020-2026年中国铝合金模板行业市场现状调研及发展趋向分析报告》 

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