張 蕾

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

建造裝配式建筑，是把梁、板、柱、墻等部分或所有構(gòu)件在工廠內(nèi)預(yù)制完成，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場時只需將各個構(gòu)件拼合在一起，像用一塊塊樂高積木搭建模型一樣將各個構(gòu)件組裝成為一棟建筑。當(dāng)然，構(gòu)件的組裝并不僅僅是把各個構(gòu)件簡單的“搭”在一起，預(yù)制構(gòu)件進入施工現(xiàn)場后，為保障裝配式建筑的安全性，還必須進行各部件的搭接和一體化澆筑。在歐美及日本等國家及地區(qū)像這樣產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化的建筑已經(jīng)被廣泛采用。

1 裝配式建筑的優(yōu)勢

1)有利于安全管理、文明施工。

裝配式建筑現(xiàn)場只需留小部分工人就可以，現(xiàn)在把大量工地作業(yè)移到工廠，安全事故發(fā)生率從而可以大大減少。

2)有利于供給關(guān)系的調(diào)節(jié)。

行業(yè)普及以后，可以減緩市場供給不足的現(xiàn)狀，提高樓盤上市速度，從而可以降低建造成本，有效地控制房價。

3)有利于節(jié)約資源，環(huán)境保護。

裝配式建筑施工現(xiàn)場現(xiàn)澆作業(yè)極少，施工過程不擾民，健康環(huán)保，工地現(xiàn)場無揚塵等“灰朦朦”現(xiàn)象。同時，鋼模板等現(xiàn)場材料重復(fù)利用率提高，材料損耗少、節(jié)能1/2以上。

2 裝配式構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)(簡稱PC構(gòu)件)

以裝配式混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)為例，該體系的樓板、墻壁都在工廠批量生產(chǎn)，再運到工地直接拼裝而成，PC構(gòu)件作為主體結(jié)構(gòu)預(yù)制的基礎(chǔ)，在歐美及日本等國際及地區(qū)，如美國、日本、德國、英國等國家，使用非常廣泛，逐漸成為發(fā)達國家現(xiàn)代建筑的主要方式。而在我國裝配建筑工業(yè)化率僅為1%，約為發(fā)達國家平均水平的1/70，建筑業(yè)仍未形成標(biāo)準(zhǔn)化體系，PC生產(chǎn)線有極大的發(fā)展空間，在此介紹以下兩種生產(chǎn)方式：

1)PC構(gòu)件的可移動化生產(chǎn)線或游牧式生產(chǎn)線。

PC生產(chǎn)線的運距一般控制在200 km以內(nèi)的輻射范圍，可以減少運輸成本，如果超出200 km以后，PC構(gòu)件自重高、體積大，專用構(gòu)件運輸車的物流運輸成本增加。

如果采用固定式PC生產(chǎn)線，首先需要進行廠房建設(shè)和生產(chǎn)線的安裝調(diào)試。從整個廠房結(jié)構(gòu)的建設(shè)，到設(shè)備基礎(chǔ)大體積混凝土的澆筑、養(yǎng)護，再進行設(shè)備的安裝、調(diào)試，試生產(chǎn)。一條PC生產(chǎn)線的安裝時間基本上要達到100 d左右。而當(dāng)一個項目實施完以后，整個廠房及PC生產(chǎn)線因為成本問題就需要隨新項目進行搬遷。

因此，從成本考慮，PC生產(chǎn)線發(fā)展方向?qū)⑹且苿踊a(chǎn)線，設(shè)備不再固定在混凝土的基礎(chǔ)上。而是運用類似火車的軌道，將PC生產(chǎn)線底部建設(shè)成可拆裝的軌道式，生產(chǎn)線中的各系統(tǒng)構(gòu)件，如行走系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)全部建立在軌道基礎(chǔ)之上。如同蒙古包游牧方式，方便從一個地方遷移到另一個地方，同時因為減少了混凝土的澆筑、養(yǎng)護、硬化過程，縮短了PC生產(chǎn)線的建設(shè)周期，預(yù)計半個月時間即可完成生產(chǎn)線的遷移，比現(xiàn)在的方式縮短80%的時間。

2)PC構(gòu)件更需適應(yīng)多元化生產(chǎn)。

隨著建筑業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑工業(yè)化水平的提高，各種建筑模式和體系百花爭鳴，諸如清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司的凹槽版體系SW體系，哈爾濱鴻盛建筑科技有限公司的ICF體系，石家莊晶達建筑體系公司的晶達CL建筑體系，還有框剪結(jié)構(gòu)PC構(gòu)件體系等，一條PC生產(chǎn)線只能生產(chǎn)某一個特定體系的產(chǎn)品，每個體系現(xiàn)在不兼容，自成體系。裝配式建筑如果想生產(chǎn)不同產(chǎn)品適應(yīng)不同建筑的需求，就必須投資多個不同系統(tǒng)的生產(chǎn)線，這樣，無形中會大大增加了投資成本。PC建筑更需研發(fā)可利用同一生產(chǎn)線生產(chǎn)多樣PC構(gòu)件，適用于不同建筑體系。

3 裝配式建筑成本管理

衡量裝配式建筑的兩項重要指標(biāo)為：預(yù)制率和裝配率。

預(yù)制率=裝配式構(gòu)件總體積÷總的混凝土體積。

裝配率=實施裝配面積÷地上總計容面積。

目前國內(nèi)裝配式建筑的發(fā)展并不均衡，上海市的裝配式建筑發(fā)展在國內(nèi)名列前茅，各地裝配式建筑也在逐步提高裝配率和預(yù)制率。經(jīng)不完全統(tǒng)計，裝配式建筑預(yù)制率每增加10%，成本增量在70元左右，以上海為例，上海新建建筑的預(yù)制率要求不小于40%，預(yù)制率越高，成本增長越高，也是上海房價居高不下的原因之一。

因此，裝配式建筑的經(jīng)濟性始終無法等同于或者優(yōu)于普通的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，這是目前影響開發(fā)商大力發(fā)展裝配式建筑的重要原因之一。

3.1 預(yù)制率對整體成本的影響

1)預(yù)制水平構(gòu)件的費用增量相對較少的原因在于，預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)加工較為簡單，且模板的重復(fù)利用率較高，受力構(gòu)件基本上通過鋼筋的搭接來實現(xiàn)，其鋼筋的搭接比豎向受力構(gòu)件簡單的多。一般情況下，疊合樓板的成本增加在40元/m2～50元/m2，預(yù)制樓梯的成本增量20元/m2～30元/m2，其他水平預(yù)制構(gòu)件(陽臺板、空調(diào)板、女兒墻)的成本增量可以控制在20元/m2以內(nèi)，整體水平預(yù)制構(gòu)件的成本增量可以控制在100元/m2以內(nèi)。

2)豎向預(yù)制構(gòu)件的成本增加比水平預(yù)制構(gòu)件的增加較多，大部分來源于豎向鋼筋連接的成本、預(yù)制外墻與現(xiàn)澆構(gòu)件連接處的成本增加(如果豎向預(yù)制構(gòu)件的成本增量為300元/m2，鋼筋連接成本占到10%～20%左右，預(yù)制與現(xiàn)澆處的節(jié)點構(gòu)造成本增量占10%～20%左右)。

3.2 預(yù)制構(gòu)件含鋼量、含混凝土梁的成本增量

3.2.1桁架板

根據(jù)國標(biāo)圖集15G 366—1桁架鋼筋混凝土疊合板中的要求，目前桁架疊合板普遍采用60 mm預(yù)制層，配合使用70 mm，80 mm，90 mm現(xiàn)澆層。從設(shè)計角度而言，樓板基本上為構(gòu)造配筋，在小跨度的樓板中現(xiàn)澆樓板均可以采用100 mm，110 mm，120 mm，預(yù)制樓板的最小厚度為60(預(yù)制)mm+70(現(xiàn)澆)mm=130 mm，也就意味著樓板厚度越大，配筋越多。此外，桁架中桁架鋼筋增加也是桁架板含鋼量增加的一項。

由于預(yù)制板厚的增加及桁架筋的設(shè)置，導(dǎo)致含鋼量和含混凝土量提高10%～20%左右。

3.2.2預(yù)制外墻

1)預(yù)制外墻成本增加的原因。

根據(jù)GB/T 51231—2016裝配式混凝土建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中5.7.2條：對同一層內(nèi)既有現(xiàn)澆墻肢也有預(yù)制墻肢的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆墻肢水平地震作用彎矩、剪力宜乘以不小于1.1的增大系數(shù)。

此條偏安全考慮，如果考慮現(xiàn)澆墻肢地震作用的放大效應(yīng)，一般鋼筋的增加約為0 kg/m2～0.5 kg/m2。

2)房屋臨界高度對含鋼量的影響。

對于最為常見的裝配式整體剪力墻結(jié)構(gòu)其臨界高度比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)降低10 m，比如：7度區(qū)現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)高度76 m時，抗震等級為三級，而7度區(qū)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級。

據(jù)測算：當(dāng)抗震等級每升高一級時，其含鋼量增加1 kg/m2～2 kg/m2，含混凝土量增加0 kg/m2～0.02 m3/m2。

3)預(yù)制結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)處的現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件含鋼量增加(裝配式建筑現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件通常箍筋采用大箍套小箍，而現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)邊緣構(gòu)件采用大箍+拉筋形式，大箍套小箍的含鋼量高)，以及鋼筋套筒灌漿連接部位水平分布鋼筋加密構(gòu)造，其含鋼量增加1 kg/m2～2.0 kg/m2。

3.3 其他費用的增加

預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計費(含二次拆分)、專家咨詢費及監(jiān)理費用，一般增加30元/m2～40元/m2。

預(yù)制構(gòu)件的吊裝費用：主要包括垂直運輸費、安裝人工費等，按預(yù)制率50%來算，預(yù)制構(gòu)件的吊裝費用約為300元/m2。

運輸費用：以預(yù)制率40%為例，預(yù)制構(gòu)件2 500元/m3～3 500元/m3時，運輸成本約為100元/m3～150元/m3(60 km運距)。

3.4 裝配式建筑費用的節(jié)約

3.4.1因地適宜，按各地區(qū)的要求，落實預(yù)制率要求

目前可以肯定的是：現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)比裝配式建筑成本要低，預(yù)制率越高其成本增量越高，各地區(qū)可以根據(jù)地方要求，達標(biāo)預(yù)制率的下限。

預(yù)制構(gòu)件的選擇應(yīng)以水平預(yù)制構(gòu)件為先，預(yù)制率不夠時采用豎向構(gòu)件。外墻裝飾面層的選擇宜可優(yōu)先選用清水混凝土墻。

3.4.2多組合少規(guī)格，戶型標(biāo)準(zhǔn)化

預(yù)制構(gòu)件遵循“少規(guī)格、多組合”的原則進行設(shè)計，裝配式住宅戶型實行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計，可提高PC構(gòu)件生產(chǎn)模具的重復(fù)利用率，降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)成本。比如：濟南萬科中心外墻板采用預(yù)制外墻掛板，本項目外墻掛板共1 810塊，其中最大4.4 t，標(biāo)準(zhǔn)板重量3.2 t。1 810塊預(yù)制掛板一共4塊標(biāo)準(zhǔn)板，其“多組合、少規(guī)格”的掛板形式，降低了模具的攤銷、提高了裝配式建筑的生產(chǎn)效率，同時節(jié)約了預(yù)制構(gòu)件的成本約20%以上。

萬科集團測算，如將構(gòu)件模板周轉(zhuǎn)次數(shù)由60次～70次提高到100次，則模具的費用能降低80元/m3～100元/m3。

3.4.3重視豎向構(gòu)件受力鋼筋的連接形式

目前常用的三種連接形式：套筒灌漿連接、螺旋箍筋約束漿錨搭接連接、金屬波紋管漿錨搭接連接技術(shù)。套筒灌漿連接比其他兩種形式的連接成本要高，后兩種連接方式有其特定的使用范圍，在保證安全的前提下優(yōu)先使用后兩種連接方式，可以大大的減少成本。

其次，豎向鋼筋宜采用高強鋼筋、盡量采用大直徑以降低連接成本。

3.4.4預(yù)制構(gòu)件的運輸半徑

以運費占銷售額8%的估算，合理的運輸半徑為120 km左右，運輸路線應(yīng)考慮車輛限高、限重要求，合理規(guī)劃運輸路線。

3.4.5其他

設(shè)計時，應(yīng)盡量采用大跨度疊合板，減少主次梁的設(shè)置，有條件時可采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，這都可以降低預(yù)制構(gòu)件的連接成本。

構(gòu)件的拆分時，應(yīng)充分的考慮模板的重復(fù)利用率及構(gòu)件的重量對塔吊的設(shè)置要求，減少模具的浪費及塔吊選型上的成本增量。

4 結(jié)語

如今隨著國家及行業(yè)陸續(xù)出臺方針政策和相關(guān)發(fā)展目標(biāo)，裝配式建筑響應(yīng)國家大力發(fā)展裝配式建筑，推動新型建筑工業(yè)化快速發(fā)展的號召下，受到社會各界的高度關(guān)注。在國家政策引導(dǎo)下，全國各地20多個省、市陸續(xù)出臺扶持相關(guān)建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，推進產(chǎn)業(yè)化基地和試點示范工程建設(shè)。