文 / 孟 楠
隨著裝配式建筑項(xiàng)目的大量落地,社會(huì)上出現(xiàn)一些負(fù)面的聲音,裝配式建筑成本、體系、構(gòu)件、檢測(cè)等問(wèn)題屢遭詬病,更有甚者質(zhì)疑裝配式建筑的未來(lái)。這些負(fù)面的聲音一定程度上客觀地反映了目前裝配式建筑發(fā)展的現(xiàn)狀。
我國(guó)的裝配式建筑處于起步階段,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈資源相對(duì)不足,對(duì)于預(yù)制與現(xiàn)澆兩種不同工法缺乏深入認(rèn)識(shí),同時(shí)受制于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的管理理念和管控模式,從而對(duì)于裝配式建筑產(chǎn)生理解上的偏差。
我國(guó)目前裝配式混凝土建筑的成本高于現(xiàn)澆建筑是不爭(zhēng)的事實(shí),有的地區(qū)或項(xiàng)目甚至高出30%以上。具有代表性的裝配式建筑項(xiàng)目,大多為政府投資的力求高品質(zhì)“不差錢(qián)”項(xiàng)目。開(kāi)發(fā)商出于短期的成本考慮,并不愿意積極、主動(dòng)地選擇裝配式建造方式。
一談到裝配式建筑成本問(wèn)題,普遍存在一個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū):將裝配式住宅的所有成本與傳統(tǒng)建筑的結(jié)構(gòu)成本直接對(duì)比。這樣的對(duì)比既不科學(xué)也不公平,采用預(yù)制構(gòu)件的裝配式建筑的建造速度相對(duì)較快;相對(duì)于現(xiàn)澆建筑施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè),工業(yè)化制造方式能更好地保證質(zhì)量,為后期裝修節(jié)省資源和時(shí)間。裝配式建筑的特點(diǎn)在于批量生產(chǎn)和組裝,在大面積應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)更明顯。此外,因?yàn)楣I(yè)化生產(chǎn),裝配式建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的濕作業(yè)、噪音、粉塵顯著減少,環(huán)境效應(yīng)也不可估量。
從成本計(jì)算上,相對(duì)于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),裝配式建筑在PC專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)、PC構(gòu)件采購(gòu)(包括結(jié)構(gòu)增加運(yùn)輸費(fèi)、基建攤銷(xiāo)費(fèi)、鋼模攤銷(xiāo)費(fèi)、蒸養(yǎng)費(fèi)、含鋼量及預(yù)埋件增加費(fèi)用以及稅金損失等)、PC構(gòu)件吊裝以及措施費(fèi)(包含塔吊型號(hào)的升級(jí)、臨時(shí)施工便道、堆場(chǎng)的設(shè)置以及地下車(chē)庫(kù)頂板滿(mǎn)堂支撐使用周期延長(zhǎng)等)幾個(gè)方面相應(yīng)費(fèi)用增加。我國(guó)高層建筑大量采用剪力墻結(jié)構(gòu),而剪力墻結(jié)構(gòu)體系現(xiàn)澆工藝比較成熟,裝配式建筑很難獲得成本優(yōu)勢(shì)。
上海城建預(yù)制構(gòu)件有限公司總經(jīng)理張立在《裝配式建筑的“紅與黑”》一文中指出:“既然裝配式建筑‘貴’是客觀存在,那我們應(yīng)該去思考如何將‘貴’與‘物有所值’劃等號(hào),最大程度發(fā)揮裝配式建筑品質(zhì)高、維護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì),形成品牌效應(yīng),而不是為了迎合建設(shè)方成本控制需求,以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量為代價(jià),一味降低造價(jià),弱化裝配式建筑優(yōu)勢(shì),最終引發(fā)市場(chǎng)對(duì)預(yù)制裝配式建筑可行性和可信性的疑慮?!?/p>
PC成本組成
裝配式建筑成本組成
不久的將來(lái),裝配式建筑通過(guò)理性投資構(gòu)件廠,減少土地、廠房、設(shè)備等固定資產(chǎn)投資,降低攤銷(xiāo)成本;學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展經(jīng)驗(yàn),選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系;采用全裝修、管線分離、同層排水等方式,提高建筑品質(zhì);運(yùn)用BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)減少失誤、環(huán)節(jié)損耗等手段共同發(fā)力。預(yù)制產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、技術(shù)體系的完善、標(biāo)準(zhǔn)化程度的提高、人工成本的持續(xù)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)鏈及配套的成熟等因素共同作用,裝配式建筑發(fā)展內(nèi)力將被進(jìn)一步激發(fā)。
裝配式建筑在經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)十幾年的“停滯期”之后,可謂“百?gòu)U待興”。首先面臨的就是“沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)、沒(méi)有規(guī)范”的困境。中建科技集團(tuán)有限公司總建筑師樊則森在《2007年以來(lái)北京市裝配式建筑的新發(fā)展》一文中回憶:“當(dāng)時(shí),北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)與住房城鄉(xiāng)建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心等行業(yè)主管部門(mén)按照超限審查的有關(guān)規(guī)定,以專(zhuān)家評(píng)審會(huì)的形式組織了兩次專(zhuān)題會(huì),邀請(qǐng)了包括多位國(guó)家勘察設(shè)計(jì)(結(jié)構(gòu))大師在內(nèi)的十幾位全國(guó)權(quán)威結(jié)構(gòu)專(zhuān)家參與評(píng)審,最終確定了北京市建筑設(shè)計(jì)研究院提出的‘等同現(xiàn)澆’的技術(shù)路線,使后續(xù)設(shè)計(jì)及研發(fā)、實(shí)踐能夠有規(guī)范可依,并最終落地?!?/p>
“等同現(xiàn)澆”的工作原理,是通過(guò)鋼筋之間的可靠連接(如“漿錨灌漿”“鋼筋搭接”“灌漿套筒”連接等),將預(yù)先澆筑構(gòu)件(主要是大部分外墻)與現(xiàn)澆部分有效連接起來(lái),讓整個(gè)裝配式結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆實(shí)現(xiàn)“等同”,滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)安全的要求。
相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,我國(guó)幾乎所有的混凝土建筑標(biāo)準(zhǔn)都是“現(xiàn)澆混凝土”技術(shù),所有的設(shè)計(jì)軟件都是針對(duì)“現(xiàn)澆混凝土”技術(shù)編制。幾乎所有的行業(yè)人員都在學(xué)習(xí)、研究和應(yīng)用“現(xiàn)澆混凝土”技術(shù)。在國(guó)家要大力發(fā)展裝配式建筑這一背景下,“等同現(xiàn)澆”的設(shè)計(jì)理念可以說(shuō)是一個(gè)各方妥協(xié)的結(jié)果。這一理念也成為極具中國(guó)特色的原創(chuàng)建筑詞匯。
深圳市現(xiàn)代營(yíng)造科技有限公司總經(jīng)理谷明旺指出:“等同現(xiàn)澆設(shè)計(jì)理念在某種程度上禁錮了裝配式建筑發(fā)展的思想;再加上從業(yè)人員對(duì)于裝配式建筑認(rèn)識(shí)和理解的欠缺,依然沿用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)管理辦法,在實(shí)際施工中已暴露出明顯的問(wèn)題”。以裝配式建筑施工工期為例,目前裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)層平均施工周期為7~8天,有的項(xiàng)目達(dá)到15天,而現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的施工工期僅為5~6天。這正是因?yàn)樵诰唧w操作中按照等同現(xiàn)澆理念去做,很多工業(yè)化生產(chǎn)、施工安裝會(huì)帶來(lái)各種問(wèn)題。
“等同現(xiàn)澆”由于必須采取一定規(guī)模的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程來(lái)實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目標(biāo),必然在裝配式技術(shù)的集成應(yīng)用中存在既有預(yù)先澆筑,又有現(xiàn)澆的情況,也就不可避免在同一個(gè)施工面既有干式裝配又有濕式澆筑的兩種工藝,技術(shù)上有明顯的局限性。
化解這一局限性,除了從裝配式建筑工程的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工各方協(xié)同,技術(shù)監(jiān)管到位等角度入手外,還需要認(rèn)識(shí)到“等同現(xiàn)澆”在現(xiàn)階段的意義,是基于現(xiàn)澆混凝土的成熟建造技術(shù),先由裝配整體式混凝土過(guò)渡,目標(biāo)是混凝土建筑系統(tǒng)集成。
此外,國(guó)際上有很多“全預(yù)先澆筑”方式的裝配式建筑技術(shù),可以適應(yīng)一定層數(shù)、高度和功能,并滿(mǎn)足一定的抗震標(biāo)準(zhǔn),值得我們學(xué)習(xí)借鑒,并逐步發(fā)展出適合我國(guó)國(guó)情的“全預(yù)先澆筑體系”。
隨著越來(lái)越多的企業(yè)積極參與到裝配式建筑的轉(zhuǎn)型發(fā)展中,投資PC構(gòu)件的生產(chǎn)加工工廠成為首選。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前有規(guī)模和實(shí)力的科研、設(shè)計(jì)、施工、裝備、材料等百余家企業(yè)強(qiáng)勢(shì)投資PC行業(yè),在全國(guó)各地掀起建設(shè)PC構(gòu)件生產(chǎn)工廠和發(fā)展裝配式建筑的熱潮。
PC構(gòu)件生產(chǎn)工廠是建筑工業(yè)化產(chǎn)業(yè)鏈中的新增環(huán)節(jié),也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)大量的混凝土構(gòu)件從現(xiàn)場(chǎng)澆筑改為工廠內(nèi)生產(chǎn)時(shí),PC構(gòu)件生產(chǎn)工廠面臨著諸多挑戰(zhàn)。同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院副教授李檢保指出:構(gòu)件模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度不夠是目前我國(guó)推廣裝配式建筑面臨的主要挑戰(zhàn),僅靠預(yù)制構(gòu)件廠難以有效解決這個(gè)問(wèn)題。
模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化是裝配式建筑的技術(shù)基礎(chǔ),也是含金量最高、難度最大的工作。目前,我國(guó)雖有相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),但執(zhí)行力度和具體可操作性有待進(jìn)一步加強(qiáng)。我國(guó)模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展可以學(xué)習(xí)日本經(jīng)驗(yàn),由行政主管部門(mén)主導(dǎo)搭建模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái),采用強(qiáng)制、鼓勵(lì)和引導(dǎo)相結(jié)合的方式,推動(dòng)企業(yè)以此為基礎(chǔ)開(kāi)展工作;通過(guò)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、循序漸進(jìn)、穩(wěn)步促進(jìn)我國(guó)建筑部品模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系的建立,實(shí)現(xiàn)真正意義上的建筑工業(yè)化。
如何在競(jìng)爭(zhēng)激烈的大浪中站穩(wěn)腳跟,PC構(gòu)件生產(chǎn)廠還需更加努力,具體為以下幾個(gè)方面:一是系統(tǒng)深入研究、總結(jié)當(dāng)前條件下典型預(yù)制構(gòu)件的種類(lèi)、特點(diǎn),研究、開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的智能生產(chǎn)設(shè)備及可拆裝模具,改進(jìn)生產(chǎn)工藝,以便在提高生產(chǎn)質(zhì)量、效率的同時(shí)降低成本;二是總結(jié)各類(lèi)預(yù)制構(gòu)件在目前工廠生產(chǎn)制作時(shí)遇到的主要問(wèn)題,結(jié)合自身生產(chǎn)條件、特點(diǎn)和施工工藝要求,提出構(gòu)件拆分及深化設(shè)計(jì)建議和要求,并在項(xiàng)目開(kāi)始前主動(dòng)和業(yè)主、設(shè)計(jì)單位充分溝通,變被動(dòng)為主動(dòng),改變目前這種來(lái)圖加工的現(xiàn)狀,力爭(zhēng)從源頭上消除問(wèn)題產(chǎn)生的原因;三是通過(guò)加強(qiáng)自身技術(shù)力量建設(shè),和產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的其它企業(yè)緊密合作,以EPC模式持續(xù)、系統(tǒng)地開(kāi)展裝配式建筑技術(shù)體系的研究、開(kāi)發(fā)和建設(shè),形成具有自身特色、標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的裝配式建筑技術(shù)體系。
裝配式混凝土建筑對(duì)比現(xiàn)澆建筑成本變化分析
裝配式建筑的核心技術(shù)是鋼筋連接,結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件(即框架柱、剪力墻)縱筋豎向連接的形式有二種:即漿錨和套筒灌漿。《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014和《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T51231-2016》中提到“直徑大于20mm和直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件的縱筋不宜采用漿錨連接”。這正是基于漿錨連接的內(nèi)壁構(gòu)造及其成孔技術(shù)、灌漿質(zhì)量及約束鋼筋配置方法等技術(shù)控制點(diǎn),尚無(wú)統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)前提下而做的限制性要求?,F(xiàn)階段,豎向裝配式結(jié)構(gòu)體系連接技術(shù)不成熟,主要表現(xiàn)為漿錨連接接頭的灌漿料密實(shí)度無(wú)有效檢測(cè)手段,灌漿料質(zhì)量良莠不齊,檢測(cè)必須做破損實(shí)驗(yàn),破損實(shí)驗(yàn)后還需要重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。
今年3月,江蘇省南京市質(zhì)監(jiān)站在內(nèi)部會(huì)議上口頭通知各建設(shè)單位:所有項(xiàng)目在報(bào)審圖紙時(shí),裝配式建筑不得采用豎向受力構(gòu)件(即框架柱、剪力墻);正在進(jìn)行審圖的項(xiàng)目,要調(diào)整為沒(méi)有豎向構(gòu)件報(bào)審;已經(jīng)通過(guò)審圖的項(xiàng)目,建議進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。
由于主流的鋼筋連接多數(shù)是采用套筒灌漿連接工藝,因此套筒灌漿的施工質(zhì)量成為裝配式建筑質(zhì)量管控中最重要的一環(huán)。江蘇省南京市質(zhì)監(jiān)站的做法將裝配式建筑的檢測(cè)問(wèn)題推向風(fēng)口浪尖。從業(yè)同行更是展開(kāi)激烈的辯論:有人指出裝配式混凝土結(jié)構(gòu)最大的問(wèn)題是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)問(wèn)題,構(gòu)件質(zhì)量過(guò)度依賴(lài)現(xiàn)場(chǎng)操作和施工人員的自覺(jué)自律;有人指出解決裝配式建筑構(gòu)件的連接問(wèn)題,并不是技術(shù)原因而是管理原因;更有人認(rèn)為在結(jié)構(gòu)安全、抗震性能等技術(shù)不成熟的前提下大力發(fā)展裝配式建筑不合時(shí)宜。
任何一種技術(shù)變革的發(fā)展過(guò)程都是在曲折反復(fù)中前進(jìn),過(guò)程中的困難、陣痛在所難免。正視目前裝配式建造過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷,并在后續(xù)工作中找尋優(yōu)化法則,為裝配式的健康發(fā)展貢獻(xiàn)技術(shù)力量,才是正確的選擇。
裝配式建筑相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)使其呈現(xiàn)井噴式發(fā)展,從全國(guó)到地方,扶持政策先后出臺(tái),有效推動(dòng)了裝配式產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大。同時(shí),隨著大批裝配式建筑項(xiàng)目的落地和推進(jìn),裝配式建筑被曲解或者過(guò)度解讀。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比,從社會(huì)綜合效益分析以及改善住宅品質(zhì)、提高安全生產(chǎn)和文明施工水平、縮短施工周期、減少對(duì)勞動(dòng)力依賴(lài)等潛在價(jià)值上看,發(fā)展裝配式建筑是我國(guó)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。