張一帆

摘 要：裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅能提高建筑物的穩(wěn)定性，還能節(jié)約工期節(jié)約資源，因此我國(guó)需加強(qiáng)對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的探索和發(fā)展。通過(guò)對(duì)其造價(jià)成本和建造模式的討論，希望以此促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：裝配式鋼結(jié)構(gòu);醫(yī)院建筑;工程造價(jià);

1 引言

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建筑行業(yè)的飛速發(fā)展使促進(jìn)了施工技術(shù)和建筑結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新，裝配式建筑也得到了較大的推廣，根據(jù)《北京市發(fā)展裝配式建筑2018年-2019年工作要點(diǎn)》，2018年北京市裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到20%以上，到2019年實(shí)現(xiàn)25%以上。新納入本市保障性住房建設(shè)計(jì)劃的項(xiàng)目和新立項(xiàng)政府投資的新建建筑應(yīng)采用裝配式建筑，政府投資的單體地上建筑面積1萬(wàn)平方米以上的新建公共建筑應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)建筑。因此我國(guó)對(duì)裝配式建筑的研究逐漸增多，公共建筑尤其是醫(yī)院建筑中裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也逐漸增多。

2 裝配式建筑的概念

裝配式建筑是指建筑的主要構(gòu)件在工廠生產(chǎn)加工，在施工工地裝配而成的新型建筑形式。裝配式建筑結(jié)構(gòu)的形式包括：裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式鋼結(jié)構(gòu)和裝配式木結(jié)構(gòu)。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是由結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、圍護(hù)系統(tǒng)（內(nèi)外墻板和樓承板）、設(shè)備管線系統(tǒng)和內(nèi)裝系統(tǒng)組成，具有“部品生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)場(chǎng)施工裝配化、結(jié)構(gòu)裝修一體化、過(guò)程管理信息化”的特點(diǎn)。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)

裝配式建筑與傳統(tǒng)的建筑模式有很大不同，其一，實(shí)現(xiàn)了模式化以及標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，規(guī)范了施工工藝，有效的提升了施工效率，非常適合保障性住房的建設(shè)，據(jù)測(cè)算，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的施工總工期比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)減少約30%，裝配式裝修做法的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工期比傳統(tǒng)裝修做法減少80%;其二，可減少建筑材料的浪費(fèi)，建造的過(guò)程中可以結(jié)合建筑的實(shí)際情況，對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，節(jié)約生產(chǎn)成本，據(jù)測(cè)算，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的模板用量比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)減少約35%，建筑垃圾減少約40%，裝配式裝修做法的地面用材和隔墻用材比傳統(tǒng)裝修做法減輕70%;其三，節(jié)約了大量的人力以及物力資源，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的施工用水量比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)減少約30%，施工用電量減少約20%，裝配式裝修做法的用工量比傳統(tǒng)裝修做法減少60%。此外，降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生安全隱患。

目前國(guó)內(nèi)民用建筑中應(yīng)用最多的是裝配式混凝土建筑，但是混凝土建筑存在豎向構(gòu)件連接困難，無(wú)有效檢測(cè)手段，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管難，難以保證質(zhì)量等問(wèn)題，在個(gè)別地方遭到了叫停;木結(jié)構(gòu)只適用于低層房屋建筑，適用范圍較窄，無(wú)法大面積推廣;但是，鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗震性能好、利于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配式施工、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，更容易滿足國(guó)家對(duì)于裝配式綠色建筑發(fā)展理念，而且我國(guó)現(xiàn)在是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)，故在當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境下已具備大力推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的條件和基礎(chǔ)。因此，鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷被普及應(yīng)用，為最環(huán)保、最成熟的裝配式建筑，被積極推廣應(yīng)用。

4 造價(jià)成本

本課題重點(diǎn)研究8度0.2g設(shè)防條件下裝配式鋼結(jié)構(gòu)和混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比較，選取六個(gè)醫(yī)院的地上部分為研究對(duì)象，三個(gè)為裝配式鋼結(jié)構(gòu)醫(yī)院，三個(gè)為混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)醫(yī)院，建筑功能均為醫(yī)療綜合樓，地上建筑面積相近的兩種結(jié)構(gòu)形式的醫(yī)院進(jìn)行比較。六個(gè)醫(yī)院統(tǒng)一套取2016年《北京市建設(shè)工程概算定額》以及同一時(shí)期信息價(jià)，分別計(jì)算地上建筑的總造價(jià)，歸類分析可以看出影響地上建筑造價(jià)的主要因素為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)造價(jià)占比60%～65%，混凝土結(jié)構(gòu)系統(tǒng)造價(jià)占比45%～55%;次要因素是墻體，裝配式鋼結(jié)構(gòu)地上建筑的成品內(nèi)外墻造價(jià)占比15%～19%，混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)地上建筑的內(nèi)外砌體墻造價(jià)占比15%～22%;措施費(fèi)的影響排名第三，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的措施費(fèi)造價(jià)占比約14%，而混凝土結(jié)構(gòu)的措施費(fèi)造價(jià)占比約25%，剩下的分部工程造價(jià)占比例較小。因此，重點(diǎn)比較主要和次要因素的經(jīng)濟(jì)差異。

4.1 對(duì)承重結(jié)構(gòu)的成本分析

混凝土結(jié)構(gòu)的建筑承重系統(tǒng)主要是混凝土柱、梁、板、剪力墻等，通過(guò)計(jì)算各構(gòu)件每平米的含量以及綜合單價(jià)，可以得出地上建筑每平米750元～1000元;而裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的承重系統(tǒng)主要是鋼柱、鋼梁、鋼支撐、鋼樓承板等，通過(guò)計(jì)算各構(gòu)件每平米的含量以及綜合單價(jià)，可以得出地上建筑每平米1700元～1900元。因此，就地上建筑的承重結(jié)構(gòu)而言，裝配式鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)每平米增加近900元～950元。

通過(guò)對(duì)比兩種建造方式的結(jié)構(gòu)斷面尺寸，可以發(fā)現(xiàn)，采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)的醫(yī)院建筑，其柱和梁的尺寸比混凝土結(jié)構(gòu)的小。就建筑布局而言，由于鋼材輕質(zhì)高強(qiáng)，梁、柱截面比同樣荷載條件下的混凝土構(gòu)件截面小，因此鋼框架結(jié)構(gòu)較混凝土結(jié)構(gòu)凈使用面積增加，樓層凈高度增加，鋼結(jié)構(gòu)的視覺(jué)效果更輕盈、通透。

4.2 對(duì)內(nèi)外墻的成本分析

混凝土結(jié)構(gòu)的建筑外墻均為外包保溫的砌塊墻，其綜合單價(jià)約為536元/m2，裝配式建筑的外墻為裝配式幕墻體系，250厚輕鋼龍骨纖維增強(qiáng)水泥平板復(fù)合保溫墻體或250厚鋼龍骨GRC復(fù)合保溫板墻體，其綜合單價(jià)約為490元/m2，比砌塊外墻便宜46元/m2;混凝土結(jié)構(gòu)的建筑內(nèi)隔墻多采用砌塊，由于厚度不同，綜合單價(jià)存在一定的差異，平均單價(jià)為206元/m2，裝配式建筑內(nèi)墻種類較多，除砌塊墻，還有輕鋼龍骨雙面雙層紙面石膏板墻體、輕鋼龍骨水泥纖維板墻體和蒸壓加氣混凝土板墻，由于墻體厚度以及中間巖棉保溫厚度不同，綜合單價(jià)也有一定的波動(dòng)，輕鋼龍骨雙面雙層紙面石膏板墻平均單價(jià)為287元/m2，輕鋼龍骨水泥纖維板墻單價(jià)為338元/m2，蒸壓加氣混凝土板墻平均單價(jià)為217元/m2，均比砌塊內(nèi)墻的單價(jià)高。統(tǒng)計(jì)六個(gè)醫(yī)院的內(nèi)外墻含量，計(jì)算∑墻含量×墻單價(jià)，得出結(jié)果，墻體差異造成的地上建筑造價(jià)的差異在每平米100元～160元。

雖然成品隔墻價(jià)格比傳統(tǒng)的砌塊墻高，但其具有很多超越砌塊墻的優(yōu)點(diǎn)，以蒸壓加氣混凝土板墻（ALC板）為例：

1）ALC板容重比加氣砌塊輕150～200kg/m3，有效降低荷載;

2）加氣砌塊在施工時(shí)，塊與塊間需要砂漿粘接，保溫隔熱以及隔音效果受很大影響，而ALC板為大板，性能均勻分布，整體保溫和隔音效果更好;

3）ALC板作為墻板使用時(shí)不需要設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁，門窗不需要設(shè)置過(guò)梁，可以滴里使用不需要輔助結(jié)構(gòu)，而加氣砌塊作為墻體是用時(shí)需要根據(jù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求，長(zhǎng)度超過(guò)6米需要設(shè)置構(gòu)造柱，高度超過(guò)4米需要設(shè)置混凝土圈梁，與混凝土墻、柱交接處需配置拉筋以增加穩(wěn)定性;

4）ALC板是根據(jù)圖紙進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，因此到達(dá)施工場(chǎng)地時(shí)可以直接組裝，每塊面積高達(dá)3.6平方米，大大縮短了工期，而加氣砌塊需要與砂漿配合使用，并需要構(gòu)造柱、圈梁等輔助安裝，施工速度明顯降低，根據(jù)有關(guān)項(xiàng)目比較，ALC板比加氣砌塊縮短三分之一的工期;

5）ALC板不需要雙面抹灰，而且是干法施工，而加氣砌塊需要雙面抹灰，是濕法施工，因此ALC板不近減低裝修費(fèi)用，避免出現(xiàn)空鼓裂縫，而且減少施工現(xiàn)場(chǎng)垃圾的產(chǎn)生;

4.3 對(duì)地上建筑總成本的分析

從上述分析的結(jié)果來(lái)看，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的成本高于傳統(tǒng)建筑技術(shù)的成本，成為阻礙鋼裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的一個(gè)重要因素，上文中，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及圍護(hù)系統(tǒng)的費(fèi)用進(jìn)行了分析，現(xiàn)在從工程造價(jià)的總成本方面進(jìn)行討論。

建筑工程的費(fèi)用支出主要有4部分，直接費(fèi)用、間接費(fèi)用、利潤(rùn)及稅金，直接費(fèi)用在整個(gè)工程中扮演著基礎(chǔ)性和決定性的角色。傳統(tǒng)建筑和裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的經(jīng)濟(jì)差別主要在3個(gè)方面：（1）生產(chǎn)費(fèi)用和人工安裝費(fèi)用的不同;（2）模板材料費(fèi)用的不同;（3）保溫費(fèi)用的有無(wú)及后期水電的維修費(fèi)用。采取裝配式鋼結(jié)構(gòu)的人工費(fèi)低于傳統(tǒng)建筑技術(shù)的人工費(fèi)，隨著日益增長(zhǎng)的人工成本，這一人工費(fèi)用的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來(lái)越突出，節(jié)省的費(fèi)用也會(huì)越來(lái)越多。從工期方面來(lái)看，采取鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的工期比傳統(tǒng)的工期節(jié)省了60%，這樣不僅能減少成本，還可以在減少工程貸款利息的同時(shí)減少租賃設(shè)備的費(fèi)用。

5 結(jié)束語(yǔ)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)適用性，正在成為建筑行業(yè)的主要趨勢(shì)，可是人們對(duì)于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑并不太了解，且造價(jià)較高，導(dǎo)致其未能推廣使用，通過(guò)上述論述，可以清楚地看到需要不斷地推進(jìn)我國(guó)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的有效應(yīng)用，促進(jìn)建筑行業(yè)有效轉(zhuǎn)型，促進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)得以健康發(fā)展。

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