張鵬 西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院
裝配式建筑是指在預(yù)制廠生產(chǎn)的各種預(yù)制構(gòu)件(Precast Concrete,簡稱PC 構(gòu)件),通過一定的運輸方式送達施工現(xiàn)場,工地建筑人員使用接頭組裝并用機械吊裝部件,形成的功能性建筑。與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工方法相比,裝配式建筑具有更高的工業(yè)化、低成本、高效率和低作業(yè)強度??紤]了綠色環(huán)保,對促進建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級具有重要意義,因此近年來在我國得到大力推廣[1]。但與發(fā)達國家相比,我國仍處于起步階段。從近年來的研究可以看出,國內(nèi)學(xué)者的研究方向已經(jīng)逐漸從預(yù)制建筑設(shè)計轉(zhuǎn)向預(yù)制建筑成本控制。綜上,為了降低裝配式混凝土建筑構(gòu)件的成本,從構(gòu)件設(shè)計成本、生產(chǎn)成本、物流成本和裝配成本四個角度探討了裝配式混凝土建筑的成本控制,分析了其成本構(gòu)成,并提出了降低成本的途徑。為降低裝配式混凝土建筑成本的實際應(yīng)用提供參考。
設(shè)計階段的成本控制是降低裝配式混凝土建筑成本的事前控制手段,但目前設(shè)計環(huán)節(jié)因?qū)I(yè)協(xié)同不到位、前置工作考慮不充分、對各工藝環(huán)節(jié)不熟悉等導(dǎo)致最終成本大大增加。
與現(xiàn)澆構(gòu)件比起來,構(gòu)件制作的主要成本增加存在以下方面:
(1)人工費:由于規(guī)模較小,且人工用量較少造成技術(shù)熟練的工人少,薪資偏高導(dǎo)致人工費的實際支出增大。
(2)材料用量:在裝配式構(gòu)件的材料用量上,混凝土的用量并未減少,且由于連接鋼筋的使用,導(dǎo)致鋼筋用量增加30%以上。
(3)模具和攤銷費:構(gòu)件種類與形式的復(fù)雜性造成模具與攤銷成本較高。
預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)完成后,需要大量的場地來儲存完成的預(yù)制構(gòu)件,然后將它們運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。
(1)構(gòu)件運輸費
在預(yù)制構(gòu)件成本中,存放、裝車和運輸費用的占比近20%,增加了建筑成本。裝配式構(gòu)件需要根據(jù)構(gòu)件的形狀、尺寸以及重量等選擇合適的加固工具與運輸工具,同時也要依據(jù)公路、橋梁限載等因素靈活選擇運輸線路。但是,由于專業(yè)化的運輸構(gòu)件的物流公司仍較為稀少,導(dǎo)致運輸價格偏高。
(2)構(gòu)件儲存費
預(yù)制構(gòu)件的維護和儲存需要專門的場地和專門的管理人員,這增加了預(yù)制建筑的成本。
預(yù)制構(gòu)件安裝作為裝配式建筑建造的最后環(huán)節(jié),操作工人發(fā)揮著主要作用。裝配式建筑的裝配施工進度取決于吊裝工人的裝配效率、節(jié)點施工速度和質(zhì)量和大型起重吊裝設(shè)備使用效率。
(1)大型起重吊裝設(shè)備
由于預(yù)制建筑施工中需要在現(xiàn)場吊裝相應(yīng)的構(gòu)件,構(gòu)件的垂直運輸成本增加。
(2)人工裝配效率
由于當(dāng)前我國能夠熟練掌握裝配式施工的人才的稀缺,構(gòu)件安裝的人工費較高。
(3)節(jié)點施工速度和質(zhì)量
現(xiàn)澆接頭的連接細(xì)節(jié),如鋼筋綁扎和模板安裝,相對復(fù)雜且難以操作,導(dǎo)致現(xiàn)澆接頭增加耗時,數(shù)量相對較少,效率普遍較低。
裝配式建筑設(shè)計具有:“工作前置性”“集成一體化”“避免兩階段設(shè)計”等特點,應(yīng)遵循其客觀規(guī)律,按設(shè)計的合理流程進行裝配式項目設(shè)計。在設(shè)計階段要重點考慮以下幾個方面:
(1)預(yù)制率
提高預(yù)制建筑的預(yù)制率,合理拆分建筑結(jié)構(gòu),降低預(yù)制構(gòu)件的安裝難度,有利于提高生產(chǎn)效率,但預(yù)制率高也會增加建筑成本,所以不應(yīng)該盲目追求預(yù)制率。選擇合適的預(yù)制率水平有利于預(yù)制構(gòu)件的后續(xù)生產(chǎn)、運輸和安裝。
(2)預(yù)制構(gòu)件重復(fù)率
預(yù)制構(gòu)件的重復(fù)率是影響成本的一個重要指標(biāo)。預(yù)制構(gòu)件重復(fù)率的提高有利于降低成本。首先,模具的使用周轉(zhuǎn)率增加,這降低了單個預(yù)制組件的分?jǐn)偝杀?;其次,在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程中,重復(fù)生產(chǎn)和養(yǎng)護過程可以提高操作人員的熟練程度,從而提高工作效率和減少材料損失。
(3)預(yù)制構(gòu)件尺寸設(shè)計
應(yīng)該充分考慮運輸效率和成本。增加預(yù)制構(gòu)件的尺寸可以減少施工過程中接縫的工作量,降低施工成本。但是,如果預(yù)制構(gòu)件的尺寸過大,運輸車輛會過高或過寬,預(yù)制構(gòu)件將無法運輸或其成本將增加較大
(1)提高人工生產(chǎn)效率
企業(yè)應(yīng)對新興崗位和關(guān)鍵崗位人員進行培訓(xùn),同時,要求員工將理論培訓(xùn)和實踐培訓(xùn)相結(jié)合,以保證工廠人員既有理論基礎(chǔ)又有操作能力。
(2)使用新技術(shù)降低材、機費
提升模具的設(shè)計水平,提高預(yù)制模具的通用性,進而提高模具的使用效率,增加周轉(zhuǎn)次數(shù),同時使材料輕量化和多樣化。
(1)預(yù)制構(gòu)件存放場地布置設(shè)計
通過對合理規(guī)劃存放場地位置、存放場地科學(xué)布局與分區(qū)、優(yōu)化存放設(shè)計提高場地利用效率、減少多次倒運等方面進行科學(xué)的設(shè)計和優(yōu)化,提高場地利用率,降低存放成本。
(2)在運輸階段
運輸路線要合理進行規(guī)劃,查看沿途道路狀況。另外,構(gòu)件在運輸過程中重復(fù)倒運容易造成構(gòu)件損壞,增加裝卸成本,因此應(yīng)當(dāng)合理規(guī)劃裝運順序運效以提高裝運效率。
施工組織設(shè)計時,就要具體落實直接吊裝的作業(yè)方式,合理地選擇起重機位置與型號,并且定期維護起重機;加大技工培訓(xùn)力度,嫻熟掌握吊裝技術(shù),提升節(jié)點安裝技術(shù)。
本文分析了裝配式建筑成本構(gòu)成的要素,并給出了降低成本的途徑。為降低預(yù)制混凝土建筑的成本提供有力支撐。