葉芃芃
安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責任公司 安徽 合肥 230000
建筑工業(yè)化是指運用現(xiàn)代化的手段進行建造、生產(chǎn)等活動,其是對以往工作效率較低的純手工制作、生產(chǎn)等方式的變革。過去的建筑生產(chǎn)方式使建筑設計與正式建造相割裂,建筑工業(yè)化生產(chǎn)則有效改進了這一弊端,將二者有效結合,從方案設計到零部件生產(chǎn),再到裝配的整個過程實現(xiàn)一體化。建筑工業(yè)化一改過去落后的生產(chǎn)方式,將各個環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起,將一體化理念貫穿于生產(chǎn)全過程。其主要內(nèi)容是實現(xiàn)建筑構造科學合理,零部件生產(chǎn)自動化,建筑施工依靠先進技術設備,管理機制更加完善,從而提升生產(chǎn)和建設效率,減少項目資金的投入,避免資金浪費,保障工程質(zhì)量。調(diào)查顯示,預制裝配式建造方式較之前的建造方式來講更省時,可有效縮短施工期。因此,工業(yè)化建筑形式在建筑領域有廣闊的發(fā)展空間。采用預制混凝土裝配的建筑結構也成為工業(yè)化建筑結構的代表[1]。
近年來,隨著全國30多個“國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地”的發(fā)展建設,采用不同形式的預制混凝土裝配式結構在全國各地紛紛試點建設。多個省市政府在推動保障房建設的過程中,出臺了針對裝配式結構的扶持政策,以及資金補貼或面積獎勵等行政干預措施,當前在多個地區(qū)的保障房建造過程中,涌現(xiàn)了一批裝配式結構住宅試點項目,但是這些項目的建安成本普遍增加20%以上。
本文以國內(nèi)ABCD四個已建成及在建項目為案例,通過收集、統(tǒng)計和比較相關數(shù)據(jù),分析比較不同結構形式及不同裝配率的建筑工程,其建安成本對經(jīng)濟性變化的貢獻率。ABCD項目建筑單體水平構件均采用預制疊合,均為簡單全裝修交付[2]。其中,A項目為18層住宅,主體結構豎向構件部分預制疊合,預制裝配率21%;B項目為5層住宅(按18層設計),主體結構豎向構件預制疊合,預制裝配率40%;C項目為32層,主體結構豎向構件預制,預制裝配率70%;D項目為28層住宅,主體結構豎向構件預制,預制裝配率60%。經(jīng)筆者實地走訪調(diào)研,收集及統(tǒng)計相關數(shù)據(jù),并與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結構相比較,4個項目的建造成本均有10%~17%的增加,同時具有工期節(jié)省、人工節(jié)省、材料節(jié)省及降低環(huán)境污染的特點。具體比較數(shù)據(jù)見表1。
表1 ABCD四個項目建安成本比較及其他經(jīng)濟指標
全壽命周期即事物出現(xiàn)到消亡所消耗的全部時間。對建筑物而言,其壽命周期也就是建筑材料和零部件生產(chǎn)、方案設計、正式投入使用并進行養(yǎng)護及最終報廢和處理(再循環(huán)和利用)的循環(huán)全過程。全壽命周期的成本是單獨的(或若干個)建筑物在特定時間段之內(nèi)的折算為現(xiàn)值后的全部貨幣成本。下面筆者以A、C項目為例,計算并比較裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的全壽命周期總建筑成本。
計算A項目70年的全壽命周期,工業(yè)化房屋建筑最初的房屋建筑和設備安裝成本a較過去的房屋建筑最初成本b相比超出其13%左右,全壽命周期的總成本a’與過去的總成本b’相比也有所減少,是過去房屋建筑總成本的89%左右,其中建安成本、修護成本等對經(jīng)濟效益有著較大的影響(見表2)。
表2 A項目裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的全壽命周期綜合成本(以70年計算)
計算C項目70年的全壽命周期,工業(yè)化房屋建筑最初的房屋建筑和設備安裝成本c較過去的房屋建筑最初成本d相比超出其10.2%,全壽命周期的總成本與過去的總成本c’與過去的總成本d’相比也有所減少,減為525元/m2,是過去房屋建筑總成本的87.3%,其中建安成本、修護成本等對經(jīng)濟效益有著較大的影響,且較A項目貢獻率變?。ㄒ姳?)。
表3 C項目裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的全壽命周期綜合成本(以70年計算)
參考相關數(shù)據(jù),并根據(jù)以上工業(yè)化住宅案例得出,使用不一致的建筑結構或同樣的建筑結構不同的預制裝配方式。在成本上每平米會增加150元到350元左右,并且預制率的升高并不代表建安成本會增加;若預制裝配率上升10%,相應的施工期也會出現(xiàn)縮減。
工廠化住宅在資源上的有效節(jié)約使得環(huán)境問題也逐漸減少,據(jù)統(tǒng)計,在建設工業(yè)化住宅的過程中所產(chǎn)生的垃圾為過去房屋建造方式的3/10;造成的大氣污染為過去房屋建造方式的1/5,工業(yè)化房屋建筑工地的噪音污染有所減少;工業(yè)化住宅比過去房屋建筑的隔音效果更佳,可降低外部噪聲大概8dB。此外,工業(yè)化住宅建造過程中的能源消耗可減少15%左右,水資源浪費現(xiàn)象也明顯減少。
綜上所述,預制裝配式建筑方式可降低建筑全壽命周期綜合成本。同時由于目前的技術配套、產(chǎn)能規(guī)模等方面尚未完全成熟,優(yōu)勢尚未充分發(fā)揮,目前初始建安成本較過去的住宅成本有所提高,但在后續(xù)正式投入使用后成本花費明顯減少。而且社會效益和生態(tài)環(huán)保效益較傳統(tǒng)住宅有顯著的優(yōu)勢[3]。
建筑工業(yè)化方式與過去的施工方式相比較,其一個重要特點為“技術靠前、管理前置”,在進行方案設計的同時就將其經(jīng)濟性納入考慮范圍內(nèi),因此,建筑的技術經(jīng)濟性是由技術路線決定的,不能簡單地用經(jīng)濟指標要求來決策建筑技術,需要用全局思維來掌控設計、生產(chǎn)及安裝三者的關系。在進行設計的過程中就應當明確各類型技術方案對模具投入、生產(chǎn)效率、最終質(zhì)量等方面的影響,設計單位必須與零部件制造單位以及負責施工的單位達成共識,加強合作,在結構體系、技術路線方案設計方面進行優(yōu)化,以獲取更佳的經(jīng)濟性。
目前建筑設計、構件生產(chǎn)、施工安裝的企業(yè)并無聯(lián)系,即便是大規(guī)模的、業(yè)務豐富的企業(yè)大部分也是獨立法人,不但減低了項目的管理效率,重復繳稅和征收不同的稅率也使得建筑成本增加。例如,傳統(tǒng)施工每立方米鋼筋混凝土的價格為1000元左右,每立方米預制構件價格為3000元左右,多繳的增值稅則達到300元以上。因此,建筑工業(yè)化公司實現(xiàn)一體化建造模式,形成全產(chǎn)業(yè)鏈的建筑工業(yè)化經(jīng)營模式可一定程度上避免資金浪費,連同稅金差異可使建安成本降低5%~20%。
優(yōu)化生產(chǎn)工藝,使用無損技術設備對加工模板平臺進行固定,形成流水生產(chǎn)線。可顯著提高生產(chǎn)效率、延長平臺壽命5倍以上,減少在模型器具和預制部件上的開銷;優(yōu)化預制部件的相關技藝,優(yōu)化其相關性能,從而確?,F(xiàn)場安裝工作的順利實施,減少不必要的花銷。
采用合理的工法,如采用日本后裝法在構件間形成大量的裂縫,需要進行填補,并降低工程發(fā)生泄漏的風險,將提高后續(xù)的修護經(jīng)費;如采用先裝法并結合疊合技術,使得原來的混凝土與新的混凝土有效融合,可顯著降低施工成本和維護成本;如采用保溫一體化外墻板,不僅有效減少斷橋提高建筑節(jié)能性能,使溫度鎖住且與建筑年限共存亡,減少修護經(jīng)費,在建筑全壽命周期內(nèi)可有效降低經(jīng)費200元/㎡左右。
優(yōu)化建筑方案及結構體系。提高預制構件的重復率和裝配化率,確保預制率科學且符合規(guī)定,按照規(guī)定將各部件進行拆解,以加快生產(chǎn),保障生產(chǎn)成效。從設計環(huán)節(jié)開始,進行方案的調(diào)整和改進能夠一定程度上節(jié)省施工開銷,使建筑的最終呈現(xiàn)更加美觀、穩(wěn)固。此外,構件的合理化使用也有利于生產(chǎn)活動的順利進行?,F(xiàn)階段存在構件高預制率的問題,這會導致相應的材料加工費以及勞動力開銷增加,并造成安裝、運輸和輔料經(jīng)費增多。因此,相關企業(yè)或部門不能只注重達到較高的構件預制率,而應當注重提升建筑的裝配化率。
合理選擇預制方案。對于現(xiàn)場施工難度較大、支模困難或者表面質(zhì)量不易控制的構件可自動化生產(chǎn),將多道工序有效集成;可將現(xiàn)場施工較為煩瑣的工作集中轉移到工廠;降低現(xiàn)場施工措施費,減少抹灰及裝飾費用、降低物料損耗;對于建筑主體梁板柱結構、內(nèi)外墻體等用傳統(tǒng)澆筑易出現(xiàn)問題的部位,宜轉移至工廠化生產(chǎn),可有效減少建筑垃圾、廢水、揚塵和施工噪音等。
建筑工業(yè)化采用預制裝配式建筑模式能夠有效改善工作環(huán)境,提高生產(chǎn)效率,使勞動風險有效降低,保障施工安全;建筑工業(yè)化在技術上的改進可有效降低勞動強度,使建筑企業(yè)經(jīng)營管理戰(zhàn)略從以勞動力應用為主升級為以先進技術為主,有效提升了企業(yè)管理水平。建筑工業(yè)化技術的優(yōu)化升級也促進了工業(yè)化建筑相關規(guī)章制度的完善,推動了工業(yè)化建筑企業(yè)的發(fā)展,提升了建筑經(jīng)濟性,有利于從源頭上減少工業(yè)化建設中的不合格產(chǎn)品的出現(xiàn),避免資源被浪費,推動技術創(chuàng)新升級。綜上,推動建筑工業(yè)化技術進步有一定的實施意義。