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      裝配式建筑,風口浪尖下的“爆款”
      2017-11-09

          2017年2月24日,國務院辦公廳發(fā)布了關于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見,其在推進建筑產業(yè)現(xiàn)代化中指出:力爭用10年左右的時間,使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。政策的提出在國家層面上明確了裝配式建筑的發(fā)展目標。

      同時,各級地方政府也積極引導,根據(jù)各地區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀因地制宜的探索裝配式建筑的發(fā)展政策,并以示范城市和項目為引導,各地區(qū)的裝配式建筑呈現(xiàn)規(guī)?;陌l(fā)展態(tài)勢。

      必須承認的是,我國目前的建筑行業(yè)依然處于較低的發(fā)展水平——能耗高、機械化水平低等,建筑行業(yè)亟待面臨著轉型升級,轉變發(fā)展方式、提高產業(yè)化發(fā)展水平,促進建筑領域的節(jié)能減排。

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      (一)建筑行業(yè)的變革正處于“風口浪尖”之上,我們不禁要問:裝配式建筑到底有何好處,為什么國家要大力發(fā)展裝配式建筑?


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      分析:據(jù)已經完工的項目資料,裝配式建筑比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑用工量明顯減少30%~50%(跟預制率有關系),在用工量上明顯有優(yōu)勢,裝配式建筑在施工現(xiàn)場的鋼筋綁扎、模板支設等方面用工量明顯降低,現(xiàn)場大量的預制構件均采用干法施工,大大減少了現(xiàn)場濕作業(yè)。

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      分析:對于精裝交房的項目,裝配式建筑的部品和構件均在工廠加工、現(xiàn)場組裝,水電及內裝修均可以在主體施工階段穿插進行,這都明顯降低了裝配式建筑的用時。但是,國內的裝配式建筑尚處于起步階段,其建造工藝均處于摸索階段,對于純毛坯的房子裝配式建筑的用時并沒有太明顯縮短,有時甚至比現(xiàn)澆結構用時較高,其原因是多方面的,有工人熟練程度的影響,有預制構件加工生產時間的影響等等。

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      分析:裝配式建筑相較于現(xiàn)澆結構在水、電、模板和垃圾的損耗上降低20%~40%,裝配式建筑在四節(jié)一環(huán)保上明顯優(yōu)勢。但是,裝配式結構在含鋼量和含混凝土量上比現(xiàn)澆結構略增加3%~5%左右,其成本增量分析參后文。


      總結:裝配式建筑無論在用工、用時及四節(jié)一環(huán)保上都比傳統(tǒng)的建筑具有更好的優(yōu)勢,其對社會綠色發(fā)展的意義重大,對社會可持續(xù)的發(fā)展也具有強烈的推動作用,但裝配式建筑有諸多的好處,其發(fā)展受到了很大的“阻礙”,是什么制約其快速發(fā)展?


      (二)是什么制約其快速發(fā)展裝配式建筑的發(fā)展?



      1、國情上


      我國地域廣闊,抗震等級要求不一樣,針對我國的裝配式建筑的研究和實踐不足,裝配式建筑減震隔震等先進技術并沒有大規(guī)模應用實踐經驗。


      我國裝配式建筑的發(fā)展尚處于初級階段,與裝配式建筑想配套的材料性能(灌漿料、密封膠等)、保溫構造節(jié)點和防水構造節(jié)點(三明治外墻連接件等)等都沒有較長時間的檢驗經驗。


      2、技術角度


      我國目前的裝配式建筑包括裝配整體式混凝土結構、裝配式鋼結構和裝配式木結構體系,采用等同現(xiàn)澆的結構設計理論,設計方法均為通過可靠的豎向鋼筋連接技術、預制構件和現(xiàn)澆結構相結合的方式連接成一個整體,然后經過建筑構造(防水防潮等)設計保證建筑達到等同現(xiàn)澆體系的實用性、耐久性和安全性。


      從設計施工而言,豎向連接鋼筋連接技術單一,節(jié)點、接縫多且連接較為復雜。外墻防水節(jié)點、保溫節(jié)點在實際操作中容易產生各種問題,外墻滲水現(xiàn)象容易發(fā)生。


      3、勞動力


      中國勞動力成本仍處于相對較低水平,產業(yè)工人缺失嚴重,對于精細化程度相對較高的裝配式建筑,中國的勞動力水平明顯不滿足現(xiàn)代化的裝配式建筑施工要求。


      4、設計角度


      中國的設計人員對于裝配式建筑的設計尚存在起步階段,且目前的設計人員對于裝配式建筑的生產、加工及施工不是很理解,缺乏全局性、系統(tǒng)性的設計思維,大部分項目依然需要預制構件的二次拆分,不符合裝配式整體設計要求。國內的設計標準程度相對較低且復雜多樣,不滿足裝配式建筑的“多組合少規(guī)格”的設計要求。


      另外,目前的針對裝配式建筑圖審制度和圖審人員的專業(yè)水準尚未形成系統(tǒng),在某些方面也制約了裝配式技術的發(fā)展。


      5、成本角度


      毫無疑問的是,目前中國裝配式的發(fā)展始終無法逾越“成本”的因素,裝配式成本在現(xiàn)階段比現(xiàn)澆結構的成本要高每平米200元~800元,當僅作水平預制構件如樓梯、樓板、空調板時(預制率<15%),此時成本增量約100~200元左右;當增加豎向構件時(預制內墻板、外墻板)時(預制率大約40%~50%左右),其成本增量在水平預制構件基礎上再增加200~300。


      裝配式建筑的經濟性始終無法等同于或者優(yōu)于普通的現(xiàn)澆結構,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。


      (三)裝配式建筑為什么貴,貴在哪里?


      ??1、重復性的稅率


      裝配式建筑的預制構件以產品的形式銷售給施工企業(yè),預制構件購置時需要提交17%的增值稅,扣掉原材料及設備等抵扣項,最終稅率為銷售額的10%左右。預制構件的生產越多,相應的采購成本越高。


      ?? 2、建廠、產業(yè)化設備及工藝的投入成本


      國內的預制構件的生產線設備尚未進行過大規(guī)模應用的實踐驗證。設備的質量和穩(wěn)定性都面臨著很大的考驗。目前國內很多的預制廠家,其生產線均未滿負荷的運行,據(jù)2015年中房協(xié)對全國31個省、市、自治區(qū)的111家規(guī)模以上的混凝土預制廠家調研:279條預制混凝土構件生產線,年生產能力 2580 萬立方米,2014 年實際產量 523.45萬立方米,開工率僅為 20.28%。大部分廠家依然停留在樓梯、樓梯板等水平預制構件的生產上,豎向構件如墻板生產不多,這都造成了預制廠家在設備投入上的資金壓力過大,同時就帶來了預制構件在設備攤銷上的成本增加。


      同時,模數(shù)化、標準化、通用化等設計理念在裝配式建筑中被拋到腦后,很多工程都是施工圖完成后才進行預制構件的設計、拆分,所有的預制構件都是非標準和專用的。


      專用模具的重復利用低、預制廠家的開工不足,是裝配式成本攤銷的一大項。

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      ?? 3、預制構件帶來的成本增量分析  


       3.1 預制率對成本的整體影響


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      分析:

      ①預制水平構件的費用增量相對較少的原因在于,預制構件的生產加工較為簡單,且模板的重復利用率較高,受力構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,預制樓梯的成本增量20元/m2~30元/m2,其他水平預制構件(陽臺板、空調板、女兒墻)的成本增量可以控制在20元/m2以內,整體水平預制構件的成本增量可以控制在100元/m2以內。


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


      常見的豎向受力鋼筋連接方式為:

      (1)套筒灌漿連接、接縫采用灌漿料填實。套筒灌漿連接是目前應用量最廣,安全性、穩(wěn)定性最高的連接方式。

      (2)螺旋箍筋約束漿錨搭接連接技術、接縫采用灌漿料填實。本種連接方式為我國自主知識產權的鋼筋連接技術。

      (3)金屬波紋管漿錨搭接連接技術,接縫采用灌漿料填實。本種技術體系從澳大利亞引進的連接技術。

      (4)套筒灌漿連接和漿錨搭接連接技術混合使用的技術體系。

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      3.2 預制構件含鋼量、含混凝土梁的成本增量


      (1)桁架板

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          根據(jù)國標圖集《桁架鋼筋混凝土疊合板》(15G366-1)中的要求(參下圖),目前桁架疊合板普遍采用60 mm預制層,配合使用70 mm、80 mm、90 mm現(xiàn)澆層。從設計角度而言,樓板基本上為構造配筋,在小跨度的樓板中現(xiàn)澆樓板均可以采用100mm、110 mm、120mm,預制樓板的最小厚度為60(預制)mm+70(現(xiàn)澆)mm=130mm,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。

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      上述可知,由于預制板厚的增加及桁架筋的設置,導致含鋼量和含混凝土量提高10%~20%左右。


      (2)預制外墻

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      預制外墻成本增加的原因:

      ① 根據(jù)《裝配式混凝土建筑設計標準》(GB/T 51231-2016)中5.7.2條:對同一層內既有現(xiàn)澆墻肢也有預制墻肢的裝配整體式剪力墻結構,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,一般鋼筋的增加約為0~0.5kg/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構其臨界高度比現(xiàn)澆結構降低10米,參下圖所示:

      比如:7度區(qū)現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結構高度76米時,抗震等級為三級,而7度區(qū)裝配式剪力墻結構的抗震等級為二級。

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

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      ③預制結構與現(xiàn)澆結構處的現(xiàn)澆邊緣構件含鋼量增加(裝配式建筑現(xiàn)澆邊緣構件通常箍筋采用大箍套小箍,而現(xiàn)澆結構邊緣構件采用大箍+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造,其含鋼量增加1kg/m2~2.0kg/m2。


      4、其他費用的增加


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


       預制構件的吊裝費用:主要包括垂直運輸費、安裝人工費等,按預制率50%來算,預制構件的吊裝費用約為300元/m2.

       運輸費用,以預制率40%為例,預制構件2500~3500元/m3時,運輸成為約為100~150元/m3,(60km運距)。


      對于很多人來說,尤其是開發(fā)商而言,在面對無法避免的預制率和裝配率要求時,不得不面對成本上的增量,如何省成本是開發(fā)商在面臨裝配式建筑時不得不考慮問題,本文將簡單的介紹一下如何省成本?


      專用模具的重復利用低、預制廠家的開工不足,是裝配式成本攤銷的一大項。


      (四)裝配式建筑那么貴,如何省?

      1、根據(jù)各地區(qū)的要求,因地適宜的執(zhí)行預制率要求


      可以肯定的是,目前的裝配式建筑其成本比現(xiàn)澆結構要高,預制率越高其成本增量越高,各地區(qū)應該根據(jù)地區(qū)要求,執(zhí)行預制率的下限。


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

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      2、根戶型標準化,多組合少規(guī)格

      住宅戶型實行套型設計的標準化與系列化,遵循預制構件“少規(guī)格、多組合”的設計原則,保證了預制構件模具的重復利用率,可有效地降低預制構件生產的成本。



      比如:濟南萬科中心外墻板采用預制外墻掛板(房地產技術創(chuàng)新和精細化管理——從萬科項目談起),本項目外墻掛板共1810塊,其中最大4.4T,標準板重量3.2T。1810塊預制掛板一共4塊標準板,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效率,同時節(jié)約了預制構件的成本約20%以上。


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

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      3、重視豎向構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。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。

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      4、塔吊的選型



      塔吊在選擇時應滿足滿足構件卸車區(qū)、存放區(qū)及施工安裝的布置要求。為了節(jié)約塔吊的成本,構件拆分設計時應充分考慮預制構件的重量和位置,單構件重量一般不宜大于6t,兩端山墻的預制構件重量應盡量輕一些。


      塔吊的錨固應提前配合總包單位確定位置,優(yōu)先考慮錨固于現(xiàn)澆邊緣構件部位,也可錨固于內墻邊緣構件,減少后期塔吊使用時的成本。

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      5、預制構件的運輸半徑


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



      6、其他



      設計時,應盡量采用大跨度疊合板,減少主次梁的設置,有條件時可采用預應力技術,這都可以降低預制構件的連接成本。


      構件的拆分時,應充分的考慮模板的重復利用率及構件的重量對塔吊的設置要求,減少模具的浪費及塔吊選型上的成本增量。


      文章來源:山東綠地泉技發(fā)部


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