鋁合金模板在配電房建設中的應用實踐

梁進國

(廣東電網有限責任公司 佛山供電局，廣東 佛山 528500)

鋁合金模板在配電房建設中的應用實踐

梁進國

(廣東電網有限責任公司 佛山供電局，廣東 佛山 528500)

摘要：基于綠色環保和標準化等建設理念，廣東電網有限責任公司佛山供電局在2014年，以前瞻性的眼光將全鋁合金模板技術應用于10 kV配電房建設。在實踐過程中，對原有的土建標準化設計進行了一系列優化，同時進行了詳細的技術經濟分析，并提出了工程全生命周期的分析觀點，形成了一些具有實踐價值的成果。

關鍵詞：鋁合金模板；配電房；建設；應用實踐；全生命周期

傳統的三大原材模板為木模板、鋼模板和塑料模板。鋁合金模板(簡稱鋁模板)作為新型的建筑模板，具有經濟、快速、質優和環保等特點。隨著早拆模技術的發展，鋁模板在國外(如美國和加拿大)已成功推廣十幾年，在國內(香港和澳門)也得到了廣泛應用。而在大陸成功的應用案例有深圳東海國際中心工程[1]、武漢復地·東湖國際三期標段2號樓工程和廣東文沖萬科項目工程。

基于綠色環保和標準化等建設理念，佛山供電局在2014年對全鋁合金模板技術如何更好地應用10 kV配電房建設進行了一系列嘗試。

1配電房設計方案調整前后技術差異比較

建設目標是在佛山市某區新建1座10 kV配電房，單層設計，抗震設防類別要求滿足重點設防類要求，設計使用年限為50年，建筑面積為78 m2，該配電房(代號J05)土建平面圖如圖1所示。在策劃采用全鋁合金模板施工技術后，其設計方案在原有的標準化設計上作了一些優化，詳見表1。

2技術經濟分析

圖1　新建10 kV配電房土建平面圖

差異分析標準設計電房優化后方案技術方案變化后優缺點土建部分不同點 基礎 柱下獨立基礎 條形基礎 結構型式 現澆鋼筋混凝土框架結構,框架柱為350mm×350mm 現澆鋼筋混凝土剪力墻,墻厚200mm 屋面結構 梁、板結構 150mm板加反梁或180mm無梁大板加暗梁 圍護型式 灰砂磚或輕質磚填充墻,墻厚240mm 現澆鋼筋混凝土剪力墻,墻厚200mm 層高 4.5m 3.6m 建筑外立面 有裝飾構造及窗套 平整 裝修 外墻貼面磚、內墻抹灰 外墻面采用清水砼面涂裝外墻漆;內墻面和天花采用清水砼飾面;室內地坪采用地坪漆 門窗 根據設備搬運需求定制防火門;窗有2種規格 采用公安部認證的標準尺寸的防火門;所有窗統一規格 主體 主體分次澆筑、砌磚抹灰,工序繁多質量難控制 主體結構一次澆筑成型 基礎整體性更好,抗震性更強,有利于鋁模板施工 墻面、天面無突出梁柱,空間簡潔美觀,設備維護、巡視通道更順直 滿足電氣凈空要求前提下,減少土建成本,減小通風換氣量 建筑更加簡潔明快,便于模板制作安裝 利用鋁模板混凝土澆注質量優勢,簡化內外墻裝飾做法,減少二次裝飾的工程量;外墻漆耐臟性和生命比外墻磚差 易于采購,但設備搬運較麻煩 減少工序,避免質量通病出現相同點 建筑面積、平面布置完全相同

2.1實測數據

為更好地測算3.6 m層高剪力墻電房的土建施工成本，采用現場記錄簽證的方法[2]，設計了如下2份表格(見表2和表3)。

表2　工程施工建設數據記錄表

表3　施工費用總成本測算表

對該市禪城區、南海區和高明區各取1個3.6 m層高采用全鋁合金模板施工技術的配電房新建項目進行全過程施工跟蹤記錄。經測算，3個區選取的配電房土建總成本為42～44萬元。

2.2測定數據分析

經對數據進一步整理分析，得到2種方案施工圖預算與施工成本對比表(見表4)。

表4　2種方案施工圖預算與施工成本對比表[3]　(元)

上述數據的來源：1)由于安裝工程技術差異對造價未產生影響，施工圖預算及成本未包含安裝工程費；2)層高3.6 m剪力墻電房的施工成本按照已實施的層高4.5 m剪力墻成本實際情況預測，成本單價參照現行市場價；3)鋁模板一次使用成本根據已實施的鋁模板施工樣板電房的實測數據推算。

假設條件如下：1)成本數據按在正常的氣候和地理環境下施工，按現階段施工組織設計、合理的工期及正常的工作條件來預測；2)每個電房的鋁模板從進場到退場需要20 d(進場1 d+裝模10 d+澆筑1 d+養護7 d+拆模1 d)，考慮鋁模板不需要運回倉庫儲存可以連續施工，每年使用1套鋁模板可做10個電房；3)工作場地寬敞， 能臨時提供約300 m2的場地來堆放鋁模板(成本及預算施工費未考慮臨時場地的費用)；4)暫時考慮1套模板使用生命可用于100個電房施工，為減少鋁模板在每個電房的施工期，每套模板配2套支撐系統。

預算及成本計算的邊界條件為：1)預算及成本均未考慮電房“三通一平”、地基處理及硬底化措施；2)鋁模板施工成本考慮了模板購置費用，鋁模板攤銷按100次，鋁模板攤銷費中不考慮鋁模板需要運回倉庫儲存的成本；3)甲供材料全部按照施工圖預算標準計算費用，計入總成本以方便對比，但在實際投標和結算中會相應扣除；4)按照現階段實際情況，層高4.5 m電房采用不銹鋼防火門，層高3.6 m電房采用鋼質甲級防火門；5)由于J05標設電房使用木模板人工數量較小，使用鋁模板帶來的人工成本下降的趨勢對總體成本影響不大，也較難定量，所以暫不考慮。

3.6 m層高剪力墻電房施工成本為40.15萬元，與現場記錄簽證方法實測結果基本吻合；而4.5 m層高標設電房施工成本為28.78萬元，兩者在建設投資成本上相差11.37萬元。

為更好地論證鋁模板在配電房建設中的可行性，佛山供電局提出了工程全生命周期的分析觀點。

3標設電房與剪力墻電房全生命周期成本分析

3.1資產全生命周期成本的概念

工程全生命周期成本[4](Life Cycle Cost，LCC)是指在有效使用期間所發生的與投資對象有關的所有成本，包括投資成本、運行成本、檢修維護成本、故障成本和退役處置成本等。

LCC核心理念在于初始投資不足以說明總費用的高低，決策人員不應把初始投資和維護費用割裂開來考慮，而應把這幾者結合起來，作為全生命周期費用進行總體考慮。LCC數學表達式如下：

LCC=CI+CO+CM+CF+CDS

(1)

式中，LCC是全生命周期成本(Life Cycle Cost)；CI是投資成本(Cost of Investment)；CO是運行成本(Cost of Operation)；CM是檢修維護成本(Cost of Maintenance)；CF是故障成本(Cost of Failure)；CD是退役處置成本(Cost of Discard)。

3.2設定計算條件

1)根據GB 50352—2005《民用建筑設計通則》對不同類別的建筑設計使用年限的規定，2種配電房均為普通建筑，設計使用年限為50 a。

2)由于電氣部分對2種方案的對比沒有影響，因此不考慮電氣部分的全生命周期成本。

3)折現率按8%。

4)減少了施工現場的木屑、鐵釘和砂漿，不但節能環保，更有利于“綠色工地”的創建，帶來效益10 000元。

經計算及預測，得資產全生命周期成本預測表(見表5)。

表5　資產全生命周期成本預測表

根據電力工業部(82)電計字第44號文《頒發“電力工程經濟分析暫行條例”的通知》第15條經濟計算—年費用最小法的計算方法，標設電房與剪力墻電房全生命周期成本對比將采用年費用法，詳見表6資產全生命周期年費用對比表。評選的準則是折算年費用越小，經濟效果越好；折算年費用最小的，就是經濟上最優的工程方案。

表6　資產全生命周期年費用對比表

3.3資產全生命周期成本差異原因分析

從資產全生命周期成本角度分析，J05剪力墻電房年費用比J05標設電房年費用高8 677元；主要差異是建設投資成本的差異，與施工圖預算相比，建設投資成本增加約9.80萬元。

建設投資成本差異主要有如下2個方面：1)模板費用差異；2)建筑工程費(不含模板費用)差異。

3.3.1模板費用差異

與施工圖預算相比，J05剪力墻電房成本增加5.2萬元。由于鋁模板使用時，需要攤銷、搬運和存儲相關費用，安裝、裝卸和值守費用也相應增加，每一次使用鋁模板的施工費用需要7.26萬元，而施工圖預算中，模板費用(包括模板施工和模板購置)為2.06萬元。鋁模板成本明細見表7。

表7　鋁模板成本明細表

3.3.2建筑工程費(不含模板費用)

與施工圖預算相比，建筑工程費成本(不含模板費用)增加約4.66萬元，詳見表8。

表8　建筑工程費(不含模板費用)主要差異表

從建設投資角度考慮，2015年佛山地區擬新建電房60座，如全部采用鋁模板剪力墻施工方案，考慮鋁模板連續施工，每年使用1套鋁模板可做10個電房。則：1)建設投資差額總額為9.8萬元/座×60座=588 (萬元)，為建設方需增加投資；2)需購買6套鋁模板，經過1年后(2015年)仍有90次鋁模板購置費未攤銷(施工單位仍需9年才能攤銷完)，費用為0.508 9萬×90次×6套=274.81 (萬元)，這將造成施工方資金積壓。

綜上所述，將全鋁合金模板施工技術應用于配電房建設項目造價太高，目前來看，不大可行。但在實踐的過程中，也發掘了鋁模板技術在質量、安全文明、人工成本、現場施工和綠色環保等方面的巨大優勢和潛力。

在企業利用工程生命周期成本理論對鋁合金模板建造的10 kV配電房是否具備可推廣和可復制的可能進行論證的同時，筆者也試著從價值工程理論的角度展開對問題的思考。

價值工程(Value Engineering，VE)是以提高產品或作業價值為目的，通過有組織的創造性工作，尋求用最低的生命周期成本，可靠地實現使用者所需功能的一種管理技術。其用數學式表示為：

(2)

式中，V是研究對象的價值(the value of the research object)；F是研究對象的功能(the function of the research object)；C是研究對象的成本，即周期生命成本(Life Cycle Cost)。

4.5 m層高標設配電房和3.6 m層高剪力墻配電房均可滿足電力建設方面的功能需求，且它們實現的“比較價值”V在目前看來基本一致，而前者的成本要比后者小約30%，說明后者具有一些不必要或者過剩的功能。

4結語

綜上所述，將全鋁合金模板施工技術應用于10 kV配電房建設是一次有效的創新。通過實踐，形成了一些有價值的造價成果，也為更好地應用鋁模板這一新技術新工藝提供了有用的啟示。

1)按2014年佛山地區的造價水平，采用全鋁合金模板施工技術建造1座78 m2層高3.6 m的10 kV配電房，建設投資約40.15萬元，折合單位造價5 147元/m2。

2)目前，僅建議在特殊的環境或要求下采用全鋁合金模板施工技術建設10 kV配電房，不宜大面積推廣。

3)可以試制定鋁模板相關的企業定額，推動形成鋁模板施工的行業定額，作為20 kV及以下配電網工程建設預算現有建筑工程定額[5](木模板和鋼模板)的有效補充。

4)建議在市場經濟的大環境下合理使用鋁模板，對應用于配電房建設的鋁模板進行技術改造，使其尺寸規格等與建造普通民用建筑的盡可能通用。

5)運用價值工程對現階段J05剪力墻配電房設計方案進一步優化，充分考慮鋁合金模板購買成本攤銷、工地轉移成本及支撐系統的使用成本等一些影響工程造價的重要因子。

參考文獻

[1] 王永好，李奇志.全鋁合金模板在某超高層建筑施工中的應用[J].施工技術，2011，40(353)：35-37.

[2] 柯洪.建設工程計價[M].北京：中國計劃出版社，2013.

[3] 國能電力[2009]123號.20kV及以下配電網工程建設預算編制與計算標準[S].北京：中國電力出版社，2009.

[4] 劉伊生.建設工程造價管理[M].北京：中國計劃出版社，2013.

[5] 國能電力[2009]123號.20kV及以下配電網工程建設預算定額(第一冊 建筑工程)[S].北京：中國電力出版社，2009.

責任編輯鄭練

Application of Aluminum Alloy Formwork in Power Distribution Room

LIANG Jinguo

(Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co., Ltd., Foshan 528500, China)

Abstract：Based on the idea of green environmental protection and standardization construction, Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co., Ltd., applied the technology of aluminum alloy formwork to 10 kV power distribution room construction with forward-looking vision in the year 2014. In practice, series of optimization to the original construction standard design, and technical and economic analysis in detail have been done. It puts forward the analysis point of life cycle cost, and forms a lot of practical value results.

Key words:aluminum alloy formwork, power distribution room, construction, application, life cycle

收稿日期：2015-01-29

作者簡介：梁進國(1982-)，男，配電工程師，電力造價員，二級建造師(土建)，大學本科，主要從事技術經濟管理等方面的研究。

中圖分類號：TM 0

文獻標志碼:A