預(yù)制裝配式混凝土建筑應(yīng)用及成本分析研究

董躍

【摘要】當(dāng)前建筑工程的施工過程正在逐漸趨向工業(yè)化預(yù)制性的發(fā)展方向，建筑工程中所使用的各種構(gòu)件和部分建筑結(jié)構(gòu)可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求中的指標(biāo)和參數(shù)，由工廠進(jìn)行批量化的生產(chǎn)制造，然后成批運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)由施工人員進(jìn)行拼裝和搭建就完成了建筑工程的施工任務(wù)，這種裝配式的建筑物工程項(xiàng)目目前正處于迅速發(fā)展之中，預(yù)制的混凝土建筑物的數(shù)量也越來越多。

【關(guān)鍵詞】裝配式；建筑；工業(yè)化；預(yù)制

我們知道現(xiàn)在的建筑物的主體結(jié)構(gòu)一般都是由混凝土這種混合材料所構(gòu)成的，因此預(yù)制性的建筑結(jié)構(gòu)部件就可以在工廠中進(jìn)行生產(chǎn)，將建筑工程中的混凝土的施工標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)轉(zhuǎn)移到工廠車間之中，由工業(yè)化來完成大量的混凝土建筑部件，而不需要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土的配制、澆筑來完成施工任務(wù)，施工人員只要將制造完成的混凝土構(gòu)件按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝即可。

1、建筑工業(yè)化的背景及意義

1.1建筑業(yè)的現(xiàn)狀

隨著我國(guó)城市化的快速推進(jìn)以及人民生活水平的迅速提升，建筑行業(yè)的發(fā)展速度越來越快，發(fā)展規(guī)模越來越大，人們對(duì)于建筑物的功能服務(wù)要求和標(biāo)準(zhǔn)更高，對(duì)于建筑物的本身質(zhì)量與安全性能的標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格甚至苛刻，在這種發(fā)展背景之下，建筑行業(yè)的內(nèi)部各個(gè)企業(yè)都開始針對(duì)以往施工建設(shè)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，制定相應(yīng)的質(zhì)量管理制度來確保施工質(zhì)量以及安全性，但是現(xiàn)階段的很多建筑工程中，質(zhì)量管理制度以及監(jiān)督體系建設(shè)存在諸多不足和缺陷，導(dǎo)致各種質(zhì)量通病集中出現(xiàn)，給建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了極為不利的影響，并且建筑工程對(duì)于能源和資源的消耗量過大，一些新型的環(huán)保材料還沒有得到廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用，建筑工程所產(chǎn)生的能耗和污染的比重持續(xù)攀升，對(duì)于建筑物周邊的生態(tài)環(huán)境造成了很嚴(yán)重的污染和破壞，而且建筑物的質(zhì)量和各種安全性能難以得到客觀公正的保障。

1.2工業(yè)化建造方式與傳統(tǒng)方式對(duì)比

裝配式建筑與采用傳統(tǒng)建筑方式施工的對(duì)比，工地整潔，外立面腳手架及防護(hù)網(wǎng)，建筑垃圾大幅減少。數(shù)據(jù)對(duì)比：PC工作效率是結(jié)構(gòu)5.5一天超過了傳統(tǒng)的7天一層施工，質(zhì)量滿意度較高，減少人工30%以上。

1.3各省市的建筑產(chǎn)業(yè)化政策

2013年上海發(fā)布“關(guān)于本市進(jìn)一步推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的若干意見”，鼓勵(lì)采用裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系其中住宅單體和公共建筑單體的預(yù)制裝配率應(yīng)不低于30%，2016年起不低于49%，建筑外墻宜采用預(yù)制夾芯保溫墻體。

浙江省的相關(guān)政策，到2015年全省PC建筑開工達(dá)到1000萬平方米，保障房PC率達(dá)到30%。

北京市自由土地建設(shè)保障房和中心建設(shè)的保障房必須采用預(yù)制裝配式建筑，對(duì)于產(chǎn)業(yè)化建造的商品房項(xiàng)目給予面積獎(jiǎng)勵(lì)。

濟(jì)南工程招標(biāo)是，有裝配式建筑施工經(jīng)驗(yàn)的投標(biāo)單位同等條件下優(yōu)先中標(biāo)，優(yōu)先返還墻改基金及散裝水泥基金。河北、安徽、山東、江蘇、深圳、合肥等省市均出臺(tái)扶持政策。

盡管我國(guó)的建筑行業(yè)內(nèi)部還存在很多不足和缺陷，但是我國(guó)的各個(gè)地區(qū)都在根據(jù)自身的發(fā)展實(shí)際情況來制定各自的建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和方案，希望能夠切實(shí)的轉(zhuǎn)變現(xiàn)階段建筑工程建設(shè)能耗大、污染嚴(yán)重、資源浪費(fèi)等不良情況，積極拓展新的發(fā)展渠道，引入先進(jìn)的新施工技術(shù)和新材料，逐步降低建筑行業(yè)對(duì)社會(huì)資源的消耗速度和數(shù)量，切實(shí)提升建筑工程的質(zhì)量和安全。

2、建筑工業(yè)化的核心和技術(shù)

2.1新型建筑工業(yè)化的特征

新型建筑工業(yè)化的主要特征是生產(chǎn)方式的工業(yè)化，主要體現(xiàn)在：建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化——以標(biāo)準(zhǔn)單元為基礎(chǔ)；部件生產(chǎn)工廠化——為條件；現(xiàn)場(chǎng)施工裝配化——以建造工法為核心；結(jié)構(gòu)裝修一體化——以建筑設(shè)計(jì)為前提；建造過程信息化——以信息技術(shù)為手段。

2.2裝配式PC建筑的技術(shù)關(guān)鍵

按照結(jié)構(gòu)類型分類，住宅建筑采用裝配PCF或剪力墻結(jié)構(gòu)，公共建筑采用裝配式框架、框架結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵技術(shù)是構(gòu)件拆分；構(gòu)件連接技術(shù)；節(jié)點(diǎn)構(gòu)造處理。

2.3目前常見的裝配式建筑體系

（1）“外掛內(nèi)澆”PCF剪力墻體系

（2）雙面疊合板式剪力墻體系

（3）全裝配整體式剪力墻體系

（4）裝配式框架-現(xiàn)澆剪力墻體系

（5）全裝配整體式框架體系

3、目前發(fā)展瓶頸及成本分析

3.1目前國(guó)內(nèi)的發(fā)展瓶頸

a.先期成本提高的瓶頸

初期建造成本提高，根本原因是企業(yè)還沒有完全掌握技術(shù)，沒有專業(yè)隊(duì)伍和熟練工人，沒有建立現(xiàn)代化企業(yè)管理模式，企業(yè)做好了這些準(zhǔn)備，成本自然會(huì)降下來。

b.行業(yè)管理體制的瓶頸

工業(yè)化生產(chǎn)方式與現(xiàn)行的管理體制機(jī)制不相適應(yīng)是發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、監(jiān)理等環(huán)節(jié)都發(fā)生移位，主體責(zé)任范圍都將發(fā)生變化。

c.建筑企業(yè)管理運(yùn)行機(jī)制的瓶頸

傳統(tǒng)的企業(yè)運(yùn)行管理模式根深蒂固，各自為戰(zhàn)、以包代管、層層分包的管理模式嚴(yán)重束縛了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，必須要打破。

d.生產(chǎn)活動(dòng)中的利益鏈的瓶頸

傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式早已形成了固有的利益鏈，要在工程總承包（EPC）管理模式下，形成新的利益分配機(jī)制。

3.2裝配式PC建筑的成本增加因素

a.鋼筋及混凝土用量增加

（1）構(gòu)件拆分后拼接部位連接鋼筋和加強(qiáng)鋼筋增加

（2）夾芯保溫外頁墻增加了鋼筋及混凝土用量

（3）疊合板、疊合墻、預(yù)制梁、預(yù)制柱等尺寸大于現(xiàn)澆

（4）疊合樓板、疊合剪力墻的桁架筋增加用剛量

b.鋼筋連接及夾芯墻板的內(nèi)、外頁墻之間的連接件費(fèi)用較高

c.臨時(shí)支撐、運(yùn)輸、吊裝、就位等增加了施工安裝費(fèi)用

d.定型鋼模板以及各種預(yù)埋件、吊環(huán)等增加了制作成本

e.預(yù)制構(gòu)件和部品作為建筑產(chǎn)品，需要交納17%的增值稅

3.3裝配式PC建筑的成本數(shù)據(jù)

上海建工康橋6號(hào)地塊項(xiàng)目，預(yù)制夾芯保溫外墻，預(yù)制率15%左右，每平方米成本增加500元左右。

臺(tái)灣潤(rùn)泰的預(yù)制住宅，成本較傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)增加10%-15%左右。

北京市工業(yè)化增量成本參考值：1.建筑高度60m以下409元/m2；2.建筑高度60m以上436元/m2； 建筑高度60m以上436元/m2。

結(jié)論：

預(yù)制裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)建筑更加重視專業(yè)間的協(xié)作，強(qiáng)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)、室內(nèi)裝修和二次部品的同步設(shè)計(jì)，尚需關(guān)注下游環(huán)節(jié)的構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工等條件、需模擬建造過程，并對(duì)可能發(fā)生的問題采取應(yīng)對(duì)方案。

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