裝配式混凝土結構預制裝配率計算應用研究

（揚州市職業大學，江蘇 揚州 225009）

0 引言

建筑業發展面臨著資源約束日益趨緊、環境保護形勢愈發嚴峻等挑戰，存在著行業發展方式粗放、生產效率不高、資源利用效率低下、科技創新能力不足等諸多問題和不足【1】。而裝配式建筑的推廣應用可以提高生產效率、節約工期，減少施工現場混凝土澆筑引發的粉塵、噪音、污水排放，減少資源消耗，不僅符合我國綠色建筑的發展理念，更有利于加速我國建筑產業現代化和建筑產業的轉型升級。

《裝配式建筑評價標準》（GBT51129-2017）中規定由預制部品部件在工地裝配而成的建筑稱為裝配式建筑【2】。裝配式建筑以“少規格，多組合”為設計原則，設計方案協調了建設、設計、制作、施工各方之間的關系，加強了建筑、結構、設備、裝修等專業之間的配合。

2016 年9月，國務院出臺《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》，指導意見中要求因地制宜的發展裝配式混凝土結構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑，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%【3】。各省市也相繼出臺推廣裝配式建筑的相關文件，對裝配式建筑的實施提出發展要求，其中建筑單體預制裝配率是一個非常重要的控制指標【4】【5】【6】【7】【8】。本文主要結合相關標準、規范及地方政策對裝配式混凝土剪力墻結構的預制裝配率計算進行分析和研究。

1 預制裝配率的定義

預制裝配率是指裝配式建筑室外地坪以上的預制構件、裝配式內外圍護構件、工業化內裝部品的體積或面積占該部分總體積或面積的比率【4】。

預制裝配率概念的提出對我國裝配式建筑發展起著推動作用，預制裝配率作為一棟建筑能否認定為裝配式建筑的重要指標，在裝配式建筑的審核中起著決定性作用，同時也為政府制定裝配式建筑扶持政策提供主要依據。

2 預制裝配率的計算規則

2.1 國家預制裝配率計算規則

國家《裝配式建筑評價標準》（GT/B51129-2017）規定，采用裝配率作為評價建筑裝配化程度的依據，適用于評價民用建筑的裝配化程度。裝配率計算和裝配式建筑等級評價應以單體建筑作為計算和評價單元【2】。

2.1.1 裝配率計算公式【2】

裝配率的計算應根據公式1進行計算：

其中：P——單體建筑的裝配率

Q1——主體結構得分

Q2——圍護墻和內隔墻得分

Q3——裝修和設備管線得分

Q4——評價項中缺少的評價分值總和

2.1.2 裝配率計算要點

（1）主體結構豎向構件間連接部分的后澆混凝土體積

①預制剪力墻板之間豎向現澆段寬度不大于600mm，水平后澆帶、圈梁的高度不大于300mm時，后澆混凝土體積可以計入構件預制混凝土體積；

②預制框架柱和框架梁之間柱梁節點區的后澆混凝土體積可計入構件預制混凝土體積；

③預制柱間高度不大于柱截面較小尺寸的連接區后澆混凝土體積可計入預制混凝土體積計算。

（2）預制裝配式樓板、屋面板的混凝土體積計算

①預制裝配式疊合樓板、屋面板的體積應根據預制板的水平投影面積乘以預制板厚度；

②預制疊合板之間寬度不大于300mm的接縫體積可以計入預制混凝土體積。

裝配率作為一棟建筑能否認定為裝配式建筑的一個重要評價指標，其反映了裝配式建筑基本特征：標準化、工業化、信息化，也意味著裝配式建筑并不等同于建筑工業化。

2.2 江蘇省預制裝配率計算規則

江蘇省住房與城鄉建設廳發布了《江蘇省裝配式建筑預制裝配率計算細則（試行）》，制定了裝配式混凝土結構、鋼結構和木結構的預制裝配率的計算規則。本文僅對裝配式混凝土結構的預制裝配率計算規則進行研究。

2.2.1 預制裝配率計算公式【4】

其中：Z1——整棟建筑中主體結構和外圍護結構預制構件的預制裝配率

Z2——整棟建筑中裝配式內外圍護構件的預制裝配率

Z3——整棟建筑中工業化內裝部品的預制裝配率

αi——預制裝配率計算權重系數

S——集成應用加分項

2.2.2 預制裝配率計算要點

（1）主體結構和外圍護結構預制構件的預制裝配率計算

主體結構預制構件包括豎向構件和水平構件。豎向構件包括預制內外剪力墻板、預制夾心保溫外墻板、預制雙層疊合剪力墻板等；水平構件包括預制梁、預制疊合板、預制樓梯板、預制陽臺板、預制空調板等。外圍護結構預制構件主要有PCF混凝土外墻模板、混凝土外掛墻板、預制混凝土飄窗板、預制女兒墻等。【4】

預制裝配率的計算范圍為室外地坪以上部分，其中突出屋面的塔樓不參與計算；裝配式混凝土結構建筑中設有商業裙房時，如果裙房部分采用現澆混凝土，則建筑主體平面外的裙房部分不參與計算。計算預制構件混凝土體積時，可以參照《裝配式建筑評價標準》，預制剪力墻不大于600mm的豎向后澆段以及不大于300mm的水平后澆帶、預制框架柱和框架梁節點區以及預制疊合板不大于300mm的后澆接縫混凝土體積均可以計入預制構件混凝土體積。

（2）裝配式內外圍護構件的預制裝配率

裝配式內外圍護構件的預制裝配率針對的是非混凝土構件。裝配式圍護構件的預制裝配率主要計算裝配式圍護構件的表面積和全部圍護構件的總表面積之比。表面積按長度方向一側表面積計算，如果遇到門窗洞口，為了簡便計算，可以統一不扣除門窗洞口。如果外圍護墻體采用預制混凝土外墻板，計算時不可以作為裝配式圍護構件計算表面積，但是必須作為全部圍護構件進行表面積計算并計入預制裝配率的分母項。

（3）工業化內裝部品的預制裝配率

工業化內裝部品是指在工廠生產、現場裝配的部品件，主要包括集成式廚房和衛生間、裝配式吊頂、樓地面干式鋪裝、帶飾面的裝配式墻板及裝配式欄桿等。【4】

計算集成式廚房衛生間、裝配式吊頂、樓地面干式鋪裝的預制裝配率時采用水平投影面積，計算帶飾面的裝配式墻板和裝配式欄桿時采用沿長度方向一側的表面積。計算樓地面干式鋪裝面積時可以不計入廚房與衛生間、住宅建筑中公共部位如樓梯間和公共走道、以及開敞式陽臺等。計算裝配式欄桿面積時，不應計入開敞陽臺的欄桿面積。

（4）創新加分項

采用標準化、模塊化、集約化設計，實現“少規格、多組合”的目標，比如采用標準化戶型、標準化門窗、設備管線與結構分離等設計時預制裝配率可以進行加分；采用綠色建筑技術集成應用獲得綠色建筑二星和三星標識證書、采用被動式超低能耗技術的可以進行加分；采用隔震減震技術、以BIM為核心的信息化技術、鋁合金模板等工業化施工技術可以進行加分。通過創新加分項來鼓勵裝配式建筑工程項目采用新技術、新工藝。

3 工程案例

3.1 工程概況

本項目位于江蘇省揚州市，項目類型為混凝土住宅，結構型式為裝配整體式剪力墻結構，該項目裝配設計的范圍為地上部分，不包括地下室。地上9層，地下1層，建筑高度26.950米，標準層層高為2.950米，標準層平面圖如圖1所示。

圖1 標準層平面圖

3.2 預制裝配率計算

建筑單體預制裝配率是建設管理部門進行裝配式建筑項目評審、認定和獎勵的重要依據。因本工程位于江蘇省，所以按照《江蘇省預制裝配率計算細則》進行單體的預制裝配率計算。該項目采用的預制構件有預制剪力墻、預制樓梯段、預制疊合板，裝配式內外圍護構件采用鋼筋陶粒混凝土輕質墻板，工業化內裝部品采用裝配式吊頂、樓地面干式鋪裝、裝配式欄桿。詳細計算過程見表1.

表1 裝配整體式剪力墻結構預制裝配率計算統計表

蒸壓輕質加氣混凝土外墻系統1-9F 0 2066.52 裝配式內外圍護構件 Z2 小計 3098.35 5164.87 0.15 8.99%鋼筋陶粒混凝土輕質墻板 1-9F 3098.35 3098.35集成式廚房1-9F 0 集成式衛生間1-9F 0 496.44 0.3 26.36%裝配式吊頂1-9F 657.54 657.54 內裝建筑部品Z3樓地面干式鋪裝1-9F 2662.65 2662.65裝配式欄桿 1-9F 272.10 272.10 小計 3592.29 4088.73以BIM為核心的信息化技術集成應用1%√ 工地預制圍墻（道路板）0.5%√ 1.5%預制裝配率 46.48%

4 結論

本文通過研究國家和江蘇省裝配式建筑預制裝配率計算的相關標準、細則，對裝配式混凝土結構預制裝配率的計算公式、計算要點進行了分析，并結合實際工程案例對裝配式混凝土剪力墻結構的預制裝配率進行了計算，得出以下結論：

（1）預制裝配率反映裝配式混凝土結構工程設計、施工、運維全過程標準化、信息化、集約化技術集成應用情況。

（2）裝配式混凝土結構預制裝配率中工業化內裝部品的比值較大，得分相對容易。但是目前集成廚房和集成衛生間的應用尚未普及，內裝部品主要集中在裝配式吊頂、樓地面干式鋪裝和裝配式欄桿。

（3）裝配式內外圍護構件中外圍護墻因考慮防水等問題，目前工程中多采用砌筑外墻，外墻系統的應用較少。可以通過減少砌筑外墻，采用裝配式外墻系統或者裝配式單元幕墻來提高預制裝配率。

（4）主體結構和外圍護結構中預制混凝土體積計算范圍為室外地坪以上，突出為屋面的塔樓不計。預制疊合板的不大于300mm拼縫以及預制剪力墻豎向不大于600mm的后澆段以及水平方向不大于300mm的后澆帶和圈梁體積可以計入預制混凝土體積。

（5）可以通過應用BIM技術、綠色建筑技術、管線與結構分離技術、鋁合金模板、預制圍墻和施工便道板等信息化、集約化、工業化技術來提高預制裝配率，以適應建筑產業現代化轉型升級。