淺談通過建筑工業化技術進步提升裝配式建筑的經濟性

葉芃芃

安徽華東化工醫藥工程有限責任公司 安徽 合肥 230000

1 建筑工業化

建筑工業化是指運用現代化的手段進行建造、生產等活動，其是對以往工作效率較低的純手工制作、生產等方式的變革。過去的建筑生產方式使建筑設計與正式建造相割裂，建筑工業化生產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，再到裝配的整個過程實現一體化。建筑工業化一改過去落后的生產方式，將各個環節緊密聯系在一起，將一體化理念貫穿于生產全過程。其主要內容是實現建筑構造科學合理，零部件生產自動化，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，保障工程質量。調查顯示，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，工業化建筑形式在建筑領域有廣闊的發展空間。采用預制混凝土裝配的建筑結構也成為工業化建筑結構的代表[1]。

近年來，隨著全國30多個“國家住宅產業化基地”的發展建設，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，當前在多個地區的保障房建造過程中，涌現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。

2 不同裝配式建筑建安成本分析與經濟性指標

本文以國內ABCD四個已建成及在建項目為案例，通過收集、統計和比較相關數據，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%。經筆者實地走訪調研，收集及統計相關數據，并與傳統現澆結構相比較，4個項目的建造成本均有10%~17%的增加，同時具有工期節省、人工節省、材料節省及降低環境污染的特點。具體比較數據見表1。

表1 ABCD四個項目建安成本比較及其他經濟指標

3 全壽命周期內建筑成本構成

全壽命周期即事物出現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、方案設計、正式投入使用并進行養護及最終報廢和處理（再循環和利用）的循環全過程。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的折算為現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、修護成本等對經濟效益有著較大的影響，且較A項目貢獻率變小（見表3）。

表3 C項目裝配式建筑與傳統建筑的全壽命周期綜合成本（以70年計算）

參考相關數據，并根據以上工業化住宅案例得出，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縮減。

工廠化住宅在資源上的有效節約使得環境問題也逐漸減少，據統計，在建設工業化住宅的過程中所產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，工業化房屋建筑工地的噪音污染有所減少；工業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、產能規模等方面尚未完全成熟，優勢尚未充分發揮，目前初始建安成本較過去的住宅成本有所提高，但在后續正式投入使用后成本花費明顯減少。而且社會效益和生態環保效益較傳統住宅有顯著的優勢[3]。

4 如何利用建筑工業化的技術進步提高建筑經濟性

建筑工業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濟性納入考慮范圍內，因此，建筑的技術經濟性是由技術路線決定的，不能簡單地用經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、生產效率、最終質量等方面的影響，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化，以獲取更佳的經濟性。

目前建筑設計、構件生產、施工安裝的企業并無聯系，即便是大規模的、業務豐富的企業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，建筑工業化公司實現一體化建造模式，形成全產業鏈的建筑工業化經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%。

優化生產工藝，使用無損技術設備對加工模板平臺進行固定，形成流水生產線。可顯著提高生產效率、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；優化預制部件的相關技藝，優化其相關性能，從而確保現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，并降低工程發生泄漏的風險，將提高后續的修護經費；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能性能，使溫度鎖住且與建筑年限共存亡，減少修護經費，在建筑全壽命周期內可有效降低經費200元/㎡左右。

優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定，按照規定將各部件進行拆解，以加快生產，保障生產成效。從設計環節開始，進行方案的調整和改進能夠一定程度上節省施工開銷，使建筑的最終呈現更加美觀、穩固。此外，構件的合理化使用也有利于生產活動的順利進行。現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、運輸和輔料經費增多。因此，相關企業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。對于現場施工難度較大、支模困難或者表面質量不易控制的構件可自動化生產，將多道工序有效集成；可將現場施工較為煩瑣的工作集中轉移到工廠；降低現場施工措施費，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、內外墻體等用傳統澆筑易出現問題的部位，宜轉移至工廠化生產，可有效減少建筑垃圾、廢水、揚塵和施工噪音等。

5 結束語

建筑工業化采用預制裝配式建筑模式能夠有效改善工作環境，提高生產效率，使勞動風險有效降低，保障施工安全；建筑工業化在技術上的改進可有效降低勞動強度，使建筑企業經營管理戰略從以勞動力應用為主升級為以先進技術為主，有效提升了企業管理水平。建筑工業化技術的優化升級也促進了工業化建筑相關規章制度的完善，推動了工業化建筑企業的發展，提升了建筑經濟性，有利于從源頭上減少工業化建設中的不合格產品的出現，避免資源被浪費，推動技術創新升級。綜上，推動建筑工業化技術進步有一定的實施意義。