不同地區(qū)裝配式建筑評價方法的特點及對比分析

何夕平，趙仁松，李文海

(安徽建筑大學 土木工程學院，安徽 合肥 230601)

0 引言

近年來裝配式建筑得到大力發(fā)展，重慶、合肥、上海、廣東等地區(qū)相繼出臺了有關裝配式建筑的各類指導意見和相關配套措施，針對裝配式建筑評價頒布了相應的裝配式建筑評價標準或裝配率計算細則。這些地區(qū)所發(fā)布的裝配式建筑評價方法均是基于所屬地區(qū)裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀而制定的，經(jīng)資料收集分析，這些地區(qū)在全國具有一定的代表性，分析知相對于國家《裝配式建筑評價標準》[1]主要可分為三種區(qū)別類型：增加新技術加分項，如合肥市；采用不同的計算邏輯，如《上海市裝配式建筑單體預制率和裝配率計算細則》[2]；對國標進行細化和延伸，如廣東省《裝配式建筑評價標準》[3]等。

1 國內(nèi)部分地區(qū)裝配式建筑評價方法的特點

1.1 重慶市裝配式建筑評價方法

在國標發(fā)布后，重慶針對本市裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，立即發(fā)布了《重慶市裝配式建筑裝配率計算細則(試行)》[4]，該細則在不改變國標的框架下對其中一些評價項的計算規(guī)則進行細化和延伸。對于主體結(jié)構(gòu)中的豎向構(gòu)件增加了新的指標要求和分值設定。當豎向構(gòu)件采用高精度模板施工工藝且應用指標達到70%-100% 時，給予5-10 分值。對于圍護墻和內(nèi)隔墻部分，針對當前一體化技術成本相對較高的情況下，在國標基礎上降低了技術指標要求，即當圍護墻僅做到保溫、隔熱一體化無法做到裝飾一體化時，給予1.4-3.5 的分值。表明重慶市的裝配式建筑評價方法降低了評價難度，且在技術上和經(jīng)濟成本上對重慶市的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)起到了一定的緩沖作用，有利于產(chǎn)業(yè)漸進式的靠近國標的要求。

1.2 上海市裝配式建筑評價方法

上海市走在我國裝配式建筑發(fā)展的前列。在國標頒布之前上海市就發(fā)布了《上海市裝配式建筑單體預制率和裝配率計算細則(試行)》，而后又發(fā)布了《上海市裝配式建筑單體預制率和裝配率計算細則》。該方法對不同結(jié)構(gòu)體系的裝配式建筑做了非常明確的劃分，對于不同的結(jié)構(gòu)體系引入權重系數(shù)的概念，并把建筑的單體預制率和建筑的裝配率分開定義。

單體預制率的計算方法分體積占比法和權重系數(shù)法，其計算公式如式2、式3 所示：

體積占比法：

建筑單體預制率=

式1 中的內(nèi)裝權重系數(shù)取值為0.5，式3 中的權重系數(shù)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)類型和構(gòu)件類型進行取值，式2、式3 中的相關說明詳見細則。

上海市與國家裝配式建筑評價標準對比的特點主要有以下4 點：

(1)對于不同結(jié)構(gòu)形式的裝配式建筑，上海市的評價方法涵蓋多種結(jié)構(gòu)體系，尤其是對混凝土裝配式建筑，國標則沒有在計算規(guī)則上進行有效的區(qū)分。

(2)將主體結(jié)構(gòu)中的不同構(gòu)件做了劃分，不同的構(gòu)件類型權重系數(shù)占比不同。而國標僅對豎向構(gòu)件和橫向構(gòu)件進行劃分。

(3)對于裝配式建筑的內(nèi)裝部分，上海市分為多項技術工藝，對于不同的工藝設定不同的修正系數(shù)，讓企業(yè)有了更多的工藝上的選擇，對于配套產(chǎn)業(yè)的企業(yè)有利于新型技術的發(fā)展。

(4)對于國標中一些爭議的計算問題，尤其是計算界限的劃分，上海市的評價方法更加明確。

1.3 廣東省裝配式建筑評價方法

廣東省發(fā)布了廣東省《裝配式建筑評價標準》。該標準沒有改變國標中的計算規(guī)則，而是針對廣東省的發(fā)展現(xiàn)狀增加了細化項，并引入了加分項概念。其裝配率計算公式如式4 所示：

式中：Q5為細化項得分，Q6為鼓勵加分項得分，其余參數(shù)與國標一致。

廣東省裝配式建筑評價標準對比于國家裝配式建筑評價標準的特點主要有以下4 點：

(1)廣東省對不同結(jié)構(gòu)類型設定不一樣的分值，例如當豎向構(gòu)件全部采用鋼構(gòu)件，得30 分。

(2)對于預制構(gòu)件連接部分后澆混凝土的計算規(guī)則略有調(diào)整。

(3)增加了細化項和鼓勵項的分值設定，其中鼓勵項中設置三種類型，涵蓋標準化設計；綠色與信息化應用以及施工與管理。

(4)對于裝配式建筑的等級評價有了新的設定，增加了基本級裝配式建筑的概念，當豎向構(gòu)件的預制比例達到35%，即可評價為基本級裝配式建筑。

2 不同地區(qū)裝配式建筑評價方法的對比分析

通過對比分析，不同省市的評價方法在規(guī)則上差別很大[5-6]，無法做到詳盡的對比。本文選擇合肥市、上海市、重慶市、廣東省從適用建筑體系和各項的基本計算規(guī)則上進行對比分析，這些省市在全國具有一定的代表性，詳情如表1-表4 所示。

由表1 可知，大部分省市地區(qū)明確了適用的建筑范圍；上海市對裝配式混凝土建筑有明確的劃分，但未對主樓和裙房的計算規(guī)則進行劃分。

由表2 可知，對于豎向構(gòu)件，部分地區(qū)的計算規(guī)則與國標不同；對于水平構(gòu)件，很多地區(qū)仍采用水平投影面積計算預制比例的計算規(guī)則。

由表3 可知，對于圍護墻和內(nèi)隔墻各項的應用比例主要分為兩種，分別是墻體面積和墻線長度；對于一體化的技術工藝，上海市沒有進行強制要求，采用不同的計算規(guī)則計算對應的應用比例。

表1 適用建筑體系的對比

表2 主體結(jié)構(gòu)預制構(gòu)件各項應用比例計算規(guī)則的對比

表3 圍護墻和內(nèi)隔墻各項應用比例計算規(guī)則的對比

表4 裝修和設備管線各項應用比例計算規(guī)則的對比

由表4 可知，各地區(qū)的計算規(guī)則和國標基本相同，略有不同的是上海市計算管線分離的比例。

通過研究發(fā)現(xiàn)，各地區(qū)設定了不同的加分項可分為以下幾類：①標準化，如構(gòu)件標準化等；②BIM技術應用；③工業(yè)化集成應用；④EPC 模式應用；⑤綠色建筑的推廣[7]等。

3 工程案例及其計算對比分析

為了更加直觀地對比不同裝配式建筑評價方法的差異性，現(xiàn)對具體工程案例進行計算分析，選用國標、上海市、廣東省、合肥市和重慶市裝配式建筑評價方法進行計算。

3.1 工程概況

該工程為某市人才公寓住宅項目，采用裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。該建筑共23 層，建筑高度為76 m，其中1-4 層、屋面和機房頂為混凝土現(xiàn)澆層，其余樓層為混凝土預制結(jié)構(gòu)，所有樓層采用標準化戶型設計。該建筑采用工程總承包模式，應用BIM 技術，并實現(xiàn)了平面布置標準化和預制構(gòu)件與部品標準化，獲評綠色建筑2 星。該建筑一層層高為4.4 m，二層層高為3.65 m，二層以上各層層高均為3 m。 該單體建筑的層高示意圖、豎向預制構(gòu)件示意圖、水平預制構(gòu)件示意圖和圖例示意圖分別如圖1 至圖3 所示

圖1 標準層豎向預制構(gòu)件布置圖

圖2 標準層水平預制構(gòu)件布置圖

圖3 圖例示意圖

3.2 國家裝配式建筑評價標準下的計算結(jié)果

3.2.1 主體結(jié)構(gòu)部分得分

(1)該建筑主體結(jié)構(gòu)的預制豎向構(gòu)件主要是預制剪力墻外墻、預制剪力墻內(nèi)墻、預制邊緣構(gòu)件。

標準層中，預制剪力墻外墻的墻線長度之和為20 m，層高是3 m，墻體厚度是0.2 m，對應的預制剪力墻外墻體積為20×0.2×3=12 m3；預制剪力墻內(nèi)墻的墻線長度之和為39.2 m，對應的體積為39.2×0.2×3=23.52 m3；預制邊緣構(gòu)件的長度之和為10.6 m，對應的體積為10.6×0.2×3=6.36 m3。

主體結(jié)構(gòu)中，標準層的現(xiàn)澆混凝土的墻體墻線總長度為66 m，對應的體積為66×0.2×3=39.6 m3。其中預制剪力墻墻板之間寬度不大于600 mm 的現(xiàn)澆段的墻體墻線長度為1.6 m，對應的體積為1.6×0.2×3=0.96 m3。

因此，該建筑主體結(jié)構(gòu)的預制豎向構(gòu)件總體積為：(12+23.52+6.36+0.96)×19=813.96 m3；主體結(jié)構(gòu)中豎向構(gòu)件總體積為：(20+39.2+10.6+66)×0.2×(3×21+1×4.4+1×3.65)=1929.718 m3。對應的應用比例為：813.96/1929.718×100%=42.18%，介于35%-80%之間，根據(jù)內(nèi)插法計算得分為21.6。

(2)該建筑主體結(jié)構(gòu)預制的橫向水平構(gòu)件主要是預制的疊合樓板、樓梯板、陽臺板、空調(diào)板。根據(jù)圖紙測算，其標準層相對應的水平投影面積分別是140.55 m2、16.6 m2、21.7 m2、15.02 m2，現(xiàn)澆的混凝土樓板為215.42 m2。

因此，預制的橫向水平構(gòu)件的水平投影總面積為：(140.55+16.6+21.7+15.02)×19=3683.53 m2；橫向水平構(gòu)件的水平投影總面積為：(140.55+16.6+21.7+15.02+215.42)×23=9413.67 m2。對應的應用比例為：3683.53/9413.67×100%=39.13%＜70%，不滿足最低得分要求，不得分。

綜上，主體結(jié)構(gòu)的最終得分為21.6。

3.2.2 圍護墻和內(nèi)隔墻部分得分

(1)標準層非承重圍護墻非現(xiàn)場砌筑墻體的墻線長度之和為58.5 m，梁、連梁所占面積為13.16 m2，則預制樓層對應非承重圍護墻非砌筑墻體的外表面總面積為(58.5×3-26.32)×19=2834.42 m2，因該建筑所有樓層的非承重圍護墻均采用非現(xiàn)場砌筑，所有整棟建筑的非承重圍護墻外表面總面積為：(58.5×3×21+58.5×4.4+58.5×3.65) - (26.32×21+28.64+36.28)=3538.78 m2，對應的應用比例為2834.42/3538.78×100%=80.1%＞80%，得分為5。

(2)標準層采用保溫、隔熱、裝飾一體化的圍護墻墻體的墻線長度之和為88 m，則預制樓層采用一體化的圍護墻墻體的外表面總面積為：88×3×19=5016 m2；標準層圍護墻墻體的墻線長度之和為126.2m，則整棟建筑的圍護墻外表面總面積為：126.2×3×21+126.2×4.4+ 126.2×3.65=8966.5 m2，對應的應用比例為5016/8966.5×100%=55.94，介于50%-80%之間。根據(jù)內(nèi)插法計算，得分為2.594。

(3)標準層非現(xiàn)場砌筑的內(nèi)隔墻墻體墻線長度為78.75 m，層高為3 m，扣除每層的門窗洞口、梁、連梁所占面積48.702 m2，則預制樓層非現(xiàn)場砌筑的內(nèi)隔墻墻體的墻面總面積為：(78.75×3-48.702)×19=3563.412 m2；標準層內(nèi)隔墻墻線長度為105.05 m，扣除每層的門窗洞口、梁、連梁所占面積83.742 m2，則整棟建筑的內(nèi)隔墻墻體的墻面總面積為：(105.05×3×21+105.05×4.4+105.05×3.65)-83.742×23=5537.7365 m2；應用比例為3563.412/5537.7365×100%=64.35%＞50%，因此該項得分為5。

(4)該建筑非現(xiàn)場砌筑的內(nèi)隔墻均采用了管線、裝修一體化，因此該項對應的應用比例為64.35%，介于50%-80%之間。根據(jù)內(nèi)插法計算，該項得分為3.435。

綜上，圍護墻和內(nèi)隔墻的得分為5+2.594+5+3.435=16.029。

3.2.3 裝修和設備管線部分得分

因該建筑均未采用裝修和設備管線中的各項工藝，該項得分為0。

綜上，該建筑的裝配率P=[(21.6+16.029+0+0)/(100-0)]×100%=37.63%。其裝配率低于50%，未達到國標最低要求。

3.3 上海市裝配式建筑評價方法下的計算結(jié)果

該建筑為裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，因此采用權重占比法計算；該建筑樓板預制形式為疊合樓板，屬于全預制板，按照上海市計算細則，樓板的權重系數(shù)為0.30，修正系數(shù)為1.0。

3.3.1 墻體(不包括非承重內(nèi)隔墻)的預制情況

標準層中，采用預制的承重墻墻體的墻線長度為：20+39.2=59.2 m；預制的非承重圍護墻墻體的墻線長度為58.5 m；承重墻墻體的墻線長度為59.2+66=125.2 m。預制的墻體墻線總長度為：(59.2+58.5)×19=2236.3 m；墻體墻線總長度為：(125.2+58.5) ×23=4225.1 m。 對 應 預 制 比 例=(2236.3/4225.1)×100%=52.93%，其墻體預制形式為全截面預制墻，墻體的權重系數(shù)為0.55，修正系數(shù)為1.0。因此，墻體(不包括非承重內(nèi)隔墻)占單體預制率的權重比例=0.55×1.0×52.93%=29.11%。

3.3.2 板的預制情況

在標準層中，預制樓板、預制空調(diào)板、預制陽臺板和的水平投影面積分別為140.55 m2，15.02 m2，21.7 m2，和215.42 m2。因此，預制板的水平投影總面積為(140.55+26.02+21.7)×19=3577.13 m2，板的水平投影總面積為(140.55+26.02+21.7+215.42)×23=9284.87 m2。 對 應 的 預 制 比 例= (3577.13/9284.87)×100%=38.53%。該建筑板的權重系數(shù)為0.30，修正系數(shù)為1.0。因此，板占單體預制率的權重比例=0.3×1.0×38.53%=11.56%。

3.3.3 樓梯的預制情況

該建筑4 層以上樓梯均采用全預制樓梯板，所以樓梯的預制比例為(19/23)×100%=82.61%。樓梯板的權重系數(shù)為0.05，修正系數(shù)為1.0。因此，樓梯占單體預制率的權重比例=0.05×1.0×82.61%=4.13%。

該建筑內(nèi)裝部分僅采用內(nèi)隔墻非現(xiàn)場砌筑的工藝技術。內(nèi)隔墻的墻線長度為105.05 m，其中非現(xiàn)場砌筑的內(nèi)隔墻墻體墻線長度為78.75 m。內(nèi) 隔 墻 的 預 制 比 例=[(78.75×19)/(105.05×23)]×100%=61.93%。權重系數(shù)為0.5，修正系數(shù)為0.15。則修正后的比例為0.5×0.15×61.93%=4.65%。

綜上，該建筑的單體裝配率P=29.11%+11.56%+4.13%+4.65%=49.45%。

3.4 廣東省裝配式建筑評價標準下的計算結(jié)果

在廣東省裝配式建筑評價標準的計算規(guī)則下，該建筑相對于國標的主要差異是增加了細化項中的預制外墻板和鼓勵加分項，即主體結(jié)構(gòu)得分為21.6，圍護墻和內(nèi)隔墻得分為16.029，缺項分值為0。

預制外墻板的面積的混凝土體積為428.63 m3，豎向構(gòu)件混凝土的總體積為1929.718 m3，因此預制外墻板的比例為(428.63/1929.718) ×100%=22.2%，根據(jù)該項計算規(guī)則，預制外墻板得分為10。該建筑達到了平面布置標準化、預制構(gòu)件與部品標準化、綠色建筑評價2 星、BIM 應用和工程總承包，所以鼓勵加分項總和為1+1+1+1+0.5=4.5。

綜上，根據(jù)式4 在廣東省裝配式建筑評價標準下，該建筑的裝配率P=[(21.6+16.029+0+10)/(100-0)]×100%+[(4.5/100)]×100%=52.129%。

3.5 合肥、重慶市裝配式建筑評價標準下的計算結(jié)果

合肥市裝配式建筑評價標準與國標基本類似，僅增加了加分項。根據(jù)合肥市裝配式建筑評價標準，該建筑采用工程總承包模式得2 分，應用BIM技術得1 分，達到了平面布置標準化、預制構(gòu)件與部品標準化得2 分，即加分項得分為2+1+2=5。因此該建筑的裝配率在國標計算結(jié)果的基礎上增加(5/100)×100%=5%，即該建筑的裝配率P=37.63%+5%=42.63%。

重慶市裝配式建筑評價標準與國標相比，僅在主體結(jié)構(gòu)和圍護墻和內(nèi)隔墻分項中進行細化。通過計算知，細化項并未改變該建筑的裝配率，因此在重慶市裝配式建筑評價標準下得出的裝配率與國標計算結(jié)果相同，即裝配率P=37.63%。

3.6 對比分析結(jié)果

通過以上分析，該建筑在主體結(jié)構(gòu)部分、圍護墻和內(nèi)隔墻部分均采用了裝配式建筑工藝，但按照國標的指標要求，其裝配化水平是無法達到的。根據(jù)以上結(jié)果可以分析出：

(1)該建筑采用上海市的權重計算法計算時，裝配率有顯著提升，計算結(jié)果差距較大。

(2)該建筑采用廣東省計算方法時，裝配率最高，達到了52.129%，說明細化項和鼓勵加分項整體的評價結(jié)果影響很大。這也進一步表明，各地區(qū)在制定相應的地方標準或計算方法時，應對細化項和鼓勵加分項酌情設置，避免計算結(jié)果與國標差距過大。

(3)上海市的權重計算法將不同構(gòu)件之間進行更有效的區(qū)分，不同的預制構(gòu)件的工藝水平和技術難度是不一樣的，根據(jù)所屬地區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀和技術水平，對預制構(gòu)件在權重上進行區(qū)分有助于推動更多裝配化工藝的發(fā)展。

(4)該建筑的裝配率主要是主體結(jié)構(gòu)、圍護墻和內(nèi)隔墻結(jié)構(gòu)，在不考慮內(nèi)裝的情況下，裝配率水平較高。因此在內(nèi)裝部分，應采用靈活多變、政策鼓勵等方法推動企業(yè)去提高內(nèi)裝的裝配化水平，同時建立裝配化裝修的行業(yè)標準化體系，優(yōu)化成本控制。

4 對地方政府制定或修訂評價標準或方法的建議

以上研究分析了不同裝配式建筑評價方法的特點與計算差異，雖然從計算結(jié)果對比其他地區(qū)評價方法相對沒有國標那么嚴格，但是仍有很多的優(yōu)點和借鑒意義。對于需要制定或修訂地方標準或評價方法的地方政府，現(xiàn)給予以下幾點建議：

(1)在計算規(guī)則上，應該更加的清晰明了，對于界限不明的計算區(qū)域應該著重說明，避免評價結(jié)果的不統(tǒng)一。

(2)對于不同的結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件形式，在評價方法上應該進行區(qū)分，在分值設定上應該考慮到技術工藝的成熟性和推廣性。

(3)對于發(fā)展嚴重不平衡的區(qū)域，應該適當設定細化項和鼓勵項，但設定的項目應符合國家裝配式建筑發(fā)展的方向。

(4)鑒于當前內(nèi)裝成本過高，標準化體系和技術工藝還不夠成熟，對于裝配式建筑內(nèi)裝的計算規(guī)則和評分設置應該更加的靈活多變，從而鼓勵裝配化裝修的發(fā)展。