淺談通過建筑工業(yè)化技術(shù)進(jìn)步提升裝配式建筑的經(jīng)濟(jì)性

葉芃芃

安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司 安徽 合肥 230000

1 建筑工業(yè)化

建筑工業(yè)化是指運(yùn)用現(xiàn)代化的手段進(jìn)行建造、生產(chǎn)等活動(dòng)，其是對(duì)以往工作效率較低的純手工制作、生產(chǎn)等方式的變革。過去的建筑生產(chǎn)方式使建筑設(shè)計(jì)與正式建造相割裂，建筑工業(yè)化生產(chǎn)則有效改進(jìn)了這一弊端，將二者有效結(jié)合，從方案設(shè)計(jì)到零部件生產(chǎn)，再到裝配的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)一體化。建筑工業(yè)化一改過去落后的生產(chǎn)方式，將各個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起，將一體化理念貫穿于生產(chǎn)全過程。其主要內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)造科學(xué)合理，零部件生產(chǎn)自動(dòng)化，建筑施工依靠先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，管理機(jī)制更加完善，從而提升生產(chǎn)和建設(shè)效率，減少項(xiàng)目資金的投入，避免資金浪費(fèi)，保障工程質(zhì)量。調(diào)查顯示，預(yù)制裝配式建造方式較之前的建造方式來講更省時(shí)，可有效縮短施工期。因此，工業(yè)化建筑形式在建筑領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展空間。采用預(yù)制混凝土裝配的建筑結(jié)構(gòu)也成為工業(yè)化建筑結(jié)構(gòu)的代表[1]。

近年來，隨著全國30多個(gè)“國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地”的發(fā)展建設(shè)，采用不同形式的預(yù)制混凝土裝配式結(jié)構(gòu)在全國各地紛紛試點(diǎn)建設(shè)。多個(gè)省市政府在推動(dòng)保障房建設(shè)的過程中，出臺(tái)了針對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)的扶持政策，以及資金補(bǔ)貼或面積獎(jiǎng)勵(lì)等行政干預(yù)措施，當(dāng)前在多個(gè)地區(qū)的保障房建造過程中，涌現(xiàn)了一批裝配式結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)項(xiàng)目，但是這些項(xiàng)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(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

本文以國內(nèi)ABCD四個(gè)已建成及在建項(xiàng)目為案例，通過收集、統(tǒng)計(jì)和比較相關(guān)數(shù)據(jù)，分析比較不同結(jié)構(gòu)形式及不同裝配率的建筑工程，其建安成本對(duì)經(jīng)濟(jì)性變化的貢獻(xiàn)率。ABCD項(xiàng)目建筑單體水平構(gòu)件均采用預(yù)制疊合，均為簡單全裝修交付[2]。其中，A項(xiàng)目為18層住宅，主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件部分預(yù)制疊合，預(yù)制裝配率21%；B項(xiàng)目為5層住宅（按18層設(shè)計(jì)），主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件預(yù)制疊合，預(yù)制裝配率40%；C項(xiàng)目為32層，主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件預(yù)制，預(yù)制裝配率70%；D項(xiàng)目為28層住宅，主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件預(yù)制，預(yù)制裝配率60%。經(jīng)筆者實(shí)地走訪調(diào)研，收集及統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，并與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比較，4個(gè)項(xiàng)目的建造成本均有10%~17%的增加，同時(shí)具有工期節(jié)省、人工節(jié)省、材料節(jié)省及降低環(huán)境污染的特點(diǎn)。具體比較數(shù)據(jù)見表1。

表1 ABCD四個(gè)項(xiàng)目建安成本比較及其他經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3 全壽命周期內(nèi)建筑成本構(gòu)成

全壽命周期即事物出現(xiàn)到消亡所消耗的全部時(shí)間。對(duì)建筑物而言，其壽命周期也就是建筑材料和零部件生產(chǎn)、方案設(shè)計(jì)、正式投入使用并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)及最終報(bào)廢和處理（再循環(huán)和利用）的循環(huán)全過程。全壽命周期的成本是單獨(dú)的（或若干個(gè)）建筑物在特定時(shí)間段之內(nèi)的折算為現(xiàn)值后的全部貨幣成本。下面筆者以A、C項(xiàng)目為例，計(jì)算并比較裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的全壽命周期總建筑成本。

計(jì)算A項(xiàng)目70年的全壽命周期，工業(yè)化房屋建筑最初的房屋建筑和設(shè)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(hù)成本等對(duì)經(jīng)濟(jì)效益有著較大的影響（見表2）。

表2 A項(xiàng)目裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的全壽命周期綜合成本（以70年計(jì)算）

計(jì)算C項(xiàng)目70年的全壽命周期，工業(yè)化房屋建筑最初的房屋建筑和設(shè)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(hù)成本等對(duì)經(jīng)濟(jì)效益有著較大的影響，且較A項(xiàng)目貢獻(xiàn)率變?。ㄒ姳?）。

表3 C項(xiàng)目裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的全壽命周期綜合成本（以70年計(jì)算）

參考相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)以上工業(yè)化住宅案例得出，使用不一致的建筑結(jié)構(gòu)或同樣的建筑結(jié)構(gòu)不同的預(yù)制裝配方式。在成本上每平米會(huì)增加150元到350元左右，并且預(yù)制率的升高并不代表建安成本會(huì)增加；若預(yù)制裝配率上升10%，相應(yīng)的施工期也會(huì)出現(xiàn)縮減。

工廠化住宅在資源上的有效節(jié)約使得環(huán)境問題也逐漸減少，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在建設(shè)工業(yè)化住宅的過程中所產(chǎn)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(yè)化房屋建筑工地的噪音污染有所減少；工業(yè)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(yè)化住宅建造過程中的能源消耗可減少15%左右，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象也明顯減少。

綜上所述，預(yù)制裝配式建筑方式可降低建筑全壽命周期綜合成本。同時(shí)由于目前的技術(shù)配套、產(chǎn)能規(guī)模等方面尚未完全成熟，優(yōu)勢(shì)尚未充分發(fā)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(xù)正式投入使用后成本花費(fèi)明顯減少。而且社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)保效益較傳統(tǒng)住宅有顯著的優(yōu)勢(shì)[3]。

4 如何利用建筑工業(yè)化的技術(shù)進(jìn)步提高建筑經(jīng)濟(jì)性

建筑工業(yè)化方式與過去的施工方式相比較，其一個(gè)重要特點(diǎn)為“技術(shù)靠前、管理前置”，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的同時(shí)就將其經(jīng)濟(jì)性納入考慮范圍內(nèi)，因此，建筑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性是由技術(shù)路線決定的，不能簡單地用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求來決策建筑技術(shù)，需要用全局思維來掌控設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及安裝三者的關(guān)系。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中就應(yīng)當(dāng)明確各類型技術(shù)方案對(duì)模具投入、生產(chǎn)效率、最終質(zhì)量等方面的影響，設(shè)計(jì)單位必須與零部件制造單位以及負(fù)責(zé)施工的單位達(dá)成共識(shí)，加強(qiáng)合作，在結(jié)構(gòu)體系、技術(shù)路線方案設(shè)計(jì)方面進(jìn)行優(yōu)化，以獲取更佳的經(jīng)濟(jì)性。

目前建筑設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、施工安裝的企業(yè)并無聯(lián)系，即便是大規(guī)模的、業(yè)務(wù)豐富的企業(yè)大部分也是獨(dú)立法人，不但減低了項(xiàng)目的管理效率，重復(fù)繳稅和征收不同的稅率也使得建筑成本增加。例如，傳統(tǒng)施工每立方米鋼筋混凝土的價(jià)格為1000元左右，每立方米預(yù)制構(gòu)件價(jià)格為3000元左右，多繳的增值稅則達(dá)到300元以上。因此，建筑工業(yè)化公司實(shí)現(xiàn)一體化建造模式，形成全產(chǎn)業(yè)鏈的建筑工業(yè)化經(jīng)營模式可一定程度上避免資金浪費(fèi)，連同稅金差異可使建安成本降低5%~20%。

優(yōu)化生產(chǎn)工藝，使用無損技術(shù)設(shè)備對(duì)加工模板平臺(tái)進(jìn)行固定，形成流水生產(chǎn)線?？娠@著提高生產(chǎn)效率、延長平臺(tái)壽命5倍以上，減少在模型器具和預(yù)制部件上的開銷；優(yōu)化預(yù)制部件的相關(guān)技藝，優(yōu)化其相關(guān)性能，從而確?，F(xiàn)場(chǎng)安裝工作的順利實(shí)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(gòu)件間形成大量的裂縫，需要進(jìn)行填補(bǔ)，并降低工程發(fā)生泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，將提高后續(xù)的修護(hù)經(jīng)費(fèi)；如采用先裝法并結(jié)合疊合技術(shù)，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(hù)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(jié)能性能，使溫度鎖住且與建筑年限共存亡，減少修護(hù)經(jīng)費(fèi)，在建筑全壽命周期內(nèi)可有效降低經(jīng)費(fèi)200元/㎡左右。

優(yōu)化建筑方案及結(jié)構(gòu)體系。提高預(yù)制構(gòu)件的重復(fù)率和裝配化率，確保預(yù)制率科學(xué)且符合規(guī)定，按照規(guī)定將各部件進(jìn)行拆解，以加快生產(chǎn)，保障生產(chǎn)成效。從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開始，進(jìn)行方案的調(diào)整和改進(jìn)能夠一定程度上節(jié)省施工開銷，使建筑的最終呈現(xiàn)更加美觀、穩(wěn)固。此外，構(gòu)件的合理化使用也有利于生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行?，F(xiàn)階段存在構(gòu)件高預(yù)制率的問題，這會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的材料加工費(fèi)以及勞動(dòng)力開銷增加，并造成安裝、運(yùn)輸和輔料經(jīng)費(fèi)增多。因此，相關(guān)企業(yè)或部門不能只注重達(dá)到較高的構(gòu)件預(yù)制率，而應(yīng)當(dāng)注重提升建筑的裝配化率。

合理選擇預(yù)制方案。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工難度較大、支模困難或者表面質(zhì)量不易控制的構(gòu)件可自動(dòng)化生產(chǎn)，將多道工序有效集成；可將現(xiàn)場(chǎng)施工較為煩瑣的工作集中轉(zhuǎn)移到工廠；降低現(xiàn)場(chǎng)施工措施費(fèi)，減少抹灰及裝飾費(fèi)用、降低物料損耗；對(duì)于建筑主體梁板柱結(jié)構(gòu)、內(nèi)外墻體等用傳統(tǒng)澆筑易出現(xiàn)問題的部位，宜轉(zhuǎn)移至工廠化生產(chǎn)，可有效減少建筑垃圾、廢水、揚(yáng)塵和施工噪音等。

5 結(jié)束語

建筑工業(yè)化采用預(yù)制裝配式建筑模式能夠有效改善工作環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，使勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)有效降低，保障施工安全；建筑工業(yè)化在技術(shù)上的改進(jìn)可有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，使建筑企業(yè)經(jīng)營管理戰(zhàn)略從以勞動(dòng)力應(yīng)用為主升級(jí)為以先進(jìn)技術(shù)為主，有效提升了企業(yè)管理水平。建筑工業(yè)化技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)也促進(jìn)了工業(yè)化建筑相關(guān)規(guī)章制度的完善，推動(dòng)了工業(yè)化建筑企業(yè)的發(fā)展，提升了建筑經(jīng)濟(jì)性，有利于從源頭上減少工業(yè)化建設(shè)中的不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)，避免資源被浪費(fèi)，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新升級(jí)。綜上，推動(dòng)建筑工業(yè)化技術(shù)進(jìn)步有一定的實(shí)施意義。