装配式建筑体系对建设项目的影响
(四川同兴达建设咨询有限公司,四川 成都 610000)
摘 要:针对现阶段的装配式建筑的推行,为积极响应装配式建筑的应用,现阶段成都地区项目的装配式建筑相关应用集中在预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系上,本文通过对预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系从工期、质量、安全以及投资等多个维度的对比分析,充分挖掘预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系的价值,更好地为预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系在装配式建筑项目上的管理应用提供建议。
关键词:装配式建筑;预制构件;轻质隔墙
0 引言
随着《成都市人民政府关于加快推进装配式建设工程发展的意见》(成府发【2016】16号)的出台,成都市自2016年以来正在逐步推行装配式建筑的落地。在近期的房地产开发项目中,都有对建筑工业化的要求:严格执行《成都市装配式混凝土建筑工程施工图审查要点》,单体建筑预制装配率不低于20%(政府投资项目、总建筑面积大于2万平方米(含)的居住建筑项目单体建筑预制装配率不低于30%)且采用工业化生产的预制构件比例达到15%。
在现行政策的引导下,各大标杆房企的开发项目中都在推行装配式建筑的相关技术体系,但受现阶段技术工艺与投资的影响,在现阶段成都地区项目的装配式建筑相关应用集中在预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系上。因此,本次研究选择预制构件和轻质隔墙作为研究对象,通过其技术与措施对项目工期、质量、安全与成本的影响,结合现行成都地区与预制构件、轻质隔墙相关的政策,得出在目前住宅产品体系下预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系的适配建议,以达到缩短建设周期,提高建设工程质量的效果。
1 装配式建筑体系对项目工期的影响分析
预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系拟通过协同设计、工厂预制、减少现场湿作业及各专业间、工厂预制与现场施工之间的协同施工等,在项目的各环节实现了工作提效,从而实现工期的节约。目前预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系尚处于推广阶段,运用不够成熟,在施工组织过程中,由于传统施工理念转变不完全、施工管理经验的缺乏、作业人员技术水平达不到要求等因素的影响,相关项目在施工过程中出现组织不当、协调不力或技术失误等情况,致使工序进展缓慢,工期拖延。下面就预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系对工期的影响展开具体分析。
1.1 预制构件对工期的影响
(1)工业化的制作与安装,有效提升了构件生产与现场安装的效率,有利于实现工期的节约
预制构件从设计、加工、安装、装修都更加强调标准化、模块化,工厂生产不受恶劣天气等自然环境的影响,同时预制构件在工厂生产加工,工人在现场施工作业,工厂和现场可同步作业,可大幅提高施工现场的生产效率。由于预制构件减少了现场湿作业,外墙维护结构可与主体结构一体化完成,也能更快速地为室内精装修等后续工作提供工作面,其他环节施工不必要等主体结构完工后在进行,工期更为可控,且生产效率远高于施工现场的现浇作业。
(2)标准缺乏、各环节协调衔接不足,制约了预制构件在实际项目应用中对效率的提升,如应用不当反而造成工作降效,进而对项目工期带来不利影响
预制构件的运用还处于初期阶段,在设计、施工等维度都缺乏统一的标准,缺乏指导性的文件与案例,导致预制构件的设计、制作与安装各自为政、缺乏统一的标准,削弱了预制构件集成、高效的优势。在项目实操过程中,在深化设计与施工准备阶段,施工企业与构件生产商难以协调统一,步调难以保持一致,加上预制构件生产企业自身产能的影响,预制构件往往不能保证按质按量、准时准确地被运送到施工现场。并且在施工过程中,部分施工企业缺乏预制构件安装的经验,缺乏针对构件的存放、转运、吊装的有效方案、缺乏合理的管理制度,缺乏成熟的“产业”工人,作业技术不达标,施工组织协调不到位,造成预制与现浇工艺不协调导致的工效降低,还有预制构件的成品保护措施不完善造成的构件修补或返工,都会导致工期出现延误。
1.2 轻质内隔墙对工期的影响
轻质内隔墙工业化的制作与安装,有效提升了构件生产与现场安装的效率,有利于实现工期的节约。
轻质内隔墙是根据图纸进行的二次设计而生产,因此到达施工现场的是可以任意切割调整长度、宽度,进行现场组装拼接的成品;轻质内隔墙自重小,安装速度快,不需要双面抹灰且属干法施工,故施工速度大大提高;轻质内隔墙板不需要构造柱和圈梁,配筋自带辅助,因此缩短了工期。
2 装配式建筑体系对项目质量的影响分析
预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系的采用,需要多专业集成协同设计,建筑、结构、机电、预制构件深化、装饰、装修、BIM技术等专业同步进行设计,并考虑构件生产、建筑工业化及装配式建筑施工的要求,最终形成精细化施工图。与原有的设计方式相比,在此协同设计下,减少了原来设计图纸中专业内和专业间的冲突与错误,从设计源头提升了项目的设计质量,为项目现场施工的质量保障奠定了良好的基础。预制构件、轻质隔墙技术体系的运用,需要各环节多专业的协调与配合,只有在标准、技术、管理体系、团队、设备物资等支持的前提下,才能最大价值地实现技术体系对项目质量与品质的提升。如技术标准与作业标准缺失、施工组织不合理、作业人员操作不熟练,以及施工环境存在的不利因素影响,均会对预制构件、轻质隔墙技术体系落地的质量产生不良影响。下面就预制构件、轻质隔墙技术体系对质量的影响展开具体分析。
2.1 预制构件对质量的影响
预制构件工厂化生产,构件质量有保障。预制构件是工厂化生产,受外界环境影响小,构件生产养护的环境好,相较现场现浇作业,构件质量更有保障,能最大限度地改善墙体开裂、渗漏等等质量通病,并提高住宅整体安全等级、防火性和耐久性。
2.2 轻质内隔墙对质量的影响
轻质内隔墙整体性好,抗震性好。轻质内隔墙由于是装配式施工本体三合一结构,板与板连接成整体抗冲击性能强,用钢结构方法锚固墙体强度高,可做成高跨度大的间隔墙体,整体抗震性能高于普通砌筑墙体多倍;复合墙板隔墙系统结构紧密,整体性好不变形,墙面不易松散,抗震性好;轻质内隔墙材料为大板,使其性能均匀分布,整体保温、隔音效果更好,不需要抹灰,直接在此基面上做涂料或其它装饰,可全面取消砌筑、抹灰等湿作业,根本性解决墙面空鼓、开裂问题,提高房屋质量。
3 装配式建筑体系对项目安全的影响分析
预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系是建立在各个专业前期互相配合,协同完成设计、深化的基础之上的,可达到精细化施工的程度。通过合理的现场施工布置,人员、设备有序调动,预制构件、轻质内隔墙的标准化生产,减少了大量人员作业的风险,降低现场安全事故发生概率。但由于预制构件、轻质隔墙技术体系现阶段各专业配合不紧密,现场施工管理人员经验不足,材料设备存放、保管不当,施工安排不合理,机械、人员操作不规范,又都易引发安全事故。下面就预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系对安全的影响展开具体分析。
3.1 预制构件对安全的影响
(1)预制构件在工厂施工,可减少现场安全事故发生率
由于预制构件现场大量的装配作业,使传统现浇作业大大减少。传统作业现场有大量的工人,现在把大量工地作业转移到工厂,现场只需要留小部分工人就可以,从而大大减少了现场安全事故发生率。
(2)预制构件体积大,存在吊装安全隐患
预制构件由于体积较大,在施工作业中如设备出现故障、操作空间狭窄、作业人员操作不规范等,都易引发安全事故。
3.2 轻质内隔墙对安全的影响
轻质内隔墙使用原料不含对人体有害物质,无放射性产品,在1000摄氏度高温下的耐火极限不低于3小时,而且不散发有毒气体,不燃性达到国家A级标准,降低了施工作业及建筑使用期间的消防安全隐患,提高了建筑使用寿命。
4 装配式建筑体系对项目投资的影响分析
虽然预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系在工期、质量与安全上带来了很多正面的效果,但是基于预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系的应用与现行建筑体系之间存在较大的工艺差异,进而导致两套体系之间的成本差异。下面就预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系的成本差异基于定额组价及类似项目的经验数据来展开分析,得出预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系较现行建筑体系的整体经济性分析,详见表1-表2。
表1 预制构件成本增量分析
新工艺做法 |
常规做法 |
工艺及成本差异分析 |
新工艺做法成本(元/m3) |
常规做法成本(元/m3) |
成本差值(元/m3) |
单方含量(m3/m2) |
单方成本增量(元/m2) |
每增加1%预制率成本增量(元/m2) |
预制楼梯 |
现浇混凝土楼梯+钢筋+模板 |
预制楼梯与现浇混凝土楼梯(楼梯厚度按照200mm考虑) |
3205.81 |
654.08 |
1258.20 |
0.006 |
7.55 |
5.03 |
楼梯增加钢筋,钢筋综合单价5.3元/kg,现浇混凝土楼梯钢筋含量90kg/m3。 |
483.08 |
|||||||
楼梯减少模板(墙体厚度暂按200mm考虑) |
810.45 |
|||||||
小计 |
1947.61 |
|||||||
预制空调板 |
现浇混凝土空调板+钢筋 |
预制空调板与现浇混凝土空调板 |
3663.95 |
727.60 |
2480.11 |
0.004 |
9.92 |
9.92 |
空调板增加钢筋,钢筋综合单价5.3元/kg,现浇混凝土空调板钢筋含量85kg/m3。 |
456.24 |
|||||||
小计 |
1185.3.84 |
|||||||
预制楼板 |
现浇混凝土楼板+钢筋 |
预制楼板与现浇混凝土楼板(楼板厚度按照100mm考虑)叠合楼板厚度增加20mm |
3055.91 |
509.38 |
2143.97 |
0.06 |
128.64 |
8.58 |
楼板增加钢筋,钢筋综合单价5.3元/kg,现浇混凝土楼板钢筋含量75kg/m3。 |
402.56 |
|||||||
小计 |
911.94 |
|||||||
备注:基于类似项目的经验数据汇总分析,单方含量:总混凝土量按照0.4m3/m2考虑,其中预制楼板占比15%,预制楼梯占比1.5%,预制空调板占1.0% |
新工艺做法 |
常规做法 |
工艺及成本差异分析 |
新工艺做法成本(元/m3) |
常规做法成本(元/m3) |
成本差值(元/m3) |
单方含量(m3/m2) |
单方成本增量(元/m2) |
每增加1%预制装配率成本增量(元/m2) |
灰渣混凝土预制内隔墙条板 |
砖砌内墙 |
增加灰渣混凝土预制内隔墙条板 |
1498.00 |
|
783.27 |
0.08 |
64.62 |
4.31 |
减少砖砌体 |
|
714.73 |
||||||
小计 |
1498.00 |
714.73 |
||||||
ALC预制内隔墙条板 |
砖砌内墙 |
增加ALC预制内隔墙条板 |
1680.00 |
|
965.27 |
0.08 |
79.63 |
5.31 |
减少砖砌体 |
|
714.73 |
||||||
小计 |
1680.00 |
714.73 |
||||||
备注:基于类似项目的经验数据汇总分析,单方含量:总混凝土量按照0.4m3/m2考虑,总砌筑量暂时按照0.15m3/m2;轻质内隔墙装配率按照15%考虑; |
通过表1和表2的分析可以看出,预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系与现行建筑体系由于其技术与工艺的不同,使得预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系实施的成本较现行建筑体系有所增加。如何有效地控制装配式建筑技术体系的成本增量,以尽可能低的成本增量推进装配式建筑技术体系在项目的落地,获得项目质量的提升与工期的节约,使得项目价值最大化,是装配式项目成本管理首要解决的难题。据《成都市建筑绿色设计施工图审查技术要点(2017版)》指出:单体建筑预制装配率不低于20%(政府投资项目、总建筑面积大于2万平方米(含)的居住建筑项目单体建筑预制装配率不低于30%)且采用工业化生产的预制构件比例达到15%。在满足现阶段政策要求的前提下,预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系选用建议,详见表3。
表3 预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系选用建议
预制构件、轻质隔墙组合 |
预制装配率 |
预制装配率率组合 |
单方成本增量(元/m2) |
定额组价 |
|||
预制楼板+灰渣混凝土预制内隔墙条板 |
20%
|
15%+5% |
150.25 |
预制楼板+ALC预制内隔墙条板 |
15%+5% |
155.25 |
|
预制楼梯+预制楼板+灰渣混凝土预制内隔墙条板 |
1.5%+13.5%+5% |
144.93 |
|
预制楼梯+预制楼板+ALC预制内隔墙条板 |
1.5%+13.5%+5% |
149.93 |
|
预制楼梯+预制空调板+预制楼板+灰渣混凝土预制内隔墙条板 |
1.5%+1.0%+12.5%+5% |
146.27 |
|
预制楼梯+预制空调板+预制楼板+ALC预制内隔墙条板 |
1.5%+1.0%+12.5%+5% |
151.27 |
|
预制楼板+灰渣混凝土预制内隔墙条板 |
30%
|
15%+15% |
193.35 |
预制楼板+ALC预制内隔墙条板 |
15%+15% |
208.35 |
|
预制楼梯+预制楼板+灰渣混凝土预制内隔墙条板 |
1.5%+13.5%+15% |
188.03 |
|
预制楼梯+预制楼板+ALC预制内隔墙条板 |
1.5%+13.5%+15% |
203.03 |
|
预制楼梯+预制空调板+预制楼板+灰渣混凝土预制内隔墙条板 |
1.5%+1.0%+12.5%+15% |
189.37 |
|
预制楼梯+预制空调板+预制楼板+ALC预制内隔墙条板 |
1.5%+1.0%+12.5%+15% |
204.37 |
单从单方成本增量的角度考虑,在满足政策要求的前提下,无论是满足20%还是30%的预制装配率要求,优先选择:预制楼梯+预制楼板+灰渣混凝土预制内隔墙条板的组合,成本增量最低。
5 装配式建筑体系总结分析
通过对预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系基于工期、质量、安全以及投资等多个维度的对比分析,发现虽然预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系在工期、质量与安全上带来了正面的效果,但是基于预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系与现行建筑体系之间存在较大的工艺差异,进而导致预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系的成本增加。而伴随着装配式建筑体系的日趋成熟,预制构件、轻质隔墙装配式建筑体系与现行建筑体系之间的成本增量会逐步减少。
在装配式建筑的时代,装配式建筑推动整个建筑行业升级,从协同设计到精细化施工再到绿色建筑,未来建筑行业将以更为科技、生态、环保,绿色的形象示人。
参考文献:
[1] 成都市人民政府门户网站发布《成都市人民政府关于加快推进装配式建设工程发展的意见》.
[2] 成都市城乡建设委员会发布《成都市建筑绿色设计施工图审查技术要点(2019版)》.