張新柳
(中國石油工程建設有限公司華北分公司,河北 任丘 062552)
隨著建筑行業中先進技術的不斷應用,社會各界越來越重視裝配式建筑的研究,與現澆建筑相比,裝配式建筑構件多在工廠預制生產,而現澆建筑則是在施工現場運用鋼筋、混凝土以及模板等進行澆筑,裝配式建筑一定程度上減少了現場施工工作量,降低了環境污染,同時提高工程施工效率,但現階段由于裝配式建筑造價成本過高,多數企業在施工中為節約成本、提高效益仍選擇成本較低的現澆建筑,一定程度上制約了裝配式建筑發展。
裝配式建筑是指由預制部件在工地裝配形成的建筑,依據施工方式以及預制構件的形式可將其分為升板升層建筑、盒式建筑、板材建筑、砌塊建筑以及骨架板建筑五種,與現澆建筑相比,實現了建筑施工產業化、規模化以及標準化建設,同時具有節能環保、工期短等特點。
裝配式建筑的建筑部品多由工廠車間加工完成,通常預制構件種類包括外墻板、內墻板、預制梁、預制柱以及樓梯、疊合板等,在進行施工時通過工人裝配完成建筑施工,產業化裝配預制一定程度上提升了鋼材、混凝土以及模板等建筑材料利用率,同時裝配式建筑運用減少了現澆建筑中現場作業的工作量,減少了施工降塵、建筑垃圾以及噪聲污染等的產生。如裝配式建筑中施工單位為了提升建筑的保溫性,往往采用裝飾與保溫相結合的外墻板來進行裝配,一定程度上增強了建筑的整體性。
裝配式建筑采用的是建筑、裝修一體化設計、施工,一般而言裝修可隨主體施工同步進行,其裝配部件都由工廠車間預先生產,之后在施工現場對其進行裝配,一定程度上減輕了施工現場鋼筋、混凝土以及模板制作的工作量,加快了工程施工速率,縮短了施工工期。如在建設層高為30的高層建筑時,利用傳統的現澆建筑以及裝修手段裝修時,其主體建設以及室內外裝修所需的施工時長約為350 d,使用裝配式建筑的工期時長為290 d,由于裝配式建筑采用的是裝飾與保溫于一體的外墻體技術,快捷方便的安裝使施工工期大幅縮短,同時也減少了現場施工中的濕作業工作量,此外,工期的縮短也減少了施工單位的貸款利息支出,一定程度上降低了建筑的成本,提高了建筑的經濟效益。
當前我國施工單位在運用傳統建筑時往往存在建筑使用期限內出現開裂、破損等現象,但裝配式建筑的裝配部件都由工廠預選制作,實現了標準化與規范化生產,同時制作過程中配件的質量要求較高,工序精密度高于傳統建筑,一定程度上可以提高建筑的質量,增加建筑的使用期限。
裝配式建筑最早出現在17世紀美洲移民所用的木構架拼裝房屋,19世紀60年代以后裝配式建筑憑借自身工期短等特點得到大量推廣,我國自2015年起大量出臺裝配式建筑規劃,由于其在我國的發展時間較短,工廠的制作規范化水平較低,建筑裝配產品和外形較為單一,無法滿足各項目的建設需求,當前我國裝配式建筑仍需依據建筑特點提前進行預制,其造價成本相對較高。
據調研發現,現階段我國現澆建筑的現澆混凝土以及砌筑等工作量較大,成本支出較高,而裝配式建筑的運用雖然大幅降低了砌筑、抹灰等工程成本,但是綜合考慮PC構件的生產、運輸和吊裝費用,最終導致裝配式建筑的單價仍遠遠高于現澆建筑(據了解,裝配式建筑的每平方米造價在2 130 元左右,而現澆建筑每平方米造價僅為1 360 元左右)。此外,在忽略運輸和吊裝費用的基礎上,裝配式建筑PC構件生產成本也遠高于現澆建筑,主要原因是由于現階段我國裝配式建筑的構件生產尚未發展成熟,PC構件生產成本及攤銷成本較高,工人的生產及施工裝配能力均較低等。
裝配式建筑施工時不僅要考慮施工過程中運輸環節費用,還要考慮構件場地堆放要求、運輸機械選擇等。同時在考慮運輸費用時還需綜合分析運輸路線,包括交通路線對構件體積以及尺寸要求等。例如,多數城市交通干道對車輛體積要求較高,要保證大構件的完整度,就要使用超大車輛,部分城市規定超大車輛只能夜間進入城區道路,構件在夜間送達施工現場后,其存放條件、車輛調頭場地等都有較高要求,而現澆建筑對場地要求相對較低,其成本支出也較低。
現階段我國裝配式建筑尚處于初步發展階段,建筑設計的經驗較少,現有的設計能力無法滿足裝配式建筑的建設需求,各項技術也處于起步階段,構配件的生產與制作無法達到合理拆分的要求,同時作為控制生產成本的首要環節,設計環節的不合理規劃導致整體造價成本偏高。
要合理控制裝配式建筑的造價成本,設計人員就要在項目初期運用BIM技術預估構配件的預制率,并規劃構配件的拆分與連接方案,科學設計拆分圖,通過科學的拆分圖以及合理的分析確定預制率,在此基礎上確定最優結構形式,避免后期返工現象,控制建造成本。
裝配式建筑造價較高的原因還包括PC構件成本較高,現階段我國裝配式建筑處于起步階段,工廠構配件生產尚不成熟,工廠仍需針對項目特點預制構配件,但是當前建筑外形較為單一,不同項目構配件型號不盡相同,工廠需要依據每個項目要求預制構件,無法實現大規模標準化生產,增加了建筑建設成本;同時PC構件成本中包含費用較多,包括管理費、材料費以及人工費,現階段裝配式建筑的生產規模較小,各項費用的分攤導致PC構件成本較高,從而使得裝配式建筑造價成本偏高。
總之,由于裝配式建筑在我國起步較晚, 生產規模較小,構配件無法實現大規模標準化生產,增加了構件攤銷成本,阻礙了裝配式建筑的長遠發展。
裝配式建筑在施工現場的工作量較小,但其前期構配件的技術要求以及投入力度較大,在生產構件時需要先進的機械設備,這些設備的費用分攤到各構配件中,促使構件成本提高。同時裝配式建筑的構配件在工廠車間生產完成后借助運輸工具運往施工現場,之后通過起重機吊裝完成裝配,在這一過程中運輸環節的成本較高。依據調研數據發現,運輸距離在100 km左右時,其運輸成本最經濟,但隨著城市化的不斷發展,構配件的制作工廠往往在偏遠地區,其運輸距離較遠,運輸成本相對較高,這也是裝配式建筑造價成本較高的主要原因之一。
裝配式建筑的施工進度取決于吊裝工人的裝配能力,現階段工廠在完成構配件的制作后借助運輸工具將其運送至施工現場,并通過起重機吊裝配件,這一環節中吊裝工人的專業能力決定著裝配建筑的施工效率,當前由于工人缺乏系統的專業化培訓,專業能力不足導致其安裝效率低下,一定程度上增加了裝配式建筑的人工成本。
綜上所述,裝配式建筑由于自身節能環保以及工期短等特點得到了社會各界的廣泛重視,未來,要使用裝配式建筑就要正視其發展緩慢的現狀,正確分析其造價成本高的原因,在此基礎上提出解決辦法,同時各相關企業要不斷提高技術水平,降低生產成本,最終推動裝配式建筑的健康長遠發展。