裝配式混凝土建筑全壽命周期綜合效益分析

崔 璐

（山東英才學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101）

0 引言

我國民用建筑需求量較大的國情決定了高效生產(chǎn)裝配式建筑有著極大的市場潛力。2016年國務(wù)院辦公廳頒布《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，我國爭取用10年時間使裝配式建筑達(dá)到新建建筑的30%。各地市也相繼出臺了相關(guān)補(bǔ)貼政策，政策的扶持使其發(fā)展呈現(xiàn)出積極的姿態(tài)。2018年我國新建裝配式建筑規(guī)模約1.9 億m2，約為城鎮(zhèn)新建項(xiàng)目的9%。然而不少投資者認(rèn)為裝配式建筑成本及風(fēng)險高，影響了企業(yè)尤其中小企業(yè)參與的積極性。

1 裝配式建筑的經(jīng)濟(jì)效益分析

1.1 建造階段成本

某裝配式剪力墻高層住宅標(biāo)準(zhǔn)層面積632.12 m2,，預(yù)制率30%。現(xiàn)將其與全現(xiàn)澆設(shè)計(jì)下的標(biāo)準(zhǔn)層建造成本進(jìn)行比對，二者建造成本的構(gòu)成比例如圖1a 所示。裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)層單方造價1607.62 元/m2,,傳統(tǒng)建造模式單方造價1455.98 元/m2,。

裝配式建造模式比全現(xiàn)澆模式單方造價高151.64 元/m2。兩種建造方式在電氣及給排水工程費(fèi)用相差不大。PC 構(gòu)件工廠內(nèi)生產(chǎn)尺寸精準(zhǔn)，表面平整，安裝后墻柱面基本不再需抹灰作業(yè)，故抹灰費(fèi)用大幅減少。造價偏高主要是在土建成本上，部件預(yù)制及安裝合計(jì)442.76 元/m2,超過混凝土413.41 元/m2的現(xiàn)澆施工成本，占總造價27.54%。故PC 構(gòu)件制安費(fèi)高是裝配式建筑造價偏高的主要因素。

圖1

據(jù)相關(guān)資料數(shù)據(jù)顯示，不同預(yù)制率方案較之傳統(tǒng)施工方式的成本增量是不同的。根據(jù)15 組國內(nèi)大型裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)[1]，總結(jié)了不同裝配預(yù)制率與成本增幅的關(guān)系，見圖1b。圖示表明在預(yù)制率[10,20]、[40，65]區(qū)間內(nèi)成本增幅急劇增大，[20，40]區(qū)間內(nèi)相對穩(wěn)定，當(dāng)預(yù)制率超出65%以后，建造成本增幅反而隨之降低。并且，在同一預(yù)制率下，不同項(xiàng)目的成本增幅存在些許差別，同為15%預(yù)制率的工程成本增幅差異接近20%。每個項(xiàng)目施工技術(shù)有差別，現(xiàn)場塔吊的利用效率對節(jié)約成本有顯著作用，所以選擇合理的預(yù)制率及施工方案至關(guān)重要。

綜上所述，因現(xiàn)階段設(shè)計(jì)人員對預(yù)制件發(fā)展認(rèn)識水平不足、工廠設(shè)備配套及產(chǎn)能不足、工人安裝經(jīng)驗(yàn)不夠，導(dǎo)致PC 構(gòu)件制安成本居高不下。現(xiàn)建筑業(yè)仍多采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、采購、施工分離的承發(fā)包模式。然而，較之全現(xiàn)澆模式，裝配式建筑的三階段分離會加劇成本提高、協(xié)調(diào)困難等問題。裝配式建筑應(yīng)引入集成化管理的EPC 模式，在此模式下，總承包是設(shè)計(jì)采購、施工一體化的企業(yè)。將設(shè)計(jì)單位、構(gòu)件廠家、運(yùn)輸公司、構(gòu)件安裝公司整合成一條產(chǎn)業(yè)鏈，加強(qiáng)各參與方的銜接。目前國內(nèi)采用EPC 總承包模式的項(xiàng)目較少，深圳的長圳人才安居工程規(guī)模115 萬m2，采用EPC 模式。按傳統(tǒng)建造方式計(jì)算的攔標(biāo)價為60 億，各投標(biāo)方的裝配式方案報價均不到50 億。所以一定規(guī)模量的裝配式建筑，按一體化模式來實(shí)施，建造成本并不高。

1.2 使用階段成本

運(yùn)營使用成本包括能耗成本、維修及保養(yǎng)成本、物業(yè)管理成本等。當(dāng)前維修及保養(yǎng)多集中在外墻皮脫落和外保溫材料的更換。裝配式建筑大多為復(fù)合一體化墻板，不存在保溫更換的問題，維護(hù)成本僅為墻體刷涂料成本，可忽略不計(jì)。日常維護(hù)例如電梯的維護(hù)、環(huán)境保持及管道維修，兩種建造方式成本差異不大。在能耗成本上，裝配式建筑在使用時能使配套設(shè)備的運(yùn)行能耗有顯著降低。長沙遠(yuǎn)大可建的集體宿舍樓項(xiàng)目[2]，該樓為裝配式住宅，根據(jù)建成之后的能源消耗資料統(tǒng)計(jì)，用電節(jié)約成本如表1所示(電費(fèi)取0.7 元/KWh 取)。

表1 裝配式住宅用電情況表

由此可知裝配式建筑在節(jié)能方面有很大的提升，每年節(jié)約161.77 萬元。近來陸續(xù)出現(xiàn)大量超低能耗裝配式項(xiàng)目：山東建筑大學(xué)實(shí)驗(yàn)樓預(yù)制率90%，是全國首例實(shí)現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)、ALC 板、無熱橋高氣密性節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)的超低能耗建筑。60%預(yù)制率的成都中建科技研發(fā)中心項(xiàng)目，超低能耗混凝土結(jié)構(gòu)，年一次能源需求≤60kwh/(m2.a)。

1.3 回收拆除階段成本

回收拆除成本指項(xiàng)目拆除成本扣除回收利用部分的收益。拆除工藝越先進(jìn)，這部分成本差異就越大。與全現(xiàn)澆相比，裝配式建筑“拼積木”式施工技術(shù)，使PC 構(gòu)件的拆除及殘值回收均具有很高的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。經(jīng)相關(guān)資料及調(diào)研顯示，全現(xiàn)澆建筑回收拆除成本占總建安費(fèi)的3%。裝配式建筑的回收拆除成本約占10%[3]。

2 裝配式建筑的環(huán)境效益分析

PC 構(gòu)配件工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場砼濕作業(yè)大幅減少，混凝土用水量、耗電量及機(jī)具耗油量均下降，同時揚(yáng)塵及有害氣體等污染物的排放量降低。PC 構(gòu)件工廠預(yù)制，工業(yè)化水平高，各環(huán)節(jié)相對現(xiàn)場更易把控產(chǎn)品綠色度，產(chǎn)生污染物少。工廠生產(chǎn)時采用蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土，對時間和輸氣量能更精準(zhǔn)的把控。而現(xiàn)場人工澆水養(yǎng)護(hù)，不好掌控水量，用量偏高。廢棄垃圾方面，由于構(gòu)件生產(chǎn)過程混凝土及砂漿廢棄量均比現(xiàn)場小，并且鋼筋余料可回收制作預(yù)埋件，所以優(yōu)于傳統(tǒng)建筑。

3 裝配式建筑的社會及安全效益分析

裝配式建筑減少了現(xiàn)場混凝土支模澆筑的質(zhì)量通病，如滲漏、麻面、開裂漏筋等。圍護(hù)結(jié)構(gòu)大多為一體化復(fù)合材料，屋面防水密實(shí)，整體質(zhì)量及保溫性能更加優(yōu)異。裝配式建筑在清潔低噪的施工方式、對現(xiàn)場環(huán)境改善及質(zhì)量方面的優(yōu)勢得到了社會的普遍認(rèn)可。

裝配式建筑提高工人生產(chǎn)效率，降低作業(yè)強(qiáng)度。與傳統(tǒng)施工相比，省去了很多施工工序，工期能縮短一半，節(jié)約現(xiàn)場人工費(fèi)。并能夠拉動相關(guān)的建筑產(chǎn)品制造業(yè)，機(jī)械設(shè)備安裝業(yè)，物流運(yùn)輸業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 結(jié)語

雖然裝配式建筑建造成本偏高，但能有效的節(jié)約未來的運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用，從而降低全壽命周期成本，并有顯著的環(huán)境效益，是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必然之路。