文/李天宇、張景坡 中正信造價咨詢有限公司 山東濟南 250014
隨著社會經濟的快速發展,建筑業也在不斷進步。傳統的現澆建筑模式,已難以滿足人們對建筑質量、效率、成本的要求。在這樣的背景下,裝配式建筑逐漸嶄露頭角。相較于傳統現澆建筑,裝配式建筑具有許多顯著的優勢,在成本控制方面有重要的提升空間,值得進行研究。
裝配式建筑,是一種集成了現代建筑設計、制造、施工和安裝技術的建筑形式,它主要是以標準化設計、預制構件生產、現場裝配為主要施工方式,根據生產工藝的不同,裝配式建筑一般可被分為砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑等多種。這種建筑形式的出現,使建筑行業得以實現工業化、自動化和可持續化的發展。
裝配式建筑具有許多優勢,其中最為顯著的就是其在施工質量控制方面具有諸多的方便:首先,由于大部分構件都是在工廠內進行標準化生產的,這使得建筑質量可得到很好的控制[1];其次,由于現場組裝,可大幅縮短施工周期,從而提高建筑建設效率;最后,裝配式建筑的施工過程,相比傳統的現澆建筑更為環保,這在一定程度上,滿足了現代社會對于可持續發展的需求。
裝配式建筑的特征主要表現在三個方面:標準化設計、裝配式施工以及一體化管理。這些特征不僅突顯了裝配式建筑的優勢,也揭示了其與傳統現澆建筑的差異。
標準化設計是裝配式建筑的重要特征之一。它主要是指通過將建筑物的各個部分進行標準化預制,以提高生產效率、降低生產成本,同時方便進行維修和管理。在標準化設計下,預制構件可實現批量生產,減少定制和加工的時間,大大提高生產效率[2];整體看來,標準化設計也使得建筑的維修和管理變得更為方便。一旦出現問題,可按照標準規格,進行快速更換或者修復,這大大縮短了維修時間,提高了效率。
裝配式建筑的施工過程,主要通過預制構件組裝的方式來完成,相較于傳統的現澆施工方式,具有更高效、節能、環保的優勢。一般來講,裝配式建筑預制構件的質量較輕,因此安裝起來較為省時、省力,這能夠縮短施工周期,提高施工效率;在工廠生產中,生產人員可充分利用現代化的生產設備和技術,減少能源消耗,這也能夠實現節能減排。
來自施工現場的污染和噪音等問題,是傳統現澆建筑施工的一個常見問題。而裝配式建筑的預制構件生產,主要在工廠內進行,在施工現場,只需對其進行組裝,這也大大減少了施工過程中的噪音和廢棄物污染,實現了綠色施工。
裝配式建筑的一體化管理,是其重要特征之一。在裝配式建筑的施工過程中,從設計到生產、運輸、組裝等各個環節,都實現了高度的一體化。這種一體化的管理方式,不僅可使各個環節的運行變得更加順暢,減少中間環節的延誤和浪費,提高工作效率,還可使各階段的工作由一個機構或團隊進行統一管理,減少管理人員的數量和成本,從而降低管理成本。
裝配式建筑與傳統現澆建筑,在施工工藝和經濟成本上,存在著顯著的差異,這些差異主要體現在施工效率、環境保護、使用壽命和維護成本等方面。
傳統現澆建筑的施工工藝流程十分繁瑣,它需要經歷搭模、鋼筋連接、澆筑混凝土等多個環節。這些環節相互獨立,需要大量的人力和物力資源,而且各個環節之間的協調,也是施工中的難點。一旦某個環節出現問題,就會影響整個工程的進度和質量[3]。舉例而言,鋼筋是現澆建筑施工常用的材料,其抗震功能強,但也具備施工周期長、施工量多等劣勢,一般來講,現澆建筑施工中,針對鋼筋這一材料的施工步驟包括焊接、捆扎、安裝模板、拆除等,耗時較長,且施工過程中會用到大量的模板,對這些模板如果不能進行有效的回收利用,會造成資源浪費;再如,對于混凝土這一現澆建筑施工常用的材料,在實際施工中,常會因多種因素而出現裂縫問題,影響施工質量與美觀性。
相比之下,裝配式建筑主要采用預制構件組裝的方式進行施工,施工工藝簡單易行,大幅度減少了施工現場的作業時間和人力成本。在預制構件的生產過程中,生產人員可使用現代化設備完成構件的生產作業,且這種生產作業的精度較高,較難受到季節、環境等因素的影響,尤其是像傳統澆筑建筑施工中的混凝土澆筑等步驟,通過預制構件的形式來完成,可顯著減少對建筑施工環境的影響,大大縮短施工周期,提升施工效率[4]。另外,裝配式建筑在拆除后,所用到的大部分施工材料都可被回收利用,這無疑符合生態環保的要求。
近年來,隨著建筑行業的不斷發展,現澆建筑結構的劣勢逐漸顯現,可見推廣裝配式建筑,具有重要的現實價值。
在傳統的建筑施工中,影響現澆建筑施工成本的因素相對復雜。如,施工所用的材料費用、施工費用,就會影響建筑的經濟效益。實際的工程建設中,具體的材料費用與建筑的設計情況以及施工現場的實際情況有關,在確保建筑設計、施工符合行業標準的前提下,如若需要對建筑成本實施控制,需針對人力資源、材料資源、設備資源等因素進行控制,將造價控制在合理范圍內。對于建筑企業而言,一旦下調施工成本,施工的質量與進度難免會受到影響,可見對于傳統現澆建筑而言,進行施工成本控制的難度較高。
對于裝配式建筑而言,雖然這種建筑的初期投資成本相對較高,但從長期來看,它具有明顯的經濟效益優勢:首先,由于裝配式建筑的施工周期短,可節省大量的人力和物力資源,降低施工過程中耗費的成本;其次,由于裝配式建筑的大部分構件,都是在工廠內生產完成,因此可大幅度減少現場作業所導致的廢棄物和噪音污染,最終引發的環境治理成本;最后,裝配式建筑的使用壽命一般比傳統現澆建筑更長,可為企業創造更多的經濟效益。由于裝配式建筑采用標準化設計方式,對其的維修和管理相對方便,因此維護成本也相對較低,這些因素都使得裝配式建筑在經濟上,具有更高的性價比。
整體來看,在裝配式建筑造價中,除了必要的工程成本,只有PC 構件的生產、運輸、安全成本有著較大的成本控制空間。在構件的生產過程中,一般需要支付一定的稅金和模具費用,運輸過程中,需要考慮運輸費用與搬運費用。造價控制人員可在參考裝配式建筑施工標準的基礎上,采取措施控制這方面的成本費用,提升建筑的經濟效益。
完善對相關標準的制定,是優化裝配式建筑成本控制的重要之舉。因為裝配式建筑以標準化設計為重要特征,通過將建筑物的各個部分進行標準化預制,可顯著提高生產效率、降低生產成本。因此對這種建筑物的成本控制,需要有足夠完善的行業標準作為參照。
整體看來,裝配式建筑在我國屬于一個新興的建筑領域,與之相關的行業標準尚不夠健全,這導致近年來有很多PC 構件生產企業,實際上并未遵循行業標準生產相關構件,為建筑建設帶來了一定的額外成本,影響了裝配式建筑的發展。基于此,相關部門必須重視完善相關標準,具體應做到如下幾點:
(1)建立完善的標準化體系:根據裝配式建筑的特點和實際需求,建立完善的標準化體系,包括設計標準、生產標準、施工標準等,明確各項標準的具體要求和實施細則,使裝配式建筑從設計到施工、生產、驗收等各個階段,都有明確的依據和指導[5]。
(2)制定合理的材料和設備標準:針對裝配式建筑所需的材料和設備,制定合理的標準,明確材料和設備的性能、質量、規格等要求,以保證其通用性、可替換性和可持續性。
優化裝配式建筑設計,也是成本控制的關鍵舉措。一個優秀的裝配式建筑設計方案,不僅應滿足建筑的功能需求,還應盡可能降低預制構件的數量和種類,從而減少生產成本和運輸成本。同時,通過對設計方案實施優化,還可提高施工效率,縮短施工周期,進一步降低成本。具體可通過如下方式來實現:
4.2.1 實行精細化設計
在滿足建筑功能和使用要求的前提下,通過進行精細化設計,可減少不必要的結構和裝飾,從而降低材料和施工成本。例如,在裝配式建筑中,通常使用的是干式工法樓面,取消了傳統現澆樓面的構造層,減少了混凝土用量和鋼筋用量,如此便降低了成本;此外,通過精細化設計,還可以優化建筑物的空間布局和構件尺寸,減少構件的數量和種類,降低生產、運輸成本。例如,可通過設計整體廚房、整體衛生間,減少構件的數量和種類,從而降低生產成本。
4.2.2 提高設計效率
采用先進的設計軟件和技術手段,可以提高設計效率和準確性,減少設計變更和錯誤,避免因設計問題導致成本增加。例如,利用BIM(建筑信息模型)技術,可獲取全面的建筑信息模型,方便設計人員對建筑進行全面的分析和優化。此外,采用數字化設計工具,可以提高設計效率和準確性,減少設計變更和錯誤,從而降低成本。
4.2.3 考慮可維護性和可維修性
11月14日上午9點,金沙江白格堰塞湖最大洪峰經過迪慶奔子欄,水位高程達到2022米,流量達到15000立方/秒,洪峰流量是近20年來最大洪峰的兩倍,從四川葉巴灘傳遞到奔子欄的時間也比經驗時間提前了7個小時。
在設計中,應考慮預制構件的可維護性和可維修性。例如,在預制構件中設置易于更換的連接件、防水節點等,這樣可降低后期維護和維修成本,延長建筑的使用壽命[6]。此外,在設計中,還應當考慮建筑物在節能、環保等方面的性能,盡可能采用先進的節能技術和材料,提高建筑物的能效和環保性能,從而降低運營成本。
施工組織設計,是指導施工的重要文件,對于裝配式建筑的施工組織設計,需要根據工程實際情況和施工條件,合理安排施工順序和作業面,以提高施工效率和質量,通過精細考慮施工機械和設備的選型和配置,提高施工速度、降低施工成本。
針對裝配式建筑的特點,在施工組織設計中,一般需要考慮預制構件的數量、類型和運輸方式等因素,以及施工現場的條件和資源狀況,從而制定出成本合理的施工方案和進度計劃。此外,還需要根據工程特點,合理劃分施工段和作業面,減少交叉作業和重復作業,從而降低施工成本。
4.3.1 加強施工現場管理
施工現場管理,是裝配式建筑成本控制的重要環節。在施工現場管理中,需要加強材料管理、人員管理、安全管理,避免因管理不善導致浪費和返工現象,從而影響成本。
在材料管理方面,需要加強對材料采購、存放和使用等方面的管理。對于裝配式建筑的預制構件,需要選擇質量可靠的生產廠家,并合理安排運輸和存放,避免因運輸和存放不當,導致構件損壞或丟失。此外,還需要加強材料的使用管理,避免浪費和偷盜現象。
在人員管理方面,需要加強對施工現場人員的組織和管理,合理安排人員的工作任務和工作時間,避免因人員安排不當,導致窩工或返工現象。同時還需要加強對人員的技能培訓和教育,提高人員的技能水平和專業素質,確保其能夠按照預算科學合理地施工,達到控制成本的目的。
在安全管理方面,需要加強施工現場的安全管理和監督,制定完善的安全管理制度和操作規程,避免因安全事故導致成本增加。例如,需要在施工現場設置安全警示標志、安全隔離設施、臨時用電設施,以確保施工現場的安全。
4.3.2 提高施工人員的技能水平
由于裝配式建筑的施工方式,與傳統現澆建筑的施工方式存在明顯差異,因此需要提高施工人員的技能水平和專業素質。通過開展培訓和教育工作,使施工人員掌握新的施工技術和操作方法,包括預制構件的安裝、連接、防水處理等方面,以提高施工效率和質量,降低成本。
在培訓和教育方面,可通過內部培訓、外部培訓、實踐操作等手段來進行。在內部培訓中,可由企業內部的工程師或技術人員擔任培訓師,針對企業自身的特點和需求進行培訓;在外部培訓中,可由專業的培訓專家擔任培訓師,針對裝配式建筑的施工特點和要求進行培訓;在實踐操作中,可以由經驗豐富的老師傅帶領新員工進行實踐操作,通過經驗的傳授,提高員工的技能水平;在技能考核中,應定期對員工進行考核,對不合格的員工進行再培訓和再教育,以保證員工的技能水平和專業素質,從而達到控制施工成本的目的。
通過合理布置PC 生產場地,可以降低PC 構件的運輸成本,提高生產效率和質量,從而實現成本控制。以下列舉具體的措施:
4.4.1 合理選擇場地位置
對PC 生產場地的選擇,一般要根據工程實際情況和施工條件來進行,考慮到PC 構件的運輸和施工需求。一般來說,PC生產場地應盡量靠近主要運輸道路和施工現場,以減少運輸距離和運輸成本。此外,場地的地勢應平坦,避免因場地不平整導致PC 構件受損或變形,引發額外成本。同時,場地應具備一定的排水設施,以防止場地積水對PC 構件產生影響。
4.4.2 合理規劃道路和出入口
PC 生產場地的道路和出入口應做到合理規劃,以保證PC 構件的運輸車輛能夠順暢進出。首先,道路的寬度應適中,不宜過窄或過寬,以防止交通擁堵,提高車輛通過效率,控制成本。其次,道路的路面質量應得到保證,以防止因路面質量不佳導致車輛顛簸或損壞。最后,場地的出入口應設置合理,以防止交通堵塞,提高車輛進出效率,控制成本。
4.4.3 合理安排生產計劃
對于PC 生產場地的生產計劃應合理安排,以防止生產過剩或短缺的現象。在制定生產計劃時,應充分考慮各類型構件的需求量和生產周期,以確定合理的生產數量和生產節奏。同時,要建立完善的庫存管理制度,以保證PC 構件的庫存既能滿足施工需求又不會積壓過多庫存,實現成本控制。
4.4.4 加強與施工現場的協調
在PC 生產場地與施工現場之間,應加強協調配合,以保證PC 構件的供應及時、準確。具體來說,PC 生產場地應與施工現場建立良好的溝通渠道,及時了解施工需求和PC 構件的使用情況,以便及時調整生產計劃,保障PC 構件供應,達到控制成本的目的。
本文以某住宅小區的D 樓為例,在設計研究階段,對裝配式建筑和傳統現澆建筑的各項成本進行分析和比較。該樓占地面積4710m2,項目類型共包括裝飾類、土建類、PC 結構與安裝、給排水類、采暖類、電氣類六種。
在土建方面,裝配式建筑的施工成本顯著低于現澆建筑的施工成本,這是因為裝配式建筑施工選用的構件,以預制裝配柱、樓板底膜、剪力墻為主,顯著減少了混凝土現場澆筑的情況,實現了對人工費用的有效控制;在采暖工程方面,裝配式建筑與現澆建筑的造價分別為29 元/m2與43 元/m2,產生如此顯著的差異的主要原因是裝配式建筑使用給水塑料管較少,故而降低了造價;在裝飾工程方面,由于裝配式建筑在構件生產階段已經完成了局部抹灰處理,施工現場抹灰量少,其裝飾成本149 元/m2較于現澆建筑的158 元/m2相對較低;給排水方面,裝配式建筑購置給水管道、管件及焊接管材的成本顯著低于現澆建筑成本,數值與采暖工程相當;在電氣方面,兩種設計方案的成本無較大差異,忽略不計。
總之,通過對比電氣工程、土建項目、采暖工程、裝飾工程和給排水工程等各項成本,發現裝配式建筑方案的總成本低于傳統現澆建筑方案的總成本,可見裝配式建筑設計在成本控制方面存在優勢。
通過對比分析,可明確裝配式建筑在許多方面,相較于傳統現澆建筑具有顯著的優勢。裝配式建筑的設計、生產、施工等環節展現出了高效率、低成本的特點,代表著未來建筑行業的發展方向。當前,我國正在積極推動裝配式建筑的發展,政策扶持力度不斷加大,市場接受度也逐漸提高,這為裝配式建筑的發展提供了廣闊的空間和機遇。然而,要充分發揮裝配式建筑的優勢,還需要進一步做好技術研發、政策引導和人才培養等方面的工作。展望未來,隨著科技的進步和綠色發展理念的深入人心,裝配式建筑必將在成本控制、環保性能和施工效率等方面發揮更大的優勢,期待更多的建筑企業能夠認識到裝配式建筑的重要性,積極推動相關技術的應用和發展。