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          國標《裝配式建筑評價(jià)標準》下,看如何實(shí)現最優(yōu)解!

          廣東裝配式建筑分會(huì )     2018-12-06     3456

          引言

          裝配式建筑是國家建筑產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要發(fā)展方向,但是PC成本過(guò)高是導致裝配式砼結構住宅項目建安成本居高不下的主要原因。既要符合性地滿(mǎn)足國家或地方建設行政主管部門(mén)對于預制率或者裝配率的要求,又要有效控制項目建安成本,是大多數地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商所面臨的難題。


          本文以恒大地產(chǎn)公司的標準樓型產(chǎn)品為對象,由中民筑友建筑設計有限公司針對不同的預制裝配率完成了7套不同裝配方案,并綜合制造、運輸與總裝生產(chǎn)環(huán)節,對不同方案的建造全成本進(jìn)行對比與分析,旨在揭示不同預制率與成本的關(guān)系,并為裝配式建筑設計前端降本提供方向和支持。


          項目背景


           1、項目基本信息


          本文的研究對象1#棟為恒大高層住宅標準戶(hù)型產(chǎn)品(如圖1所示),2梯4戶(hù),3種戶(hù)型。建筑地上共32層,其中首層架空,地面總高度97.75m,地上建筑面積14604.72m2;標準層高3m,標準層建筑面積453.55m2。


          項目位于6度抗震設防區,設計基本地震加速度0.05g,結構采用裝配整體式剪力墻結構體系,剪力墻抗震等級為三級。戶(hù)型布置和結構體系對于高層住宅產(chǎn)品均具典型性。


          ▲ 圖1  1#棟標準層戶(hù)型圖


           2、成本分析范圍


          為了反映不同拆分方案下的成本差異,選擇以±0.00以上,第15F標準層為對象,包含主體、粗裝修、外墻外保溫和外立面裝飾工程費,建筑物單體內的措施費、臨建設施費和項目部管理費(不同預制率方案下存在差異的部分);但不包含屋面、精裝修、機電、門(mén)窗和欄桿工程費(不同預制率方案下無(wú)差異部分)。


          計價(jià)方式采用自主研發(fā)企業(yè)定額,涵蓋了M(制造)和C(總裝)兩大生產(chǎn)業(yè)務(wù)版塊,除直接生產(chǎn)成本之外,還對以下間接成本進(jìn)行了成本量化。


          (1)制造:PC工廠(chǎng)的生產(chǎn)排產(chǎn)方案、模具方案和裝車(chē)方案;

          (2)總裝:工期影響,內支撐、外防護、模板、垂直運輸等各項措施。


          與傳統建筑行業(yè)按照社會(huì )平均水平的地區定額算量計價(jià)不同的是,企業(yè)定額按照制造業(yè)普遍采用的ABC作業(yè)成本法進(jìn)行成本計價(jià),目的是讓成本盡可能真實(shí)地反映出建造實(shí)現過(guò)程的差異,并通過(guò)分析尋找降低生產(chǎn)成本的方向。


          裝配率/預制率


          裝配率(或預制率)由深化設計方案決定。根據7套設計拆分方案,分別按照新國標(《裝配式建筑評價(jià)標準GB/T51129-2017》,簡(jiǎn)稱(chēng)“新國標”)計算裝配率,按照老國標(《工業(yè)化建筑評價(jià)標準(GB/T51129-2015)》,簡(jiǎn)稱(chēng)“老國標”)計算預制率如表1所示。


          其中,預制率是指主體結構和圍護結構中,預制構件部分的砼用量占對應部分砼總用量的體積比。如果不考慮采用裝配式機電和裝修,與裝配率相比,預制率能夠更直觀(guān)地反映預制程度的差異。


          • 方案1完全按照傳統現澆建造方式:即主體結構現澆,填充墻砌筑。


          • 方案2主要考慮水平構件預制,預制的構件類(lèi)型包含疊合樓板底板、陽(yáng)臺板、空調板、樓梯和裝飾件。對應預制率為17.2%,但裝配率僅為6%,且全部由全裝修貢獻得分。


          • 方案3仍為水平構件預制,但在方案2的基礎上增加預制疊合梁。


          • 方案4在方案3水平構件預制的基礎上,預制構件增加部分單板外墻。


          • 方案5在方案4的基礎上,預制構件增加承重內墻。


          • 方案6在方案4的基礎上,增大剪力墻預制的程度,將能夠預制的承重墻體盡可能選擇預制,同時(shí)增加預制衛生間沉箱。


          • 方案7與方案6的差異是將單板外墻替換為集裝飾保溫功能于一體的三明治外墻。


          盡管預制率伴隨預制構件的增加而增加,但是按照新國標,方案1~4,因裝配率小于50%均不能稱(chēng)之為裝配式建筑。



          不同類(lèi)型構件對預制率/裝配率的貢獻度


          不同類(lèi)型構件對預制率/裝配率達到貢獻度分布如表2、表3所示。如僅需滿(mǎn)足所在地區預制率15%~20%的要求,出于經(jīng)濟性考慮,應盡可能預制水平構件,含疊合樓板底板、樓梯、陽(yáng)臺板、疊合梁和空調板;如預制率需達30%~40%,還應預制承重墻。


          要達到新國標50%的裝配率要求,主體結構的水平構件中:疊合樓板底板、疊合梁、樓梯、陽(yáng)臺、空調板均需預制,豎向構件:內、外墻均需參與預制。剩余14%分別由非承重圍護墻非砌筑(3%)、內隔墻非砌筑(5%)和全裝修(6%)貢獻。



          預制率與成本的關(guān)系


          根據不同拆分方案計算生產(chǎn)全成本,不同預制率與成本的關(guān)系如圖2所示,不同方案較之傳統方案(方案1)的單位建筑面積成本增量如圖3所示。紅色折線(xiàn)顯示的變化趨勢是:預制率升高,成本增高,但增加的幅度在不同區間內是有差異的。


          方案4至方案5的斜率最小,顯示出該區間由成本增量提升的預制率最高(獲得預制率/裝配率的顯著(zhù)提升),陡然的、急劇的成本增加發(fā)生在方案6和7之間。其中,方案6的PC成本構成如圖4所示。



          決定成本的主要要素:實(shí)體體積、鋼筋和現場(chǎng)模板含量三大指標,在不同預制率情況下的變化趨勢分別如圖4~圖6所示、其中實(shí)體體積由PC,現澆砼和填充墻三部分構成。


          伴隨預制率提升,PC含量增加,現澆砼和填充墻含量相應降低;整體體積含量方案7較其余方案顯著(zhù)增加,由三明治外墻板的保溫和砼飾面層的體積增加導致。鋼筋含量隨預制率提升呈逐漸上升的趨勢,方案7較之方案1的鋼筋增量達25%。


          但預制率提高,同時(shí)也帶來(lái)了現場(chǎng)模板用量的明顯降低,方案7較之方案1模板用量降幅高達75%,采用鋁合金模板可大量減少現場(chǎng)抹灰工作,為裝配式建筑帶來(lái)了較多的成本降低,同時(shí)節約粗裝修工期。


          因此,主要的成本增量來(lái)自于PC體積增量,由PC帶來(lái)的鋼筋含量增量,主要的成本減量來(lái)自于現場(chǎng)模板和免抹灰。



          結論


          綜上所述,伴隨預制率提升,成本增高,但不同區間的成本增幅不同。擬采取裝配式建筑的開(kāi)發(fā)商可以結合項目所在地區對于預制率或裝配率的要求,以及可以接受的成本增量,選擇相應的構件拆分方案。建議如下:


          (1)如僅需滿(mǎn)足所在地區預制率15%~20%的要求,應盡可能預制水平構件。


          (2)如預制率需達30%~40%,還應預制承重墻。


          (3)要達到50%的裝配率要求,主體結構的水平構件中均需預制;豎向構件:內、外墻均需參與預制;除此之外,還應采取非承重圍護墻非砌筑、內隔墻非砌筑和全裝修。


          然而,這并非意味著(zhù)開(kāi)發(fā)商必須要為采用裝配式建筑付出更高的增量成本。本項研究所依的深化拆分設計方案是建立在施工圖設計業(yè)已完成的基礎上,進(jìn)行了一系列的優(yōu)化動(dòng)作,使其盡可能的標準化、模數化,然而無(wú)法改變其“基因”,如果裝配式建筑設計在方案設計階段介入,通過(guò)方案調整,才能從源頭解決標準化、模數化和成本優(yōu)化的問(wèn)題;


          我們也在研究過(guò)程中綜合平衡了項目的安全、質(zhì)量、成本與進(jìn)度,總結了設計統籌系統降本路徑,如戶(hù)型產(chǎn)品標準化、PC構件標準化、模具標準化,生產(chǎn)排模優(yōu)化和總裝計劃優(yōu)化等,可為業(yè)主提供不僅限于成本的EMPC全流程服務(wù)。


          在EMPC(Engineering-Manufacturing-Procurement-Construction)承包模式下,設計統籌包含兩重含義:


          (1)設計自身對于各專(zhuān)業(yè)的統籌與協(xié)同——設計自身的優(yōu)化;


          (2)設計對于制造、總裝生產(chǎn)環(huán)節可實(shí)現性的統籌——設計統籌后端產(chǎn)業(yè)鏈。裝配式建筑設計方只有在更早時(shí)點(diǎn)以EMPC方式介入,系統降本優(yōu)勢將集中體現,后續中民筑友建筑設計有限公司將在設計優(yōu)化專(zhuān)題提供深入解答。


          來(lái)源:中民筑友建筑設計有限公司

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