摘要
Abstract
分析裝配式建筑成本偏高的原因;提出采用一體化建造方式、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法、EPC工程總承包組織方式、信息化管理手段及規(guī)?;瘧?yīng)用等控制裝配式建筑成本增量的措施;最后,介紹部分控制措施在工程案例中的應(yīng)用情況。實(shí)踐表明,控制措施的應(yīng)用降低了裝配式建筑成本,提高了綜合效益。
引言
當(dāng)前,我國(guó)裝配式建筑正處在大發(fā)展的機(jī)遇期,發(fā)展條件已基本具備,各項(xiàng)政策、措施、技術(shù)、市場(chǎng)條件逐步成熟;發(fā)展態(tài)勢(shì)已基本形成,企業(yè)、工廠(chǎng)、項(xiàng)目、活動(dòng)等空前高漲。然而,現(xiàn)階段仍存在裝配式建筑一體化程度不夠,設(shè)計(jì)與工廠(chǎng)生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)裝配等環(huán)節(jié)脫節(jié),裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化程度不高,構(gòu)件深化設(shè)計(jì) 1 個(gè)項(xiàng)目 1 套參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),EPC工程總承 包模式應(yīng)用不足,仍依賴(lài)傳統(tǒng)組織方式,信息化技術(shù)應(yīng)用程度不高,規(guī)模化程度不足等問(wèn)題,導(dǎo)致裝配式建筑比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑平均成本高,在一定程度上阻滯了裝配式建筑的推廣和發(fā)展。因此,亟需通過(guò)控制措施解決裝配式建筑成本增量問(wèn)題。
Part 01
一體化建造方式
一體化建造方式是以建筑為最終產(chǎn)品的系統(tǒng)思維,優(yōu)化并集成了設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制作、施工等各環(huán)節(jié)的各種要素和需求,通過(guò)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、高效管理和協(xié)同配合,實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)整體效率和效益最/大化的建造過(guò)程。核心體現(xiàn)為三個(gè)一體化,如圖1所示。
1. 1 建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修一體化
1) 建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修各專(zhuān)業(yè)協(xié)同,形成一體化集成設(shè)計(jì)方案,避免專(zhuān)業(yè)碰撞,降低溝通成本,減少現(xiàn)場(chǎng)返工;不僅主體結(jié)構(gòu)裝配,機(jī)電、裝修各系統(tǒng)也應(yīng)裝配,系統(tǒng)提高裝配效率。
2) 采用承重、保溫、裝飾一體化技術(shù),綜合考慮 保溫、裝飾等功能和效果,采用瓷磚反打、保溫裝飾 一體板等技術(shù),外墻保溫、裝飾一次成型,減少二次裝修,降低成本。
1. 2 設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化
1) 通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化,減少構(gòu)件種類(lèi),工廠(chǎng)批量化生產(chǎn),大大提高構(gòu)件制作效率及模具周轉(zhuǎn)利用率,有效控制生產(chǎn)成本。設(shè)計(jì)便于生產(chǎn)安裝的節(jié)點(diǎn),設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要便于工廠(chǎng)自動(dòng)化、規(guī)?;a(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易化、高效化施工,從而提高效率、降低成本。
2) 研發(fā)應(yīng)用鋼筋大直徑、大間距、少數(shù)量設(shè)計(jì)技術(shù),解決傳統(tǒng)框架梁柱節(jié)點(diǎn)存在節(jié)點(diǎn)區(qū)域鋼筋密集、現(xiàn)場(chǎng)施工困難的問(wèn)題,提升施工效率;疊合板不出筋技術(shù),便于實(shí)現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)化;疊合板現(xiàn)場(chǎng)裝配板縫密拼技術(shù),免支模、免支撐,提高裝配效率,降低綜合成本。
3) 研發(fā)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)同化、工具化的工裝系統(tǒng),針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)建造工序標(biāo)準(zhǔn)化,形成專(zhuān)項(xiàng)裝配式施工工法和管理技術(shù),有利于設(shè)計(jì)-加工-裝配一體化,提高效率、縮短工期、降低成本。
4) 合理計(jì)劃租賃匹配的塔式起重機(jī)、施工電梯、鋼管腳手架等機(jī)具設(shè)備進(jìn)退場(chǎng)時(shí)間,減少租賃費(fèi)用。
1. 3 技術(shù)、管理、市場(chǎng)一體化
1) 技術(shù)、管理、市場(chǎng)相糅和,高效配置資源,全面協(xié)同各方力量,有效提升裝配式建筑品質(zhì)優(yōu)、工 期短、成本低、綠色環(huán)保等綜合效益。
2) 建立全過(guò)程商務(wù)體系,技術(shù)策劃和設(shè)計(jì)階段商務(wù)工作提前介入應(yīng)用,保證設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)商務(wù)工作的充分考慮;在生產(chǎn)和施工階段,商務(wù)工作要引領(lǐng)指導(dǎo)生產(chǎn)和施工技術(shù)方法和措施,通過(guò)商務(wù)工作的全過(guò)程應(yīng)用控制裝配式建筑成本。
Part 02
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法
裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)原則為模數(shù)統(tǒng)一、模塊協(xié)同、少規(guī)格、多組合,各專(zhuān)業(yè)一體化考慮,實(shí)現(xiàn)平面、立面、構(gòu)件、部品部件標(biāo)準(zhǔn)化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝、施工工藝、周轉(zhuǎn)材料標(biāo)準(zhǔn)化,提高施工效率,降低材料采購(gòu)成本及施工成本。四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化如圖2所示。
2. 1 平面標(biāo)準(zhǔn)化
建立比例控制、模數(shù)協(xié)調(diào)的系列功能單元模塊標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù),整體方案采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)整合,提供通用化模塊接口,使各戶(hù)型之間可進(jìn)行多樣化的組合。
2. 2 立面標(biāo)準(zhǔn)化
設(shè)計(jì)技術(shù)包括:飾面多樣、模數(shù)化的外圍護(hù)墻板標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù),窗墻比、門(mén)窗比控制下立面分格、排列有序的門(mén)窗設(shè)計(jì)技術(shù),凹凸有致、錯(cuò)落有序、等距控制的預(yù)制空調(diào)板、陽(yáng)臺(tái)組合設(shè)計(jì)技術(shù),基本裝飾部品可變組合,飾面色彩、質(zhì)感、紋理、凹凸多樣的設(shè)計(jì)技術(shù)。
2. 3 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化
基于功能單元的構(gòu)件尺寸模數(shù)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù),針對(duì)客廳、臥室、廚房、衛(wèi)生間的功能單元模塊,運(yùn)用最/大公約數(shù)原理,按模數(shù)協(xié)調(diào)準(zhǔn)則、通過(guò)整體設(shè)計(jì)下的構(gòu)件尺寸歸并優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè) 計(jì),便于模具標(biāo)準(zhǔn)化及生產(chǎn)工藝和裝配工法標(biāo)準(zhǔn)化。如某項(xiàng)目只需通過(guò)5種通用化預(yù)制疊合板,即可組成品字形、蝶形、雙拼和Y字形共7類(lèi)組合樓棟平面,減少構(gòu)件生產(chǎn)成本。
2. 4 部品標(biāo)準(zhǔn)化
在標(biāo)準(zhǔn)模塊中劃分小模塊,按模數(shù)系列設(shè)計(jì),結(jié)合模數(shù)網(wǎng)格確定部品尺寸,以比例控制、模數(shù)協(xié)調(diào)的方法建立系列功能單元模塊(廚房、衛(wèi)生間)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)技術(shù)。
Part 03
工程總承包組織方式
EPC工程總承包管理模式是消除裝配式建筑增量成本,實(shí)現(xiàn)效益最/大化的有效途徑,其將工程建設(shè)的全過(guò)程聯(lián)結(jié)為一體化的完整產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化配置,解決了工程管理碎片化、體質(zhì)機(jī)制切塊分割等問(wèn)題。工程總承包組織結(jié)構(gòu)如圖3所示。
3. 1 設(shè)計(jì)源頭把控成本
EPC工程總承包管理模式要求以設(shè)計(jì)為主導(dǎo),全面統(tǒng)籌采購(gòu)、生產(chǎn)、施工各環(huán)節(jié);總承包方管理設(shè)計(jì),從設(shè)計(jì)方案將成本控制前置化,以設(shè)計(jì)控制項(xiàng)目整體造價(jià)成本;設(shè)計(jì)中因地制宜,優(yōu)先使用當(dāng)?shù)夭牧?,可進(jìn)一步節(jié)約材料及運(yùn)輸費(fèi)用;通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),減少甚至實(shí)現(xiàn)零設(shè)計(jì)變更,避免由于返工造成的資源浪費(fèi),從而降低成本。
3. 2 集中采購(gòu)
由原來(lái)隨機(jī)性的采購(gòu)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻募胁少?gòu)模式,實(shí)現(xiàn)材料的合理化、規(guī)?;行蛏a(chǎn),減少應(yīng)急性集中生產(chǎn)、物料庫(kù)存及相關(guān)間接成本,降低工程項(xiàng)目整體采購(gòu)成本。
3. 3 合理部署施工
在總承包方的統(tǒng)一協(xié)調(diào)、管控下,優(yōu)化配置各方資源,統(tǒng)一施工部署,采用先進(jìn)的組織管理方法和最/佳施工技術(shù),合理安排施工工序,穿插施工,節(jié)約大宗主材、周轉(zhuǎn)材料等資源,減少人工投入,提高工效,降低成本。
3. 4 明確業(yè)主職責(zé)
業(yè)主只負(fù)責(zé)方案功能、規(guī)模、質(zhì)量、進(jìn)度把控;技術(shù)方案、管理方案由工程總承包方制定,將各參建方的目標(biāo)統(tǒng)一至項(xiàng)目整體目標(biāo)中,形成利益共同體,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配資源的有效整合和節(jié)約,從而降低成本。
Part 04
信息化管理手段
采用裝配式建筑智能建造平臺(tái),以EPC模式為管理思想,通過(guò)全員、全過(guò)程、全專(zhuān)業(yè)的“三 BIM” 應(yīng)用,形成輕量化數(shù)字設(shè)計(jì),滿(mǎn)足設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、施工各環(huán)節(jié)對(duì)建造數(shù)據(jù)的讀取、抓取需求,提高項(xiàng)目的信息化應(yīng)用水平,從而整體提升建造效率和效益,降低工程成本。裝配式建筑智能建造平臺(tái)如圖4所示。
4. 1 建筑數(shù)字化設(shè)計(jì)
不同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員在統(tǒng)一平臺(tái)進(jìn)行交互式設(shè)計(jì),滿(mǎn)足模型基本要求和三維協(xié)同,并完成模型輕量化共享,有效減少設(shè)計(jì)過(guò)程專(zhuān)業(yè)間的碰撞,降低設(shè)計(jì)成本。
4. 2 智能化工廠(chǎng)生產(chǎn)
通過(guò)基于平臺(tái)的生產(chǎn)管理系統(tǒng),對(duì)PC工廠(chǎng)實(shí)施管理,工廠(chǎng)各系統(tǒng)基于同一平臺(tái)協(xié)同工作,提高生產(chǎn)效率的同時(shí),減少構(gòu)件質(zhì)量問(wèn)題及不必要的返工與返廠(chǎng),有效降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)成本。
4. 3 智慧化工地管理
基于BIM模型,結(jié)合總體施工組織設(shè)計(jì)和各項(xiàng)施工專(zhuān)項(xiàng)方案,進(jìn)行施工方案預(yù)演和施工工藝模擬,提高裝配效率,降低因交底不清而造成的返工率。通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)工程量的全過(guò)程動(dòng)態(tài)更新,同時(shí)接收來(lái)自多方的過(guò)程檢驗(yàn),有效控制工程造價(jià)。
Part 05
規(guī)?;瘧?yīng)用
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),裝配式建筑項(xiàng)目達(dá)到一定規(guī)模后,成本會(huì)逐步降低,尤其可降低模具攤銷(xiāo)費(fèi)用等構(gòu)件生產(chǎn)成本,并通過(guò)合理安排的部署減少人工成本投入。住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心對(duì)全國(guó)12個(gè)典型樓盤(pán)單棟樓與規(guī)?;瘧?yīng)用裝配式建筑的成本差異進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)對(duì)降低生產(chǎn)成本的貢獻(xiàn)較大,使構(gòu)件單價(jià)降低780元/ m3 ,降幅約23%。規(guī)?;a(chǎn)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比如表1所示。
Part 06
工程案例
6. 1 案例1
某項(xiàng)目總建筑面積115萬(wàn)m2,最/大建筑高度為150m,由24棟住宅樓組成,住宅數(shù)量9672套,項(xiàng)目采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系、裝配式鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系、鋁模為主部分預(yù)制的裝配式結(jié)構(gòu)體系及鋼筋混凝土框架+預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心樓板結(jié)構(gòu)體系。110m以下的塔樓結(jié)構(gòu)裝配率為80%以上;150m塔樓結(jié)構(gòu)裝配率為59%;裝配式鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)裝配率為92% 。項(xiàng)目效果如圖5所示。
1) 采用EPC工程總承包模式
采用從方案階段開(kāi)始的EPC工程總承包模式,充分發(fā)揮工程總承包工程中設(shè)計(jì)牽頭、引領(lǐng)的作用,從設(shè)計(jì)源頭有效控制項(xiàng)目成本。
2) 采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)
采用四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法,通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和模數(shù),減少預(yù)制構(gòu)件和部品的種類(lèi)和規(guī)格。該項(xiàng)目根據(jù)戶(hù)型類(lèi)別設(shè)計(jì)7類(lèi)預(yù)制構(gòu)件,總預(yù)制構(gòu)件為62122件,同一類(lèi)型的預(yù)制構(gòu)件在該構(gòu)件中最/大占比達(dá) 50% ,提高單個(gè)構(gòu)件重復(fù)率,減少構(gòu)件平均加工生產(chǎn)成本。
3) 應(yīng)用裝配式建筑智能建造平臺(tái)
通過(guò)裝配式建筑智能建造平臺(tái),實(shí)現(xiàn)建筑在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工全產(chǎn)業(yè)鏈的信息交互和共享。通過(guò)BIM技術(shù)一鍵出量,整合采購(gòu)清單,網(wǎng)上公開(kāi)招采的全過(guò)程流水作業(yè),使項(xiàng)目在采購(gòu)及成本控制上更加便捷、有序。
4) 規(guī)?;б?/strong>
該項(xiàng)目為全國(guó)最/大裝配式建筑公共住房項(xiàng)目,中標(biāo)價(jià)43.78億元,比傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系競(jìng)標(biāo)價(jià)低,充分體現(xiàn)了裝配式建筑的規(guī)模化效益。
6. 2 案例2
某項(xiàng)目為3所學(xué)校,建筑面積分別為16172,101531,75715m2 ,采用裝配式框架鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系,預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制柱、鋼梁、預(yù)應(yīng)力雙T疊合樓板、非預(yù)應(yīng)力不出筋疊合樓板、預(yù)制疊合陽(yáng)臺(tái)、預(yù)制樓梯、預(yù)制外掛墻板、預(yù)制隔墻板等,裝配率為86.5% 。項(xiàng)目效果如圖6所示。
1) 采用EPC工程總承包模式
采用從方案階段開(kāi)始的工程總承包模式,中標(biāo)價(jià)13. 89億元,造價(jià) 6000 元/m3 ,同期該地區(qū)其他學(xué)校造價(jià)為7300 元/m3 。2018年9月底中標(biāo),2019 年7月30日通過(guò)竣工初驗(yàn),9月1日正式開(kāi)學(xué),提供8100個(gè)學(xué)位,解決了該地區(qū)學(xué)位緊張的難題。
2) 創(chuàng)新性采用新技術(shù)
3 所學(xué)校采用PC構(gòu)件與型鋼結(jié)構(gòu)的組合體系,預(yù)制柱與鋼梁水平連接節(jié)點(diǎn)采用高強(qiáng)螺栓干法連接,節(jié)點(diǎn)施工簡(jiǎn)單、安全可靠,提高建造效率,總工期為10. 5個(gè)月。
3) 采用標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件
通過(guò)平面、立面標(biāo)準(zhǔn)化,從而實(shí)現(xiàn)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化,3所學(xué)校預(yù)制柱、鋼梁、預(yù)應(yīng)力疊合樓板、樓梯、陽(yáng)臺(tái)等標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件全部通用。減少模具類(lèi)型,提高模具周轉(zhuǎn)次數(shù),降低構(gòu)件生產(chǎn)成本。
Part 07
結(jié)語(yǔ)
成本是制約裝配式建筑發(fā)展的關(guān)鍵因素,可通過(guò)一體化建造方式、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法、工程總承包組織方式、信息化管理手段及規(guī)?;瘧?yīng)用等措施減少裝配式建筑的成本增量,提高裝配式建筑品質(zhì)和綜合效益,從而促進(jìn)裝配式建筑健康發(fā)展。
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