(中铁城建集团有限公司,湖南长沙 410208)
随着环保要求的不断提高,以装配式混凝土结构为主要体系的建筑体系因具备高效、环保特性,逐渐得到了业内人士的喜爱与青睐。预制装配式建筑与传统的现浇建筑相比有着得天独厚的优势。但据相关资料显示,在整个建筑行业领域中,预制装配式建筑所占的比重还不及1/10,这也说明装配式建筑在实际的应用过程中依然存在诸多瓶颈与阻碍。
装配式建筑主要是将已经加工完成的预制构件,通过机械吊装及安全可靠的连接方式,将零散的预制构件组成一个整体性的建筑[1]。建设周期分为前期准备阶段、设计阶段、构件生产阶段、运输阶段、施工阶段以及后期维护阶段,与之相对应的成本费用主要包括设计费用、工厂生产费用、成品构件运输费用、现场安装费及其他相关费用等。
(1)生产效率高。相较于现浇建筑复杂立体的交叉作业、流水施工模式,预制装配式建筑主要采用工厂化生产、机械化吊装的方式。安装过程如同在工厂组装汽车元件般进行拼接,现场作业量大大减少,并具有生产效率高、安全、质量有保障等特点。此外,生产过程不受天气等外界因素的影响,提升了工程项目的建设效率,缩短了建设周期[2]。
(2)标准高。装配式建筑构件各项生产工序都是在工厂中完成,可避免受到现场人员技术水平、作业环境、天气等各种可控或不可控因素的影响,制作规范标准严格,保证构件的质量。
(3)环保效果突出。装配式建筑施工大部分在工厂中完成,所以在施工过程中使用到的都是成品构件,从而减少了施工现场的扬尘、噪声等污染。
装配式建筑具备以上优越的特性,且现阶段各地部门均给予不同程度的政策支持,但是装配式建筑在业内仍未能被广泛应用的原因,除了行业体系、技术水平等因素外,更重要的是建造成本普遍高于现浇工程5%~30%。以下分析总结了导致成本增加的主要因素:
(1)装配式建筑发展对设计单位、设计人员提出了更高的要求,需要统筹、统领全过程。现阶段施工图设计多从宏观上考虑,仅为概念性设计,无法依据施工要求和构配件的生产状况来具体展开设计,未充分考虑装配式建筑后期拆分的各项因素,更有甚者很多工程都是在施工图完成后才进行预制构件的设计、拆分。现阶段,国内行业中构件拆分工作与施工图设计无统一标准,模数化、标准化、通用化等设计理念仅体现在施工图设计阶段,构建拆分工作量繁重,既要考虑结构本身,又要兼顾其他各专业及节点接缝等,技术难度高,能够从事拆分工作且技术成熟的设计单位不多,导致拆分构件的深化设计工作费用较高。
(2)一般来说工业流水化生产是预制装配式构件的一大亮点,能够大大降低成本,但现阶段成品构件的价格仍未如预期降低,反而更高,除材料含量、质量标准等因素影响外,起到制约性的关键因素是整个行业内部的设计生产均未形成可重复的、统一的标准,部分企业自成体系,基本为单个项目进行专项的构件生产,构件规格型号不具备通用性,导致标准化生产程度低、生产规模受限。例如,模板的周转次数低,导致模板费用摊销到构件上的成本高。“不成规模,自成体系”的发展现状不利于构件成本的降低,也对装配式建筑的发展产生了阻碍。
(3)在运输构件过程中,由于构件形状、体积等因素的制约,导致汽车运输效率不高,尤其是针对超重构件、异型构件以及超高超宽构件,采用汽车运输的方式无法实现满载运输,且受限于道路情况,运输工作难度加大,最终导致运输费用较高。同时,装配式部件的生产厂家往往与施工现场的距离较远,无形之中增加了汽车单程运输价格。
(4)装配式建筑现场施工时对吊装机械能效要求较高,且涉及的技术人员需要经过专业的培训,由此增加了机械租赁、培训等费用。吊装完成后部分节点必须通过后浇混凝土达到整体性的目的,且后浇混凝土部位多、体量小,基本为零星工程,相对应的现浇人工费单价要普遍高出近50%。
前文所述之问题,究其根源为设计、生产、施工链不是利益共同体。各个环节来自不同的单位,都在追求自身利益的最大化[3]。为了实现装配式建筑全产业链系统的协调发展,必须破除既有模式,采取工程总承包模式,优化为设计、生产、施工一体化,疏通整个产业链。具体措施:
(1)给予政策扶持,鼓励具有装配式建筑工程总承包能力的设计院或者施工企业不局限于既有业务,扩宽业务范围,着力研发及生产,逐步形成全产业链的综合性企业。
(2)委托行业协会制定装配式建筑工程项目总承包市场准入条件及管理办法,规范工程项目总承包市场秩序,制定企业工程总承包能力评价机制。
(3)工程总承包企业不仅要在传统的技术层面继续深耕,还要花更多的精力及资源学会运用大数据、信息化等科学手段,实现全过程管理的智能化控制。
降低装配式建筑成本的源头在于设计,将二次设计与构建拆分作为创效和降低成本的突破口。装配式建筑的二次设计及构建拆分直接影响标准化生产、构建运输及施工安装,只有逐步形成标准化、模数化,生产、运输、安装才能高效、降造,提高模具重复利用率,才能实现整个产业数据共享、标准统一。此阶段的重难点工作是相关行业主管部门及行业协会利用其资源,有针对性地突破和推广装配式建筑设计标准化及模数化的核心技术。
产业集聚和产业链形成后的优势明显。相较于传统的产业聚集,装配式建筑的产业聚集范围更广阔,与上下游企业和相关服务业、设计行业具有紧密关联。一旦形成一定规模的产业链后,随着经济与社会的不断发展,集聚地区市场会自发性吸引更多的企业转移产业,进而形成产业集聚和产业链的互动效应。以长沙为例,打造了金霞经开区装配式建筑产业示范园,以示范园区为引领高地,带动长沙装配式建筑产业“点-链-面”战略发展,促进产业聚集,由中民筑友、远大住工、三一集团、山河智能、北新建材、杭萧钢构、省建筑设计院等30余家产业链上的大型企业和科研院所组建住宅产业化联盟,为长沙装配式建筑发展打下了坚实的基础。
施工承包单位是装配式建筑工程成本控制中的关键一环,为了控制装配式建筑施工成本,应做好以下几点工作:
(1)提前、仔细地勘察施工现场,全面了解建筑工程项目的特点及难点部分,在此基础上制定科学合理的施工计划,以保证工程施工进度和缩短运输距离,避免二次搬运等。同时,施工技术人员要广泛调查市场,并实时了解施工现场的实际情况,注重和加强运用现代化施工工艺。
(2)编制完整明确的项目清单。传统的现浇工程可以将每一道工序细化到清单中,所以工程造价容易控制。而装配式建筑还处于初期发展阶段,各地对于装配式的清单及定额并不统一,作为承包商,应结合现有的清单及定额逐步摸索更加精细化的清单编制及组价方式,控制每一道工序成本,从精细中要效益,做到整个项目施工成本可测、可控。
(3)影响装配式建筑工程造价的一个主要因素是预制构件价格高昂,因此,严格控制预制构件价格十分重要。预制构件施工成本控制可以通过询价及定价两方面完成:施工单位成立专门的询价小组,通过线上或者线下的方式全面了解市场情况,主要对预制装配式建筑的构件价格进行分析,通过原材料、生产工艺、供需关系等及时分析构件价格走势,在价格相对较低时提前预订,锁定价格。
建筑行业领域之所以不断创新技术与工艺,总的来说是出于以下两个目的:在同等条件下提高建筑的使用性能;在同等条件下降低工程造价。但目前装配式建筑的优势明显大于传统现浇筑工程,因此,在后续的建设中还应当不断优化预制构件的标准程度,逐步降低工程造价的成本。
装配式建筑的工程造价与传统的现浇筑工程相比存在较大差异。一方面,预制构件的生产成本在整个工程项目中所占的比重很大;另一方面,预制装配式建筑的工艺流程与传统的现浇筑工程流程相比较有着显著的区别,不仅增加了预制构件的制作、运输、吊装等工序,而且在计量方法上存在相互共存的关系。装配式建筑可以同时实现外墙免粉刷及施工无脚手架等优势,因此,装配式建筑需要以多方位及整体视角为出发点来完成工程造价的相关工作。
如果将装配式建筑与BIM技术相互融合,信息化的管理方式要远比传统的现浇筑管理模式更加科学,BIM技术可对建筑物进行全生命周期运维,通过数字化的方式解决装配式建筑工程造价的计量工作,并与施工设计、施工前后管理模式相融合,切实提升装配式建筑工程的品质。
综上所述,本文详细分析了装配式建筑的概念、特点、影响因素以及优化措施。通过以上分析得出:只有充分考虑工程造价及相关成本因素,才能促进装配式建筑在建筑行业领域中的应用及推广。在此背景下,相关人员需要合理控制和降低工程造价,改善与改变工程造价高昂的现象,促进装配式建筑的不断发展,努力提升建筑工程的质量和效率。