杜鸿科
杭州千城建筑设计集团股份有限公司,浙江 杭州 310059
“十三五”期间,我国的装配式建筑取得了跨越式发展。自2016年开始,国家和地方密集出台多项相关政策和评价标准推动装配式建筑的发展。国家标准《工业化建筑评价标准(GB/T 51129—2015)》[1]结合了国内外的先行经验,定义了“工业化建筑”“预制率”“装配率”等基本概念,强调了工业化建筑“五化”的基本特征,即“设计标准化、制作工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化”,提出了两阶段评价理论,即设计阶段的评价和工程项目评价,这一理论一直为后续的评价标准以及各地方的评价标准所沿用。国家标准《装配式建筑评价标准(GB/T 51129—2017)》于2017年12月发布[2],新标准以“装配式建筑”作为评价对象和结果,指标评价也以新定义的“装配率”为主。
在此期间,各地方也出台了各自的工业化建筑(或装配式建筑)评价方法。浙江省和江苏省均是装配式建筑推行过程中的主力省份,而这两个省所出台的装配式建筑评价方法又颇为不同,本着互补互学的目的,今对其进行对比分析。
《装配式建筑评价标准(DB33/T 1165—2019)》[3](下称新浙标)于2019年8月1 日起实施,代替了浙江省住房和城乡建设厅于2016年发布的《工业化建筑评价导则》,其主要内容如下:
1.1.1 基本概念
装配率,“单体建筑±0.000 以上的主体结构、围护墙和内隔墙、装修和设备管线等采用预制部品部件的综合比例。”从这个定义上看,新浙标与国标保持一致,把部品部件预制的内容和在施工现场装配的内容均视为装配内容。
1.1.2 基本规定
1)装配式建筑的评定以单体为评价单元,但对于由主楼与裙房组成的单体建筑,“主楼和裙房可作为不同的装配率计算和装配式建筑评价单元”(新浙标3.0.2)。也就意味着裙房不管是作为主楼的一部分还是独立的单元,都是参与评价的。
2)新浙标没有明确“屋面层以上部分可不列入计算范围”。也就是突出屋面的女儿墙、设备机房、装饰构架、楼梯间等个性部分,要参加装配率计算。
3)新浙标原则上要求所有参评装配式建筑的评价单元全装修,在5.0.2条文说明中提到“公共建筑全装修的范围应包括建筑的公共区域和在建造阶段已确定使用功能和标准的全部室内区域”。
1.1.3 评价方法
1)评价装配式建筑时以装配率为主控,子项最低分要求为辅;要求应用BIM 技术,体现标准化设计,但这两项内容没有量化指标要求。
2)装配率的计算公式为:装配率P=(Q1+Q2+Q3)/(100-Q4)×100%。
按照新浙标的表4.0.1 来分项评价与汇总,评分表基本与新国标(GB/T 51129—2017)保持一致。
表格中将评分项按主体结构、围护墙和内隔墙、装修和设备管线分为三大类,又把每一大类进一步分为评分子项,在具体应用的时候需要留意这些细分项计分的逻辑关系,避免重复计算。另外,对于围护墙和内隔墙的评分,新浙标将其分开,围护墙另外增加了“墙体、保温隔热、装饰一体化”的应用组合,内隔墙另外增加了“墙体、管线、装修一体化”的应用组合。与后面要分析的江苏省标准相比,这个措施增加了这一大项中取得分值的概率,同时也增加了实施的难度。
《江苏省装配式建筑综合评定标准(DB32/T 3753—2020)》[4](下称新苏标)于2020年5月1 日起实施,替代了江苏省住房和城乡建设厅于2017年发布的《江苏省装配式建筑预制装配率计算细则》(下称老苏标)。
1.2.1 基本概念
预制装配率,“装配式建筑室外地坪以上(不含地下室顶板)、屋面以下(含屋面)采用主体结构预制构件、装配式外围护和内隔墙构件及工业化内装部品的综合比率。”(新苏标2.0.2)。从定义上看,新老苏标认为预制和装配是有区别的,仅用一个“装配率”不能很好地兼顾两者的内容。
1.2.2 基本规定
1)装配式建筑以单体为评价单元,但新苏标另外规定:“当单体建筑由主楼与裙房组成时,在建筑主楼投影平面外的裙房部分可不列入计算范围。”这个规定是比较人性化的,一般情况下,裙房层数不多,标准层少但平面面积大,有的裙房还不规则,标准化程度低。
2)新苏标明确“屋面层以上部分可不列入计算范围”。屋面以上的部分,个性化足,又全是露天构件,没有标准化可言,为这些体量不大而数量众多的构件制作模具和生产加工,性价比不高。
3)新苏标明确了在评价装配式建筑时,“公共建筑的公共部位应采用全装修”。即对于公共建筑的非公共部分不强制要求全装修。
1.2.3 评价方法
1)评价装配式建筑时以预制装配率为主控,并要求全装修。
2)在对装配式建筑进行综合评价(评星)时,需按照新苏标第4节的要求进行。综合评定总分S,其计算公式为:S=S1+S2+S3+S4+S5(新苏标4.0.2)。其中S1为标准化与一体化得分;S2为预制装配率得分;S3为绿色建筑评价等级得分;S4为集成技术应用得分;S5为项目组织与施工技术应用得分。总分130 分,其中S2满分为100分。
从综合评价公式的组成可知,新苏标沿承了老国标(GB/T 51129-2017)和老苏标“五化”的思想,没有把预制装配率作为唯一的评价指标,而是兼顾了绿色建筑、节能技术、隔震减震技术、信息化技术应用以及项目组织与施工相关的内容,除S2外的各项总分分值为30 分,并且在评级时有最低要求,导向性明显,这也符合国家发展绿色建筑、节能建筑,推行智能建造,提升建设品质的初衷。
在预制装配率S2的计算中,仍然坚持了老苏标中权重系数的思想,主体结构、外围护和内隔墙、装修和设备管线中均有明确体现。预制装配率的计算见图1。
图1 江苏省标预制装配率计算示意
所选单体为25 层高层住宅,抗震设防烈度6度,地下为一层大底盘地下室,地面首层架空,屋面上有局部小屋面,采用剪力墙结构,单体投影面积(不含地下室)10078 m2,标准层单层面积约403 m2。
2.2.1 评装配式建筑时
1)预制和装配范围:主体结构的水平构件(板、楼梯、阳台板、空调隔板)、竖向构件现场采用成型钢筋和高精度模板,围护墙采用墙体与保温隔热一体化,内隔墙采用非砌筑并采用墙体与管线一体化,全装修,竖向墙体与管线分离。
2)主体结构部分,竖向构件现场采用高精度模板(铝模)、现场采用成型钢筋,分别得10 分、4 分;水平预制构件应用比例q1b=A1b/A×100%=77.01%,分值为17 分。标准层水平构件平面布置见图2。
图2 标准层水平构件平面
3)围护墙与内隔墙评分。
评价单元非承重外围护墙为自保温墙体,其应用比例超过80%,分值为3分。
评价单元的电梯井、管道井、卫生间隔墙均采用烧结页岩多孔砖,其余内隔墙采用ALC 条板;架空层和屋面层无内隔墙,不统计,见图3。内隔墙非砌筑评分q2c=63.76%。
图3 标准层内隔墙平面布置
该评价单元非砌筑内隔墙采用与管线一体化的技术,比例为63%,内插后得分为2分。
4)装修与设备管线评分该评价单元实行全装修,得6分;评价单元竖向管线与墙体分离,总体应用比例不低于70%,得3分。
5)该评价单元的装配式建筑评分见表1。
所选评价单元的主体结构部分、围护墙和内隔墙部分、装修和设备管线部分的评分分值均高于新浙标的最低要求,并实施全装修。该项目全过程应用BIM 技术,且在进行水平构件深化时注意标准构件的划分,总体装配率为50%,可以评定为装配式建筑。
2.2.2 对该装配式建筑评级
按照新浙标的要求,要对装配式建筑进行评级,主体结构部分的最低分值不得低于35 分,对于钢筋混凝土结构来说,如果竖向构件不采用预制部件,极限得分也只有34分,满足不了要求。
为此,在前述基础上须采用一定比例的预制竖向构件,本例选择剪力墙的非边缘构件部分进行预制,经统计,竖向构件应用预制的体积比为38.54%,对应的主体结构竖向构件第一部分的分值为20.8分,装配率为70.8%,达到了新浙标中A 级装配式建筑的标准。
对照表1,该建筑若要评AA 级装配式建筑,可以在围护墙非砌筑、干式工法楼面、集成厨房和集成卫生间等方面做增量。
表1 装配式建筑评分
2.3.1 评装配式建筑时
1)预制和装配范围:主体结构的水平构件(板、楼梯、阳台板、空调隔板)和内隔墙采用非砌筑、全装修、竖向墙体与管线分离。
2)Z1评分
3)Z2评分,非承重围护墙与内隔墙的平面图见图3。
装配式外围护和内隔墙构件评分Z2=(A2外围护+A2内隔墙)/(A外围护+A内隔墙)×100%=40.7%。
4)Z3评分
Z3=0.35×q全装修+ (0.25q卫生间、厨房+0.3q干式+0.1q管线)×100%=35%+(0+0+0.1×1)×100%=45%
5)预制装配率Z=α1Z1+α2Z2+α3Z3=0.5×23.1%+0.25×40.7%+0.25×(35%+10%)=11.55%+10.18%+(8.75%+2.5%)=32.98%
将上式与新浙标的31%+10%+(6%+3%)相比,可知产生较大差别的主要原因在于,新浙标中对于竖向构件现场采用高精度模板和现场采用成型钢筋给予了赋值。一般在梁不采用预制的情况下,水平构件预制比例达到80%是一个较高的水平,这在新苏标规则下主体结构的分值也只有24%,赋上权重系数之后远小于新浙标的得分。
进一步分析评价单元的可选加分项有:竖向构件采用预制,外围护采用装配式,采用集成卫生间、集成厨房,采用干式工法楼地面。本例优先采用预制竖向构件(非边缘构件的剪力墙)和干式工法楼地面。
对评价单元的剪力墙采用预制,预制率38.54%,干式工法楼地面占比100%(根据新苏标6.4.4,厨房、卫生间、阳台和居住建筑中公共部位面积可不计入干式工法楼面,其余部分楼面全部采用干式工法)。
预制装配率Z=α1Z1+α2Z2+α3Z3=0.5×(0.6×38.54%+23.1%)+0.25×40.7%+0.25×(35%+0.3×100%+10%)=52.04%
所选评价单元预制装配率不低于50%,采用全装修,故可以确定为装配式建筑。
2.3.2 装配式建筑综合评价
1)本项目基本单元(户型)标准化应用比例75%,建筑、结构、机电设备、室内装修一体化设计,故标准化与一体化设计S1计5分;
2)本评价单元不参与绿色建筑星级评价,S3计0分;
3)集成技术应用S4计2 分(BIM技术和施工管理信息化);
4)项目组织与施工技术应用S5计5分。
5)装配式建筑综合评定总得分64.04分。
由此可见,在评价单元达到装配式建筑标准后再进行综合评定时,由于标准化与一体化、绿色建筑、集成技术以及项目组织与施工方面的引导与加持,达到A 级和AA级的评价标准是比较容易的。
通过以上对比分析,可以了解到浙江省与江苏省的装配式建筑评价规则有很大的区别。
首先,江苏省标准在进行第二阶段评价时量化了标准化与一体化、绿色建筑、集成技术以及项目组织与施工管理的评价要求,这比浙江省标准更加综合,导向性更积极。笔者认为,在装配式建筑实施过程中,标准化、信息化、机械化是最主要的特征。没有标准化,装配式建筑的成本优势体现不出来;没有信息化,施工和管理从厘米级到毫米级的跃升无法实现;没有机械化,从劳动密集型到技术密集型的转变就无从谈起。
其次,按浙江省的标准,单体建筑更容易评为装配式建筑,即第一阶段评价更容易得分。这主要由于新浙标多了“现场采用高精度模板”“现场采用成型钢筋”等加分项,在不采用竖向预制构件的情况下也能让主体结构评上不低的分数。
再次,按照江苏省的标准,一个建筑一旦被评为装配式建筑,后面再评A 级或者AA 级装配式就比较容易,即第二阶段评价更容易得分,因为综合评定中除预制装配率的其他评分项大多是老苏标中的加分项和引导项,在实现技术层面,没有太大难度。
通过对两地装配式建筑评价标准的分析,结合笔者做装配式建筑的感受,也谈两个建议:
首先,成本增量问题需要组合拳化解,建议提高标准化和易建性的指标要求,并加大政策支持力度。模数化和标准化程度仍须提升,标准构件比例越高,生产成本越低。建议借鉴新加坡的经验,增加易建性评价内容,易建不仅能够提高品质,也能够形成良好的供需关系,“我们常常以为工业化的第一位是设计标准化,其实如果标准化的构件制造起来不‘易建’,建筑成本不会降低,施工速度不会加速。”[5]
其次,评价标准中进一步强调全过程工程咨询或工程总承包模式。装配式建筑是综合性很强的系统性工程,与传统建造模式相比,增加了装配式策划、装配式设计、模具设计、构件生产、采购、运输、堆放、吊装、质检和追溯等多个环节,既需要土建、安装、造价、采购、施工等全专业的联动,又需要设计、生产、运输、装配、质检等全链条的协同,要做好装配式建筑,项目管理和统筹能力须进一步提升。