文/李天宇、张景坡 中正信造价咨询有限公司 山东济南 250014
随着社会经济的快速发展,建筑业也在不断进步。传统的现浇建筑模式,已难以满足人们对建筑质量、效率、成本的要求。在这样的背景下,装配式建筑逐渐崭露头角。相较于传统现浇建筑,装配式建筑具有许多显著的优势,在成本控制方面有重要的提升空间,值得进行研究。
装配式建筑,是一种集成了现代建筑设计、制造、施工和安装技术的建筑形式,它主要是以标准化设计、预制构件生产、现场装配为主要施工方式,根据生产工艺的不同,装配式建筑一般可被分为砌块建筑、板材建筑、盒式建筑等多种。这种建筑形式的出现,使建筑行业得以实现工业化、自动化和可持续化的发展。
装配式建筑具有许多优势,其中最为显著的就是其在施工质量控制方面具有诸多的方便:首先,由于大部分构件都是在工厂内进行标准化生产的,这使得建筑质量可得到很好的控制[1];其次,由于现场组装,可大幅缩短施工周期,从而提高建筑建设效率;最后,装配式建筑的施工过程,相比传统的现浇建筑更为环保,这在一定程度上,满足了现代社会对于可持续发展的需求。
装配式建筑的特征主要表现在三个方面:标准化设计、装配式施工以及一体化管理。这些特征不仅突显了装配式建筑的优势,也揭示了其与传统现浇建筑的差异。
标准化设计是装配式建筑的重要特征之一。它主要是指通过将建筑物的各个部分进行标准化预制,以提高生产效率、降低生产成本,同时方便进行维修和管理。在标准化设计下,预制构件可实现批量生产,减少定制和加工的时间,大大提高生产效率[2];整体看来,标准化设计也使得建筑的维修和管理变得更为方便。一旦出现问题,可按照标准规格,进行快速更换或者修复,这大大缩短了维修时间,提高了效率。
装配式建筑的施工过程,主要通过预制构件组装的方式来完成,相较于传统的现浇施工方式,具有更高效、节能、环保的优势。一般来讲,装配式建筑预制构件的质量较轻,因此安装起来较为省时、省力,这能够缩短施工周期,提高施工效率;在工厂生产中,生产人员可充分利用现代化的生产设备和技术,减少能源消耗,这也能够实现节能减排。
来自施工现场的污染和噪音等问题,是传统现浇建筑施工的一个常见问题。而装配式建筑的预制构件生产,主要在工厂内进行,在施工现场,只需对其进行组装,这也大大减少了施工过程中的噪音和废弃物污染,实现了绿色施工。
装配式建筑的一体化管理,是其重要特征之一。在装配式建筑的施工过程中,从设计到生产、运输、组装等各个环节,都实现了高度的一体化。这种一体化的管理方式,不仅可使各个环节的运行变得更加顺畅,减少中间环节的延误和浪费,提高工作效率,还可使各阶段的工作由一个机构或团队进行统一管理,减少管理人员的数量和成本,从而降低管理成本。
装配式建筑与传统现浇建筑,在施工工艺和经济成本上,存在着显著的差异,这些差异主要体现在施工效率、环境保护、使用寿命和维护成本等方面。
传统现浇建筑的施工工艺流程十分繁琐,它需要经历搭模、钢筋连接、浇筑混凝土等多个环节。这些环节相互独立,需要大量的人力和物力资源,而且各个环节之间的协调,也是施工中的难点。一旦某个环节出现问题,就会影响整个工程的进度和质量[3]。举例而言,钢筋是现浇建筑施工常用的材料,其抗震功能强,但也具备施工周期长、施工量多等劣势,一般来讲,现浇建筑施工中,针对钢筋这一材料的施工步骤包括焊接、捆扎、安装模板、拆除等,耗时较长,且施工过程中会用到大量的模板,对这些模板如果不能进行有效的回收利用,会造成资源浪费;再如,对于混凝土这一现浇建筑施工常用的材料,在实际施工中,常会因多种因素而出现裂缝问题,影响施工质量与美观性。
相比之下,装配式建筑主要采用预制构件组装的方式进行施工,施工工艺简单易行,大幅度减少了施工现场的作业时间和人力成本。在预制构件的生产过程中,生产人员可使用现代化设备完成构件的生产作业,且这种生产作业的精度较高,较难受到季节、环境等因素的影响,尤其是像传统浇筑建筑施工中的混凝土浇筑等步骤,通过预制构件的形式来完成,可显著减少对建筑施工环境的影响,大大缩短施工周期,提升施工效率[4]。另外,装配式建筑在拆除后,所用到的大部分施工材料都可被回收利用,这无疑符合生态环保的要求。
近年来,随着建筑行业的不断发展,现浇建筑结构的劣势逐渐显现,可见推广装配式建筑,具有重要的现实价值。
在传统的建筑施工中,影响现浇建筑施工成本的因素相对复杂。如,施工所用的材料费用、施工费用,就会影响建筑的经济效益。实际的工程建设中,具体的材料费用与建筑的设计情况以及施工现场的实际情况有关,在确保建筑设计、施工符合行业标准的前提下,如若需要对建筑成本实施控制,需针对人力资源、材料资源、设备资源等因素进行控制,将造价控制在合理范围内。对于建筑企业而言,一旦下调施工成本,施工的质量与进度难免会受到影响,可见对于传统现浇建筑而言,进行施工成本控制的难度较高。
对于装配式建筑而言,虽然这种建筑的初期投资成本相对较高,但从长期来看,它具有明显的经济效益优势:首先,由于装配式建筑的施工周期短,可节省大量的人力和物力资源,降低施工过程中耗费的成本;其次,由于装配式建筑的大部分构件,都是在工厂内生产完成,因此可大幅度减少现场作业所导致的废弃物和噪音污染,最终引发的环境治理成本;最后,装配式建筑的使用寿命一般比传统现浇建筑更长,可为企业创造更多的经济效益。由于装配式建筑采用标准化设计方式,对其的维修和管理相对方便,因此维护成本也相对较低,这些因素都使得装配式建筑在经济上,具有更高的性价比。
整体来看,在装配式建筑造价中,除了必要的工程成本,只有PC 构件的生产、运输、安全成本有着较大的成本控制空间。在构件的生产过程中,一般需要支付一定的税金和模具费用,运输过程中,需要考虑运输费用与搬运费用。造价控制人员可在参考装配式建筑施工标准的基础上,采取措施控制这方面的成本费用,提升建筑的经济效益。
完善对相关标准的制定,是优化装配式建筑成本控制的重要之举。因为装配式建筑以标准化设计为重要特征,通过将建筑物的各个部分进行标准化预制,可显著提高生产效率、降低生产成本。因此对这种建筑物的成本控制,需要有足够完善的行业标准作为参照。
整体看来,装配式建筑在我国属于一个新兴的建筑领域,与之相关的行业标准尚不够健全,这导致近年来有很多PC 构件生产企业,实际上并未遵循行业标准生产相关构件,为建筑建设带来了一定的额外成本,影响了装配式建筑的发展。基于此,相关部门必须重视完善相关标准,具体应做到如下几点:
(1)建立完善的标准化体系:根据装配式建筑的特点和实际需求,建立完善的标准化体系,包括设计标准、生产标准、施工标准等,明确各项标准的具体要求和实施细则,使装配式建筑从设计到施工、生产、验收等各个阶段,都有明确的依据和指导[5]。
(2)制定合理的材料和设备标准:针对装配式建筑所需的材料和设备,制定合理的标准,明确材料和设备的性能、质量、规格等要求,以保证其通用性、可替换性和可持续性。
优化装配式建筑设计,也是成本控制的关键举措。一个优秀的装配式建筑设计方案,不仅应满足建筑的功能需求,还应尽可能降低预制构件的数量和种类,从而减少生产成本和运输成本。同时,通过对设计方案实施优化,还可提高施工效率,缩短施工周期,进一步降低成本。具体可通过如下方式来实现:
4.2.1 实行精细化设计
在满足建筑功能和使用要求的前提下,通过进行精细化设计,可减少不必要的结构和装饰,从而降低材料和施工成本。例如,在装配式建筑中,通常使用的是干式工法楼面,取消了传统现浇楼面的构造层,减少了混凝土用量和钢筋用量,如此便降低了成本;此外,通过精细化设计,还可以优化建筑物的空间布局和构件尺寸,减少构件的数量和种类,降低生产、运输成本。例如,可通过设计整体厨房、整体卫生间,减少构件的数量和种类,从而降低生产成本。
4.2.2 提高设计效率
采用先进的设计软件和技术手段,可以提高设计效率和准确性,减少设计变更和错误,避免因设计问题导致成本增加。例如,利用BIM(建筑信息模型)技术,可获取全面的建筑信息模型,方便设计人员对建筑进行全面的分析和优化。此外,采用数字化设计工具,可以提高设计效率和准确性,减少设计变更和错误,从而降低成本。
4.2.3 考虑可维护性和可维修性
11月14日上午9点,金沙江白格堰塞湖最大洪峰经过迪庆奔子栏,水位高程达到2022米,流量达到15000立方/秒,洪峰流量是近20年来最大洪峰的两倍,从四川叶巴滩传递到奔子栏的时间也比经验时间提前了7个小时。
在设计中,应考虑预制构件的可维护性和可维修性。例如,在预制构件中设置易于更换的连接件、防水节点等,这样可降低后期维护和维修成本,延长建筑的使用寿命[6]。此外,在设计中,还应当考虑建筑物在节能、环保等方面的性能,尽可能采用先进的节能技术和材料,提高建筑物的能效和环保性能,从而降低运营成本。
施工组织设计,是指导施工的重要文件,对于装配式建筑的施工组织设计,需要根据工程实际情况和施工条件,合理安排施工顺序和作业面,以提高施工效率和质量,通过精细考虑施工机械和设备的选型和配置,提高施工速度、降低施工成本。
针对装配式建筑的特点,在施工组织设计中,一般需要考虑预制构件的数量、类型和运输方式等因素,以及施工现场的条件和资源状况,从而制定出成本合理的施工方案和进度计划。此外,还需要根据工程特点,合理划分施工段和作业面,减少交叉作业和重复作业,从而降低施工成本。
4.3.1 加强施工现场管理
施工现场管理,是装配式建筑成本控制的重要环节。在施工现场管理中,需要加强材料管理、人员管理、安全管理,避免因管理不善导致浪费和返工现象,从而影响成本。
在材料管理方面,需要加强对材料采购、存放和使用等方面的管理。对于装配式建筑的预制构件,需要选择质量可靠的生产厂家,并合理安排运输和存放,避免因运输和存放不当,导致构件损坏或丢失。此外,还需要加强材料的使用管理,避免浪费和偷盗现象。
在人员管理方面,需要加强对施工现场人员的组织和管理,合理安排人员的工作任务和工作时间,避免因人员安排不当,导致窝工或返工现象。同时还需要加强对人员的技能培训和教育,提高人员的技能水平和专业素质,确保其能够按照预算科学合理地施工,达到控制成本的目的。
在安全管理方面,需要加强施工现场的安全管理和监督,制定完善的安全管理制度和操作规程,避免因安全事故导致成本增加。例如,需要在施工现场设置安全警示标志、安全隔离设施、临时用电设施,以确保施工现场的安全。
4.3.2 提高施工人员的技能水平
由于装配式建筑的施工方式,与传统现浇建筑的施工方式存在明显差异,因此需要提高施工人员的技能水平和专业素质。通过开展培训和教育工作,使施工人员掌握新的施工技术和操作方法,包括预制构件的安装、连接、防水处理等方面,以提高施工效率和质量,降低成本。
在培训和教育方面,可通过内部培训、外部培训、实践操作等手段来进行。在内部培训中,可由企业内部的工程师或技术人员担任培训师,针对企业自身的特点和需求进行培训;在外部培训中,可由专业的培训专家担任培训师,针对装配式建筑的施工特点和要求进行培训;在实践操作中,可以由经验丰富的老师傅带领新员工进行实践操作,通过经验的传授,提高员工的技能水平;在技能考核中,应定期对员工进行考核,对不合格的员工进行再培训和再教育,以保证员工的技能水平和专业素质,从而达到控制施工成本的目的。
通过合理布置PC 生产场地,可以降低PC 构件的运输成本,提高生产效率和质量,从而实现成本控制。以下列举具体的措施:
4.4.1 合理选择场地位置
对PC 生产场地的选择,一般要根据工程实际情况和施工条件来进行,考虑到PC 构件的运输和施工需求。一般来说,PC生产场地应尽量靠近主要运输道路和施工现场,以减少运输距离和运输成本。此外,场地的地势应平坦,避免因场地不平整导致PC 构件受损或变形,引发额外成本。同时,场地应具备一定的排水设施,以防止场地积水对PC 构件产生影响。
4.4.2 合理规划道路和出入口
PC 生产场地的道路和出入口应做到合理规划,以保证PC 构件的运输车辆能够顺畅进出。首先,道路的宽度应适中,不宜过窄或过宽,以防止交通拥堵,提高车辆通过效率,控制成本。其次,道路的路面质量应得到保证,以防止因路面质量不佳导致车辆颠簸或损坏。最后,场地的出入口应设置合理,以防止交通堵塞,提高车辆进出效率,控制成本。
4.4.3 合理安排生产计划
对于PC 生产场地的生产计划应合理安排,以防止生产过剩或短缺的现象。在制定生产计划时,应充分考虑各类型构件的需求量和生产周期,以确定合理的生产数量和生产节奏。同时,要建立完善的库存管理制度,以保证PC 构件的库存既能满足施工需求又不会积压过多库存,实现成本控制。
4.4.4 加强与施工现场的协调
在PC 生产场地与施工现场之间,应加强协调配合,以保证PC 构件的供应及时、准确。具体来说,PC 生产场地应与施工现场建立良好的沟通渠道,及时了解施工需求和PC 构件的使用情况,以便及时调整生产计划,保障PC 构件供应,达到控制成本的目的。
本文以某住宅小区的D 楼为例,在设计研究阶段,对装配式建筑和传统现浇建筑的各项成本进行分析和比较。该楼占地面积4710m2,项目类型共包括装饰类、土建类、PC 结构与安装、给排水类、采暖类、电气类六种。
在土建方面,装配式建筑的施工成本显著低于现浇建筑的施工成本,这是因为装配式建筑施工选用的构件,以预制装配柱、楼板底膜、剪力墙为主,显著减少了混凝土现场浇筑的情况,实现了对人工费用的有效控制;在采暖工程方面,装配式建筑与现浇建筑的造价分别为29 元/m2与43 元/m2,产生如此显著的差异的主要原因是装配式建筑使用给水塑料管较少,故而降低了造价;在装饰工程方面,由于装配式建筑在构件生产阶段已经完成了局部抹灰处理,施工现场抹灰量少,其装饰成本149 元/m2较于现浇建筑的158 元/m2相对较低;给排水方面,装配式建筑购置给水管道、管件及焊接管材的成本显著低于现浇建筑成本,数值与采暖工程相当;在电气方面,两种设计方案的成本无较大差异,忽略不计。
总之,通过对比电气工程、土建项目、采暖工程、装饰工程和给排水工程等各项成本,发现装配式建筑方案的总成本低于传统现浇建筑方案的总成本,可见装配式建筑设计在成本控制方面存在优势。
通过对比分析,可明确装配式建筑在许多方面,相较于传统现浇建筑具有显著的优势。装配式建筑的设计、生产、施工等环节展现出了高效率、低成本的特点,代表着未来建筑行业的发展方向。当前,我国正在积极推动装配式建筑的发展,政策扶持力度不断加大,市场接受度也逐渐提高,这为装配式建筑的发展提供了广阔的空间和机遇。然而,要充分发挥装配式建筑的优势,还需要进一步做好技术研发、政策引导和人才培养等方面的工作。展望未来,随着科技的进步和绿色发展理念的深入人心,装配式建筑必将在成本控制、环保性能和施工效率等方面发挥更大的优势,期待更多的建筑企业能够认识到装配式建筑的重要性,积极推动相关技术的应用和发展。