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装配式建筑浅析

2024-05-15 来源:独旅网
建筑工程 Architectural Engineering

装配式建筑浅析

刘波1  曾林2  叶歆炜3

(1.南昌市建设工程造价管理站,江西   南昌   330000;

2.北京银行南昌分行,江西   南昌   330000;3.招商银行南昌分行,江西   南昌   330000)

 

摘   要:近年来,在国务院、住建部以及各省市建设主管部门等政府部门密集发布的一系列管理办法、暂行规定、指导意见、工作通知、行动方案、奖励机制等政策的指导下,中国的装配式建筑产业获得了广泛的关注和迅猛的发展,推动了建筑业变革创新。在此背景下,加强其研究与探索极有意义。本文将从装配式建筑概念及发展历史、优点与缺点、行业前景、发展方向等方面进行分析,并重点探讨大力推进装配式建筑发展的可行性措施。关键词:装配式建筑;工程管理

一、装配式建筑的概念、历史及前景

(一)装配式建筑概念。所谓装配式建筑,简单来说,就是由工厂预制的构件在工地上装配而成的建筑。这个模式向人们展示了建筑业的全新图景,原来建造新的房屋也可以像工厂生产那样,成批成套地制造房屋构件,只要把预制好的房屋构件,运到工地像搭积木一样搭建起来就可以了。

(二)装配式建筑历史。装配式建筑并不是新兴事物,从国际上看,早在20世纪20年代,德国等欧洲发达国家就积极推进建筑工业化,开始尝试装配式建筑;20世纪30年代,美国装配式建筑的产业化、标准化逐步有了雏形;20世纪60年代,日本也开始制定住宅工业化的方针,并逐步变成现实;20世纪80年代,新加坡逐渐将装配式的建筑理念融入了居民住宅工程。从国内看,新中国建立初期,就曾引入苏联的装配式建筑经验,但未得到大规模的推广。

(三)装配式建筑在中国的发展前景。2016年,国务院印发了《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》。这一文件提出了,力争十年内使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。2017年,住建部提出,到2020年,全国新建建筑中,装配式建筑要占15%以上。在国家的倡导下,各级地方政府纷纷响应,出台了一系列相关细则和时间表。可见,整个装配式建筑产业的蓝图已经形成,这是一个极可能达到数万亿元产值的行业,而且正处在“井喷”前夕。

二、装配式建筑的优点

相较于传统的建筑模式,装配式建筑的优点非常明显:(一)施工质量更有保证。通过工厂标准化生产构件,构件质量的把控前置到工厂生产的阶段,施工质量比传统的现场浇筑更有保证。

(二)施工安全系数更高。构件只需安装工序,可以降低作业面和生活区的人工数量,从而大大降低各种安全事故的发生概率。

(三)施工进度更加可控。由于建筑构件都在工厂生产,现场安装,不需要在施工现场浇筑、养护等,同时减低了天气原因对施工的影响,最终可以大幅缩短工期。

(四)施工过程更加环保。由于建筑构件都在工厂中生产,无须在施工现场浇筑、振捣、搅拌,从而大大降低了施工噪音和扬尘量。

(五)施工消耗更加节省。与传统建筑的高耗能、高耗材不同,装配式建筑可以显著地节约现场混凝土泵送浇捣的用电量,以及墙体抹灰、模板和脚手架用量。

三、装配式建筑的缺陷

同样,装配式建筑目前也有发展中无法回避缺陷和局限:(一)构件成本偏高。由于装配式建筑产业化还处于初级阶段,构件的模具摊销较大,装配式构件比施工现场浇筑混凝土的成本要高。

(二)运输费用较高。由于装配式构件一般体积大,重量重,因此从构件工厂到施工现场的运输费用较高,场内的垂直运输费用也较高。

(三)过程管理复杂。装配式建筑的安装更加精细化,对项目现场管理、工程人员技术水平均提出了更高的要求。

四、装配式建筑参与方的困惑

上文所述装配式建筑的优点,使其顺应时代潮流,成为经济热点;但上文指出的装配式建筑的缺点,尤其是管理复杂、成本居高不下等局限,成为制约其发展的最大障碍,也给参与者带来较多的困惑。

(一)装配式建筑开发企业的困惑

1.造价成本高。企业天生有逐利基因的。房子的销售额减去成本就是企业的利润。如果装配式建筑建安成本高于传统建筑,而房产的销售价格和传统建筑没有什么本质区别,开发企业自然会选择在观望和反复测算中缓步前行。目前,造价高是阻碍装配式建筑发展的核心问题之一。

2.管理困难多。在中国,住房不同于普通商品,房产的质量、安全、进度都容不得半点马虎。由于大型建设项目案例较少,许多装配式建筑开发企业还像传统建筑企业那样,进行粗放式管理,设计部门、生产部门、工程部门等各自为政,缺少统筹管理的机构或部门。同时,装配式建筑连接节点的设计图纸更加复杂,与之配套的装配件生产企业的产能分配、工程造价的精算分析、施工现场的缜密管理等要求都拔高到一个全新的高度。

3.政策不统一。由于各地对于装配式建筑的鼓励政策力度不一,预制装配率的评价和计算方式也不尽相同。开发企业在投标项目前,需要充分熟悉和了解当地的政策,并在此基础上进行项目分析,策划投标报价策略以及项目管理的规划等大量

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(二)装配式建筑构件生产企业的困惑

1.选址的困惑。由于构件的运输成本较高,从运输的角度来考虑的话,最理想的选址应该是在新建开发区建筑群的中心位置,并且交通便利,但开发区的中心往往规划为商业或服务型用地、而非工业生产用地。

2.投资的困惑。装配式建筑构件的地方定额还尚未完全规范,对于构件计价模式并不明确。企业的利润、投资回报期等各类盈利指标等都不确定,缺乏投资开办装配式建筑构件生产企业的信心。《“十三五”装配式建筑行动方案》中,提出了2020年“培育50个以上装配式建筑示范城市,200个以上装配式建筑产业基地”的愿景,构件生产企业行业内部的竞争将更加激烈。

(三)装配式建筑施工企业的困惑

1.构件进场管理难度大。装配式构件通常体积较大,不利于在施工现场堆放。需要合理安排进度,并和构件生产企业相配合,按进度计划安排构件进场。

2.场内布置选型难度大。场内平面布置和选型要考虑构件的垂直运输和场内转运。如塔吊位置,应尽量覆盖构件堆料场和施工地点,选型要能满足起重量的要求。

3.高效装配施工难度大。吊装和节点的质量控制。吊装和节点连接是装配式建筑精细化施工和建筑整体性的关键,很多施工企业尚达不到自行完成的水平,往往由构件生产企业提供安装队伍进行安装,分走了原本施工企业的大额利润。

(四)装配式建筑设计单位的困惑

现阶段,装配式建筑设计规范和相关标准还不是十分完善。设计单位在设计后,将建筑物进行拆分为成千上万个预支构件到现场组装,提高了设计深度、设计广度、设计细分度难度。另外,初始的设计方案会和构件生产企业的生产运输规格、施工企业的现场施工要求、建筑企业的成本考量等多个方面出现偏差,往往需要进行二次、三次设计,设计的难度、工量和再设计频次均显著增加。

(五)质量安全监管部门的困惑

装配式预制构件在工厂内制作,产品质量相对有保证。但是对于后期施工现场的拼装,构件之间的节点连接,特别是竖向结构之间的节点连接,是整个建筑物质量安全的重中之重。这个新兴产业的质量检测、安全措施都在逐步完善,对于质量安全监管部门来说,也是一个不小的挑战。

五、装配式建筑行业发展思路的探索

装配式建筑不仅仅是一项新施工技术,更是一个行业的巨大变革,不仅其施工工艺完全改变了,其管理系统也彻底提升了,行业的上下游也出现了新面貌,进而对整个建筑市场产生了巨大的影响。所以,我们所探索的行业发展思路,就是对整个行业各方提出新的发展决策的建议。

(一)装配式建筑企业的改革和突破

装配式建筑行业要发展,装配式建筑行业本身的项目开发企业、构件生产企业、工程施工企业、项目设计企业等要首先实现变革。

1.装配式建筑开发企业

(1)完善内部组织管理架构。装配式建筑在国内起步较

Modern Property Management

现代物业

晚,还属于新兴行业,既有制造企业的属性、又有施工企业的属性。要成立一个统筹管理的机构和部门,并以成本核算为中心,协同设计、生产、运输、工程等环节,避免各自为政的管理混乱,加强前后部门之间的相关衔接,整合资源,互相协作。

(2)倡导EPC总承包模式。目前,装配式建筑较多的还是采用传统的“五方责任制的总包”和“总包加生产”这两种模式。前者,开发企业要做好施工方案的全程策划,尤其是做好与监理、设计、生产、施工等各方的组织协调,虽能解决问题但特别繁琐。后者规避了繁琐的生产、管理、支付问题,把进度和质量等方面责任都转嫁到总包,让总包承担,但是如果过程中出现较大偏差的话,甲方对整个项目的管理也非常容易陷入失控的局面。我们倡导推广的EPC总承包模式,是对工程建设项目的决策、设计、施工、监理等工程项目全过程进行承包和管理的模式。该模式下,施工进度、工程造价、项目利润、建筑效果均有较好的保证。

(3)推广BIM技术集成数据。BIM(即建筑信息模型)作为一个建筑数据平台中心,集成了建筑工程项目中建筑尺寸、构件、材料、性能、价格、重量、位置、进度等各类信息。开发企业可以通过BIM技术,串联起设计、生产、施工和管理等全过程,并对相关数据进行再分析、再决策,服务于装配式建筑的整个全生命周期。

2.装配式建筑构件生产企业

(1)抢占业务市场。在如此利好的政策环境下,装配式建筑构件生产企业要提前谋划并加快布局,抢占业务市场。结合市场客观需求,合理扩张生产规模,尽量降低固定生产成本,摊销材料成本和运输成本,从而降低构件的单价,提高利润率。

(2)合理选址布局。装配式建筑构件生产企业的选址要科学合理,交通要便利,与各装配式建筑施工现场的综合运输距离要尽量缩短。装配式建筑构件生产企业还可以提前对生产的构件和运输的车辆进行编码,录入构件信息以及运输车辆信息,计算出更加科学合理的装车组合和装车量,优化最经济运输方案。这样一来,在运输端通过改变方式、提升效率、降低次数,实现运输成本的大幅节省。

(3)加大科研投入。装配式建筑构件生产企业在未来的发展中,还应加大科研投入,通过研究和开发,形成企业自主知识产权,通过提高各种构件的生产效率与构件质量的方法,提升企业生存空间和竞争能力。

(4)探索游牧工厂。大型产业化基地的建设周期通常比较长,它的劣势是一次性投入的费用较大,而且极可能出现产能过剩,造成浪费。对比之下,游牧式构件厂的优势就体现出来了,其投资较小,运输距离较短,对于施工现场出现的问题,能够及时反应,并解决。目前,在中天五建在万科城8#地以及万科·东方传奇两个项目上均取得了突破性进展。

3.装配式建筑施工企业

(1)提高技术能力。装配式建筑质量安全的难点就在于构件的安装技术。目前,装配式的各项施工技术还在逐步完善的情况下,只有加快建立自己的技术研发部门,加大技术研发的力度,提出装配式建筑的施工方案和施工方法,使安装快速、

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准确,提高效率,才能抢占市场,成为行业标杆。

(2)重建管理模式。由于装配式建筑的施工过程彻底改变了过去的建造模式,施工企业同样需要调整自身组织架构,建立新的管理模式。与传统施工模式相比,企业在招投标、质量、安全、进度、成本和现场施工都有了变化,所以需要施工企业全面革新运营和管理办法,以适应装配式建筑的要求。

(3)加强人才培养。伴随着上述技术能力和管理模式的巨变,装配式建筑施工企业从上至下都需要培养新型技术人才和管理人才。因此,人才的培养和储备显得尤为重要。

4.装配式建筑设计单位

(1)设计优先标准件和通用件。 装配式建筑设计单位从初步设计开始,就要把减少构件型号和提高构件重复率作为重中之重。只有合理地减少模具种类,科学地提高模具周转次数,才能实现降低模具摊销费用的目标。尽量多设计标准件和通用件,降低构件生产企业生产构件时模板的制作和调整次数,可以大大提升生产效率,让构件的产能更有保证。标准件和通用件的增多,也会降低施工企业现场的施工难度,提升施工现场的安装效率和节点连接部位的质量。

(2)设计结构选型可多样化。装配式建筑不单单是独立的混凝土结构,还包括木结构、钢结构、混合结构等。像这种复杂状态下,可以设计合理的混合结构,比如钢结构和混凝土结合,有时比单纯的混凝土结构成本更低;还可以优化设备配置,比如现在很多大型商业项目,机电设备、管线数量较多,设计相对复杂。

(3)成立独立的精算部门。装配式建筑成本结构虽然比较复杂,但在设计源头上,可以预先估计各阶段的材料用量、预计工时、设备设施的要求,进而预估整个项目成本,给开发企业的决策和设计的调整提供重要依据。另外,由于各省市对于装配率的要求和考量都有自己的计算和评价规则,与之对应的预制装配率也不同,因此设计单位可以把计算和评价规则输入公式中分析,精细计算预制率。在满足政府对装配率指标的硬性要求的前提下,通过提高成本上升小的装配式构件比例、降低成本上升大的构件比例的方式,既降低了成本,又充分享受到政策红利,达到盈利最大化的目的。

(二)政府政策支持及引导1.提供红利政策

(1)加大财政投入。政府可通过税收减免、按面积实行直接补贴、设立政府引导基金、提供政府风险补偿金模式贷款、优秀项目评选及现金奖励,不断加大财政投入、引导企业升级。

(2)提升营商环境。政府可在工业用地审批及土地使用优惠、容积率奖励、基础实施建设、物流体系支持、政府配套服务等方面发力,打造良好的营商环境。

(3)强化项目支持。政府可在自身主导的基础设施建设、民生工程(如棚户区改造、校园建设)等项目中,主动运用、广泛宣传装配式建筑。同时,在商业项目中对容积率给予奖励政策。

2.加强规划引导

(1)编制发展规划。各省市建设行政主管部门应根据地方特点及实际情况,积极优化装配式建筑发展规划、明确提出各

节点发展目标、严抓贯彻落实情况。

(2)规范行业标准。政府可加快建立各省工程消耗量定额及统一计价表、装配率评价方式、施工规范、质量监督办法等方面的标准。

(三)行业协会及各参与方的联动合作1.推进技术研发

在人才流动、技术研发推广等方面,打破行业及公司壁垒,集合行业各方的力量,融合BIM技术构建大数据平台,全力推进装配式建筑全产业链技术研发,攻克技术难关,打通产、学、研环节,引领中国装配式建筑占领全球技术制高点,抢占全球市场份额。

2.形成发展合力

行业协会及装配式建筑上下游企业联动,集建筑业各方主体优势,共同设立产业发展基金,并合资成立具有国际竞争力的装配式建筑企业,打通上下游,通过规模化生产,精准式订单,降低内部成本。

(四)资本市场和金融机构助推1.风险资本投资

装配式建筑虽然脱胎于传统建筑行业,但其集约化、标准化、工厂化的特性,自然地与智能制造、绿色建筑等新领域紧密相连,相较于传统的建筑行业,得到了政策红利、市场红利的加持,更易获得金融机构的支持和资本市场的青睐,必将成为大风口,进而能够持续吸引各种风险资本。

2.金融机构支持

金融机构应当顺应发展大势,大力支持装配式建筑发展。针对装配式建筑行业的特点和政府政策导向,合理运用绿色信贷、供应链金融、小微金融、银团贷款、知识产权质押贷款、政府风险补偿金模式下授信等产品,形成专业的综合金融支持方案,并通过建立绿色审批通道等方式提高服务效率,切实帮助装配式建筑企业做大做强。

六、综论

装配式建筑虽已走过了近百年历程,且现阶段造价高、运输贵、管理难等问题阻碍了它的发展,但其绿色、标准、高效等优点,吸引着无数建筑人不断去探索。在基建产业领先全球的中国,目前装配式建筑得到了政府的大力支持,吸引着众多建筑企业关注,并与智能制造、绿色建筑等朝阳产业相关联,我们相信,在各级政府、行业协会、建筑企业、风险资本、金融机构的合力推动下,装配式建筑必将在中国遍地开花,结出累累硕果,甚至有望占领全球装配式建筑至高点。

参考文献:

[1]辛丽婷,王春江,王平山等.混凝土强度对预制叠合板连接钢筋锚固性能的影响[J].工业建筑,2018,48(1):74-79.

[2]于阳.装配式混凝土结构设计连接技术研究[J].建筑工程技术与设计,2017,14(10):213-214.

[3]王林.装配式混凝土结构设计关键连接技术研究[J].建筑与装饰,2018,14(11):171,173.

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