装配式经济性比对.docx

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装配式经济性比对

本文依据现有文献并对国内外典型装配式混凝土框架结构进行调研，尽量使用量化指标对新型子结构装配建筑进行经济性评估。

说明新型装配式房屋建筑在我国具有技术经济综合优势，值得研究并推广使用。

1998年国家政策的转向，全面开放了房地产市场，使得房地产行业进入了一个高速发展的时期。

在高速发展的过程中，行业问题也日益显露。

为解决建设周期长、资金占有率高、运营效率低、资源消耗严重、工程质量不均等长期困绕建筑行业的问题，装配式建筑重新进入了公众的视线。

目前，美国每16个人中就有1个居住在工业化住宅中；日本高层集合住宅中的85%使用预制混凝土技术，占全日本所有住宅总量约50%；法国预制技术从50年代开始发展，目前已形成成熟的与之匹配的技术和行业平台；香港在07年，已有65%的住宅项目采用了预制技术；新加坡1981年开始推广工业化建筑，目前79%的组屋采用了预制技术。

（一）装配式建筑优势分析：

1.工期、成本可控。

由于构件的工厂化生产，可以把施工现场大量的重复性工作利用高度机械化和自动化的预制生产线进行工业化生产，再结合构件的定型化和标准化，从而使劳动效率显著提高。

预制装配施工中，构件制作工时占总工时的65%，安装占20%～25%，运输占10%～15%。

由此可知，大量的工作已从现场转移到工厂，从而显著缩短了施工工期。

据欧洲国家统计，按传统建筑方法，每平方米建筑面积约需2．25工日，而预制装配式建筑施工仅用1．0工日即可，可节约人工25%～30%，降低造价约1O%～15%，缩短工期约5O左右。

如日本一幢100户的五层住宅建设工期，采用传统施工方法为240天，当采用预制装配式结构以后，只用了180天就完工了。

【1】

2.质量有保证。

由于使用工厂的现代化设施生产，在许多方面提供了较有利的条件。

混凝土强度可以比现浇方法高得多，稳定性也会好得多，并且预制构件的生产与现浇建造相比能够更有效地进行质量检验。

此外，构件生产时，可以把构件摆放在最有利的方向进行浇筑，从而提高质量。

美国学者Basler曾对预制工厂的混凝土和现浇施工的混凝土强度进行数月的统计测定。

测定结果表明，同一时期预制混凝土的变异系数仅为7%，而现浇混凝土则达到17%。

【2】

3.是减少了浪费。

包括人力、原材料、时间、工序方面的费用节省。

构配件实行标准化工厂生产，“量体裁衣”，无浪费。

现场实行装配式施工，基本减少了人为因素难以避免的浪费，大大减少湿作业的水电原材料的浪费。

无需搭设外脚手架。

以盒子建筑为例。

盒子建筑是近3O年来在建筑科技的发展中出现的一种独特的建筑形式，也是当今机械化、装配化程度最高的一种建筑形式，它比装配式大板建筑更为先进。

据统计，盒子建筑每平方米用工仅为1O人，比传统的常规建筑节约用工2/3以上。

在用料上也是相当节约的。

每平方米仅用砼0.3m3，比传统常规建筑可节约水泥22%，节约钢材2O%左右。

此外，盒子建筑自重轻，与传统常规建筑相比，建筑自重可减轻55%。

同时减少基础材料用量。

【1】

以8～12m跨度的预应力长跨空心板为例,与无粘结预应力现浇平板相比,一般可节约混凝土30%～40%,节约钢材50%～60%,免去涂包和锚具费用,减轻楼面结构自重10%～15%,节省模板、支撑等,经济效益十分显著。

【3】

（二）国内外典型工程分析

1.万科。

万科住宅产业化调查报告显示，实现大面积工厂化作业后，钢模板等重复利用率提高，建筑垃圾减少83%，材料损耗减少60%，可回收材料增加66%，建筑节能达50%以上；而由于传统的砌装隔墙改为轻钢龙骨隔墙，则扩大了房屋的使用面积（每70平方米可增加约0.6平方米的使用面积）。

施工现场的作业工人明显少了，原来需要几百人的，现在只需要20-30人。

2008年国内首例流水线式生产的万科新里程项目的两栋住宅楼在上海诞生。

该项目的外墙结构完全采用PC（预制钢筋混凝土）结构，在工厂生产出墙板，在现场对每面墙拼装就可以组合出标准的模块式房屋，房子的建造过程恰似在流水线上进行生产。

20栋和21栋ＰＣ楼主体结构一直以每层5天的进度顺利向上推进，现场工人最大可减少89％，大大减少了现场安全事故发生率。

【4】（《万科住宅产业化调查报告》.com/view/db811727aaea998fcc220e67.html###）

万科在产业化工程中已经形成了一套较为全面的装配化建筑技术，并从中获益。

【5】《万科住宅产业化介绍090305》

1）新工艺与新材料

新工艺：

超高层预制框筒结构技术；双重壁连接工艺；预制装配整体框架连接工艺。

新材料：

无污染及弱挥发材料；保温隔热材料；超强砼及超强钢筋。

2）技术体系

VSI体系技术。

结构设计采用了：

结构骨架（S,Skeleton）与填充设施（I,Infill）分离的设计理念。

其中结构骨架包括结构主体、承重墙体、公共设备设施及公共管线，填充设施包括非承重墙体、装修体系、户内管线、户内设备设施。

结构骨架按照70~100年使用寿命设计，充分考虑构造耐久性，填充设施可独立于结构骨架进行改建与修缮。

预制梁柱节点预制楼板

预制主次梁节点预制柱

3）社会效益

ⅰ.四节一环保：

节能

建造过程中的集中生产使得建造能耗低于传统手工方式。

ⅱ.四节一环保：

节水

工业化生产改变了混凝土构件的养护方式，实现养护用水的循环使用。

ⅲ.四节一环保：

节材

工厂化集中生产的方式，降低了建筑主材的消耗；装配化施工的方式，降低了建筑辅材的损耗。

ⅳ.四节一环保：

环保

现场装配施工相较传统的施工方式，减少了建筑垃圾的产生、建筑污水的排放、建筑噪音的干扰、有害气体及粉尘的排放。

实现工业化项目应用之后，能源消耗和资源损耗均有较大幅度降低，降低幅度随着工业化项目所占比例提升而同比降低。

工业化应用与否资源能源消耗对比分析

4）企业效益

ⅰ.生产效率及设备周转率

提高生产效率，提高设备周转率，可大幅提高企业单位时间的盈利能力。

以18层的小高层住宅为例，使用工业化的生产方式，可提高生产效率40%～55%，提高设备周转率60%。

ⅱ.资金周转率

工业化技术可提高资金运营效率，这是提高开发企业盈利水平的关键。

以18层的小高层住宅为例，使用工业化的生产方式，上部主体平均能够缩短150天施工周期。

显然能够为企业提前争取到资金的回流，加快企业资金的运作率。

5）消费者利益

ⅰ.出品质量

工业化技术可使建筑产品具有稳定的出品质量，提高建筑交付时消费者的满意度。

能够最大程度改善结构精度，杜绝墙体开裂、门窗漏水等质量通病。

在精确度上，以混凝土柱的垂直度误差为例，按照传统施工方法制作的混凝土构件尺寸误允许值为5-8mm，而以工业化预制方式生产的混凝土柱子的误差在2mm以内。

混凝土的表面平整度偏差小于0.1%，外墙瓷片拉拔强度提高9倍。

工业化技术可提高资金运营效率，这是提高开发企业盈利水平的关键。

以18层的小高层住宅为例，使用工业化的生产方式，上部主体平均能够缩短150天施工周期。

显然能够为企业提前争取到资金的回流，加快企业资金的运作率。

ⅱ.后期维护

可使建筑产品在交付后的长期使用中减少维修次数及维修费用。

工厂中生产的构件，具有更好的耐久性，减少了后期维护次数。

分离式设备体系，又为设备的维护和更换提供了可能性。

大大提升了建筑物的使用寿命，减少了维护成本。

建筑物生命周期成本分布

ⅲ.房屋性能的提升

新的建造方式的出现，为新技术的应用提供了一个更加宽容的技术应用平台。

新的围护和隔墙体系的出现，大大提升了隔音和保温性能。

。

ⅳ.使用安全性

严格把控的室内装修施工，让消费者居住更加安心。

配合工业化住宅而出现的VSI内装体系，使室内装修一次到位。

装修材料部品工厂化加工，现场组装、安装、拼装施工，让施工质量大幅度提升。

现场作业的减少，也大幅度的避免了二次污染。

而严格把控的装修材料，注重质量和环保，大大减少了因为装修而带来的室内环境污染。

为消费者带来安全和健康。

2.回龙观1818-028地块3#住宅楼项目

【6】《万科工业化技术总结12.4日》

1）工程概况

回龙观1818-028地块住宅项目包括六栋住宅楼和一个地下车库，均为保障性住房项目，总建筑面积为122292㎡，由北京住总万科房地产开发有限责任公司建设，设计单位为北京市住宅建筑设计研究院有限公司。

工程2011年4月01日开工，2011年12月31日结构封顶，2012年10月30日竣工，结构工期计划6天一层。

工业化项目包括：

13-27层楼板采用预制叠合板，8层以上采用清水混凝土饰面预制楼梯，一次成型，不进行二次装修。

本工程预制叠合板楼板最重为2吨，预制楼梯最重为3.7吨，选择了JL150型塔吊，在塔吊40米臂范围内覆盖整个吊装厂区和卸料区。

2）综合经济分析

ⅰ.预制构件工期、用工、经济分析

叠合板：

本工程2#、3#楼结构完全相同，2#楼顶板为常规施工，顶板无叠合板，3#楼为叠合板，故将2#、3#楼进行对比。

经济对比：

通过以上经济分析对比可以看出，目前从综合经济效果上，叠合板施工与常规全现浇顶板施工相比，综合成本每层增加6018.58元，主要原因是：

1、预制构件模具费用：

本工程叠合板构件生产总造价约110万元，其中叠合板模具9套，成本约27万，模具费用所占比例为20%左右；

2、叠合板运输：

叠合板的运输平均每车可运12块，运输费用摊销较大，构件模具费用及运输费用造成预制构件成本较高。

3、材料：

叠合板施工，现场经优化，5×10mm木方节省50%，顶板模板节省70%，顶板模板材料节省29688元。

用工对比：

人员投入上，叠合板施工增加吊装工、水电工共计14人，人工费每层比现浇楼板多投入12347.45元。

用时对比：

叠合板和现浇楼板施工时间上，叠合板顶板支模、混凝土浇筑用时比现浇板节省，但吊装、水电安装上用时较多，综合用时叠合板施工比现浇板少0.5小时

预制楼梯：

现浇楼梯施工与预制楼梯施工省费用：

1750+3195-4145=715元，即预制楼梯节省715元。

ⅱ.施工的成效

节能减排效果显著：

在工业化的实施过程中，我们对其物耗、能耗进行了统计，并与传统建造方式进行了比较，结果如下：

顶板模板节省了70%，顶板龙骨节省了50%，工厂化施工减少了钢筋废料的产生，减少了养护用水和现浇混凝土泵车及罐车冲洗用水，由于工业化项目涉及较多的构件吊装，施工耗电量没有显著地降低。

施工效率提升：

在施工过程中，就传统建造方式的2#楼与工业化建造方式的3#楼进行了工期对比，叠合板每层施工时间比传统楼板施工方式用时节省0.5小时，效率提升不显著；预制楼梯与传统现浇楼梯施工用时相比，效率提升约87%。

减少对环境影响：

减少了现场混凝土浇筑，降低了垃圾的产生，减少了混凝土车辆及设备的清洗，降低废水的产生。

工业化作业的实施，减少了现场操作工艺，降低了施工噪音的产生。

质量提升效果明显：

预制构件采用蒸养方式，保证了混凝土强度，确保了结构工程质量。

预制构件安装便捷，减少了现场施工量，减少了手工作业，有又效降低了由于人员素质参差不齐造成的质量通病产生。

预制构件观感好，精度高，减少了结构的修理，对装修提供了便利条件，避免了装修材料的浪费。

尤其是预制楼梯整体为清水混凝土浇筑，混凝土密实，颜色均匀一致，无需再做装饰面，直接达到了品质坚固、安装便捷、外表美观。

通过以上对典型装配式混凝土框架结构与相应现浇结构的经济性对比，我们可以看出，现阶段我国建筑的装配化程度还不够高，基本没有超过60%，节点的连接大多采用传统湿法作业。

同时装配式结构主要应用在梁、柱、板等较小的部件上，需要大量的连接工作。

同时由于装配构件的标准化生产，工人熟练程度不够高，吊装设备限制等问题。

还不能完全发挥装配建筑的优势。

由此，大型预制子结构的新型装配建筑的技术研究是势在必行并具有竞争力的。

【1】李湘洲，《国外预制装配式建筑的现状》1996年第3期

【2】杨晓波，《预压装配式预应力混凝土框架节点的抗震性能研究》

【3】刘永颐，《我国房屋建筑中预应力混凝土技术发展展望》

【4】（《万科住宅产业化调查报告》.com/view/db811727aaea998fcc220e67.html###）

【5】《万科住宅产业化介绍090305》

【6】《万科工业化技术总结12.4日》

2003年10月第三届国际混凝土工厂大会在德国波恩召开,会议提出“混凝土具有未来——在21世纪用混凝土预制构件进行建设”。

2000年3月全国混凝土协会召开了“我国建筑混凝土预制构件可持续发展战略研讨会”,会议指出:

“我国建筑混凝土预制行业正处于转换机制、产品更新的关键时刻,一个从粗放经营向集约经营,从普通加工向精细加工,从脆性构件向韧性构件转变的过渡时期已经到来,中国混凝土施工现代化的重任亦必将落在混凝土预制行业的肩上……"

[2]吴晓泉,闻德荣.我国混凝土行业空前发展的一年）2003年技术经济指标简要分析[]J.混凝土,2004,7,7一11