摘要

Abstract

分析裝配式建筑成本偏高的原因；提出采用一體化建造方式、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法、EPC工程總承包組織方式、信息化管理手段及規(guī)?；瘧?yīng)用等控制裝配式建筑成本增量的措施；最后，介紹部分控制措施在工程案例中的應(yīng)用情況。實踐表明，控制措施的應(yīng)用降低了裝配式建筑成本，提高了綜合效益。

引言

當(dāng)前，我國裝配式建筑正處在大發(fā)展的機(jī)遇期，發(fā)展條件已基本具備，各項政策、措施、技術(shù)、市場條件逐步成熟；發(fā)展態(tài)勢已基本形成，企業(yè)、工廠、項目、活動等空前高漲。然而，現(xiàn)階段仍存在裝配式建筑一體化程度不夠，設(shè)計與工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場裝配等環(huán)節(jié)脫節(jié)，裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，構(gòu)件深化設(shè)計 1 個項目 1 套參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，EPC工程總承 包模式應(yīng)用不足，仍依賴傳統(tǒng)組織方式，信息化技術(shù)應(yīng)用程度不高，規(guī)模化程度不足等問題，導(dǎo)致裝配式建筑比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑平均成本高，在一定程度上阻滯了裝配式建筑的推廣和發(fā)展。因此，亟需通過控制措施解決裝配式建筑成本增量問題。

Part 01

一體化建造方式

一體化建造方式是以建筑為最終產(chǎn)品的系統(tǒng)思維，優(yōu)化并集成了設(shè)計、采購、制作、施工等各環(huán)節(jié)的各種要素和需求，通過設(shè)計、生產(chǎn)、施工、高效管理和協(xié)同配合，實現(xiàn)工程建設(shè)整體效率和效益最/大化的建造過程。核心體現(xiàn)為三個一體化，如圖1所示。

1. 1 建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修一體化

1) 建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修各專業(yè)協(xié)同，形成一體化集成設(shè)計方案，避免專業(yè)碰撞，降低溝通成本，減少現(xiàn)場返工；不僅主體結(jié)構(gòu)裝配，機(jī)電、裝修各系統(tǒng)也應(yīng)裝配，系統(tǒng)提高裝配效率。

2) 采用承重、保溫、裝飾一體化技術(shù)，綜合考慮 保溫、裝飾等功能和效果，采用瓷磚反打、保溫裝飾 一體板等技術(shù)，外墻保溫、裝飾一次成型，減少二次裝修，降低成本。

1. 2 設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化

1) 通過設(shè)計優(yōu)化，減少構(gòu)件種類，工廠批量化生產(chǎn)，大大提高構(gòu)件制作效率及模具周轉(zhuǎn)利用率，有效控制生產(chǎn)成本。設(shè)計便于生產(chǎn)安裝的節(jié)點，設(shè)計的產(chǎn)品要便于工廠自動化、規(guī)?；a(chǎn)和現(xiàn)場簡易化、高效化施工，從而提高效率、降低成本。

2) 研發(fā)應(yīng)用鋼筋大直徑、大間距、少數(shù)量設(shè)計技術(shù)，解決傳統(tǒng)框架梁柱節(jié)點存在節(jié)點區(qū)域鋼筋密集、現(xiàn)場施工困難的問題，提升施工效率；疊合板不出筋技術(shù)，便于實現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)化；疊合板現(xiàn)場裝配板縫密拼技術(shù)，免支模、免支撐，提高裝配效率，降低綜合成本。

3) 研發(fā)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)同化、工具化的工裝系統(tǒng)，針對現(xiàn)場建造工序標(biāo)準(zhǔn)化，形成專項裝配式施工工法和管理技術(shù)，有利于設(shè)計-加工-裝配一體化，提高效率、縮短工期、降低成本。

4) 合理計劃租賃匹配的塔式起重機(jī)、施工電梯、鋼管腳手架等機(jī)具設(shè)備進(jìn)退場時間，減少租賃費(fèi)用。

1. 3 技術(shù)、管理、市場一體化

1) 技術(shù)、管理、市場相糅和，高效配置資源，全面協(xié)同各方力量，有效提升裝配式建筑品質(zhì)優(yōu)、工 期短、成本低、綠色環(huán)保等綜合效益。

2) 建立全過程商務(wù)體系，技術(shù)策劃和設(shè)計階段商務(wù)工作提前介入應(yīng)用，保證設(shè)計過程中對商務(wù)工作的充分考慮；在生產(chǎn)和施工階段，商務(wù)工作要引領(lǐng)指導(dǎo)生產(chǎn)和施工技術(shù)方法和措施，通過商務(wù)工作的全過程應(yīng)用控制裝配式建筑成本。

Part 02

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法

裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計原則為模數(shù)統(tǒng)一、模塊協(xié)同、少規(guī)格、多組合，各專業(yè)一體化考慮，實現(xiàn)平面、立面、構(gòu)件、部品部件標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實現(xiàn)生產(chǎn)工藝、施工工藝、周轉(zhuǎn)材料標(biāo)準(zhǔn)化，提高施工效率，降低材料采購成本及施工成本。四個標(biāo)準(zhǔn)化如圖2所示。

2. 1 平面標(biāo)準(zhǔn)化

建立比例控制、模數(shù)協(xié)調(diào)的系列功能單元模塊標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)，整體方案采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計整合，提供通用化模塊接口，使各戶型之間可進(jìn)行多樣化的組合。

2. 2 立面標(biāo)準(zhǔn)化

設(shè)計技術(shù)包括：飾面多樣、模數(shù)化的外圍護(hù)墻板標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)，窗墻比、門窗比控制下立面分格、排列有序的門窗設(shè)計技術(shù)，凹凸有致、錯落有序、等距控制的預(yù)制空調(diào)板、陽臺組合設(shè)計技術(shù)，基本裝飾部品可變組合，飾面色彩、質(zhì)感、紋理、凹凸多樣的設(shè)計技術(shù)。

2. 3 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化

基于功能單元的構(gòu)件尺寸模數(shù)協(xié)調(diào)設(shè)計技術(shù)，針對客廳、臥室、廚房、衛(wèi)生間的功能單元模塊，運(yùn)用最/大公約數(shù)原理，按模數(shù)協(xié)調(diào)準(zhǔn)則、通過整體設(shè)計下的構(gòu)件尺寸歸并優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè) 計，便于模具標(biāo)準(zhǔn)化及生產(chǎn)工藝和裝配工法標(biāo)準(zhǔn)化。如某項目只需通過5種通用化預(yù)制疊合板，即可組成品字形、蝶形、雙拼和Y字形共7類組合樓棟平面，減少構(gòu)件生產(chǎn)成本。

2. 4 部品標(biāo)準(zhǔn)化

在標(biāo)準(zhǔn)模塊中劃分小模塊，按模數(shù)系列設(shè)計，結(jié)合模數(shù)網(wǎng)格確定部品尺寸，以比例控制、模數(shù)協(xié)調(diào)的方法建立系列功能單元模塊(廚房、衛(wèi)生間)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計技術(shù)。

Part 03

工程總承包組織方式

EPC工程總承包管理模式是消除裝配式建筑增量成本，實現(xiàn)效益最/大化的有效途徑，其將工程建設(shè)的全過程聯(lián)結(jié)為一體化的完整產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了資源優(yōu)化配置，解決了工程管理碎片化、體質(zhì)機(jī)制切塊分割等問題。工程總承包組織結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3. 1 設(shè)計源頭把控成本

EPC工程總承包管理模式要求以設(shè)計為主導(dǎo)，全面統(tǒng)籌采購、生產(chǎn)、施工各環(huán)節(jié)；總承包方管理設(shè)計，從設(shè)計方案將成本控制前置化，以設(shè)計控制項目整體造價成本；設(shè)計中因地制宜，優(yōu)先使用當(dāng)?shù)夭牧希蛇M(jìn)一步節(jié)約材料及運(yùn)輸費(fèi)用；通過優(yōu)化設(shè)計，減少甚至實現(xiàn)零設(shè)計變更，避免由于返工造成的資源浪費(fèi)，從而降低成本。

3. 2 集中采購

由原來隨機(jī)性的采購模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻募胁少從Ｊ剑瑢崿F(xiàn)材料的合理化、規(guī)?；行蛏a(chǎn)，減少應(yīng)急性集中生產(chǎn)、物料庫存及相關(guān)間接成本，降低工程項目整體采購成本。

3. 3 合理部署施工

在總承包方的統(tǒng)一協(xié)調(diào)、管控下，優(yōu)化配置各方資源，統(tǒng)一施工部署，采用先進(jìn)的組織管理方法和最/佳施工技術(shù)，合理安排施工工序，穿插施工，節(jié)約大宗主材、周轉(zhuǎn)材料等資源，減少人工投入，提高工效，降低成本。

3. 4 明確業(yè)主職責(zé)

業(yè)主只負(fù)責(zé)方案功能、規(guī)模、質(zhì)量、進(jìn)度把控；技術(shù)方案、管理方案由工程總承包方制定，將各參建方的目標(biāo)統(tǒng)一至項目整體目標(biāo)中，形成利益共同體，實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、裝配資源的有效整合和節(jié)約，從而降低成本。

Part 04

信息化管理手段

采用裝配式建筑智能建造平臺，以EPC模式為管理思想，通過全員、全過程、全專業(yè)的“三 BIM” 應(yīng)用，形成輕量化數(shù)字設(shè)計，滿足設(shè)計、采購、生產(chǎn)、施工各環(huán)節(jié)對建造數(shù)據(jù)的讀取、抓取需求，提高項目的信息化應(yīng)用水平，從而整體提升建造效率和效益，降低工程成本。裝配式建筑智能建造平臺如圖4所示。

4. 1 建筑數(shù)字化設(shè)計

不同專業(yè)設(shè)計人員在統(tǒng)一平臺進(jìn)行交互式設(shè)計，滿足模型基本要求和三維協(xié)同，并完成模型輕量化共享，有效減少設(shè)計過程專業(yè)間的碰撞，降低設(shè)計成本。

4. 2 智能化工廠生產(chǎn)

通過基于平臺的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，對PC工廠實施管理，工廠各系統(tǒng)基于同一平臺協(xié)同工作，提高生產(chǎn)效率的同時，減少構(gòu)件質(zhì)量問題及不必要的返工與返廠，有效降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)成本。

4. 3 智慧化工地管理

基于BIM模型，結(jié)合總體施工組織設(shè)計和各項施工專項方案，進(jìn)行施工方案預(yù)演和施工工藝模擬，提高裝配效率，降低因交底不清而造成的返工率。通過平臺實現(xiàn)工程量的全過程動態(tài)更新，同時接收來自多方的過程檢驗，有效控制工程造價。

Part 05

規(guī)模化應(yīng)用

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，裝配式建筑項目達(dá)到一定規(guī)模后，成本會逐步降低，尤其可降低模具攤銷費(fèi)用等構(gòu)件生產(chǎn)成本，并通過合理安排的部署減少人工成本投入。住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心對全國12個典型樓盤單棟樓與規(guī)?；瘧?yīng)用裝配式建筑的成本差異進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)對降低生產(chǎn)成本的貢獻(xiàn)較大，使構(gòu)件單價降低780元/ m3 ，降幅約23%。規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)濟(jì)性對比如表1所示。

Part 06

工程案例

6. 1 案例1

某項目總建筑面積115萬m2，最/大建筑高度為150m，由24棟住宅樓組成，住宅數(shù)量9672套，項目采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系、裝配式鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系、鋁模為主部分預(yù)制的裝配式結(jié)構(gòu)體系及鋼筋混凝土框架+預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心樓板結(jié)構(gòu)體系。110m以下的塔樓結(jié)構(gòu)裝配率為80%以上；150m塔樓結(jié)構(gòu)裝配率為59%；裝配式鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)裝配率為92% 。項目效果如圖5所示。

1)     采用EPC工程總承包模式

采用從方案階段開始的EPC工程總承包模式，充分發(fā)揮工程總承包工程中設(shè)計牽頭、引領(lǐng)的作用，從設(shè)計源頭有效控制項目成本。

2)     采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

采用四個標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方法，通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和模數(shù)，減少預(yù)制構(gòu)件和部品的種類和規(guī)格。該項目根據(jù)戶型類別設(shè)計7類預(yù)制構(gòu)件，總預(yù)制構(gòu)件為62122件，同一類型的預(yù)制構(gòu)件在該構(gòu)件中最/大占比達(dá) 50% ，提高單個構(gòu)件重復(fù)率，減少構(gòu)件平均加工生產(chǎn)成本。

3)     應(yīng)用裝配式建筑智能建造平臺

通過裝配式建筑智能建造平臺，實現(xiàn)建筑在設(shè)計、生產(chǎn)、施工全產(chǎn)業(yè)鏈的信息交互和共享。通過BIM技術(shù)一鍵出量，整合采購清單，網(wǎng)上公開招采的全過程流水作業(yè)，使項目在采購及成本控制上更加便捷、有序。

4)     規(guī)?；б?/strong>

該項目為全國最/大裝配式建筑公共住房項目，中標(biāo)價43.78億元，比傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系競標(biāo)價低，充分體現(xiàn)了裝配式建筑的規(guī)模化效益。

6. 2 案例2

某項目為3所學(xué)校，建筑面積分別為16172，101531，75715m2 ，采用裝配式框架鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系，預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制柱、鋼梁、預(yù)應(yīng)力雙T疊合樓板、非預(yù)應(yīng)力不出筋疊合樓板、預(yù)制疊合陽臺、預(yù)制樓梯、預(yù)制外掛墻板、預(yù)制隔墻板等，裝配率為86.5% 。項目效果如圖6所示。

1)     采用EPC工程總承包模式

采用從方案階段開始的工程總承包模式，中標(biāo)價13. 89億元，造價 6000 元/m3 ，同期該地區(qū)其他學(xué)校造價為7300 元/m3 。2018年9月底中標(biāo)，2019 年7月30日通過竣工初驗，9月1日正式開學(xué)，提供8100個學(xué)位，解決了該地區(qū)學(xué)位緊張的難題。

2)     創(chuàng)新性采用新技術(shù)

3 所學(xué)校采用PC構(gòu)件與型鋼結(jié)構(gòu)的組合體系，預(yù)制柱與鋼梁水平連接節(jié)點采用高強(qiáng)螺栓干法連接，節(jié)點施工簡單、安全可靠，提高建造效率，總工期為10. 5個月。

3)     采用標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件

通過平面、立面標(biāo)準(zhǔn)化，從而實現(xiàn)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，3所學(xué)校預(yù)制柱、鋼梁、預(yù)應(yīng)力疊合樓板、樓梯、陽臺等標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件全部通用。減少模具類型，提高模具周轉(zhuǎn)次數(shù)，降低構(gòu)件生產(chǎn)成本。

Part 07

結(jié)語

成本是制約裝配式建筑發(fā)展的關(guān)鍵因素，可通過一體化建造方式、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法、工程總承包組織方式、信息化管理手段及規(guī)模化應(yīng)用等措施減少裝配式建筑的成本增量，提高裝配式建筑品質(zhì)和綜合效益，從而促進(jìn)裝配式建筑健康發(fā)展。