随着装配式建筑稳步推进,其中的装配式混凝土建筑工程的大量实践过程和建设过程问题凸显出来,如现行装配式混凝土涉及节点连接、预埋吊装等技术不成熟;装配式建筑相关人才较为缺乏;装配式建筑施工与部品部件生产过程脱节;标准规范有待健全;技术体系有待完善;装配式建筑监管机制出现真空等实际问题,严重制约装配式混凝土建筑健康发展及既定目标达成。尤其是装配式混凝土建筑的高成本现状是关系到装配式混凝土建筑发展的生死攸关的问题,是亟需解决的紧迫问题。

据有关统计,全国范围内采用装配式混凝土建造方式比传统现浇混凝土建造方式的成本增量在150元-600元/m²之间,而且预制率越高,成本增量反而越高。以至于行业内对装配式混凝土建筑的质疑声越来越多,认为装配式建筑不但没有实现经济效益、社会效益和环境效益三大效益,却极容易困于高成本和负效益问题,尽管部分地区有政府补贴,但也不具有可持续性。国外如美国、德国、西班牙、日本等的装配式建筑发展经验已证明,装配式混凝土建筑是能实现三大效益和提高成本效益的,本文对我国现阶段装配式混凝土建筑高成本现状的原因展开分析。

通过实际工程数据统计,与传统现浇建造进行了对比分析,发现影响装配式混凝土结构高成本因素主要体现在地方政策影响、现行设计规范或标准影响、预制构件制作、存放和运输及现场施工等影响。

近年来各地装配式建筑快速发展主要是由于政策法令的颁布实施和推广,并明确以完成装配率或预制率的硬性指标作为考核,政策法令是强制性非推荐性,其执行范围及力度较大,尽管通过财政补贴及奖励政策、税收优惠政策、金融支持政策等有利于提高行业积极性和效益,但这并不是市场自然发展结果,不具可持续性。根据住建部住宅产业化促进中心研究,部分装配式混凝土剪力墙建筑成本增量和预制率关系如表1所示。

从表1可以看出装配式剪力墙混凝土住宅建筑成本增量随着预制率增加而增加,预制率在30%-60%的装配式混凝土剪力墙结构比传统现浇建造的成本增量为200-500元/m²。通过实践工程对成本增量与预制率或装配率的统计分析,发现导致高成本现状的部分政策法令起到很大推波助澜作用,比如有些地方政府在推进装配式建筑发展进程中,未因地制宜制定政策;一些城市把自动化生产线作为企业评价重要指标,盲目追求规模和先进性,造成工厂固定资产投资过大,摊销在预制构件的成本中随之增加;一些城市将预制率或装配率作为评价和考核装配式建筑的主要指标,甚至为追求既定目标,无论是否适合做装配式,无论工程规模大小,均按固定的装配率或预制率进行考核;一些城市装配率或预制率指标设置不灵活,如仅按单项工程考核指标,未按照整个建设项目考核,且不允许各单项工程间分配调剂指标,事实证明也会造成成本增加。

由于我国装配式混凝土建筑正处于发展探索期,技术不够成熟,导致现行设计规范或标准中部分条款较保守,对部分地域的适宜性较差,都会导致装配式混凝土建筑成本增加。如“叠合板的预制板厚度不宜小于60mm,后浇混凝土叠合层厚度不应小于60mm”,较常规现浇增加了板厚20mm,造成成本增加。“叠合板板底纵筋宜过支座中心线”,所以市面上常见出筋叠合楼板,出筋叠合板较不出筋成本更高,但按照现行设计规范标准不出筋要求,板厚至少达到160mm,加大板厚也会造成成本增加。装配式混凝土结构以节点连接为核心技术,现行设计规范标准以“等同现浇”湿法连接方式为基础,造成节点区域多钢筋碰撞干涉,纵横交错,施工效率低,造成成本增加。另外现行设计规范标准中有多处涉及内力扩大系数,导致含钢量增加,是否妥当,值得进一步研究。以统计整理的现行设计规范或标准对7度抗震设防地区为例,装配率为30%的装配式混凝土建筑与传统现浇建造的主要成本差值分析见表2。

装配式混凝土建筑在前期构件预制时,设计单位、预制工厂、施工单位等相关参与主体协同工作很有必要,目前实践中由于协同不够造成预制构件品种过多,导致模具规格多、周转次数少,预埋件缺失,预制构件制作与安装不匹配等现象时有发生;因预制工人专业素质薄弱,加之技术交底不到位造成图纸看不懂,看不透,导致预埋位置、钢筋下料、出筋方向、砼强度等级错误等问题发生,以致返修或直接报废。因存放场地利用率低,周转率低,存放过程混杂、支垫错误、多次转运,导致人工成本及修补费用增加。运输前存放场地无相应信息化手段,发货顺序混乱,忙乱装车,吊运过程发生构件碰撞、吊具使用不当,造成人工成本及构件裂缝返修成本增加。关于运输,现阶段我国预制构件运输体系不够完善,运输设备受限较多,甚至有预制工厂分布不均等原因,造成运输效率低、运输成本高。统计整理的因预制构件制作、存放和运输造成装配式混凝土建筑与传统现浇的主要成本差值分析见表3。

施工阶段对成本影响应该较前期决策、设计阶段小的多,大部分成本增加应不在施工环节,但通过实践统计,施工环节较传统现浇的成本增量也不能小觑,主要原因有起重设备费用增加,安装工具及材料摊销费用较高,多了竖向构件灌浆费用,措施费用增加等,有些成本增量是不可避免的,但有些是可以人为合理压缩的。不可避免的增加费用如因预制构件重量较传统现浇构件重,造成起重设备费用增加;目前现行技术以灌浆为主,这类费用不可避免等等。但是如果施工组织恰当,现场管理精细化,提高起重设备利用效率,减少耗材消耗,不过度采用满堂支撑等措施,是可以压缩成本增量的。统计整理的现场施工造成装配式混凝土建筑与传统现浇的主要成本差值分析见表4。

通过以上地方政策影响,现行设计规范或标准影响,预制构件制作、存放和运输,现场施工等因素对装配式混凝土建筑成本增量分析,可以通过具体措施或方法进行优化完善,将可避免的成本增量压缩至合理范围:(1)在政策上实施差异化政策。因地制宜确定地区装配率或预制率考核指标,发展初期加大财政、金融、税费等支持力度,培育降低成本典型示范工程,推进标准化建设,积极引导科研机构或高校进行专业人才培养等。(2)在现行设计规范和标准基础上。加快推进相关标准制定和实施,根据结构体系、地域分布等制定地方标准,研究发展不同装配式结构体系和连接方式,不局限于等同现浇设计思维,丰富完善不同结构体系、围护体系、管线分离、装饰装修体系的系统设计标准。(3)在预制构件制作上改进预制工艺。优化固定模台和流水线生产工艺,提高模具周转次数,增加模具通用性,采用轻质高强寿命长模具,预制构件存放上合理科学规划布局存放场地,有效分区信息化管理,从平面和空间上进行存放优化,减少二次倒运,预制构件运输需结合运费和预制构件数量或价值进行权重分析择优选择,并制定安全高效运输方案,提高装卸工艺和效率,防止预制构件破损。(4)现场施工做到精细化管理。优化施工组织,合理配置施工人员,强化协同上下游工作,工序间无缝衔接,定期培训工人施工技能,提高施工效率,充分利用现场机械设备,减免或杜绝窝工无效作业。