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装配式建筑成本分析与管控措施研究

2022-07-27刘露宋佳晋刘铁民

智能建筑与智慧城市 2022年7期
关键词:预制构件吊装装配式

刘露,宋佳晋,刘铁民

(沈阳化工大学经济与管理学院)

1 引言

装配式建筑具有设计标准化、生产工厂化、施工机械化、装修一体化等特征,预制构件的模块化、工业化生产能够有效减少建筑垃圾的排放,装配化施工可以减少施工现场用水量及污水排放量,缓解施工现场的噪音扰民及粉尘污染现象,装配式的建造工艺能够缓解建筑市场劳动力短缺和劳动力成本上涨带来的压力。在可持续发展的大背景下,装配式建筑作为绿色建筑的代表之一,发展迅速。2020年,我国新开工装配式建筑面积达6.3 亿㎡。《“十四五”建筑业发展规划》更是明确指出:“要构建装配式建筑标准化设计和生产体系,推动生产和施工智能化升级,扩大标准化构件和部品部件使用规模,提高装配式建筑综合效益”。

虽然政策利好,但装配式建筑在发展中显现的问题也不容忽视,如装配式建筑地区发展不平衡——以京津冀、长三角、珠三角等地区为代表的经济发达地区新开工装配式建筑面积占全国半数以上;采用装配式施工的项目多为政府投资的保障性住房,高预制率的商品房较少[1],不难发现这些现象与装配式建筑的高成本问题有很大关联。所以,本文首先针对装配式建筑的高成本问题展开分析,然后从BIM 技术的应用、精细化管理和完善产业链三个角度提出管控装配式建筑成本的针对性措施,为装配式建筑降本增效提供参考。

2 装配式建筑的成本分析

如图1 所示,装配式建筑和传统现浇建筑从项目立项到竣工均涉及设计、采购运输、施工环节,下文将从这三个环节对装配式建筑的成本展开分析。

图1 装配式建筑与传统建筑的对比

2.1 设计阶段成本分析

装配式建筑较传统现浇建筑增加了预制构件的深化设计环节,该环节需要对预制构件进行拆分设计,并考虑吊装、运输、施工和整体安全性等因素,将预制构件的节点、吊装图、模板图、组装图等展现出来[2],同时,也需要多专业(建筑、结构、机电、暖通等)和多参与方(构件生产单位、施工单位等)的协同设计,及时沟通预留预埋、管线、开洞等信息,前置考虑后续阶段有可能遇到的问题。因此,该环节的技术含量和工作量最大,产生的设计费用也高。

2.2 采购运输阶段成本分析

装配式建筑的现场现浇工作量大幅减少,砂石、水泥、钢材等材料的用量和费用也相应减少,但增加了预制构件采购运输的费用。在采购费用方面,预制构件的成本中不仅包含人工费、材料费,还增加了工厂土地费用、厂房与设备摊销费、模具摊销费、管理费用和相关税金等[3]。由于工厂化的生产条件好,节约人工用工量的同时,材料利用也更加充分,能够有效降低人工费和材料费。而其他费用则与构件生产厂的生产能力和订单量大小有关,若订单量大,构件厂的产能利用充分,摊销在每个构件上的其他各项费用将有所减少。在运输费用方面,首先,预制构件的体量大,装卸需要吊装和辅助材料的固定,其运输复杂性远高于钢筋水泥等材料,且受运输距离、构件装载性等因素影响,其运输费往往很高。另外,如果在运输过程中,因构件的固定保护措施不到位和运输路况差等原因造成构件损坏,也会间接增加构件成本。

2.3 施工阶段成本分析

装配式建筑的建造需要装配工艺和现浇工艺相结合,标准层的施工流程大致为:现浇墙体扎筋支模→叠合梁、叠合板吊装→机电管线安装及楼梯阳台吊装→叠合板面扎筋→浇筑[4]。预制构件的体量大,为保证构件质量对现场存放场地的平整度要求高,施工现场大量的吊装作业对起吊机械的起吊能力也有着个性化的需求,预制构件吊装就位后,需要大量的支撑件加以固定,由此会增加相应的机械费和相关的措施项目费,如施工道路平整、构件堆场堆架、地下室顶板加固等费用。此外,预制构件的节点连接质量直接决定着装配式建筑的质量和安全,若在此阶段发生施工质量问题,引起返工,也会增加相关费用。

3 装配式建筑的成本控制措施

3.1 结合BIM技术正向设计,发挥设计主导作用

正向设计是以模块化、标准化、少类型、多组合为理念,建筑、结构、机电、暖通等各专业的设计人员利用BIM 技术在统一的模型中协同设计,在设计过程中统筹分析各子系统的制造和装配环节,考虑预制构件在储运上的合理性和安装上的匹配性,设计出模数化协调、标准化接口、精细化预留预埋的建筑产品,并通过预埋预设详图、连接节点图、构件的剖切图等予以展现[5]。正向设计可将设计、生产、施工3 个阶段的方案和要求通过BIM 平台集成在一起,将生产和施工阶段有可能遇到的问题前置到设计阶段解决[6],充分发挥设计主导作用,减少甚至避免施工阶段的设计变更,以保证工期、控制成本,具体如表1所示。

表1 BIM技术在不同阶段发挥的作用

3.2 严把质量进度安全关,实现精细化管理

项目的质量、进度、安全与成本之间相互制约又相互协调,在装配式建筑的建造过程中应准确把握这四者之间的对立统一关系,通过精细化管理严把质量进度安全关,控制装配式建筑的建造成本。

3.2.1 质量精细化管理措施

运输、现场堆放、吊装和施工过程最有可能造成预制构件的质量缺陷,对此,可采取的措施有:在构件运输前,提前了解路况,规划运输路线,防止因路况不佳损坏构件;提前规划好预制构件的场内运输路线和堆场,确保堆场坚实平整且利于排水,做好构配件装卸保护和进场验收工作,严格控制构件的堆放高度;进行吊装作业时,合理选择吊点,按照专项施工方案确定的顺序和路径进行吊装[7],使用专业吊具,防止构件因受力不规则而损坏;构件安装前,对管理和施工人员进行技术培训和交底,尤其是装配节点的做法,管理人员监督施工人员是否按照技术规范操作,确保构件安装精度,避免返工。

3.2.2 进度精细化管理措施

预制构件的供应是影响施工进度的直接因素,其生产运输速度应匹配现场施工进度。如果因构件供应不及时引起停工,则会造成专业队伍窝工和专业设备闲置而增加成本,如果构件过早或过量供应,则会增加施工现场的构件管理费,也会增加预制构件因存放不当而损坏的风险。对此,可考虑在现场预留一个标准层的预制构件数量设置堆场,以备随时调用,保证项目工作正常开展,避免不必要的施工间歇[8],又能将预制构件的管理费用控制在合理范围内。

3.2.3 安全精细化管理措施

在施工过程,由于吊装及拼装作业高空作业多,安全隐患也多。对此,可采取的措施有:在吊装前,相关管理人员检查现场的安全防范措施和施工人员的安全状态;通过试吊确认吊装机械运转情况和吊装速度,确保吊装机械在状态良好的情况下工作,并按时检修保养;在吊升阶段,于吊装区域设置警戒线,安排专人看守,禁止无关人员进入;构件吊至操作层时,严格要求操作人员按照操作规范进行作业,如,要求操作人员使用专用工具将构件勾至既定位置,禁止徒手推拉工具等[7]。

3.3 完善装配式建筑产业链,发挥协同效应

装配式建筑产业链涉及设计、生产、运输、施工等多个环节,行业跨度大,且装配式建筑的设计、生产、安装等环节的技术要求高、相互关联性强,任何一个环节出现问题均会引发连锁反应,进而导致后续环节的成本失控。因此,要开展有效的成本管理,需要装配式建筑产业链上的各方发挥协同效应。可由政府牵头整合上下游资源,扶持并鼓励发展配套产业,通过在全国范围内建立试点示范工程、产业示范基地等方式,逐步完善装配式建筑产业布局,促进产业链上各企业间协作关系的形成,提高生产运输和施工环节的效率,同时降低交易成本和建造成本。

4 结语

装配式建筑具有显著的环境和社会效益,可以有效缓解我国当前建筑业发展方式粗放、劳动生产率低、高耗能、高排放等问题。积极响应国家政策,把握推广装配式建筑的良好机遇,研究影响装配式建筑在我国平衡发展、降本增效问题的意义重大。上文通过分析装配式建筑的成本,从BIM技术应用、精细化管理和完善产业链入手,提出管控装配式建筑成本的措施,为装配式建筑降本增效提供参考。

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