案例分享 | 装配式建筑解读及成本简析

工业化4.0时代,政府及各级主管部门大力推行装配式建筑,装配式建筑是一个系统工程,是将预制部品部件通过系统集成的方法在工地装配,实现建筑主体结构构件预制,非承重围护墙和内隔墙非砌筑并全装修的建筑。可减少湿作业,工期更为可控,发展装配式建筑是带动技术进步、提高生产效率的有效途径。
 
一、项目简介
某项目位于华中某市,用地面积116003.09㎡,项目业态为高层和叠拼,总建筑面积为338418.03㎡,其中:
(1)住宅(区分不同业态)总建筑面积为218916.13㎡;
(2)叠拼总建筑面积31486.91㎡;
(3)地下室建筑面积为98186.23㎡。本项目高层和叠拼项目装配率均为50%,装配面积为100%。
 
二、解析装配式建筑解读
2.1 政策解读:
→武政规〔2017〕8号文
2.1.1 市场占有率
❖ 2017年底,新建装配式建筑面积占当年新建建筑面积的比例不低于10%;
❖ 2018-2020年,上述比例力争逐年递增10%;
❖ 2020年底,力争上述比例不低于40%;(华中某市所有区域范围的民用建筑)。
2.1.2 政策措施
❖ 分期缴纳土地出让金;
❖ 规划审批时,外墙装配式部分的建筑面积可不计入容积率(超3%,超出部分计容);
注意:报规时按装配式建筑报规,以获得面积奖励。
❖ 预售资金监管比例按照15%执行;
注意:该市小高层及以上建筑结构主体施工达到总层数三分之一以上,即可办理预售证。
❖ 办理预售许可证节点提前;
注意:该市小高层及以上建筑结构主体施工达到总层数三分之一以上,且已确定施工进度和竣工交付日期的,即可办理预售许可证。
❖ 减免新型墙体材料专项基金费用;
❖ 增值税减免优惠政策。
 
→《装配式混凝土建筑技术标准GB/T 51231-2016》 、《装配式建筑评价标准》
2.1.3 评价单元:以单体建筑为等级评价。
2.1.4 评价方式
❖ 预评价:设计阶段,按设计文件计算装配率;
❖ 项目评价:项目竣工验收后,按竣工验收资料计算装配率,确定评价等级。
2.1.5 等级评价
❖ 前提条件:满足四大基本标准,且主体结构竖向构件中预制部品部件的应用比例≥35%;
❖ 评价标准:
装配率为60%~75%时,A级装配式建筑;
装配率为76%~90%时,AA级装配式建筑;
装配率为91%及以上时,AAA级配式建筑。
2.1.6 装配式建筑系统
❖ 结构系统;
❖ 外围护系统(外围护结构及其他部品部件统一归纳为外围护系统);
❖ 设备与管线系统;
❖ 内装系统。
 
→华中某市装配式建筑装配率计算细则
2.1.7 一般规定
❖ 单体建筑按规划批文的建筑编号确认;
❖ 主楼+裙房,主楼和裙房可分别计算;
❖ 层数≤3层,地上建面≤500㎡,可组团计算;
❖ 规定范围外,采取专家论证确定比例、计算方式、分值。
2.1.8 四大基本标准
❖ 主体结构≥20分;
❖ 围护墙和内隔墙 ≥10分;
❖ 全装修全面实施100%;
❖ 装配率不低于50%。
2.1.9 五类结构
❖ 装配式混凝土结构建筑;
❖ 装配式钢结构建筑;
❖ 钢与混凝土混合结构建筑;
❖ 木结构参考执行;
❖ 组合结构建筑。
2.1.10 对主体结构中预制部件的应用比例不做最低限要求的民用建筑
❖ 高度超最大适用高度;
❖ 非居住建筑,地上建面≤1万平方;
❖ 地上建面≤3000m2售楼部、商铺、会所;
❖ 技术特殊建筑,单体装配率需≥30%;
2.1.11 装配率计算
❖ 装配率计算细则组成:主体结构+围护墙和内隔墙+装修和设备管线+创新项。
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❖ 装配率计算公式
装配率应根据表中的分值按下式计算:

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式中:
P——装配率
Q1——主体结构指标实际得分值
Q2——围护墙和内隔墙指标实际得分值
Q3——装修和设备管线指标实际得分值
Q4——装配率评价项目Q1、Q2、Q3中缺少的评价项分值总和
Q5——创新项指标实际得分值
 
2.2 装配方案重点解读
2.2.1 主体结构
❖ 高层部分为剪力墙结构住宅,建筑高度在130m以下,适用装配整体式剪力墙结构体系;
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❖ 适用高度:
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竖向构件全部现浇且楼盖采用叠合梁板时,取最大适用高度;
当预制剪力墙构件底部承担的总剪力大于该层总剪力的80%时,最大适用高度按括号内数值。
 
2.2.2 管线分离
❖ 基本概念:
规范定义:管线分离是将设备与管线设置在结构系统之外的方式;
纳入管线分离比例计算的管线专业:电气(强电、弱电、通信)、给水排水和采暖等专业。
管线分离:对于裸露于室内空间以及敷设在地面架空层、非承重墙体空腔和吊顶内的管线(√)
管线未分离:埋置在结构构件内部(不含横穿)(×)
管线未分离:敷设在湿作业地面垫层内的管线应认定为管线未分离(×)
❖ 优点及适用建议:
优点:提升日常设备检修的便利,大大降低维修难度,提升施工透明度;
缺点:对精装影响较大;影响户内净高,净宽;目前武汉图审认可的实例较少;华中某市目前暂无此类验收项目,建管站目前是没有验收过做了管线分离的项目,且装配条文没有具体做法,而且目前政府主推的方向是预制竖向及叠合板。
适用建议:不提倡全分离,推荐部分分离;
管线分离可实行方案:
户内——厨卫明敷、客餐走道在局部吊顶内明敷、非吊顶部分叠合板现浇层暗敷、天花下引至墙面的强弱电箱线管在预制内墙板暗敷;
公区——管线多为明装敷设(电力、弱电全明敷,照明、报警多为明敷,竖向下引至末端点位多为暗敷)。
 
2.2.3 干式工法
❖ 基本概念:
规范定义:干式工法是指取消普通砂浆等湿作业的施工方式;
工艺要求:干式工法楼面为结构楼面混凝土一次性成型,施工精度达到免砂浆找平要求;
工艺做法:干式工法地面为建筑地面采用架铺、干铺或者薄贴工艺,例如架空底板、木地板或者薄贴地砖;
干式工法:设置在楼地面保温层下部的现浇找平、结合层(√)
常用工艺:
1)瓷砖薄贴施工工艺:土建地面完成面平整度≤3㎜,瓷砖粘接剂满涂刮纹粘贴于地面,完成面厚度约20mm;
工艺实施成本:198.6元/㎡较传统施工增量16元/㎡(含高精地面自流平与粘接剂)。
2)高性能自流平砂浆找平工艺:在湖南可认定高性能自流平砂浆找平上铺设木地板为干式工法的施工工艺。
 
2.2.3 集成卫生间
❖ 基本概念:
组成部分:外框架结构(顶板、壁板、防水底盘等)+满足产品功能性的内部组件(五金、洁具、照明以及水电系统等);
优势:对比普通卫浴间,减少污染,工期短,后期维修检修方便,墙体不易吸潮,表面容易清洁,卫浴设施均无死角结构;
缺点:相关工艺在华中某市应用的比较少,国内厂商较少,基本集中在中山市,产能及运距受限制,且集成厨房、卫生间造价过高,建面单方增加成本在72元/㎡左右,总造价增加约1400万;室内水电预埋内置,后期业主无法更改;
做石膏板吊顶需要整装,拼装无法满足;室内装饰做法较单一;用环氧树脂胶贴砖,使用期限有限,易脱落氧化,返修率高不易返修;
后期渗漏无法保证,检修麻烦,我市目前暂无此类验收项目,后期验收存在一定不确定性,存在较大的风险。
 
2.2.4 集成厨房
❖ 基本概念:
组成:墙体、顶板、干法地砖构成整体框架,配置各种功能厨房用具,形成独立操作单元;
优势:具有标准化生产、快速安装、防渗漏等多种优点,可在最小的空间内达到最佳的整体效果;
基本标准:当评价项目各楼层厨房中的橱柜、厨房设备等全部安装到位,且墙面、顶面和地面采用干式工法的应用比例大于70%时,应认定为采用了集成厨房;当比例大于90%时,可认定为集成式厨房;
墙面材料:由瓷砖面材、铝蜂窝芯、聚氨酯和玻璃纤维等材料复合而成,该铝蜂窝复合结构配合不同的面材可作为装配式整体厨房的墙板和顶板使用;
地面材料:架空地面系统除地面饰面层外,不含地暖180元/㎡。
 
2.3 装配预制范围选择
2.3.1 住宅区预制范围
❖ 高层住宅楼分值建议:
主体结构:竖向承重构件与水平构件可以仅预制一种类别,或两者均预制,满足单项最低得分20分即可;
围护墙和内隔墙:围护墙的保温装饰一体化由于拟采用后贴内保温,不得分,内隔墙的管线装饰一体化难度较大,不考虑得分。建议非承重围护墙非砌筑与内隔墙非砌筑各得5分共10分,满足单项最低得分要求;
装修和设备管线:项目为精装交付,满足全装修要求,而集成厨房与集成卫生间成本较高,暂不考虑得分。建议应用架空地板,实现设备管线与主体结构分离,干式工法楼面、地面与管线分离两小项各得6分;
创新项:工程总承包模式得分初步考虑2分;信息化管理考虑设计阶段BIM技术,得2分;应用铝模板,得2分。
 
2.4 装配体系解读
2.4.1 装配整体式叠合剪力墙结构
❖ 基本概念差异:
叠合剪力墙:两块预制混凝土墙板+钢筋桁架、型钢连接,具有空腔的构件;
空腔混凝土:采用自密实混凝土。
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❖ 叠合剪力墙分类:
双面叠合剪力墙:
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单面叠合剪力墙:
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❖ 叠合剪力墙施工:
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施工特点:预制构件安装简单,检测直观,空腔内现场插筋连接,施工质量可保证。空腔内分层浇筑混凝土,施工可控,施工检测按照传统方式即可。
 
2.4.2 装配整体式灌浆套筒体系
❖ 基本概念差异:
实心墙组成:是由预制混凝土构件通过灌浆套筒连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。
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❖ 实心墙施工:
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2.4.3 两种体系各维度综合对比
❖ 结构安全性——实心墙优
❖ 施工难易度——实心墙优
❖ 工期保障——实心墙优
❖ 成本控制——叠合墙优
❖ 市场认可度——实心墙优
 
2.4.4 两种体系简易成本差异
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叠合剪力墙比套筒灌浆整体单方低38元/㎡,成本仅粗算,实际两种体系成本差异需根据详细的方案来测算,随着装配建筑的推广,构件成本降低,两种体系的成本差距也会缩减。
 
三、装配式方案对比
3.1 案例背景
❖ 项目情况:高层、叠拼均为装配式建筑,建筑高度<100m(22/33层),装配建筑面积为100%,装配率≥50%;
❖ 方案对比:满足50%装配率要求(达到50分要求),不同综合效益最好的装配式构件组合。
 
3.2 装配率方案
❖ 方案一:外剪力墙、围护墙预制,水平构件预制,内隔墙采用轻质条板,创新项中,采用信息化管理设计阶段BIM技术,要求施工单位使用铝模板,装配率50.3%。
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预制范围:
水平构件预制范围估算为:3F~33F叠合板预制(卫生间、连廊、公区按照此顺序不预制),正负零~大屋面标高(标准段)楼梯梯段预制,满足水平构件应用比例67%即可;
竖向构件预制范围估算:6F~33F,具体预制剪力墙墙身满足竖向承重构件应用比例36%即可,控制剪力墙墙身标准率;
外围护墙预制范围估算为:6F~33F(PC外墙);
内隔墙预制范围:1F~33F内隔墙预制50%即可(卫生间、厨房、分户墙按照此顺序不预制)。
 
❖ 方案二:外剪力墙、围护墙预制,内隔墙采用轻质条板,楼地面采用架空木地板做法,并在各专业系统图中注明管线与结构分离,采用信息化管理设计阶段BIM技术,要求施工单位使用铝模板,装配率50%。
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预制范围:
竖向构件预制范围估算:6F~33F,预制剪力墙墙身满足竖向构件应用比例53%即可,控制剪力墙墙身标准率;
外围护墙预制范围估算为:6F~33F;
内隔墙预制范围:1F~33F内隔墙预制50%即可(卫生间、厨房、分户墙按照此顺序不预制);
管线分离:需结合精装末端点位,实现设备走架空地板或者吊顶,进行估算精装方案是否能满足管线分离得分要求。
 
❖ 方案三:竖向承重构件不预制,水平构件预制,内隔墙采用轻质条板,楼地面采用架空木地板做法,并在各专业系统图中注明管线与结构分离,采用信息化管理设计阶段BIM技术,要求施工单位使用铝模板,装配率50%。
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预制范围:
水平构件预制范围估算为:2F~大屋面叠合板预制(除卫生间外其余均预制),正负零~大屋面标高楼梯梯段预制,满足水平指标80%;
外围护墙预制范围估算为:围护墙预制80%,得5分;
内隔墙预制范围:1~33F内隔墙预制50%即可(卫生间、厨房、分户墙按照此顺序不预制);
干式工法:建议应用架空地板,并且在装配率预评审阶段提交专家评审;
管线分离:需结合精装末端点位,实现设备走架空地板或者吊顶,进行估算精装方案是否能满足管线分离得分要求。
 
3.3 方案比选
方案一预制结构构件较多,综合成本最高。但是拿分项最为扎实,遵循装配式建筑的推行方向,各项审查、认定装配式示范项目等最便于通过,满足3%面积奖励政策。
 
方案二仅做竖向承重构件,水平构件不采用叠合板,结构自重减轻,综合成本相对低,满足3%面积奖励政策。通过增加装修和创新项得分来减少预制主体结构得分项,但管线分离在专家评审及后期图审阶段可能不被认可得分,成熟项目经验不足,有一定风险,且需要业主方尽早确定精装方案图等前置条件。
 
方案三仅做水平构件采用叠合板,不做竖向承重构件,不满足3%面积奖励政策,同时要求水平构件得满分20分,一般2层至大屋面除卫生间外的其余楼板基本全预制才有可能满足要求,构件通用性差,叠合板的种类较多,经济性需经预算比较。但干式工法楼面、地面,管线分离在专家评审及后期图审阶段可能不被认可得分,成熟项目经验不足,有一定风险,且需要业主方尽早确定精装方案图等前置条件。
 
综上,推荐采用方案一。方案二、三目前需要业主方尽早确定精装方案图,与户内楼地面建筑做法,优化飘窗做法。根据以往项目经验,若采取架空地板与空中吊顶做法,管线分离一般可以达到70%满足得分要求。若因各种因素目前不能确认上述前置条件,则采取方案一保证项目工期等要求。
 
3.4 装配方案成本对比
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以某地产某项目标准层装配方案为测算单元,以上成本对比显示,主体结构部分占比大,成本高,但考虑验收风险,得分最好控制,综合效率最高。结构部分成本增量占装配式建筑增量成本的50%,竖向构件每增加1%的预制率,增量总额占比增加1.47%,水平构件每减少1%的预制率,增量总额占比减少-0.3%。
 
3.5 装配建筑与传统建筑成本差异(按50%装配式)
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装配式建筑比传统现浇建筑整体单方高400元/㎡,单方差异主要体现在措施费中的垂直运输费、PC构件相较于传统结构的增量成本、抹灰范围调整引起的成本变化等,但随着装配式建筑的应用推广,不断降低构件成本,两种建筑体系的成本差距将缩减。
   
以上分析表可知,增量成本中结构部分占比重,其中装配式建筑较传统建筑单价差异较大的主要集中在铝模、钢筋、抹灰。集中两点差异:
1)总承包单位收入减少支出固定导致利润率降低,因劳务班组按固定计费模式,而装配结构实际含量低于传统含量;
2)装配建筑存在施工降效率。铝模的价格差异影响最大,经调研,主要为几下几点:
施工差异:
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价格调研:
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以某项目为例:
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铝模理论成本与市场调研人工费4~19元/,建筑单方4~19元/,具体由什么外部原因导致的呢?
原因分析:
❖  铝模厂家的铝模深化能力差异
铝模出厂前的试拼装基本无PC结构,理论与实际脱离PC吊装出现偏差,铝模安装不匹配导致费工;
❖  PC吊装施工实际偏差差异
PC吊装偏差直接关系铝模安装进度;
❖  总承包单位的管理协调能力差异
PC结构是系统工程,管理能力直接导致施工进度产值差异,工人工资预期恒定,每月1万~1.2万;
❖  装配结构现浇部分减少,人工效率降低
相对于全现浇构件而言,装配模板使用率变低,导致人工降效;
❖  装配结构大力推行初期,市场成熟度未与之匹配
市场价格未稳定,浮动率很大。
小结:以上外部原因落脚点为施工降效,装配项目目前效率为3.5层/月,常规项目效率为5层/月,以某项目为例,传统施工效率为7783/月,装配施工效率为3032/月,月度施工效率产值建筑单方差异0.7元/,此差异均为装配项目管理买单。
 
3.6 装配式建筑PC构件采购模式
目前PC构件采购有甲供、甲指乙供、乙供等多种模式,各种模式特点如下:
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以上综合可见,甲指乙供采购方式综合最优。那甲方如何选择出合适的PC厂家呢?其筛选原则可以按以下几个方向进行:
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四、装配式建筑成本关注点
4.1 垂直运输成本差异
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4.2 装配式建筑和传统建筑塔吊措施费增量分析
常规现浇高层的塔吊型号为TC6010,塔尖可吊重1t。装配式的塔吊型号一般为TC7020/TC7035,TC7020的塔尖可吊重2t,TC7035的塔尖可吊重3.5t。在装配式的建筑工程中单件预制构件的重量一般为1t-6t,相对于传统的现浇楼栋对塔吊的起吊重量及塔吊覆盖范围的要求要高。
塔吊措施费增量分析如下:
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4.3 同装配率下装配式建筑塔吊选型增量分析
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装配式项目相对于传统的建筑材料比较重,所以选用塔吊型号和塔吊的位置对成本影响较大。
 
4.4 装配式建筑成本关注点——装配结构中单构件尺寸
❖  在预制构件深化图设计阶段
预制构件加工厂和设计单位要加强沟通交流,共同配合设计预制构件加工图,在保证装配率的前提下,建筑专业可以结合实际的建筑项目需求,向设计单位提供预制构件的类型和尺寸,预制单构件尺寸尽量在1.5m³左右,重量在4t以内,构件的大小重量直接影响塔吊选型、运输成本。
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五、小结
目前装配式技术还不成熟,装配选型时尽量符合政府产业化的一个趋势,且对结构安全性影响较小的部位,同时需考虑拿分的确定性,权衡综合效益。PC深化图设计阶段,在保证装配率的前提下,可关注预制单构件尺寸,构件尺寸重量直接影响装配式措施费单方成本。
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