整体装配式结构(PC)对建筑工程造价影响分析

预制装配式结构对建筑造价影响一、推进装配式建筑的相关背景建筑业的现代化、工业化、产业化，已成为当今世界建筑业的发展大趋势，预制装配式混凝土结构，可以较大程度改善工人的作业环境，减少劳动强度，提高劳动生产率；可缩短工期和提高建筑品质的要求，同时节省大量模板，减少现场湿作业及扬尘，降低工地噪音污染；可以控制施工现场扬尘、减少雾霾问题。上海是我国最早推进装配式建筑的城市之一，2014年11月12日沪建管联发[2014]901号文《关于推进本市装配式建筑发展的实施意见》要求，各区县政府和相关管委会在本区域供地面积总量中落实的装配式建筑的建筑面积比例,2015年不少于50％;2016年起外环线以内新建民用建筑应全部采用装配式建筑、外环线以外超过50%；2017年起外环线以外在50%基础上逐年增加。采用混凝土结构体系建造的装配式住宅单体预制装配率和装配式公共建筑单体预制装配率应不低于30%，2016年起不低于40%。2008年的万科金色城市项目是我司的第一个装配式造价咨询项目，预制装配率15%，在没有相类似项目经验和数据的条件下，通过不断的摸索和学习，逐步建立的合理的装配式项目的计价体系和造价控制方法。此后我司陆续负责了万科海上传奇、万科翡翠公园、保利周浦医学园区项目、世茂云图、平凉路18街坊、保利建工赵巷等装配式项目造价咨询工作，总建筑面积已超100万平米。二、装配式建筑的相关知识装配整体式混凝土结构是由预制混凝土构件通过可靠的方式进行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，预制混凝土构件是在工厂或现场预先制作的混凝土构件，俗称PC构件。目前装配式建筑项目常用的预制构件种类有预制剪力墙、预制柱、预制外围护墙、叠合楼板、叠合梁、预制阳台板、预制空调板、预制楼梯等。预制率：是指装配式混凝土建筑室外地坪以上主体结构和围护结构中预制构件部分的材料用量占对应构件材料总用量的体积比。装配率：是指装配式建筑中预制构件、建筑部品的数量（或面积）占同类构件或部品总数量（或面积）的比率。装配式建筑结构体系与传统现浇结构基本相同，主要分框架、剪力墙、框剪等，考虑政策及实际项目实施情况，结合不同预制率要求，目前国内预制装配式住宅装配体系大致存在以下几类，第一大类为结构竖向受力构件现浇，叠合剪力墙体系（PCF）及现浇外挂体系。第二大类为结构竖向受力构件部分或全部预制，在预制率要求逐步提高的情况下，这种方式慢慢成为主流的建筑装配方式，也是以后重点发展的装配方式，装配整体式框架结构体系、装配整体式框架-剪力墙（核心筒）结构体系、装配整体式剪力墙结构体系。不同PC率项目的构件选择情况如下：预制率15%25%30%40%三、装配式项目在不同实施阶段的造价控制要点与传统现浇结构相比PC结构对工程造价的影响是多方面的，要求造价咨询人员的在工程技术知识有更多的了解，施工方案与工程造价结合更加紧密。按一般项目的实施阶段来分，装配式项目的造价咨询可分为三个主要阶段，分别为设计阶段、招标阶段及施工阶段。针对装配式项目的特性，通过方案比选、优化设计和限额设计等价值分析手段进行全过程造价咨询的控制工作和造价咨询的计量计价工作。1、设计阶段不同的预制构件种类对造价指标及项目施工进度有不同的影响，如PCF外墙结构内侧需现浇混凝土，影响项目施工进度，外墙PCF结构在完成预制构件吊装后，内侧需另行施工传统的钢筋绑扎和模板制作安装工作，因此会增加施工工期；预制叠合楼板会增加混凝土楼板的厚度，则增加造价费用，目前预制叠合楼板的最小厚度为15cm，预制外墙板√（局部）√√√凸窗、空调板√（局部）√（局部）√√阳台√（仅边梁）√√√楼梯梯段√√√√叠合楼板、叠合梁×√（局部）选用√预制柱××选用√装配住宅体系现浇外挂框架框架-剪力墙PCF、装配整体式剪力墙框架框架-剪力墙装配整体式剪力墙框架框架-剪力墙装配整体式剪力墙框架框架-剪力墙通常厚于现浇结构楼板；预制楼梯在所有构件中综合单价最低，且施工方便，所以性价比最高，PC楼梯只需在楼板侧预留螺栓即可连接，与现浇结构没有相互依存的关系。综上所述在设计阶段，可以通过以下三方面来重视造价控制的方面来优化设计。首先，根据项目不同的PC率及项目进度计划来选择合适的预制PC构件来达到造价最优，优先选择预制楼梯构件，尽量选择竖向预制墙构件，减少叠合楼板及预制梁构件等。其次，合理的进行预制构件板块划分，避免单块预制构件体积偏大、构件重量过重而导致选择较大的垂直运输机械。最后，综合考虑预制PC构件的建筑增加成本与政府的容积率奖励和补贴等因素，减少建筑单体种类、房型及不规则楼层等方法降低建筑成本。2、招标阶段预制装配式结构的成本影响因素与传统现浇结构相比，需设计深化提前、对工程施工技术的掌握也有较强的能力。装配式项目的招标投标需造价咨询人员在工程造价和工程技术进行综合的考量，对造价咨询人员也提出了更高的要求。预制PC构件的单方体积综合单价较高，目前上海的构件每立方米综合单价在2800元~3000元之间，因此在招标阶段预制构件的价格对招标结果又较大的影响，合理的确定预制构件价格需在招投标阶段对预制构件进行深化设计，以确认造价费用的完整性和准确性。在招标标阶段对投标单位的施工技术标中的PC内容进行投标报价合理化分析，如塔吊选型是否满足PC预制构件的起重要求、施工临时道路强度是否满足预制构件车辆的运输、施工进度计划是否与预制构件的加工生产相匹配、车库顶板上的PC运输道路是否已考虑顶板加固措施等。针对以上技术标内容，在商务标中分析所产生的费用的合理性，对于报价错漏项较多，严重影响投标报价的可考虑废标处理。例如：通常装配式项目的塔吊选择与传统项目存在较大不同，塔吊型号是由L*F最大的那块PC构件决定的，按此施工方案，单栋楼塔吊的回转半径40米，最远板块重量5.6T，塔吊的力距M=FL=224N·M，考虑到塔吊的效率和使用率，可选择250吨.米的型号。造价咨询人员需复核商务标报价内容与施工方案是否相匹配，如不一致可能导致重大误差。此外在塔吊的方案比选上，考虑选择单栋楼2台塔吊，则塔吊的回转半径可减少至25米，塔吊的力距M=FL=140N·M，塔吊型号可降至160吨.米，哪个方案更优需进一步的验算。3、施工阶段施工阶段的装配式结构造价控制可从预制构件的构件成本、运输费用、安装费用及与现浇结构的关系等方面进行造价控制，一个完整而准确的预制结构预算也应包括以上四部分。预制构件的构件成本包括预制构件的材料费用、人工费、模具费用、管理费及税金等方面，其中模具成本是预制构件成本确认的难点和重点，而模具成本又与项目的总体施工进度和单体施工进度有关，因此需综合考虑项目的施工进度和预制构件数量来确认模具摊销次数及单位体积内的模具重量，如下图：PC构件的模具与现浇模板相类似，属于构件预制过程中的周转材料，其模具图纸需进行深化设计，因而模具重量的确认可能存在偏差。此外模具数量摊销周转材料，但相同板块的模具利用率则需根据项目的具体情况计算，如金色城市项目共4栋单体同时施工，户型相同，2层以上为PC层，总层数18层，项目施工进度为7天一层。PC板块的生产速度通常为1.5天/块，每周可生产4块，因此本项目相同板型的模具配置一套即可，而单套模具的利用率可达64次。预制构件的运输成本则需根据预制构件的类型及外形尺寸来合理的进行运输计划布置来确认运输成本费用，如下图。预制构件的安装成本则包含了构件卸货、堆放、起吊、就位、支撑、安装、调整、灌浆及补缝等多道施工工序。造价控制需保证预算费用的完整性、合理性和准确性，如下图装配式预制构件与现浇结构相互连接和相互影响，因此在工程预算的编制中需仔细确认之间的构件关系，如PCF预制外墙可以做内侧现浇混凝土墙的模板、叠合楼板需扣除现浇混凝土板的底模、承重的混凝土梁可能部分在预制构件中等。四、若干启示建筑领域不断进行技术和工艺创新，最终的目标只有两个：在同等造价条件下提高建筑性能，或者在同等建筑性能条件下降低造价,但目前装配式建筑造价仍较大幅度高于传统现浇项目，后续建议通过PC设计及构件的标准化，通过规模效应逐步降低成本。装配式建筑工程造价构成与传统现浇结构存有较大差异。首先PC构件成本在建筑工程造价中占较大比重。其次装配式项目工艺与传统现浇工艺有本质的区别，与传统工艺相比增加了PC构件的制作、运输、吊装等工序；装配式项目中的现浇结构与PC构件需要进行可靠的连接，在计量上也存在较多的相互共存的关系；装配式结构可实现外墙免粉刷及施工无外脚手架等优势，减少现场湿作业和节约工期。因而造价咨询人员需要更多的立体、多方位和整体的视角去完成装配式项目的造价咨询工作。装配式建筑与BIM技术紧密融合，装配式建筑采用信息化管理方式相比非装配式建筑的落后施工管理模式，可对建筑进行全生命周期的运维,使用BIM通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,以数字化方法解决装配式项目的计量计价工作，与设计、施工及后期的管理相结合，提高建筑品质。2017年5月10日