高層裝配式混凝土建筑技術經濟性分析

高層裝配式混凝土建筑技術經濟性分析                                                      來源：預制預應力結構 概述 1.1 預制混凝土技術優點（PCadventage） “S”（Speedofconstruction）—建造速度“Q”（Quality）—工程質量 “S”（Safety）—現場安全“E”（Envirenmentfriendly）—環境友好“E”（Economic）—經濟效益 1.2 預制混凝土技術特點 （1）標準化：預制構件及其連接構造設計的標準化定型，可以最大限度發揮預制技術的經濟性要求。 （2）工業化：采用預制工廠節能高效的規模化批量生產方式，是預制構件體現建設速度和效率的關鍵技術。如果能夠有計劃長期均衡配置資源進行生產PC構件，是保證質量、減少浪費的最有效手段。 （3）集成化：充分考慮建筑的功能和性能在預制構件中復合或預留，如：外裝飾、保溫、門窗安裝埋件、預留管線、預留插筋、預埋生產、施工安裝及裝修等埋件，是保證預制構件合理利用的關健技術，也是預制構件深化設計的主要內容。 （4）一體化：從項目策劃、規劃設計、生產運輸、施工安裝、設備裝修的部品集成等全過程統籌協調各 參與單位的人員分工協作，形成基于PC技術的完整產業鏈長期合作的一體化運作模式，是PC技術能夠長期發展具有生命力的關鍵。目前萬科的工業化模式有此雛形，可以想見一體化推進PC技術發展的管理難度非常大，需要政府和大企業通力合作。 1.3 預制混凝土技術難點 （1）高層建筑抗震連接構造：缺乏PC結構工程師。 （2）PC建筑及構件標準化定型設計：缺乏PC建筑師。 （3）技術工人及專業技術人員培訓：缺乏PC專業技術人員。 高層建筑PC應用技術介紹 2.1 PC結構體系分類 （1）K—框架結構，結合隔震、減震技術、PC裝配整體式框架目前以日本技術為代表，在高層、超高層建筑中應用比較廣泛和成熟，比較適宜采用工業化方式建造。該結構技術在我國的高層建筑中應用還不成熟，理論研究和工程實踐還比較缺乏，現階段實施難 度較大。 （2）J—剪力墻結構，以東歐技術為代表曾在高層建筑中得到廣泛應用，但抗震性能方面需要完善提高；目前中國采用預制外墻的裝配整體式剪力墻技術為高層住宅的主要實施方案，強調接近現澆結構的抗震設 計方法和裝飾、保溫一體化預制構件的應用技術。 （3）KJ—框架剪力墻結構，以美國技術為代表，突出預制預應力構件在高層大跨度建筑中應用優勢，但在抗震設防烈度較高地區的高層建筑中應用還有許多問題需要研究。 2.2 PC技術系統分級 PC技術系統按設計施工的技術難度可分為高級（A）、中級（B）、普通級（C）等三個級別，一般來說高級、中級、普通級和預制化率有密切關系，按級別高的系統兼容級別低的系統，A級預制率可達到50%～80%，B級預制率可達30%～50%，C級預制率可達10%～30%。但不能按預制化率來分級，主要還是考慮高層建筑的PC技術實施難度作為依據比較合理。 （1）A—主體結構豎向構件采用預制技術：如框架柱、剪力墻等； （2）B—主體結構水平構件采用預制技術：如疊合梁、疊合板等； （3）C—非主體結構采用預制技術：如樓梯板、陽臺板、外掛板等。 2.3 PC技術實施方案比較（表1）                                                  高層建筑應用PC技術的經濟性分析 3.1 影響PC技術在高層建筑中應用經濟性的關鍵因素 目前我國的高層建筑采用PC技術并不普及，即使采用PC方式，也以中級和普通級為主，預制率很低，主要是PC技術目前尚無法滿足現行的基于現澆結構編制的標準規范要求；另一方面，現階段采用高級PC技術系統的實施難度和建造成本都比較高，市場競爭力不夠。 （1）PC建筑設計方案與標準化構件定型（技術因素）； （2）規模化項目的長期均衡生產與施工（管理因素）； （3）建筑工人的技能和勞動力成本（人工因素）； （4）機械化制造和施工安裝水平（工藝設備因素）； （5）PC工廠設置（工程配套設施及運輸因素）； （6）其他（環境、工期、稅收等因素）。一般混凝土結構工程均按預算定額和工程量清單進行測算主體工程的建安造價，下表對列出的主要組價子項進行對比分析，定性描述采用PC技術的造價的變化模型。鑒于具體工程和地區等因素都不一樣，暫設定普通現澆結構的造價基數為100%，兩種預制結構中裝配整體結構以現澆為主（預制率小于30%），預制裝配結構以預制為主（預制率大于60%）。                                                從表2中可以看出裝配整體式結構和預制裝配結構的工程造價總體分別增加了7%和15%左右，其中有20%~50%的費用由預制工廠產生，如果能夠保證預制工廠長期均衡的規模化生產，有些費用還可以降低，但預制工廠的增值稅與建安工程的營業稅有重復，且較建安稅要高4%~5%左右，該部分不合理費用是制約PC行業發展和競爭力提高的關鍵因素。 3.2 PC技術、經濟及社會效益綜合比較（表3）                                                  3.3 現階段PC技術的經濟性控制目標 根據目前各地推行PC工業化預制技術的調查，普遍反映建安造價提高較多，主要因為個案的方案成熟度差、規模小，前期的研究和設施投入較多所致。鑒于目前的PC在各地實施基礎較差，樣本模型不具有代表性，有必要提出基于目前PC技術應用的經濟性評價指標如表4。                                                      設想一下，如果近三年政府公租房采用PC技術建造，A、B、C三個等級的預制率的不同，建安費用分別增加100元/m2、200元/m2、300元/m2，在一定時間段通過標準化建造，實現PC技術的規模經濟效益是完全有可能的，這樣就可以從根本上解決公租房的建造質量問題。開發商開發的普通住宅如能享受政府的3%面積獎勵，也完全可以彌補短期采用PC技術造成的費用增加。 結論 現階段重點解決PC技術“用得了”的問題，即技術和管理問題；今后相當長的時間要致力于“用得好”這一問題的解決，即質量效益問題。 （1）現階段我國高層住宅建筑采用PC技術要因地 制宜的推廣實施，貫徹從簡單到復雜、從低級到高級、從東部發達地區到中西部中心城市的發展路線； （2）充分挖掘預制疊合構件和非主體結構構件的 優點，高層建筑應堅持采用預制與現澆有機結合的裝配整體式結構技術路線； （3）合理配置資源，建立互利共 贏的長期戰略合作關系，不斷完善PC建筑的設計、制作、安裝等應用技術水平，充分體現采用PC技術的技術經濟優勢。 注：政府獎勵面積按10000~15000元m2的銷售價格估算。 從表4中可以看出：在沒有考慮預制率參數的條件下，如果政策獎勵得以落實，采用PC技術A級系統建造房屋的建安造價增加15%~20%，可以利用各地的工業化優惠獎勵政策來實現經濟效益平衡，從而達到建設單位的提高質量、節約工期、安全環保等工程控制目標。很顯然，如果采用B級或C級系統，預制率相對較低的情況，能夠享受面積獎勵對建設方就非常有利。