[摘要]:本文介绍装配式建筑在公共建筑的应用,结合清湖新时尚文明广场的具体案例,通过精心设计、快速实施,规避争议,将许多人反对的邻避项目打造成群众喜闻乐见的休闲场所,同时对装配式建筑的应用利弊、发展策略提出了具体思路。
[关键词]:装配式建筑;公共建筑;发展策略;应用前景。
一、装配式建筑发展概述
1998年国家政策的转向,全面开放了建筑市场,使得建筑行业进入了一个高速发展的时期。在高速发展的过程中,行业问题也日益显露。为解决建设周期长、资金占有率高、运营效率低、资源消耗严重、工程质量不均等长期困绕建筑行业的问题,装配式建筑重新进入了公众的视线。目前日本新建建筑中的85%使用预制混凝土技术,占全日本新建建筑总量约50%;法国预制技术从50年代开始发展,目前已形成成熟的与之匹配的技术和行业平台;香港在2007年,已有65%的建筑项目采用了预制技术;新加坡1981年开始推广工业化建筑,目前79%的房屋采用了预制技术。
长期以来,传统建筑行业在发展过程中面临诸多矛盾及难题,如环境污染严重、建设周期长、生产效率低下、安全隐患众多、质量监管力度不足、管理难度大等。 随着 BIM 等先进技术的迅速发展,“一带一路”倡议的推进,传统的建造方式已经不能适应建筑行业可持续发展的要求。基于此,要实现建筑行业可持续健康发展,促进其快速转型升级,大力发展绿色装配式建筑就是极其重要的手段。
2016年9月14日,国务院总理李克强主持国务院常务会议, 强调要大力发展装配式建筑,服务于产业结构转型升级。同年9月27日,国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》。 2017年2月,《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》出台,明确大力发展装配式建筑,力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。在当前公共建筑实施中,由于受现场条件、安装衔接、工厂制作及工程造价等因素影响,装配式建筑往往应用不多,尤其在区及以下部门的政府投资项目,应用更是有限。
二、清湖新时尚文明广场建设情况
(一)项目概况
清湖新时尚文明广场 EPC 项目,位于广州市白云区均禾街清湖村,是广州市首个生活垃圾分类知识科普展示基地,包括一座厕所,一座科普展示厅,一处垃圾分类收集点,其建设对全市甚至全省的垃圾分类宣传教育起到示范性作用,项目占地面积约700平方米,总投资约500万,建成后累计已接待各区县50余次现场观摩,是白云区垃圾分类的综合示范点。
(二)设计构思
建筑外观上从中国传统建筑的角度出发,进行整体性的设计。提取传统建筑中的符号进行转化,使的新建筑与旧建筑融为一体。同时各功能房间相互连接错落,形成了传统建筑的群落,从而呼应周边原有的古建筑群落。与此同时,建筑的布置还考虑了景观的设计。在建筑物的设计过程中尽量的保留了场地内原有的树木,使得原有的树木穿插于新建建筑之中,并形成了良好的景观。建筑的设计还在广场侧设置了一堵弧形景墙,以呼应广场,从而使广场形成一定的围合空间。在建筑的设计中,考虑到工期的原因,设计过程中考虑用装配式建造的新技术,并通过现代化建筑材料演绎出传统建筑的意蕴。建筑中部分天面采用透光天面,使得阳光可以从天面引进室内,从而形成良好的光影效果。
(三)设计效果图
(四)示范意义
清湖新时尚文明广场的建成,将邻避项目的建设工期大大压缩,
正常3个月的工期仅30天就全部完工移交,同时将公厕、科普馆、分类房有机融合,并充分尊重周边环境和建筑,使之从原本公示争吵的论证中迅速落成,最后成为群众喜欢的一处休闲景点。
三、装配式建筑的利弊分析及现实问题
(一)利弊分析
1、优势
(1)保证工程质量。传统的现场施工受限于工人素质参差不齐,质量事故时有发生。而装配式建筑构件在预制工厂生产,生产过程中可对温度、湿度等条件进行控制,构件的质量更容易得到保证。
(2)降低安全隐患。传统施工大部分是在露天作业、高空作业,存在极大的安全隐患。装配式建筑的构件运输到现场后,由专业安装队伍严格遵循流程进行装配,大大提高了工程质量并降低了安全隐患。
(3)提高生产效率。装配式建筑的构件由预制工厂批量采用钢模生产,减少脚手架和模板数量,因此生产成本相对较低,尤其是生产形式较复杂的构件时,优势更为明显; 同时省掉了相应的施工流程,大大提高了时间利用率。
(4)降低人力成本。目前我国建筑行业劳动力不足、技术人员缺乏、工人整体年龄偏大、成本攀升,导致传统施工方式难以为继。装配式建筑由于采用预制工厂施工,现场装配施工,机械化程度高,减少现场施工及管理人员数量近10 倍。节省了可观的人工费,提高了劳动生产率。
(5)节能环保,减少污染。装配式建筑循环经济特征显著,由于采用的钢模板可循环使用,节省了大量脚手架和模板作业,节约了木材资源。此外,由于构件在工厂生产,现场湿作业少,大大减少了噪音。
2、劣势
(1)成本较高。由于上下游供应商资源不足、预制构件及部品的
生产商太少、运输设备、吊装设备等专用配套设施的生产商不多等因素,装配式建筑的成本目前装配式混凝土建筑的建筑成本是高于传统建筑。
(2)设计标准化程度不高,未体现出规模化效应。设计单位大多不熟悉模数化、标准化、工业化的设计方法,也尚不适应主体结构、装修和设备管线的装配化集成技术。主体设计单位对PC的制作、运输、安装等产业链了解程度低,导致后期构件拆分及节点设计困难。
(3) 钢筋及混凝土用量增加。由于构件拆分后拼接部位连接钢筋和加强钢筋增加。夹芯保温外页墙增加了钢筋及混凝土用量,而叠合板、叠合墙、预制梁、预制柱等尺寸大于现浇。临时支撑、运输、吊装、就位等增加了施工安装费用。
(二)现实问题
近年来,经过各级政府、各大企业的大力推进,装配式混凝土
结构在技术标准、施工方法、施工工艺等方面取得了显著成绩。但与此同时,受各种因素影响,其发展也遇到一些瓶颈。
1、政策支持力度不够,顶层设计落后
近年来,为了鼓励装配式建筑的发展,从中央到地方各级政府出台了系列优惠政策,也进行了一些城市和产业基地试点,取得了一定成效,但站在行业发展的角度看,有些政策包括金融、税收等,对装配式建筑发展并非十分有利,比如:税收方面,作为预制装配式建筑中的最主要元件——混凝土构件,被认定为一种商品,征收 16% 的增值额,比普通建筑工程施工材料 4% 的税额高出很多,同时装配式建筑具有设计、生产、运输及施工安装各环节的整体协调性特征,不同于传统的现浇结构体系。由于生产工艺流程的差异,在设计、生产、施工、监理等环节,装配式结构体系都产生了移位,从而导致各参与主体的业务范围、责任权限发生了较大变化。现行的政府行政管理制度对设计、生产、施工安装分开独立管理,缺乏对设计、生产、运输、安装一体化经营模式的政策体系设计,客观上阻碍绿色装配式建筑的发展。
2.技术标准体系不健全,标准化程度低作为一种新的建筑模式,
无论是设计、生产、运输环节还是施工安装、竣工验收过程,都缺乏统一的技术标准和操作规程。各参与单位对装配式技术的认识、掌握非常有限,缺乏熟练的应用操作技能。虽然有部分国有大型开发公司和施工企业对装配式建筑的未来充满信心,但目前绝大多数承包商如设计、生产、运输、施工安装单位根本不具备研究、掌握、应用预制
装配式建筑技术的能力。和国外发展国家相比,我国的装配式建筑标准十分缺乏,急需大力研究完善。
3.产业不成熟,产业管理不完善一个完整的预制装配式项目的
成功实施,离不开科学的设计、合理的生产、可靠的运输、熟练的施工安装以及完备的后期服务。预制装配式结构全过程整体协调性的特征,客观上要求参与企业具备优越的资金条件、高超的技术研发应用能力以及科学的管理水平。当前,能达到这样要求的单位数量十分有限,仅限于国有大型设计院及开发公司,产业配套缺乏,相互配合度非常低。受传统建筑生产方式的影响,其特有的利益主体早已产生,并形成了固定的利益链。装配式建筑产业链包括前期的研发与设计、 中间的生产与运输以及施工安装与调试,到后期的运营维护,其参与单位有研发单位、建设单位、设计公司、生产厂家、运输企业、施工
安装单位等,所有的参与单位、所有的经营活动构成了一条有机的产业链, 而现行的装配式建筑市场产业发展不充分,管理不完善,产业链不成熟。
4.装配式建筑工程成本高,前期投入大企业在初期没有完全掌
握好先进技术,没有专业化的人员队伍,缺乏现代化企业管理模式。 同时,预制构件加工厂、基地一次性投资额高,单个构件摊销费高,这些都导致装配式建筑工程成本高。而且,与传统的现浇建筑结构相比,装配式建筑在项目研发、设计、生产制作、运输管理以及施工安装等环节协同配合难度较大,一定程度上也增加了其成本。据相关资料统计,预制装配式技术比传统结构体系每平方米增加建设成本约 600-700 元。
四、装配式建筑的发展策略与开拓方向
(一)制定、完善国家相关政策
针对预制装配式建筑市场现状, 尤其是 PC 构
绿色装配式建筑发展现状及策略件生产厂商、材料供应商等各参与主体,国家应尽快制定完善相关政策,包括设立专门部门负责装配式建
筑推广、完善。 加强工程造价计价管理,规范经济指标,维护正常市场秩序。 同时国家应鼓励装配式建筑发展,出台专门的扶持政策,在土地供给、资金配套、人才引进、容积率等方面给予倾斜,调动各行业、各大企业的积极性,使装配式建筑良性、可持续发展 [16] 。 教育、人才管理等部门应成立专门人才建设工作指导组,出台专门人才培养、引进政策,完善人才保障体系,创新绿色装配式建筑人才管理模式,为装配式建筑人才培养、行业发展提供政策支持。
(二)构建完善的技术标准体系和西方发达国家相比, 我国的预制装配式起步晚、发展缓慢,缺乏符合自己国情的装配式技术结构
体系。应积极研究、开发出符合我国特色社会主义市场经济国情的装配式建筑结构体系,包括主体结构、厨卫构件、设备设施、围护结构等,逐步实现配套化、系列化、标准化体系建设。重点研究、开发、应用符合建筑工业化生产要求的装配式结构体系, 如轻钢结构体系、框架 - 框剪结构体系等。 完善建筑和部件之间的模数体系,实现装配式构件产品成套集成,使装配式建筑产品结构体系和部品结构体系协调统一;构建完善的装配式技术标准体系。
(三)加强行业管理,优化产业管理模式装配式建筑的发展, 离不开科学合理的产业管理模式。 装配式建筑生产经营活动, 有其固有的规律,也有其完备的上下游产业链,包括研发、设计、生产加工、运输、施工安装、后期保养等过程,整个产业链中,各参与单位必须充分协作、积极配合。技术、资金、管理等方面有资源优势的国有大型企业,在行业产业中处于主导地位,充分发展其核心作用。 同时,
关注上下游各类型企业,加强管理,建立共赢互利机制,形成共同的研发团队,实现整体效益。 可以通过组建大型建筑企业集团的方式,实现资源优化配置,提高行业产业发展水平。积极推广全方位、全过程工程咨询, 包括装配式建设项目可行性研究、 总体规划、勘察设计、构建生产、施工管理、造价咨询及项目运行维护等环节。
(四)抓重点扩规模,降低装配式建筑成本
国家应加大对绿色装配式建筑的推进力度,促进绿色装配式建筑发展; 落实国有资金建设领域绿色装配式建筑的普及力度。 政府应在医院、学校、保障性住房等公共建筑领域,制定相关政策,优先采用装配式建筑,扩大其市场规模。 实践证明,绿色装配式建筑成本高的原因很大程度上是由 PC 构件成本高所导致。因此,要控制装配式建筑成本, PC 构件成本控制是关键、是重点。 在生产环节,要制定合理生产计划,统筹考虑,科学安排各生产周期,充分均衡利用各种资源,减少预制环节厂房的占用。加大机械设备、预制构件模型模具的周转速度,降低折旧及分摊成本。在运输环节,合理布置预制构件的生产基地,精心选择各种构件的供应商,降低预制构件的运输成本。根据各预制构件的重量、形状、尺寸等特点,灵活选择各加固工具及运输工具;在运输线路上,要充分考虑各公路、桥梁的限载、限高、限宽等因素,降低运输成本。 同时,应选择正规的物流运输公司,控制额外可能增加的成本。加强施工现场管理,避免二次搬运,减少现场二次搬运费用。 在安装环节,其成本包括安装人工费、机械费用,安装需要的连接件等材料费以及垂直运输费用。加强安装技术人才培养,严格做到持证上岗,降低安全质量事故,提高效率,降低人工成本; 合理使用安装机械以及垂直运输机械,加强机械台班管理,降低安装机械费用;控制安装材料用量,减少浪费。