二、这些结构体系在住宅中的应用比较
各种装配式住宅体系使用频率主要与开发商和消费者两者有关:
开发商:较注重住宅开发的政策、成本、消费者接受程度、建造周期等。装配式混凝土政策推广较早,且装配整体式混凝土剪力墙结构发展时间较早,技术较成熟,因而是目前我国高层装配式混凝土结构的主流体系。而预应力混凝土、双面叠合剪力墙、木结构等不仅对产品本身质量、制作人员及机器的要求较高,价格也相对昂贵。但预应力混凝土、双面叠合剪力墙侧向刚度大,水平力作用下抵抗变形的能力强,抗震性能更好,原有PC工厂流程改造不大,因此更多在非住宅试点项目中运用。
消费者:较注重住宅的质量、价格、隐私性等。目前消费者对装配式建筑还处于认识阶段,更容易接受与现浇住宅相似的装配式混凝土住宅。主次框架结构、交错桁架结构、钢结构在展厅等大空间建筑中更常见,但运用于住宅时消费者会担心住宅的隔音保温效果等,因而对此类装配式住宅接受程度较低。对于在乡村、山区或海边地带,对隔音要求不高,强调抗震和易用的底层房屋也多用全装配低层装配式住宅体系。
所以综合起来,装配式剪力墙高层住宅体系、全装配式低层住宅体系应用较多。
五、预制率、装配率是什么?
不同预制率的建筑预制了哪些部分?
预制率是表示装配式建筑室外地坪以上主体结构和围护结构中预制部分的混凝土用量占对应构件混凝土总用量的体积比。装配率则表示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。
在不同业态、不同预制率的住宅中,选择哪些构件进行预制的成本是不同的,下表从房地产开发项目角度,以上海项目为例进行了案例分析,列出来叠加别墅、洋房、高层三种业态不同预制率下的主要单体构件经济性组合方案:
即使是现浇的建筑,采用装配式的楼梯、阳台、空调板也能达到15%左右的装配率。《工业化建筑评价标准》GB/T51129-2015中规定装配式建筑预制率不低于20%,各地预制率的计算方法和标准略有差别。以装配式混凝土剪力墙结构为例,预制率达到30%一般增加叠合楼板,达到40%一般增加外墙板。
(1)装配式混凝土剪力墙体系案例一
大部分装配式建筑造价较现浇高,根据《装配式建筑综合效益分析方法研究》论文中的沈阳某项目实例测算,如果考虑一定运费,目前装配式建筑(以PC为例)造出现浇20%左右。该项目为框架—剪力墙结构住宅楼,其中1号为装配式建筑,基础至3层采用现浇式,4~17层为装配式;3号楼为纯现浇建筑。装配式建筑在土建部分,尤其是竖向构件方面造价较现浇高,大部分来源于竖向钢筋连接的成本、预制外墙与现浇构件连接处的成本增加。
(2)装配式混凝土剪力墙体系案例二
根据亚泰集团张等2017年分析结果显示现浇及装配率分别为20%、40%、60%的建筑每平米建造成本分别增加11.1%、30%、33.8%,但装配率提升人工费用占比逐渐下降。这主要有3方面原因:
一是由于目前国内预制构件的标准化较低、规格尺寸多,预制构件的生产未实现规模化采购、规模化生产和规模化运输,采用散装运输方式的效率低。二是预制构件标准化程度不同,构件费用高。大部分厂家依然停留在楼梯、楼梯板等水平预制构件的生产上,竖向构件如墙板生产不多,这都造成了预制厂家在设备投入上的资金压力过大,同时就带来了预制构件在设备摊销上的成本增加。因此可以看到,从20%的预制率到40%的预制率时,成本大幅提高。三是目前设计、生产、施工一体化程度低等。装配式供应商作为总包方设计可以降低成本。
(4)其他装配式体系案例
在装配式体系中,交错桁架结构成本可较现浇低。一般高层钢结构自重约为混凝土结构自重的1/2至3/5,交错桁架结构自重较普通钢框架-剪力墙更轻,用钢量少,可以使基础的造价降低,尤其在南方软土地区,结构自重降低后,基础造价降低幅度更明显。
全装配式低层住宅结构体系成本比现浇略低,因为农村建房不是简单的消费行为,它是生产行为,客户可以参与房屋建造。全装配式能兼顾能量化生产,同时有它的开放性和灵活性,建造方式简单,可由社区居民参与完成,因而建造周期短,劳动力成本低。
普遍的情况是,装配式钢结构较装配式混凝土剪力墙略贵,装配式混凝土剪力墙高层住宅又比现浇贵。但交错桁架结构、全装配式低层住宅结构体系等装配式体系的建造成本有可能比现浇便宜。从目前的掌握的数据来看,装配式成本正向现浇靠拢,我们认为PC成本更低更具有推广意义,而钢结构则需要客观条件的进一步成熟。
总体来看,京津冀、长三角、珠三角及各省会城市人口较多、交通运输较为方便,具备装配式建筑发展的基本条件。因而未来装配式建筑在京津冀、长三角、珠三角三大城市群及其他省份的省会城市的政策推动效应较为明显,发展前景较好。