0 引言

　　大力发展新型建筑工业化已上升为推进社会经济发展的国家战略层面。《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中要求:“力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建筑比例达到30%”。夹心保温预制外墙板由钢筋混凝土外墙模与外墙保温材料复合构造而成，兼具现场施工阶段外墙外侧模板、建筑外墙保温及建筑外墙装饰功能，是一种新型的预制保温技术，拥有施工快速、安全、质量高的特点。

　　本文依托周康航拓展基地C-04-01地块动迁安置房项目，对装配式夹心保温预制外墙结构体系(PTCF体系)的技术体系进行了介绍，对比了PTCF体系与传统现浇结构的经济性，探讨了PTCF体系成本控制中应注意的问题，为今后装配式建筑项目提供较强的经济数据参考。

　　1 工程概况

　　周康航拓展基地C-04-01地块动迁安置房项目位于上海市浦东新区，东临周阳路、南临四号河、西临周达路、北至瑞安路。本项目为保障性住房中的动迁安置房，项目占地面积24 501m²，建筑面积59 887m²;由3栋18层住宅楼、1栋17层住宅楼、1栋14层住宅楼、1栋13层住宅楼(共计6栋住宅楼)，1栋社区服务用房及1个独立地下汽车库组成，如图1所示。

　　项目为装配式剪力墙结构形式。外围护采用预制夹心保温外墙体系，由工厂化的预制无机夹心保温超薄预制外墙板与现场浇筑部分组成，在预制外墙板与承重结构接触面之间以FRP连接件连接的方式，如图2所示。内墙体采用创新的螺栓连接技术，如图3所示。安装时下层墙板预留插筋伸入内墙预制板预留螺栓孔。从螺栓孔中灌入水泥砂浆灌浆料，随后通过螺栓固定，将剪力墙与结构连接成可靠的整体。

　　

　　图1 项目整体效果  

　　 

　　

　　图2 预制夹心保温外墙  

　　 

　　

　　图3 螺栓连接示意 

　　 

　　2 经济对比分析

　　以3号楼为例，建筑面积为10 056m²，层数为13层，高度为37.7m，层高2.9m，预制率为30%，预制构件为预制夹心保温外墙板、螺栓连接内部剪力墙、叠合楼板、预制楼梯、空调板、女儿墙等，预制构件拆分BIM模型如图4所示。

　　

　　图4 3号楼预制构件拆分BIM模型  

　　 

　　3 号楼30%预制率时土建部分传统现浇结构和装配式结构按建筑面积(每平方米)经济指标对比如表1所示。当预制率为30%时，每平方米经济指标增量为358元，因此装配式建筑每平方米造价高于传统现浇结构。

　　  

　　表1 30%预制率经济指标测算对比 

　　 

　　 

　　元

　　

　　注:以上数据为理论测算数据，非工程结算数据，未考虑费用参照相关定额

　　表1 30%预制率经济指标测算对比

　　如果按上海市装配式建筑单体预制率和装配率计算细则要求，将3号楼预制率调整为40%,3号楼40%预制率时经济指标测算对比如表2所示。由表2可知，每平方米经济指标增量为422元。相比于30%预制率，每平方米经济指标增量64元。

　　  

　　表2 40%预制率经济指标测算对比  

　　 

　　 

　　元

　　

　　表2 40%预制率经济指标测算对比

　　3 增量成本分析

　　3.1 PC构件增加费

　　主体结构采用预制外墙板(含保温)、预制内墙板、叠合板、预制楼梯、预制空调板等。由表3可知，预制构件综合单价远大于现浇钢筋混凝土价格，PCTF外墙构件的单价增加明显高于其他预制构件。依据经验，竖向预制构件每平方米高出现浇结构150～200元，预制水平构件每平方米高出现浇结构100～120元。由表1,2可知，本项目装配式建筑主体结构材料价格按建筑面积(每平方米)高出现浇结构分别为218元、282元。随着预制率30%～40%的增加，装配式建筑主体结构材料每平方米成本增加64元。因此如何控制预制构件的综合单价，是装配式建筑成本控制的关键。

　　  

　　表3 不同预制构件材料单价(元·m^-2) 

　　 

　　 

　　

　　注:依据上海PC构件信息价并考虑项目实际

　　表3 不同预制构件材料单价(元·m^-2)

　　装配式主体结构成本增量的主要原因有:根据JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》中第8.1.1条要求，装配式剪力墙结构中的现浇剪力墙肢水平地震作用弯矩、剪力均乘以1.1的增大系数进行配筋设计，导致预制构件外的现浇部分钢筋用量增加;一般情况下，装配式结构比现浇结构钢筋和混凝土用量略增加3%左右;预制构件节点连接费用，如钢筋套筒灌浆费用、内外页板连接件FRP或不锈钢件费用等;叠合楼板厚度至少为130mm，现浇楼板厚度为110mm，楼板厚度增加，60mm厚预制板上桁架钢筋增量，一般情况下差价增量在5%～8%;由于现浇混凝土工程量减少、施工难度加大而导致的现浇部分施工综合单价提高等;在覆盖半径50km范围内，预制构件运输费用100～150元/m³。

　　3.2 PC构件吊装及塔式起重机增加费

　　预制构件吊装使用的设备、工具均采用定型化，重点部件做检测，以确保使用设备或工具质量。预制构件吊装人员每个班组约为8人，如表4所示。人员均须上海职业技能鉴定中心或上海市建筑协会考核合格后，方可进入现场进行构件吊装工作。依据上海目前的市场行情，预制构件每立方米吊(安)装(包括灌浆)费用为450～650元。

　　  

　　表4 预制构件安装队伍  

　　 

　　 

　　人

　　

　　表4 预制构件安装队伍

　　由于本项目预制构件最大质量在4t左右，选取塔式起重机型号为ST6015，而传统现浇结构施工采用塔式起重机型号QT80即可满足要求。依据表1所示，大型机械费用每平方米增加165元。如果外墙板采用PC结构，最大质量在5～6t，塔式起重机型号须采用ST7030，费用为QT80的2倍以上，如表5所示。因此合理进行构件拆分，控制构件最大质量，尽可能降低塔式起重机设备费用。

　　  

　　表5 塔式起重机费用对比 

　　 

　　 

　　元

　　

　　注:以上数据仅供参考对比，具体价格参照市场价

　　表5 塔式起重机费用对比

　　3.3 防护体系费

　　传统现浇结构一般采用悬挑脚手架外防护体系，费用高，进度慢;本项目采用无脚手架安全围挡，如图5所示。施工围栏的固定利用预制墙板上的预埋螺栓，无须为了固定围栏重新在墙上开孔，保护了墙体的整体性。固定施工围栏的连接钢片可作为下一阶段墙体安装的定位装置，提高墙体安装精确度，如图6所示。新型围栏自重小，安装、拆卸方便快速，重复利用率高，大量节省了材料和场地。相对于悬挑脚手架体系，减少对预制外墙板的损坏，避免在叠合板上预留开洞，装配式建筑安全围挡节约按建筑面积为30元/m²。

　　

　　图5 无脚手架和传统悬挑脚手架 

　　 

　　

　　图6 多功能安全围挡  

　　 

　　3.4 施工现场措施费

　　预制构件从生产、运输、进场、卸货、堆放、吊装等多个环节中较传统现浇施工而额外增加的措施费用，具体包括施工道路加固、标准堆场、成品保护等。

　　由于装配式建筑需平板车运输预制构件，预制构件需有施工道路。道路标准高于一般项目，厚250mm，采用双层双向配筋14×200。对于有地下室的项目，平板车行车路线需顶板加固或其他措施，主要有3种:(1)第1种依据总包单位提供的加固区，考虑荷载约30k N/m²的附加荷载，由结构设计单位进行结构计算;(2)第2种总包单位等到结构封顶后，再拆除地下室排架支撑;(3)第3种排架拆除后，采用型钢顶撑加固方案。从经济性角度，3种加固方案优先考虑第1种，其次采用第3种，最后考虑第2种。

　　每栋楼原则上对应1个构件堆场，塔式起重机应能全覆盖构件堆场，采用围挡全封闭。预制构件需按类别分块堆放，采用合适的标准堆放架。构件堆场做硬化处理和采取排水措施，人行道宽度宜在1m左右。PC构件专用车辆需停在指定区域，并设置车位指向牌、停车警告牌。由表1可知，项目施工措施费用按建筑面积增加20元/m²。

　　3.5 防水打胶费用

　　装配式建筑的外墙结构板之间存在大量接缝。结构缝需妥善密封，否则将导致严重的外墙渗漏问题。按一般经验估算，预制率≥30%的装配式建筑，对于每1万m²建筑面积，对应5 000延米外墙结构缝。接缝密封的原理是，在接缝中填充密封胶来达到长时间密封防水的效果，如图7所示。

　　

　　图7 结构缝密封胶  

　　 

　　密封胶采用双组分、单组分2种。预制外墙对密封胶的黏结强度、位移追随、耐久性和建筑美观都有较高要求。密封胶嵌缝宽度为2cm，深度≥1cm。一般拼缝打胶按处理缝的长度计算，材料和施工费用为30～40元/m。由表1可知，密封胶额外增加的费用按建筑面积为29元/m²计算。

　　3.6 总包管理费用

　　相比于传统现浇结构，必须进行深化设计，一般剪力墙结构的设计费用为12～20元/m²。装配式建筑的质量和安全控制难度都大，存在大型机械施工、预制构件吊(安)装、吊篮施工等危险源。另外，装配式技术作为新型技术，对业主、总包、监理、专业分包等都需熟悉和学习。因此，装配式建筑的管理人员人数和素质都需加强，因此总包管理费用也会适当提高。另外，装配式建筑结构的标准层工期为7～8d，而现浇结构标准层工期为5～6d，因此对于13层，结构工期相对多26d，也将会增加施工设施租赁和人员管理费用。

　　4 结语

　　依托周康航拓展基地C-04-01地块动迁安置房项目，对比了PTCF体系与传统现浇结构的经济性，作了PTCF体系成本增量分析，得到以下主要结论。

　　1)当预制率为30%时，每平方米经济指标增量为358元左右，装配式建筑相比于传统现浇结构建安成本增加。

　　2)从PC构件增加费、PC构件吊装增加费、塔式起重机机械增加费、场地加固措施费、防水打胶费用、外防护体系费、总包管理费用7个方面进行装配式建筑的增量部分成本分析，其中PC构件增加费占了增量的61%以上，因此深化设计标准化率作为装配式建筑成本分析的主要技术指标。

　　3)装配式建筑要尤其重视技术方案前期策划，不同的技术方案对装配式建筑成本影响较大。