淺談PC結(jié)構(gòu)預(yù)制建筑現(xiàn)狀，理性分析造價(jià)成本優(yōu)化方案

  一、PC結(jié)構(gòu)的概念

  1、PC(Prestressed Concrete)結(jié)構(gòu)，就是構(gòu)件預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)裝配的結(jié)構(gòu)。PC構(gòu)件是以工廠化制作而形成的成品混凝土構(gòu)件。

  2、預(yù)制混凝土構(gòu)件是在工廠或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)先制作的混凝土構(gòu)件。

  3、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過(guò)可靠的連接方式裝配而成的混凝土結(jié)構(gòu)。即純PC結(jié)構(gòu)。

  4、裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過(guò)可靠的方式進(jìn)行連接并與現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。即PC與現(xiàn)澆共存的結(jié)構(gòu)。

  PC構(gòu)件種類(lèi)主要有：外墻板，內(nèi)墻板，疊合板，陽(yáng)臺(tái)，空調(diào)板，樓梯，預(yù)制梁，預(yù)制柱。

  預(yù)制率是指裝配式混凝土建筑室外地坪以上主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)中預(yù)制構(gòu)件部分的材料用量占對(duì)應(yīng)構(gòu)件材料總用量的體積比。

  預(yù)制率是單體建筑的預(yù)制指標(biāo)，如某棟房子預(yù)制率15%，是指預(yù)制構(gòu)件體積150立方占總混凝土量1000立方的比率。

  裝配率是指裝配式建筑中預(yù)制構(gòu)件、建筑部品的數(shù)量(或面積)占同類(lèi)構(gòu)件或部品總數(shù)量(或面積)的比率。裝配率是一般是指工程項(xiàng)目裝配式建筑所占比例，如一個(gè)項(xiàng)目共有10棟建筑，有5棟是PC結(jié)構(gòu)，即裝配率為50%。

  二、PC結(jié)構(gòu)的歷史

  早在上世紀(jì)五十年代，我國(guó)從前蘇聯(lián)引入預(yù)制裝配式混凝土建筑技術(shù)，大力發(fā)展基于PC的各類(lèi)建筑，至上世紀(jì)八十年代，基本形成完整的PC技術(shù)體系。產(chǎn)品涉及工業(yè)與民用建筑、市政施設(shè)、大型基礎(chǔ)設(shè)施等。

  后來(lái)出現(xiàn)了分化，建筑領(lǐng)域，PC應(yīng)用逐漸萎縮，退出，甚至絕跡，全面轉(zhuǎn)向現(xiàn)澆模式。而在市政工程領(lǐng)域，預(yù)制技術(shù)始終占主導(dǎo)地位，高速公路、橋梁、港口、城市高架、地下管道、地鐵盾構(gòu)管片和預(yù)制綜合管廊都PC化；鐵路建設(shè)領(lǐng)域，PC的應(yīng)用更是達(dá)到了極致。

  究其原因，建筑產(chǎn)品以消費(fèi)者的多樣性需求為主導(dǎo)，多元化個(gè)性化設(shè)計(jì)理念不利于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，造型復(fù)雜參差交錯(cuò)的構(gòu)件也很難工廠化預(yù)制。

  即使是PC率高的市政工程，復(fù)雜的立交橋也只能現(xiàn)澆，故不能一概而論。同時(shí)隨著商品混凝土、大模板等技術(shù)的發(fā)展，降低了工地現(xiàn)澆施工的難度和成本；而當(dāng)時(shí)PC建筑的一些缺陷(抗震性、防水、隔音差等)沒(méi)有持續(xù)改進(jìn)，PC建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比造價(jià)偏高，質(zhì)量降低，甚至二者兼而有之。

  裝配式有局限性，不是所有的建筑中所有的部位之所有的構(gòu)件都能PC化的，如基礎(chǔ)和地下室底部加強(qiáng)部位等不能使用PC。

  三、近年P(guān)C結(jié)構(gòu)受到重視

  現(xiàn)在PC建筑在國(guó)內(nèi)又逐步受到重視，2005年后，以萬(wàn)科和中南建設(shè)為代表的開(kāi)發(fā)商對(duì)PC建筑情有獨(dú)鐘，大膽探索建筑工業(yè)化的路徑，嘗試了一大批試點(diǎn)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目無(wú)論從技術(shù)水平、材料選擇、施工工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都與30年前不可同日而語(yǔ)。

  萬(wàn)科與中南，最先嘗試PC，卻沒(méi)有在后續(xù)的項(xiàng)目中大面積使用，偃旗息鼓，為什么？存在的都是合理的，也許PC一個(gè)或某幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)仍然不足以成為完全取代現(xiàn)澆混凝土的理由，或者說(shuō)PC的綜合優(yōu)勢(shì)仍然不敵現(xiàn)澆混凝土。

  現(xiàn)澆混凝土的優(yōu)點(diǎn)是整體性、可塑性、易操作性、造價(jià)低等，這些優(yōu)點(diǎn)恰恰是裝配式建筑的劣勢(shì)。

  企業(yè)沒(méi)有使用PC積極性，這時(shí)，政府出場(chǎng)了，強(qiáng)勢(shì)發(fā)文，用行政的力量力推裝配式建筑，不知是否進(jìn)行過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)論證？還是因?yàn)镻C廠家的游說(shuō)而動(dòng)心？

  預(yù)制混凝土裝配整體式構(gòu)具有建造速度快、質(zhì)量易于控制、節(jié)省材料、構(gòu)件外觀質(zhì)量好、耐久性好以及減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)、有利環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

  為了進(jìn)一步加強(qiáng)低碳、綠色、環(huán)保理念，促進(jìn)裝配式建筑發(fā)展，住建部和地方政府多次出臺(tái)政策，鼓勵(lì)和強(qiáng)制使用裝配式建筑。

  《上海市綠色建筑發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃》

  (2014-2016)[滬府辦發(fā)〔2014〕32號(hào)]

  “新建裝配式建筑2014年不少于25%；2015年不少于50%；2016年，外環(huán)線(xiàn)以?xún)?nèi)符合條件的新建民用建筑原則上全部采用裝配式建筑?！?

  在政策期限內(nèi)，對(duì)符合示范要求的裝配式建筑項(xiàng)目，由市級(jí)財(cái)政給予60元/平方米的資金補(bǔ)貼(單個(gè)項(xiàng)目最高補(bǔ)貼600萬(wàn)元)，同等條件下優(yōu)先獲獎(jiǎng)。

  《關(guān)于推進(jìn)本市裝配式建筑發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》

  [滬建管聯(lián)〔2014〕901號(hào)]

  預(yù)制裝配率達(dá)到40%及以上的，每平方米補(bǔ)貼100元，單個(gè)項(xiàng)目最高補(bǔ)貼1000萬(wàn)元，項(xiàng)目預(yù)制外墻或疊合外墻的預(yù)制部分可不計(jì)入建筑面積，但不超過(guò)裝配式住宅±0.00以上地面計(jì)容建筑面積的3%.

  上海市《關(guān)于進(jìn)一步強(qiáng)化綠色建筑發(fā)展推進(jìn)力度提升建筑性能的若干規(guī)定》的通知

  [滬建管聯(lián)(2015) 417號(hào)]文件(2015.6.16日發(fā)布)

  “新建民用建筑實(shí)施裝配式建筑?！?

  “新建工業(yè)建筑應(yīng)全面按照裝配式要求建設(shè)。”

  “裝配式建筑項(xiàng)目推行設(shè)計(jì)、施工一體化總承包模式，并在政府投資項(xiàng)目中率先采用。”

  可見(jiàn)政府對(duì)裝配式建筑的重視、支持和推廣的力度。

  但要求裝配式建筑樓板加厚，厚度不小于150 mm的規(guī)定不太合理，裝配式就體現(xiàn)不出優(yōu)勢(shì)，反而是既增加造價(jià)又不綠色環(huán)保且抗震性能差，最終影響應(yīng)用裝配式結(jié)構(gòu)的積極性。

  如果裝配式建筑確實(shí)好(這個(gè)好應(yīng)該是綜合的，不是單方面的，應(yīng)滿(mǎn)足如下條件：造價(jià)低、質(zhì)量好、抗震性能優(yōu)、環(huán)境影響少)就不需要政府行政干預(yù)，開(kāi)發(fā)商自然會(huì)大量使用。

  時(shí)隔多年，PC建筑在國(guó)內(nèi)再次受到重視。這似乎是歷史的輪回，但它不是簡(jiǎn)單的重復(fù)，PC技術(shù)和建造方式已經(jīng)有了根本性變化。

  四、PC結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

  站在歷史坐標(biāo)系上，七八十年代大量的PC建筑被證明是“短命”的，留下大量后遺癥，許多成了危房，需要加固、改造和拆除。常州有些PC結(jié)構(gòu)已經(jīng)十分破舊，外墻板開(kāi)裂脫落、樓梯與墻有裂縫、陽(yáng)臺(tái)梁板混凝土保護(hù)層剝落、欄桿斷裂。

  質(zhì)量方面，國(guó)內(nèi)PC建筑無(wú)法克服 “連接差、接縫滲漏、保溫性低”等通病。

  但這些不是PC本身的錯(cuò)，而是其他外在因素的作用，如缺乏工匠精神，粗制濫造。日本、德國(guó)、法國(guó)的PC技術(shù)基本上不存在這些問(wèn)題，可以說(shuō)，國(guó)際上PC技術(shù)已相當(dāng)成熟。

  PC建筑要做好，需要從商業(yè)模式、技術(shù)路線(xiàn)、管理手段上進(jìn)行創(chuàng)新和完善。

  PC結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)勢(shì)：

  1、抗震性能高

  PC結(jié)構(gòu)計(jì)算主要按照每個(gè)構(gòu)件本身的承載力進(jìn)行，通過(guò)適當(dāng)方式連接成整體。節(jié)點(diǎn)、接縫壓力通過(guò)后澆混凝土或灌漿或座漿直接傳遞；拉力由連接筋、預(yù)埋件焊接件傳遞。當(dāng)預(yù)制混凝土接縫界面的粘結(jié)強(qiáng)度高于構(gòu)件本身混凝土抗拉、抗剪強(qiáng)度時(shí)，可視為等同于現(xiàn)澆混凝土。

  連接部位根據(jù)變形的方向和大小可做成滑動(dòng)、鉸接或者固支(裝配式很難做成剛接)。當(dāng)出現(xiàn)地震等災(zāi)害的時(shí)候，PC結(jié)構(gòu)主要通過(guò)節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)變來(lái)消除應(yīng)力，不至于讓?xiě)?yīng)力在結(jié)構(gòu)內(nèi)部持續(xù)傳遞，防止結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌。

  2、工廠化生產(chǎn)

  PC構(gòu)件由于工廠化生產(chǎn)，可以采用干硬性混凝土、擠壓成型、高頻振搗、高溫養(yǎng)護(hù)、離心成型等工藝，混凝土的抗壓強(qiáng)度可以輕松做到80MPa以上。而現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)限于條件，很難做到。同時(shí)，由于工藝不同，在不增加成本的前提下很容易做成“清水混凝土”和“裝飾混凝土”，以減少后續(xù)粉飾和裝修的成本。PC構(gòu)件由于規(guī)模式自動(dòng)化流水作業(yè)生產(chǎn)，其成品生產(chǎn)成本遞減。

  3、PC構(gòu)件產(chǎn)品化

  一些工業(yè)廠房和一些民用建筑中的構(gòu)件屬于高度標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，可以按制造業(yè)生產(chǎn)方式批量化連續(xù)性生產(chǎn)，形成工業(yè)品庫(kù)存進(jìn)行采購(gòu)和銷(xiāo)售。訂單定制一定是增加生產(chǎn)成本。PC的優(yōu)點(diǎn)也恰恰是現(xiàn)澆混凝土所難以具備的。

  五、PC結(jié)構(gòu)造價(jià)高嗎？

  目前行業(yè)推進(jìn)PC建筑遇到最大的問(wèn)題是“成本高”，這是事實(shí)，也可能是一個(gè)偽命題。

  PC建筑造價(jià)構(gòu)成與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)肯定有差異，其工藝與傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝有本質(zhì)的區(qū)別，建造過(guò)程不同，建筑性能和品質(zhì)也會(huì)不一樣，二者的“成本”并沒(méi)有可比性。建筑領(lǐng)域不斷進(jìn)行技術(shù)和工藝創(chuàng)新，最終的目標(biāo)只有兩個(gè)：在同等造價(jià)條件下提高建筑性能，或者在同等建筑性能條件下降低造價(jià)。如果一個(gè)新工藝能夠既能降低造價(jià)又能提高建筑品質(zhì)當(dāng)然更好，但也不要太理想化。

  開(kāi)發(fā)商對(duì)“成本”敏感，出于對(duì)成本的考量，為了完成成本控制目標(biāo)，以及要求新工藝 “低成本”的心態(tài)，在決策時(shí)瞻前顧后，反復(fù)測(cè)算，錙銖必較，政府的容積率獎(jiǎng)勵(lì)和補(bǔ)貼不足以抵消成本的增加，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)企業(yè)很少主動(dòng)采用PC建筑。這是完全可以理解的。建議在現(xiàn)階段，技術(shù)沒(méi)成熟，造價(jià)又高，只要達(dá)到政府強(qiáng)制規(guī)定的PC指標(biāo)下線(xiàn)即可，暫不用這么積極。

  放在更宏觀的思考維度，成本只是需要考慮的一個(gè)因素和一個(gè)點(diǎn)，從全局，從整體，從長(zhǎng)遠(yuǎn)進(jìn)行思考，未來(lái)，為了綠色環(huán)保低碳和提高建筑品質(zhì)，適當(dāng)增加造價(jià)也是能接受的，并且隨著PC技術(shù)的不斷進(jìn)步，成本會(huì)逐漸下降。

  PC標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)配件，能在裝配建筑上通用，建筑工業(yè)化就先完成“模數(shù)協(xié)調(diào)原則標(biāo)準(zhǔn)”。只有這樣才能降低PC成本。中國(guó)PC部品非標(biāo)化是裝配式建筑推廣的梗阻。

  六、PC設(shè)計(jì)與建造的優(yōu)化

  推廣PC結(jié)構(gòu)還是通過(guò)技術(shù)改進(jìn)等手段，以降低成本為突破口。

  優(yōu)化PC建筑設(shè)計(jì)，采用適合預(yù)制的設(shè)計(jì)方案，提高PC建筑的附加值，降低成本。應(yīng)滿(mǎn)足建筑使用功能、模數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化要求，采用現(xiàn)澆與預(yù)制相結(jié)合的方式，同時(shí)不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)。

  1、設(shè)計(jì)優(yōu)化措施：

  裝配式結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)混凝土、高強(qiáng)鋼筋。

  采用主體結(jié)構(gòu)、裝修和設(shè)備管線(xiàn)的裝配化集成技術(shù)。設(shè)備管線(xiàn)應(yīng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)、減少平面交叉，采用同層排水設(shè)計(jì)。廚房和衛(wèi)生間的平面尺寸滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)化整體櫥柜及整體衛(wèi)浴的要求。

  建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及樓梯、陽(yáng)臺(tái)、隔墻、空調(diào)板、管道井等配套構(gòu)件、室內(nèi)裝修材料采用工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。門(mén)窗采用標(biāo)準(zhǔn)化部件。

  外墻飾面、采用耐久、不易污染的材料。采用反打一次成型的外墻飾面材料。外墻保溫改成內(nèi)保溫，噴涂發(fā)泡膠。

  適當(dāng)提高PC率，PC率高可降低成本。

  2、建造方面的優(yōu)化措施：

  改進(jìn)PC構(gòu)件制造工藝，降低工廠措施攤銷(xiāo)費(fèi)用；

  改進(jìn)安裝施工工藝，降低機(jī)械、人工消耗；

  室內(nèi)裝修減少施工現(xiàn)場(chǎng)的濕作業(yè)；

  裝配式建筑，連接是施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)，一是預(yù)制構(gòu)件之間的連接，二是預(yù)制構(gòu)件與新澆筑混凝土之間的連接。解決了連接的技術(shù)難題和效率問(wèn)題，那么，裝配式的應(yīng)用瓶頸等問(wèn)題就迎刃而解。

  3、造價(jià)管理方面的優(yōu)化措施：

  完全相同房的兩棟房子，裝配式建筑的造價(jià)指標(biāo)比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)高約20%，裝配式建筑的鋼筋含量混凝土含量指標(biāo)高于普通現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)約15%；但裝配式建筑造價(jià)增加不完全是鋼筋和混凝土含量的提高，其他方面到有抵消，如PC價(jià)格提高了，但砌體含量下降了，措施費(fèi)減少了等；

  PC甲供，選擇以一般納稅人計(jì)稅的廠家，進(jìn)項(xiàng)稅可抵扣成本；

  甄選供應(yīng)商，市場(chǎng)價(jià)一般在2200~3000元/立方，爭(zhēng)取更優(yōu)惠的價(jià)格；

  選擇承包商，PC安裝費(fèi)用綜合單價(jià)報(bào)價(jià)，按不同的構(gòu)件類(lèi)型，安裝費(fèi)一般在400~1000元/立方，爭(zhēng)取得到更有競(jìng)爭(zhēng)性的價(jià)格。

  結(jié)語(yǔ)：裝配式來(lái)了，正如營(yíng)改增來(lái)了，都會(huì)對(duì)行業(yè)造成沖擊，原有的做法和思路都得因之而變。我們必須打破固有的思維模式，對(duì)新生事物，我們應(yīng)了解它，掌握它，適應(yīng)它。