【装配式住宅与传统现浇结构经济性分析9000字（论文）】

装配式住宅与传统现浇结构经济性分析目录TOC\o"1-3"\h\u2435摘要 18756一、绪论部分 429609（一）研究背景 431009（二）目的意义 421987（三）国内外研究现状 4102521.国外研究现状 4103582.国内研究现状 529175（四）研究方法 626338二、装配式住宅的概述 616073（一）住宅产业化建筑体系 6210751.轻钢结构 6185392.预制混凝土结构 63247（二）制装配式住宅与传统住宅性能比较 7251341.增量成本的计算 7309792.直接经济效益分析 813307三、装配式住宅存在的问题 929786（一）缺乏统一的规范 920568（二）缺乏技术性人才 1021057（三）施工程序规范的缺失 10843四、影响经济性的主要因素 108843（一）规模效应 1027041（二）新技术、新材料 1112815（三）精益化管理 116949（四）其他办法 121652结论 1318373参考文献 14

一、绪论部分（一）研究背景在我国，作为粗放型的传统住宅建筑方式有很多弊端，比如生产效率低下、工程质量差、安全隐患多、建设周期长、建筑业科技含量较低、环保效益差和建筑能耗较高等一系列问题。而如今大热的住宅产业化的建造方式是与之相对的集约型建筑方式，其将建筑的外墙、楼梯、阳台板等构件在工厂预制完成后，运输到施工现场就地装配组装完成房屋的建造。从住宅产业化一词进入我国以来，就受到多位专家和学者的好评，万科集团总裁王石指出，就目前发达国家的住宅产业化实践来看，产业化住宅是今后建筑业的大势所向。根据国家颁布的《2011—2015年建筑业、勘察设计咨询业技术发展纲要》文件，清楚地表明了“建筑构配件安装化、推进结构预制装配化，一步一步地加大建筑工业化、住宅产业化的比重……”这个重要任务和目标。然而统计资料显示，我国建筑业的工业化比重却不到10%，这说明装配式建筑虽然具备传统现浇建筑无可比拟的优点，但在实践过程中却遇到了各种瓶颈。目前很多研究学者主要针对制约装配式建筑发展的成本因素展开研究，却对装配式建筑在资源、经济、社会、环境等各个角度的综合探索有所缺乏。如何科学客观全面地开展装配式建筑的研究，分析制约我国装配式建筑发展的因素，建立一套完整的装配式建筑的可持续发展评价体系，总结对应的改进策略，这对促进装配式建筑在我国的发展意义重大。（二）目的意义从综合效益来看，不仅具有工业化的特点，而且具有绿色建筑的特点。装配式建筑能有效地利用能源资源，提高生产力，对周围环境影响小，是未来建筑业发展的方向。本文希望能够从装配式建筑与传统建筑的比较中，找出制约其发展的影响因素，并提出相应的行之有效的对策，推动我国装配式建筑的可持续发展。（三）国内外研究现状1.国外研究现状从国外来看，国际上装配式住宅发展较好、比较有特点的国家主要是日本、美国、法国、瑞典和丹麦。日本是最早提出“住宅产业化”概念的国家，并且住宅产业化的发展也比较快，在保证住宅产业化的质量和功能的同时，设立了工业化住宅质量管理优良工厂认定制度以及工业化住宅性能认定制度。美国的住宅产业化综合实力很强，住宅构件和部品的商品化、集成化的程度很高，各种施工机械、设备、仪器等的租赁业也很发达，而且注重于住宅的个性化、多样化。法国是世界上推行建筑工业化最早的国家之一，很早就推行构件生产与施工分离的原则，发展面向全行业的通用构配件的商品生产。瑞典的民间企业开发了大型板的工业化体系，以后大力发展以通用部件为基础的通用体系。目前瑞典的新建住宅中，采用通用部件的住宅占80%以上。丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家，国际标准化组织的ISO模数协调标准就是以丹麦标准为蓝本的。这些国家都有值得学习借鉴的经验。JohnG.Colby写了《发展中国家工业化的低造价住房：机遇和问题》一书，Alec.Sacks写了《生命周期成本分析：一个林肯湖上的案例研究》，认为长期可持续路线在全寿命周期的角度比其他同类系统好，提倡适合长期可持续路线的住宅产业化。2.国内研究现状从国内来看，在目前，我国住宅产业化还在摸索阶段，对住宅产业化的研究还大多停留在现状与问题、制约因素上。国家的政策与群众的消费认知上，如赵兴祥（2008）认为是人们对住宅产业化的认识程度不够，潘璐（2008）认为是政策的力度不强且激励较少，刘群星（2010）指出经济政策的支持对促进住宅产业化有重要的作用。有在住宅产业化的技术体系上下功夫的。聂梅（2009）生认为住宅产业化的标准化追着规划设计跑，其技术研发与推广受到制约。刘志峰（2011）认为技术研发针对单项构件，缺乏成套的技术和集成化的管理。董良峰（2012）认为住宅产业化的模数体系不健全，部品与住宅产业化不能很好地适应。也有在住宅产业化的装配式住宅的成本上做文章的人，不过凤毛麟角，如王刚（2010）认为住宅产业化比传统住宅的造价要高，并认为随着人工工资的上涨和规模经济的形成，装配式住宅的造价会降低。金毅程（2012）认为当前我国装配式住宅还不成规模，且构件和装配造价高。闫红缨（2013）则认为装配式住宅的直接造价比传统住宅低。周玲珑（2013）则通过全寿命周期的角度。彭虎，雷少华，裴跃峰（2015）凝土装配式住宅,由于政策导向及各项优点被大规模推广,迎来了可以健康发展的新机遇,装配式建筑将成为我国房屋建设的必然趋势.混凝土装配式住宅与传统现浇混凝土结构相比,具有较好的综合社会效益和经济效益,但现场施工组织设计有较大区别。任永富（2016）预制装配式住宅的建造过程比传统建造过程更复杂些。传统现浇住宅是原材料通过运输车运到施工现场堆放，施工现场工人绑扎钢筋支模浇筑混凝土，制成住宅产品。而预制装配式结构是原材料运至预制构件厂加工成预制构件，再通过运输车运至施工现场装配，制成住宅产品。对装配式住宅的造价进行了分析。其他学者也做过一些分析。但是以上的研究存在着几个问题：一是分析不够详细，只是大概的研究，把装配式住宅的各项造价一笔带过，没有进行深入的研究；二是可能研究的立场不够中立，角度不够公正，导致得出的结论与业界一般看法有一定出入和偏差，没有得到广泛的认可。（四）研究方法本文主要采用文献研究法和对比分析法对装配式住宅的造价，将其和传统现浇结构的造价进行对比，探究装配式住宅与现浇结构住宅造价高谁高谁低。二、装配式住宅的概述（一）住宅产业化建筑体系1.轻钢结构在美国，普遍认为木结构体系的优质替代品就是轻钢结构体系。轻钢结构体系的结构主体是采用薄于木龙片的压型材料，其中轻型钢材是用0.5～1mm厚的薄钢板外表镀锌制成的，这个结构与木结构的“龙骨”类似。可以方便建造出不高于九层的建筑。它们的不同点在于二者的节点处理方式不同：木结构建筑的连接节点使用的是钉子，但是轻型钢结构的连接节点使用的是螺栓。轻钢结构的优点：体系质量轻强度高，可以使得建筑结构自重减轻；可以扩大建筑的开间，同时也能灵活进行功能分隔；具有良好的延展性，完好的整体性，同时具有良好的建筑抗震抗风性能；工程质量易于保证；具有较快的施工速度，较短的周期，天气和季节对施工作业产生的干扰不大；方便改造与迁拆，可以回收再利用材料。不过其也存在着不足：钢构件具有较小的热阻，在耐火性方面差，在传热方面较快，不利于墙体的保温隔热，耐腐蚀性差，抗剪力的刚度不够。中国虽然地大物博，具有丰富的品种及充足的钢材产量等优势，但是钢结构住宅规范的不完善，成熟完善的技术体系的欠缺，都造成了我国钢结构工业化水平、劳动生产率和住宅综合质量的低下的结果，致使装配式钢结构住宅的进程较为缓慢。因此装配式钢结构住宅产业化的发展还有很长一段路要走。2.预制混凝土结构我国建筑工业化建筑结构体系的选择主要集中在两种结构中，一是钢结构，二是混凝土结构。两种结构都可以对构件进行工厂化预制生产，同时可以满足在现场进行机械化装配安装的要求，而且符合中高层建筑的需求，但是相比之下，混凝土结构有一定的优势，无论是在钢材量还是在经济性方面都具有更高的性价比。装配式建筑结构体系分为两大类，即专用结构体系与通用结构体系，通用结构体系与现浇结构类似，又可分为三类，第一类是框架结构体系，第二类是剪力墙结构体系，第三类是框架-剪力墙结构体系。结合具体建筑功能、性能要求等通用结构体系可以发展为专用结构体系。接下来详细阐述我国比较典型的几种特殊混凝土工业化建筑结构体系。大板结构体系20世纪70年代，中国主要是采用装配式大板住宅体系的预制装配式混凝土结构，预制构件主要包括大型屋面板、预制圆孔板、楼梯、槽形板等。大板结构体系多用于低层、多层建筑。大板结构体系存在着很多不足：例如构件的生产、安装施工与结构的受力模型、构件的连接方式等方面存在难以克服的缺陷；再如建筑抗震性能、物理性能、建筑功能等方面也存在一定的隐患；隔音性能差、裂缝、渗漏、外观单一、不方便二次装修等。同时由于交通运输方式的不同、经营成本的不同、工厂用地的不同，都会对大板结构体系造成影响。因此此结构体系在上世纪末已经逐步淘汰。预制装配式框架结构具有和预制装配式框架—现浇剪力墙结构相似的性质，它们的框架梁与柱是以预制构件的形式存在的，再按现浇结构要求对各个承重构件之间的节点与拼缝连接进行设计以及施工。装配式混凝土框架结构由多个预制部分组成：预制梁、预制柱、预制楼梯、预制楼板、外挂墙板等。具有清晰的结构传力路径，高效的装配效率，而且现场浇湿作业比较少，完全符合预制装配化的结构的要求，也是最合适的结构形式。这种结构形式有一些适用范围，在需要开敞大空间的建筑中比较常见，比如仓库、厂房、停车场、商场、教学楼、办公楼、商务楼、医务楼等，最近几年也开始在民用建筑中使用，比如居民住宅等。根据梁柱节点的连接方式的不同，装配式混凝土框架结构可划分为等同现浇结构与不等同现浇结构。其中，等同现浇结构是节点刚性连接，不等同现浇结构是节点柔性连接。在结构性能和设计方法方面，等同现浇结构和现浇结构基本一样，区别在于前者的节点连接更加复杂，后者则快速简单。但是相比较之下，不等同现浇结构的耗能机制、整体性能和设计方法具有不确定性，需要适当考虑节点的性能。（二）制装配式住宅与传统住宅性能比较1.增量成本的计算（1）前期阶段根据以往学者统计数据，工业化建筑设计平均为17元/m2,传统现浇建筑设计费为15元/m2,因此本文研究项目中由前期阶段拆分设计和深化设计的带来的成本增加为2元/m2建造阶段。（2）建筑阶段根据以往学者们针对装配式建筑与传统现浇建筑的成本差异对比研究，本文取预制构件的生产、运输、安装合计387.45元/m2。通过进行绿色技术剖析并查询本季度材料市场价格指数,绿色建筑技术增量成本详细内容见表“某塔式酒店”相比传统建筑增量成本。（3）运营阶段结合大量文献数据，得到运营期的增量成本的详细内容见表6-2。其中增量成本单位为元/m2。6.2“某酒店”相比传统建筑增量成本则本项目的总增量成本为：IC=(17338+264+3039)×408.11=20641×408.11=842.379万元。2.直接经济效益分析（1）节能效益节省混凝土泵送机械、浇捣振动棒、点焊机的用电量。据研究数据统计，这部分减少的用电量可达10.29%。混凝土泵送机械有很多种型号，功率从37kw到174kw（柴油）不等。假设对比现浇工程采用90kw的泵送机械，每年工作时间8小时。T30A塔式酒店从开工到完工历时48天，按一度电0.57计取。则这部分所产生的经济效益为0.57×90×48=0.2462万元。节能措施经济效益。根据远大集团官方数据显示，T30A塔式酒店的各项节能措施（外墙维护结构、LED照明系统、非电空调采暖系统、热回收新风系统、太阳能热水器）全年总能耗为220万kw•h，而传统的现浇建筑的全年总能耗是1100万kw•h。所以，若按每度电0.57元计取，本项目建筑节能措施的经济效益为每年0.57×880万=501.6万元。（2）节水效益节省建造阶段施工用水量和生活用水量据统计数据显示，装配式建筑建造阶段施工用水量和生活用水量的节水率可达到63.33%。相比传统建筑每天每平米饮水和施工水量按3吨计算，水费每吨2元收费。根据公式计算可以得出经济效益是2×3×（17338+264+3039）×48=12.384万元。节水器具及设备本项目采用节水型坐便器，一次冲水只需3L/次，而传统现浇的对比方案的采用普通坐便器，一次冲水耗水12L/次。本工程套房330套，每户按两人入住，每天每天上厕所平均次数为10次，每吨水按2元收费。则本项目相比传统建造节水器具及设备的节水经济效益为0.002×（12-3）×2×10×330×365=4.3362万元。（3）节材效益量成本每平米减少53.2元/m2。所以，本项目减少的内外墙抹灰用量产生的经济效益为53.2×（17338+264+3039）=109.81万元。减少模板、脚手架用量。通过对众多装配式建筑项目和传统现浇建筑的成本比对，在模板和脚手架投入方面，装配式建筑能够节约25.04元。所以，本项目减少的模板、脚手架用量产生的经济效益为25.04×（17338+264+3039）=51.685万元。低碳高性能材料的利用据远大集团官方数据显示，本工程相比同构造的传统现浇建筑要节省钢筋10～15%，节省混凝土80～90%。按照远大官方数据，同等构造的传统现浇建筑的钢材耗量约1400t，而本项目钢材耗量为1231t。按照三级钢HRB400的报价2260元/t,则节省的钢材用量为2260×0.063×（17338+264+3039）×13%=28.7万元。说明：其中节能效益中的（1）节省混凝土泵送机械、浇捣振动棒、点焊机的用电量、节水效益中的（1）节省建造阶段施工用水量和生活用水量、节材效益中的（1）减少的内外墙抹灰用量（2）减少模板、脚手架用量所产生的经济效益是项目初期建造时的一次性经济效益。除此之外，项目建设好后能够持续产生经济效益。则建造初期一次性的经济效益总额有0.2462+12.384+109.81+51.685+28.7=209.44万元。运营期每年产生的经济效益有501.6+4.3362=505.94万元。三、装配式住宅存在的问题（一）缺乏统一的规范轻钢装配式住宅体系的发展在我国仍处于概念阶段，实践与操作经验相对较少。而且现如今的施工过程中，很多施工工艺不能满足我国现行的行业规范。例如我国对建筑设计的防火规范中对材料的防火性能的选择就比较严格，而轻钢结构住宅不能满足我国现行对防火的要求;国内对轻钢的使用现在仅局限于非承重结构上例如隔断、吊顶。在钢材的结构厚度选择上，我国《冷弯薄壁型钢结构技术规程》就明确的要求了低于2.0mm的钢材不能用于去制作承重构件。正由于这种规章的限制，导致我国对0.8－1.6mm的镀锌轻钢龙骨的承重研究比较匮乏，缺乏对其受力以及安全性能的相关分析。而且实践上也比较匮乏，这就导致了轻钢住宅结构的施工和设计不能够以明确的规范作为依据。使得我国轻钢装配住宅受到了很大的发展限制。（二）缺乏技术性人才由于我国对轻钢结构住宅体系的研究较为缺乏，因此在我国建筑类专业中尚无轻钢结构住宅体系的课程，甚至一些专业的工程技术员对这种体系都知之甚少。而且缺乏熟练的技术工人，轻钢结构施工技术人员缺乏正规、标准的训练。因此导致了整个施工技术的水平都不高。甚至在某些项目施工中，施工人员都并不是专业人员，而是临时找的工人。这就导致了施工的质量得不到保证，例如钢结构构建精度不符合标准;墙体水平和垂直不达标。（三）施工程序规范的缺失轻钢装配式住宅在施工中应当建立严格的施工组织，因为施工的程序很大程度上决定着建筑物的整体质量水平，就轻钢结构构件来说，因为轻钢装配式住宅的构建厚度大约在0.88mm－2.46mm，单一构件的承载能力较低，因此在施工过程中应当避免因为单一和构建进行承担荷载。然而在实际的施工过程中，经常会看到工人将大量的板材堆积在几个构件之上。这种情况会导致构件的变形甚至破坏构件的可承担荷载的能力，极易造成安全隐患。2．4我国钢结构住宅技术层面的缺乏钢结构体系住宅的装配技术，因为其在我国刚刚兴起，因此缺乏技术的指导。市场对轻钢结构住宅的需求也尚未达到产业化的成都，因此，我国对于轻钢装配式结构住宅的相关产品功能较为单一，工业化程度较弱，产品的质量不能够满足住宅产业化的标准要求。而且，现如今，轻钢装配式结构的建材都需要从国外进行运输，在我国市场上还找不到相应的产品，因此这也很大程度上限制了我国轻钢结构住宅的发展四、影响经济性的主要因素（一）规模效应现阶段我国预制装配式住宅的单位造价比传统现浇结构住宅的单位造价高，而通过仔细分析，造价高出的部分主要是预制PC构件的价格较高导致的。举个例子，传统现浇结构住宅的楼板造价大概在1800-2000元/m2，而采用预制PC构件，其价格大概在3000-4000元/m2。平均来说，大概高出了1000元左右，占现浇构件造价的1/2左右。所以必须想办法来降低预制装配式住宅的造价，否则，这么高的造价必将影响预制装配式住宅在我国的发展。规模效益的原理是企业内部的很多资源并没有发挥最大效用，而是闲置。而通过增加产量，恰好能使闲置的资源得到充分利用且并无额外的固定成本支出。因此单位造价就会降低，这就是规模效益。而且，规模效益还会带来其他诸如原材料大量采购而降低单位原材料的价格及运输价格，扩大产量更适合分工，提高生产效率等（二）新技术、新材料多位专业人士指出，由于我国预制装配式住宅发展的技术制约因素之一是缺乏技术创新，住宅技术创新的溢出效应少、对技术创新者激励不当和缺乏技术创新的资金以及缺乏技术开发平台等原因，使得技术创新的步伐缓慢。人们常说“科学技术是第一生产力”，预制装配式住宅发展的关键因素之一就是依靠科技进步变粗放型为集约型，提高劳动生产力，组织科研人员对影响预制装配式住宅的主要技术环节进行科技攻关，通过研发新技术、新材料、新工艺，解决关键问题，推动预制装配式住宅的发展。现阶段我国科技对住宅产业发展的贡献率刚过35%，而欧美的发达国家均在70%-80%以上。我国住宅产业的产业化率约为15%，美国、日本达到70%-80%。按国际通行标准，集约型发展的产业要求科技对产业的贡献率超过50%，因此我国的住宅产业仍然处于粗放型的生产方式。在这种情况下，目前国内的构件生产成本虽然较低，但精度不高，难以保证构件质量，加大后期安装成本。如果引进或研发新模具的结构形式和预留预埋形势，并提高精度，使模具简单易用，方便拆卸，可降低生产成本。免模板技术，可解决双向板配筋问题，可做预制主次梁，比现浇板有价格优势；如果变更浆锚孔的设计，将孔径加大，可提高现场安装效率，节省安装费用。再如研发新工艺，节省购买专利花费的大量费用，研发新技术，减少支撑，提升效率，降低机械使用费。当然，这些需要科技人才专业研究住宅产业化相关技术规范，预制构件生产和施工技术要点等。（三）精益化管理除了规模、技术、材料，管理的方法和效果也会对造价造成影响。而且我国建筑业对于管理的重视度本来就低，加之预制装配式住宅处于萌芽期，缺乏配套的管理方法和手段，因此这方面是一个重点内容。笔者参考了很多国际上的现场管理方法，推荐预制构件工厂采用精益管理和六西格玛管理方法，施工现场精益精细化管理方法。预制装配式混凝土建筑通过设计和构件拆分，把其中的一些部分做成预制构件，然后运到施工现场安装。预制构件一般在构件工厂生产，个别也有在施工现场生产的。工厂生产的预制构件是由机械流水生产，由于机械的精度高，误差小，因此建筑构件的质量和工艺通过机械化生产能得到更好地控制；工厂里的模具可以重复循环使用，平均固定成本更低；机械化生产对人工的需求更少，随着人工造价的不断升高，规模化生产的预制件造价优势会愈加明显；并且能够使施工现场安装速度和建筑工程进度更快；现场湿作业量减少，粉尘污染、噪音污染显著降低，垃圾变少。但是工厂的设备、厂房等的建设需要很高的费用；施工安装队伍需要经过专业培训，需要培训费用；运输成本高且有构件损坏的风险，所以每个构件厂的构件只能运送给较近的工地。并且目前很突出的一个问题是预制构件引以为傲的质量好的特点存在质疑，因为已经有一些构件出现了质量问题，例如预制混凝土构件表面产生气泡、裂缝、露筋、裂缝、蜂窝麻面、端头疏松、锚筋松动以及构件尺寸缺陷等。以裂纹为例，混凝土裂纹的产生不仅影响构件的观感质量，而且更加严重的是危害建筑物的整体性和水密性，裂纹会使得水、空气和其他侵蚀介质进入混凝土，加速混凝土老化，降低结构耐久性。建筑产业现代化中实施精益的优越性：通过政府对工程项目的鼓励政策（如新技术、新材料、新工艺以及新设备）进行4D技术的应用、预制构件的制造、拼装技术等等精益技术的研发；借助政府对住宅材料与设备等方面制定统一的的标准，为规模化、商品化提供支持，也有利于供应链上的企业相互之间协调配合；在现场施工过程中采用末未生产计划等工具，根据工程的实际，编制合理的精益管理计划并实施，以期提高生产率；预制构件通过高度自动化的流水生产线在预制构件工厂中生产，再运到施工现场安装，不仅减少了现场湿作业，还缩短工期，对环境的污染也少；建立我国的住宅部品的认证制度，借鉴日本经验，根据政府指定的统一标准，建立我国的住宅部品的认证制度规范产业链上各企业的行为。（四）其他办法其他方法指除了以上方面的其他方面，如通过媒体宣传让消费者了解预制装配式住宅的优点，更加接受这种先进的、绿色环保的体系；通过政府层面发布相关优惠政策鼓励推进这种建筑体系的发展；通过完善该体系价值链来降低项目造价；通过其他新技术如BIM等控制造价；通过绿色建筑、被动式建筑等相关热点带动该体系的发展；通过高科技如3D打印技术与装配技术组合而降低造价等等。

结论目前我国的建筑产业化正火热的进行中，而预制装配整体式剪力墙结构是造价相对最