肖明：装配式混凝土结构住宅技术解决方案探讨

  中房网讯 6月23日至6月24日，第八届中国房地产科学发展论坛暨第三届中美房地产高峰论坛在江苏常州隆重开幕。受中国房地产业协会和中国建设科技集团的委托，中国建筑标准设计研究院作为承办单位，积极筹备举办此次“新型建造”分论坛。论坛上，演讲嘉宾分别从中外装配式住宅的发展历程、政策环境、PC装配式住宅、新型钢结构住宅、SI装配式内装等不同角度，为大家全方位提出新型装配式住宅发展面临的机遇、问题及解决方案。中国建筑标准设计研究院副总工程师肖明作了“装配式混凝土结构住宅技术解决方案探讨”的主题演讲，以下为演讲实录：

中国建筑标准设计研究院副总工程师 肖明

  肖明：尊敬的各位领导、各位嘉宾，今天非常荣幸能跟大家一起来探讨一下我们在PC住宅这方面做的工作和体会。我今天汇报的题目是“装配式混凝土结构住宅技术解决方案探讨”。总共是分五个方面做简单的交流，也是我们标准院在PC住宅这一方面也是我们团队在最近几年实践过程中间的体会和感受，因为时间有限可能有些内容我就稍微简略的带过一下。
    第一部分是说PC住宅基本的情况，我们知道PC住宅在目前国内是有三种主要的体系，第一种体系就是刚才提到的PV框架，这是一个典型日本的体系，可以看到现场施工是比较简洁的，工业化程度也是比较高的。第二个就是PC的框架剪力墙体系，我们在这边也是做了探索，这实际上是前几年上海的项目。第三个是目前我们做的最广泛的就是PC剪力墙体系，这也是跟我们国家的老百姓需求，我们的规范体系以及结构抗震的需求相匹配的结构体系，左边这个是我们在武汉刚做完的项目主体结构封顶的情况，整个现场工业化程度比较高，能够体现我们整个PC住宅的优点。一般来说PC住宅有叠合楼板、PC外墙特别是在北方地区会采用夹心保温的PC外墙组成。同时内部会有一些现交的墙支以及隔板和承重墙板，同时我们还会采用阳台板和楼梯，大体来说是这么组成的也是目前我们主要应用的体系。这张图是可以碱性各来表示PC住宅各个节点的被组成，包括空调机板、阳台板、楼梯。我们目前应用最广泛的PC剪力墙，可以用这么几句话做一个总结。一个是它是由部分或者全部的预制墙批组成了抗重体系，竖向连接是采用钢筋连接，水平连接是通过后胶带连接，然后实现我们的楼板和墙板有效的连接，保证结构的抗震性能。
    第二个方面简单说一下我们国家和地方在建筑工业化以及装配式混凝土的政策，这也是目前我们大部分开发企业比较关心的。我们知道建筑工业化这块提出的背景很多专家提过我不详细展开说了，包括因为我们手工业能力比较高，劳动密集型高能量、高污染、高能耗带来的压力就环保通病比较大，同时我们的劳动力比较短缺。建筑工业化对中国来说不是完全的新命题，实际上咱们国家在50年代就开始做PC、做装配式混凝土做建筑工业化。70年代、80年代最有名的是大板体系，实际上新型的工业化是在90年代特别是两千年之后提出来的，真正开始比较热门或者是说推动力比较大是2013年国发2013年一号文绿色建筑行动方案里面第八条就提出来我们要大力发展建筑工业化。这是我们在2013年以来一系列的政策，可以看到我们从2013年到2016年国家主要在加注工业化这块大的会议、大的文件、大的精神算是比较密集的。目前建筑工业除了国家政策这块地方政策力度也是比较大的，全国有30个城市出台了60多项政策，从规划、财政、金融、技术、体系、监管等一系列的政策。
    北京市除了建筑工业化整体宏观的政策，还有相关组织领导、产业规划、适用技术体系、市场激励、成本增量补贴、设计审查、施工监理、市场监管和市场准入，各个环节政策是比较全的。同时除了国家之外地方配套的技术体系和技术的政策也是比较丰富的。建筑工业化这块，从我们2008年第一栋新工业化P建筑师事以来2014年我们实施了1800万平米，2015年一年时间我们从1800万变成五千万一年时间增加了三千多万可以看到规模和力度是很大的，目前全国有11个城市是产业化综合试点城市，超过60个企业是国家产业化住宅的示范基地。
    第三个是讲一下技术方案，为什么会设计加工和加工之前要提出技术方案呢？我想这也是在座的开发企业比较关心的一个问题，虽然我们国家包括标准院是住建部委托在装配式混凝土技术然后在规范在应用实践这做了很多工作，但是开发企业往往实施对第一不是比较困惑的，就是到底选什么样的技术，技术方案细节是什么样的我们怎么实施这是比较困惑的，你就基于这几年你的实践提一些感受跟大家探讨一下。
    我们总结了一下，我们在选择技术方案的时候实际上需要去考虑的因素还蛮多的，一个是政策安全，一个是实施过程，一个是建筑特点，一个是成本控制，第五个是其他因素也需要去考虑。每个因素需要去考虑的内容也很多，这个地方我简单罗列了一些我们在每个因素里面的子因素怎么样考虑，下面简单跟大家交流一下。我们知道目前产业化包括装配式凝图目前推动的话主要还是政策在推动，诉说的我们还是在吃政策饭，对开发企业来说因为政策需要我们做装配式凝图目前是市场的主六，开发企业怎么样能够适应政策需求，能够让我们的建筑工业化、装配式混凝土真了发挥它的优势，四我们是要直接去研究和探讨的。政策问题提得比较多的预制率这一块，有的是说面积比还有的是评价体系。比如预制率来说很多地区要求预制率不到4%5%，这样通常做一个PC水平构件工业化程度还不错成本还可控。我们知道预制力上海市是40%，听说北京市的政策也会提，我预计住宅会在25%到40%之间，公共建筑会死在25%左右，我们知道这个比例除了八S水平够之外外墙也要做，反倒是15%和25%有时候做起来是需要仔细探讨的，这块往往是不太好做的，这块我们需要仔细权衡。
    第二个是面积比和构件的实施部位，我们知道很多地方对于实施面积比是有要求的，比如上海就是从25%到50%到100%。我们知道北京市五万平米到十万平米是40%，对于实施构件的面积比也有要求，我们知道北京市比如说60米以下商品房外墙要做50%，上海市不管什么样的项目外墙必须做50，水平构件面同效益都是要求构件比不少于40%，上海我们鼓励做家庭保护外墙深圳不强调做PC构件，只要是你的现浇体系也能做到地形模板我们也认同是等同工业化的，实际上也是一个很好的尝试。
    除了政策这块建筑特点也是我们要考虑的，这个地方考虑的东西就多了我简单罗列了一下。一个是政策模型这块，我们知道大部分的项目还是集中在住宅，住宅这块可能有一些差异，比如说我们可以做PC的框架，南方地区我们会做住宅外挂。我们对于除了住宅之外我们知道上海市实施公共建筑业要实施装配式，北京市也在逐步的推，这块一些公共建筑领域也是一个很好的尝试，有的时候我选用合理的方案能比传统的更愿意。我们的中小学可以采用PC框架挂板，停车场、商场甚至都可以有一些PC的框架加挂板。第二个是建筑高度，实际上对技术方案的选择影响是蛮大的。比如说多层体系里面，公共建筑可能PC框架为主，住宅可能采用墙板体系或者是框架体系，高层一般来说公共采用会框减体系或者康十八层，住宅楼比较高18层、20层可能就需要采用剪力墙体系了。超高层目前还不太赞同主体这一块，比如说一白米以上建议主体还是比较慎重一些，我们可以做一些PC水平构件或者是亲子挂板。
    我们知道我们国家从严寒地区、寒冷地区气候差异比较大，对方案选择也是很有影响的。比如说严寒地区和严寒地区还是建议采用夹心保温外墙实现承重保温维护装饰一体化。比如说是一个夏暖冬冻我们建议可以采用PC外墙保温墙板也可以采用非夹心保温。抗震设防也是我们要考虑的问题，这块承重墙比较少我们可能就外墙做预制，内墙做一些填充、亲子墙板实现这样一个大空间，实际上跟刚才讲的室内大空间的格局和SI相结合，室内空间灵活可变这个思路是相同的。在高烈度区的话比如说楼比较高了之后除了外墙我们内墙还要适当布置一些承重墙。同时我们的户型和立面对PC体系也有影响，立面这块希望不光规则我们还是能够通过一些韵律化和规律化的变化实现丰富材料。外设面材料这块我们也希望能够便于现场的施工。实施效果这块也是目前地方政府比较玩主的一个方面，事实效果这块一个是我们说的世界一环保，还是需要我们节能节水结点还节省人工，块我们希望能够尽量扩大我们的PC扩建或者是等同头PC扩建现浇体系的应用。第二个方面是减少湿作业，一般是有两种实施途径。一种是PC多去使用，或者我们在现浇里面能够实现一些模板体系、定形高效模板体系也是很好的工业化尝试。最后一个是成本控制这块，这也是大家目前比较关心、比较敏感的话题，成本因素影响比较大，我们在这块实际上需要去考虑的因素也还蛮多的，一个是实施规模，项目到底规模实施多大，五万平米、五十万平米还是一百万平米，户型标准化、工艺标准化、加工标准化这块做的如何？地山个是构建加工和使功不会的我们在做固件施工的时候需要考虑这些工艺，能够通过工艺手段，通过合理的技术和管理实现我们的成本控制。最后是我们成本控制的目标，我们在选技术发展的时候一定要有一个对应目标，这样我想我的开发企业是很关注的。我们尽可能做选择力而不是问答提，什么样的技术方案对应的就是什么样的成本指标。 最后还涉及到其他的因素，比如说设计水平、PC构件加工和施工能力，项目管理水平和项目的可持续性。
    设计这块我们总结了一下，之前可能很多专家提过，全过程协同、一体化、标准化这方面提得比较多，经过我们这几年的实践，我们发现在做PC项目的时候除了做协同和标准化之外还是不够的，需要我们把很多东西数据化，需要把很多东西一体化，这是后面我们会提到的，四个方面通俗来说就是我们在全过程设计的时候协同和一体化，第二个就是我们在户型和PC构件的标准化。第三个是在工艺工法、成本增量和工期实现数据化，最后就是PC维护和我们的内装、机电进行一体化。这张纸图可以看到整个设计全过程需要一体化协同，需要考虑的因素还是比较多的。我们知道通常的项目是从右上角开始，比如说指示方案、初步方案设计、施工图设计，施工就没有了，还会提到我们作为一个构件生产也是需要设计单位潜心去研究的，同时在施工阶段后面也会提到这个时候设计单位也要进入施工工艺和施工管理里面做的，这就是标准院说的要全过程实施这么一个PC项目。标准化这块因为其他专家也提得比较多，我们在这块尺寸的模块化、厨卫模块化、功能使用权龄化、核心布置量小化、平面布置灵活化、户型模块化都是我们要做的工作。工艺工法和成本增量还有工期这块这是说得比较全的，右边需要把很多的工艺工法，设计单位除了提供设计图纸之外还要提供各种工艺工法的技术要点和管控要点，在成本增量这块实际上我们要关注PC项目的成本增量这样一个影响因素以及控制的措施，最后对开发企业和客户提供成本综合的指标和解决方案，工期这块也是一个道理，工期这块我们要结合组织设计做一个详细的工期规划，给业主提供全过程的指导。
    一体化和BIM这个地方就不详细展开说了，用一句话来概括就是目前BIM真正最急需的地方我想装配式混凝土这块对BIM的需求是最现实、最急缺的，所以真正进入装配式混凝土实现工艺的可靠性、实现各专业全过程的协同是非常有  必要的。简单提一下PC加工这块，目前也是很多开发企业甚至PC构件企业、总包企业比较关心的比如说我到底选什么样的工艺方案，我想我们通过这几年的市场调研结合我们的项目有一些体会，在工艺方案选择我们觉得有一些原则是需要去遵循的，比如说工艺的先进性、实用性，第二个实用性是非常有必要的就是我们生产的设备一定要跟我们的产品供应，我们需要什么样的才产品才有什么样的工艺。第三个是可靠性第四个是经济合理，推事我们还要适应市场的变化，还要做到安全和环保，就是整个工厂工业化水平要比较高。
    右边实际上是我们在调研市场的情况，我们做供应的时候很多企业在纠结是做固定台模还是做流水线，我们说有的时候不能一概而论说流水线就好或者说固定台模酒实用，还是要做选择的。同时我们也要做产能规划，我记得去年我们做标准途径技术宣贯的时候部里面领导也提到了，产能规划没有做很好的测算，实际上我们在给一些企业做建议的时候就建议你要针对你的市场规模、你的建筑体系、你的预制率去规划。不光是要测算出每年需要多少预制混凝土还要分别出各种类型，这样根据产能规划才知道到底上几条生产线怎么样规划，什么样的规模是比较适合我这个企业的。施工这一块实际上也是我们在去年实施完武汉的项目，以及今年刚做完设计这个月开始调转的北京实创工作坊（音）项目的体会。我们的设计单位如果仅仅只是提供设计图纸不深入到现场加工一线，不通过跟总包企业联合在业主的组织下我们把整个加工和施工的工艺，技术加管理的解决按不提出出来后面所有的项目管理起来是很难的，也就是说我的图纸画的再好我的成本控不好，工业化的特点跟传统现浇最大的差异就是它技术很重要，但是仅有技术还是远远不够的，必须是技术和管理相结合，这也是我们目前标准院提全过程解决方案的要点。我们结合这个项目，这是我们北京的项目，我们跟总包企业一起把整个的施工组织设计包括PC工艺、方案真正能够做到这样一个工艺级别的解决方案，可以看到我们不光是做了整个施工组织设计工艺方案，还把每一个工艺的细节，质量验收要点、每道工序开始准备什么样的工作，每道工作结束的时候怎么样，检查工艺和工序之间怎么样相互管控也是要落实到具体的解决方案里面去的，这是典型的灌浆，我们知道目前PC这块钢筋灌浆是大家比较关注的一个要点，大家老关心到底钢筋能不能可靠连接，光有技术是不够的，我们还要把工艺落实到实处，我们把技术和管理能够真正落实下来。
    最后一个是大家比较关心的也是比较敏感的话题就是成本控制这一块，我们这几年做了一些工作，我们也是把我们的一些体会跟大家做一个分享，数据不一定完全准确，但是我想思路可以跟大家做一些交流和探讨的。PC项目这一块我们是一个设计单位但是我们有时候会把自己的角色，把自己扔到总包企业里面去从他们那里来分析成本增量，最后从业主的角度管控业主整个成本，这是典型PC项目成本的组成，实际上他材料成本是40.17%，大部分的成本是劳务分包、专业分包、大型机械这是几个大的重点。装配式项目跟传统项目来说差异是什么呢？我们材料成本这块是增加的，我们的劳务成本这块是降低的但是有专业分包和大型机械这一块是增加的。成本增量这块很多人都会一直在问，就是PC项目到底成本增量是有多少，这块我们拿北京市这么一个文件做参考，就是我们的PC项目北京市做PC外墙四百块钱增量，这是市场的指价不同项目实施的时候差异比较大，我们之前做一个外地的项目成本增量我们觉得控制在两百到三百块钱是可控的，也有项目成本增量就在七八百块钱，原因就在于后面提到成本管控这一块，成本这三方面也有东西来管控一个是设计、一个是技工，设计也是结合设计的内容需要全过程的把控，包括我们在技术方案选择、技术体系是不是合理、标准化设计是不是到位，标准化节点构造这块是不是能够落实，包括我们去年第一批图纸里面也有很多标准化构件的纸，还有PC加工和加工工艺这块是不是真正的能够可行、便捷，包括全过程BIM的运用，包括设计施工一体化和精细化管理，管理这块能不能落实这也是我们设计这块影响整个项目成本。
    第二个方面是PC加工这块，前两年我们把自己当成学徒去构件厂调研学习分析PC构建这块加工到底有哪些经验可以借鉴哪些问题需要解决，我们可以看到PC成本构成是非常有意思的。通常来说的话，PC成本构成有材料成本、人工成本、机械成本、措施费这跟传统现浇是不一样的，我们的传统现浇就成本和费用，其他我们的机械、养护、利润、碎金是不一样的，后面我们会提到我们的PC构件这块到底成本的组成是什么样的情况。在这块实际上我们的会就是要去控制PC的材料用量，控制PC固定投资成本的摊销，减少人工提高效率，简化工艺降低管理成本降低模板的谈笑，合理设置产能和规模。这是我之前调研过价格的数据表，从这个表可以看出来一个成本组成是433的规律，40%是成本，30%是各样费，比如说人工、模具摊销、运输和保护，这些都跟我们的产能和标准化的应用有关系。第三个方面是利润碎金和管理费，这个就跟产能规模、项目规模有关系。
    现场成本也是比较有意思的一个方面，现场成本这块我们知道我们在材料成本这块是增加的，施工措施费是降低的，大型机械费用是提升的，在现场的人工费是降低的，但是我们把现场和工厂结合起来的话大概人工平是同步持平的，不过现场的成本组成了之后我们就知道我们怎么样控制成本了，所以也是有这么几个体会，一个是技术体系这一块我选的技术体系是不是我项目比较容易配置的。设置阶段的时候现场施工的工艺是不是协同的、可控制、落地的也很有关系。第四个阶段就是在施工阶段我的这些工艺怎么样落地、怎么样能够管控，以及我的施工组织设计能不能把技术和管理相结合，这也是我们现场施工成本这一块控制的一些要点，大体上就讲了这样一些内容，基本上涵盖我们在设计、加工、施工、成本管控这一块的体会，跟大家做一个分享和探讨，谢谢大家。