钢结构装配式住宅造价分析及降低措施_尹义松

1、2017 年 4 月上 第 46 卷第 7 期 施工技术 constuction technology53 doi: 10. 7672/sgjs2017070053 钢结构装配式住宅造价分析及降低措施 尹义松， 霸虎， 韩月涛 ( 中建钢构有限公司， 天津300383) 摘要针对目前钢结构住宅造价普遍高于传统现浇混凝土结构住宅的现状， 从钢构件模块化管理、 减少围护结构 和内隔墙工作量、 工期、 装配式建筑政策扶持等方面， 分析降低钢结构装配式建筑造价措施及可行性， 为钢结构装 配式建筑真正切入市场提供参考。 关键词钢结构; 装配式; 住宅; 工业化; 造价; 模块化 中图分类号tu94 文献

2、标识码a 文章编号1002- 8498( 2017) 07- 0053- 04 analysis and educing measures of steel structure fabricated house cost yin yisong， ba hu， han yuetao ( china construction steel structure co ，ltd ，tianjin300383，china) abstract: aiming at the cost of steel assemble housing is generally higher than the current

3、traditional cast- in- situ concrete structure housing，steel modular management，partition wall retaining structure reduction，construction period and policy support and other aspects are summarized to analyze steel structure prefabricated construction cost measures and feasibility，providing a way for

4、prefabricated buildings into market popularly key words: steel structures;precast;residence;industrialization;cost;modularization 作者 简 介 尹 义 松， 工 程 师， 国 家 一 级 注 册 建 造 师， e- mail: yinyisong2008163 com 收稿日期2017- 01- 20 钢结构及预制围护结构具有自重轻、 工期短、 劳动力投入较少、 抗震性能好、 质量可靠、 安全环保 等一系列优点。钢结构建筑的得房率比传统钢筋 混凝土建筑要高 6% 1

5、0% 且空间布置灵活。目 前， 钢结构装配式建筑比例不足 5%， 且钢结构装配 式建筑以政府背景的教育建筑、 保障房建筑及自行 开发的房地产为主， 真正进入市场化的钢结构装配 式建筑基本没有， 其主要原因是造价过高。钢结构 装配式建筑市场化任重道远。 1钢结构装配式建筑造价分析 目前建筑市场以中高层为主， 尤其是住宅市 场。而中高层住宅市场以短肢剪力墙为主。对于 钢结构装配式建筑， 高度在 70m 以内、 地震烈度在 8 度0. 20g 以下的住宅可采用钢框架结构 + alc 条板 体系; 70m 以上住宅因水平方向荷载或地震力较大 需要采用钢框架 + 斜向支撑或钢板剪力墙等结构 体系; 70

6、m 以上住宅钢含量可显著增大至 120kg/m2 以上。某地产公司开发的短肢剪力墙现浇结构与 类似项目的钢结构住宅项目造价对比分析如表 1 4 所示。 从表中可以看出， 70m 高度以内、 地震烈度 7 度 0. 15g 地区商品房住宅， 钢结构装配式住宅结构比 短肢剪力墙造价高出约 150 元/m2; 而 70m 以上商 品房住宅， 钢结构装配式住宅比短肢剪力墙造价高 出约 400 元/m2。考虑到钢结构装配式住宅自重 轻、 地基及基础造价低的优点， 钢结构装配式住宅 建筑每 m2综合造价还会降低。但钢结构装配式住 宅综合造价高于传统结构形式住宅， 其主要原因为 钢材含量高且综合单价高、 a

7、lc 隔墙条板价格 较高。 2降低钢结构装配式建筑造价措施 2. 1降低钢材造价 钢结构装配式住宅钢材含量高且综合单价高， 钢材含量主要和结构刚度有关， 目前从设计上很难 挖掘降低钢材含量的办法， 而钢框架中钢材综合单 价基本是其母材的 2 倍， 降低钢材造价只能从降低 钢框架中钢材单价入手。 钢结构装配式住宅主要采用矩形方管作为结 构柱， 采用 h 型钢作为结构梁， 而矩形方管和 h 型 54施工技术第 46 卷 表 1短肢剪力墙现浇结构造价( 7 度， 0. 15g， 层高 2. 9m， 21 层) table 1cost of cast- in- place shear wall str

8、ucture( 7 degree， 0. 15g， 2. 9m hight， 21 floors) 名称钢筋混凝土模板砌体抹灰垂直运输费用 测算值49 30kg/m20 37m3/m2319m2/m2012m3/m2080m2/m2 综合单价4 6 元/kg400 元/m357 元/m2730 元/m326 元/m2 建筑造价/( 元m 2) 226 78148 0018183876020803000 合计/( 元m 2) 69501 备注 含砌体内钢筋， 钢筋原材 3 400 元/t 混凝土原材 及泵送 340 元/m3 模板人工费 40 元/m2 含构造柱及圈 过梁后综合单价 不含剪力墙

9、部位抹灰 塔式起重机、 施工 电梯等 表 2短肢剪力墙现浇结构造价( 7 度， 0. 15g， 层高 2. 9m， 33 层) table 2cost of cast- in- place shear wall structure( 7 degree， 0. 15g， 2. 9m hight， 33 floors) 名称钢筋混凝土模板砌体抹灰垂直运输费用 测算值53 50kg/m20 43m3/m2334m2/m2011m3/m2070m2/m2 综合单价4 6 元/kg400 元/m357 元/m2730 元/m326 元/m2 建筑造价/( 元m 2) 246 10172 00190388

10、03018202850 合计/( 元m 2) 73548 备注 含砌体内钢筋， 钢筋原材 3 400 元/t 混凝土原材及 泵送 340 元/m3 模板人工费 40 元/ m2 含构造柱及圈过梁 后综合单价 不含剪力墙 部位抹灰 塔式起重机、 施工电梯等 表 3钢结构住宅造价( 7 度， 0. 15g， 层高 3m， 21 层) table 3cost of steel structure residence( 7 degree， 0. 15g， 3m hight， 21 floors) 名称钢材混凝土模板alc 条板条板抗裂垂直运输费用 测算值80kg/m20 11m3/m209m2/m20

11、24m3/m216m2/m2 综合单价6 36 元/kg400 元/m348 元/m2900 元/m37 元/m2 建筑造价/( 元m 2) 508 8044 0043202160011201800 合计/( 元m 2) 8412 备注 钢梁钢柱原材、 制作、 安装、 防火防 腐处理 6 360 元/t 混凝土原材及 泵送 340 元/m3 模板人工费 40 元/ m2 考虑了体系变 为框架后填充 墙增加量 接缝处采用抗裂 网格布 + 抗裂 砂浆处置 塔式起重机、 施工电梯等 表 4钢结构住宅造价( 7 度， 0. 15g， 层高 3m， 33 层) table 4cost of steel

12、structure residence ( 7 degree， 0. 15g， 3m hight， 33 floors) 名称钢材混凝土模板alc 条板条板抗裂垂直运输费用 测算值125kg/m20 11m3/m209m2/m2024m3/m216m2/m2 综合单价6 36 元/kg400 元/m348 元/m2900 元/m37 元/m2 建筑造价/( 元m 2) 699 6044 0043202160011201700 合计/( 元m 2) 1 1272 备注 钢梁钢柱原材、 制安及防火防腐 处理 6 360 元/t 混凝土原材及 泵送 340 元/m3 模板人工费 40 元/m2 考虑

13、了体系变为 框架后填充墙 增加量 接缝处采用抗裂 网格布 + 抗裂 砂浆处置 塔式起重机、 施工电梯等 钢规格通过平面布置和结构计算确定， 通过钢构件 厂 加 工 制 作，钢 框 架 项 目 型 钢 综 合 单 价 高 达6 360 元/t。 查询到市场矩形方管和 h 型钢销售价格只有 3 400元/t， 但因市场需求较小， 矩形方管和 h 型钢 产量较小且规格较少。若将市场与需求结合， 钢框 架结构钢材综合单价可降低至5 200元/t。直接采 购成品矩形方管和 h 型钢， 增值税亦可降低 20 30 元/m2， 这将增加钢结构装配式建筑市场竞争力。 万达集团从设计上采用了模块化管理模式， 由

14、 此形成产业链、 合作商和造价库， 建造成本透明。 钢结构装配式住宅可从设计上确定矩形方管和 h 型钢规格， 批量订购和使用， 制作仅限于柱头及连 接板、 栓钉、 冲孔等工艺， 钢结构工作量大为减少， 相关造价也显著降低。 钢结构装配式住宅( 含保障房) 最大跨度一般 在3 4m， 钢梁一般取跨度的1/15 约200 300mm， 24 70m 钢框架住宅矩形管钢柱尺寸一般在 300 400mm， 70m 以上钢结构住宅需根据平面布置、 建筑 高度和地震烈度等因素确定结构类型及相关构件 2017 no 7尹义松等: 钢结构装配式住宅造价分析及降低措施55 尺寸。因此， 一般中高层住宅可完全确定

15、主要钢构 件尺寸， 一旦钢结构装配式住宅产业化， 相关钢构 件就能实现市场化并形成产业链。 表 575mm 厚中空加气混凝土双层墙隔声量( 人体对于 500 2 000hz 的噪声最为敏感) table 5sound insulation values of 75mm- thickness hollow aerated concrete double walls 类别序号厚度/mm 面密度/ ( kg m 2) 隔声量/db 1252505001 000 2 000 4 000 ia 菱苦土板 双层墙 192 193 a =60 菱苦土板， b =80 菱苦土板， d =50 95. 9414

16、1475164715051 a =80 菱苦土板， b =120 菱苦土板， d =50 1204347485868745354 加气 混凝土 双层墙 194 a =100， b =150， 两面抹灰后 总厚度 380， d =100 1254142506272765554 不同空气层厚度的加气混凝土双层墙， a = b =75 195 196 197 198 199 200 201 空气层厚度 d =50 空气层厚度 d =75 空气层厚度 d =100 空气层厚度 d =150 空气层厚度 d =200 空气层厚度 d =300 空气层厚度 d =400 140 37 39 40 42 4

17、0 41 42 44 49 50 50 52 55 57 44 49 50 51 51 58 59 49 56 57 58 59 58 63 60 66 65 67 71 77 76 67 70 70 73 76 79 80 49 54 55 56 57 61 62 49 54 55 55 58 60 62 2. 2外围护结构及隔墙板造价 高层钢结构装配式住宅部分混凝土墙柱需要 采用墙板代替， 二次结构( 砌体) 施工量增加。墙板 体系基本不需要抹灰， 安装速度快， 能降低一定成 本， 但外围护结构及隔墙板综合造价仍高出砌体墙 130 元/m2( 相对于普通短肢剪力墙结构) ， 其主要 原因是

18、剪力墙结构改变为框架结构后填充墙砌体 工作量显著增加。 确保建筑功能同时最大限度减少钢结构装配 式住宅墙板工作量， 最有效的办法就是减少填充墙 砌体厚度。外墙采用 150mm 厚 alc 条板来确保节 能效 果 ( alc 条 板 节 能 计 算 用 导 热 系 数 为 0. 11w/( m k) ， 只有加气混凝土砌块墙体的 73%， 150mm 厚 alc 条板相当于 200mm 厚加气混凝土砌 块墙) ， 户内墙体可采用 80mm 厚 alc 条板并且确 保高厚比40; 分户墙需采用 200mm 厚 alc 条板 双面抹灰或 75mm 厚双层中空墙体确保分户墙的空 气声计权隔声量45db

19、。通过上述措施， alc 条板 工作量能降低 85%左右， 相对于建筑造价能降低 30 元/m2。 对于装配式住宅墙板体系， 特别注意的是分户 墙体的厚度及材料容重。虽然各厂家均提供墙板 隔声检测报告， 但该检测报告是在实验室前提下， 且仅对样品负责。现在住宅越来越重视隔声性能， gb501182010民用建筑隔声设计规范 将分户墙 体隔声由 40db 提高至 45db。对于分户墙板， 依据 文献 3中常用的墙板隔声量图表将分户墙做成 75mm 厚双层中空墙体， 中空层厚度 50mm 以上， 实 施过程中辅以抹灰确保分户墙隔声在 45db 以上 ( 见表 5) ， 表示平均隔声量， ia为修正

20、后的平均隔 声量。也可以依据质量定律， 采用容重 b07 级， 厚 度 200mm 的 alc 条板并双面抹灰实现分户墙隔声 性能 45db 的要求( 见表 6) 。 2. 3工期优势 钢结构装配式建筑主体结构工期能提前 1/3 左 右， 相关管理费用降低， 施工单位能够提前收到工 程款， 地产商通过提前预售达到提前回收投资的目 的。以 21 层短肢剪力墙住宅项目为例， 传统混凝土 结构的管理成本为造价的 6%， 钢结构装配式建筑 因工期提前 1/3 使项目管理成本降低 2%， 钢结构 装配式建筑因提前 2 个月回收工程款而使资金利息 减少、 减少的利息相当于造价的 0. 5% ( 按一年期贷

21、 款利率 6%计算) ， 由此钢结构装配式建筑工期优势 为造价的 2. 5% 约 17 元/m2。对于地产商， 按照 6 000 元/m2的销售价格， 按照提前 2 个月预售 30% 的住宅考虑， 工期优势达到 45 元/m2。 56施工技术第 46 卷 表 6 alc 墙板构造及隔声计算 table 6alc walls structure and sound insulation calculation 构造 alc 条板 墙体 水泥 砂浆 腻子及 涂饰 厚度/mm 200308 材料密度/( kg m 3) 7502 0002 000 综合面密度/( kg m 2) 226( 22620

22、0kg/m2) 隔声值/db =23lg226 9 =45. 145 2. 4质量轻 钢结构及预制围护结构自重轻， 同等荷载条件 钢结构住宅质量是传统住宅的 1/2 左右， 可节约基 础造价。以天津市赛达工业园白领公寓为例， 由于 钢结构装配式建筑自重较轻， 管桩数量由 215 根减 少至 135 根， 相关造价降低 55 元/m2; 同样， 天津市 某地 21 层商品房住宅， 桩基数量可以由传统结构的 57 根减少至 43 根， 相关造价降低约 30 元/m2。由 于各地的地质条件不同， 钢结构装配式建筑节约基 础的造价也不同， 一般在 30 元/m2左右。 2. 5政策优势 国家出台宏观政

23、策发展装配式住宅的同时， 北 京、 天津、 云南、 湖北、 河南、 云南、 浙江等省市提出 对于外墙预制部分面积不计入成交地块的容积率 核算( 有一定的条件限制) ， 且不超过规划总建筑面 积的 3%， 河北省对于钢结构商品房由项目所在地 政府按照 100 元/m2予以补贴， 部分省市明确政府 投资或以政府投资为主的机关办公建筑、 保障性住 房、 公益性建筑采用装配式建筑， 此外购买装配式 住宅贷款政策的优惠、 装配式建筑税率的优惠将为 钢结构装配式建筑提供巨大的优势。 2. 6节能及环保优势 钢结构住宅是 21 世纪的绿色建筑， 是我国减少 碳排放、 促进循环可持续发展的有效途径。低碳建筑

24、方面， 建造钢结构住宅 co2排放量约为 480kg/m2 ， 较 传统混凝土碳排放量740. 6kg/m2降低35%以上。节 材方 面， 钢 结 构 住 宅 高 层 建 筑 自 重 约 为900 1 000kg/m2， 传统混凝土约为1 500 1 800kg/m2 ， 其 自重减轻约40%; 可大幅减少水泥、 砂石等资源消耗， 从而大幅减少矿物开挖、 冶炼及运输过程中的碳排 放; 钢结构住宅施工过程中无需木模板和脚手架， 若其市场份额增长 5%， 则可减少木材砍伐相当于 9 000hm2森林; 建筑自重减轻， 还节省约 30% 的地 下桩基。节水方面， 钢结构住宅为现场装配化施工 为主，

25、建造过程中可大幅减少用水及污水排放， 若 其市场份额增长 5%， 将减少污水排放相当于 10 个 西湖总水量。节能方面， 轻钢墙体具有良好的自保 温功能， 为传统砖墙保温性能的 3 倍， 大幅降低运行 能耗。节地方面， 钢结构“高大轻强” 的特点， 易于 实现高层建筑， 可提高单位面积土地的使用效率; 户内得房率增加 5% 8%， 地下车库停车位可增加 10% 20%， 在寸土寸金和停车难问题凸显的今天， 其社会经济价值尤为突出。环保方面， 装配化施 工， 降低施工现场噪声扰民、 废水排放及粉尘污染; 减少砂石开采和建筑垃圾排放， 保护环境， 开创新 时代建筑文明。主材回收与再生利用方面， 建筑拆 除时， 钢结构住宅主体结构材料回收率在 90% 以 上， 较传统混凝土垃圾排放量减少约 60%， 并且钢 材回收与再生利用可为国家作战略