装配式钢结构医院建筑的经济性研究

张一帆

摘 要：装配式钢结构建筑不仅能提高建筑物的稳定性，还能节约工期节约资源，因此我国需加强对装配式钢结构建筑的探索和发展。通过对其造价成本和建造模式的讨论，希望以此促进我国建筑业的发展。

关键词：装配式钢结构;医院建筑;工程造价;

1 引言

进入21世纪，我国的经济快速发展，建筑行业的飞速发展使促进了施工技术和建筑结构不断创新，装配式建筑也得到了较大的推广，根据《北京市发展装配式建筑2018年-2019年工作要点》，2018年北京市装配式建筑占新建建筑面积的比例达到20%以上，到2019年实现25%以上。新纳入本市保障性住房建设计划的项目和新立项政府投资的新建建筑应采用装配式建筑，政府投资的单体地上建筑面积1万平方米以上的新建公共建筑应采用钢结构建筑。因此我国对装配式建筑的研究逐渐增多，公共建筑尤其是医院建筑中装配式结构的应用也逐渐增多。

2 装配式建筑的概念

装配式建筑是指建筑的主要构件在工厂生产加工，在施工工地装配而成的新型建筑形式。装配式建筑结构的形式包括：装配式混凝土结构、装配式钢结构和装配式木结构。装配式钢结构建筑是由结构系统、围护系统（内外墙板和楼承板）、设备管线系统和内装系统组成，具有“部品生产工厂化、现场施工装配化、结构装修一体化、过程管理信息化”的特点。

3 装配式钢结构建筑的优势

装配式建筑与传统的建筑模式有很大不同，其一，实现了模式化以及标准化的生产设计，规范了施工工艺，有效的提升了施工效率，非常适合保障性住房的建设，据测算，装配式剪力墙结构的施工总工期比传统的现浇剪力墙结构减少约30%，装配式装修做法的现场作业工期比传统装修做法减少80%;其二，可减少建筑材料的浪费，建造的过程中可以结合建筑的实际情况，对构件结构进行有针对性的设计，节约生产成本，据测算，装配式剪力墙结构的模板用量比传统的现浇剪力墙结构减少约35%，建筑垃圾减少约40%，装配式装修做法的地面用材和隔墙用材比传统装修做法减轻70%;其三，节约了大量的人力以及物力资源，装配式剪力墙结构的施工用水量比传统的现浇剪力墙结构减少约30%，施工用电量减少约20%，装配式装修做法的用工量比传统装修做法减少60%。此外，降低了现场作业工人的劳动强度，避免了施工现場产生安全隐患。

目前国内民用建筑中应用最多的是装配式混凝土建筑，但是混凝土建筑存在竖向构件连接困难，无有效检测手段，现场监管难，难以保证质量等问题，在个别地方遭到了叫停;木结构只适用于低层房屋建筑，适用范围较窄，无法大面积推广;但是，钢结构具有轻质、高强、抗震性能好、利于标准化设计、工厂化生产、装配式施工、节能环保等优势，更容易满足国家对于装配式绿色建筑发展理念，而且我国现在是世界第一产钢大国，故在当前市场环境下已具备大力推广装配式钢结构建筑的条件和基础。因此，钢结构建筑不断被普及应用，为最环保、最成熟的装配式建筑，被积极推广应用。

4 造价成本

本课题重点研究8度0.2g设防条件下装配式钢结构和混凝土框架剪力墙结构的经济技术指标比较，选取六个医院的地上部分为研究对象，三个为装配式钢结构医院，三个为混凝土框架剪力墙结构医院，建筑功能均为医疗综合楼，地上建筑面积相近的两种结构形式的医院进行比较。六个医院统一套取2016年《北京市建设工程概算定额》以及同一时期信息价，分别计算地上建筑的总造价，归类分析可以看出影响地上建筑造价的主要因素为结构系统，其中钢结构系统造价占比60%～65%，混凝土结构系统造价占比45%～55%;次要因素是墙体，装配式钢结构地上建筑的成品内外墙造价占比15%～19%，混凝土框架剪力墙结构地上建筑的内外砌体墙造价占比15%～22%;措施费的影响排名第三，装配式钢结构建筑的措施费造价占比约14%，而混凝土结构的措施费造价占比约25%，剩下的分部工程造价占比例较小。因此，重点比较主要和次要因素的经济差异。

4.1 对承重结构的成本分析

混凝土结构的建筑承重系统主要是混凝土柱、梁、板、剪力墙等，通过计算各构件每平米的含量以及综合单价，可以得出地上建筑每平米750元～1000元;而装配式钢结构建筑的承重系统主要是钢柱、钢梁、钢支撑、钢楼承板等，通过计算各构件每平米的含量以及综合单价，可以得出地上建筑每平米1700元～1900元。因此，就地上建筑的承重结构而言，装配式钢结构比混凝土结构每平米增加近900元～950元。

通过对比两种建造方式的结构断面尺寸，可以发现，采用装配式钢结构的医院建筑，其柱和梁的尺寸比混凝土结构的小。就建筑布局而言，由于钢材轻质高强，梁、柱截面比同样荷载条件下的混凝土构件截面小，因此钢框架结构较混凝土结构净使用面积增加，楼层净高度增加，钢结构的视觉效果更轻盈、通透。

4.2 对内外墙的成本分析

混凝土结构的建筑外墙均为外包保温的砌块墙，其综合单价约为536元/m2，装配式建筑的外墙为装配式幕墙体系，250厚轻钢龙骨纤维增强水泥平板复合保温墙体或250厚钢龙骨GRC复合保温板墙体，其综合单价约为490元/m2，比砌块外墙便宜46元/m2;混凝土结构的建筑内隔墙多采用砌块，由于厚度不同，综合单价存在一定的差异，平均单价为206元/m2，装配式建筑内墙种类较多，除砌块墙，还有轻钢龙骨双面双层纸面石膏板墙体、轻钢龙骨水泥纤维板墙体和蒸压加气混凝土板墙，由于墙体厚度以及中间岩棉保温厚度不同，综合单价也有一定的波动，轻钢龙骨双面双层纸面石膏板墙平均单价为287元/m2，轻钢龙骨水泥纤维板墙单价为338元/m2，蒸压加气混凝土板墙平均单价为217元/m2，均比砌块内墙的单价高。统计六个医院的内外墙含量，计算∑墙含量×墙单价，得出结果，墙体差异造成的地上建筑造价的差异在每平米100元～160元。

虽然成品隔墙价格比传统的砌块墙高，但其具有很多超越砌块墙的优点，以蒸压加气混凝土板墙（ALC板）为例：

1）ALC板容重比加气砌块轻150～200kg/m3，有效降低荷载;

2）加气砌块在施工时，块与块间需要砂浆粘接，保温隔热以及隔音效果受很大影响，而ALC板为大板，性能均匀分布，整体保温和隔音效果更好;

3）ALC板作为墙板使用时不需要设置构造柱和圈梁，门窗不需要设置过梁，可以滴里使用不需要辅助结构，而加气砌块作为墙体是用时需要根据建筑设计规范要求，长度超过6米需要设置构造柱，高度超过4米需要设置混凝土圈梁，与混凝土墙、柱交接处需配置拉筋以增加稳定性;

4）ALC板是根据图纸进行二次设计，因此到达施工场地时可以直接组装，每块面积高达3.6平方米，大大缩短了工期，而加气砌块需要与砂浆配合使用，并需要构造柱、圈梁等辅助安装，施工速度明显降低，根据有关项目比较，ALC板比加气砌块缩短三分之一的工期;

5）ALC板不需要双面抹灰，而且是干法施工，而加气砌块需要双面抹灰，是湿法施工，因此ALC板不近减低装修费用，避免出现空鼓裂缝，而且减少施工现场垃圾的产生;

4.3 对地上建筑总成本的分析

从上述分析的结果来看，装配式钢结构建筑的成本高于传统建筑技术的成本，成为阻碍钢装配式钢结构建筑发展的一个重要因素，上文中，对建筑物的结构系统及围护系统的费用进行了分析，现在从工程造价的总成本方面进行讨论。

建筑工程的费用支出主要有4部分，直接费用、間接费用、利润及税金，直接费用在整个工程中扮演着基础性和决定性的角色。传统建筑和装配式钢结构建筑的经济差别主要在3个方面：（1）生产费用和人工安装费用的不同;（2）模板材料费用的不同;（3）保温费用的有无及后期水电的维修费用。采取装配式钢结构的人工费低于传统建筑技术的人工费，随着日益增长的人工成本，这一人工费用的优势会越来越突出，节省的费用也会越来越多。从工期方面来看，采取钢结构装配式建筑的工期比传统的工期节省了60%，这样不仅能减少成本，还可以在减少工程贷款利息的同时减少租赁设备的费用。

5 结束语

装配式钢结构建筑具有很强的经济适用性，正在成为建筑行业的主要趋势，可是人们对于装配式钢结构建筑并不太了解，且造价较高，导致其未能推广使用，通过上述论述，可以清楚地看到需要不断地推进我国装配式钢结构建筑的有效应用，促进建筑行业有效转型，促进装配式钢结构在我国得以健康发展。

参考文献：

[1] 余佳亮、常明媛、张耀林、孙伟.装配式钢结构在医院建筑改扩建工程中的应用[J].钢结构，2019（3）：59-63.

[2] 熊家强.钢结构装配式建筑经济性分析[J].建筑经济，2017（12）：98-99.

[3] 韩建.装配式钢结构建筑体系经济性分析[J].装饰装修天地，2019（7）：46.

[4] 北京市发展装配式建筑工作联席会议办公室.关于印发《北京市发展装配式建筑2018年-2019年工作要点》的通知.京装配联办发[2019]1号.北京，2019