新加坡易建性评价标准及其与中国装配式建筑评价标准的差异

一、新加坡装配式建筑发展历程

新加坡的装配式建筑可追溯到上世纪70年代,当时装配式工程技法仅仅用在预制管涵、预制桥梁构件上。到80年代新加坡建屋发展局(HDB)开始逐渐将装配式建筑理念引入住宅工程,此期间外国承建商借助中标HDB的重点工程向新加坡引进预制技术。基于装配式建筑的标准化、高效率等优势,这些工程的交工时间相较以前同类工程平均施工时间缩短了20%-50%。随后,新加坡本土企业纷纷尝试这一新建筑理念,开始学习和生产预制构件和预制建造技术。在新加坡政策激励及“以较低的成本为市场快速提供大量的组屋”的大量需求下,装配式建筑在新加坡有了蓬勃的发展。历经40余年,新加坡的PC建筑已彻底普及,预制装配技术也已成熟。

2011年,新加坡建设局(The Building and Construction Authority,以下简称BCA)推出了首个《建筑生产力路线图》(Construction Productivity Roadmap),目标是到2020年建筑业成为高度集成和技术先进的产业。随后,BCA积极引导建筑业向“面向制造和装配的设计”(Design for Manufacturing and Assembly,简称DfMA)的概念发展,以节省人力同时提升项目建造质量。在2017年BCA颁布的建造业转型图(Construction Industry Transformation Map)中,DfMA与绿色建筑、集成数字传输并列为建造业实现转型的三个关键领域,政府计划于2019年将DfMA在新项目中采用率提高至40%,2025年提高至70%。

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新加坡建筑产业转型图

作为DfMA转型中的技术最前沿,PPVC(Prefabricated Prefinished Volumetric Construction)逐渐在新加坡推广发展,成为显著加快建造速度的变革性技术之一。PPVC指预先精装的箱体建筑模块化技术,又称“箱式预制系统”或“立体模块化建筑”,是将一个可运输尺度内的完整房间,在预制工厂进行组装加工、装修、安装固定设备,达到模块内精装修入住前的程度后再运到工地进行现场吊装。PPVC更加彻底地将建筑业变成产品能在工厂内可控生产的制造业,提高建筑施工效率,使工地工作量大幅度降低,显著缩短施工周期并减少用工人数。

从2011年的Yishun Avenue 4项目——新加坡政府要求使用PPVC的第一个项目——至今,已有约20余个PPVC项目在新加坡落地,其中不乏10数层甚至40多层的高层建筑。新加坡政府在政策上也大力推动PPVC的应用,对于采用PPVC技术的项目,政府要求的最低预制覆盖率为建筑面积的65%。在政府出让土地项目中有选择地增加采用PPVC技术的要求。到2020年建屋发展局30%以上组屋项目必须采用PPVC建造。

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PPVC吊装现场

我国从上世纪50年代开始发展装配式建筑,在70年代达到装配式建筑发展繁荣的时期,而80年代中期以后,装配式建筑逐渐被现浇结构替代。进入新世纪后,随着环保压力及住宅产业化等需求的日益增加,装配式建筑迎来新一轮的快速发展。尤其是2016年以来,国家及地方多次出台指导性及鼓励性政策,促进装配式建筑产业的发展。同时,我国装配式技术也相应有了新的跨越,集成化程度越来越高,一体化构件、集成卫浴、模块化建筑等纷纷出现;不同体系的装配式设计和建造技术日益成熟,相关标准规范体系逐渐完善。

新加坡和我国的装配式建筑有着相似的发展历程,政府也在装配式建筑的引导和激励方面制定了大量政策,其中装配式建筑的评价体系对于装配式建筑行业的健康发展有着重要的导向意义。以下对两国的装配式建筑评价体系进行介绍。

二、新加坡易建造性实践守则简介

为引导装配式建筑行业的健康发展,解决劳动力短缺、生产效率低等问题,新加坡政府陆续制定了标准化规范和产业政策,以使施工过程尽可能简化,真正实现节省劳动力、提质增效。自2001年以来,BCA为所有建筑项目实施了易建造性立法,以提高建筑环境部门的生产率,减少对外国工人的依赖。多年来,有关采用易建造设计的强制性规定也已逐步提高。2011年,BCA引入了可施工性要求,要求建筑商在施工过程中采用更高效的技术和方法来提高生产率。这有助于确保建筑师和工程师在上游设计阶段提出的生产效率概念能够在下游建造阶段通过建筑商节省人力的建造过程得以实施。2013年,BCA进一步提高了易建造设计分数和易建造性分数的最低标准。与此同时,当局亦收紧了易建造性设计的规定,以推动业界在建筑组件和设计参数方面采取更大程度的标准化。

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目前新加坡采用的装配式建筑评价规范是BCA在2017年修改制定的易建造性实践守则(Code of Practice on Building),规定了建筑物的最低易建造性设计评分和最低易建造性评分的要求,确定了易建造性设计评分和易建造性评分的方法以及它们的提交程序。按照守则要求,对装配式建筑应分别从设计和建造两方面进行评价。

2.1 易建造性设计评分

易建造性设计评分要求及相应的易建造性设计评分系统BDAS针对开发商及设计人员,用以评估建筑设计对现场劳动力使用的影响。一个高的易建造性设计分数意味着相同的承包商应该以较少的现场劳动力建造该项目,在施工过程中产生更有效的劳动力使用,从而提高现场劳动生产率。建筑的易建造性设计评分包括结构部分、墙体部分、DfMA技术使用以及其他易建造特性评分,最高总评分为110分。

BDAS以标准化、简单化和集成化设计的原则对建筑设计进行评分的计算,并给出了相应的计算公式及所需参数的选取方式。结构部分(或墙体部分)以所选用结构体系(或墙体体系)占建筑总面积(或墙体总长度)的预制构件应用率与相应体系劳动力节省指数的乘积作为得分计算依据,同时考虑了预制构件应用率和所选体系节省劳动力的程度。如对于装配式混凝土结构,当采用全预制体系时,其劳动力节省指数为1.0。

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不同结构体系的劳动力节省指数

DfMA技术使用部分考虑了结构、建筑及机械、电器和管道系统(MEP)的集成设计,根据集成程度的差异,规范将DfMA技术分为四个等级来区分潜在人力节省程度的差异:预制构件、先进预制系统(如预制MEP模块)、全集成部件(如预制集成浴室PBU)、全集成系统(如PPVC),根据设计不同的集成程度和预制率直接给出评分,如采用经认证PPVC生产商生产的PPVC可获得8或10分。

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采用DfMA技术评分表

其他易建造特性如标准化、布局重复度、简单性、先进生产技术、干式施工等作为加分项。总体上看,易建造性设计评分系统BDAS是以减少劳动力消耗作为建筑设计评分基本考量,并通过这种评分,推广相应的技术体系,如采用焊接钢筋网片可以得2分。

规范对新建或改扩建工程的易建造性设计最低得分做了要求。以新建建筑上部结构部分的最低得分为例,对不同建筑类别及毛面积的最低得分要求如下表。此外,规范规定了易建造性设计评分的提交程序,开发商应聘请具有相应资质建筑工程师和结构工程师共同完成易建造性详细设计和实施计划,并进行易建造性设计评分的申报。当工程中出现任何可能改变易建造性评分的偏离时,建筑工程师和结构工程师应重新修订易建造性详细设计和实施计划,重新计算易建造性设计评分。

新建建筑上部结构易建性评分最低要求

建筑种类

2000m2≤建筑面积≤5000m2

5000m2≤建筑面积≤25000m2

建筑面积≥25000m2

有地权住宅

73

78

81

普通住宅

80

85

88

商业建筑

82

87

90

工业建筑

82

87

90

学校

77

82

85

公共机构及其他类型建筑

73

79

82

2.2 易建造性评分

建筑的易建造性评分及相应的易建造性评分系统CAS则是针对建筑商,用以衡量建造商的施工技术和工艺对现场施工劳动力的影响。一个易建造性得分较高的项目通常会使用更具劳动效率的施工方法和技术,减少现场的劳动力需求,提高现场生产效率。CAS侧重于施工阶段使用的施工方法。通过可建造性评分,鼓励建造商从传统的劳动密集型建造方式转向更具劳动效率的技术驱动型建造方式。

建筑的易建造性评分包括结构工程部分,建筑、机械、电气和管线部分(AMEP)以及良好的工程实践部分,最高总评分为120分。结构体系部分是对结构工程施工过程中采用的各种方法和技术给予评分,主要对施工中采用的不同型式脚手架以及不同型式模板工程分配不同的分值,因为这两部分占用了结构工程施工所需的大部劳动力,如无外脚手架可得15分。此外,在结构工程施工过程中采用的可以减少劳动力使用的创新性技术、工艺等也可以加分。AMEP部分是对建筑、机械、电气、管线工程施工过程中采用的技术工艺给予评分,建筑部分鼓励采用一体化的楼面、墙面,减少抹平、抹灰等施工过程,MEP部分鼓励采用预制电气、管线模块。良好的工程实践则是对施工现场采取的提高生产率的做法进行评分,如有意识地避免湿式作业、采用BIM或在现场使用生产力监测系统以提高生产力等做法。

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易建造性评分表(结构部分)

规范同时对总建筑面积≥5000m2的新建或改扩建工程的易建造性最低评分做了要求,项目建造商必须依据工程实施计划及将采用的施工技术工艺等计算项目的易建造性评分,该评分不得低于规范要求的最低评分。建造商需将详细的易建造性实施计划和易建造性评分计算过程向BCA提交申报,其中应详细说明建筑物每层采用的施工技术、工艺等的类型及采用的程度。施工过程中,建筑商还需向BCA提供施工进度报告、现场采用工艺、技术的照片以及所显示采用技术细节的报告等记录性材料。此外,还要求建筑商在现场安装生物认证系统以收集生产力数据并每月提交BCA。

BDAS的重点是在项目上游采用易建造的设计,CAS则是解决下游施工过程中的技术和工艺的提升,设计师对易建造设计的关注辅之以建筑商采用劳动效率高的建筑技术和施工工艺,以使建造过程更容易。近20年来,易建造性制度对新加坡建筑业劳动生产率的提高起到了明显的作用,促进了新加坡住宅工业化的发展。预制部件生产能力稳步提升,同工效条件下的人力使用量稳步降低,建筑质量越来越有保证。

三、中国《装配式建筑评价标准》

中国装配式建筑评价标准制定较晚,在2015年颁布国家标准《工业化建筑评价标准》,对民用建筑的工业化程度进行评价。该版本的评价指标体系包括设计阶段、建造阶段及管理和效益阶段三部分指标,每部分指标包含基础项和评分项,基础项为基本要求,不符合基础项不被认定为工业化建筑,三部分评分项总和均为100分。工业化建筑评分取三部分评分的加权总和,根据评分划分工业化建筑等级。

设计阶段的评分主要对标准化设计、预制率、装配率、建筑集成技术、设计深度、一体化装修设计、信息化辅助设计技术进行评价。建造过程主要对预制构件生产、运输,装配化施工组织和技术工艺,一体化装修技术工艺进行评分。管理和效益评价则是对信息化管理使用以及项目建造过程中的节约资源、环保、节省劳动力的效益进行打分。评分综合体现了设计、建造技术和建造管理三方面的工业化程度。

《工业化建筑评价标准》实施仅两年便被现行的《装配式建筑评价标准》所替代。新标准规定了在项目设计阶段宜进行预评价,并应按设计文件计算装配率;项目评价应在项目竣工验收后进行,并应按竣工验收资料计算装配率和确定评价等级,亦即以项目竣工时实际情况作为评价依据。

具体的评级方法是:根据预制部品所占比例分别对主体结构、围护墙和内隔墙、装修和设备管线三部分进行打分,进而计算装配率,以装配率划分等级。同时要求了主体结构部分的评价分值不低于20分,围护墙和内隔墙部分的评价分值不低于10分,采用全装修且装配率不低于50%,才应认定为装配式建筑。在墙体及装修设备管线部分也强调了集成性部品部件的使用。

相比之下,新版的评价标准更简单,操作性更高,只需依据项目竣工时的实际资料计算装配率进而评级即可,结果导向,重在装配式的实际实施情况。而旧版标准则综合考虑了建筑设计、生产、建造、管理中涉及的工业化手段和技术,更关注于工业化实施引导,旧版标准和新加坡易建性守则在许多评分要求上是相近或相同的。

四 总结

总的来说,新加坡易建性守则综合考量了装配率和各种设计、施工技术工艺等对劳动力的节省程度,是基于新加坡劳动力短缺的国情和提高建筑行业生产力的政策而制定的,以易建性为根基,装配式只是实现易建造性的手段之一,其更多的目的是通过这种评价机制对工业化建筑工艺工法理念等进行引导。

中国的《装配式建筑评价标准》则主要针对建筑本身的装配化程度进行评价,装配式和装配率是该标准的主角,把装配率做为评价的依据,在一定意义上也是当下国内装配式建筑发展水平一个缩影。

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