低层轻钢结构与传统结构住宅技术经济性分析.pdf

第 7卷 第 5期 2008年 10月 广州大学学报 自然科学版 Journal ofGuangzhouUniversityN aturalScience Edition Vo.l 7 No . 5 Oct . 2008 收稿日期 2008- 03- 10; 修回日期 2008- 04- 16 基金项目 广东省科技厅项目 2004B2801001, 2006B37201002 作者简介 陈世友 1981- ,男, 硕士研究生, 主要从事结构减震技术与应用研究. 文章编号 16714229 2008 05008905 低层轻钢结构与传统结构住宅技术经济性分析 陈世友 1 , 刘文光 2 , 刘付钧 3 , 陈宁旭 3 1. 广州大学 土木工程学院, 广东 广州510006 ; 2. 上海大学 土木系, 上海200072; 3 . 广州城建开发设计院有限公司, 广东 广州 510620 摘 要 基于低层轻钢结构住宅实际工程, 介绍了轻钢结构的价格构成, 并对低层轻钢结构住宅与砖混结构及 钢筋混凝土结构住宅从价格构成、 投资成本、 投资回报等方面进行了技术经济性综合分析比较, 分析结果显示 轻钢结构住宅比传统结构住宅具有更好的综合经济效益. 关键词 轻钢结构; 低层住宅; 技术经济分析 中图分类号 TU 352 文献标识码 A 0 概 述 轻钢结构住宅与传统结构住宅相比, 具有自 重轻、 抗震抗风性能好、 施工周期短、 易于实现工 业化生产及环保等优点, 在美国、 加拿大、 日本等 国家, 技术已经十分成熟、 使用也十分普遍, 但我 国只是近年来才出现少量的低层轻型钢结构住宅 建筑 主要是高档独立或联排别墅建筑 . 之所以 轻钢结构住宅在我国没有得到开发商和业主的重 视, 很大程度上是与我国国民的观念有关. 长期以 来, 人们普遍认为钢结构用钢量大、 造价高, 不符 合我国消费水平, 这是一种不全面的认识. 在房地产开发项目中, 工程造价是最直观的 经济指标, 也是开发商在项目运作中极为注重的 方面. 但是判别一种建筑的技术经济性, 不能单纯 地将结构主体系的造价进行比较, 而必须从其总 投资成本、 资金周转率、 投资回报期、 建筑的适用 性、 环保因素以及建筑的可持续发展等综合经济 效益评价指标来考虑. 此外, 由于建筑体系的改变 对建筑使用的影响和由这种影响所带来的经济效 益 [ 1]也应在考虑之列. 本文主要将我国现有工程使用较多的轻钢结 构体系住宅与传统的砖混结构、 钢筋混凝土结构 体系进行综合技术经济性对比分析. 1 典型低层轻钢结构体系住宅价格 构成 由于低层轻钢结构住宅体系有着不同于传统 结构住宅的做法, 它的许多材料本身具备结构和 装修双重功能, 属于精装修部分的许多管线是预 先埋在墙体内的, 这样就决定了轻钢结构住宅体 系的建筑、 装修、 设备不可分的性质, 任何企图在 建筑之后再另选设备安装或另行装修的尝试都会 对建筑产品的质量造成不利的影响, 这已经被国 内外这种结构别墅建筑体系的经营经历所证 实 [ 2]. 因此我们主张国外比较通常的做法, 即 一 步装修到位 , 这样不仅为业主节省了很多事情, 也是对这种体系房屋造价的比较科学和客观的评 价, 也是我国商品房消费的一种必然趋势. 所以我 们讨论轻钢结构住宅的造价, 往往包括了住宅装 修及电器设备的费用. 考虑到装修品位的不同及 设备定位的不同, 装修房的造价通常在 2 500 3 500元 m - 2之间甚至更高. 对于具体的建造项 目的成本更取决于业主对房屋的装修标准及电器 设备配置的确定. 典型低层轻钢结构住宅体系价格构成主要包 括了基础、 钢骨架、 结构板材、 围护体系、 内装饰、 水电管线、 设备等 7方面的价格. 以某一采用轻钢 广州大学学报 自然科学版 第 7卷 结构体系工程为例, 其上部结构 除基础外 主要 的 6方面在价格构成中所占比例如图 1所示. 图 1 典型轻钢结构住宅上部结构各项目价格比例 Fig . 1Price proportion of the upper part of typical light steel structure house 图 1所示只是某一具体的轻钢结构住宅上部 结构各项目所占价格构成比例, 各项比例数据往 往因具体项目的不同而有所差异, 这主要取决于 用户或开发商对于住宅的结构体系、 装修和设备 等的定位. 根据目前我国市场的材料价格及人工费用计 算, 低层轻钢结构体系住宅系统价格的构成如表 1 所示. 2 轻钢结构体系住宅与传统结构体 系住宅的比较 我国住宅建筑由于在传统的观念及技术经济 条件制约等方面的影响, 长期以砖、 木、 砖混结构 为主, 建筑结构类型的替代进程比较缓慢, 但进入 表 1 低层轻钢住宅系统价格构成 Table 1 The price constitution of light steel lo wrise housing syste m 分部工程 基本价格 / 元 m- 2 基本内容 高端价格 / 元 m- 2 高端内容 基础150天然地基上浅基础180 钢骨架400屋面桁架, 墙体骨架, 楼面骨架600架空地坪, 局部大空间, 复杂屋面 结构板材100外墙楼面200加强楼面结构 围护体系300屋面、 门窗、 外墙1 000豪华外装饰, 复合铝木断热窗 内装饰600地面1 200豪华木装饰、 灯具、 高端地面材料 水电管线50线、 管、 开关150消防、 安保 设备300常规厨卫设施900空调, 中央吸尘, 热水炉、 家电 合计1 900成品房4 230精装修房 20世纪 90年代以来, 随着人们对环境认识的提 高、 我国经济和科技的飞速发展、 政策条件的改 变, 建筑业在采用新结构体系, 新施工技术、 新墙 体材料等方面的发展十分迅速, 在住宅建筑上尤 为明显, 这种变化的开始是钢筋混凝土结构及新 型材料大量替代砖混, 成为住宅的首选结构, 目前 轻钢结构住宅初露端倪, 但发展十分迅速, 发展钢 结构住宅已列入国家产业技术的政策 [ 3]. 2 . 1 低层轻钢结构住宅与砖混结构住宅的比较 轻钢结构体系住宅相比传统体系结构住宅有 着许多优越性, 特别是近年来我国采用越来越多 的轻钢龙骨结构体系, 其优越性尤为明显. 首先, 对于承重结构体系采用镀锌轻钢龙骨就是一种很 大的革新. 这种结构体系有着更好的抗震、 防腐、 防虫、 环保和节能效果. 轻钢结构住宅与传统的砖混结构住宅相比, 轻钢结构具有更明显的优越性 1隔音、 保温效果优越. 由于采用专用纤维 棉等材料做墙体填充材料, 它的保温效果大大优 于砖混结构, 再配保温双层窗, 因而, 它的隔音效 果极佳, 也是节约能源的理想结构方式. 2自重轻, 基础简单. 轻钢结构的墙体为轻 钢龙骨, 除外墙表面可能有混凝土面层外, 整个房 屋无砖, 无梁、 柱、 混凝土楼板, 因此, 它每平方米 建筑面积的质量只相当于砖混结构的 1/5 1/6 . 由于建筑物的自重非常轻, 对地耐力要求一般是 在 8 10 t m - 2. 因此地基及基础的处理就简单, 一般的基础是采用钢筋混凝土柱下独立基础或条 形基础 只需构造配筋 [ 2]. 3抗震性能好. 轻钢结构各构件、 各部分之 90 第 5期陈世友等 低层轻钢结构与传统结构住宅技术经济性分析 间的连接全部采用自攻 自钻 螺钉, 整个房屋是 连接在一起的整体, 并以 OSB板或类似板材做蒙 皮处理, 因此它的整体承载力及抗震性能远高于 一般砖混结构. 4环保节能. 轻钢结构构件在工厂制作, 减 少了现场工作量和湿作业, 因而施工现场整齐、 干 净, 没有砖混结构房屋施工现场那样众多的建材 及建筑垃圾, 减少施工用水量, 有利于施工现场环 境保护和节约用水资源. 5施工速度快、 施工周期短. 轻钢结构体系 住宅是装配式住宅, 其结构构件都是在工厂里预 先制造加工后运输到施工现场, 在现场拼装, 施工 速度快、 施工周期短 一般只需 2 3个月, 轻钢龙 骨结构体系甚至更短 , 建筑过程中专业施工人员 的需要量也很少 [ 2]. 6管线安装方便. 轻钢结构在墙体中与楼 层间有足够的空间. 因此, 各种管线 电源线、 通 信线、 给排水管、 中央空调管等 都可沿墙体及楼 层之间敷设, 既无明管外露, 又使施工简单方便, 也便于今后的维修. 7无需进行二次装修. 轻钢结构别墅房, 其 内墙面为纸面石膏板, 施工过程中需将各种管线 及插座安装完毕, 包括厨房台柜、 吊柜、 卫浴、 卫生 间洗脸台、 各种壁橱门及浴缸门甚至部分电器都 需全部到位, 故无需也可不再进行二次装修, 这大 大节约了装修费用及减少了许多重复施工内容. 因此, 轻钢结构体系作为一种新型建筑形式, 无论从性能、 环保, 舒适等多方面来说, 都比传统 的砖混结构优越, 这种结构体系逐渐和钢筋混凝 土结构一起大量取代砖混结构, 是当前的发展趋 势. 结合我国建筑市场实际, 新型的轻钢结构住 宅与传统的砖混结构住宅在经济上的对比数据如 表 2 . 表 2 轻钢住宅系统与传统砖混结构综合经济比较 Table 2 The comprehensive economic co mparison between light steel structure and brickm ixed structure 项 次轻钢住宅体系 砖混结构变动说明 成品房初期造价 /元 m- 22 0001 800 典型建造周期 /d100150 单方工日数 /d4 511 13 当劳动力成本上升 5元 d- 1, 砖混成本相对上升 35 40元 实际使用面积增加 5- 2500按平均售价 5 000元 提前交付等价租金折合成本 /元 m- 2- 500 1元 m- 2 d- 1 开发商折算成本 /元 m- 21 7001 800 每月耗费能源差折合成本- 1440 月能源消费 2元 m- 2, 节能 30 计算, 年收益率 5 用户折算成本 /元 m- 2 1 5561 800 由以上比较可以看出轻钢结构住宅相对于砖 混结构住宅在成品房初期单位面积造价稍高, 但 由于轻钢结构住宅体系具有施工速度快、 周期短, 实用面积相对增加等优点, 开发商获得实际经济 效益, 开发商折算成本甚至低于砖混结构住宅的 折算成本. 加上轻钢结构住宅体系具有明显的环 保节能优点, 让用户获得的综合经济效益增加, 从 而用户折算成本明显低于砖混结构住宅. 2 . 2 低层轻钢结构住宅与混凝土结构住宅比较 轻型钢结构所用的材料均为常规材料, 构件 和板材均在工厂标准化、 系列化和模块化条件下 生产或预制, 构件加工精度高. 全装配化的现场干 作法, 无需焊接和涂装, 构件自重轻, 运输安装方 便, 无需大型机械设备, 劳动强度低, 工作量大大 减少, 缩短了施工周期. 与同规模的钢筋混凝土结 构相比, 轻型钢结构施工周期可缩短 1/3左右, 一 栋 300 m 2 的别墅建筑周期为 2 3个月. 低层轻型钢结构住宅由于结构体系受力合 理, 材料轻质、 高强, 且充分发挥了钢和混凝土的 材料特性, 具有明显的经济效益. 与钢筋混凝土结 构住宅比较, 轻钢结构体系住宅同样有如 2 . 1节 所述具有优越的隔音、 保温效果、 质轻、 抗震性能 优越等 7个方面的优点. 国内现有试点工程的初 步统计数据显示 其用钢量比混凝土结构的用钢 量下降 15 左右, 混凝土减少 50 , 人工费用下 降 75 , 运费下降 75 , 基础处理费下降 20 91 广州大学学报 自然科学版 第 7卷 30. 总体投资比传统钢筋混凝土结构体系下降 5 15 . 低层轻钢龙骨结构建筑的围护墙厚度为 15 20 c m, 内墙厚度为 12 cm, 建筑使用面积可比混凝 土结构建筑增加 15. 北京西山某采用低层轻钢 龙骨结构的别墅户型, 建筑面积 237 m 2, 使用面积 为 220m 2, 比率为 92 , 在所有结构类型中是最高 的. 采用钢结构可以增加使用面积 4 8 , 这 实际上是增加建筑物的使用价值, 增加经济效益. 表 3为建设部轻钢结构住宅试点项目库尔勒 金丰城市信用社住宅楼的钢框架 支撑体系和现浇 混凝土框架结构的经济综合比较 [ 1]. 表 3 轻钢住宅与钢筋混凝土结构的综合比较 Table 3Synthesis co mparison between light steelhousing and reinforced concrete structure 内 容钢框架 - 支撑体系现浇钢筋混凝土框架体系 框架柱断面 500 6钢管内填 C40混凝土450 mm 450 mm 框架梁楼面梁H 320 125 5 8 屋面梁H 350 150 5 8 250 mm 500 mm 楼板110mm厚现浇板110 mm厚现浇板 填充墙 外墙 250厚加气混凝土砌块 内墙 150厚加气混凝土砌块 外墙 240厚砖墙 内墙 120厚砖墙 0. 00以上结构自重 恒载标准值 总重 37 201 kg 单位面积重 0. 621 kg m- 2 总重 57 001 kg 单位面积重 0. 951 kg m- 2 型钢用量 / kg m- 2 30. 60 钢筋用量 / kg m- 2 21包括基础钢筋 55包括基础钢筋 综合用量 / kg m- 251. 655 综合造价 /元 m - 2 1 1001 150 综合造价中包括的内容土建、 电梯、 给排水、 电气、 暧通煤气、 卫生器具等 表 4是三层别墅分别采用轻钢屋顶与混凝土屋顶时的经济指标对比. 表 4 三层别墅采用轻钢屋顶与混凝土屋顶时的经济指标对比 Table 4 Econom ic data co mparison between light steel roof and concrete roof of threestorey villa 项次 类 别 建筑类型分项分部 计算方法 单元造价 /元 m- 2 混凝土屋顶轻钢屋顶 成本比值轻钢 / 混凝土屋面 1三层别墅单位建筑按总建筑面积算1 2471 3601. 09 2三层别墅屋顶分部 /无阁楼 按屋顶斜坡面积计517 5426161. 19 1 . 14 3三层别墅基础分部按底层建筑面积计2522220. 88 注 括号中数据已考虑吊顶成本. 由表 3 、 4可以看出轻钢结构住宅比钢筋混凝 土结构住宅在上部结构的造价上略高, 但由于轻 钢结构自重轻 约为混凝土结构的 1/2 , 其基础 造价比混凝土结构低等各方面因素, 所以在综合 造价上基本与钢筋混凝土结构住宅持平. 3 结 论 本文通过国内已建工程实例数据对低层轻钢 结构与传统的砖混结构及钢筋混凝土结构住宅体 系的技术经济分析与对比, 得出工程造价比较结 论 目前低层轻钢结构住宅的造价与其他结构类 型住宅造价相比普遍略高 某些工程两者造价可 能持平或甚至略低 . 轻钢结构体系住宅造价相 对高的主要原因是我国还没有像发达国家一样实 现钢结构住宅的工业化, 如果实现钢结构住宅工 业化生产, 成本有望进一步降低. 相应配套轻钢构 件缺少, 技术成熟的工作人员缺乏等也是造价高 的原因. 住宅钢结构只是指工程上部结构, 在工程总 投资中仅占 7 10 . 因此, 住宅建筑采用轻钢 结构与采用传统结构间的差价所占工程总投资的 92 第 5期陈世友等 低层轻钢结构与传统结构住宅技术经济性分析 比例很小. 并且, 因轻钢结构体系具有施工速度 快、 周期短, 实用面积相对增加及环保节能等优 点, 从而开发商及用户获得实际经济效益, 开发商 及用户的折算成本甚至低于砖混结构住宅的折算 成本. 考虑其综合效益, 轻钢结构住宅体系具有强 度高, 延性好, 抗震抗风性能好; 钢结构构件在工 厂制作, 减少了现场工作量和湿作业, 可以缩短施 工工期, 加快资金周转; 减少施工用水量, 有利于 施工现场环境保护和节约用水资源; 易于实现工 业化生产、 标准化制作, 与之配套的墙体材料便于 采用节能、 环保的新材料, 易于实现节能和环保要 求; 可以回收利用, 建造和拆除时对环境污染较 少, 符合资源再生利用原则等优点. 参考文献 [ 1] 阮文泰. 浅议钢结构在住宅建筑中的应用 [ J]. 福建建筑, 2006, 97 1 9398. YUAN W enta.i D iscussion on the application of steel structure to residentialbuildings design [ J]. FujianConstru, 2006, 97 1 9398 . [ 2] 建设部科技发展促进中心. 钢结构住宅设计与施工技术 [M ]. 北京 中国建筑工业出版社, 2003 , 18130. TheM inistry ofConstruction, Science andTechnology Development Pro motion Center . The designing and construction tech niques of steel house[M ]. Beijing China A rchite 2 . College of CivilEng ineering, ShanghaiUniversity, Shanghai 200072, China; 3. Guangzhou City Constructionlowrise housing;technical economy analysis 责任编辑 刘少华 93