裝配式建筑成本增量分析研究*

王 偉，祝 巍，李柳生，張 薇，艾珊霞

（1.江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌330095；2.江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌330013；3.華東交通大學(xué)，江西 南昌330013）

新時(shí)代背景下，我國社會主要矛盾發(fā)生了改變，人們的思想和需求發(fā)生了轉(zhuǎn)變，對生活和工作提出了新的要求。作為粗放型、勞動密集型產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)，其塵土滿天、噪聲震天的工作環(huán)境很難適應(yīng)這一變化。行業(yè)勞動力短缺，人工成本上漲等狀況成為建筑業(yè)當(dāng)下急需解決的首要問題。

裝配式建筑也稱新型建筑工業(yè)化，是指由工廠加工的構(gòu)件在現(xiàn)場通過可靠地連接裝配而成的建筑。它是一個(gè)完整的建筑產(chǎn)品，被拆分為幾種預(yù)制的鋼筋混凝土構(gòu)件，這些構(gòu)件在工廠組裝線中制造，然后被運(yùn)送到施工現(xiàn)場組裝，施工過程就像搭積木一樣。裝配式建筑將建筑從大量的手工生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槊芗臋C(jī)械生產(chǎn)[1]，它是建筑工業(yè)化的重要形式，也是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的有效途徑。

1 裝配式建筑

裝配式建筑是把梁、板、柱、墻等構(gòu)件在工廠里預(yù)先生產(chǎn)好，然后在施工現(xiàn)場進(jìn)行簡單的組合連接后裝配而成[2]，它主要分為全裝配式框架結(jié)構(gòu)和裝配整體式框架結(jié)構(gòu)兩種形式。由于裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)具有低成本、高應(yīng)用、廣傳播等優(yōu)勢，國內(nèi)大部分裝配式框架結(jié)構(gòu)項(xiàng)目采用的都是裝配整體式框架結(jié)構(gòu)形式[3]。

裝配式建筑的梁、板、柱、墻等構(gòu)件采用了工廠流水線生產(chǎn)，減小了現(xiàn)場施工強(qiáng)度，縮減了勞動力需求，降低了安全事故風(fēng)險(xiǎn)，有助于環(huán)境保護(hù)和縮短工期。同時(shí)，工廠流水線可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，這有利于節(jié)省材料，保障構(gòu)件質(zhì)量。此外，預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場施工便捷，可拆卸后反復(fù)使用，能降低周轉(zhuǎn)材料的使用，減少設(shè)備成本。與發(fā)達(dá)國家相比，我國裝配式建筑處于起步階段，尚存在較多的問題，其中工程造價(jià)高尤為突出[4]。

2 裝配式建筑成本影響因素

建筑工程成本是為完成一定的建筑工程和設(shè)備安裝工程所消耗的生產(chǎn)資料價(jià)值和支付給勞動者的勞動報(bào)酬，以貨幣形式表示。它是制定建筑產(chǎn)品價(jià)格的主要依據(jù)和全面衡量建筑企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成果的綜合性指標(biāo)。工程成本的降低，表明企業(yè)在施工過程中活勞動和物化勞動的節(jié)約，企業(yè)盈利的增加。工程成本項(xiàng)目分直接費(fèi)（人工費(fèi)、材料費(fèi)、施工機(jī)械使用費(fèi)、其他直接費(fèi)）和施工管理費(fèi)。與現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑減少了現(xiàn)場工作量，但其造價(jià)顯著增加，裝配率為40%的實(shí)心剪力墻+PCF預(yù)制體系（實(shí)心剪力墻、PCF、疊合樓板、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺、預(yù)制空調(diào)板）建造成本會增加420元/m2左右，如表1所示。究其原因，主要由設(shè)計(jì)、市場、技術(shù)等原因引起。

表1 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與PC結(jié)構(gòu)建造成本對比

2.1 設(shè)計(jì)原因

在我國，由于大多數(shù)設(shè)計(jì)單位不熟悉模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法，不了解PC構(gòu)件的制作、運(yùn)輸、安裝等產(chǎn)業(yè)鏈，沒有掌握主體結(jié)構(gòu)、裝修和設(shè)備管線的裝配化集成技術(shù)，致使在設(shè)計(jì)時(shí)，模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化與建筑立面多樣化和美觀要求的對立關(guān)系無法得到有效處理。此外，建設(shè)方習(xí)慣了傳統(tǒng)的“邊決策、邊設(shè)計(jì)、邊修改”設(shè)計(jì)管理流程，使得PC深化和制作工作難以展開。最終導(dǎo)致作品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化程度低，體現(xiàn)不出規(guī)模化效應(yīng)，發(fā)揮不了裝配式建筑的內(nèi)在優(yōu)勢。

2.2 市場原因

我國裝配式建筑目前還處于起步階段，市場中有成熟經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)能力的施工單位不多，有PC建筑全過程深化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)單位也很少，同時(shí)具備生產(chǎn)和裝配能力的總承包企業(yè)更是稀缺。與此同時(shí)，預(yù)制構(gòu)件及部品的生產(chǎn)供應(yīng)商的生產(chǎn)能力不足，連接件、臨時(shí)支撐、鋼筋套筒及灌漿料、運(yùn)輸設(shè)備、吊裝設(shè)備等配套材料設(shè)備供應(yīng)緊缺，而且預(yù)制構(gòu)件作為建筑產(chǎn)品，需要繳納17%的增值稅。這種上下游供應(yīng)商資源不足的現(xiàn)狀，致使行業(yè)未形成市場化競爭格局。

2.3 技術(shù)原因

與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，裝配式建筑的整體性和安全性較差，疊合板、疊合墻、預(yù)制梁等預(yù)制構(gòu)件的截面尺寸需加大，拼接部位需增加連接鋼筋來增強(qiáng)，以及拼縫處的防水、防裂處理，這必然引起材料用量的增多。此外，裝配式建筑還增加了臨時(shí)支撐、運(yùn)輸和吊裝等安裝費(fèi)用和定型鋼模具、桁架筋、吊環(huán)等制作費(fèi)用。這些裝配式建筑技術(shù)本身的情況都導(dǎo)致成本增加。

3 裝配式建筑成本增量分析

綜上所述，裝配式建筑成本增量主要表現(xiàn)在深化設(shè)計(jì)費(fèi)的增加、安裝費(fèi)的增加、采購預(yù)制構(gòu)件引起的材料費(fèi)的增加以及因施工差異引起的人工費(fèi)和措施費(fèi)的增加[5]，而在這些費(fèi)用中，有部分費(fèi)用可以進(jìn)行定量計(jì)算分析。

3.1 設(shè)計(jì)方案對成本增量的影響

表2 為相同建筑物相同預(yù)制率的三種不同預(yù)制設(shè)計(jì)方案，方案一比方案三的主要預(yù)制構(gòu)件增加了陽臺，方案二較方案一的主要預(yù)制構(gòu)件由內(nèi)墻更換成了外剪力墻。較方案一和方案三，方案二單棟成本增加22萬左右，項(xiàng)目總成本增加近200萬，如表3所示。由對比分析可知，在裝配率相同的條件下，設(shè)計(jì)方案選用的預(yù)制構(gòu)件類別不同，成本增加不同。另外，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的預(yù)制種類數(shù)量對成本有很大影響，種類數(shù)越多，成本增加越高。因此，裝配式建筑應(yīng)采用多方案設(shè)計(jì)，重點(diǎn)注意結(jié)構(gòu)構(gòu)件的預(yù)制選擇，在滿足裝配率和功能要求的情況下，選擇構(gòu)件預(yù)制種類少成本低的方案。實(shí)踐證明，優(yōu)先選用預(yù)制水平構(gòu)件的方案是相對經(jīng)濟(jì)的。此外，方案中增加疊合板、樓梯、非承重墻的預(yù)制，能保證預(yù)制率，而成本不會大幅度提高。

表2 建筑預(yù)制設(shè)計(jì)方案

表3 各方案經(jīng)濟(jì)性比較

3.2 材料費(fèi)對成本增量的影響

3.2.1 模具使用次數(shù)對成本增量的影響

裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)使用的模具加工費(fèi)為1.4萬元/t左右，它對構(gòu)件的售價(jià)起決定性作用。模具周轉(zhuǎn)利用率越高，分?jǐn)傎M(fèi)用就越少，但當(dāng)前由于不同項(xiàng)目拆分出的構(gòu)件各不相同，構(gòu)件生產(chǎn)廠需要對每個(gè)項(xiàng)目單獨(dú)配模，模具重復(fù)使用次數(shù)受限，無法得到充分利用，最終引起預(yù)制構(gòu)件售價(jià)的增加。一般現(xiàn)澆模板的分?jǐn)傎M(fèi)用為595元/m3左右，裝配式建筑模具使用次數(shù)達(dá)到37次時(shí)，分?jǐn)傎M(fèi)用才能與之相當(dāng)，不影響造價(jià)，如表4所示。因此，裝配式建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì)和拆分應(yīng)規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化，以提高模具的周轉(zhuǎn)率，降低成本。

表4 模具使用次數(shù)對成本增量的影響

3.2.2 運(yùn)費(fèi)對成本增量的影響

單位量運(yùn)輸費(fèi)用的多少，取決于運(yùn)輸距離，一般運(yùn)費(fèi)占比控制在8%以內(nèi)是經(jīng)濟(jì)的。結(jié)合市場情況，預(yù)制構(gòu)件平均綜合單價(jià)為3400元/m3左右。當(dāng)運(yùn)輸距離為150km時(shí)，其平均運(yùn)費(fèi)為265元/m3，運(yùn)費(fèi)占比為7.8%。因此，預(yù)制構(gòu)件經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為150km，應(yīng)合理控制運(yùn)輸距離在其范圍以下，如表5所示。

表5 運(yùn)費(fèi)對成本增量的影響

3.3 施工差異對成本增量的影響

受主體施工做法不同的影響，裝配式建筑對施工道路、場地硬化、吊裝設(shè)備等配套的要求比現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)高，成本也相應(yīng)會增多，具體情況如表6所示。

表6 施工差異對成本增量的影響

3.4 預(yù)制率對成本增量的影響

由于受生產(chǎn)技術(shù)限制和諸多因素的影響，目前裝配式建筑成本比現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)要高許多，而且預(yù)制率越高，成本增量越多，但當(dāng)預(yù)制率較高時(shí)，成本增量將趨于平緩，如圖1所示。

圖1 預(yù)制率對成本增量的影響

4 結(jié)束語

成本是制定建筑產(chǎn)品價(jià)格的主要依據(jù)，是全面衡量建筑企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成果的綜合性指標(biāo)，是影響企業(yè)利潤的關(guān)鍵因素。裝配式建筑是建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、信息化的有效途徑。由于受設(shè)計(jì)、市場、技術(shù)等主要原因的影響，裝配式建筑難以發(fā)揮潛在優(yōu)勢，建造成本顯著高于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。本文在據(jù)實(shí)闡述成本增加主要原因的基礎(chǔ)上，定量計(jì)算分析了設(shè)計(jì)方案、模具使用次數(shù)、運(yùn)輸距離、施工差異、預(yù)制率對成本增量的影響，并針對一些問題提出參考性建議，有助于建造成本的降低，對裝配式建筑發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。