信息化技術在裝配式建筑構件成本控制中的應用

宋孟哲 肖新華 侯志文

摘 要：當前，成本居高不下成為裝配式建筑企業選擇裝配式建造模式的顧慮之一。為了更好地降低裝配式建筑的成本，本文從設計、生產、運輸、裝配、管理與政策五個方面總結歸納出裝配式建筑構件成本的影響因素，并結合信息化技術提出有針對性的建議和措施。

關鍵詞：裝配式建筑;成本控制;信息化技術;層次分析法

中圖分類號：TU17;TU723.3文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）16-0015-03

Abstract： At present， the high cost has become one of the concerns of prefabricated construction enterprises when choosing the prefabricated construction mode. In order to better reduce the cost of prefabricated buildings， this paper summarized the influencing factors of component cost of prefabricated buildings from five aspects： design， production， transportation， assembly， management and policy， and put forward targeted suggestions and measures combined with information technology.

Keywords： prefabricated building;cost control;information technology;analytic hierarchy process

近年來，隨著國家對建筑業可持續發展的要求以及建筑業轉型升級的需要，裝配式建筑以其工期短、質量高、節能環保等優點得到大力推廣。2016年，國務院辦公廳《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》指出：“力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。”[1]目前，我國裝配式建筑發展還面臨著許多困境，其中成本居高不下是阻礙其快速發展的重要因素。

本文總結了影響裝配式建筑構件成本的因素，計算權重，確定了關鍵因素，并結合信息化技術提出了相關措施及建議。

1 信息化技術

目前，裝配式建筑中應用到的信息化技術主要有BIM技術，物聯網技術中的RFID技術、GIS技術和GPS技術等[2]。

1.1 BIM技術概念及特點

BIM（Building Information Modelling）技術，也叫建筑信息模型[3]，是一種數據化工具，通過對建筑的數據化、信息化模型整合，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行信息共享和傳遞，為各參與方提供協同工作的平臺。

BIM技術具有三維可視、協同工作、優化方案、動態模擬、信息集成等優點，在提高生產效率、節約成本和縮短項目工期等方面發揮著重要作用。

1.2 RFID技術相關理論

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種通信技術[4]，是通過無線射頻方式獲取物體的相關數據，并對物體加以識別，是一種非接觸式的自動識別技術。RFID系統一般由電子標簽、讀寫器、數據管理中心3部分組成。其工作原理是讀寫器與標簽之間進行非接觸式數據通信，達到識別目標的目的。RFID技術具有非接觸識別、耐腐蝕、讀寫效率高、穿透性強、容量大、編碼唯一以及可重復利用等特點。

2 裝配式建筑成本分析

2.1 裝配式建筑理論

裝配式建筑是指把施工現場需要用到的樓板、墻板、樓梯板、陽臺板等構件提前在工廠加工制作完成，并通過車輛運輸到施工現場，用可靠的連接方式進行裝配的建筑。

2.2 影響裝配式建筑構件成本的因素

2.2.1 設計因素。由于我國裝配式建筑還處于發展初期，設計標準規范還不完善，導致構件通用性較低且不易于機械化生產。在進行構件設計和拆分時，還應考慮構件的尺寸是否易于運輸和吊裝。預制率和裝配率的合理制定也是影響整個項目成本的重要因素。

2.2.2 生產因素。現階段，構件廠規模較小，產能較低，不能形成規模優勢，難以有效降低構件成本。模具優化不到位，利用率和周轉次數較低，也會增加模具攤銷成本。此外，生產車間布置不合理，容易造成構件在車間的二次搬運;生產計劃編制不合理等，也會導致裝配式建筑構件成本高。

2.2.3 運輸因素。目前，裝配式建筑構件生產工廠規模較小且分布較為集中，而裝配式項目施工現場又較分散，經常會出現構件生產廠與施工現場距離較遠的問題，導致運輸成本增加。運輸路線、運輸車輛的選擇以及運輸方案的制定都是影響裝配式建筑運輸成本的主要因素。

2.2.4 裝配因素。現場平面布置不合理，通常會造成二次搬運的問題，降低施工效率。同時，裝配式建筑構件起吊設備的配置要求通常較高，相應的機械設備租賃費也會隨之增加。

2.2.5 管理與政策因素。我國裝配式建筑發展速度很大程度上受政策導向的影響，相關技術標準規范缺乏統一性，構件生產市場混亂，阻礙了構件生產廠規模的擴大。裝配式建筑構件集成化程度較低，各參與方之間缺乏協調溝通的平臺，造成成本浪費。

3 裝配式建筑成本分析模型

3.1 層次分析法。層次分析法是將與決策總是有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法。其用法是構造判斷矩陣，求出其最大特征值。基于層次分析法先分解后綜合的基本工作思路，先將要分析的要素進行層次化、步驟化，構建形成多層次分析評價模型，最終確定各層級指標的重要程度（權重），或優先次序。

3.2 計算各指標權重

3.2.1 建立層次模型。根據以上對影響裝配式建筑構件成本因素的分析，并且結合專家訪談和文獻研究的方法，建立裝配式建筑構件成本因素層次結構分析模型，如圖1所示。

3.2.2 構造判斷矩陣并計算權重。通過問卷調查的方法，咨詢裝配式建筑領域專家，根據他們在裝配式建筑成本方面豐富的知識和經驗，填寫判斷矩陣的數據。裝配式建筑構件成本各影響因素權重總排序如表1所示。

4 措施與建議

4.1 管理與政策方面

企業應積極響應國家號召，加強信息化管理，應用信息化技術提高生產、運輸、施工的智能化、自動化和信息化，減少人工操作失誤的發生，避免不必要的損失。

4.2 構件設計方面

4.2.1 制定合理的預制率與裝配率。研究表明，預制率大于40%價值系數較高，隨著預制率的增加，預制構件單位價值系數也相應提高，生產成本會相應降低[5]。企業應在符合政策標準的要求下，制定合理的預制率。

4.2.2 優化二次設計。運用BIM設計軟件建立三維模型，并運用NavisWorks軟件對不同專業構件進行碰撞檢查并修改，提前進行位置調整，同時出圖指導構件加工生產。通過BIM軟件提前進行施工模擬和管道碰撞檢查，減少設計變更的次數，提高效率，減少時間成本。

4.2.3 提高構件設計標準化程度。完善設計體系，提高構件設計的標準化程度，并通過BIM軟件進行設計優化，合理拆分構件，使得構件可以自由組合拼裝，滿足設計和施工要求，實現建筑產品的多樣性。

4.3 構件生產運輸方面

4.3.1 擴大生產規模，提高產能。應加快推進各地預制構件廠的建設，給予相關政策鼓勵，形成良好的市場競爭模式，促進預制構件廠與裝配式建筑企業之間的合作交流，形成采購、生產、運輸一體化的模式。

4.3.2 提高模具利用率。模具利用率低是單構件攤銷成本過高的原因之一。引入信息化技術后，可以通過BIM技術對模具的外形、尺寸進行設計優化，保證其精確性、可通用性和實用性，從而延長模具的使用壽命，并降低模具攤銷成本。

4.3.3 優化運輸路線。運輸成本占工程項目造價的5%～8%。對此，可運用BIM技術生成三維數字地面模型，模擬構件運輸過程，合理選擇運輸路線;運用RFID技術對構件的出庫、裝運、運輸、倉儲等進行實時跟蹤監控，并將信息及時傳遞到BIM模型。總的來說，BIM與RFID技術結合可以優化運輸路線，提高運輸效率，減少運輸過程中構件的丟失損壞，降低構件的運輸成本。

5 結語

隨著社會的不斷進步，傳統現澆模式已經不能滿足可持續發展的要求，綠色環保、質量高、工期短的裝配式建筑在國家的大力推廣下發展迅速。本文歸納出影響裝配式建筑構件成本的21種因素，并對21種因素進行權重分析，最終確定了9種最重要的因素，結合信息化技術提出相應的措施和建議，希望對裝配式建筑企業降低成本提供一定的參考，促進裝配式建筑的發展。

參考文獻：

[1]張宇，王晶晶.基于內容分析法的我國裝配式建筑政策文本研究[J].工程管理學報，2020（3）：28-33.

[2]王冉.信息化技術在裝配式建筑風險管理中的應用研究[D].蘭州：蘭州理工大學，2019：6.

[3]張云翼，林佳瑞，張建平.BIM與云、大數據、物聯網等技術的集成應用現狀與未來[J].圖學學報，2018（5）：806-816.

[4]宋振華，劉福江.BIM技術在建筑工程施工質量管理中的應用[J].福建建材，2021（2）：97-99.

[5]李德勝.裝配式建筑成本分析及優化研究[D].鄭州：鄭州大學，2019：12.