基于全產業鏈的裝配式建筑與傳統建筑對比分析

林晨

上海鐵路房地產開發經營有限公司，上海，200070

0 引言

隨著人們對綠色建筑要求的不斷提升，裝配式建筑因其綠色環保的特性得到建筑業的高度重視，自2015年相關政策、辦法出臺，裝配式建筑迎來了快速發展新階段。作為建筑業的一場重大變革，裝配式建筑在集成新型工業化建造的同時，將工業化和信息化緊密融合，推動著建筑業綠色化、工業化、信息化協同發展。通過裝配式建筑及傳統建筑的對比分析，為制定裝配式建筑的發展規劃提供一定的理論支撐，也為以優勢企業為核心、涵蓋全產業鏈的裝配式建筑產業集群提供相關的科學建議。

1 裝配式建筑產業鏈

1.1 裝配式建筑產業鏈概念

當前，學術界對于裝配式建筑產業鏈定義尚無統一的認識，不同學者有不同的見解。有部分學者[1]認為它是包括設計、制造、施工、管理和運營五大環節的完整產業鏈；還有些學者[2]認為其是指裝配式建筑以各利益相關主體為載體，協同各配套產業，且上中下游企業相互影響相互制約的功能網鏈結構。綜上，研究認為裝配式建筑產業鏈是指為了實現產業效益最優化，圍繞裝配式建筑全生命周期，以利益相關主體為載體，根據特定的市場環境，應用于各建設環節的動態增值產業組織。

1.2 裝配式建筑產業鏈特點

（1）產業鏈組織的系統協同性。裝配式建筑產業鏈包含了系統頂層設計、生產技術標準、核心技術以及完整產業鏈打造等基礎工作，是各利益相關主體、生產方式和各生產環節協同運行的復雜系統[3]。裝配式建筑需采用系統集成的方法統籌各生產環節，任何一種建設模式都需要從全過程管理出發進行協調。裝配式建筑以模塊化、通用化、標準化為要求，便于降低施工難度，促進生產、施工安裝階段能夠在較大范圍內保持標準化和通用化的形式，以此凸顯裝配式建筑的特色。

（2）產業鏈范圍的擴張。裝配式建筑是以完成裝配式建筑產品為最終目的的各個相關領域產業的集合，比傳統建筑產業鏈增加了預構件的制造、構件與部件的連接、構件吊裝施工、全壽命周期下的運營維護和回收利用等環節，實現了裝配式建筑“綠色化”特點，不僅在傳統建筑上實現了產業升級，也在發展類型、企業數量、合作模式以及投資布局等方面實現了擴展和增長。

（3）建設過程與建筑產品的全方位升級。裝配式建筑評價方法對其提出綠色、智能以及安全性能優勢等多方面要求。不僅包含對生產過程的要求，也有對產品質量的要求，實現了生產方式、經營理念以及產業結構的升級，為建筑產業更加符合工業化發展提供動力，且能夠滿足建筑業工業化對于真正產業效能的要求。

1.3 裝配式建筑產業鏈構成與運作

1.3.1 裝配式建筑產業鏈構成

裝配式建筑產業鏈包含開發、勘察設計、生產、運輸、安裝施工、交付運營及維護等相關產業，由BIM信息系統貫穿整個過程，由此形成了復雜的鏈狀集合，元素之間相互影響、相互制約從而形成穩定的協同產業結構并不斷優化[4]。房地產開發企業對項目進行規劃設計；構配件制造企業在精準的設計后完成構配件的生產工作；構配件達到一定的養護強度后送至施工現場；由專業的施工單位運用特定技術進行連接、裝配及裝修；最后交付給用戶已具有使用功能的房屋，由物業公司進行運營維護。

從裝配式建筑產業鏈的定義及其設計施工一體化施工工序可知，產業鏈是由能夠發揮不同作用的利益相關企業依托本地資源基礎而形成，依靠相適應的機制和各類支撐平臺，以此實現產業效益的最大化[5]。

1.3.2 產業鏈協作模式的運作流程

（1）項目開發準備階段。與傳統建筑不同的是，裝配式建筑項目開發準備階段中，建設單位不是唯一負責協調管理的單位，它是處于產業鏈的上游，明確參與方的協作任務、選擇承包模式、協調各利益相關者關系，起著一定的領導性作用[6]。

（2）項目設計階段。傳統建筑的設計階段直接面向現場施工，而裝配式建筑是提前設計，將設計轉變成面向工廠制作和現場裝配，包括運用BIM建立信息庫等流程，為下游企業提供支撐平臺和信息支持。

（3）部品部件生產階段。生產企業根據設計單位建立的信息庫開展標準化生產作業，將生產的構配件嵌入已作數據處理的RFID標簽，同時將標簽信息傳入BIM信息系統，跟蹤信息查詢，以便下游主體判斷和處理，這實現了裝配式建筑全產業鏈的信息溝通與相互協作，推動著項目順利進行。

（4）項目施工階段。在施工階段，施工單位根據前期準備的BIM系統信息進行部件的裝配化施工[7]。在施工的過程中，為了實現施工進度管理的宏微觀控制，運用BIM技術進行4D模擬裝配化施工，同時將項目施工的實時進展狀況信息錄入BIM系統，并不斷對比糾偏，將出現的問題反饋給各相關單位，以便解決。

（5）項目運營維護階段。項目運營維護階段，物業運營企業根據各單位錄入的標準庫和FRID標簽信息，實時并及時掌握構件和設備的運行狀況。并且運營維護企業將建筑物實時的使用和維護狀況及時地上傳至BIM數據庫，為建筑物的改擴建提供必要信息。

2 裝配式建筑與傳統建筑產業鏈對比分析

對比裝配式建筑產業鏈與傳統建筑產業鏈，兩者產業鏈體系中的上下游企業都存在著投入產出關系，下游的投入節點即上游的產出節點。并且兩者的產業鏈環節都包括技術方案研發、規劃圖紙設計、市場銷售、物業管理、拆除報廢等環節。現代裝配式建筑產業鏈是在傳統建筑業產業鏈基礎上進行優化重組及擴展，兩者產業鏈之間的區別主要有以下幾點。

2.1 產業鏈構成對比

在產業鏈的構成上，傳統建筑在現場建造過程中資源消耗大，所產生的廢棄物無法得到循環利用，其產業鏈是一條從資源到建筑產品再到廢棄物的單向直線。與傳統建筑相比，裝配式建筑堅持貫徹綠色發展模式，對整個生產過程中所產生的廢棄物進行循環利用處理，形成再生資源以此提高資源利用率。其產業鏈是從資源到建筑產品到再生資源的循環生產鏈條。它從根本上解決了由于資源利用效率不足帶來的一系列問題，可以說是傳統建筑、綠色建筑更高層次的整合和優化。

2.2 產業鏈集成程度對比

在產業鏈集成程度上，與傳統建筑相比，由于裝配式建筑構件工廠化生產運輸、現場吊裝施工以及廢棄物資源處理化等關鍵環節的存在，在一定程度上延伸了產業鏈，其產業鏈體系的縱向一體化程度更高。同時，相關技術以及信息支撐平臺的存在能夠提高其產業鏈的集成程度。

從縱向運作角度來看，傳統建筑產業鏈體系中的規劃設計以及現場構配件生產等關鍵環節，由分屬不同層級的各企業機構和各部門所負責，各作業環節之間相對獨立地完成該產業鏈的運作。而在裝配式建筑產業鏈體系中，相關生產工作流程被重新構建，工廠化構件生產取代現場構件生產，施工單位在工廠生產構件完成后進行吊裝拼裝。若設計單位采用傳統的建造設計，則無法完成工廠化構件生產，施工單位在此情形下難以完成后續工作。基于此，裝配式建筑產業鏈需要重新整合并升級優化，產業鏈中的上下游企業之間要實現無縫銜接，減少資源投入且降低建造成本，避免一些不必要的技術沖突現象，以此實現設計施工一體化。同時，人員教育培訓機制也應隨之調整,建立起全產業鏈的定期教育培訓以及激勵機制，實現全產業鏈生產能力資源的有機整合。從而形成比較完善的上下游產業鏈體系，推動裝配式建筑產業化發展。

從橫向運作角度來看，在產業鏈的運作體系中，各個獨立企業抗風險能力、研發投入能力以及自身資源條件都存在一定的局限性，故處于產業鏈運作體系同一位置的企業要強化彼此生產協作關系，形成有機且相互依存的生產聯合體。通過建立非競爭性合作聯盟，形成企業之間高效暢通的協作機制，以此克服自身能力局限并且達到互利共贏目的。同時重視互聯網信息平臺的搭建，通過搭建信息化平臺推動企業之間信息的高效傳遞，實現高效的協作生產。

2.3 產業鏈資源整合能力對比

在產業鏈資源整合能力上，傳統建筑主要是按照開發建設企業下達的施工指標要求，完成各自的建筑流程任務。相關技術、信息以及資源要素不能得以充分整合及利用，產業鏈體系中的上下游企業協作關系并不密切，故在一定程度上制約了建筑業的發展。與傳統建筑不同的是，裝配式建筑產業鏈重視自身資源整合能力以及信息化平臺的搭建，以此提高產業鏈體系中各企業之間的資源利用率。裝配式建筑充分利用BIM、大數據應用及智能物聯網等新型信息技術,對整個過程產生的信息進行全面整合優化，實現產業鏈體系中各個節點企業之間信息的高效共享以及高效銜接,以此減少由于信息不對稱而造成的資源嚴重浪費、生產成本顯著增加以及協同合作度低等問題。

2.4 產業鏈價值增值對比

在產業鏈價值增值上，與傳統建筑業相比，裝配式建筑產業鏈是一條具有附加值的動態鏈。裝配式建筑在建造過程中貫徹可持續發展理念，優先安排使用新型綠色建材、現代化先進施工設備、技術人才和各類新型裝飾材料，實現高能效、低消耗的生態效益。裝配式建筑不僅能夠為產業鏈體系中的利益主體帶來可觀的經濟效益，其建筑產品還能滿足廣大消費者潛在的生活需求。裝配式建筑擁有相對靈活的產業鏈條，能夠根據行業形勢特點、企業技術能力水平以及國家指導政策適時調整，以此順應當前產業整體發展變化趨勢。

表1 產業鏈構成與整合對比

3 裝配式建筑與傳統建筑成本分析

3.1 裝配式建筑成本構成

不同的建筑工藝其建造流程、建筑成本都會有一定的區別，裝配式建筑的成本構成分為設計階段費用、構件生產階段費用、運輸階段費用、施工安裝階段費用。

（1）設計階段費用。在工程項目總費用中，設計階段的費用相比較小，但對后續的施工起著重大的影響。因此，合理科學的設計對成本的控制起到關鍵的作用。通常來說，裝配式建筑設計階段的成本主要由人工費、材料費、試驗費、調研費（在勘探水文、地形地貌，調查市場等方面的投入）、管理費及其他為開展設計工作而投入的輔助費用（如水電費）組成，其中人工勞動費用是設計成本的主要部分。

（2）構件生產階段費用。裝配式建筑與傳統現澆式建筑相比，其生產則是在工廠里完成構件的加工產出。構建生產階段的費用主要由材料采購和構件加工兩部分組成，材料的采購成本主要包括：原材料價格，包裝、運輸、裝卸等在內的采購費用，以及原材料的存儲費用及缺貨成本。構件加工則是裝配式建筑建造流程中的關鍵環節，預制構件的生產配置直接關系其后期施工的建筑質量，這一階段消耗的費用主要體現在人工、模具消耗、機械設備折舊、管理工作以及水電等資源上，其中管理工作包括成品構件及半成品的倉儲費用；因為預制構件生產費用占總費用比重較大，在此階段進行成本控制對降低裝配式建筑總成本有著很大的作用。

（3）運輸階段費用。裝配式建筑的構件生產并非在施工現場完成，多半為工廠車間制造，在其組裝前需要由專門的車輛將其運輸到施工現場，在這一過程產生的費用為運輸成本。主要由裝卸車成本、措施成本（為避免構件損壞而采取穩定措施以及使用特殊材料等消耗的成本）以及運輸成本組成。

（4）施工安裝階段費用。傳統的現澆式建筑為施工現場建造，不需要考慮安裝費用，而裝配式建筑則需要支出預制構件安裝和組合的費用。因此，裝配式建筑的施工階段的成本主要由人工費、機械設備費、材料費、管理費及風險成本組成，其中材料費是指預制構件進行安裝連接時所需要的混凝土、鋼筋、支撐架等費用以及加固措施費用；風險成本則是在出現安全事故或是進度落后、安裝質量存在缺陷等情況下所產生的費用。雖然將風險成本列入施工成本當中，實際上在其他建造階段也會因設計不合理、材料供應不及時、運輸安全事故等影響項目的質量和進度，為彌補已經發生的項目缺陷而投入額外費用，從項目全生產流程考慮，風險成本更表現為整個項目在這方面消耗的成本。在施工安裝階段加入BIM技術的運用，將大大提升裝配式建筑的效率，因此普及BIM 技術將有助于裝配式建筑的發展。

3.2 裝配式建筑與傳統建筑成本對比

（1）設計階段成本差異。在設計階段中，傳統現澆建筑主要包括方案設計、初步設計、技術設計和施工圖設計，而裝配式建筑則比傳統建筑多出拆分構件設計的步驟。拆分構件設計是在前期設計的基礎上把建筑構件拆分為各類預制件，同時完成預制構件的詳圖設計及吊裝設計。相比傳統現澆建筑，裝配式建筑多出一個設計階段，因此裝配式的設計成本會比傳統設計成本高。目前我國裝配式建筑處于發展初期，極具缺乏裝配式建筑設計資質的企業，導致裝配式建筑設計技術和理念不成熟，競爭力度薄弱，設計費用昂貴。

（2）生產階段成本差異。裝配式建筑在生產階段的成本受生產規模、生產方式、設計因素等一系列原因的影響，其部件成本主要分為兩個方面。一是廠房、設備等固定成本；二是材料、動力、技術研究人員等變動成本。由于裝配式建筑還處于發展的初級階段，其生產規模未形成大規模的格局，技術水平不夠先進，技術研究人員較為匱乏，導致部品構件成本偏高。與現澆建筑的生產模式相比，裝配式建筑的部件生產、吊裝、裝修等要求更為精細化，在確保部件生產、吊裝的施工準確的同時，還需要節約資源，對環境進行保護。為此工廠需增加精細化先進的施工機械，同時提高工人的技術水平和人數，導致施工階段的成本的增加。

（3）運輸階段成本差異。傳統的現澆式建筑與裝配式建筑的建造差異主要集中在建造方式上，裝配式需要在預制工廠對預制構件進行生產、加工，運輸至施工現場利用機械進行吊裝至合適的位置。相比傳統現澆建造方式，裝配式建筑的運輸階段所形成的費用成本是偏高的。目前我國的裝配式建筑項目占新建建筑的比例較低，導致預制工廠難以規模化生產，生產加工成本難以利用規模化優勢來降低，預制構件所增加的費用也不能因其他方面的成本降低而抵消，導致裝配式建筑在建筑工程方面的增量成本大幅增加。

（4）施工安裝階段成本差異。在施工安裝階段，由于裝配式建筑項目中的電氣工程和水暖工程導致成本的上升，因此裝配式建筑的建造成本會高于傳統現澆建筑。但隨著裝配式建筑的設計一體化的大力推廣，目前裝配式建筑的安裝工程費相比現澆建筑正在下降。根據市場調研來看，設計一體化的運用使在預制構件詳圖設計時考慮了設備的安裝，預留了管件并采取相應措施，使得裝配式建筑安裝工程的成本還要低于現澆建筑的安裝成本。裝配式建筑在裝飾裝修方面的成本會低于現澆建筑，預制配件的工廠化生產加工會使得構件的生產控制強于現場施工，工期的縮短可以降低機械設備的租賃費用，同時裝配式建筑不需要像傳統建筑進行抹灰等處理，因此人工費也會降低。

4 結語

裝配式與傳統建筑產業鏈相比，產業鏈具有組織的系統協同性，縱向一體化程度更高，技術、信息、資金、管理等能夠有效集成與整合，并且具有附加值的動態鏈條，這是與傳統建筑產業鏈不同的關鍵特征之一。在現階段裝配式建筑的工程成本高于傳統現澆體系，主要因為具有裝配式建筑設計資質的企業較少，設計技術和理念不夠成熟導致成本上升。但隨著裝配式建筑的進一步發展，政策的加強與市場資源的配置相結合，加速形成與裝配式建筑發展相適應的模式將會產生更高的綜合效益。