裝配式建筑工程的EPC 模式成本效益分析

崔衛鋒CUI Wei-feng；朱婷婷ZHU Ting-ting

（德威工程管理咨詢有限公司，寧波 315000）

0 引言

建筑工程領域的EPC（工程、采購、建設）總承包模式因其綜合性和效益，在業界得到廣泛認可。王鈺等[1]研究了EPC 項目全過程價值共創路徑，基于服務主導邏輯理論，提出了以客戶為中心的價值共創理念。陳海紅和高詩雅[2]探討了勘察設計企業EPC 項目管理費預算管控的問題，提出了加強預算編制、執行和監控等方面的措施。涂麗瓊[3]研究了EPC 模式下工程建設項目全過程跟蹤審計的問題，提出了完善審計制度、加強審計人員培訓等措施，以提高跟蹤審計的準確性和有效性。孫亮等[4]研究了施工方牽頭的EPC 項目一體化協同體系的構建，提出了一體化協同體系的框架和實施方式。梁獻超[5]等以某保障房項目為例，研究了EPC 模式下裝配式建筑項目的成本管控問題，提出了加強成本控制和管理的措施。汪凱等[6]研究了EPC模式下的項目成本管理流程，提出加強成本控制的措施和方法。翟博文等[7]探討了水利工程EPC 設計施工協同增值行為機制。該研究采用案例分析法，通過對工程項目的分析，揭示了協同增值行為機制的實現方式和效果。王輝和李簫芹[8]采用文獻分析和案例分析相結合的方法，對風景園林EPC 總承包管理的特點、優勢和管理流程進行了梳理和評價。胡振等[9]對比了PPP 和EPC 兩種模式的受歡迎程度，采用事件研究法進行實證分析。趙越等[10]采用博弈模型和仿真分析相結合的方法，對業主與承包商之間的設計決策博弈進行了分析和模擬。本文關注于EPC 總承包模式下的裝配式建筑，通過基于價值工程的方法，計算其與傳統現澆建筑的價值系數，深入分析它們的成本效益關系。本文選取了2019 年某裝配式住宅開發項目，以具體案例討論裝配式建筑的成本與效益特征。

1 工程案例分析

1.1 項目概況

EPC 總承包模式在建筑工程領域得到了廣泛應用，其中裝配式建筑作為一種創新的建造方式，具有許多優勢，如施工周期短、質量可控、環保等。本文將采用基于價值工程的方法，通過計算EPC 總承包模式下的裝配式建筑和傳統現澆建筑的價值系數，來分析它們的成本效益關系，從而利用這一案例具體討論其成本與效益特征。

本文使用2019 年的某裝配式住宅開發項目的6 號樓進行分析，該項目采用EPC 總承包管理模式。項目6 號樓包括地下2 層（采用傳統現澆施工）和地上20 層（采用預制裝配式混凝土結構）。每個標準層的建筑面積為385.25平方米，層高為2.9 米。主要的預制構件類型包括預制剪力墻、預制樓梯、預制空調板、預制陽臺和預制隔墻等，標準層的預制率為40.1%。項目地距離預制構件生產廠約為50 公里。

該項目采用EPC 總承包模式，以設計為主導，進行專項深化設計，應用BIM 技術來模擬構件的拼裝，以減少安裝時的沖突。

預制陽臺和預制樓梯等構件在深化設計中考慮了點位并設置了預埋件，以便直接安裝。

所有預制構件，包括預制剪力墻、預制樓梯、預制空調板、預制陽臺、預制隔墻等，均在構件工廠進行流水線生產，經過合格檢驗后運輸到施工現場安裝。

在EPC 總承包商的協調管理下，運輸能力和現場吊裝能力得以匹配，確保了預制構件在施工現場的順利安裝。塔吊的選型和定位與預制構件吊裝需求相匹配，以滿足施工現場的安裝需求。

1.2 成本比較

本案例中，裝配式建筑方式對成本的影響表現在以下幾個方面：

首先，在設計成本方面，裝配式建筑具有明顯的優勢。由于其采用標準化的設計，使得設計過程更為簡潔和高效，減少了設計的復雜性和所需的時間，從而降低了設計成本。具體來說，通過深化設計，將構件拆分為標準化的部分并預先生產，再在施工現場進行組裝，可以大大減少現場施工的難度和時間，但增加了深化設計費用，單價為9元/平方米。相應計算出設計增量Csj 為：

其次，裝配式建筑在物流和運輸成本上也具有優勢。由于預制構件是在工廠內生產并運輸到現場進行組裝，相對于傳統的現澆方式，其物流和運輸成本構成額外費用。項目的構件運輸距離為50 公里，運輸成本包括構件運輸成本、工廠裝車費用和施工現場卸車費用，總成本為210元/立方米。標準層的預制構件總量為88.43 立方米，而傳統施工方式的各類構件總體運輸成本約為24 萬元。相應計算出構件運輸增量Cys 為：

在施工環節的成本上，裝配式建筑也有其優勢。由于預制構件是在工廠內生產并運輸到現場進行組裝，可以更好地控制生產流程和質量，減少現場施工中可能出現的質量問題和對施工工人的依賴。這不僅可以減少后期維護和修復的費用，還可以加快施工進度，縮短工程周期?；诖耍椖慨a生的預制構件安裝施工增量成本如表1 所示。

表1 安裝施工增量成本

本案例中的人工費增量、企業管理費增量和機械費增量都表明了裝配式建筑的額外成本，管理費和規費下降則展現出裝配式建筑在施工環節縮短工期的成本優勢。

政府的政策支持，如單方補貼、容積率獎勵等，對裝配式建筑的發展產生了顯著影響，其中單方補貼是一種政府資金支持政策。在這種情況下，我們可以使用以下公式計算政府補貼的經濟效益Hbt：

其中：

Hbt 代表政府補貼的經濟效益（元）；

Pbt 代表裝配式建筑單方補貼標準（元/m2）；

Sgh 代表裝配式建筑項目的房屋規劃建筑面積（m2）。

總的來說，裝配式建筑的成本變化主要受到制造、物流、勞動力、設備和技術等多個因素的影響，則構件安裝施工增量成本Caz 為：

因此，案例項目的總增量成本H 為：

1.3 效益比較

本案例中，裝配式建筑對效益的影響主要表現在以下幾個方面：

首先，裝配式建筑可以顯著縮短工程周期。與傳統現澆建筑相比，裝配式建筑采用了預制構件，可以在工廠內提前生產，施工現場的組裝工作也可以迅速完成。這種模式大大減少了施工時間，對于需要快速完成的項目非常有利。工期效益是裝配式建筑的一個重要方面，可以通過以下公式計算工期縮短的增量效益Hgq：

其中：

Hgq 是工期縮短的增量效益；

Pgq 表示住宅項目總售價金額；

i 表示企業融資成本率（通常以百分比表示，需要將其轉換為小數，例如，10%應轉換為0.10）；

t 表示所縮短的工期（以年為單位）。

這個公式可以用來估算通過裝配式建筑工程中的工期縮短所帶來的增量效益。

對本文案例，相應有：

其次，裝配式建筑還具有環保優勢，相比于現澆模式則其施工現場耗水規模大為減少。由于缺乏同類項目對比，因此項目節水規模通過預估現澆模式耗水量計算，其涉及到施工用水、施工機械用水、生活用水和消防用水等方面的數據，基于此，該項目較傳統現澆建筑節水量為15000 立方米。項目的施工用水單價為2.8 元/立方米。計算出節水效益Hjs 為：

根據項目數據，項目采用預制外墻夾心保溫，本文基于其與傳統建筑外墻使用的擠塑聚苯板保溫材料相比，分析二者成本。傳統保溫一體板系統的工序較少，維護簡便，但成本較高，其中加氣塊成本約為每平方米130 元，20mm厚砂漿成本約每平方米45 元，輔以氟碳噴涂的保溫一體板成本約為每平方米500 元，總成本為每平方米675 元。項目總體外立面面積為約7211 平方米，則總成本約為486.74 萬元。相較而言則預制外墻夾心保溫的實際成本較低，由此計算該項目節約外墻保溫費用為125.5 萬元。

裝配式建筑也減少了施工現場的廢棄物、能源消耗和噪音污染，降低了對環境的影響。本案例中的項目采用了預制構件，減少了建筑垃圾的產生，降低了環境污染。根據項目現場統計數據，該項目的建筑垃圾減少效益如表2所示。

表2 建筑垃圾減少效益

建筑垃圾處理費用為125 元/噸，相應計算出減少的建筑垃圾費用Hlj 為：

同時，由于工期縮短，也減少了施工期間的能源消耗和碳排放。

最后，裝配式建筑還可以降低安全文明施工費用。由于施工現場的臨時設施和設備減少，可以降低文明施工費用和安全施工費用。本案例中的項目采用了裝配式建筑，可以減少施工現場的臨時設施和設備，降低了這些費用項中的各個項目的成本。

綜上所述，本案例中的裝配式建筑通過縮短工期、提高質量、降低環境影響和節約安全文明施工費用等方式提高了項目的經濟效益。項目的總增量效益H 為：

2 價值系數計算

項目的價值系數計算中，不僅要考慮總增量效益與總增量成本之比，還需要具體分析各項效益與成本的系數，以更全面地評估EPC 總承包模式下的裝配式建筑工程的經濟效益。

2.1 成本效益系數（Cost-Benefit Ratio，CBR）

評估EPC 總承包模式下的裝配式建筑工程的經濟效益時，成本效益系數（CBR）是一個核心指標。它衡量的是項目的總增量效益與總增量成本之間的關系。這種評估方法有助于我們更全面地了解這種模式在經濟效益方面的表現。

在EPC 總承包模式下，裝配式建筑通常采取標準化的設計。這種設計方法可以顯著降低設計的復雜性和成本。具體來說，通過使用預制構件和模塊化的設計，可以大大減少定制和現場施工的工作量，從而節省設計階段的費用。此外，裝配式建筑的設計通常更注重資源的有效利用和環境保護，這有助于降低整個項目的生命周期成本。

案例研究也表明，裝配式建筑相對于傳統建筑模式具有更高的成本效益。通過計算CBR，我們發現每投入1 元成本，可以獲得大約4.1 元的效益。這個結果表明，EPC 總承包模式在成本效益方面具有顯著的優勢。

這一優勢的來源主要有以下幾點：首先是設計階段的成本節約；其次是預制構件的生產和運輸的高效率；最后是現場施工的高質量和高速度。這些因素共同作用，使得EPC總承包模式下的裝配式建筑在成本效益方面表現優異。

2.2 節水效益系數（Water Saving Benefit Ratio，WSBR）

在EPC 工程中，精確控制工藝和工期是非常重要的環節。這不僅關系到項目的質量，也直接影響到項目的經濟效益。裝配式建筑的標準化設計在此方面表現出色，它有助于更好地管理工程進度和資源利用。

裝配式建筑通過其設計特性和施工方式，實現了在節水方面的經濟效益。首先，通過標準化設計，可以減少現場施工的工作量，從而降低水的使用量。其次，裝配式建筑的分包施工和集中采購模式也能降低水的消耗。這些特點使得EPC 模式下的裝配式建筑在節水方面也具有顯著的經濟效益。

具體來說，通過計算WSBR，我們發現EPC 模式下的裝配式建筑每節約1 立方米的水，可以帶來約18 元的收益。這個結果表明，EPC 模式下的裝配式建筑在節水方面也具有較高的經濟效益。

這一優勢的來源主要有以下幾點：首先是設計階段的節水設計；其次是施工階段的節水措施和高效用水設備；最后是運營階段的節能和維護。這些因素共同作用，使得EPC 總承包模式下的裝配式建筑在節水方面表現優異。

2.3 節材效益系數（Material Saving Benefit Ratio，MSBR）

EPC 模式不僅僅注重工程本身的管理，還重視對工藝和材料使用的優化。這種模式將設計標準化與PC 構件的節點連接方式相結合，對鋼模的周轉利用等因素給予了高度關注，目的在于減少材料浪費。

具體來說，通過標準化設計，裝配式建筑可以減少定制的需求，從而降低材料的浪費。此外，通過使用PC 構件和精確的節點連接方式，可以減少現場施工中產生的廢料和浪費。這些特點使得EPC 模式下的裝配式建筑在節材方面也具有顯著的經濟效益。

經過計算，MSBR 值為2.11。這意味著在EPC 模式下的裝配式建筑中，每節約1 單位的材料可以帶來約21.1元的收益。這個結果清晰地表明了EPC 模式在節材方面的優勢。

這一優勢的來源主要有以下幾點：首先是設計階段的材料優化和標準化設計；其次是施工階段的精確材料使用和廢料減少；最后是運營階段的維護和回收再利用。這些因素共同作用，使得EPC 總承包模式下的裝配式建筑在節材方面表現優異。

綜上所述，EPC 總承包模式對于裝配式建筑工程的價值得以充分體現。它通過標準化設計、工程進度管理、資源有效利用等方面的優勢，提高了成本效益、節水效益和節材效益。這不僅有利于降低項目的總體成本，還有助于更高效地完成建筑工程。

3 結語

綜合分析EPC 合同與成本效益，我們明確了在建筑工程領域，EPC 總承包模式的優勢。通過深入比較傳統建筑方式與裝配式建筑，我們發現EPC 模式下，裝配式建筑在成本、工程周期、質量控制、環保等方面都具備顯著的優勢。這不僅有助于降低項目成本，縮短工程周期，提高工程質量，還有助于減少資源浪費和環境影響。因此，EPC 合同與成本效益分析為建筑工程提供了有力的決策支持，推動著行業向更可持續、高效的方向發展。