裝配式混凝土建筑成本控制措施研究

文/ 崔程程、曹書鳳 青島工學(xué)院建筑工程學(xué)院 山東青島 266300

我國開始發(fā)展裝配式混凝土建筑的時間并不比國外發(fā)達(dá)國家晚，但由于眾多原因其發(fā)展仍處于初步階段。隨著人們對生態(tài)環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展的重視，作為一種節(jié)能、環(huán)保、高效率、質(zhì)量安全水平高的綠色建筑，近些年來得到國家的大力推廣。但是因為成本高、技術(shù)缺乏等原因，發(fā)展一直緩慢。在我國，裝配式混凝土建筑的研發(fā)主體是企業(yè)，建設(shè)者也是企業(yè)，而企業(yè)的根本在于盈利，企業(yè)高利潤是企業(yè)發(fā)展的動力。技術(shù)困難可以想辦法解決，可是如果成本太高、利潤太低就沒有企業(yè)主動去做裝配式混凝土建筑。

1、裝配式混凝土建筑成本構(gòu)成分析

裝配式混凝土建筑和傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑的成本構(gòu)成類似，同樣由建筑安裝工程費（以下簡稱建安費）、工程建設(shè)及其他費用、預(yù)備費三部分構(gòu)成[1]（12）。施工方式的不同使得兩者的成本差異主要體現(xiàn)在建安費部分。裝配式混凝土建筑的建安費每平米增加約200～500元，裝配率越高建安費越高。建安費占總建造成本的85%左右，而在建安費中主要的支出項是材料費和人工費。

裝配式混凝土建筑砌筑工程和抹灰工程量有所減少，所以人工用量大大降低。隨著裝配率的提高人工用量呈遞減趨勢，工期越來越短，人工費在建安費中的占比減小。可見人工費不是造成成本增量的原因。

裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑所用的材料在本質(zhì)上是一樣的。傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑是將水泥、砂、石子在工地現(xiàn)場澆筑施工，而裝配式混凝土建筑需要把那些材料在預(yù)制場加工成預(yù)制構(gòu)件，再運輸?shù)焦さ匮b配。因為采用了工業(yè)化生產(chǎn)的方式，其材料用量有所減少，材料費應(yīng)該有所減少，但事實是隨著裝配率的增高材料費也有所提高,主要是預(yù)制構(gòu)件的價格在建安費中的占比增大。裝配式混凝土建筑的人工費、材料費既包括現(xiàn)場施工的費用，還包括預(yù)制構(gòu)件價格和運輸費。

2、成本過高的主要原因分析

2.1 行業(yè)方面

2.1.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系不完善

裝配式混凝土建筑的零部件、構(gòu)配件生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，不同企業(yè)生產(chǎn)的構(gòu)配件不可替代。這導(dǎo)致市場競爭力度很低，產(chǎn)品無法商品化、規(guī)模化，只能“私人定制”，價格水漲船高、居高不下。

構(gòu)配件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)沒有實現(xiàn)系列化、完整化，企業(yè)為了生產(chǎn)供應(yīng)所有規(guī)格、種類的構(gòu)配件，一般采用轉(zhuǎn)換一條生產(chǎn)線上的工藝來生產(chǎn)多種構(gòu)配件的辦法。但是不同產(chǎn)品的技術(shù)不同、操作工藝不同，在生產(chǎn)的時候經(jīng)常轉(zhuǎn)換設(shè)備頻率，就會增加生產(chǎn)間歇，無法形成明確的分工，工人熟練程度難以提高。專業(yè)化程度和生產(chǎn)自動化水平相對低下，成本增加。

2.1.2 人才稀缺，研發(fā)路徑不穩(wěn)定

裝配式混凝土建筑帶來了新型人才需求，需要設(shè)計人員、施工人員、管理人員轉(zhuǎn)型升級，人才隊伍結(jié)構(gòu)重新配置，據(jù)估算，我國現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的專業(yè)人才十分緊缺，有近800萬人的缺口[2]130。加上很多設(shè)計院、施工企業(yè)都未做過預(yù)制裝配式混凝土建筑項目，毫無經(jīng)驗。導(dǎo)致企業(yè)培訓(xùn)成本上升、員工勞動效率低下，預(yù)制構(gòu)件設(shè)計階段和施工階段的成本都有所增加。雖然人才緊缺，但是各建筑相關(guān)高校、職業(yè)院校、職業(yè)技能培訓(xùn)機構(gòu)和骨干企業(yè)卻不能在后備人才培養(yǎng)上發(fā)揮其該有的主要作用。

在美國科研的主體是州專科大學(xué)與應(yīng)用技術(shù)大學(xué)、專業(yè)研究機構(gòu)、學(xué)會與協(xié)會研究組織、企業(yè)與公司研發(fā)部門和實驗室[3]。而在我國，裝配式混凝土建筑相關(guān)技術(shù)的開發(fā)主體是企業(yè)，政府在裝配式建筑科研方面的投入較少。企業(yè)自主研發(fā)需要企業(yè)投入大量研發(fā)資金，而這部分費用勢必會作為新產(chǎn)品成本的一部分用于回攏資金，必然增加產(chǎn)品成本。同時因為企業(yè)的力量和可利用的研發(fā)資源相對薄弱，研發(fā)路徑存有很大的不確定性，很容易造成社會資源的浪費。

2.1.3 BIM技術(shù)應(yīng)用程度低

裝配式混凝土建筑不僅僅指主體結(jié)構(gòu)的裝配式，還包含了信息化管理技術(shù)的應(yīng)用。BIM技術(shù)在我國專業(yè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用還不到十年時間，也沒有在全產(chǎn)業(yè)鏈普及應(yīng)用[4]。BIM技術(shù)的高成本也增加了預(yù)制裝配式混凝土建筑的成本，因為裝配式混凝土建筑在設(shè)計階段往往需要用BIM技術(shù)來建模，以便發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行碰撞檢測和造價算量，避免造成更大的經(jīng)濟(jì)事故。受限于人才缺乏和高成本，BIM的成本追蹤分析功能無法得到利用。

2.2 企業(yè)方面

2.2.1 產(chǎn)品缺乏品牌定位

中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會與上海易居房地產(chǎn)研究院中國房地產(chǎn)測評中心發(fā)布的《2017中國房地產(chǎn)企業(yè)品牌價值測評成果》顯示，房地產(chǎn)企業(yè)分化正在呈加劇趨勢，行業(yè)兼并整合愈加明顯，知名品牌企業(yè)的實力優(yōu)勢明顯。缺乏品牌優(yōu)勢的部品部件和裝配式建筑企業(yè)，因為市場和制作規(guī)模都比較小，不能采取擴大生產(chǎn)規(guī)模的辦法來減小成本。缺乏成本優(yōu)勢，必然會降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益和競爭力。

2.2.2 預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和運輸成本太高

2.2.2.1 預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)成本太高

因為目前我國裝配式混凝土建筑技術(shù)不成熟，預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計時需要先按傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑設(shè)計出設(shè)計圖紙，然后在此基礎(chǔ)上再拆分預(yù)制構(gòu)件，進(jìn)行節(jié)點連接設(shè)計，如此以來就會多出一道二次拆分設(shè)計的工序，增加了設(shè)計費用。而且在拆分和深化設(shè)計的同時，不僅要符合圖紙的工程設(shè)計規(guī)范要求，還要滿足工廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件的圖紙、生產(chǎn)線要求。預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計過程不僅復(fù)雜，而且需要考慮的因素也非常多，再加上專業(yè)人才的培養(yǎng)培訓(xùn)，所以在這一階段大大提高了預(yù)制裝配式混凝土建筑的成本。

預(yù)制構(gòu)件模具是增加生產(chǎn)成本的重要原因。生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件的模板往往采用鋼模板，但是因為標(biāo)準(zhǔn)化程度低，模具重復(fù)利用率就很低，所以導(dǎo)致了裝配率越高、預(yù)制構(gòu)件種類越多，預(yù)制裝配式混凝土建筑項目成本越高的情況。

2.2.2.2 預(yù)制構(gòu)件的運輸成本太高

預(yù)制構(gòu)件運輸成本與運輸方式和運輸距離有關(guān)。在我國，預(yù)制構(gòu)件首先要從儲存地點吊裝到運輸車上，然后采用垂直運輸?shù)姆绞竭\輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，到達(dá)工地以后用塔吊或汽車吊（所用塔吊、汽車吊并非專門用于預(yù)制構(gòu)件的）按順序?qū)㈩A(yù)制構(gòu)件吊至專用的堆放場地中，等施工時再吊裝至安裝部位進(jìn)行安裝（見圖1）。可見從生產(chǎn)到安裝預(yù)制構(gòu)件經(jīng)過了多次的吊裝，不僅增加了吊裝設(shè)備費用，還嚴(yán)重影響施工效率，增加構(gòu)件損壞的風(fēng)險。而國外發(fā)達(dá)國家因為使用甩掛設(shè)備，采取儲存運輸一體化的方式，預(yù)制構(gòu)件從工廠直至卸載到目的地，整個過程都是不需要吊裝的（見圖2）。再有一點就是由于物流運輸信息化程度低，我國整車物流效率比較低，運輸車輛的空駛率很大，使運輸成本大大增加。

圖1 國內(nèi)預(yù)制構(gòu)件的運輸方式Figure 1 Prefabricated components in the case of transport

圖2 預(yù)制構(gòu)件運輸車裝卸原理圖Figure 2 Truck loading and unloading principle of LanGendorf prefabricated components

預(yù)制構(gòu)件最經(jīng)濟(jì)的運輸半徑在100km左右（與運費在預(yù)制構(gòu)件銷售價格的占比有關(guān)）。我國現(xiàn)有預(yù)制構(gòu)件工廠和產(chǎn)業(yè)化基地目前分布并不合理，主要分布在沿海省份及城市，如山東、浙江、江蘇、上海等，內(nèi)地分布較少。因為預(yù)制構(gòu)件體型龐大，重量也比較重，還怕磕碰，所以對于運輸距離有很大限制。預(yù)制構(gòu)件市場的需求規(guī)模也因此受到了限制，生產(chǎn)也很難量化，無法通過規(guī)模化來降低成本。

3、成本控制措施

3.1 行業(yè)方面

3.1.1 完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

模數(shù)基礎(chǔ)、分類標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)配件的銜接方式和接口構(gòu)造比較容易實現(xiàn)統(tǒng)一，可以設(shè)置全國通用標(biāo)準(zhǔn)，最大限度地減少地區(qū)差異。還可以根據(jù)地區(qū)的抗震等級、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，分地區(qū)將同類構(gòu)配件的參數(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如此以來在設(shè)計階段就可以確定出構(gòu)配件類型，免去二次深化設(shè)計。同時不同企業(yè)生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件的施工工藝差異性將會減少，甚至可以被消除，有利于提高工人熟練度和信息傳遞效率，減少偏差。為了保障交易的順利進(jìn)行，減少交易溝通過程，還要建立健全權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)化體系和認(rèn)證體系。

3.1.2 裝配式建筑和BIM進(jìn)高校

要加強人才培養(yǎng)和科研投入力度，首先要重視高校在人才培養(yǎng)和科研方面的能動作用，推行裝配式混凝土建筑和BIM技術(shù)進(jìn)入建筑類高校。在2015年國務(wù)院提出的建設(shè)“雙一流”大學(xué)的方針中，明確高校應(yīng)以服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展為導(dǎo)向。要滿足這一要求，學(xué)校就要圍繞企業(yè)的需求，從招生、專業(yè)設(shè)置、教學(xué)活動到實習(xí)安排，以培養(yǎng)企業(yè)需要的合格、實用人才為目標(biāo)來開展。校企合作，企業(yè)為學(xué)生提供教學(xué)資金、實習(xí)場地、教學(xué)設(shè)備等，并參與到學(xué)校的各項活動中，包括招生、課程設(shè)置、管理等一系列工作。各級政府和家長全力支持，并進(jìn)行監(jiān)督，新聞媒體積極宣傳，教育部在經(jīng)費上給予強力保證，總之就是要社會各級積極配合，給予大力支持。

3.1.3 大力推行BIM技術(shù)

BIM 技術(shù)的應(yīng)用并不是某個企業(yè)的事，只有在項目建設(shè)全生命周期內(nèi)和全產(chǎn)業(yè)鏈中的不同企業(yè)間應(yīng)用，才能實現(xiàn)信息共享，不同企業(yè)、部門相互協(xié)同工作，才能真正解決裝配式混凝土建筑成本過高的問題，達(dá)到其價值的最大化。

3.2 企業(yè)方面

3.2.1 加強品牌建設(shè)

提高品牌價值可以減少企業(yè)的營銷費用和客戶維護(hù)成本。因為消費者在選擇價格位于可接受范圍的相同產(chǎn)品時，并不是選擇最低價位的，而往往首選讓自己有歸屬感的品牌產(chǎn)品[5]。“品牌”還可以加快銷售速度，有利于異地經(jīng)營、擴大裝配式建筑市場，進(jìn)而擴大預(yù)制構(gòu)件需求市場。

戰(zhàn)略的執(zhí)行要比選擇更加困難。要進(jìn)行品牌建設(shè)的戰(zhàn)略的選擇，首先要通過分析所處競爭環(huán)境，對價值鏈進(jìn)行分析，找到市場空位機會，確定企業(yè)品牌戰(zhàn)略方向；其次通過差異化方式獲得差異化信任支持，制訂產(chǎn)品品牌故事和定位語；再次重新構(gòu)筑運營配稱。

3.2.2 降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和運輸成本

3.2.2.1 降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)成本的措施

完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和加強人才培養(yǎng)的措施可以間接實現(xiàn)降低預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計成本的目的。預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計的時候不要圖便利、省成本，模型構(gòu)建不細(xì)致、各方溝通不深入不及時，為后期工作帶來困難，造成不必要麻煩，和成本浪費。

要減少模具用量，提高其利用率，需要利用BIM技術(shù)形成最優(yōu)模型；推廣置模、拆模一體化機器，提高模具擺放精度，減小變形，增加模具使用周期；根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，本著重復(fù)利用模具的原則劃分流水段，提高模具利用率。

3.2.2.2 降低預(yù)制構(gòu)件運輸成本的措施

改進(jìn)運輸設(shè)備和運輸方式可能會花費大量資金，不容易實現(xiàn)。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家布局的不合理，要控制運輸半徑也比較困難。但是可以改進(jìn)預(yù)制構(gòu)件在運輸車上的固定方式，提高空間利用率；合理安排運輸路線、施工場地大門和道路寬度、預(yù)制構(gòu)件和其他物品的堆放地點，減少運輸時間，避免現(xiàn)場交叉作業(yè)導(dǎo)致的無法通行、無法卸車的情況；物流公司可以借助GPS裝置和網(wǎng)絡(luò)平臺，提高運輸物流的信息化水平，以及智能管理水平，降低空載率，減少運輸費用。

結(jié)語：

本文只對裝配式建筑中的混凝土結(jié)構(gòu)做了研究，對于木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)沒有分析。目前混凝土結(jié)構(gòu)的裝配式建筑已完工決算的項目比較少，難以基于每種假設(shè)單獨分析。相信隨著未來裝配式混凝土建筑項目的增多，研究的深入，它的發(fā)展會更加迅速。