裝配式建筑的成本控制分析

李良杰， 黃喜兵

(西南交通大學土木工程學院，四川成都 610031)

近年來，隨著國家經濟的大力發展，帶來的環境污染問題也越來越嚴峻，建筑行業帶來的環境污染也不例外，因此，中央政府開始大力支持建筑行業走工業化道路，推廣裝配式建筑，以此來降低環境污染。裝配式建筑是指混凝土構件通過工廠預制而成，運輸到現場進行組裝的建筑產品。可從最近兩年建筑行業的發展來看，裝配式建筑的發展情況不容樂觀，除了國家投資的房建項目會主動按裝配式建筑來修建，民營類企業都是迫于客觀條件而修建裝配式建筑，據相關資料顯示，其原因主要是裝配式建筑的成本居高不下，利益是市場自由運行及發展的主要動力，而成本的升高降低了相關企業的利潤率，導致民營企業修建裝配式建筑的主動性不強。在這種情況下，研究裝配式建筑成本影響因素有很大的意義。

1 研究現狀

查閱相關學者的文獻后，發現研究裝配式建筑成本的文獻不多，顏和平，胡友良等以湖南某裝配式建筑工程為例，比較了其建筑安裝工程的各個方面的成本與現澆建筑的差異，分析了相關原因，并提出了相關降低裝配式建筑建造項目成本的建議[1]；鄭生欽，王德芳等人基于SEM的裝配式建筑成本影響因素研究得出配件生產成本、建筑施工成本、組織管理成本、預制工廠成本是最主要的影響因素[2]。Shamsai M等以建筑材料為研究對象說明材料是裝配式建筑成本的主要因素[3]；A Retik ,A Warszawski等從預制建筑的設計中進行成本估量時發現，設計的一體化有利于裝配式成本的降低[4]。鑒于此，本文從設計、生產運輸、安裝三個階段分析影響裝配式建筑成本的因素，并通過相關方法找出其中的主要因素，對其主要因素提出解決措施，為現階段如何解決裝配式建筑發展的成本阻礙提供一定的參考。

2 影響裝配式建筑成本的因素分析

2.1 裝配式建筑成本構成概述

在建筑市場上，大部分企業將裝配式建筑的成本按照建筑產品整個開發過程來定義，從設計單位設計到預制工廠生產，經運輸到施工場地后進行吊裝過程中發生的所有費用之和。總的來說分為三大類，即預制構件設計費用、預制構件生產運輸費用、預制構件吊裝施工費用。

2.2 裝配式建筑成本影響因素

2.2.1 預制構件設計階段

傳統的現澆建筑的設計模式大致為方案設計—初步設計—施工圖設計，而裝配式建筑的設計模式則和現澆有所不同，在方案設計之前，一般要考慮產品定位、預制率、建設規模、成本限額等因素而進行技術策劃分析；而在施工圖設計之后，需要與構件加工廠進行討論完成構件加工圖設計，即構件深化設計。結合相關文獻的成本因素研究，此階段的成本影響因素大致可以分為：建設規模、場地客觀條件、預制率要求、預制構件的組合方式、預制標準構件的重復率、設計人員的專業協同能力六類。

2.2.2 預制構件生產運輸階段

傳統的現澆建筑生產階段一般是將建筑所需的鋼筋、混凝土等原材料運輸至施工場地進行現場澆筑作業，而裝配式建筑的模式則不同，它是將原材料在預制工廠根據構件加工圖進行生產，待構件滿足技術和質量要求后，運輸至施工現場進行組裝，只有部分的原材料會在現場進行澆筑。結合相關文獻的成本因素研究，此階段的成本影響因素大致可以分為：人工費、材料費、制作費用、企業管理費、利潤、運輸成本、預制構件儲存費七類。

2.2.3 預制構件吊裝施工階段

傳統的現澆建筑施工是指主體結構在現場進行綁扎鋼筋、支模板、澆筑混凝土等一系列過程，而裝配式建筑的主體結構施工大致是吊裝、定位、安裝，同時有預埋鐵件埋設、頂撐、斜撐安裝、灌漿料等輔助工作，減少了模板和腳手架的使用量。結合相關文獻的成本因素研究，此階段的成本影響因素大致可以分為：人工費、輔助材料費、機械器具使用費、措施費、企業管理費、利潤六類。

由于稅金和規費是不可競爭費用[5]，所以綜上所述，三個階段的成本影響因素具體分類如表1。

表1 裝配式建筑成本影響因素分類

3 基于AHP法確定裝配式建筑成本影響主要因素

由上確定的成本因素種類可知，許多因素的指標無法具體量化，所以本文采用專家調查法對19個成本影響因素進行兩兩比較，然后用AHP法進行權重分析，最后得出主要的成本影響因素。由于成本影響因素較多，導致權重計算量較大，所以采用yaahp軟件進行層次分析。

3.1 構造層次模型

層次模型分為目標層、準則層、方案層[6]，其中裝配式建筑成本影響主要因素為目標層，預制構件設計階段、生產運輸階段、吊裝施工階段為準則層，19個成本影響因素為方案層，其結構模型如圖1所示。

3.2 構造判斷矩陣

針對成本影響因素的重要程度比較，邀請了5位龍頭地產行業的成本總經理和3位專家根據裝配式建筑市場實際的情況進行判斷評分，最后進行整理得到準則層以及方案層的判斷矩陣，其中準則層的判斷矩陣表2所示。

3.3 計算權重結果

由yaahp軟件計算得到準則層λmax=3.0037，CR=0.0036<0.1,滿足一致性檢驗，判斷可靠。同理構造方案層判斷矩陣，并由yaahp軟件計算后發現三個階段的判斷矩陣均滿足一致性檢驗，判斷可靠。最終具體權重結果如表3所示。

圖1 層次結構模型

一級指標預制構件設計階段預制構件生產運輸階段預制構件吊裝施工階段預制構件設計階段125預制構件生產運輸階段1/213預制構件吊裝施工階段1/51/31

表3 裝配式建筑成本影響因素權重

根據ABC法，從表3中可以看出，其中設計人員的專業協同能力、預制構件的組合方式、制作費用、預制標準構件的重復率、預制率要求、材料費用、措施費7項指標占比80 %，所以它們是裝配式建筑成本主要的影響因素。

4 裝配式建筑成本控制措施

由于預制率一般受當地政府的強制性要求，材料的費用與市場的波動性有關，所以無法通過控制預制率的大小和材料費用去控制成本。以下從剩下的可控因素去淺析成本控制措施。

4.1 加強設計人員的專業協同能力

裝配式建筑設計是模數化設計，需要精細化的流程和信息化的技術[7]。其中，遵循精細化的流程，理論上要使設計—生產—安裝一體化，但鑒于實際情況難度，所以盡量做到設計—生產—安裝中的核心作業者形成長期穩定的合作體系，設計者和生產者可以根據施工工藝、構配件技術要求進行設計生產，減少安裝中因設計問題的產生的重復成本；使用信息化技術，則要求設計人員掌握BIM技術進行三維設計，利用revit軟件進行預制構件設計、管線方案的設計，并通過反復碰撞檢查，對關鍵部位的連接構造以及空間位置進行調整，減少后期設計變更的產生，降低費用。

4.2 優化構件的拆分與組合，提高構件的重復率，降低構件制作費用

在構件設計階段，應在合理的位置進行構件拆分，常見的構件拆分一般為預制樓梯、預制陽臺、預制外墻等構件，拆分后，盡可能通過對構件的尺寸和形狀進行優化，在滿足特定的預制率要求下，將預制構件標準化，減少構件的多樣性，提高構件的重復率，用BIM技術對拆分后的構件進行不同的組合，結合構件的成本與預制率要求，以求保證最優的組合方式；在拆分構件的時還應考慮到后續工廠制作情況、運輸情況以及施工吊裝情況，當設計標準化、構件工廠化后，構件制作階段所采用的模具也會標準化，降低了模具的攤銷費，提高了資金的周轉效率，降低了基建成本的攤銷費，從而降低構件的制作費用。

4.3 控制吊裝施工措施費用

預制構件的吊裝是裝配式建筑施工中最為核心的部分，其費用為重型吊車費用用、構件加固費用、支撐費用等。吊裝速度直接影響施工速度，而施工速度又直接影響資金周轉效率，所以降低措施費用，需要加快整個吊裝施工流程，施工方在進行施工組織設計時需要優化施工順序，采用流水施工的方式，同時需要加強管理人員的專業知識水平，提高管理經驗，在組織整個施工過程保證安全的前提下提高施工效率，節約安裝成本。

5 結束語

裝配式建筑作為我國建筑工業化的必然道路，但是卻因其成本阻礙了發展，本文基于開發企業的角度，分析了裝配式建筑成本的影響因素，針對不同的地區，可能結論會有不同點，所以僅供相關企業參考。但是只有市場的自由調節是遠遠不夠的，國家應該充分調研市場數據，聽取相關建筑企業、開發企業的意見，大力扶持裝配式建筑的發展，完善裝配式建筑的相關標準與政策，國家和企業共同推動裝配式建筑的發展。