基于AHP的PC構(gòu)件成本控制研究

范云翠，湯曉琪

（吉林建筑大學(xué)）

1 引言

近年來(lái)，為實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化，國(guó)家不斷出臺(tái)政策以促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展。2020年5月，住建部在《2019裝配式建筑發(fā)展概況》中提出，加快優(yōu)化建筑技術(shù)體系，提高產(chǎn)業(yè)配套能力，建設(shè)更多裝配式建筑示范工程項(xiàng)目。然而，裝配式建筑在我國(guó)的發(fā)展雖然十分迅速，但是也有障礙亟需突破。現(xiàn)階段，我國(guó)的裝配式建筑是以預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)為主，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑造價(jià)高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑，是制約裝配式建筑在全國(guó)進(jìn)行大面積推廣的主要因素。而高額的PC構(gòu)件成本是影響裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑成本過(guò)高的主要因素。因此，有必要對(duì)PC構(gòu)件成本控制進(jìn)行研究，這對(duì)于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑成本的降低具有重要意義，有利于推動(dòng)裝配式建筑在我國(guó)的健康發(fā)展。

2 PC構(gòu)件成本影響因素分析

2.1 PC構(gòu)件成本影響因素體系構(gòu)建

裝配式PC構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件相比，少了現(xiàn)場(chǎng)澆筑環(huán)節(jié)，但相應(yīng)的增加了工廠生產(chǎn)和物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)，而且設(shè)計(jì)階段和安裝階段的成本與傳統(tǒng)現(xiàn)澆也有所區(qū)別。因此，PC構(gòu)件成本大致由設(shè)計(jì)-生產(chǎn)-運(yùn)輸-安裝產(chǎn)生。

1）設(shè)計(jì)階段

既要按照建設(shè)單位的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，也要考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。PC構(gòu)件的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆形式下的設(shè)計(jì)相比，增加了預(yù)制構(gòu)件拆分一項(xiàng)，因此設(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力也非常重要。

2）生產(chǎn)階段

PC構(gòu)件的生產(chǎn)不僅需要特殊的材料，還需要專業(yè)的設(shè)備和模具，因此材料費(fèi)、人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)和模具費(fèi)是主要費(fèi)用支出，此外還有PC構(gòu)件的蒸養(yǎng)費(fèi)以及攤銷費(fèi)[1]。

3）運(yùn)輸階段

PC構(gòu)件在工廠生產(chǎn)完成后會(huì)用車輛運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，由此產(chǎn)生的成本包括裝車費(fèi)用、工廠至施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸費(fèi)、卸車費(fèi)用、短期倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)和二次搬運(yùn)費(fèi)。

4）安裝階段

由于PC構(gòu)件的體型一般較大，需要大型機(jī)械進(jìn)行吊裝，因此會(huì)產(chǎn)生較高的機(jī)械使用費(fèi)和垂直運(yùn)輸費(fèi)。此外還包括安裝人工費(fèi)、材料費(fèi)和腳手架費(fèi)，而施工人員的技術(shù)水平對(duì)安裝階段的成本也會(huì)產(chǎn)生一定影響。

在上述PC構(gòu)件成本影響因素的分析中，由于企業(yè)管理費(fèi)和利潤(rùn)企業(yè)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制，而規(guī)費(fèi)和稅金屬于不可競(jìng)爭(zhēng)費(fèi)用，費(fèi)率由政府部門統(tǒng)一規(guī)定，因此本文不做討論。綜上，歸納PC構(gòu)件各階段成本影響因素，具體如圖1所示。

圖1 PC構(gòu)件成本影響因素劃分

2.2 影響因素賦權(quán)

通過(guò)文獻(xiàn)研究法，統(tǒng)計(jì)表1中15位學(xué)者按照“1分代表重要，2分代表很重要，3分代表十分重要”對(duì)PC構(gòu)件成本影響因素的重要程度判斷，歸納本文涉及的22個(gè)指標(biāo)的重要性，具體如表1所示。

表1 PC構(gòu)件成本影響因素的代表性文獻(xiàn)評(píng)分匯總

2.3 判斷矩陣層次排序及一致性檢驗(yàn)

2.3.1 計(jì)算第一層次權(quán)重

基于PC構(gòu)件各影響因素的重要性統(tǒng)計(jì)結(jié)果，結(jié)合熟知PC構(gòu)件行業(yè)專家的評(píng)分，構(gòu)建第一層次判斷矩陣如表2所示。

表2 第一層次判斷矩陣

用MATLAB軟件計(jì)算表2第一層次判斷矩陣的最大特征根λmax=4.0310。

2.3.2 計(jì)算第二層次各階段相對(duì)權(quán)重

對(duì)于設(shè)計(jì)階段，用MATLAB軟件計(jì)算其最大特征根λmax=4.0211。

同理，計(jì)算得到生產(chǎn)階段λmax=7.1005、運(yùn)輸階段λmax=5.3136、安裝階段λmax=6.1034，進(jìn)一步計(jì)算CR分別為0.0123、0.0700、0.0164，均滿足CR＜0.1，滿足一致性，判斷可靠。

2.4 權(quán)重總排序

在得出PC構(gòu)件各階段影響因素的權(quán)重后進(jìn)行權(quán)重總排序（見表3），并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：

表3 各影響因素在模型中的權(quán)重總排序

3 PC構(gòu)件成本控制的對(duì)策分析

通過(guò)改善PC構(gòu)件成本，可以有效降低裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑造價(jià)。基于上述PC構(gòu)件影響因素的權(quán)重分析，分階段提出如下控制措施。

3.1 設(shè)計(jì)階段

3.1.1 優(yōu)化裝配式設(shè)計(jì)

PC構(gòu)件設(shè)計(jì)階段的成本在總成本中的占比雖然不大，但是對(duì)其生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生重要影響。因此，優(yōu)化裝配式設(shè)計(jì)對(duì)PC構(gòu)件成本的控制至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)階段，可以基于BIM模型進(jìn)行裝配式設(shè)計(jì)，在繪制施工圖的過(guò)程中按預(yù)制構(gòu)件的尺寸選取合理的預(yù)制部位進(jìn)行構(gòu)件模塊的拆分，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的深度；同時(shí)利用BIM模擬施工技術(shù)對(duì)構(gòu)件的連接構(gòu)造和空間結(jié)構(gòu)位置進(jìn)行校驗(yàn)，提高構(gòu)件設(shè)計(jì)的精度[2]。

3.1.2 設(shè)計(jì)人員的培養(yǎng)

PC構(gòu)件的設(shè)計(jì)涉及多個(gè)專業(yè)，對(duì)設(shè)計(jì)人員的能力有較高要求。設(shè)計(jì)單位可以開展培訓(xùn)活動(dòng)，請(qǐng)相應(yīng)的專家來(lái)企業(yè)傳授知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)設(shè)計(jì)人員的友好交流，提升設(shè)計(jì)人員的能力，培養(yǎng)出專業(yè)知識(shí)豐富的復(fù)合型的設(shè)計(jì)人才。此外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)緊跟時(shí)代步伐，熟練掌握BIM技術(shù)，并能夠運(yùn)用相關(guān)軟件進(jìn)行PC構(gòu)件設(shè)計(jì)。

3.2 生產(chǎn)階段

3.2.1 提高生產(chǎn)效率

提高生產(chǎn)效率，避免材料浪費(fèi)，可以有效降低PC構(gòu)件生產(chǎn)階段的成本。首先，合理選擇生產(chǎn)線模式，以桁架疊合板為例，可采用長(zhǎng)線法生產(chǎn)或流水臺(tái)模生產(chǎn)；其次，在選擇合適生產(chǎn)線模式的基礎(chǔ)上，利用成組技術(shù)對(duì)PC構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化排產(chǎn)。

3.2.2 規(guī)模化生產(chǎn)

PC構(gòu)件的生產(chǎn)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，可以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，使企業(yè)獲得效益。在一定產(chǎn)量范圍內(nèi)，隨著PC構(gòu)件產(chǎn)量的增加，其成本會(huì)不斷降低。一方面，在同等預(yù)制率下，增加生產(chǎn)規(guī)模可以顯著減少?gòu)S房、設(shè)備等固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用的分?jǐn)偂o(wú)形資產(chǎn)攤銷以及其他增量成本；另一方面，模具成本也是PC構(gòu)件生產(chǎn)階段成本的重要組成部分，而通過(guò)規(guī)模化生產(chǎn)可以增加模具的周轉(zhuǎn)次數(shù)，有效降低模具成本。

3.3 運(yùn)輸階段

3.3.1 降低運(yùn)輸成本

在運(yùn)輸階段，距離是導(dǎo)致運(yùn)輸成本增加的重要原因，應(yīng)按同條件就近的原則科學(xué)選擇PC構(gòu)件生產(chǎn)廠家，縮短運(yùn)輸距離，從而有效控制運(yùn)輸階段的成本。此外，制定高效配合施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸方案對(duì)降低運(yùn)輸成本顯得尤為重要。在制定運(yùn)輸方案時(shí)，應(yīng)綜合考慮車輛調(diào)度、運(yùn)輸路線以及施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度。根據(jù)構(gòu)件的數(shù)量、形狀、尺寸和路況，對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行合理調(diào)度；對(duì)可行運(yùn)輸路線的路況進(jìn)行勘察，選擇最佳線路；依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度，合理規(guī)劃裝運(yùn)順序[3]。可以選用橫裝或者平裝的方式，將先安裝的構(gòu)件置于外側(cè)或者上側(cè)以便優(yōu)先卸下，而在運(yùn)輸車輛上也應(yīng)配備專業(yè)墊木、運(yùn)輸架等保護(hù)工具，防止運(yùn)輸過(guò)程中構(gòu)件發(fā)生碰撞而受損。

3.3.2 減少短期倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)

利用BIM技術(shù)構(gòu)建施工現(xiàn)場(chǎng)、PC構(gòu)件、施工設(shè)備等三維模型，為PC構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)、檢驗(yàn)、堆放、安裝提供三維技術(shù)性指導(dǎo)。PC構(gòu)件卸車時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照吊裝平面布置圖堆放；運(yùn)輸和安裝環(huán)節(jié)也應(yīng)做到相互匹配，最好能夠無(wú)縫銜接，即一批PC構(gòu)件吊裝完畢，另一批預(yù)制構(gòu)件抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，從而減少倉(cāng)儲(chǔ)時(shí)間和二次搬運(yùn)次數(shù)。

3.4 安裝階段

3.4.1 應(yīng)用信息化技術(shù)

目前，建筑信息化發(fā)展迅速，BIM技術(shù)的應(yīng)用受到大力推廣。在PC構(gòu)件安裝階段可以應(yīng)用BIM技術(shù)，一方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)吊裝的PC構(gòu)件實(shí)施監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)圖紙對(duì)比，保證吊裝過(guò)程的安全和質(zhì)量，提升吊裝效率，進(jìn)而降低人工費(fèi)和垂直運(yùn)輸費(fèi)；另一方面進(jìn)行可視化管理，通過(guò)PC構(gòu)件模型的模擬施工，有效控制在實(shí)際安裝過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，從而對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化，提升整體效率，降低成本。

3.4.2 加快PC構(gòu)件安裝速度

提高安裝速度可以有效降低安裝成本，為實(shí)現(xiàn)多道安裝工序的同時(shí)進(jìn)行，可以采用分段流水施工的方法。通過(guò)流水施工的方式進(jìn)行管理，全面提升安裝速度；此外，施工單位還應(yīng)加強(qiáng)安裝管理，并注重安裝工人的培養(yǎng)。應(yīng)委派專業(yè)的管理人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理，以提升安裝效率，降低安裝成本；還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)安裝工人的技術(shù)培訓(xùn)，提高PC構(gòu)件安裝的精度和速度，進(jìn)而縮短工期，降低成本。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)控制PC構(gòu)件成本，可以使制約裝配式建筑發(fā)展的成本問(wèn)題得到改善，對(duì)裝配式建筑的發(fā)展有促進(jìn)作用。而PC構(gòu)件企業(yè)也應(yīng)注重開發(fā)新產(chǎn)品，不斷提升PC構(gòu)件的質(zhì)量。此外，技術(shù)落后以及普及度不夠也會(huì)制約裝配式建筑的發(fā)展。國(guó)家應(yīng)健全裝配式建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)規(guī)范，讓設(shè)計(jì)裝配式建筑的人員有規(guī)范可循；政府應(yīng)加大宣傳力度以及政策支持，讓更多的企業(yè)關(guān)注裝配式建筑并培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才。最終，通過(guò)不斷降低成本、提升技術(shù)、提高普及度，推動(dòng)裝配式建筑持續(xù)健康發(fā)展新時(shí)代的到來(lái)。