裝配式建筑成本增量分析研究*

王 偉，祝 巍，李柳生，張 薇，艾珊霞

（1.江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院，江西 南昌330095；2.江西交通職業(yè)技術(shù)學院，江西 南昌330013；3.華東交通大學，江西 南昌330013）

新時代背景下，我國社會主要矛盾發(fā)生了改變，人們的思想和需求發(fā)生了轉(zhuǎn)變，對生活和工作提出了新的要求。作為粗放型、勞動密集型產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)，其塵土滿天、噪聲震天的工作環(huán)境很難適應(yīng)這一變化。行業(yè)勞動力短缺，人工成本上漲等狀況成為建筑業(yè)當下急需解決的首要問題。

裝配式建筑也稱新型建筑工業(yè)化，是指由工廠加工的構(gòu)件在現(xiàn)場通過可靠地連接裝配而成的建筑。它是一個完整的建筑產(chǎn)品，被拆分為幾種預制的鋼筋混凝土構(gòu)件，這些構(gòu)件在工廠組裝線中制造，然后被運送到施工現(xiàn)場組裝，施工過程就像搭積木一樣。裝配式建筑將建筑從大量的手工生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槊芗臋C械生產(chǎn)[1]，它是建筑工業(yè)化的重要形式，也是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的有效途徑。

1 裝配式建筑

裝配式建筑是把梁、板、柱、墻等構(gòu)件在工廠里預先生產(chǎn)好，然后在施工現(xiàn)場進行簡單的組合連接后裝配而成[2]，它主要分為全裝配式框架結(jié)構(gòu)和裝配整體式框架結(jié)構(gòu)兩種形式。由于裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)具有低成本、高應(yīng)用、廣傳播等優(yōu)勢，國內(nèi)大部分裝配式框架結(jié)構(gòu)項目采用的都是裝配整體式框架結(jié)構(gòu)形式[3]。

裝配式建筑的梁、板、柱、墻等構(gòu)件采用了工廠流水線生產(chǎn)，減小了現(xiàn)場施工強度，縮減了勞動力需求，降低了安全事故風險，有助于環(huán)境保護和縮短工期。同時，工廠流水線可以實現(xiàn)構(gòu)件標準化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，這有利于節(jié)省材料，保障構(gòu)件質(zhì)量。此外，預制構(gòu)件現(xiàn)場施工便捷，可拆卸后反復使用，能降低周轉(zhuǎn)材料的使用，減少設(shè)備成本。與發(fā)達國家相比，我國裝配式建筑處于起步階段，尚存在較多的問題，其中工程造價高尤為突出[4]。

2 裝配式建筑成本影響因素

建筑工程成本是為完成一定的建筑工程和設(shè)備安裝工程所消耗的生產(chǎn)資料價值和支付給勞動者的勞動報酬，以貨幣形式表示。它是制定建筑產(chǎn)品價格的主要依據(jù)和全面衡量建筑企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成果的綜合性指標。工程成本的降低，表明企業(yè)在施工過程中活勞動和物化勞動的節(jié)約，企業(yè)盈利的增加。工程成本項目分直接費（人工費、材料費、施工機械使用費、其他直接費）和施工管理費。與現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑減少了現(xiàn)場工作量，但其造價顯著增加，裝配率為40%的實心剪力墻+PCF預制體系（實心剪力墻、PCF、疊合樓板、預制樓梯、預制陽臺、預制空調(diào)板）建造成本會增加420元/m2左右，如表1所示。究其原因，主要由設(shè)計、市場、技術(shù)等原因引起。

表1 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與PC結(jié)構(gòu)建造成本對比

2.1 設(shè)計原因

在我國，由于大多數(shù)設(shè)計單位不熟悉模數(shù)化、標準化的設(shè)計方法，不了解PC構(gòu)件的制作、運輸、安裝等產(chǎn)業(yè)鏈，沒有掌握主體結(jié)構(gòu)、裝修和設(shè)備管線的裝配化集成技術(shù)，致使在設(shè)計時，模數(shù)化、標準化與建筑立面多樣化和美觀要求的對立關(guān)系無法得到有效處理。此外，建設(shè)方習慣了傳統(tǒng)的“邊決策、邊設(shè)計、邊修改”設(shè)計管理流程，使得PC深化和制作工作難以展開。最終導致作品設(shè)計標準化程度低，體現(xiàn)不出規(guī)模化效應(yīng)，發(fā)揮不了裝配式建筑的內(nèi)在優(yōu)勢。

2.2 市場原因

我國裝配式建筑目前還處于起步階段，市場中有成熟經(jīng)驗和技術(shù)能力的施工單位不多，有PC建筑全過程深化設(shè)計經(jīng)驗的設(shè)計單位也很少，同時具備生產(chǎn)和裝配能力的總承包企業(yè)更是稀缺。與此同時，預制構(gòu)件及部品的生產(chǎn)供應(yīng)商的生產(chǎn)能力不足，連接件、臨時支撐、鋼筋套筒及灌漿料、運輸設(shè)備、吊裝設(shè)備等配套材料設(shè)備供應(yīng)緊缺，而且預制構(gòu)件作為建筑產(chǎn)品，需要繳納17%的增值稅。這種上下游供應(yīng)商資源不足的現(xiàn)狀，致使行業(yè)未形成市場化競爭格局。

2.3 技術(shù)原因

與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，裝配式建筑的整體性和安全性較差，疊合板、疊合墻、預制梁等預制構(gòu)件的截面尺寸需加大，拼接部位需增加連接鋼筋來增強，以及拼縫處的防水、防裂處理，這必然引起材料用量的增多。此外，裝配式建筑還增加了臨時支撐、運輸和吊裝等安裝費用和定型鋼模具、桁架筋、吊環(huán)等制作費用。這些裝配式建筑技術(shù)本身的情況都導致成本增加。

3 裝配式建筑成本增量分析

綜上所述，裝配式建筑成本增量主要表現(xiàn)在深化設(shè)計費的增加、安裝費的增加、采購預制構(gòu)件引起的材料費的增加以及因施工差異引起的人工費和措施費的增加[5]，而在這些費用中，有部分費用可以進行定量計算分析。

3.1 設(shè)計方案對成本增量的影響

表2 為相同建筑物相同預制率的三種不同預制設(shè)計方案，方案一比方案三的主要預制構(gòu)件增加了陽臺，方案二較方案一的主要預制構(gòu)件由內(nèi)墻更換成了外剪力墻。較方案一和方案三，方案二單棟成本增加22萬左右，項目總成本增加近200萬，如表3所示。由對比分析可知，在裝配率相同的條件下，設(shè)計方案選用的預制構(gòu)件類別不同，成本增加不同。另外，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的預制種類數(shù)量對成本有很大影響，種類數(shù)越多，成本增加越高。因此，裝配式建筑應(yīng)采用多方案設(shè)計，重點注意結(jié)構(gòu)構(gòu)件的預制選擇，在滿足裝配率和功能要求的情況下，選擇構(gòu)件預制種類少成本低的方案。實踐證明，優(yōu)先選用預制水平構(gòu)件的方案是相對經(jīng)濟的。此外，方案中增加疊合板、樓梯、非承重墻的預制，能保證預制率，而成本不會大幅度提高。

表2 建筑預制設(shè)計方案

表3 各方案經(jīng)濟性比較

3.2 材料費對成本增量的影響

3.2.1 模具使用次數(shù)對成本增量的影響

裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)使用的模具加工費為1.4萬元/t左右，它對構(gòu)件的售價起決定性作用。模具周轉(zhuǎn)利用率越高，分攤費用就越少，但當前由于不同項目拆分出的構(gòu)件各不相同，構(gòu)件生產(chǎn)廠需要對每個項目單獨配模，模具重復使用次數(shù)受限，無法得到充分利用，最終引起預制構(gòu)件售價的增加。一般現(xiàn)澆模板的分攤費用為595元/m3左右，裝配式建筑模具使用次數(shù)達到37次時，分攤費用才能與之相當，不影響造價，如表4所示。因此，裝配式建筑構(gòu)件的設(shè)計和拆分應(yīng)規(guī)格化、標準化，以提高模具的周轉(zhuǎn)率，降低成本。

表4 模具使用次數(shù)對成本增量的影響

3.2.2 運費對成本增量的影響

單位量運輸費用的多少，取決于運輸距離，一般運費占比控制在8%以內(nèi)是經(jīng)濟的。結(jié)合市場情況，預制構(gòu)件平均綜合單價為3400元/m3左右。當運輸距離為150km時，其平均運費為265元/m3，運費占比為7.8%。因此，預制構(gòu)件經(jīng)濟運距為150km，應(yīng)合理控制運輸距離在其范圍以下，如表5所示。

表5 運費對成本增量的影響

3.3 施工差異對成本增量的影響

受主體施工做法不同的影響，裝配式建筑對施工道路、場地硬化、吊裝設(shè)備等配套的要求比現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)高，成本也相應(yīng)會增多，具體情況如表6所示。

表6 施工差異對成本增量的影響

3.4 預制率對成本增量的影響

由于受生產(chǎn)技術(shù)限制和諸多因素的影響，目前裝配式建筑成本比現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)要高許多，而且預制率越高，成本增量越多，但當預制率較高時，成本增量將趨于平緩，如圖1所示。

圖1 預制率對成本增量的影響

4 結(jié)束語

成本是制定建筑產(chǎn)品價格的主要依據(jù)，是全面衡量建筑企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成果的綜合性指標，是影響企業(yè)利潤的關(guān)鍵因素。裝配式建筑是建筑業(yè)實現(xiàn)工業(yè)化、信息化的有效途徑。由于受設(shè)計、市場、技術(shù)等主要原因的影響，裝配式建筑難以發(fā)揮潛在優(yōu)勢，建造成本顯著高于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。本文在據(jù)實闡述成本增加主要原因的基礎(chǔ)上，定量計算分析了設(shè)計方案、模具使用次數(shù)、運輸距離、施工差異、預制率對成本增量的影響，并針對一些問題提出參考性建議，有助于建造成本的降低，對裝配式建筑發(fā)展具有深遠意義。