裝配式建筑工程與現澆建筑工程成本對比與實證研究

武 濤 山西運城建工集團有限公司

1 前言

我國裝配式建筑始于20世紀50年代，1956年首次提出構件工廠化、設計標準化、施工機械化要求，80 年代后期停滯。在進入21 世紀后，受到勞動力價格高、節能環保等因素影響，開始重啟裝配式建筑，預計2025年裝配式建筑面積可超過35%。裝配式建筑具有減輕作業強度、適用性強、施工快的特點，縱觀裝配式建筑建設進程，發現建筑成本與建設方式相互制約，需客觀分析裝配式建筑和現澆建筑的成本差異，以保證科學決策，推動建筑行業健康發展。

2 裝配式建筑和現澆建筑概述

自提出環保理念后，建筑行業逐漸將該施工理念作為發展基本標準，使得產業化建筑、裝配式建筑等環保建筑成為建筑行業的發展趨勢。據不完全統計，我國有30多省市落實環保要求，為裝配式建筑發展、使用配套設施出臺指導意見，更多城市逐漸在城市建設中應用裝配式建筑。

裝配式建筑是根據標準化原則，在設計、施工、生產等各環節，采取一體化裝修模式建設建筑，可將整體建筑當作汽車，不同施工環節則是汽車零部件，組裝零部件后即可完成整體施工。該方法能夠合理控制工程人工、工期、成本及質量，解決提質增效、產業轉型等問題，以此建設新型城市。現階段，裝配式建筑獲得國家補貼支持，包含容積率補貼、建筑單方補貼等，優于現澆建筑。

現澆建筑施工中會產生諸多垃圾，處理固廢問題成為發展城市負擔，且施工中會污染作業環境，浪費水資源，噪聲污染、粉塵污染日益嚴重，以人力為主要勞動力，難以保證施工質量，加上人工工資提高、勞動效率降低，增加了建筑成本。而裝配式建筑，能夠節省資源，構件預制無須搭設外架，僅需安裝危險部位時裝設圍欄，節省材料及人力資源，還能縮短工期，無須處理污水、粉塵等，有效改善噪聲，外立面形式豐富，能夠建設復雜建筑，一次成型。但是，裝配式建筑由于標準化裝配程度不高，生產廠家少等問題，增加了施工成本，進而推進緩慢，需根據實例分析裝配式建筑和現澆建筑成本，以此為改善成本提供支持。

3 工程成本對比實例分析

3.1 工程概況

某項目2#樓為例，建造面積為4661m2，分析公租房項目圖紙及投標文件，整理項目裝配式設計成本，開展成本核算，且結合圖紙計算2#樓現澆成本，整理成本數據加以對比。工程造價可分為采暖類、土建類、給排水類、裝飾類、電氣類，土建造價包含樁與地基基礎、土石方工程、模板、砌筑工程、屋面防水、PC構件安裝、現澆鋼筋混凝土、保溫隔熱等。采取裝配式工程模式，土建造價相較于現澆建筑，多出PC構件安裝環節，具體價格見表1。

表1 工程成本對比分析

根據表1可知，裝配式方案項目成本是11386287元，現澆方案成本是8111833 元，單位造價分別是2394 元/m2和1654 元/m2，對比可知，整體裝配式建筑單位造價超過現澆方案，約超出740元/m2，特別是土建工程中，裝配式方案增加PC構件安裝環節，單位造價達到1424元/m2。

3.2 指標對比

3.2.1 土建工程對比

裝配式工程由于工藝特點決定施工中抹灰、混凝土用量相比現澆工程較少，特別是現澆混凝土、裝配模板、保溫隔熱、防水施工等方面，人工費用也有所降低。如，模板施工選用鋁膜替代木質模板，增加使用周期，攤分成本增加整體效益，要求人員模板選擇中，詳細掌握模板承載力、硬度、剛度等要求，確保模板可承受側力、重力、壓力等，保證建筑質量。以表1 而言，盡管裝配式在人工制作、模板制作等方面降低成本，卻由于工程需要使用PC 件，安裝費用高，導致整體裝配施工超過現澆方案。

3.2.2 采暖工程對比

裝配式建筑中，采暖工程造價為28 元/m2，相較于現澆方案的41 元/m2，減少了13 元/m2，通過成本差異分析，是由于塑料給水管在裝配式建筑造價中僅占比0.63%，在現澆建筑占比則為1.36%，有效降低了裝配方案采暖工程成本。

3.2.3 給排水工程對比

以建筑施工而言，房屋建造中給排水施工作為重要環節，裝配式方案可將整體結構設計規劃為若干有規律小部分，先靈活安裝小部分水管，之后完成整體組裝。傳統現澆方案，則需要直接設計建筑整體，增加了施工費用，且無法靈活變動，出現錯誤返工成本較高。因此裝配式建筑相較于現澆建筑，給排水成本更低，單位造價僅30元/m2。

3.2.4 裝飾工程對比

在建筑施工中，裝飾工程要求實現精細化管理，一旦細節出現質量及成本問題，必定會對整體建筑質量、成本造成影響，出現墻面起皮、地面凹凸不平的情況，為后期裝修房屋造成困擾，提高成本。施工單位需加強處理細節，不符合規范標準的工程，需要修復或重修，如門窗質量管理，做到嚴要求、高標準，確保門窗符合安全標準，減少漏水可能，重點檢查細節未知，做好防潮防水工作。裝配式施工由于機械化施工，標準化構件，可有效減少以上問題，單位價格僅為137 元/m2，相較于現澆施工成本145 元/m2，降低了8元/m2。

3.2.5 電氣工程對比

若學生沒有舉到學過的數集就追問：我們最早學數學就是從數開始的，你能不能舉一些數組成的集合呢？在此基礎上給出常見數集的符號表示.

在電氣工程施工中，裝配式建筑需增加配電箱及各種管線數量，導致整體成本增加。裝配式建筑單位面積造價81元/m2，現澆建筑為72元/m2，增加了9元/m2。

3.2.6 工程成本對比

裝配式建筑廣泛應用現澆模式，此種情況下，工程基礎建設成本無顯著差異，導致土建工程增加成本的原因在于增加預制構件與安裝費用，以成本分類而言，預制構件的制作、安裝過程成本占比較大。但是，預制構件易受到多方面因素影響，主要包括人員專業水準、技術水平、購置廠房、利用電力水力資源及建造等因素。

并且預制構件市場流通多以商品交易的模式，增加成本原因在于需負擔增值稅，加上部分預制構件體積、外形的差異，會造成運輸設備、路線的不同，大幅度提高工程成本。以總體而言，裝配式建筑市場份額少，生產預制構件廠家少，此時預制構件廠家未能形成相應規模，加上廠家競爭力低，可能會借此增加預制構件價格，提高利潤空間。可見，成本對模具存在制約作用，規模對成本則存在反作用，裝配式建筑未來發展需形成“規模化”，方能降低成本，提高質量。

3.3 原因分析

3.3.1 設計原因

在裝配式工程設計中，要求設計人員、施工人員、廠家等實現深度配合，避免構件出現誤差，對人員素質要求較高，會增加用工成本。特別是我國裝配式構件生產廠家較少，缺乏統一標準，加上設計方案后要求拆分預制構件，更是增加工作量，設計關鍵節點也較為復雜，提高了整體成本。

3.3.2 生產原因

裝配式工程相較于現澆建筑，增加了構件生產成本，受到建筑面積影響，模具周轉次數少，增加了材料浪費，加密區鋼筋、預埋件、鋼板、支座錨固鋼筋數量均有所增加，還有疊合樓板材料厚度增加20mm，需加強套管、漿料灌注的加工費用。

3.3.3 材料原因

在土建類工程中，裝配式建筑增加了PC 構件及其安裝內容，成本包含構件支撐費用、材料價格、運輸費用、吊裝費用等，單位面積成本達到1424元/m2，超過現澆1351元/m2。并且PC構件受到設計施工、生產規模、稅費等多重因素影響，以實際生產廠家而言，PC 構件成本分為可變成本、固定成本這兩部分，固定成本包含設備、廠房、土地等固定支出及管理費用，可變成本包含人工、動力、燃料、材料等成本。以我國裝配式建筑而言，生產規模對固定成本具有較大影響，預測未來持續拓展生產規模下，PC固定成本會不斷降低，進而促進整體裝配建筑降低成本。

3.3.4 質量原因

在裝配式建筑中，我國人工成本低，工人流動性強，普遍欠缺責任心，加上技能及文化程度不足，相較于發達國家水平存在較大差距，難以把控施工質量。施工過程中，通常采取灌漿方式，無法了解內部是否灌實、是否空洞、是否破損等，檢測要求施工與監理單位對接縫處理、連接接頭質量開展隱蔽驗收，特別是漿錨搭接、豎向套管灌漿等部位驗收，填寫隱蔽驗收記錄，保留連接節點、灌漿施工等影像資料，合格后方能開展后續工序。但是，實際操作中，卻難以有效執行，加上該方法僅對施工人員具有監督作用，降低施工失誤，卻無法改善技術層面。

4 裝配式建筑成本控制建議

4.1 減少設計成本

市場上設計院通常缺乏設計裝配式建筑能力，圖紙是先設計現澆結構圖紙，以此為基礎將其更改成預制構件圖紙，構件廠商則實現二次深化設計，違背了國家倡導的設計裝配式建筑理念，難以將裝配式建筑優點充分體現出來。將現澆式建筑改為裝配式做法易出現圖紙不合理的情況，也增加了深化設計難度，導致構件生產制作復雜，增加成本和生產周期。因此，在裝配式建筑工程中，推廣使用BIM技術，建立BIM 模型，每個圖形單元均含有預制構件尺寸、類型、材料等參數，合理設置參數，即可將參數輸入至計算機內，建設精準三維模型，還能通過BIM 技術構建計算機交互平臺，便于各參建方通過該平臺交互合作完成模型設計，共享工程信息，增加信息利用率，及時尋找結構設計問題，避免后期設計變更，增加工作效率。

4.2 優化構件生產

在裝配式建筑中，需發揮靈活設計特點，設計圖紙將結構劃分為內在規律聯系的若干小部分，減少模具種類，降低模具費用，增加建筑面積，確保模具能夠多次利用，要求設計人員和廠家實現深度合作。建議廠家改進生產技術，實現規模化生產，增加模具利用率，且加強員工實際操作與理論培訓，提高員工效率，減少人為損耗。此外，還要改進施工工藝，做到合理安裝，保證工程制作生產中，構件規格、大小符合要求。運輸中需合理規劃路線，裝載運輸設計方案中，要根據構件特點，將運載車輛空間充分利用起來，結合工程進度、施工情況等因素，做好質量、成本控制，從而保證裝配式建筑安裝質量。

4.3 加強政策支持

建筑行業中，為推動裝配式建筑發展，政府機關應頒布相應政策提供支持。特別是我國相較歐美國家，建筑工業起步較晚，可借鑒成功經驗，一方面推行低息貸款政策，裝配式建筑指標與國家技術規范、政策要求相符，即可申請低息貸款；另一方面，落實建筑豁免政策，對于符合環保綠色的裝配式建筑，施工單位可申請豁免建筑面積，減免稅收。

規范市場秩序，制定專業規章制度，安排人員對建筑項目實現直線協調管理，協調構件廠商、施工承包與建設方之間關系，且大力推廣產業化建筑與綠色建筑，引起社會響應，走進建筑企業宣傳，保證建筑企業能夠了解最新扶持導向與政策，涉及諸多社會企業，對構件廠位置合理規劃，保證與水泥廠、混凝土廠距離合理，節約運輸成本。政府機關落實該政策，能夠調動施工單位落實工業化建筑的熱情。

4.4 構建建筑體系

現階段，建筑產業化下裝配式施工欠缺統一體系，相關行業部門需編制統一配套設施、構件參數、結構形式、機械設備、構件配套工藝、制作工藝等管理制度方式，所有過程均在統一標準框架中實時，借助先進的5G技術、大數據、云計算等技術實現組織管理，推動建立、落實裝配式建筑體系，保證各部門之間、承包商和業主、參與方和政府之間可實時交流協調，及時處理不明確或存在沖突的部分。同時，還要培養熟悉裝配式施工技術、產業化流程、高端統籌的人才，為裝配式建筑提供人才支持。

5 結束語

綜上所述，建筑行業中推行裝配式建筑模式已經成為綠色發展、落實環保要求的重要途徑，能夠成套、成批建設房屋，實現一體化建筑流程，達到節能、環保、低碳效果，建設環境友好社會。但是，現階段裝配式建筑受到設計、PC件制作等多方面影響，成本相較于現澆建筑仍較高，需采取合理方式，通過減少設計成本、優化構件生產、加強政策支持、構建建筑體系等方式，解決裝配式建筑高成本工程建設問題，從而促進裝配式建筑的發展。