裝配式建筑工程增量成本測算

（博士生導師），，，（高級工程師）

一、引言

大力發(fā)展裝配式建筑是實現(xiàn)我國建筑業(yè)由粗放型向集約型轉(zhuǎn)型升級的重要途徑。國務院2016年2月發(fā)布的《關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理的若干意見》提出，力爭在10年內(nèi)完成裝配式建筑面積占新建建筑面積的30%這一戰(zhàn)略目標。為實現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標，各地建設(shè)行政管理部門對裝配式建筑項目實行了減免專項規(guī)費、獎勵項目容積率等激勵政策，但相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑，其較高的建造成本卻嚴重制約了裝配式建筑的推廣，因而亟須準確研究并測算其增量成本，系統(tǒng)地分析產(chǎn)生增量成本的關(guān)鍵因素，在此基礎(chǔ)上有針對性地尋求降低增量成本的有效途徑。

國內(nèi)外學者對裝配式建筑成本管理開展了有代表性的研究。國外學者Barlow（2003）提出，通過標準化設(shè)計以及大規(guī)模生產(chǎn)可以降低因顧客多樣化需求而產(chǎn)生的成本；Anderson（2009）通過實地調(diào)查瑞典預制構(gòu)件成本，研究信息技術(shù)在住宅工業(yè)化施工中的應用，提出加強信息管理、降低建造成本的方法；Memon（2010）通過問卷調(diào)查收集數(shù)據(jù)，借助統(tǒng)計學工具進行研究，發(fā)現(xiàn)裝配式建筑增量成本產(chǎn)生的原因是糟糕的現(xiàn)場管理、產(chǎn)業(yè)工人的短缺和承包商調(diào)度與計劃的不足。國內(nèi)學者李麗紅（2013）以裝配式建筑項目投標樣本為基礎(chǔ)，分析其與現(xiàn)澆式建筑工程的成本差異；鄭生欽、王德芳等（2016）應用因子分析法和結(jié)構(gòu)方程模型，提出配件生產(chǎn)成本、建筑施工成本、組織管理投入、預制工廠成本四個因素從大到小影響著裝配式建筑的建造成本；王英春（2017）從裝配式建筑全生命周期出發(fā)，分析和研究項目前期策劃階段、設(shè)計階段、招投標階段、施工階段和竣工階段各個環(huán)節(jié)的成本控制策略；蔡軍（2017）對裝配式建筑的成本設(shè)計過程進行了研究，通過層次分析法確定裝配式建筑的目標成本并結(jié)合AHP法評價不同的目標成本方案。

綜上所述，國外學者大多側(cè)重于從信息管理、設(shè)計管理、項目綜合管理等管理層面分析裝配式建筑建造成本，國內(nèi)學者大多側(cè)重于從成本控制和成本影響因素層面剖析裝配式建筑增量成本，但這些研究均未構(gòu)建準確的增量成本測算體系，未從工程造價這個關(guān)鍵層面對裝配式建筑增量成本進行系統(tǒng)分析，并從此視角提出降低增量成本的對策。

鑒于此，本文擬從項目造價管理視角，以系統(tǒng)控制裝配式建筑增量成本為目的，研究并設(shè)計裝配式建筑增量成本測算體系。結(jié)合特定裝配率條件下的典型項目進行增量成本構(gòu)成分析，進而拓展研究不同裝配率下裝配式建筑項目增量成本的變化規(guī)律，識別增量成本的關(guān)鍵影響要素及其影響程度，最后提出降低增量成本的具體措施。

二、測算體系

（一）增量成本測算方法

從工程造價組成要素來分析，裝配式建筑的建設(shè)成本主要包括建筑工程費、設(shè)備及工器具購置費、安裝工程費、工程建設(shè)其他費、預備費（基本預備費、漲價預備費）以及建設(shè)期貸款利息。為簡化測算過程、著重反映增量成本的關(guān)鍵影響因素，作出以下假設(shè)：①假設(shè)裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑的工程建設(shè)其他費用、預備費以及建設(shè)期貸款利息相同；②假設(shè)裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑均采用EPC工程總承包建造模式，設(shè)備和工器具相同；③假設(shè)預制構(gòu)件以構(gòu)件廠的年產(chǎn)量基本達到其設(shè)計產(chǎn)能時的綜合單價為計算基準。

根據(jù)上述假設(shè)，在同一對比口徑下，以裝配式建筑與現(xiàn)澆式建筑的建安成本作為分析對象。因建安成本中土建分項成本占比最大且裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑的主要差異在于施工現(xiàn)場環(huán)節(jié)，所以本文重點考慮建安成本中的土建分項成本?，F(xiàn)分別對各成本子項進行分析測算。

1.勞務分包費（LC）、專業(yè)分包工程費（PSC）。在建造過程中，施工總承包商或?qū)I(yè)承包商將其承包工程中的勞務作業(yè)發(fā)包給勞務企業(yè)，施工總承包商將其承接的專業(yè)作業(yè)分包給專業(yè)分包商，二者均以簽訂固定單價合同的形式支付分包企業(yè)相應的報酬，其中固定單價根據(jù)招標文件、圖紙以及相關(guān)技術(shù)資料確定，而工程量按實際情況結(jié)算。假設(shè)勞務分包固定單價為A，勞務作業(yè)實際工程量為Qs，專業(yè)分包固定單價為E，專業(yè)作業(yè)實際工程量為Qg，勞務分包費為LC，專業(yè)分包工程費為PSC，則有：

2.材料費（MF）。材料費包括鋼筋、混凝土和預制構(gòu)件等的費用。當進行裝配式建筑與現(xiàn)澆式建筑建造成本的對比分析時，將預制構(gòu)件混凝土工程量還原為現(xiàn)澆混凝土工程量，預制構(gòu)件的鋼筋用量還原為現(xiàn)澆鋼筋用量，即得到現(xiàn)澆式建筑的材料費。假設(shè)預制構(gòu)件混凝土用量為Qc，預制構(gòu)件鋼筋用量為Qp，鋼筋單價為Pp，鋼筋用量為Qe，混凝土單價為Pc，混凝土用量為Qf，預制構(gòu)件用量為Q，混凝土預制構(gòu)件綜合單價為UC，則有：

3.周轉(zhuǎn)料具（TF）。周轉(zhuǎn)料具包括在建造過程中使用的模板、塔吊軌、腳手架等能夠多次使用、逐漸轉(zhuǎn)移其價值但不屬于固定資產(chǎn)的材料和器具，這里使用分期攤銷法進行計算。分期攤銷法考慮周轉(zhuǎn)料具的預計使用年限、分期攤?cè)氤杀竞唾M用。假設(shè)周轉(zhuǎn)料具計劃成本為JC，殘值率為β，預計使用年限為N，周轉(zhuǎn)料具每期攤銷額為TF，則有：

4.大型機械費（LMF）。大型機械費包括進出場費、安拆費和設(shè)備基礎(chǔ)費。施工現(xiàn)場的大型機械主要為塔吊型起重機，費用因起重機的型號、載重量和功率不同而有所差異。假設(shè)某一大型機械的進出場費為CF，安拆費為ACF，設(shè)備基礎(chǔ)費為BC，大型機械費為LMF，則有：

5.現(xiàn)場經(jīng)費（SF）。施工現(xiàn)場經(jīng)費包括現(xiàn)場管理薪酬成本、現(xiàn)場辦公費、現(xiàn)場臨建費和臨時用水用電費。現(xiàn)場辦公費和現(xiàn)場臨建費二者都屬于一次性經(jīng)費投入；現(xiàn)場管理薪酬成本與現(xiàn)場管理人員數(shù)量有關(guān)；臨時用水用電費與施工現(xiàn)場實際使用量相關(guān)。假設(shè)現(xiàn)場管理者數(shù)量為Pm，管理者平均薪酬為S，現(xiàn)場辦公費為W，現(xiàn)場臨建費為L，水電單價分別為P水、P電，水電使用量分別為Q水、Q電，則現(xiàn)場經(jīng)費SF為：

6.安全文明施工費（SCF）、規(guī)費（F）、稅金（T）。安全文明施工費屬于不可競爭費，包括環(huán)境保護費、文明施工費、安全措施費和臨時設(shè)施費，一般在直接費用的基礎(chǔ)上取費率進行計算，費率在2%～6%之間；規(guī)費是在人工費、人工機械費或者直接費的基礎(chǔ)上乘以費率計取，這里使用直接費乘以費率進行計算；稅金是在土建分項成本的基礎(chǔ)上乘以稅率計取。

根據(jù)上述計算公式，分別計算裝配式建筑與現(xiàn)澆式建筑的土建分項各子項成本，再匯總為土建分項成本C進行對比分析?，F(xiàn)澆式土建分項成本C的計算公式如下：

裝配式土建分項成本C'的計算公式如下：

則土建分項成本增量為：

（二）預制構(gòu)件綜合單價修正測算方法

由于全國大部分地區(qū)基本處于裝配式建筑推廣階段，普遍存在現(xiàn)有產(chǎn)量未達到預制構(gòu)件廠設(shè)計產(chǎn)能的現(xiàn)狀，如在項目建造成本中將固定成本按照目前較低的產(chǎn)量進行全部攤銷，由此測算的增量成本不能準確反映裝配式建筑在規(guī)?；茝V情況下的實際情況，因此要對預制構(gòu)件的成本進行分析并進行修正測算。

1.預制構(gòu)件直接費。預制構(gòu)件直接費包括人工費、固定資產(chǎn)攤銷費、措施費和材料費，當產(chǎn)量由現(xiàn)行年產(chǎn)量變?yōu)轭A制構(gòu)件廠設(shè)計年產(chǎn)能時，預制構(gòu)件的直接費會發(fā)生相應的變化，現(xiàn)分別對各子項費用進行測算分析：

（1）人工費（LF）。市場化下人工資源形態(tài)主要由勞務分包作業(yè)隊呈現(xiàn)，因此人工成本可假定由初始投入和依產(chǎn)量線性增長而增加的成本兩部分組成。隨著產(chǎn)量的增加，工人生產(chǎn)熟練程度會提高，導致工作效率提升，因而單方人工成本會降低且下降幅度會逐漸減小，最后趨于直線狀態(tài)，達到最優(yōu)人工規(guī)模。L0表示初始投入勞動力人數(shù)，P為市場人工單價，Q0表示在初始投入一定的人工作業(yè)隊下的最大規(guī)模產(chǎn)量，Q表示總產(chǎn)量，k為增加人工數(shù)和增加產(chǎn)量的比例系數(shù)，則單方人工成本為：

（2）固定資產(chǎn)折舊及攤銷費（AF）。固定資產(chǎn)包括土地、廠房和設(shè)備。預制構(gòu)件廠對固定資產(chǎn)的折舊及攤銷多采用年限平均法，將固定資產(chǎn)的應計折舊額均衡地分攤到固定資產(chǎn)預計使用壽命內(nèi)。采用這種方法計算出的每期折舊額均相等。假設(shè)月折舊額為MR，固定資產(chǎn)原價為YP，AR為年折舊率/12，預計凈殘值率為a，預計使用壽命為Y，則有：

在設(shè)計產(chǎn)能一定的條件下，固定資產(chǎn)的月折舊攤銷額不變，則單方預制構(gòu)件的固定資產(chǎn)攤銷費AF單方與構(gòu)件廠的月產(chǎn)能Q呈反比關(guān)系：

（3）措施費（UF）。措施費總費用分為可攤銷成本和固定成本兩部分，可攤銷成本可采用工程量法進行攤銷折舊，包括模具攤銷費、蒸汽養(yǎng)護費和水電油費；固定成本與產(chǎn)量無關(guān)，即成品保護費和試驗費。假設(shè)可攤銷成本為AC，單方構(gòu)件固定成本為fc，項目的預制構(gòu)件總生產(chǎn)量為Q，則單方構(gòu)件措施費為：

（4）材料費（MC）。材料費主要包括混凝土、鋼筋、保溫板及連接件、預埋件和其他材料費用。材料費與預制構(gòu)件種類相關(guān)，因生產(chǎn)過程中制作工藝的不同而產(chǎn)生差異，屬于與產(chǎn)量無關(guān)的可變成本，因此當產(chǎn)量發(fā)生變化時，材料費無須調(diào)整。

2.間接費及其他費。間接費及其他費包括管理費（M）、利潤（PF）和稅金（U）。管理費一般按直接費（人工費、材料費和機械費）的15%左右進行計算；利潤一般按直接費的5%～10%進行計算；稅金考慮增值稅的計費以及主材、輔材、模具的抵扣，一般在直接費、管理費和利潤的7%～12%之間。

根據(jù)上述分析，將測算修正方法總結(jié)如下：假設(shè)構(gòu)件廠現(xiàn)行年產(chǎn)量為Q，設(shè)計年產(chǎn)能為Q'，預制構(gòu)件現(xiàn)行綜合單價為UC，設(shè)計年產(chǎn)能下的綜合單價為UC'，則有：

三、特定裝配率項目實證分析

（一）樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計與測算

本文選取武漢地區(qū)某裝配率為51%的典型裝配式建筑工程項目，對比其在裝配式建造模式與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建造模式下，項目土建分項成本各項造價指標所發(fā)生的變化。該項目一期6棟全為裝配式混凝土設(shè)計，本文依托裝配式混凝土結(jié)構(gòu)圖紙進行現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)還原，重新設(shè)計對應的傳統(tǒng)現(xiàn)澆式設(shè)計方案、圖紙以及成本預算文件。計算原則為在總工程量不變的前提下，將預制構(gòu)件工程量還原為混凝土用量、預制構(gòu)件中的鋼筋還原為現(xiàn)澆鋼筋、外墻部分還原為砌體、鋁模還原為木模。因此，對照兩種方式的建造圖紙以及預算文件進行增量成本分析。

由于與該裝配式工程項目合作的預制構(gòu)件廠現(xiàn)行年產(chǎn)量為4萬/m3，需將其轉(zhuǎn)換為達到設(shè)計產(chǎn)能25萬/m3時的預制構(gòu)件綜合單價進行分析。其中直接費中的人工費調(diào)整以目前人工單方市場價400元/m2為基準；固定資產(chǎn)以產(chǎn)量擴大到6倍、攤銷減少至1/6的直線攤銷方式計算；模具考慮工期及周轉(zhuǎn)次數(shù)攤銷降低50%；材料費價格不隨規(guī)模化生產(chǎn)而變化；間接費用采用比率進行計算。調(diào)整前后的預制構(gòu)件綜合單價對比如表1所示。

表1 預制構(gòu)件調(diào)整前后綜合單價

以表1調(diào)整后的預制構(gòu)件綜合單價為計算基礎(chǔ)，確定預制構(gòu)件的生產(chǎn)成本，并與現(xiàn)澆鋼筋、混凝土成本構(gòu)成裝配式建筑土建分項的材料費，如表2所示。

表2 裝配式建筑項目土建分項材料費明細

根據(jù)表2調(diào)整后的材料費，進一步分析裝配式建筑項目與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑項目土建分項成本，如表3所示。由表1～表3對比分析發(fā)現(xiàn)，預制構(gòu)件成本是增量成本的主要增項，而預制構(gòu)件的成本可以由綜合單價反映：

表3 裝配式建筑項目土建分項成本測算分析

為真實反映預制構(gòu)件在生產(chǎn)制造過程中主要增量成本的產(chǎn)生原因，采用未進行規(guī)模經(jīng)濟效益處理的原始數(shù)據(jù)進行分析，進一步分析樣本項目預制外墻板、預制內(nèi)墻板、疊合梁、疊合板、預制樓梯、預制陽臺板、預制空調(diào)板、PCF板、預制圍墻9類主要預制構(gòu)件的材料費、人工費、管理費和固定資產(chǎn)攤銷費等7項費用在增量成本中的占比，如表4所示。將數(shù)據(jù)繪制成曲線，進一步反映各子項成本間的相互關(guān)系，如圖1所示：

表4 預制構(gòu)件綜合單價子項明細

圖1 材料費等7項費用在增量成本中的占比

（二）測算結(jié)果分析

由表1對比分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)行產(chǎn)量攤銷下，預制構(gòu)件的綜合單價普遍較高，平均綜合單價約為3049.67元/m2；在規(guī)模經(jīng)濟條件下對預制構(gòu)件進行修正測算調(diào)整后，平均綜合單價約為1957.16元/m2，變動幅度約為35.82%。

根據(jù)表2、表3的測算結(jié)果可知，相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑，裝配式建筑工程總造價每平米的增量成本為259.78元。其中增量成本的主要增項在于土建工程材料費中的預制構(gòu)件成本，占比高達122.29%。同時，在專業(yè)分包工程費、現(xiàn)場經(jīng)費、安全文明施工費以及規(guī)費上也略有增加。雖然在勞務分包費上略有節(jié)約，節(jié)約了32.8%，但遠不能覆蓋因材料費用增加造成的土建分項費用增加。

對圖1測算結(jié)果進行分析，發(fā)現(xiàn)9類主要預制構(gòu)件的材料費、人工費、管理費和固定資產(chǎn)攤銷費4項費用約占綜合單價的80%，其占比分別圍繞著30%、25%、15%和10%上下浮動，而稅金、措施費和利潤三項費用只占綜合單價的20%左右。進一步分析費用計算規(guī)則和形成原因，結(jié)果如表5所示，可得出，需從優(yōu)化構(gòu)件拆分設(shè)計、提高產(chǎn)業(yè)工人生產(chǎn)效率、提高管理者管理水平、擴大構(gòu)件生產(chǎn)規(guī)模等方面降低增量成本。

四、不同裝配率對增量成本的影響規(guī)律分析

不同裝配率對增量成本增幅的變化有不同影響，本文通過分析二者之間的函數(shù)關(guān)系，找出較為經(jīng)濟合理的預制率。

（一）數(shù)據(jù)擬合

本文選取一些國內(nèi)大型建筑施工企業(yè)所完工的裝配式住宅建筑項目進行分析，獲取的數(shù)據(jù)列示于表6。

將上述項目的數(shù)據(jù)整合，進行散點圖分布繪制，可以發(fā)現(xiàn)增量成本的增幅與裝配式建筑項目的裝配率存在某種關(guān)系。因此，利用Excel軟件進行多項式擬合來找出不同裝配率下增量成本的變化規(guī)律，結(jié)果如圖2所示。

根據(jù)擬合結(jié)果，裝配式建筑增量成本增幅y與裝配率x之間的關(guān)系可由一個多項式表示，如式（16）所示：

擬合優(yōu)度的統(tǒng)計量可決系數(shù)R2的結(jié)果為0.7312，接近于1，說明該曲線擬合結(jié)果較好。

表5 預制構(gòu)件綜合單價主要構(gòu)成分析

表6 不同預制率情況下施工成本增幅對比

（二）測算結(jié)果分析

從圖2中曲線的變化趨勢可以看出，當裝配率在10%～30%的區(qū)間內(nèi)時，曲線呈上升趨勢且斜率較大，即增量成本隨裝配率的提升有較大幅度的增加；當裝配率在30%～60%的區(qū)間內(nèi)時，曲線幾乎水平，即增量成本增幅穩(wěn)定，基本保持在35%左右；當裝配率在60%～75%的區(qū)間內(nèi)時，曲線再次呈現(xiàn)上升趨勢，并在裝配率達75%的情況下，增量成本的增幅達到峰值，為40.32%，斜率值較大但小于裝配率在10%～30%區(qū)間內(nèi)的斜率值。產(chǎn)生這種變化趨勢的內(nèi)在原因包括：

首先，裝配率在初期提升時由于預制構(gòu)件的大幅使用，預制構(gòu)件單方成本高的特點促使初期增量成本增幅變化較大。

其次，當裝配率在30%～60%之間時，由于不同裝配率的組合形式會有差異，不同預制構(gòu)件的單價區(qū)別較大（例如200mm的預制內(nèi)墻比三明治外墻板成本低很多，大型預制外墻、PCF板等豎向構(gòu)件的單價較疊合板、疊合梁的單價高），企業(yè)會調(diào)整不同預制構(gòu)件的組合方式，以在提升裝配率的情況下盡量降低建造成本，維持增量成本增幅不變。

最后，當裝配率大于60%時，在提升裝配率的情況下，不同的預制構(gòu)件均需要大批量地使用在實際項目中，因此增量成本又會提升，增量成本增幅也會繼續(xù)加大。

圖2 增量成本增幅—裝配率變化曲線

五、結(jié)論

本文基于工程造價管理視角，通過建立裝配式建筑增量成本測算體系，應用規(guī)模經(jīng)濟理論，結(jié)合實證分析，最后得出以下結(jié)論：①通過測算分析，裝配式建筑較傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑在土建分項成本上產(chǎn)生的增量成本為259.79元/m2，測算結(jié)果與市場情況相符，證明了測算的合理性。②裝配式建筑增量成本的主要增項為材料費中的預制構(gòu)件成本。對預制構(gòu)件綜合單價的影響按重要程度從大到小依次是材料費、人工費、管理費、固定資產(chǎn)攤銷費，其在增量成本中的占比分別圍繞30%、25%、15%和10%上下浮動。③裝配式建筑項目的增量成本與裝配率呈正相關(guān)關(guān)系，裝配率在30%～60%之間時較為經(jīng)濟合理，此時增量成本增幅隨裝配率提升基本不變。④建筑業(yè)相關(guān)企業(yè)可從優(yōu)化構(gòu)件拆分設(shè)計、提高產(chǎn)業(yè)工人生產(chǎn)效率、提高管理者管理水平、擴大構(gòu)件生產(chǎn)規(guī)模和確定經(jīng)濟合理的裝配率等方面有效降低裝配式建筑的增量成本。

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