裝配式混凝土建筑造價分析與控制

湯林梅

(四川建筑職業(yè)技術(shù)學院， 四川德陽 618000)

我國從20世紀50年代就開始發(fā)展裝配式建筑，在20世紀70年代達到裝配式建筑發(fā)展繁榮時期，而20世紀80年代中期以后裝配式建筑逐漸被大眾所淡忘，工程師也只在極少量的高層建筑中采用了疊合梁、板結(jié)構(gòu)。其發(fā)展受阻的主要原因是裝配式構(gòu)件在我國標準化程度不高，導致裝配式建筑造價偏高，因而開發(fā)商很少主動采用裝配式建筑。

而裝配式建筑在建筑質(zhì)量及節(jié)省能耗方面具有巨大優(yōu)勢，對于我國這樣一個人均資源匱乏且環(huán)境問題堪憂的大國而言，發(fā)展裝配式建筑是大勢所趨。目前，在政府的大力支持及推廣下，裝配式建筑已在全國各地進行地如火如荼，但由于其成本居高難下，裝配式建筑的造價仍是制約其發(fā)展的瓶頸。

鑒于此，文章擬對裝配式混凝土建筑的造價構(gòu)成進行詳細分析，比較裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在造價上的差異，結(jié)合BIM技術(shù)，探討控制裝配式建筑造價的具體措施，并對裝配式建筑的綜合效益進行詳細分析，為裝配式建筑的發(fā)展帶來一定的促進作用。

1　裝配式混凝土結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)造價對比分析

根據(jù)我國現(xiàn)行《建筑安裝工程費用項目組成》，傳統(tǒng)的房屋建筑造價由人工費、材料費、施工機具使用費、企業(yè)管理費、利潤、規(guī)費和稅金組成，其中人工費、材料費、施工機具使用費又叫做直接費，企業(yè)管理費和規(guī)費又叫做間接費，對房屋建筑造價影響最大的是直接費，間接費和利潤可適當在一定范圍內(nèi)變化，規(guī)費和稅金無法自由浮動。

對于裝配式混凝土建筑而言，其造價構(gòu)成除了以上七部分費用以外，還增加了預制構(gòu)件的設(shè)計成本、生產(chǎn)成本、運輸成本和現(xiàn)場安裝成本(圖1)。其中，預制構(gòu)件設(shè)計成本主要指預制構(gòu)件的二次拆分設(shè)計和節(jié)點連接設(shè)計費；預制構(gòu)件的生產(chǎn)成本包括人工費、材料費、機械設(shè)備折舊費、廠房折舊費、基建成本攤銷費、企業(yè)管理費、利潤、稅金以及能源消耗等費用，其中原材料費和能源消耗屬于剛性成本；運輸成本包括構(gòu)件在途運輸費、二次搬運費和短期倉儲費；安裝成本包括與構(gòu)件安裝相關(guān)的人工費、灌漿等材料費、垂直運輸機械使用費、模板及支撐安裝費用等。

圖1　預制構(gòu)件制安費用組成

由此可見，裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比，造價主要差異在于預制構(gòu)件的生產(chǎn)運輸及安裝費，兩者的建筑安裝成本相比有增有減。由于預制構(gòu)件的現(xiàn)場安裝導致了施工現(xiàn)場現(xiàn)澆構(gòu)件、砌筑工程、裝飾抹灰工程及相應措施項目的減少，因此，裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比增加了預制構(gòu)件設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、安裝、墻板和樓板拼縫處理等費用，減少了鋼筋工程、混凝土工程、砌筑工程、抹灰工程及措施項目等費用，其增量成本分項對比見表1。

表1　裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)增量成本分項對比

裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)造價差異也不是一成不變，其造價高低還與預制率及項目規(guī)模有關(guān)。有學者通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，抗震設(shè)防等級為6～8度、預制率30 %以上的裝配式混凝土項目的增量成本約為200～500元/m2，其中有一定規(guī)模的項目的增量成本基本可以控制在300元/m2，部分增量較大的項目多為規(guī)模較小的實驗性工程，部分預制率較低的項目增量約為150元左右[1]。同時，隨著預制率的增加，裝配式混凝土建筑的增量成本也有所增加，每增加 1的預制率，建筑單方增加投入23～28 元/m2[2]。

2　裝配式混凝土建筑成本控制方法

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)裝配式混凝土建筑的增量成本主要體現(xiàn)在預制構(gòu)件的制安費用上，因此，降低裝配式混凝土建筑成本的關(guān)鍵在于控制預制構(gòu)件的費用。同時，實行住宅全裝修、推廣工程總承包模式、BIM技術(shù)的使用以及實現(xiàn)預制構(gòu)件的規(guī)模化生產(chǎn)都是降低裝配式混凝土建筑造價的重要手段。

2.1　降低預制構(gòu)件制作安裝費用

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)方式是“先工廠生產(chǎn)、后現(xiàn)場組裝”，打破了傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工方式，多個專業(yè)的多個工序可事先在工廠里進行集成生產(chǎn)，若技術(shù)控制得當，可以做到質(zhì)量更好、成本更低的效果。但由于裝配式建筑在我國發(fā)展還不成熟，諸多方面還存在缺陷，就預制構(gòu)件制作安裝而言，主要由設(shè)計、生產(chǎn)、運輸及安裝四個階段組成，如何對這四個環(huán)節(jié)進行精細化把控，也是提高裝配式建筑質(zhì)量和降低其造價的重要措施。

2.1.1設(shè)計階段

裝配式混凝土建筑的設(shè)計通常由兩階段組成，即前期的建筑整體設(shè)計和后期的構(gòu)件二次拆分及專業(yè)集成后的詳細加工圖設(shè)計，構(gòu)件設(shè)計的合理與否對后期的生產(chǎn)、運輸及安裝有很大影響。因此，在構(gòu)件設(shè)計階段應綜合考慮各階段及各專業(yè)綜合影響因素，建立一體化同步設(shè)計理念，通過各階段綜合權(quán)衡與各專業(yè)相互協(xié)助，實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計方案。

具體體現(xiàn)為：以工業(yè)化和標準化的思維進行單體設(shè)計，提高構(gòu)件標準化程度，建立統(tǒng)一的模數(shù)協(xié)調(diào)標準，優(yōu)化構(gòu)件的拆解設(shè)計，減少構(gòu)件的規(guī)格和種類，實現(xiàn)構(gòu)件模塊化和產(chǎn)品化生產(chǎn)。通過不同的組合形式來實現(xiàn)不同建筑造型的平立面組合，降低構(gòu)件的生產(chǎn)難度，大大提高構(gòu)件的生產(chǎn)能力，同時也降低了模具的種類，提高了模具的周轉(zhuǎn)使用效率，從而降低后期構(gòu)件的直接生產(chǎn)成本及模具攤銷成本。構(gòu)件的模塊化生產(chǎn)，也減小了構(gòu)件的單個體積，降低了后期的運輸及安裝難度，從而降低其運輸及安裝成本。

同時，將BIM技術(shù)應用到預制構(gòu)件設(shè)計中，建立基于BIM的裝配式建筑信息模型，將模型直接傳給生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)商可直接提取構(gòu)件的尺寸、材料、內(nèi)部鋼筋構(gòu)造等詳細參數(shù)，所有的設(shè)計數(shù)據(jù)及參數(shù)可通過條形碼的形式直接轉(zhuǎn)換為加工參數(shù)[3]，實現(xiàn)設(shè)計與生產(chǎn)的直接對接，提高預制構(gòu)件的自動化生產(chǎn)程度和生產(chǎn)效率，降低其設(shè)計及生產(chǎn)費用。

2.1.2生產(chǎn)階段

預制構(gòu)件的生產(chǎn)最終應達到工業(yè)化生產(chǎn)標準，但由于其生產(chǎn)方式不同于普通的工業(yè)產(chǎn)品，使得我國的預制構(gòu)件生產(chǎn)還處于摸索階段，質(zhì)量不穩(wěn)定、造價偏高是目前我國預制構(gòu)件生產(chǎn)過程中存在的主要問題。其中，在造價控制方面，可以從以下幾方面著手：

(1)提高生產(chǎn)技術(shù) ：構(gòu)件生產(chǎn)應與設(shè)計、施工統(tǒng)籌考慮，可有效提高預制構(gòu)件的生產(chǎn)水平和組裝速度。同時，由于預制構(gòu)件的生產(chǎn)在我國發(fā)展還不成熟，其生產(chǎn)技術(shù)還有待提高，生產(chǎn)方式的選擇與創(chuàng)新、生產(chǎn)環(huán)節(jié)質(zhì)量的監(jiān)督與控制都成為阻礙預制構(gòu)件生產(chǎn)的難點。

(2)加強生產(chǎn)管理：目前某些預制工廠企業(yè)經(jīng)營者急于求成，不重視生產(chǎn)管理方法，企業(yè)軟硬件均不完善，生產(chǎn)管理水平低下，導致構(gòu)件生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差等問題。

(3)加大人才培養(yǎng)力度：現(xiàn)階段由于政府的鼓勵和行業(yè)的關(guān)注，大量的預制構(gòu)件廠組建，造成了構(gòu)件生產(chǎn)設(shè)備和專業(yè)人員的嚴重短缺，缺乏相應的技術(shù)工人和管理人員。行業(yè)內(nèi)未形成有效的交流與培訓，多數(shù)專業(yè)人員缺乏實踐經(jīng)驗，從而導致產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟性差、構(gòu)件成本高。

(4)增加信息化建設(shè)投入：產(chǎn)業(yè)化設(shè)計施工需要更精細的技術(shù)和管理水平，但目前信息化建設(shè)多數(shù)還只停留于設(shè)計階段，在施工階段應用較少，在預制構(gòu)件的生產(chǎn)階段更是寥寥無幾。鼓勵預制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)積極應用BIM及其他信息技術(shù)，提高企業(yè)的生產(chǎn)和信息化管理水平，也是提高構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的有效途徑。

2.1.3運輸階段

預制構(gòu)件從制作到安裝要經(jīng)歷工廠存放、道路運輸、施工現(xiàn)場臨時堆放、吊裝就位四個階段，要對這四個階段進行合理規(guī)劃，才能相互銜接，達到少占用堆場、流水不窩工的目的，從而降低成本，具體措施如下：

(1)以構(gòu)件設(shè)計標準化推動運輸標準化，推行推盤、集裝箱、運輸工具、卸貨站點等設(shè)施設(shè)備的標準化，推進管理軟件接口標準化，全面推進裝配式建筑運輸?shù)奈锪鞴芾怼?/p>

(2)做好運輸前期準備工作，推廣構(gòu)件儲存運輸一體化，合理安排吊裝運輸半徑，提高裝載的質(zhì)量和效率。

(3)合理確定運輸半徑，以運費占預制構(gòu)件銷售價格8 %進行估算，最經(jīng)濟的運輸半徑為100 km以內(nèi)[4]。

(4)積極研發(fā)預制構(gòu)件專業(yè)儲存、運輸及配套設(shè)施，學習引進國外先進運輸和物流管理系統(tǒng)，推動設(shè)備和機具升級。

2.1.4安裝階段

(1)技術(shù)層面：不同的施工技術(shù)與安裝方法對裝配式建筑的經(jīng)濟性影響較大，預制構(gòu)件的安裝順序?qū)υ靸r也有較大影響，其關(guān)鍵在于預制構(gòu)件的安裝技術(shù)、施工工序及連接技術(shù)工法[5]。因而，制定標準化的預制裝配式混凝土建筑施工技術(shù)、合理安排工序和施工工藝，對降低裝配式建筑造價有重要意義。

(2)管理層面：加強施工企業(yè)的能力建設(shè)，提升施工隊伍的管理水平，創(chuàng)新管理機制，加強對關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點的監(jiān)督，建立健全質(zhì)量、安全、檢測等方面的標準規(guī)范，保障工程施工質(zhì)量，也是控制裝配式混凝土建筑造價的有效手段。

(3)信息化建設(shè)層面：加大信息化建設(shè)的執(zhí)行力度，尤其是以BIM技術(shù)為主的新型信息化手段，目前我國多數(shù)企業(yè)的BIM技術(shù)還處于摸索階段，不少企業(yè)僅將BIM用于設(shè)計階段，在施工過程中的應用還相當不成熟，尤其是在裝配式構(gòu)件施工安裝過程中的應用還少之又少，而以BIM為主的信息化建設(shè)手段對于裝配式建筑施工的質(zhì)量及造價控制都有著積極的促進作用。

2.2　實行住宅全裝修

裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)總工期優(yōu)勢不明顯，但若實行住宅全裝修，可大大縮短裝飾裝修部分工期，對總工期而言可縮短1～3個月，大大減輕了發(fā)承包雙方的經(jīng)濟壓力，節(jié)省出可觀的利息開支。其次，實行住宅全裝修可大大減少施工現(xiàn)場的人工用工，節(jié)省人工費開支。預制墻、板、樓梯、陽臺等構(gòu)件直接在工廠進行表面裝飾，機械化操作可做到更加精細化，以減少材料損耗量，從而節(jié)省一定的材料費。

2.3　推廣工程總承包模式

目前國內(nèi)大部分建筑的設(shè)計、生產(chǎn)與施工各環(huán)節(jié)脫節(jié)現(xiàn)象嚴重，不能從項目整體效益最大化出發(fā)，造成裝配式建造方式的優(yōu)勢不能充分發(fā)揮，甚至引發(fā)成本增加、工期延長等問題。其根本原因在于沒有推行設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化的工程總承包模式。工程總承包模式的優(yōu)勢在于可以使設(shè)計、生產(chǎn)、施工等環(huán)節(jié)有機結(jié)合，系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案，統(tǒng)籌預制構(gòu)件生產(chǎn)及施工作業(yè)，有效對質(zhì)量、工期和成本進行全面控制。其次，預制構(gòu)件的設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化，減少了交易環(huán)節(jié)，使得流轉(zhuǎn)稅費也大大減少，從而使裝配式建筑成本得到降低。

3　裝配式混凝土建筑綜合效益分析

目前，由于裝配式混凝土建筑在我國的優(yōu)勢還未得到充分發(fā)揮，出現(xiàn)了技術(shù)水平不足、經(jīng)濟成本較高等問題，但由于裝配式混凝土建筑在工期、質(zhì)量、安全、環(huán)保等方面的優(yōu)勢，使其在隱性成本上得到有效控制。如在房屋使用過程中，因為裝配式建筑質(zhì)量上的保障，使得其在能源消耗成本、管理服務成本及后期維修成本方面的支出得到節(jié)約。對于房屋后期拆除成本而言，裝配式建筑更便于拆除，構(gòu)件也更利于二次再生和回收利用，這些都屬于裝配式混凝土建筑在隱性成本方面的優(yōu)勢。

同時，裝配式混凝土建筑造價偏高的原因還在于其還未在我國得到普及，其規(guī)?；瘍?yōu)勢未得到發(fā)揮，某些地區(qū)預制構(gòu)件出廠價格較高，主要原因包括預制構(gòu)件廠生產(chǎn)任務不飽滿、建廠攤銷成本高、構(gòu)件購置疊加賦稅重等。待裝配式混凝土建筑在我國得到大力發(fā)展，體現(xiàn)出裝配式建筑的規(guī)模效益后，預制構(gòu)件生產(chǎn)安裝的增項成本將大大低于現(xiàn)澆、砌筑及裝飾工程的減項成本，也將使裝配式混凝土建筑造價得到有效控制。

4　結(jié)束語

裝配式混凝土建筑在提升建筑綜合質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、保障施工安全，減少建筑用工、減小資源能源消耗、減輕建筑垃圾和揚塵排放等方面都有顯著優(yōu)勢。由于其在我國的發(fā)展還不成熟，導致這些優(yōu)勢都還未得到充分發(fā)揮，特別是其造價偏高成為了阻礙裝配式建筑在我國發(fā)展的重要因素。文章分析并對比了裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的造價組成與差異，從預制構(gòu)件設(shè)計、生產(chǎn)、運輸及安裝四個階段詳細分析了控制裝配式預制構(gòu)件造價的方法，并提出實行住宅全裝修和推廣工程總承包模式是降低裝配式混凝土建筑造價的重要措施。最后，文章對裝配式混凝土建筑的綜合效益進行了全面分析，指出其在質(zhì)量、工期、安全、環(huán)保、后期使用維護等方面的綜合優(yōu)勢都得到較大提升，這也是裝配式混凝土建筑造價隱性優(yōu)勢的體現(xiàn)。