裝配式建筑成本分析及降低措施

萬良

摘 要：以現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)為主的建筑模式，逐漸不滿足國家綠色發(fā)展的要求，而裝配式建筑可以節(jié)能減排，得到國家政策的大力支持。我國裝配式建筑與國外裝配式建筑相比，發(fā)展相對滯后，其中重要影響因素之一就是成本問題。本文借鑒國外裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史，通過對裝配式建筑的設(shè)計、制作、運(yùn)輸、安裝和業(yè)主管理等環(huán)節(jié)進(jìn)行成本升降分析，針對性指出中國裝配式建筑高成本的原因，并提出建議性降低措施，為裝配式建筑可持續(xù)性發(fā)展提供參考意見。

關(guān)鍵詞：裝配式;成本分析;降低措施

中圖分類號：TU741 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）06-0117-02

1 概述

隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，以現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)為主的建筑模式，經(jīng)濟(jì)成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重，逐漸不滿足國家綠色發(fā)展的要求[1-2]。裝配式建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化，相比與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑，具有節(jié)約材料、節(jié)省勞動力、提高建筑質(zhì)量、減少建筑垃圾和揚(yáng)塵污染等諸多優(yōu)點。國務(wù)院相關(guān)文件中提出耗時10年左右，使新建建筑面積中裝配式建筑占比達(dá)到30%[3-4]。現(xiàn)在我國對裝配式建筑加大了政策支持力度，推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展。但是，我國裝配式建筑行業(yè)發(fā)展相對緩慢，技術(shù)相對滯后，其中最重要的影響因素就是成本因素。本文將通過對裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制作、施工和業(yè)主管理等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行成本升降分析，借鑒國外裝配式建筑發(fā)展的先進(jìn)經(jīng)驗，并結(jié)合中國實際情況，探究中國裝配式建筑高成本的原因，為裝配式建筑可持續(xù)性發(fā)展提供參考意見。

2 國外裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

德國、法國、日本、美國、瑞典等發(fā)達(dá)國家的裝配式建筑領(lǐng)先我國幾十年，已經(jīng)發(fā)展相對成熟、完善[5-6]。其中，德國采用疊合板、混凝土、剪力墻結(jié)構(gòu)體系組成的裝配式建筑，結(jié)構(gòu)耐久性好，節(jié)能效益顯著，逐步形成了通用技術(shù)體系。法國的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)以裝配式混凝土結(jié)構(gòu)為主，鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)為輔，生產(chǎn)、施工質(zhì)量高，建筑裝配率高。日本因處于太平洋地震帶，地殼活動頻發(fā)，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)多為筒體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)制率較高。

裝配式結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)原因是為了降低成本。由于發(fā)達(dá)國家勞動力比較貴，而裝配式建筑可以節(jié)省勞動力成本，同時，發(fā)達(dá)國家裝配式建筑配套體系比較完善和成熟，裝配式建筑方面的人力資源充足，不會因為產(chǎn)品和人力資源的稀缺導(dǎo)致成本的上升。因而，在發(fā)達(dá)國家裝配式建筑降低成本效果明顯。

3 中國裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

我國裝配式建筑開始發(fā)展于20世紀(jì)50年代。1956年，《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)和發(fā)展建筑工業(yè)的決定》首次提出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件生產(chǎn)工廠化、施工機(jī)械化[7]。80年代，中國的裝配式建筑發(fā)展達(dá)到高潮。磚混結(jié)構(gòu)的住宅和辦公樓等建筑大量使用預(yù)制樓梯、樓板和過梁，工業(yè)廠房大量使用預(yù)制柱、預(yù)制起重機(jī)軌道梁、預(yù)制屋架，出現(xiàn)了“PC大板樓”、“PC盒子樓”、無梁板結(jié)構(gòu)的倉庫等建筑形式。但是，這些裝配式建筑和使用預(yù)制構(gòu)件的建筑由于出現(xiàn)漏水、透寒、抗震性能差等問題，且無法較好的解決，逐漸退出中國建筑舞臺。

20世紀(jì)90年代后，中國建筑結(jié)構(gòu)以現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)體系為主。進(jìn)入21世紀(jì)后，由于建筑質(zhì)量要求的提高、勞動力價格的提高、節(jié)能減排的需要等因素，我國重啟預(yù)制裝配式建筑進(jìn)程，引進(jìn)國外成熟的技術(shù)，并結(jié)合中國實際自主研發(fā)相關(guān)技術(shù)。近10年來取得了重大進(jìn)展，技術(shù)日趨成熟，并建造了一些裝配式建筑，但是我國裝配式結(jié)構(gòu)建筑仍處于發(fā)展的開始階段，成本相對較高。我國裝配式建筑技術(shù)上仍在探索，沿用的是類似鋼結(jié)構(gòu)建筑的模式[8]。

4 裝配式建筑各環(huán)節(jié)成本升降分析

裝配式結(jié)構(gòu)建筑，相較于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑，在設(shè)計、制作、施工、業(yè)主管理等各個環(huán)節(jié)的成本都發(fā)生了變化，有升有降。借鑒國外裝配式建筑發(fā)展經(jīng)驗，對各個環(huán)節(jié)的成本升降做出分析。

4.1 設(shè)計環(huán)節(jié)成本升降分析

預(yù)制裝配式建筑設(shè)計過程中，對設(shè)計深度和精細(xì)程度要求高，因制作、施工過程不再有設(shè)計變更，需要建筑師、結(jié)構(gòu)設(shè)計師和其他專業(yè)設(shè)計師密切合作與互動，需要設(shè)計人員與制作廠家和安裝施工單位的技術(shù)人員密切合作與互動，避免失誤和損失，增加了設(shè)計的工作量。與現(xiàn)澆混凝土建筑設(shè)計過程相比，裝配式建筑設(shè)計環(huán)節(jié)工作量增加主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）新增預(yù)制構(gòu)件拆分工作;（2）構(gòu)件圖需滿足各專業(yè)的設(shè)計要求;（3）節(jié)點和接縫的設(shè)計復(fù)雜程度提高;（4）結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則處，設(shè)計難度提高;（5）考慮裝修及使用對預(yù)制構(gòu)件的要求;（6）對預(yù)制構(gòu)件脫模、存放和吊裝等過程中的復(fù)核計算工作量加大。

4.2 制作環(huán)節(jié)成本升降分析

與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑制作階段相比，裝配式建筑構(gòu)件制作的費(fèi)用會增加，但是質(zhì)量會提高。裝配式建筑制作階段成本增加或減少分析如下：（1）材料費(fèi)用的增加，包括預(yù)埋件的增加，加密區(qū)鋼筋的增加，支座錨固區(qū)鋼筋或鋼板的增加，三明治保溫墻增加的連接件，疊合樓板增加20mm厚度的材料，結(jié)構(gòu)連接處增加的套管和灌漿料等;（2）工廠制備混凝土費(fèi)用相較于購買商品混凝土的費(fèi)用減少;（3）直接人工費(fèi)用減少;（4）加工、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增加;（5）模具周轉(zhuǎn)次數(shù)增加，相比與現(xiàn)場澆筑模具費(fèi)用，分?jǐn)偝杀窘档?（6）工廠廠房和設(shè)備的折舊維修費(fèi)用分?jǐn)偝杀驹黾印?/p>

4.3 施工環(huán)節(jié)成本升降分析

與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑比較，裝配式建筑施工成本會降低。建筑的裝配化會縮短施工周期，且建筑體量越大，施工周期縮短越明顯，日本的超高層建筑可以縮短3-6個月。制作階段成本增加或減少分析如下：（1）腳手架的使用量可大幅度減少，現(xiàn)場模板使用量最多可減少55%，相應(yīng)的材料費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用和吊裝費(fèi)用等比例減少;（2）垂直運(yùn)輸和吊裝費(fèi)用增加;（3）新增構(gòu)件運(yùn)輸費(fèi)用;（4）模板、腳手架、鋼筋等人工大量減少，現(xiàn)場安裝、灌漿工種數(shù)量增加，總的人工費(fèi)用可減少50%;（5）建筑垃圾數(shù)量最多可減少到80%，相應(yīng)清運(yùn)費(fèi)用減少;（6）混凝土罐車2%的壁掛量、混凝土泵送量引起的費(fèi)用隨混凝土現(xiàn)澆量的減少而等比例減少;（7）現(xiàn)場加工棚、臨時存放設(shè)施減少。

4.4 業(yè)主管理環(huán)節(jié)成本升降分析

裝配式建筑較之現(xiàn)澆混凝土建筑，可以提高建筑質(zhì)量，縮短工期，節(jié)省材料，節(jié)能減排環(huán)保。工期的縮短可以降低管理費(fèi)用，縮短投資周期，降低銀行貸款利息等財務(wù)費(fèi)用，必然降低業(yè)主的成本;建筑質(zhì)量的提高可以減少后期維護(hù)管理的費(fèi)用。

經(jīng)上文分析，裝配式結(jié)構(gòu)建筑，相較于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑，設(shè)計環(huán)節(jié)與制作環(huán)節(jié)成本提高，施工環(huán)節(jié)成本會降低，業(yè)主管理環(huán)節(jié)成本會降低，總成本會降低。我國大力推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展，但是我國目前仍處于高成本運(yùn)行階段，分析我國裝配式建筑成本高的原因和降低裝配式建筑成本，成為亟待解決的問題。

5 中國裝配式建筑高成本原因分析及降低措施

5.1 中國裝配式建筑高成本原因分析

一般情況下，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑的成本會低于現(xiàn)澆混凝土建筑[9]。但是我國目前處于裝配式建筑發(fā)展的起步階段。此階段，我國裝配式建筑面臨高成本運(yùn)行風(fēng)險，裝配式建筑成本居高不下。我國裝配式建筑初步發(fā)展階段成本高的因素包括：（1）預(yù)制構(gòu)件工廠建設(shè)初期一次性建筑成本投入高;（2）人員培訓(xùn)的高額費(fèi)用;（3）技術(shù)研發(fā)和引進(jìn)，或聘請專家的費(fèi)用;（4）現(xiàn)場安裝時大型起重設(shè)備的投資;（5）沒有完善的配套體系，致使有些配套產(chǎn)品需異地采購或者國外進(jìn)口;（6）我國目前勞動力價格較發(fā)達(dá)國家便宜，裝配式建筑技術(shù)降低勞動力成本的效果不明顯。

目前，我國裝配建筑發(fā)展過程中，面臨著固定成本投入占比較高，技術(shù)不成熟，人力資源不足等諸多問題，這些問題嚴(yán)重制約了我國裝配式建筑的發(fā)展。

5.2 中國裝配式建筑成本降低措施

裝配式建筑需要一個完整的資源閉合環(huán)，而我國裝配式建筑發(fā)展起步晚，發(fā)展緩慢，不能形成一個資源充足、技術(shù)完善的體系。故借鑒國外裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史[10]，針對我國裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀，提出以下成本降低措施：

5.2.1 運(yùn)用BIM（Building Information Modeling）技術(shù)

BIM技術(shù)的應(yīng)用改變了以往的項目合作模式，可以全面細(xì)致深入地協(xié)調(diào)建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電等各個專業(yè)之間的沖突，降低設(shè)計成本;可以使施工單位能夠直接參與項目設(shè)計，使模塊劃分更加合理，大大縮減后期設(shè)計修改的工程量;實時進(jìn)度監(jiān)控，現(xiàn)場與預(yù)制廠同步施工，大幅度提高工作效率。

5.2.2 規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)

模具費(fèi)用在預(yù)制構(gòu)件成本中所占比例較大。規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化可以大幅度減少模具成本，起到節(jié)約生產(chǎn)成本的功效。企業(yè)需對新崗位員工進(jìn)行嚴(yán)格的理論培訓(xùn)和實操培訓(xùn)，同時建議構(gòu)件加工廠家技術(shù)員直接參與優(yōu)化設(shè)計工作，減少構(gòu)件種類和復(fù)雜程度，減少模具加工種類，增加模具周轉(zhuǎn)次數(shù);建議建筑樓型設(shè)計相同，建筑體量大，充分發(fā)揮裝配式建筑的優(yōu)勢。

5.2.3 降低固定成本

固定成本在我國預(yù)制構(gòu)件裝配式結(jié)構(gòu)發(fā)展中，所占比重較大，包括工廠廠房建設(shè)費(fèi)用、設(shè)備攤銷等。合適的建廠投入，選擇適當(dāng)?shù)墓に?，可以減少固定費(fèi)用的折舊和分?jǐn)偂?/p>

5.2.4 降低施工成本

施工工期安排合理有序，可以保證項目的均衡生產(chǎn)，盡量縮短工期，降低人工、機(jī)械成本、模具數(shù)量以及其它成本費(fèi)用的攤銷;材料堆放合理、施工機(jī)械布置合理，減少材料的損耗、機(jī)械的浪費(fèi)，避免構(gòu)件的二次搬運(yùn)，從而達(dá)到降低預(yù)制構(gòu)件成本的目標(biāo)。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，以現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)為主的建筑模式，經(jīng)濟(jì)成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重，逐漸不滿足國家綠色發(fā)展的要求，而裝配式建筑節(jié)約材料、節(jié)省勞動力、提高建筑質(zhì)量、減少建筑垃圾和揚(yáng)塵污染等諸多優(yōu)點，在國家政策的大力支持下快速發(fā)展。本文通過對裝配式建筑的設(shè)計、制作、施工和業(yè)主管理等環(huán)節(jié)進(jìn)行成本升降分析，并結(jié)合中國實際情況，分析中國裝配式建筑高成本的原因，并針對性提出降低成本的措施：①運(yùn)用BIM技術(shù);②規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn);③降低固定成本;④降低施工成本。為裝配式建筑行業(yè)的迅速發(fā)展提供參考意見。我國裝配式建筑市場很大，隨著技術(shù)的逐漸成熟，和勞動力成本的上升，裝配式建筑的經(jīng)濟(jì)效益會愈加顯著。

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