裝配式混凝土建筑成本分析及管控建議

文/上海中森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問有限公司 譚 剛 馬海英 趙 輝

0 引言

目前，我國已相繼出臺各種扶持政策，以大力推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展進(jìn)程。至少未來10年內(nèi)，裝配式將成為建筑行業(yè)的主流建造方式。日本、美國、瑞典等國的建筑工業(yè)化率在70%～80%，而我國建筑工業(yè)化率僅為5%，仍處在非常低的工業(yè)化水平。制約其快速發(fā)展的重要原因之一是裝配式建筑生產(chǎn)及建造方式的增量成本偏高，目前預(yù)制裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比造價(jià)要高出約25%[1]。

本文研究的出發(fā)點(diǎn)和目的是通過測算對比裝配式和現(xiàn)澆2種建造方式成本數(shù)額差異，并以此為切入點(diǎn)，研究引發(fā)減量成本及增量成本的原因，著重分析降低增量成本的對策和實(shí)施效果，為推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐和研究基礎(chǔ)。

1 典型項(xiàng)目造價(jià)指標(biāo)測算

裝配式建筑有多種體系，采用不同的施工工法和技術(shù)路線，其經(jīng)濟(jì)性差異相當(dāng)大，直接影響施工組織設(shè)計(jì)和安裝成本[2]。對于裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)建筑目前主流的3種體系分別為：裝配整體式結(jié)構(gòu)體系（通用體系）、雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系及上海建工集團(tuán)研發(fā)的PCTF體系（以下簡稱PCTF體系）。本文以上海地區(qū)佘山某項(xiàng)目3號樓為樣板，分別用3種體系進(jìn)行構(gòu)件拆分計(jì)算（見圖1～3），項(xiàng)目預(yù)制率按40%進(jìn)行測算，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻，層數(shù)14層，層高2.8m，測算僅選用標(biāo)準(zhǔn)層數(shù)據(jù)，市場信息價(jià)選用上海市建筑建材業(yè)發(fā)布的2016年10月價(jià)格，測算定額為上海市2000定額。上述各PC結(jié)構(gòu)體系存在差異，標(biāo)準(zhǔn)層拆分后的PC率各有不同，具體情況如下。

雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系預(yù)制率36.1%為最低，未達(dá)到文件要求的40%，如繼續(xù)深化，相應(yīng)的造價(jià)增量成本也需增加。PCTF體系預(yù)制率45.7%為最高，已超過文件要求的PC率，可適當(dāng)減少PC構(gòu)件，因而相應(yīng)的造價(jià)增量成本也會略有下調(diào)。

圖1 通用體系結(jié)構(gòu)拆分

圖2 雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)拆分

圖3 PCTF體系拆分

1.1 造價(jià)指標(biāo)測算綜述

與傳統(tǒng)現(xiàn)澆項(xiàng)目相比，影響預(yù)制裝配整體式建筑造價(jià)的因素是多方面的，本次造價(jià)指標(biāo)測算分析將該部分因素歸納為結(jié)構(gòu)與粗裝飾工程、外立面、措施項(xiàng)目及其他項(xiàng)目4個(gè)方面進(jìn)行分析。采用預(yù)制裝配整體式結(jié)構(gòu)體系，其上部整體荷載一般大于傳統(tǒng)項(xiàng)目，因而基礎(chǔ)工程造價(jià)也存在造價(jià)增量成本，由于缺乏相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，本次分析暫不考慮基礎(chǔ)部分的費(fèi)用差異。預(yù)制構(gòu)件中的安裝管線預(yù)埋人工費(fèi)已計(jì)入PC構(gòu)件費(fèi)用內(nèi)，因而相應(yīng)的安裝造價(jià)增量成本略有降低，因涉及金額較小，本次分析暫不計(jì)入安裝變化因素。

1.1.1 結(jié)構(gòu)及粗裝飾工程造價(jià)測算

1）通用體系 現(xiàn)澆混凝土及砌塊數(shù)量相比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)均有減少，相應(yīng)的模板及鋼筋數(shù)量也有所減少，PC率40.3%滿足體系拆分要求，預(yù)制構(gòu)件費(fèi)用存有競爭力。

2）雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系 現(xiàn)澆混凝土及砌塊數(shù)量相比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)均有減少，其中模板數(shù)量較現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)有較大數(shù)量減少，但因墻體厚度增加，混凝土總量有所增加，因而整體PC率36.1%未能滿足體系拆分要求，預(yù)制構(gòu)件費(fèi)用缺乏競爭。

3）PCTF體系 現(xiàn)澆混凝土及砌塊數(shù)量相較現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)均有減少，本次構(gòu)件拆分中有部分混凝土內(nèi)墻，采用夾芯保溫，墻體厚度有所增加，因而整體PC率45.7%為3種體系中最高，預(yù)制構(gòu)件費(fèi)用缺乏競爭力。

1.1.2 外立面

1）通用體系 采用外墻內(nèi)保溫，雖內(nèi)保溫綜合單價(jià)略低于外保溫，由于冷橋保溫面積增加，因而外墻保溫費(fèi)用高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。

2）雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系 同通用體系。

3）PCTF體系 采用外墻夾芯保溫，其費(fèi)用已計(jì)入預(yù)制構(gòu)件費(fèi)用內(nèi)。

1.1.3 措施費(fèi)

與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)相比，安全文明措施費(fèi)需額外增加PC道路、PC堆場及車庫頂板加固費(fèi)用。裝配式結(jié)構(gòu)的垂直運(yùn)輸機(jī)械需滿足PC構(gòu)件起重要求，塔式起重機(jī)選型與傳統(tǒng)建筑形式存在差別。

1）通用體系 按通用體系構(gòu)件拆分圖紙計(jì)算，構(gòu)件重量在3t左右，塔式起重機(jī)需選用TC6023，起重荷載為120（t·m）。

2）雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系 按該體系構(gòu)件拆分圖紙計(jì)算，構(gòu)件重量降低為2t左右，塔式起重機(jī)可選用TC6015，起重荷載90（t·m）。

3）PCTF體系 同通用體系。

1.2 造價(jià)指標(biāo)測算

本次佘山項(xiàng)目3號樓造價(jià)模擬測算結(jié)果如表1所示。

表1 造價(jià)模擬測算結(jié)果（單位：元/m2）

從測算結(jié)果可看出，3種裝配式體系造價(jià)的模擬測算結(jié)果與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相差較大，超出通常情況下裝配式建筑平均造價(jià)增量平均水平，其原因分析如下。

1）預(yù)制疊合樓板費(fèi)用差異增加 本項(xiàng)目現(xiàn)澆樓板厚度增加3cm，預(yù)計(jì)增加混凝土0.021m3/m2，增加費(fèi)用20元/m2。

2）保溫費(fèi)用差異增加 保溫面積增加，按15元/m2考慮。

3）結(jié)構(gòu)體系造成的差異增加 本項(xiàng)目為短肢剪力墻體系，外墻存在砌體，因此本項(xiàng)目外墻現(xiàn)澆部分造價(jià)更低，相應(yīng)與PC結(jié)構(gòu)差價(jià)更多。砌體墻減少16.9m3，占PC構(gòu)件數(shù)量的60%，相應(yīng)差異費(fèi)用增加37元/m2。

4）社保費(fèi)用造成的差異增加 成本測算通常按定額體系測算，按定額規(guī)定費(fèi)率，人工費(fèi)減少造成社保費(fèi)節(jié)約70元/m2。在常規(guī)招投標(biāo)項(xiàng)目中，此部分費(fèi)用為市場投標(biāo)價(jià)，PC項(xiàng)目的社保費(fèi)與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)基本相同，因此本次測算未考慮此因素，造成相應(yīng)差異費(fèi)用增加70元/m2。

因此，由以上原因造成的測算結(jié)果增加費(fèi)用約為142元/m2。上述模型為單個(gè)項(xiàng)目的測算，在影響造價(jià)因素的取定中存在一些主觀因素，在測算模型中，對基礎(chǔ)工程、安裝工程及裝飾做法等方面未進(jìn)行差異化調(diào)整。本次測算模型選用的是14層小高層住宅，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻，在高層建筑、多層建筑及別墅建筑等其他結(jié)構(gòu)體系中的建安造價(jià)增加費(fèi)用會存在差異。

綜上所述，3種不同預(yù)制裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的建安增量成本建議如下：①通用體系為500～600元/m2；②雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系為700～800元/m2；③PCTF體系為700～800元/m2。

2 成本技術(shù)分析與建議

2.1 費(fèi)用組成

1）材料費(fèi)、生產(chǎn)費(fèi)（人工和水電消耗）、模具費(fèi)、蒸汽養(yǎng)護(hù)費(fèi)、工廠攤銷費(fèi)、稅金（指預(yù)制工廠按稅法所需繳納的稅金，而非建安稅金）等； PC構(gòu)件費(fèi)用中，從中可看出，排在前4位的為主材費(fèi)（39%）、人工費(fèi)（24%）、稅金（19%）、模具費(fèi)（8%）。

2）運(yùn)輸費(fèi) 主要包括預(yù)制構(gòu)件從工廠運(yùn)輸至工地的運(yùn)費(fèi)和施工場地內(nèi)的二次搬運(yùn)費(fèi)。

3）安裝費(fèi) 包括構(gòu)件運(yùn)輸（運(yùn)輸費(fèi)、場地道路加寬）、卸車、堆放（堆場區(qū)域臨時(shí)支撐、加固費(fèi)用）、吊裝、定位、安裝、人工配合；預(yù)埋件埋設(shè)；頂撐、斜撐安裝與、拆除；接縫處理、打膠及外墻清洗等。目前外墻構(gòu)件（外墻、陽臺、空調(diào)板等）安裝費(fèi)較高（占42%），內(nèi)部構(gòu)件相對較低。外墻部分構(gòu)件主要是外圍護(hù)、定位固定、接縫處理及立面處理等工序較多，成本較高，需優(yōu)化這幾方面工序從而控制PC安裝費(fèi)，如減少構(gòu)件接縫數(shù)量、優(yōu)化接縫處理材料（如灌漿料及密封膠）、簡化連接工藝、提升集成化程度、減少工人數(shù)量、提高效率等。

4）措施費(fèi) 主要包括腳手架、模具等費(fèi)用。

5）管理成本 主要是吊裝風(fēng)險(xiǎn)較大，增加管理人員以加強(qiáng)管理。

6）深化設(shè)計(jì)費(fèi)用。

2.2 增量成本分析

2.2.1 構(gòu)件費(fèi)

1）構(gòu)件費(fèi)單價(jià)高于現(xiàn)澆混凝土綜合單價(jià)，預(yù)制構(gòu)件費(fèi)用為2500～3000元/m3，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)僅為1200～1500元/m3。

2）裝配式構(gòu)件材料用量比同規(guī)格現(xiàn)澆稍多，如混凝土、鋼筋、預(yù)埋件、連接件等。

3）30%預(yù)制率情況下，預(yù)制構(gòu)件主要為外圍護(hù)墻板、陽臺、樓梯等，屬于較復(fù)雜構(gòu)件，構(gòu)件費(fèi)略高；40%預(yù)制率情況下，預(yù)制構(gòu)件需再增加內(nèi)部剪力墻、疊合樓板等，均為簡單構(gòu)件，構(gòu)件綜合單價(jià)有所降低，其成本增速放緩。

2.2.2 安裝費(fèi)

1）塔式起重機(jī)增量較大，按構(gòu)件重量不同，一般需要QTZ125型號；相較傳統(tǒng)現(xiàn)澆QTZ63，增量約40元/m2。

2）預(yù)制率不高情況下，現(xiàn)澆工作量未明顯減少，交接面較復(fù)雜，周期無優(yōu)勢，現(xiàn)澆部分人員無明顯減少，安裝需專項(xiàng)隊(duì)伍，安裝人工費(fèi)增加。

3）耗材成本增加，灌漿料、封堵料、防水材料等增加較多，為30～40元/m2，周轉(zhuǎn)材料比較成熟固定，約10元/m2。

2.2.3 稅費(fèi)

預(yù)制構(gòu)件的工業(yè)化生產(chǎn)屬于生產(chǎn)企業(yè)，構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)品需交納17%的增值稅，再度提高生產(chǎn)成本。

2.3 減量成本分析

1）工期縮短 設(shè)計(jì)周期較現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)稍有增加，招采前置，要求提升，周期延長，目前土建主體基本持平，首層安裝稍長，落架時(shí)間稍短。但在7層或結(jié)構(gòu)施工到一半時(shí)（417號文）即可申請預(yù)售，資金周轉(zhuǎn)周期縮短。

2）人工減少 在預(yù)制率提高、設(shè)計(jì)優(yōu)化后人工減少的優(yōu)勢逐漸體現(xiàn)，目前現(xiàn)澆部分減少，裝配部分需增加，人工單價(jià)上升，單人效率下降，將來采用機(jī)械代替人工，集成化、精細(xì)化、簡化連接，可逐漸實(shí)現(xiàn)人工大幅減少的目標(biāo)。

3）外立面一體化，外飾面、門窗集成 保溫、飾面、窗框預(yù)埋一體化基本可行，技術(shù)成熟度有待提高，新產(chǎn)品推廣需要過程。

4）管線預(yù)埋，安裝量減少 隨著SI分離技術(shù)的推進(jìn)和工業(yè)化內(nèi)裝接口的標(biāo)準(zhǔn)化，相關(guān)管線、線盒、點(diǎn)位實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、一體化，可促進(jìn)建筑的工業(yè)化和裝配化，減少現(xiàn)場安裝量，降低安裝成本。

5）預(yù)制內(nèi)部隔墻，砌筑減少 隔墻產(chǎn)品集成度逐步提高，現(xiàn)場濕作業(yè)減少。

6）無外架技術(shù) 該技術(shù)逐步實(shí)施，需設(shè)計(jì)前期精細(xì)考慮預(yù)留各種后期處理功能；存在安全風(fēng)險(xiǎn)，與現(xiàn)場管理密切相關(guān)。

2.4 降低成本建議

1）從源頭抓起，規(guī)劃設(shè)計(jì)階段對工程投資的影響度高達(dá)75%[3]，前期規(guī)劃和方案設(shè)計(jì)對構(gòu)件價(jià)格影響巨大。建議構(gòu)件簡單化（平面平整，模具簡單，加工、運(yùn)輸方便）。

2）在施工圖設(shè)計(jì)階段，構(gòu)件拆分方式選擇和連接構(gòu)造繁簡對成本影響較大。建議采用簡單的連接方式，加工方便，后期運(yùn)輸、安裝效率均會提高。

3）構(gòu)件加工制作過程中，通過模具再利用、優(yōu)化加工工藝可降低成本?？捎行Ю昧魉€和模臺，增加循環(huán)次數(shù)，提高周轉(zhuǎn)率。

4）提高預(yù)制構(gòu)件安裝效率，優(yōu)化連接工藝、工法?？刹捎每裳h(huán)利用的裝配工具，改進(jìn)構(gòu)件安裝方法，提高效率，縮短工期。

5）培訓(xùn)技術(shù)工人和提高現(xiàn)場管理人員素質(zhì)可降低成本。

3 總結(jié)和展望

裝配式建筑成本控制是提高企業(yè)市場競爭力的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。從目前來看，裝配式建筑項(xiàng)目成本仍居高不下，成為制約裝配式建筑快速發(fā)展的根本因素。

不同的裝配式結(jié)構(gòu)體系對增量成本影響很大，相同建筑采用不同的裝配式結(jié)構(gòu)體系，在方案設(shè)計(jì)前期的定案階段應(yīng)進(jìn)行充分比選。若具備良好的前期優(yōu)化設(shè)計(jì)、后期現(xiàn)場管理，加上政府相關(guān)補(bǔ)貼獎勵政策（建議各地政府部門根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r制定，如不計(jì)容面積獎勵、相關(guān)費(fèi)率優(yōu)惠、提高保障房成本核算指標(biāo)等），成本會在可控范圍內(nèi)。

建筑企業(yè)還可通過實(shí)施相應(yīng)的成本控制策略對成本進(jìn)行控制，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段實(shí)行限額設(shè)計(jì)，可避免不必要的費(fèi)用支出；在施工階段對成本實(shí)施動態(tài)管理控制，對比并動態(tài)分析項(xiàng)目目標(biāo)成本與動態(tài)成本，針對二者差異修改調(diào)整施工方案，能夠有效控制成本[4]。

裝配式建筑的應(yīng)用與發(fā)展對促進(jìn)現(xiàn)代建筑業(yè)發(fā)展具有重要意義，隨著政策的支持和引導(dǎo)、行業(yè)技術(shù)更新、產(chǎn)業(yè)鏈健全、管理進(jìn)步，展望未來，裝配式建筑的發(fā)展前景必定美好。