裝配式技術應用于特色小鎮(zhèn)的成本控制研究
——以戰(zhàn)旗村為例

張藝川 范詩萍 余潤庭

（四川文理學院 四川達州 635000）

0 前言

近年來，城市化進程逐步加快，建筑行業(yè)作為推動國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，人們對于建筑產(chǎn)品的要求變得越來越高。目前，國家大力提倡裝配式建筑，它不但可以改善傳統(tǒng)建筑工程質量安全低、生產(chǎn)效率低、建設周期長等缺陷，而且可以更好地引用新材料和新技術，提高建筑產(chǎn)品的質量，以便滿足人們對于建筑行業(yè)提出的新要求，是一種環(huán)保、節(jié)能、高效的生產(chǎn)方式。裝配式建筑在特色小鎮(zhèn)的發(fā)展中，應在扶持政策的激勵下，完善現(xiàn)行建筑結構的技術體系和技術標準，通過有效措施降低建設成本。

1 裝配式建筑基本定義

裝配式建筑是指把在工廠預制的建筑構件運送到施工現(xiàn)場，通過一定的方式裝配安裝而成的建筑，具有標準化、工廠化、裝配化、一體化、信息化、智能化的特點，能夠有效地節(jié)能，節(jié)水，節(jié)材，節(jié)省人工，同時還能減少大量建筑垃圾，減少揚塵，達到環(huán)保的要求。裝配式建筑并非我們傳統(tǒng)意義上的預制構件建筑，它是一種新型的生產(chǎn)方式，它不僅是建筑工人工作地點的簡單轉移，工作身份的簡單改變，更是工作習慣，方式，標準，效率的提升與優(yōu)化，是建筑生產(chǎn)方式的根本性變革。

2 裝配式技術在特色小鎮(zhèn)建設中的必要性

2.1 裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀50年代，我國開始了對裝配式建筑的研究，在80年代裝配式建筑進入全盛時期，在此形成從生產(chǎn)到安裝一體化的裝配式建筑模式。直到90年代，由于技術以及其他因素的影響，裝配式建筑的發(fā)展，陷入停滯狀態(tài)。而近些年，在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的大背景下，勞動力成本和施工技術也隨之提升，裝配式建筑也重新進入大家的視野，并以全新的技術進入新的發(fā)展階段。

目前我國大力扶持新農(nóng)村建設，提倡綠色建筑，而綠色建筑倡導的相關理念，與裝配式建筑的理念在一定程度上相符。因此，發(fā)展裝配式建筑，也是對我國農(nóng)村建設政策的回應，這對于整個社會的發(fā)展進步都有著至關重要的意義。

2.2 特色小鎮(zhèn)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著國家大力扶持農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，建設“特色小鎮(zhèn)”成為打造農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的新平臺。特色小鎮(zhèn)充分結合當?shù)貍鹘y(tǒng)民情風俗和產(chǎn)業(yè)特點，發(fā)揮社區(qū)旅游功能，在很大程度上能夠促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展。因此，建設特色小鎮(zhèn)必將有力推動新農(nóng)村建設。而現(xiàn)階段的特色小鎮(zhèn)，大量農(nóng)宅和配套設施多為農(nóng)民自發(fā)營建，多處于自由無序的狀態(tài)。農(nóng)宅雖因地制宜，多采用傳統(tǒng)磚木、磚混結構建造，但材料消耗多，多使用粘土磚，平面布局不夠合理，而且價格高昂、不環(huán)保、不抗震。其次，在建筑形式上，盲目模仿城市，較少考慮建筑風貌，不能充分彰顯鄉(xiāng)村特色，新建農(nóng)宅在布局及設計風格上照搬城市設計，極少從農(nóng)民自身的生活需要、行為要求和生產(chǎn)需求考慮。最后，農(nóng)民仍在采用簡易、低效、小作坊式的建造方式，不能達到舒適、安全與效率的要求。如果將裝配式建筑技術應用于特色小鎮(zhèn)建設，將規(guī)避以上問題，有效控制成本，助力鄉(xiāng)村振興。

唐昌鎮(zhèn)戰(zhàn)旗村，幅員面積2.06m2，位于都江堰市、彭州市、郫縣交界處，有9個農(nóng)業(yè)合作社，1704人。該村通過整理復墾村民原有宅基地的方式，改善村民居住環(huán)境，在2009年初，建成戰(zhàn)旗村新型社區(qū)，規(guī)劃居住人口達3000人。長期以來，該村大量年輕勞動力涌向城市，使得勞動力不足，經(jīng)濟水平普遍低于城市，建筑技術水平較低，建筑多為村民自發(fā)營建，質量難以保證，住宅布局無序，浪費大量資源，缺乏鄉(xiāng)村特色。同時，采用簡易低效、小作坊式的建造方式，導致住房普遍存在工期長，經(jīng)濟負擔重，污染環(huán)境等問題，而裝配式建筑可以很大程度地改變這些現(xiàn)狀。

本文以戰(zhàn)旗村為例，以具有代表性的示范村作為研究對象，不僅看到其積極良好的影響，更在于其存在的問題，幾乎是其他小鎮(zhèn)所具有的通病，所以能夠更直接且全面地把握情況。通過分析采用裝配式建筑技術如何進行小鎮(zhèn)成本控制，進而提出建議以更好地在鄉(xiāng)村振興的大背景下進行農(nóng)村社區(qū)建設。

2.3 裝配式技術在特色小鎮(zhèn)建設中的優(yōu)勢

2.3.1 提升建筑產(chǎn)品質量

裝配式建筑不用在現(xiàn)場進行濕作業(yè)，采用標準化、裝配化、集成化的生產(chǎn)方式在工廠預制，降低現(xiàn)場施工帶來的質量風險，提高了建筑品質。此外，裝配式建筑的結構體系滿足抗震設防要求，彌補傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村農(nóng)房基本無抗震性能的缺陷，有效地保障農(nóng)民生命財產(chǎn)安全。

2.3.2 節(jié)能減排

目前，農(nóng)村建筑資源利用率低，節(jié)能減排管理存在缺失。而裝配式建筑是一種節(jié)能、環(huán)保、高效的建筑模式，能夠降低建筑垃圾的排放，恢復農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境。

2.3.3 突出鄉(xiāng)村特色

裝配式住宅建筑能將本地傳統(tǒng)特色的建筑元素融入房屋建筑的設計中，充分結合地域性人文，歷史特色，打造特色鮮明的特色小鎮(zhèn)。

2.3.4 縮短工期

裝配式住宅建筑在設計、生產(chǎn)、施工等各個過程中，采用了現(xiàn)代制造業(yè)的模式、社會大生產(chǎn)的模式及現(xiàn)代信息技術，大幅度提高了建設速度，縮短了建設工期。

2.3.5 提升居住舒適度

裝配式住宅建筑按照現(xiàn)代建筑的標準進行設計，平面布局、空間布局合理，具有良好的采光、通風條件，提升了居住的舒適度。

2.3.6 降低成本

裝配式建筑的造價將會隨著生產(chǎn)的標準化、材料的本土化以及結構設計的優(yōu)化和施工人員的熟練程度的提升而進一步降低。

3 裝配式技術應用于戰(zhàn)旗村的建造成本分析

裝配式建筑建造成本是指發(fā)生在整個裝配式建筑施工過程中的全部費用。它具體可劃分為四類費用：設計費用、生產(chǎn)費用、物流費用、安裝費用。因此，控制裝配式建筑建造成本的關鍵是對這些過程進行更好地管理，降低過程成本，裝配式建筑成本構成詳情見圖1。

圖1 裝配式建筑成本構成

3.1 裝配式建筑建造成本的影響因素

裝配式技術應用于特色小鎮(zhèn)建設的優(yōu)點毋庸置疑，因此，我國推出了一系列支持裝配式建筑項目發(fā)展的政策。結合戰(zhàn)旗村實際情況，查閱相關資料，研究相關文獻，根據(jù)裝配式建筑的施工過程，得到裝配式建筑應用于特色小鎮(zhèn)建造成本的影響因素。

3.1.1 設計階段

（1）預制率。

評價裝配式建筑的重要指標之一是預制率。在《工業(yè)化建筑評價標準》（GB/T 511292015）中，預制率的定義為預制混凝土建筑中±0.000以上承重結構和圍護結構預制部分的混凝土體積與相應構件混凝土體積之比。研究發(fā)現(xiàn)，在特色小鎮(zhèn)的建設中，預制率越高，其成本也將增大。

（2）預制混凝土構件拆分的合理性。

預制構件的拆分是根據(jù)構件的各項施工要求，對建筑設計圖紙進行詳細地再次設計，將整個建筑拆分為合理單元。如果構件拆分尺寸較大，雖然加快了施工吊裝速度，但相應也加大了構件生產(chǎn)和運輸難度。吊點的位置也是必須考慮的，合理的吊點位置能夠保障構件的完整性，可以避免在預制構件吊裝過程中斷裂，從而進行有效的成本控制。

（3）普通常用構件重復使用率。

現(xiàn)如今，我國暫時還沒有出臺預制構件設計和生產(chǎn)的統(tǒng)一標準，構件單一、標準化程度低。如果我們在建設特色小鎮(zhèn)時，同規(guī)格的預制構件數(shù)量越多，構件生產(chǎn)速度越快、小鎮(zhèn)的生產(chǎn)成本也會越低。同時，在設計特色小鎮(zhèn)時，設計中盡可能地采用普通常用構件，增加構件的重復使用率，減少模具更換，從而降低小鎮(zhèn)成本。

3.1.2 采購、運輸階段

（1）市場價格波動。

特色小鎮(zhèn)應用裝配式模式建設時，需要大量標準化構件材料，而同一種材料在不同時間和地點的采購價格均不同。雖然單一材料采購價格隨市場波動的幅度比較小，但是市場對于材料價格的敏感程度較高，極小的價格變化都能引起蝴蝶效應，增加采購成本的不確定性。

（2）運輸與存儲。

構件的運輸費用主要包括運輸工具的選擇、運輸時長以及運輸距離三個方面。安全、便捷、經(jīng)濟、及時的運輸方式，不僅可以提高工作效率、減少工作周期，還能夠節(jié)約運輸成本，降低工程預算。特色小鎮(zhèn)一般離城區(qū)較遠，位置較偏，所以在運輸過程中應合理考慮運送距離，避免長距離運輸造成過高的運輸費用及構件的損壞，同時應合理選擇構件搭配或裝車布置，盡量做到快速、高效運輸。預制構件到達小鎮(zhèn)施工現(xiàn)場時，選擇合適的地點和方式存放構件，可以減少人力、物料和資金的投入，降低工程成本。

3.1.3 安裝施工階段

（1）管理因素。

裝配式特色小鎮(zhèn)施工管理包括管理人員對施工現(xiàn)場和工程成本的把控。有序、規(guī)范的施工現(xiàn)場能避免多次搬運產(chǎn)生的人力、物料和資金的損耗，提高小鎮(zhèn)施工效率。同時，在小鎮(zhèn)施工時，因地制宜，合理規(guī)劃現(xiàn)場布局能降低施工成本。

（2）工人的專業(yè)水平及配合度。

工人的專業(yè)水平關系到構件的質量，而工人技能是否熟練更是直接影響企業(yè)的生產(chǎn)效率。一般情況下，在應用裝配式技術建特色小鎮(zhèn)時，要求接縫精度高，因此拼裝難度較大。工作人員高超的技術能夠保證安裝效率，保障有效處理接縫。而高效的合作配合能力保障構件連接可靠的同時，也確保其他交叉作業(yè)有序進行。優(yōu)秀的工人和工種之間良好配合將有效提高安裝效率、降低施工周期。

（3）不可控事件的發(fā)生。

不可控事件是指自然災害、戰(zhàn)爭等一系列對項目施工不利的事件。當受到不可抗力事件時，裝配式特色小鎮(zhèn)在現(xiàn)場施工時受到不可抗力因素的影響，往往會造成工期延誤，增加工程施工成本。

3.2 基于解釋結構模型（ISM）分析成本影響因素

解釋結構模型法（Interpretative Structural Modeling）是由J.Warfield教授開發(fā)的系統(tǒng)分析模型。旨在將概念系統(tǒng)轉化成鄰接矩陣，然后計算得出可達矩陣，繪制層級圖，再把影響因素以層級劃分，將拆分成的各種子因素進行梳理，最后分析得出因素以及因素之間的直接二元關系。

對于裝配式建筑應用于特色小鎮(zhèn)的成本影響因素，樣本少，數(shù)據(jù)少，難以通過明確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對影響因素進行定量分析，故用ISM結構模型進行定性分析，通過模型對裝配式技術應用于戰(zhàn)旗村的建造成本影響因素進行評價，得到影響裝配式建筑成本的主導型因素。

3.2.1 構建鄰接矩陣

將成本影響因素定義為S，各元素定義為Si，構建鄰接矩陣，其中sij賦值：sij=1，Si與 Sj有直接關系；sij=0，Si與 Sj無直接關系，經(jīng)咨詢專家，查閱文獻，得到裝配式特色小鎮(zhèn)建造成本影響因素之間的關系，從而得到結構矩陣，如表1所示。

表1 結構矩陣

3.2.2 計算得出可達矩陣

有向連接圖各節(jié)點之間，經(jīng)過一定長度通路后可達到的程度，可用可達矩陣來描述。用鄰接矩陣A加上單位矩陣I得到矩陣（S+I），再經(jīng)過若干次布爾運算，直到（S+I）n－1≠（S+I）n=（S+I）n+1，便可得出所有構成要素之間是否存在影響關系。經(jīng)計算可得，可達矩陣R為：

3.2.3 多層遞階結構圖

把可達矩陣R轉換成標準型，同時去掉傳遞關系和反身關系，可繪制出裝配式建筑成本影響因素的多層遞階結構圖，如圖2所示。

3.2.4 成本影響因素層級劃分（見表2）

由表2可知，影響裝配式建筑成本的主導型影響因素是預制率、預制構件拆分的合理性、普通構件的重復使用率。所以，在裝配式建筑施工時，為有效降低成本，應重點控制這三方面影響因素。

圖2 裝配式建筑成本影響因素的多層遞階結構

表2 裝配式建筑成本影響因素層級

4 對策與建議

針對三項主要影響因素，結合戰(zhàn)旗村實際情況，為能有效控制裝配式技術應用于特色小鎮(zhèn)的建造成本，特提出以下對策與建議：

4.1 合理選取預制率

全國各地預制率和裝配率的計算規(guī)則不統(tǒng)一，但普遍存在預制率越高，成本也越高的現(xiàn)象，所以，建議各特色小鎮(zhèn)根據(jù)地區(qū)要求，因地制宜地采用預制率，可有效地控制裝配式建筑應用于特色小鎮(zhèn)的建造成本。

4.2 合理拆分構件

裝配式建筑因其標準化的設計、工廠化的生產(chǎn)，大大縮短工期，降低建造成本，然而特色小鎮(zhèn)建設時構件的多樣性造成標準化程度低，減小了這一優(yōu)勢，所以在相應建筑部位，合理拆分構件大小，能大幅降低成本。同時，構件被合理拆分的吊點位置能夠保障構件的完整性，可以避免在預制構件吊裝過程中斷裂，安全性得到提高，在很大程度上降低了建造成本。

4.3 提高構件重復使用率

建造特色小鎮(zhèn)時，采用多樣化的設計，使得構件的標準化程度降低，從而導致重復使用率低，在相應的生產(chǎn)階段，造成材料的浪費和成本的增加。通過改進設計環(huán)節(jié)，盡量減少裝配式建筑的模具種類，從而提高構件的重復使用率，可以大幅度降低裝配式建筑應用于特色小鎮(zhèn)的建造成本。

5 結語

如今，裝配式技術是我國發(fā)展大熱，建設特色小鎮(zhèn)又是實施鄉(xiāng)村振興的重要著力點之一。戰(zhàn)旗村作為成都地區(qū)特色小鎮(zhèn)之一，如果巧妙地應用裝配式技術建設，既環(huán)保節(jié)能，又能縮短了施工周期，節(jié)約成本。通過研究發(fā)現(xiàn)，只有合理地選取預制率、拆分構件以及提高構件重復使用率來才能有效降低裝配式建筑建造成本，更省、更快、更簡地建設特色小鎮(zhèn)。