裝配式建筑成本優(yōu)化建議
——以杭州市某商辦項(xiàng)目為例

吳瑾炎 姜學(xué)成

杭州臨平新農(nóng)村建設(shè)有限公司 浙江 杭州 311108

引言

裝配式建筑的出現(xiàn)，不僅能大大減少施工人員工作量及工作強(qiáng)度，提高建筑工程的質(zhì)量，更能實(shí)現(xiàn)縮短工期一半以上[1]，顯而易見(jiàn)，裝配式建筑是我國(guó)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然趨勢(shì)[2]。同時(shí)，隨著裝配式建筑的發(fā)展還能促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)力得到提升，為社會(huì)提供新的就業(yè)崗位[3]。

盡管裝配式建筑取代傳統(tǒng)建筑已成必然趨勢(shì)，但我國(guó)的裝配式建筑相比其他發(fā)達(dá)國(guó)家而言起步較晚，相關(guān)核心技術(shù)及產(chǎn)業(yè)體系尚處于摸索階段[4]，當(dāng)然社會(huì)上也存在對(duì)于裝配式建筑這一新興事物的質(zhì)疑之聲，許多單位處于觀望的狀態(tài)。通過(guò)本人走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多企業(yè)通過(guò)估算發(fā)現(xiàn)裝配式建筑的建造成本要比傳統(tǒng)建筑高15%左右，這就意味著企業(yè)的利潤(rùn)空間受到威脅，極大地制約了裝配式建筑的進(jìn)一步快速發(fā)展[5]。基于此，本文以杭州市某商辦項(xiàng)目為例，利用價(jià)值工程相關(guān)理論對(duì)其提出成本優(yōu)化建議，為今后我國(guó)裝配式建筑的成本優(yōu)化提供有價(jià)值的參考。

1 預(yù)制構(gòu)件制作成本優(yōu)化模型建立

1.1 功能系數(shù)

通過(guò)走訪調(diào)研相關(guān)預(yù)制構(gòu)件制作廠，并對(duì)相關(guān)裝配式建筑研究學(xué)者、預(yù)制構(gòu)件廠管理技術(shù)人員開展訪談后對(duì)不同裝配率情況下的預(yù)制構(gòu)件成本評(píng)分，再利用層次分析法對(duì)不同裝配率下預(yù)制構(gòu)件成本進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，將其權(quán)重結(jié)果作為功能系數(shù)。

1.2 成本系數(shù)

通過(guò)預(yù)制構(gòu)件廠調(diào)研總結(jié)出預(yù)制構(gòu)件的制作成本主要包括人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械使用費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)以及其他費(fèi)用，其他費(fèi)用主要包括水電費(fèi)、管理費(fèi)、利潤(rùn)等，用以下公式進(jìn)行表示：

第i種裝配率情況下的成本系數(shù)，通過(guò)第i種裝配率情況下預(yù)制構(gòu)件的制作成本與所有裝配率情況下預(yù)制構(gòu)件制作成本總和的比值得出，即：

1.3 價(jià)值系數(shù)確定

根據(jù)公式V=F/C即可得出第i種裝配率情況下其價(jià)值系數(shù)的計(jì)算公式如下：

根據(jù)公式（3）可以得到各裝配率情況下的價(jià)值系數(shù)，對(duì)其排序后即可得到最優(yōu)裝配率。

2 杭州市某商辦項(xiàng)目建造成本優(yōu)化算例分析

2.1 項(xiàng)目概況

本工程位于杭州市濱江區(qū)，項(xiàng)目用途為商業(yè)辦公樓，其中地上六層，無(wú)地下室設(shè)計(jì)，建筑總面積15210.8㎡，建筑總高度20.4m，開挖深度均值為0.6m，按照合理使用年限50年設(shè)計(jì)。該工程的功能分區(qū)主要是1層設(shè)為食堂，局部設(shè)置門廳和附屬用房；2層為會(huì)議室，3～6層為辦公區(qū)域[6]。

工程概況如表1所示：

表1 杭州市某商辦項(xiàng)目工程概況表

本工程擬采用的預(yù)制構(gòu)件主要有預(yù)制疊合梁、預(yù)制柱、預(yù)制疊合樓板、預(yù)制外掛墻板、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)、預(yù)制樓梯等。為了探究不同裝配率情況下的預(yù)制構(gòu)件制作成本，分別計(jì)算當(dāng)該工程的裝配率為50%、70%、90%情況下預(yù)制構(gòu)件的制作成本，從而為其他裝配式建筑的建造成本優(yōu)化提供參考[7]。

2.2 工程項(xiàng)目成本算例分析

2.2.1 確定功能系數(shù)。本文利用層次分析法構(gòu)建判斷矩陣，并邀請(qǐng)相關(guān)裝配式建筑專家學(xué)者、預(yù)制構(gòu)件廠管理人員及技術(shù)人員開展調(diào)查問(wèn)卷，得到裝配率判斷矩陣如表2所示。

表2 裝配式建筑裝配率判斷矩陣

利用MATLAB軟件可計(jì)算得到：λmax=3.014，CT=0.007，CR=0.012，一致性檢驗(yàn)通過(guò)。接著，特征向量W=（0.075 0.333 0.592），此即為功能系數(shù)[8-10]。從結(jié)果來(lái)看，裝配率為90%時(shí)對(duì)預(yù)制構(gòu)件制作成本優(yōu)化最高，其次是裝配率為70%及50%。

2.2.2 確定成本系數(shù)。本工程項(xiàng)目涉及的預(yù)制構(gòu)件種類繁多，各構(gòu)件生產(chǎn)工藝流程也不相同，因此構(gòu)件成本也不相同，此處統(tǒng)一選取預(yù)制墻體作為研究對(duì)象，并統(tǒng)一以完成單位工程量的預(yù)制構(gòu)件制作成本為對(duì)比分析對(duì)象?，F(xiàn)以裝配率為90%情況下為例，完成單位體積的預(yù)制墻體制作的成本如下表3所示[11]。

表3 單位體積預(yù)制墻體制作成本（裝配率90%）

通過(guò)查閱預(yù)制構(gòu)件廠相關(guān)資料，同上計(jì)算出在裝配率為70%和50%情況下完成單位工程量預(yù)制墻體制作的成本，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示[12]。

表4 不同裝配率情況下完成單位工程量預(yù)制墻體成本表

三種裝配率情況下完成單位工程量預(yù)制墻體的制作成本總和為：2708.28+2856.23+3163.37=8727.88元/m3

因此各裝配率情況下預(yù)制墻體的成本系數(shù)如下：

2.2.3 確定價(jià)值系數(shù)。計(jì)算各裝配率情況下的價(jià)值系數(shù)，結(jié)果如下：

從結(jié)果來(lái)看，三種情況下的價(jià)值系數(shù)，裝配率90%＞裝配率70%＞裝配率50%，也就是說(shuō)當(dāng)裝配率為90%時(shí)對(duì)于裝配式建筑構(gòu)件制作的成本優(yōu)化程度最大，因此在實(shí)際工程中應(yīng)盡可能提高裝配式建筑的裝配率，如果裝配率過(guò)低，則其建造成本相較于傳統(tǒng)建筑會(huì)提高許多[13]。

2.3 成本優(yōu)化建議

對(duì)于該杭州市某商辦項(xiàng)目而言，在其建造前工程項(xiàng)目的裝配率已經(jīng)確定，也就是說(shuō)在價(jià)值系數(shù)公式中，功能系數(shù)已經(jīng)確定，那么只有降低成本系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)提高價(jià)值的目的。當(dāng)前，我國(guó)的裝配式建筑尚處于初步發(fā)展階段，浙江地區(qū)乃至全國(guó)的預(yù)制構(gòu)件廠正處于擴(kuò)張階段，還尚未形成一定規(guī)模[14]。

從本文的數(shù)據(jù)分析來(lái)看，裝配率越高，則預(yù)制構(gòu)件制作增加的成本平攤到單位工程量預(yù)制構(gòu)件上的金額就會(huì)越少，也就能使裝配式建筑建造成本與傳統(tǒng)建筑的建造成本差距變小。所以，國(guó)家應(yīng)積極鼓勵(lì)建設(shè)單位提高工程項(xiàng)目的裝配率，比如對(duì)于裝配率超過(guò)一定數(shù)值的工程項(xiàng)目給予政策紅利或金額補(bǔ)助，反過(guò)來(lái)，裝配率越高會(huì)使得預(yù)制構(gòu)件數(shù)量越多，這也就會(huì)帶動(dòng)預(yù)制構(gòu)件廠提升生產(chǎn)規(guī)模，增長(zhǎng)效益，從而進(jìn)一步可以降低預(yù)制構(gòu)件制作成本。此外，預(yù)制構(gòu)件廠內(nèi)部通過(guò)提升管理水平、合理使用機(jī)械設(shè)備、提高一線制作人員技術(shù)水平等也都會(huì)有助于降低預(yù)制構(gòu)件制作成本，從而優(yōu)化裝配式建筑的建造成本[15]。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)以杭州市某商辦項(xiàng)目為例，構(gòu)建了基于價(jià)值工程的裝配式建筑建造成本分析模型，并以完成單位工程量的預(yù)制外墻為例，計(jì)算了不同裝配率情況下的預(yù)制外墻單位工程量建造成本，結(jié)果表明裝配率90%情況下預(yù)制外墻的制作成本最低，因此，政府應(yīng)積極倡導(dǎo)建設(shè)單位提高工程項(xiàng)目裝配率。此外，提高預(yù)制構(gòu)件廠管理水平、合理使用機(jī)械設(shè)備、提高一線制作人員技術(shù)水平等，均是優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件制作成本的有效途徑，最終實(shí)現(xiàn)降低裝配式建筑建造成本的目的。