裝配式建筑增量成本影響因素研究

張藝媛，鐘春玲

吉林建筑大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院,長春 130118

0 引言

隨著國家在環(huán)境保護、產(chǎn)業(yè)升級方面支持力度的增大,各地都在積極推廣裝配式建筑.我國裝配式建筑正處于發(fā)展初期,裝配式建筑技術(shù)尚不成熟,增量成本的制約作用明顯,導(dǎo)致裝配式建筑在市場中的接受程度低.因此,探尋裝配式建筑增量成本產(chǎn)生的原因,找出其重要影響因素,研究降低增量成本的方法,為裝配式建筑成本的進一步控制提供理論支撐.

近年來,我國學(xué)者對裝配式建筑增量成本進行了一系列的研究并得出一些成果,如：陳偉、江雪等[1]人構(gòu)建裝配式建筑增量成本測算體系,研究不同預(yù)制率下裝配式建筑項目增量成本的變化規(guī)律,得出增量成本的關(guān)鍵影響要素及其影響程度;李輝山、歐陽曇[2]從3個方面分類裝配式建筑成本的主要影響因素,由數(shù)學(xué)模型算出影響因素的重要性及相互關(guān)系;陳雨琴、張望喜[3]找出5種影響裝配式建筑的主要影響因素,并進行定量分析建立增量成本模型;劉瑋[4]從構(gòu)件設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、安裝找出增量成本的原因,運用價值工程法提出改進措施;楊濤、李書卉[5]運用組合賦權(quán)法和灰色關(guān)聯(lián)度法從參與各方因素、外部環(huán)境因素和項目本身因素3個方面,評判出影響成本的關(guān)鍵因素;鄭生欽、王德芳等[6]人應(yīng)用因子分析法、層次分析法以及結(jié)構(gòu)方程模型預(yù)算得出裝配式建筑成本的主要影響因素并且其影響力從大到小依次遞減;李德勝[7]通過分析得出裝配式建筑的3大成本構(gòu)成,并借助模糊綜合評價法確定了影響裝配式建筑成本的關(guān)鍵因素;董繼偉[8]運用全壽命周期成本理論分析了裝配式建筑増量成本和效益構(gòu)成,然后提出了裝配式建筑全壽命周期經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的貨幣化測算模型.

綜上,我國對裝配式建筑成本的研究大多數(shù)側(cè)重于增量成本的構(gòu)成以及裝配式成本的影響因素,對裝配式增量成本的影響因素研究不多.本文通過研究總結(jié)已有的學(xué)術(shù)成果,歸納總結(jié)出裝配式建筑建造流程中裝配式建筑的增量成本以及增量成本的影響因素,將熵權(quán)法和灰色關(guān)聯(lián)分析法相結(jié)合構(gòu)建灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度分析模型,對其影響因素進行定量分析得出裝配式建筑增量成本的主要影響因素,最后提出相關(guān)措施與建議.

1 裝配式建筑的增量成本分析

1.1 裝配式建筑的增量成本分析

裝配式的增量成本指為建設(shè)某一項目運用裝配式建筑較傳統(tǒng)建筑所需的額外成本投入.通過各大數(shù)據(jù)庫以及相關(guān)書籍進行查找和篩選,并結(jié)合裝配式建筑增量成本的相關(guān)理論,對比分析裝配式建筑和傳統(tǒng)建筑的各個階段,找出了9種裝配式建筑的增量成本，見表1.

表1 裝配式建筑增量成本Table 1 The incremental cost of prefabricated buildings

1.2 裝配式建筑增量成本測算

根據(jù)中華人民共和國住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《裝配式建筑工程消耗量定額》(TY0101012016),將裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑經(jīng)濟指標(biāo)進行對比分析.當(dāng)裝配率為20 %時,對比傳統(tǒng)建筑造價上漲了6 %～8 %,人工用量下降10 %,工期提前5 %,建筑垃圾減少10 %,建筑污水減少10 %,能耗降低8 %.當(dāng)裝配率為30 %時,對比傳統(tǒng)建筑造價上漲了10 %～12 %,人工用量下降15 %,工期提前10 %,建筑垃圾減少25 %,建筑污水減少25 %,能耗降低18 %.當(dāng)裝配率為40 %時,對比傳統(tǒng)建筑造價上漲了1 %～16 %,人工用量下降20 %,工期提前15 %,建筑垃圾減少35 %,建筑污水減少35 %,能耗降低25 %.當(dāng)裝配率為50 %時,對比傳統(tǒng)建筑造價上漲了18 %～22 %,人工用量下降25 %,工期提前20 %,建筑垃圾減少45 %,建筑污水減少45 %,能耗降低30 %.分析以上結(jié)果可得知,隨著裝配率的增加,其造價上漲率也會隨之增加,但是人工用量下降率、工期提前率、建筑垃圾減少率、建筑污水減少率、能耗降低率都有所提高.根據(jù)長春市建安成本(含基礎(chǔ)部分)小高層約1 900元/m2左右,高層住宅2 200元/m2左右.

按上述,當(dāng)裝配率為50 %時,造價上漲18 %～22 %,計算如下:

小高層上漲:

1 900×18 %=342元/m21 900×22 %=418元/m2

高層上漲:

2 200×18 %=396元/m22 200×22 %=484元/m2

將在以上(不含基礎(chǔ)部分)的裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑投資估算指標(biāo)進行對比分析.裝配率為20 %時,小高層住宅投資為1 990元/m2,高層住宅投資為2 231元/m2;當(dāng)裝配率為40 %時,小高層住宅投資為2 134元/m2,高層住宅投資為2 396元/m2;當(dāng)裝配率為50 %時,小高層住宅投資為2 205元/m2,高層住宅投資為2 478元/m2;當(dāng)裝配率為60 %時,小高層住宅投資為2 277元/m2,高層住宅投資為2 559元/m2.根據(jù)實際工程估算,長春市建安成本(含基礎(chǔ)部分)小高層約1 900元/m2,高層住宅2 200元/m2;基礎(chǔ)成本約90元/m2左右,據(jù)此估算現(xiàn)澆混凝土住宅工程以上投資估算為:小高層1 810元/m2左右,高層為 2 110元/m2左右.

按上述,以裝配率為50 %為例,裝配式混凝土住宅投資估算約增加:

小高層建筑:

2 205-1 810=395元/m2

高層建筑:

2 478-2 110=368元/m2

2 裝配式建筑增量成本的影響因素分析

2.1 增量成本影響因素的選取

影響裝配式建筑增量成本的因素有很多,列出全部的影響因素并進行計算檢驗的方法不切實際,因此本節(jié)通過各大數(shù)據(jù)庫以及相關(guān)書籍進行查找和篩選,并分析研究裝配式建筑增量成本產(chǎn)生的原因,從3個方面選取了以下9種影響因素作為分析指標(biāo).分別為:建設(shè)單位的要求(Y1)、裝配方案及裝配率(Y2)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的完整度(Y3)、構(gòu)建生產(chǎn)方案和生產(chǎn)規(guī)模(Y4)、模具的周轉(zhuǎn)次數(shù)和機械設(shè)備利用率(Y5)、運輸方案的合理性(Y6)、相關(guān)工作人員的水平和經(jīng)驗(Y7)、施工現(xiàn)場管理水平和機械化程度(Y8)、新技術(shù)的成熟度和經(jīng)濟性(Y9).

2.2 熵權(quán)法

(1) 原始數(shù)據(jù)矩陣標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)歸一化,顧名思義就是將數(shù)據(jù)的范圍限制在[0,1],它可以將有量綱的表達(dá)式轉(zhuǎn)換為無量綱的表達(dá)式.假定裝配式建筑增量成本影響因素評價體系中有n個影響因素,m個增量成本.列出原始矩陣D=(dij)n×m.

(1)

其中Dij為第j個影響因素下第i位增量成本的受影響值對原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理,轉(zhuǎn)換公式如下.

(2)

轉(zhuǎn)換后可得標(biāo)準(zhǔn)化矩陣A=(aij)n×m

(2) 求各指標(biāo)權(quán)重

① 計算第j個影響因素下第i個增量成本的指標(biāo)值的比重Pij

(3)

② 計算第i個增量成本的熵值ej

(4)

③ 計算第j個影響因素的熵權(quán)Wj

(5)

2.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析法計算步驟

兩極最大差和最小差:

Δ(max)=maxi,maxk|C0(k)-Ci(k)|

(6)

Δ(min)=mini,mink|C0(k)-Ci(k)|

(7)

得到關(guān)聯(lián)度:

(8)

其中,ρ為修正系數(shù),一般取值0.5或1.

灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度:

(9)

2.4 算例分析

本文邀請裝配式建筑相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和專家以及從事裝配式建筑的相關(guān)工作人員，對上述9種裝配式建筑增量成本的影響程度進行打分.

建立以“轉(zhuǎn)型發(fā)展、病種結(jié)構(gòu)調(diào)整”為導(dǎo)向的適應(yīng)醫(yī)院運營和績效評價的成本核算體系。建立基于以財務(wù)一體化的HRP系統(tǒng)和醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合的成本管理系統(tǒng)，采用作業(yè)成本法，將風(fēng)險系數(shù)與技術(shù)難度引入作業(yè)動因，正確反映手術(shù)操作項目的技術(shù)投入、培訓(xùn)、職稱、風(fēng)險等因素，改變將人數(shù)作為人力成本分?jǐn)倓右虻闹饔^性，科學(xué)評價技術(shù)智慧型操作。

本文將分?jǐn)?shù)級別劃分為對裝配式建筑增量成本影響大(9分～10分)、較大(7分～8分)、中等(5分～6分)、較小(3分～4分)、小(1分～2分),并將打分結(jié)果匯總成表格,見表2.

表2 裝配式建筑增量成本影響因素指標(biāo)評價數(shù)據(jù)Table 2 Index evaluation data of incremental cost influencing factors of prefabricated buildings

2.4.1 基于熵權(quán)法計算增量成本各影響因素權(quán)重

將表1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為原始數(shù)據(jù)評價矩陣,如式(10)所示:

(10)

由公式(2)對原始矩陣進行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到標(biāo)準(zhǔn)矩陣,如式(11)所示:

(11)

由公式(3)計算得到每個指標(biāo)值的比重,見表3.

表3 各指標(biāo)值的比重Table 3 The proportion of each indicator value

根據(jù)表3數(shù)據(jù)及公式(4)、(5)可計算出裝配式建筑增量成本的各影響因素的熵值和熵權(quán),見表4.

表4 各因素的熵值和熵權(quán)Table 4 The entropy value and entropy weight of each factor

2.4.2 灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度計算

由公式(6),(7),(8),(9)計算出各影響因素的灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度為[9]:

R=(0.029 6 0.993 0 0.546 8 0.0413 7 0.148 0 0.204 1 0.078 0 0.207 1 0.106 1)

通過對影響因素指標(biāo)灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度進行計算之后得出:

r2>r3>r4>r8>r6>r5>r9>r7>r1

對應(yīng)各影響因素的影響程度由大到小依次為:裝配方案及裝配率、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的完整度、構(gòu)件生產(chǎn)方案和生產(chǎn)規(guī)模、施工現(xiàn)場的管理水平和機械化程度、運輸方案的合理性、模具的周轉(zhuǎn)次數(shù)和機械設(shè)備利用率、新技術(shù)的成熟度、合理性及經(jīng)濟性、相關(guān)工作人員的水平和經(jīng)驗、建設(shè)單位的要求.

3 控制裝配式建筑增量成本的措施和建議

(1) 制定合理的裝配方案. 預(yù)制率、裝配率是評價裝配式建筑的重要指標(biāo)之一,也是政府制定裝配式建筑扶持政策的主要依據(jù)指標(biāo).現(xiàn)階段每個地區(qū)都有自己的標(biāo)準(zhǔn),且名稱都不統(tǒng)一,這對裝配式建筑的評價產(chǎn)生了很大的影響.每個地區(qū)應(yīng)該依據(jù)國標(biāo)《工業(yè)化建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》,結(jié)合各地區(qū)的實際情況制定與國家評價標(biāo)準(zhǔn)名稱、概念、算法相一致的評價標(biāo)準(zhǔn)[10].在同一裝配率和預(yù)制率的情況下,有多種裝配方案,不同的預(yù)制構(gòu)件組合方案會產(chǎn)生不同的增量成本.在同一項目中采用不同的預(yù)制率和裝配率會使項目的造價成本不同,相應(yīng)產(chǎn)生的增量成本也不同.因此要根據(jù)項目本身制定合理的預(yù)制率和裝配方案,以達(dá)到控制裝配式建筑增量成本的目的.

(2) 完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范. 目前，我國裝配式建筑行業(yè)處于發(fā)展初期,很多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范尚未建立健全,一些企業(yè)實施內(nèi)部制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),致使市場混亂,并造成了工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的多樣性和紊亂性.在建造過程中裝配式建筑中各產(chǎn)業(yè)之間相互脫節(jié),沒有形成緊密相連的產(chǎn)業(yè)鏈，導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件的種類繁多,造價偏高.因此國家相關(guān)部門應(yīng)制定相關(guān)的規(guī)范要求,要制定統(tǒng)一的構(gòu)件參數(shù),規(guī)范構(gòu)件市場.為降低裝配式建筑中預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計費用,應(yīng)完善預(yù)制構(gòu)件設(shè)計體系,促進預(yù)制構(gòu)件中模塊設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化,從而推動設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化.

(3) 改進預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工藝,促進構(gòu)件生產(chǎn)規(guī)?；? 預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)是造成增量成本產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)之一.目前我國預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度不高,預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)線自動化程度低,預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)管理信息化程度不高.要運用先進的生產(chǎn)信息管理手段,了解構(gòu)件生產(chǎn)全過程信息,安排合適的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)計劃,實時了解生產(chǎn)資源的信息,密切關(guān)注質(zhì)量數(shù)據(jù)采集.各預(yù)制構(gòu)件廠需要提升各生產(chǎn)線的自動化和機械化,提高預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)效率,減少現(xiàn)場工作人員,促進預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)規(guī)模化.

4 結(jié)語

在國家的大力支持下,裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展正在積極地推進中.針對裝配式建筑的增量成本影響裝配式建筑發(fā)展的情況,本文研究裝配式建筑增量成本的影響因素,運用熵權(quán)法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法找出裝配式建筑增量成本的主要影響因素,測算出裝配方案及裝配率、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的完整度、構(gòu)件生產(chǎn)方案和生產(chǎn)規(guī)模為裝配式建筑增量成本的主要影響因素,并根據(jù)結(jié)果提出建議與解決措施.本文收集到的相關(guān)資料有限,分析的結(jié)果可能較為淺顯,爭取在后續(xù)的實踐與研究中加以改進,得出更為準(zhǔn)確的結(jié)果.