EPC模式下裝配式建筑成本控制研究

劉光忱，藺騰飛，朱 甜（沈陽(yáng)建筑大學(xué)， 遼寧 沈陽(yáng) 110000）

0 引 言

裝配式建筑是指工廠預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)裝配而成的建筑。目前，我國(guó)裝配式建筑的應(yīng)用在不斷提升，也在許多地區(qū)得到了不同程度的推廣。裝配式建筑在推廣過程中，不但要保證工程質(zhì)量，還需要對(duì)成本進(jìn)行一定的控制，成本居高不下是限制裝配式建筑發(fā)展的主要原因。

為了更好地適應(yīng)裝配式建筑一體化的發(fā)展模式，2016年9月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》（國(guó)辦發(fā)［2016］71號(hào)），明確提出裝配式建筑原則上應(yīng)采用工程總承包模式。將“設(shè)計(jì)-采購(gòu)-施工”（Engineering Procurement Construction，EPC）工程總承包模式運(yùn)用到裝配式建筑，既是國(guó)家政策導(dǎo)向，也是行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。EPC工程總承包模式是當(dāng)今推進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展的有效途徑，打通“設(shè)計(jì)-采購(gòu)-施工”各項(xiàng)工作之間的壁壘，解決資源整合、問題優(yōu)化等問題，將建設(shè)全過程融合成一體化的產(chǎn)業(yè)模式，使效益最大化，最終達(dá)到控制成本的目的[1]。本文主要圍繞EPC模式下的裝配式建筑成本控制進(jìn)行研究。

1 EPC工程總承包模式概述

1.1 EPC工程總承包模式的概念

EPC模式是工程總承包模式之一，指總承包單位受業(yè)主委托，按照合同約定，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工和試運(yùn)行等實(shí)行全過程或者若干階段的承包。傳統(tǒng)承包模式將設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工等環(huán)節(jié)進(jìn)行分割，無法與裝配式的整個(gè)建造過程更好地結(jié)合，不能對(duì)全過程進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，而EPC模式能夠?qū)⒀b配式建筑的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工進(jìn)行一體化管理，對(duì)整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目實(shí)行全局安排，成為與裝配式建筑施工技術(shù)相適應(yīng)的管理模式，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理效率與施工質(zhì)量的提高，有效保證施工的順利進(jìn)行。

1.2 EPC工程總承包模式的優(yōu)勢(shì)

1.2.1 實(shí)現(xiàn)一體化管理

EPC是集設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工于一體的總承包模式，有利于整合設(shè)計(jì)、采購(gòu)、運(yùn)輸、施工，形成一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，由總承包單位進(jìn)行統(tǒng)一指揮，最大程度上減少中間協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提升工作效率[2]。裝配式建筑施工技術(shù)結(jié)合EPC一體化的管理方式，在整個(gè)建筑產(chǎn)業(yè)鏈上進(jìn)行資源配置，最終達(dá)到成本優(yōu)化的目的。

1.2.2 發(fā)揮設(shè)計(jì)主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)

相比傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑在設(shè)計(jì)階段難度大，對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求比較高，相應(yīng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用自然也就很高。EPC工程總承包模式是以設(shè)計(jì)為主導(dǎo)的施工管理模式，可以充分發(fā)揮設(shè)計(jì)在整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的主導(dǎo)作用，提高設(shè)計(jì)人員的主導(dǎo)權(quán)。

1.2.3 實(shí)現(xiàn)責(zé)權(quán)利有機(jī)統(tǒng)一

總承包單位要對(duì)甲方實(shí)現(xiàn)投資目的進(jìn)行負(fù)責(zé)，任務(wù)艱巨，要具有設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工等能力。此外，還需要根據(jù)合同內(nèi)容，賦予總承包單位在資源調(diào)配方面的權(quán)利。總承包單位通過限額設(shè)計(jì)、技術(shù)方案優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益，做到責(zé)權(quán)利的有機(jī)統(tǒng)一。

2 裝配式建筑成本控制存在的問題

裝配式建筑的建造成本與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比，差異主要體現(xiàn)在構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸和吊裝階段，如表1所示。影響裝配式建筑成本的因素，如圖1所示。

表1 傳統(tǒng)建筑與裝配式建筑成本對(duì)比

圖1 影響裝配式建筑成本的因素

2.1 設(shè)計(jì)階段

裝配式建筑在設(shè)計(jì)階段與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑存在較大區(qū)別。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)僅包含方案設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段，而裝配式建筑在此基礎(chǔ)上增加了技術(shù)策劃和構(gòu)件優(yōu)化深化設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。裝配式建筑在設(shè)計(jì)階段要充分考慮裝配率，目前裝配式建筑的裝配率越高，造價(jià)成本就相對(duì)越高，所以要充分了解哪些結(jié)構(gòu)適合使用裝配構(gòu)件[3]。構(gòu)件在設(shè)計(jì)階段標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，工廠不能進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)；設(shè)計(jì)階段沒有考慮后期運(yùn)輸和吊裝費(fèi)用的話，都會(huì)無形地增加成本。

2.2 采購(gòu)運(yùn)輸階段

當(dāng)前我國(guó)裝配式建筑處于推廣發(fā)展階段，構(gòu)件需求量少，生產(chǎn)施工工藝不成熟，工廠不能進(jìn)行大規(guī)模批量生產(chǎn)，造成設(shè)備等資源不能充分利用、構(gòu)件均攤成本較高，最終導(dǎo)致裝配式建筑成本偏高。采購(gòu)人員對(duì)市場(chǎng)調(diào)研不充分、不深入，難以選擇最優(yōu)的供應(yīng)商。在采購(gòu)的過程中，供應(yīng)商跟現(xiàn)場(chǎng)人員溝通不及時(shí)，構(gòu)件到場(chǎng)時(shí)間過晚，將會(huì)直接影響施工進(jìn)度；進(jìn)場(chǎng)時(shí)間過早，將會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)積壓，造成保存成本增加。運(yùn)輸過程中，由于構(gòu)件體積大、自重大以及形狀不規(guī)則等原因，運(yùn)輸車輛的選擇方案多種多樣，不同的運(yùn)輸方案對(duì)成本造成不同程度的影響。

2.3 施工階段

我國(guó)目前沒有較為完善的裝配式建筑人才培養(yǎng)方案，無論是技術(shù)還是管理經(jīng)驗(yàn)上，均尚未成熟。施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械利用率低，需要大量工作人員參與等；一些工作崗位之間不能協(xié)作配合，致使現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)混亂，施工效率低?？偝邪鼏挝徊荒茏龅蕉ㄆ趯?duì)分包單位進(jìn)行檢查，導(dǎo)致一些分包單位在施工過程中出現(xiàn)材料的浪費(fèi)等現(xiàn)象，這些會(huì)導(dǎo)致成本的增加。

3 EPC模式下裝配式建筑成本控制措施

3.1 設(shè)計(jì)階段

3.1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化

裝配式建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化是為了使建筑物的整體造價(jià)達(dá)到最為理想的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保以及社會(huì)效益。BIM技術(shù)可以將歷史數(shù)據(jù)重復(fù)利用，此外，族庫(kù)中還有許多的預(yù)制構(gòu)件模型，可以對(duì)此進(jìn)行直接更新利用或者修改，減少構(gòu)件設(shè)計(jì)工作量。通過構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化、參數(shù)化，減少構(gòu)件的類型，然后建立標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件信息庫(kù)。標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，不僅有助于在圖紙的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中減少大量的工作，也能在后期構(gòu)件生產(chǎn)過程中提高模板的通用性，降低生產(chǎn)和安裝的成本[4]。

3.1.2 合理設(shè)計(jì)拆分預(yù)制構(gòu)件

在設(shè)計(jì)階段，不僅要保證整體施工的完整作業(yè)，還需要考慮提高資源利用率，以及預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)制作環(huán)節(jié)成本的降低。為了使預(yù)制構(gòu)件能夠更好地批量化生產(chǎn)，降低預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本，需要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理拆分，以降低后期運(yùn)輸及吊裝費(fèi)用。

3.1.3 確定最優(yōu)的預(yù)制率

裝配式建筑成本與預(yù)制率在一定程度上存在正比關(guān)系，預(yù)制率越高，建造成本就相對(duì)越高。因此在設(shè)計(jì)階段，要對(duì)不同方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，優(yōu)先選擇貢獻(xiàn)率較大且成本相對(duì)較低的方案。確定合理的裝配率，以提高安裝預(yù)制構(gòu)件的施工機(jī)械效率，減少周轉(zhuǎn)材料的使用，最終達(dá)到成本控制的目的。

3.1.4 引用BIM技術(shù)

在設(shè)計(jì)階段充分利用BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬優(yōu)化，二次設(shè)計(jì)。利用BIM技術(shù)對(duì)施工圖中預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件連接點(diǎn)進(jìn)行充分的模擬，通過碰撞檢測(cè)、模擬建造等功能最大限度地避免一些不可預(yù)見問題，減少施工過程中的設(shè)計(jì)變更。除此之外，還可以利用BIM技術(shù)對(duì)施工進(jìn)行模擬，確定吊裝設(shè)備的位置、回轉(zhuǎn)半徑等，避免在施工過程中發(fā)生設(shè)備的碰撞，組裝時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)位等問題，造成人力、財(cái)力和物力的浪費(fèi)。

3.2 采購(gòu)階段

3.2.1 編制采購(gòu)方案

采購(gòu)人員要對(duì)市場(chǎng)價(jià)格信息足夠的敏感，能夠及時(shí)搜集到各種價(jià)格信息并對(duì)價(jià)格走勢(shì)作出一定預(yù)判，把市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)對(duì)構(gòu)件采購(gòu)成本的影響降至最低。采購(gòu)人員采購(gòu)物料時(shí)，要和設(shè)計(jì)以及技術(shù)人員進(jìn)行信息共享，共同商討確定采購(gòu)方案[5]。方案確定后，采購(gòu)人員須了解施工進(jìn)度情況，編制構(gòu)件采購(gòu)計(jì)劃。要做到適時(shí)、適量采購(gòu)構(gòu)件，減少構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)的積壓，減少倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用。

3.2.2 供應(yīng)商的選擇

預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)對(duì)成本控制尤為重要，現(xiàn)場(chǎng)安裝對(duì)構(gòu)件尺寸和預(yù)埋件位置要求十分嚴(yán)格，一旦出現(xiàn)誤差就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)位等情況，導(dǎo)致構(gòu)件整改增加費(fèi)用。如果構(gòu)件尺寸和預(yù)埋件位置出現(xiàn)重大偏差，就會(huì)導(dǎo)致整批構(gòu)件返廠返工，延長(zhǎng)工期。

總承包單位集采招標(biāo)進(jìn)行供應(yīng)商篩選時(shí)，要構(gòu)建起一套自己的評(píng)價(jià)體系。在對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行考察階段，著重對(duì)其產(chǎn)品價(jià)位、生產(chǎn)規(guī)模、經(jīng)營(yíng)狀況、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)資質(zhì)進(jìn)行審核，根據(jù)審核結(jié)果來判定是否建立起長(zhǎng)期合作關(guān)系。除此之外，總承包單位和供應(yīng)商之間可以開展合作，在構(gòu)件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上進(jìn)行深入研究，共同推進(jìn)裝配式構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，把構(gòu)件的生產(chǎn)成本逐步降低。

3.2.3 建立數(shù)字化采購(gòu)信息平臺(tái)

建立數(shù)字化管理平臺(tái)，利用BIM物料管理系統(tǒng)，將所采購(gòu)的構(gòu)件、材料等物料進(jìn)行數(shù)字化管理。對(duì)物料進(jìn)行編碼，利用BIM技術(shù)自動(dòng)獲取構(gòu)件的ID信息，并將生成的二維碼粘貼在構(gòu)件上[6]。構(gòu)件生產(chǎn)過程中，在其關(guān)鍵部位內(nèi)置射頻識(shí)別（RFID）芯片，方便后期構(gòu)件的精準(zhǔn)組裝。在構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝的每一個(gè)環(huán)節(jié)，管理人員都可以通過二維碼獲取構(gòu)件的信息。構(gòu)件的跟蹤、施工等均可以進(jìn)行數(shù)字化管理，使得管理更加高效，間接降低成本。

3.2.4 構(gòu)件運(yùn)輸

運(yùn)輸過程中，充分考慮構(gòu)建的重量、尺寸和形狀，選擇合適的加固工具，使用填充材料將其縫隙進(jìn)行填充，以免構(gòu)件之間發(fā)生碰撞，造成損壞[7]。構(gòu)件出廠時(shí)，工作人員應(yīng)對(duì)其數(shù)量及種類進(jìn)行核對(duì)，以免裝載發(fā)生錯(cuò)誤，造成運(yùn)輸費(fèi)用的增加，或者造成施工現(xiàn)場(chǎng)短缺或者積壓等現(xiàn)象。構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)堆放時(shí)應(yīng)該提前做出方案，避免造成構(gòu)件放置位置較遠(yuǎn)，產(chǎn)生二次搬運(yùn)費(fèi)。

3.3 施工階段

3.3.1 施工模擬

結(jié)合EPC工程總承包模式和裝配式建筑的施工特點(diǎn)，利用BIM技術(shù)對(duì)施工方案進(jìn)行模擬優(yōu)化，模擬現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件堆放點(diǎn)，以及現(xiàn)場(chǎng)車輛行駛路線、轉(zhuǎn)彎半徑，確定道路寬度[8]；合理選擇垂直運(yùn)輸設(shè)備以及大型吊裝設(shè)備的平面布置，模擬機(jī)械吊臂在吊裝設(shè)備時(shí)所需的回轉(zhuǎn)半徑，避免設(shè)備在作業(yè)時(shí)發(fā)生碰撞，造成人員傷害以及構(gòu)件損壞。

3.3.2 利用BIM和RFID技術(shù)進(jìn)行“可視化”施工

組裝時(shí)通過BIM技術(shù)和RFID芯片的相互配合，借助裝配式建筑構(gòu)件的參數(shù)化管理平臺(tái)，結(jié)合施工過程中的動(dòng)態(tài)化管理，及時(shí)將吊裝中出現(xiàn)的預(yù)警信息反饋給現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員，如：構(gòu)件的設(shè)計(jì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，安裝的位置與設(shè)計(jì)位置是否出現(xiàn)偏差，是否出現(xiàn)沉降，隱蔽位置是否組裝到位等。通過BIM信息管理平臺(tái)進(jìn)行人機(jī)校核，時(shí)時(shí)追蹤每個(gè)構(gòu)件所處狀態(tài)，作出正確預(yù)判，實(shí)現(xiàn)云驗(yàn)收，可以顯著提高裝配式構(gòu)件的吊裝效率，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題[9]。

3.3.3 嚴(yán)格控制簽證變更

嚴(yán)格控制簽證變更金額。在工程實(shí)施變更之前，總承包商應(yīng)該對(duì)施工變更的合理性和變更方案后的經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行重新判斷，并將責(zé)任界限劃分清楚，按照變更合同合理安排變更費(fèi)用的承擔(dān)。

3.3.4 合理管控分包商

在EPC工程總承包模式下，總承包商還需要加強(qiáng)對(duì)分包商的管理工作。加強(qiáng)對(duì)分包單位的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量的管理，監(jiān)督其施工過程，避免出現(xiàn)因材料浪費(fèi)而造成施工成本的增加[10]。除此之外，還需要采取高效的管理方法，避免增加企業(yè)自身的管理負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致人力成本的增加。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)EPC模式下的裝配式建筑成本進(jìn)行了分析，深度融合BIM技術(shù)使裝配式建筑在設(shè)計(jì)和施工過程中進(jìn)行優(yōu)化模擬，尋找出經(jīng)濟(jì)、合理的施工方案，充分發(fā)揮EPC模式的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，使裝配式建筑的成本能夠穩(wěn)中下降。面對(duì)日益嚴(yán)峻的資源、環(huán)境問題，發(fā)展裝配式建筑，促進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，有助于實(shí)現(xiàn)建造方式的更新迭代，推動(dòng)我國(guó)裝配式建筑的快速發(fā)展。