基于成本控制的裝配式建筑實(shí)施方案分析

陳 波

樓映珠2

陳杭生2

1.中國(guó)聯(lián)合工程有限公司，浙江 杭州 3100512.浙江省建筑設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310006

1 概述

隨著我國(guó)高度重視并積極探索節(jié)能減碳的發(fā)展，裝配式建筑因其符合綠色建造的特性得到行業(yè)重視，新一輪的裝配式建筑將開(kāi)啟全面發(fā)展新局面。但是，與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，現(xiàn)階段裝配式建造成本較高，選擇合理的裝配式設(shè)計(jì)方案，能夠有效降低裝配式建造的綜合成本。裝配式設(shè)計(jì)方案的合理性、預(yù)制構(gòu)件的拆分選擇及標(biāo)準(zhǔn)化程度等，都會(huì)影響到部品部件的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等各個(gè)環(huán)節(jié)的成本［1］。本文基于浙江省裝配式發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)比現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)與兩種不同裝配式設(shè)計(jì)方案的措施差異，分析其成本差異的主要原因，探索降本增效的具體措施，為裝配式建造的成本控制提供參考依據(jù)。

2 裝配式混凝土建筑實(shí)施方案成本分析

裝配式建筑中設(shè)計(jì)階段對(duì)建造成本的影響貫穿建筑全壽命周期，主要體現(xiàn)在裝配率高低和建筑標(biāo)準(zhǔn)化程度。裝配率越高，采取的裝配式措施越多，預(yù)制構(gòu)件數(shù)量也越多，導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸和吊裝安裝費(fèi)用增加。因此需要根據(jù)項(xiàng)目出讓條件，設(shè)定各建筑單體裝配率要求，選擇合理的裝配式技術(shù)措施。構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度主要影響構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝效率，標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，構(gòu)件類型越少，生產(chǎn)模具和安裝設(shè)備的利用就越充分，成本效益越明顯；反之，構(gòu)件類型越多，會(huì)降低生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)模具和安裝設(shè)備的使用成本［2］。

2.1 裝配式建筑成本構(gòu)成

建筑工程成本是指建筑工程全過(guò)程實(shí)施中所產(chǎn)生的全部費(fèi)用的總和，按其造價(jià)的形成方式，其費(fèi)用主要由直接成本（分部分項(xiàng)工程費(fèi)用、措施項(xiàng)目費(fèi)用）和間接成本（其他項(xiàng)目費(fèi)用、規(guī)費(fèi)和稅金）組成［3］。直接成本作為構(gòu)成建筑工程實(shí)體的主體部分，對(duì)建安成本起著決定性的作用，是本文比較分析的主要對(duì)象。

在浙江省的《裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（DB33/T 1165—2019）》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）評(píng)價(jià)體系下，直接成本的差異主要體現(xiàn)在裝配式建筑評(píng)價(jià)的三大模塊：主體結(jié)構(gòu)（Q1）、圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻（Q2）及裝修和設(shè)備管線（Q3）［4］。分析從三大模塊出發(fā)，以每平方米綜合單價(jià)的形式進(jìn)行成本比較分析。除三大模塊外，裝配式建造與傳統(tǒng)建造方式基本相同，假定其他因素為不變量，不作為對(duì)比條件。

2.2 項(xiàng)目概況

選取某混凝土住宅單體，結(jié)構(gòu)類型為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，層高為2.95 m，層數(shù)18F，總建筑高度為53.95 m，單體地上總建筑面積7699.81 mm2，布?jí)β?%。根據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃條件要求，本單體需滿足居住建筑裝配率不小于50%，實(shí)施全裝修效果圖見(jiàn)圖1。對(duì)比三種建造方案如下：

圖1 效果圖

方案一：全樓采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)；

方案二：豎向構(gòu)件充分利用成本增量較低的高精度模板，部分區(qū)域采用預(yù)制豎向構(gòu)件，其應(yīng)用比例不小于62.7%，不同時(shí)考慮水平預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用，本方案主體結(jié)構(gòu)得分為28分；

方案三：豎向構(gòu)件充分利用成本增量較低的高精度模板和成型鋼筋，考慮預(yù)制水平構(gòu)件應(yīng)用比例不小于74.0%，不同時(shí)考慮豎向預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用，本方案主體結(jié)構(gòu)得分為28分。

由于預(yù)制構(gòu)件存在最低應(yīng)用比例要求，預(yù)制豎向構(gòu)件及預(yù)制水平構(gòu)件同時(shí)得分成本較高，無(wú)落地實(shí)操性，故不參與對(duì)比分析。同時(shí)，為簡(jiǎn)化分析，抓大放小，本討論選取某住宅項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)層為分析對(duì)象。

裝配式建筑自評(píng)表見(jiàn)表1，為減少其他因素的影響，控制方案二、三僅主體結(jié)構(gòu)（Q1）項(xiàng)一個(gè)變量。

表1 裝配式建筑方案自評(píng)

2.3 主體結(jié)構(gòu)（Q1）成本差異分析

2.3.1 主體結(jié)構(gòu)成本對(duì)比

裝配式建筑主體結(jié)構(gòu)得分由豎向構(gòu)件的綜合評(píng)價(jià)得分和水平預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用比例得分兩項(xiàng)組成，其中，豎向構(gòu)件綜合評(píng)價(jià)得分包含：預(yù)制豎向構(gòu)件的應(yīng)用比例得分及現(xiàn)澆豎向構(gòu)件中高精度模板和成型鋼筋的應(yīng)用比例得分。同時(shí)，由于高精度模板及成型鋼筋市場(chǎng)技術(shù)成熟，本次對(duì)比忽略這兩項(xiàng)成本指標(biāo)的差異。

預(yù)制構(gòu)件單價(jià)以2021年9月杭州建設(shè)工程造價(jià)管理平臺(tái)公布的價(jià)格信息為依據(jù)，分析不同評(píng)價(jià)項(xiàng)對(duì)成本差異的影響，見(jiàn)表2。

為了區(qū)別傳統(tǒng)地理圖例，本文首先就地理水紋記號(hào)（Geographical Water Lines Sign）做如下定義：①對(duì)自然界的水進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)、治導(dǎo)、開(kāi)發(fā)、管理和保護(hù)，以及防治水旱災(zāi)害，并開(kāi)發(fā)利用水資源的各項(xiàng)事業(yè)和活動(dòng)中所涉及的各種水利建筑及水利設(shè)施的水紋圖標(biāo)。②現(xiàn)代水利事業(yè)中各項(xiàng)事業(yè)和活動(dòng)中所涉及的各種水利設(shè)施及水利建筑的水紋圖標(biāo)。

表2 主體結(jié)構(gòu)(Q1)成本差異對(duì)比

2.3.2 主體結(jié)構(gòu)成本差異原因分析

根據(jù)以上成本差異對(duì)比，分析造成主體結(jié)構(gòu)三種建造方案成本差異的原因如下：

1）方案二、三分別采用剪力墻與樓板的預(yù)制混凝土構(gòu)件，根據(jù)杭州建設(shè)工程造價(jià)管理平臺(tái)數(shù)據(jù)，目前現(xiàn)階段預(yù)制構(gòu)件單方造價(jià)：預(yù)制剪力墻＞預(yù)制樓板＞現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。預(yù)制構(gòu)件價(jià)格相比于構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆，除包含人工費(fèi)、材料費(fèi)以外，還增加了構(gòu)件廠家的生產(chǎn)費(fèi)用、經(jīng)營(yíng)費(fèi)用、預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸費(fèi)以及各類土地財(cái)務(wù)的官方稅費(fèi)等，雖然現(xiàn)階段裝配式建筑已形成初步規(guī)模優(yōu)勢(shì)，但整體仍存在供不應(yīng)求的現(xiàn)象，因此，預(yù)制構(gòu)件價(jià)格居高是主體結(jié)構(gòu)成本增量的主要原因。

2）現(xiàn)階段建筑工業(yè)化產(chǎn)業(yè)工人供不應(yīng)求，特別是現(xiàn)場(chǎng)安裝人員，對(duì)安裝人員綜合素質(zhì)要求較高，需熟練掌握安裝流程、器械等，預(yù)制剪力墻的安裝費(fèi)用也是預(yù)制樓板的2倍，因此，大幅提高了裝配式建筑的造價(jià)。

3）方案二、三采用將現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)工程量轉(zhuǎn)移到工廠生產(chǎn)，現(xiàn)澆混凝土成本大幅減少，同時(shí)，方案二采用預(yù)制豎向構(gòu)件，表面平整度較好，現(xiàn)場(chǎng)減少大量墻體粉刷工作量，實(shí)現(xiàn)部分免抹灰作業(yè)，對(duì)成本的控制起到了一定作用。

4）預(yù)制剪力墻、預(yù)制樓板及樓梯構(gòu)件在制作中已包含模具攤銷，現(xiàn)場(chǎng)安裝后無(wú)須消耗模板費(fèi)用，對(duì)比方案一全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，措施費(fèi)中的模板及支架費(fèi)用可節(jié)約一部分，同時(shí)，方案二、三采用的高精度模板費(fèi)用比傳統(tǒng)采用的木模板費(fèi)用隨著標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)增加，造價(jià)增幅會(huì)越來(lái)越小。

2.4 圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻（Q2）成本差異分析

2.4.1 圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻成本對(duì)比

在內(nèi)隔墻材料選擇中，方案一的現(xiàn)澆方案，選擇砂加氣混凝土砌塊+頁(yè)巖磚（防水及受力要求范圍），根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，假定應(yīng)用比例按照80%+20%劃分。方案二、三的裝配式設(shè)計(jì)方案中，考慮內(nèi)隔墻非砌筑及內(nèi)隔墻與管線一體化的設(shè)計(jì)要求，內(nèi)隔墻墻體材料選擇蒸壓加氣混凝土條板（ALC）+頁(yè)巖磚的組合方式。在滿足《標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)隔墻與管線一體化≥80%應(yīng)用比例要求下，按照隔墻功能，以衛(wèi)生間＞強(qiáng)弱電箱＞電梯井＞設(shè)備管線井的優(yōu)先級(jí)，設(shè)置頁(yè)巖磚隔墻，其應(yīng)用比例不大于20%。各方案內(nèi)外墻材質(zhì)及應(yīng)用比例見(jiàn)表3。

表3 內(nèi)外墻材質(zhì)及應(yīng)用比例

由于內(nèi)隔墻采用不同材料及應(yīng)用比例造成的成本差異見(jiàn)表4。

表4 圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻(Q2)成本差異對(duì)比

2.4.2 圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻成本差異原因分析

根據(jù)以上成本差異對(duì)比，分析造成圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻三種建造方案成本差異的原因如下：

1）三個(gè)方案外圍護(hù)墻體采用蒸壓加氣混凝土砌塊，在成本上無(wú)差異。

2）方案二、三內(nèi)隔墻除了衛(wèi)生間濕區(qū)及部分管線較多墻體，其余采用蒸壓加氣混凝土條板（ALC）工藝，其材料和人工成本相比砂加氣混凝土砌塊有所增加，也是造成Q2項(xiàng)成本差異的主要原因。

3）方案二、三采用的蒸壓加氣混凝土條板（ALC）表面平整度較好，現(xiàn)場(chǎng)減少大量墻體粉刷工作量，實(shí)現(xiàn)部分免抹灰作業(yè)，對(duì)成本的控制起到了一定作用。

2.5 裝修和設(shè)備管線（Q3）成本差異分析

根據(jù)該項(xiàng)目土地出讓條件要求，住宅單體實(shí)行全裝修，三個(gè)方案的裝修和設(shè)備管線（Q3）成本差異很小，本文不進(jìn)行該項(xiàng)差異分析。

3 方案優(yōu)化措施及成本降低建議

根據(jù)對(duì)三個(gè)方案采用措施的對(duì)比分析可知，采用不同裝配式技術(shù)措施，對(duì)工程成本的影響差異較大，特別是預(yù)制構(gòu)件、蒸壓加氣混凝土條板（ALC）等裝配式部品部件材料和安裝費(fèi)用較高，而裝配式建筑設(shè)計(jì)方案階段是決定后期成本的重要因素，建議從方案優(yōu)化措施及成本降低措施兩方面著手：

3.1 方案優(yōu)化措施

1）提高建筑標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化。在建筑方案設(shè)計(jì)階段，采用標(biāo)準(zhǔn)功能模塊、標(biāo)準(zhǔn)戶型，使得后續(xù)預(yù)制部品部件逐步形成標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，PC 設(shè)計(jì)時(shí)可直接從標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)調(diào)用構(gòu)件［5］。

2）選用新材料、新技術(shù)、新工藝。圍護(hù)墻材料采用裝配式的新型保溫墻材，既滿足《標(biāo)準(zhǔn)》圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻（Q2）項(xiàng)非承重圍護(hù)墻非砌筑（5分）要求，又符合采用墻體與保溫、隔熱一體化（3分）。新材料新技術(shù)的采用，可降低主體結(jié)構(gòu)項(xiàng)的得分，減少預(yù)制剪力墻、樓板應(yīng)用比例。

3）提高裝配式裝修應(yīng)用比例?！稑?biāo)準(zhǔn)》裝修和設(shè)備管線（Q3）項(xiàng)采用集成廚房、集成衛(wèi)生間，對(duì)應(yīng)櫥柜、設(shè)備等安裝到位，且墻面、吊頂和樓面采用干式工法施工。70%≤應(yīng)用比例≤90%，對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)得分3～6 分，也可降低主體結(jié)構(gòu)項(xiàng)的得分，減少預(yù)制剪力墻和樓板應(yīng)用比例。

3.2 成本降低建議

1）提高建筑標(biāo)準(zhǔn)化程度。堅(jiān)持少規(guī)格、多組合原則，采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，通過(guò)模數(shù)協(xié)調(diào)和系列組合完成個(gè)性化產(chǎn)品。

2）選擇成本最優(yōu)的裝配式實(shí)施方案。設(shè)計(jì)階段采取多方案比選，考慮不同措施對(duì)成本的影響，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工全過(guò)程等多方面，綜合選擇裝配式建筑實(shí)施方案。

3）合理降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)運(yùn)輸成本。從提高自動(dòng)化程度，提高模具利用率，完善工廠管理體系，優(yōu)化運(yùn)輸方案等方面出發(fā)，從生產(chǎn)端降低預(yù)制構(gòu)件成本。

4）推廣標(biāo)準(zhǔn)化施工模式。不同裝配式實(shí)施方案定制對(duì)應(yīng)安裝施工方案，裝配式建筑施工階段重點(diǎn)需要處理大批量PC 構(gòu)件的安裝和節(jié)點(diǎn)連接［6］，完善施工流程，提高安裝隊(duì)伍技術(shù)水平，優(yōu)化改進(jìn)施工模式，提高施工效率，從而降低建造成本。

4 結(jié)語(yǔ)

基于浙江省《裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（DB33/T 1165—2019）》的發(fā)布，裝配式建筑從單一的主體結(jié)構(gòu)采用預(yù)制構(gòu)件，轉(zhuǎn)型為結(jié)合主體結(jié)構(gòu)、外圍護(hù)和內(nèi)隔墻、裝修與管線一體化、BIM 技術(shù)等多方的系統(tǒng)集成。但目前裝配式建筑實(shí)施方案各項(xiàng)成本研究資料尚且不足，在此僅針對(duì)裝配率50%的混凝土住宅案例進(jìn)行裝配式成本分析，提出相應(yīng)方案的優(yōu)化措施，并討論降低成本的建議?？勺鳛椴捎谜憬⊙b配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的住宅項(xiàng)目及公共建筑成本控制的參考。