摘要:裝配式建筑憑借施工速度快、勞動(dòng)力需求少、環(huán)境友好等優(yōu)勢,已成為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向。然而,當(dāng)前其在發(fā)展過程中仍存在標(biāo)準(zhǔn)化程度低、建造成本高、接受程度低等問題,其中建造成本高成為影響裝配式建筑推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素。為滿足當(dāng)前裝配率的要求,降低裝配式建筑的成本,立足于裝配式公共建筑,分析預(yù)制構(gòu)件的價(jià)格組成及其與裝配率的關(guān)系。以江蘇海洋大學(xué)學(xué)生公寓項(xiàng)目為例,進(jìn)行分析與優(yōu)化,并使優(yōu)化后的方案達(dá)到預(yù)制裝配率要求?;凇叭濉鳖A(yù)制構(gòu)件的優(yōu)選序列,揭示增加預(yù)制柱對提升裝配率的重要作用。最后,基于調(diào)研結(jié)果和二手資料,提出裝配式建筑成本控制策略,旨在為裝配式建筑成本控制提供理論與實(shí)踐參考。
關(guān)鍵詞:裝配式建筑;成本控制;裝配率;預(yù)制構(gòu)件;優(yōu)選序列
0"引言
近年來,我國裝配式建筑得到了迅速發(fā)展。我國提出要加快發(fā)展裝配式建筑,要求“十四五”期間初步形成建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展體系框架及相應(yīng)的2035年遠(yuǎn)景規(guī)劃,各地政府積極響應(yīng)號召。
裝配式建筑指通過標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的生產(chǎn)方式,在工廠或制造基地預(yù)制完成建筑構(gòu)件或模塊化部件,運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場并進(jìn)行組裝和安裝的建筑方式。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比,裝配式建筑具有提高勞動(dòng)效率、改善工程質(zhì)量、縮短施工周期、“四節(jié)一環(huán)?!钡葍?yōu)點(diǎn)[1]。但在實(shí)際建設(shè)過程中,其仍受到政策、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等因素的影響,存在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系尚未健全、工業(yè)化水平仍待提升及前期投入過高等問題。裝配式建筑建造成本普遍高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑,成本控制成為制約裝配式建筑發(fā)展的重要因素[2]。本文以江蘇海洋大學(xué)學(xué)生公寓項(xiàng)目為例,結(jié)合當(dāng)前裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀,提出裝配式宿舍樓建筑的成本控制和優(yōu)化策略,以期為未來裝配式建筑建設(shè)發(fā)展提供參考。
1"江蘇省裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀與問題
自“十三五”規(guī)劃以來,我國政府出臺多項(xiàng)政策,推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展。2020年,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等9個(gè)部門聯(lián)合發(fā)文,提倡醫(yī)院、學(xué)校等公共建筑優(yōu)先采用鋼結(jié)構(gòu)。2022年,《裝配式住宅設(shè)計(jì)選型標(biāo)準(zhǔn)》被批準(zhǔn)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),旨在規(guī)范裝配式住宅設(shè)計(jì),提高裝配式建筑質(zhì)量。2022年,《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布,要求我國裝配式建筑占比達(dá)到30%以上,并設(shè)定了2035年邁入智能建造世界強(qiáng)國的遠(yuǎn)景目標(biāo)。這些政策規(guī)劃均為江蘇省裝配式建筑提供了明確的發(fā)展目標(biāo)和廣闊的發(fā)展空間。
1.1"江蘇省裝配式建筑的規(guī)范和指標(biāo)
在國家政策的引領(lǐng)下,江蘇省裝配式建筑的發(fā)展具有明確的發(fā)展目標(biāo)和充足的財(cái)政支持,標(biāo)準(zhǔn)體系和配套政策不斷完善?!督K省政府關(guān)于加快推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的意見》中明確,“到2025年,建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化建造方式將成為主要建造方式,全省新建建筑裝配化率、新建成品住房比例均達(dá)到50%以上,裝飾裝修裝配化率達(dá)到60%以上,對全社會(huì)降低施工揚(yáng)塵的貢獻(xiàn)率增加一倍”。江蘇省各地區(qū)根據(jù)自身情況,對裝配式建筑的預(yù)制裝配率提出符合本地區(qū)發(fā)展的要求。江蘇省各地區(qū)對公共建筑和居住建筑的預(yù)制裝配率要求見表1。
由表1可知,江蘇省各地區(qū)的預(yù)制裝配率要求整體上處于35%~50%的水平,其中預(yù)制裝配率要求最低的為宿遷市的公共建筑(15%),要求最高的為淮安市的居住建筑(60%),這兩個(gè)城市均位于蘇北地區(qū)。蘇北地區(qū)的政策出臺較早,由于缺少足夠的案例經(jīng)驗(yàn)和論證分析,該地區(qū)設(shè)置的裝配率標(biāo)準(zhǔn)差異較大。而蘇中地區(qū)裝配率要求呈現(xiàn)出較高的一致性,其中泰州市編制了《泰州市裝配式住宅建筑預(yù)制裝配率計(jì)算細(xì)則(試行)》,在強(qiáng)調(diào)成本效益的同時(shí),規(guī)定采用裝配式建造方式的建筑面積達(dá)到100%。然而,考慮到建筑類型、規(guī)模、功能等因素,該規(guī)定的可行性有待驗(yàn)證,故存在數(shù)據(jù)空缺問題。蘇南地區(qū)整體上對預(yù)制裝配率要求較高,其中,常州市和鎮(zhèn)江市對居住建筑的預(yù)制裝配率要求低于公共建筑,而南京市、無錫市和蘇州市則呈現(xiàn)出相反的趨勢。這一差異可能與各城市的政策導(dǎo)向、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,以及規(guī)劃策略緊密相關(guān)。
江蘇省各地區(qū)的預(yù)制裝配率要求有所差異,但遵循的計(jì)算規(guī)則基本一致(除泰州市)?!督K省裝配式建筑預(yù)制裝配率計(jì)算細(xì)則 (試行)》規(guī)定,按照裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)制裝配率計(jì)算,公式如下
Z=α1Z1+α2Z2+α3Z3+S(1)
式中,Z為預(yù)制裝配率;Z1為整棟建筑中主體結(jié)構(gòu)和外圍護(hù)結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的預(yù)制裝配率;Z2為整棟建筑中裝配式內(nèi)外圍護(hù)構(gòu)件的預(yù)制裝配率;Z3為整棟建筑中工業(yè)化內(nèi)裝部品的預(yù)制裝配率;αi為預(yù)制裝配率計(jì)算權(quán)重系數(shù);S為集成應(yīng)用加分項(xiàng)。
1.2"江蘇省裝配式建筑推廣存在的問題
裝配式建筑的實(shí)施與普及深受國家政策導(dǎo)向、技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)環(huán)境等宏觀要素的影響,其發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)具體表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化程度低、建造成本高、社會(huì)認(rèn)知度偏低、施工技藝水平有限[3]等方面。最新調(diào)研結(jié)果顯示,普通高校宿舍樓的單方土建成本(未含空調(diào)等設(shè)備費(fèi)用)在4500~6000元,其中普通本科院校在5000~6000元,??圃盒T?500~5500元。對大多數(shù)高校而言,6000元的單方土建成本構(gòu)成了明顯的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。這一現(xiàn)狀凸顯了裝配式建筑成本控制的重要性與緊迫性,同時(shí)也成為本研究的核心議題與關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
當(dāng)前,國內(nèi)外研究中對成本控制的研究主要集中在成本估算、成本優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)效益和成本管理模式4個(gè)方面。成本估算方面,Zhong 等[4]研究了裝配式建筑成本的決定因素,Mao等[5]研究指出裝配式建筑幾乎是同等尺寸的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)住宅建筑成本的兩倍。成本優(yōu)化方面,當(dāng)前裝配式建筑的基本建設(shè)費(fèi)用較高,因此應(yīng)充分關(guān)注機(jī)械選擇、區(qū)域布局和制造過程等基本建設(shè)費(fèi)用的優(yōu)化。然而,當(dāng)前研究主要關(guān)注設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)階段的成本優(yōu)化,現(xiàn)場組裝階段的成本優(yōu)化研究相對欠缺。經(jīng)濟(jì)效益方面,主要包括對裝配式建筑生命周期成本的研究。例如,Wang等 [6]提出裝配式建筑在減少全球變暖、酸雨和減少15%的健康損害方面具有優(yōu)勢。Zhou等[7]認(rèn)為裝配式建筑的評估不應(yīng)僅僅基于成本,還應(yīng)考慮環(huán)境影響因素。因此,未來研究應(yīng)建立一個(gè)完整的利益體系,重點(diǎn)關(guān)注裝配式建筑的環(huán)境和社會(huì)效益。成本管理模式方面,大多數(shù)研究仍然集中于預(yù)制建筑和傳統(tǒng)建筑的比較,未來研究應(yīng)側(cè)重于構(gòu)建裝配式建筑不同商業(yè)模式的開發(fā)成本管理模型。
綜上所述,基于當(dāng)前的研究現(xiàn)狀和調(diào)研結(jié)果,本研究從預(yù)制構(gòu)件的選擇和裝配式建筑全生命周期管理的角度,對成本進(jìn)行控制和優(yōu)化,為裝配式建筑的成本管理提供實(shí)施策略。
2"裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化路徑成本分析
2.1"裝配式建筑成本變化分析
裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑在成本構(gòu)成上存在顯著差異。裝配式建筑的前期投入成本較高,這主要源于預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)、材料采購、加工及運(yùn)輸費(fèi)用。然而,其施工成本較低,這得益于工廠化生產(chǎn)的高效率和質(zhì)量控制,減少了人工費(fèi)用和后期維護(hù)成本[8]。
裝配式建筑施工階段節(jié)省的成本可以部分抵消前期投入增加的成本。但在工程實(shí)踐中,由于建造方式的根本變革和項(xiàng)目管理不當(dāng),裝配式建筑的建造成本往往高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑。
預(yù)制構(gòu)件的使用取代了傳統(tǒng)混凝土現(xiàn)澆方式,這一轉(zhuǎn)變是裝配式建筑建造方式的革新,由此產(chǎn)生的預(yù)制構(gòu)件采購費(fèi)用是裝配式建筑成本增加的關(guān)鍵因素。Hong[9]等通過分析四川省、上海市、深圳市的案例數(shù)據(jù),得出預(yù)制構(gòu)件的制造對裝配式建筑成本總增量的貢獻(xiàn)最大。因此,深入分析各種預(yù)制構(gòu)件的經(jīng)濟(jì)性,并選擇最優(yōu)方案,對成本控制具有重大意義。
2.2"預(yù)制構(gòu)件市場價(jià)統(tǒng)計(jì)及對比
預(yù)制構(gòu)件對成本的影響因素主要包括預(yù)制構(gòu)件單價(jià)、預(yù)制構(gòu)件對應(yīng)工程量、與預(yù)制構(gòu)件安裝關(guān)聯(lián)的附加費(fèi)用[10]。裝配式建筑的構(gòu)成要素涵蓋了主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件、內(nèi)外維護(hù)構(gòu)件及內(nèi)部裝飾部品三大類別。為分析預(yù)制構(gòu)件單價(jià)差異,本研究對江蘇省12個(gè)裝配式宿舍樓項(xiàng)目進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)使用的預(yù)制構(gòu)件主要有預(yù)制疊合板、預(yù)制內(nèi)隔墻版和預(yù)制樓梯3種。案例使用預(yù)制構(gòu)件種類及其價(jià)格統(tǒng)計(jì)見表2。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),預(yù)制疊合板的使用頻率最高,所有項(xiàng)目均采用了此類型構(gòu)件。預(yù)制內(nèi)隔墻板的使用頻率次之,預(yù)制樓梯的使用頻率最低。盡管各預(yù)制構(gòu)件的定額價(jià)格差異并不顯著,實(shí)際的投標(biāo)報(bào)價(jià)格卻因材料費(fèi)、安裝措施費(fèi)、人工費(fèi)等多種因素而表現(xiàn)出明顯的差異。預(yù)制內(nèi)隔墻板單價(jià)相對較低,且隨著墻板厚度的增加呈現(xiàn)下降趨勢;相比之下,預(yù)制疊合板的單價(jià)相對較高,大約為預(yù)制內(nèi)隔墻板單價(jià)的兩倍;而預(yù)制樓梯的單價(jià)略高于預(yù)制疊合板。
為了分析預(yù)制構(gòu)件工程量對成本的影響,本研究對江蘇省12個(gè)宿舍樓項(xiàng)目的主要構(gòu)件投標(biāo)價(jià)格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到各案例的預(yù)制構(gòu)件成本和裝配式總成本對比、預(yù)制構(gòu)件工程量和總成本對比,如圖1和圖2所示。
從圖1可知,預(yù)制內(nèi)隔墻板在裝配式建筑成本構(gòu)成中占比最高,其次是預(yù)制疊合板,而預(yù)制樓梯所占比例最低。這一分布情況與各預(yù)制構(gòu)件的單價(jià)分布情況呈負(fù)相關(guān)性。由圖2可知,在裝配式建筑中,預(yù)制內(nèi)隔墻板的使用量占比最高,其次為預(yù)制疊合板,而預(yù)制樓梯的使用量占比最低。結(jié)合圖1和圖2的數(shù)據(jù)可以推斷,工程量相較于單價(jià)在決定成本時(shí)占據(jù)了更為主導(dǎo)的作用。
在評估裝配式建筑成本構(gòu)成時(shí),除了構(gòu)件的單價(jià)和工程量,運(yùn)輸、吊裝等附加費(fèi)用也是影響成本的重要因素。這些費(fèi)用主要取決于運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近、吊裝作業(yè)的層數(shù)或高度,以及設(shè)備使用的時(shí)間,與所使用的構(gòu)件種類無直接關(guān)聯(lián)。因此,從成本效益的角度出發(fā),在預(yù)制構(gòu)件的選擇過程中,不僅要考慮單價(jià)和工程量的影響,還必須考慮不同構(gòu)件的單位價(jià)格對整體裝配率的貢獻(xiàn)度。
2.3"預(yù)制構(gòu)件成本與裝配率關(guān)系
根據(jù)《江蘇省裝配式建筑綜合評定標(biāo)準(zhǔn)》(DB32/T 3753—2020)及江蘇省裝配率計(jì)算細(xì)則,裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)裝配率公式如下
剪力墻結(jié)構(gòu):α1Z1=0.5×0.6×V1豎V豎+0.4×0.75×A1板A板+0.25×A1梁A梁(2)
其他樓蓋結(jié)構(gòu):α1Z1=0.5×0.6×V1豎V豎+0.4×0.65×A1板A板+0.35×A1梁A梁(3)
α2Z2=0.25×A1外圍護(hù)+A1內(nèi)隔墻A外圍護(hù)+A內(nèi)隔墻(4)
α3Z3=0.25×(0.35q全+0.25q集成衛(wèi)浴、廚房+0.3×A干式A樓地面+0.1q管線分離)(5)
由計(jì)算可知,構(gòu)件應(yīng)用比例每增加1%,其對裝配率的貢獻(xiàn)度可通過將該類構(gòu)件前序所有系數(shù)相乘得出。盡管構(gòu)件每增加1%應(yīng)用比例,對裝配率的貢獻(xiàn)是恒定的,但由于不同項(xiàng)目中構(gòu)件的工程量存在差異,因此每增加1%應(yīng)用比例所帶來的工程量增量及其相應(yīng)的成本增量也會(huì)存在差異,進(jìn)而影響單位價(jià)格構(gòu)件對整體裝配率的貢獻(xiàn)度[11]。因此,在尋求滿足特定裝配率要求下的成本最優(yōu)化方案時(shí),必須基于實(shí)際案例進(jìn)行具體分析。
3"江蘇海洋大學(xué)學(xué)生公寓項(xiàng)目案例分析
3.1"項(xiàng)目基礎(chǔ)信息
該項(xiàng)目為連云港市江蘇海洋大學(xué)蒼梧校區(qū)東院新建學(xué)生公寓,宿舍樓為2幢6層,輔助用房連廊為2層,建筑總高度23.88m,底層層高3.90m,標(biāo)準(zhǔn)層層高3.60m。地上主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),應(yīng)用“三板”(樓板、樓梯板、內(nèi)外墻板),預(yù)制裝配率為60.31%。未采用預(yù)制外墻及鼓勵(lì)應(yīng)用部分(預(yù)制陽臺板、預(yù)制遮陽板、預(yù)制空調(diào)板)。
項(xiàng)目總造價(jià)43 308 820.79元,裝配式部分造價(jià)3 975 441.99元,其中分部分項(xiàng)工程費(fèi)用(人、材、機(jī)、管理、利潤)3 641 870.83元、措施項(xiàng)目費(fèi)99 471.03元、規(guī)費(fèi)68 054.95元、稅金166 045.18元。
3.2"案例原始方案
案例原始方案為:預(yù)制疊合板、樓梯板(61.92%)+預(yù)制內(nèi)隔墻(56.95%)+全裝修(100%)。
(1)主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件。原方案主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件僅使用了預(yù)制水平板類構(gòu)件,包括預(yù)制疊合板和預(yù)制樓梯板。預(yù)制疊合板布置在2~6層每個(gè)開間的起居部分、走廊及2層連廊。共設(shè)5個(gè)樓梯間,所有樓梯均為雙跑樓梯,每跑11個(gè)踏步。水平板類構(gòu)件的應(yīng)用比例為61.92%,計(jì)算得出Z1為16.1%。
(2)內(nèi)外圍護(hù)構(gòu)件。原方案未預(yù)制外圍護(hù)構(gòu)件,預(yù)制內(nèi)圍護(hù)構(gòu)件僅有預(yù)制內(nèi)隔墻。內(nèi)隔墻采用了200mm厚和100mm厚的ALC板,除樓梯間、洗衣房及設(shè)備間,所有內(nèi)隔墻均采用了預(yù)制內(nèi)隔墻。預(yù)制內(nèi)隔墻應(yīng)用比例為56.95%,計(jì)算得出Z2為56.95%。
(3)內(nèi)裝部品。原方案使用全裝修,未使用集成衛(wèi)浴、廚房,未進(jìn)行干式工法,未進(jìn)行管線分離,Z3為35%。
(4)預(yù)制裝配率。原始方案不含集成式加分項(xiàng),根據(jù)裝配率計(jì)算規(guī)則,計(jì)算得到Z1為16.1%,Z2為57.14%,Z3為35%,預(yù)制裝配率為31.04%。
3.3"案例優(yōu)化方案
案例優(yōu)化后方案為:預(yù)制柱(46.82%)+預(yù)制疊合板、樓梯板(57.32%)+預(yù)制內(nèi)隔墻(58.65%)+全裝修(100%)。
(1)主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件。為了使該項(xiàng)目預(yù)制裝配率達(dá)到要求,優(yōu)先考慮增加預(yù)制豎向構(gòu)件預(yù)制柱。具體而言,將走廊兩側(cè)的柱子設(shè)計(jì)為預(yù)制柱,每層共110根柱子,其中包含50根預(yù)制柱,尺寸為400mm×400mm,預(yù)制柱的應(yīng)用比例為46.82%。此外,預(yù)制疊合板在原來尺寸的基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)一,統(tǒng)一尺寸后,疊合板的面積減少。原預(yù)制樓梯的設(shè)計(jì)較為規(guī)范,因此不做更改。更改后的預(yù)制水平類構(gòu)件應(yīng)用比例變更為60.08%。計(jì)算得到Z1為43.71%。江蘇海洋大學(xué)預(yù)制疊合板尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)見表3。
(2)內(nèi)外圍護(hù)構(gòu)件。原方案的內(nèi)外維護(hù)構(gòu)件僅使用預(yù)制內(nèi)隔墻,優(yōu)化方案在此基礎(chǔ)上統(tǒng)一預(yù)制內(nèi)隔墻板的尺寸,將每塊板的高都向上拔高為統(tǒng)一的3.45m,江蘇海洋大學(xué)預(yù)制內(nèi)隔墻尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)見表4。優(yōu)化后得到的預(yù)制內(nèi)墻應(yīng)用比例變更為58.65%,Z2為58.65%。
(3)預(yù)制裝配率。優(yōu)化方案主要變更為增加預(yù)制柱,統(tǒng)一預(yù)制疊合板和預(yù)制內(nèi)隔墻尺寸,對Z3并無更改,仍為35%,因此計(jì)算得出的預(yù)制裝配率為45.27%,優(yōu)化后的預(yù)制裝配率達(dá)到了公共建筑預(yù)制裝配率要求。
(5)優(yōu)化后方案與原方案對比見表5。通過對比分析可知,優(yōu)化后的項(xiàng)目裝配率顯著提升約14%,其造價(jià)僅增加了約35萬元。與原始方案中裝配式部分分部分項(xiàng)工程費(fèi)用364萬元相比,成本增加的比例相對較小。這一結(jié)果充分證明了方案設(shè)計(jì)的合理性和可行性。
(6)構(gòu)件成本與裝配率分析。優(yōu)化后的方案對項(xiàng)目中各構(gòu)件的工程量進(jìn)行了調(diào)整。根據(jù)前文所述,不同構(gòu)件的應(yīng)用比例變化對裝配率的貢獻(xiàn)度存在差異。通過對幾種關(guān)鍵構(gòu)件應(yīng)用比例的調(diào)整,計(jì)算這些構(gòu)件對裝配率的貢獻(xiàn)值,并將其與相
應(yīng)構(gòu)件的成本變化進(jìn)行比較,從而得出每種構(gòu)件在單位價(jià)格下對裝配率的貢獻(xiàn)度。這一分析可為預(yù)制構(gòu)件的優(yōu)先選擇提供指導(dǎo)性策略。不同預(yù)制構(gòu)件對裝配率的影響見表6。
基于計(jì)算結(jié)果可知,單位價(jià)格預(yù)制柱對裝配率的提升效果最高,其影響力相較于其他構(gòu)件高出5~140倍。預(yù)制內(nèi)隔墻板次之,單位價(jià)格預(yù)制內(nèi)隔墻板對裝配率的貢獻(xiàn)明顯超越了預(yù)制疊合板和預(yù)制樓梯板。單位價(jià)格預(yù)制樓梯板對裝配率的貢獻(xiàn)最低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他構(gòu)件。
通過對該案例結(jié)果進(jìn)行分析可知,預(yù)制柱在該項(xiàng)目中的總工程量較少,其單價(jià)與其他預(yù)制構(gòu)件沒有顯著差異。由前文可知,工程量相較于單價(jià)而言,在決定最終成本時(shí)起到了更為重要的作用。因此,增加預(yù)制柱能夠以較小的成本投入換取裝配率的大幅提升,從而在控制成本的同時(shí),滿足裝配率的要求。針對本案例,若需滿足更高標(biāo)準(zhǔn)的裝配率要求,建議優(yōu)先采用增加預(yù)制柱,其次按順序考慮增加預(yù)制內(nèi)隔墻板、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯板。這一策略不僅能夠有效提高裝配率,還能在成本控制方面保持較高的經(jīng)濟(jì)效益。該案例揭示了預(yù)制柱的增加對裝配率提升貢獻(xiàn)巨大,提出了基于“三板”預(yù)制構(gòu)件的優(yōu)選序列策略。
4"成本控制策略建議
裝配式建筑的成本控制受到各種因素的影響。宏觀層面上,政策、技術(shù)和當(dāng)前裝配式建筑發(fā)展趨勢對成本控制有激勵(lì)或制約作用;微觀層面上,預(yù)制構(gòu)件的選擇和項(xiàng)目管理均對成本控制產(chǎn)生影響。因此,裝配式建筑的成本控制可以從宏觀和微觀層面采取措施。
4.1"宏觀層面的調(diào)控策略
國家政策要求構(gòu)建裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)體系,拓展標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件和部品、部件應(yīng)用,提高裝配式建筑綜合效益,主要通過強(qiáng)制性裝配率要求、稅率優(yōu)惠、面積補(bǔ)償、貸款優(yōu)惠政策等激勵(lì)措施,直接或間接影響成本控制。針對政策的裝配率要求和鼓勵(lì)措施,需要選擇政策鼓勵(lì)的預(yù)制構(gòu)件,以獲得優(yōu)惠補(bǔ)貼。在可選的構(gòu)件中選擇對裝配率貢獻(xiàn)度最大的構(gòu)件,在達(dá)到裝配率要求的條件下,實(shí)現(xiàn)成本最少。
通過引入新材料、新設(shè)備、新方案等提高施工效率,從而降低成本。例如,通過BIM和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建可視化數(shù)字模型和可操作平臺,提高施工管理效率,優(yōu)化成本控制。針對技術(shù)進(jìn)步帶來的施工效率提高,可以在管理方面引入新技術(shù),提高全生命周期效率,減少因技術(shù)落后導(dǎo)致的時(shí)間和成本浪費(fèi)。
裝配式建筑的發(fā)展趨勢,如智能生產(chǎn)、智慧建造、融合綠色低碳,對預(yù)制構(gòu)件的選擇提出了新的要求。針對發(fā)展趨勢的要求,可以選擇更加低碳環(huán)保的方案或構(gòu)件,引入智能化技術(shù),以應(yīng)對市場要求。
4.2"微觀層面調(diào)控策略
當(dāng)前裝配式建筑實(shí)施階段的成本浪費(fèi)主要是建造方式的根本性改變和建造過程管理不當(dāng)導(dǎo)致的。綜合分析裝配式建筑成本控制的影響因素,以及當(dāng)前成本控制存在的問題,可以從預(yù)制構(gòu)件采購和建造管理兩方面,即預(yù)制構(gòu)件的優(yōu)化選擇和各階段成本管理得出成本節(jié)約策略。
4.2.1"預(yù)制構(gòu)件的優(yōu)化選擇
預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑區(qū)別于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑的主要內(nèi)容,其應(yīng)用效果是裝配率和造價(jià)的關(guān)鍵影響因素[12]。因此,合理選擇預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑成本控制與優(yōu)化的主要策略。
盡管預(yù)制構(gòu)件種類繁多,但受規(guī)范、成本、技術(shù)及社會(huì)認(rèn)可度的約束,豎向構(gòu)件如預(yù)制柱和剪力墻因穩(wěn)定性不足而鮮有使用。預(yù)制梁、預(yù)制空調(diào)板、陽臺板、管線分離技術(shù)等受到施工難度、承載力、防水等技術(shù)因素限制,應(yīng)用也相對較少 。在工程實(shí)踐中,預(yù)制疊合板、內(nèi)隔墻板和樓梯因生產(chǎn)與施工技術(shù)成熟,社會(huì)認(rèn)可度高,是較常使用的構(gòu)件??紤]到構(gòu)件成本對裝配率的貢獻(xiàn)度,建議優(yōu)先按照預(yù)制內(nèi)隔墻板、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯的順序使用預(yù)制構(gòu)件。本案例揭示了預(yù)制柱增加對裝配率的顯著影響,因此,若豎向構(gòu)件安全性可以得到解決,優(yōu)先選擇預(yù)制柱,其次按照預(yù)制內(nèi)隔墻板、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯的順序選擇,能獲得更好的規(guī)模效應(yīng),從而有效控制成本。
4.2.2"各階段成本管理
建造過程中的管理不當(dāng)會(huì)對裝配式建筑建造成本造成較大浪費(fèi)。為減少浪費(fèi),主要從決策、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)輸及施工階段實(shí)施策略。
決策、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)輸階段,可以從提高周轉(zhuǎn)率、減少?zèng)_突、簡化流程、優(yōu)化采購等方面減少成本,具體策略如下:①提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化程度。制定構(gòu)件拆分統(tǒng)一規(guī)范,減少異形構(gòu)件,提高模具周轉(zhuǎn)率,優(yōu)化運(yùn)輸效率。②加強(qiáng)設(shè)計(jì)集成化??紤]生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工一體化,增強(qiáng)跨專業(yè)協(xié)作,引入BIM技術(shù),提前解決設(shè)計(jì)沖突。③優(yōu)化前期設(shè)計(jì)流程。提升設(shè)計(jì)人員對裝配式建筑的認(rèn)識,進(jìn)行全面成本分析,采用模塊化設(shè)計(jì)簡化生產(chǎn)。④強(qiáng)化供應(yīng)鏈管理。建立穩(wěn)定的供應(yīng)商關(guān)系,降低材料采購成本;優(yōu)化物流線路規(guī)劃和預(yù)制構(gòu)件廠商布局[13],減少運(yùn)輸成本。
施工階段,需重視設(shè)備租賃和材料使用造成的浪費(fèi),具體策略如下:①加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)。提升管理水平和施工技術(shù),減少經(jīng)驗(yàn)缺乏導(dǎo)致的不合理方案及工程變更。②確定合理的吊裝方案。根據(jù)構(gòu)件特性選擇合適設(shè)備,合理計(jì)算吊點(diǎn)位置,保證設(shè)備合理利用,減少租賃成本。③優(yōu)化構(gòu)件的調(diào)運(yùn)順序,遵循與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)接觸的構(gòu)件先吊裝的原則,使其作為現(xiàn)澆構(gòu)件的模板,減少模板費(fèi)用。
5"結(jié)語
本研究深入剖析了現(xiàn)行裝配式建筑政策框架及預(yù)制構(gòu)件成本結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,通過選取典型項(xiàng)目實(shí)例進(jìn)行實(shí)證研究,不僅成功優(yōu)化了案例項(xiàng)目的預(yù)制裝配方案,使之達(dá)到預(yù)定裝配率目標(biāo),還基于實(shí)證數(shù)據(jù)提出了按照“預(yù)制內(nèi)隔墻板-預(yù)制疊合板-預(yù)制樓梯板”順序的“三板”預(yù)制構(gòu)件優(yōu)選序列,揭示了預(yù)制柱的增加對裝配率提升的重要貢獻(xiàn),可為類似項(xiàng)目在預(yù)制構(gòu)件選擇上提供科學(xué)依據(jù)。
本研究融合實(shí)地調(diào)研與二手資料分析,歸納出當(dāng)前裝配式建筑領(lǐng)域在成本控制方面面臨的主要挑戰(zhàn),并從預(yù)制構(gòu)件的采購和建造管理的角度提出了一系列成本節(jié)約策略。研究成果對于指導(dǎo)特定案例的裝配率提升具有直接的應(yīng)用價(jià)值,同時(shí)也為更廣泛情境下裝配式建筑的成本效益優(yōu)化提供了理論參考和策略啟示。
然而,鑒于研究樣本數(shù)量的限制,以及僅聚焦于45%裝配率目標(biāo)的方案設(shè)計(jì),本研究的普遍性和深度受到一定約束。未來研究應(yīng)致力于擴(kuò)大案例庫,覆蓋更高預(yù)制裝配率要求的項(xiàng)目,以期獲得更為全面和深入的理解,從而推動(dòng)裝配式建筑領(lǐng)域向更加高效、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的方向發(fā)展。
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