中國五冶集團(tuán)有限公司 上海 201900

裝配式建筑是將各類通用預(yù)制構(gòu)件（PC）經(jīng)專有連接技術(shù)提升為工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場機械化裝配為主的專用建筑技術(shù)體系。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑建造速度快；因所有構(gòu)件均為工廠制作，精度和質(zhì)量好；能最大限度地滿足“四節(jié)一環(huán)?！钡木G色建筑設(shè)計和施工要求。過去我國在工業(yè)建筑中應(yīng)用較多，近年來開始在民用建筑特別是住宅建筑中推廣采用；隨著我國城市化進(jìn)程的加快，特別是在政府的大力支持推廣下，裝配式建筑也迎來了新的發(fā)展契機。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2011～2015年建筑業(yè)、勘察設(shè)計咨詢業(yè)技術(shù)發(fā)展綱要》中提出“推進(jìn)結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配化、建筑配件整體安裝化，減少現(xiàn)場濕作業(yè)，逐步提高住宅產(chǎn)業(yè)化、建筑工業(yè)化比重”的總體規(guī)劃；同時，上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和管理委員會《上海市綠色建筑發(fā)展三年行動計劃（2014～2016）》及《關(guān)于推進(jìn)本市裝配式建筑發(fā)展的實施意見》（滬建管聯(lián)〔2014〕901號）也明確提出了“裝配式建筑的建筑面積占比，2015年不少于50%；2016年起外環(huán)線以內(nèi)新建民用建筑應(yīng)全部采用裝配式建筑、外環(huán)線以外超過50%；2017年起外環(huán)線以外在50%基礎(chǔ)上逐年增加”等具體實施目標(biāo)和一系列具體鼓勵措施[1,2]。

本文結(jié)合上海某住宅小區(qū)單位工程6#樓PC預(yù)制外墻板實例，引入價值工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)方法，對比現(xiàn)澆建筑分析裝配式建筑的技術(shù)優(yōu)勢和成本水平，比較研究二者工程效益的差異，從預(yù)制裝配率的角度提出優(yōu)化改進(jìn)的措施。

1 工程概述

1.1 施工項目背景

本工程為上海某住宅小區(qū)6#樓，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，共計28層，建筑面積為13 440 m2，其中標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積為840 m2。工程項目部分采用裝配式建筑方式施工，為內(nèi)澆外掛體系，除了外墻采用PC預(yù)制墻板外，其他部分均同傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑施工方式。PC外墻構(gòu)件由上海某預(yù)制構(gòu)件廠提供，該構(gòu)件廠距離本項目大約80 km。

PC外墻板包含PC構(gòu)件（含夾心保溫板）制作、場外運輸及場內(nèi)二次倒運、倉儲及現(xiàn)場安裝等工作內(nèi)容，相對應(yīng)假設(shè)的現(xiàn)澆外墻包含鋼筋混凝土模板、抹灰、墻體保溫等分項工程。根據(jù)以上分解內(nèi)容，完成組價、進(jìn)行成本分析。

1.2 數(shù)據(jù)分析及一般假設(shè)

假設(shè)6#樓采用裝配式方式建造，為內(nèi)澆外掛體系，除了外墻采用PC墻板外，其他部分與普通現(xiàn)澆住宅完全一樣。裝配式住宅的裝飾裝修成本和安裝成本與普通現(xiàn)澆住宅完全相同，因此，我們只需要將兩者的土建成本進(jìn)行比較即可。

假定在完成相同工程質(zhì)量的前提下，以工程項目施工進(jìn)度為分析研究對象，引入價值工程的方法分析比較裝配式設(shè)計下PC外墻板與傳統(tǒng)現(xiàn)澆設(shè)計下外墻的施工效用和成本差異。

本文依據(jù)該住宅小區(qū)圖紙和投標(biāo)文件等資料，對該項目裝配式設(shè)計的建筑成本進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)整理和核算，并對照圖紙對其6#樓現(xiàn)澆設(shè)計下的成本進(jìn)行計算，進(jìn)而分別計算各自的成本系數(shù)。

2 PC外墻板實例分析

價值工程（Value Engineering）是以最低的總費用，可靠地實現(xiàn)產(chǎn)品或作業(yè)的必要功能，著重于功能分析的有組織的活動[3]。價值工程主要思想是通過對選定研究對象的功能及費用分析，提高對象的價值。這里的價值指的是反映獲得效用與費用支出之間的比例，用數(shù)學(xué)比例式表達(dá)這三者的關(guān)系是：價值（Value）=功能（Function）/成本（Cost），簡寫為V=F/C。

為簡化計算，本文擬采用04評分法對研究對象的功能進(jìn)行評分，采用價值系數(shù)判別法進(jìn)行價值工程的分析。價值系數(shù)接近于1或者等于1，說明研究對象的功能重要性或者效用水平與所花費成本的比重相適應(yīng)，分析對象不是改進(jìn)的對象；反之，價值系數(shù)偏離1很多，說明功能效用和成本費用不相匹配，存在很大的改進(jìn)空間。

1）確定評價對象的功能系數(shù)：由工程項目經(jīng)理部的項目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人、項目副經(jīng)理、工長、材料員、施工員等6名管理人員按04評分法，分別對施工進(jìn)度的功能（F1、F2）實施效果進(jìn)行評分，匯總計算，確定功能指數(shù)。計算結(jié)果如表1所示。

2）確定評價對象的成本指數(shù)：為了簡化計算過程，便于分析比較，我們將各功能對應(yīng)的綜合單價（元/m3）作為各評價對象的實際成本。各評價對象的成本及成本指數(shù)如表2所示。

3）確定價值指數(shù)：價值指數(shù)=功能指數(shù)/成本指數(shù)，計算結(jié)果如表3所示。

表1 功能指數(shù)計算表

表2 成本指數(shù)計算表

表3 價值指數(shù)計算表

從上表中可以看出：裝配式PC外墻板在功能指數(shù)和成本指數(shù)的表現(xiàn)方面均顯著大于現(xiàn)澆式外墻結(jié)構(gòu)，而價值指數(shù)的表現(xiàn)則完全相反，V1小于1.00，V2則大于1.00。說明相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆式設(shè)計，盡管裝配式設(shè)計PC外墻板在施工進(jìn)度方面取得了顯著的效果，同時也付出了較高的成本代價，致使施工項目總的價值效用偏低。顯然，這種情況下裝配式施工工藝獲得的功能效用當(dāng)前還無法匹配由此產(chǎn)生的施工成本，鑒于該項功能的持續(xù)提升已經(jīng)十分有限，因此，我們把裝配式設(shè)計下施工項目的成本優(yōu)化控制、綜合價值水平，作為價值工程的改進(jìn)目標(biāo)。

3 PC外墻板方案優(yōu)化改進(jìn)

3.1 施工工期的對比分析

在采用相同勞動力資源配置的前提下，通過分析上海某住宅標(biāo)準(zhǔn)層各施工工序間的邏輯關(guān)系和組織關(guān)系，分別編制了現(xiàn)澆設(shè)計和裝配式設(shè)計2種模式下的施工進(jìn)度計劃表，分別如表4、表5所示。

表4 施工進(jìn)度計劃表（現(xiàn)澆設(shè)計）

表5 施工進(jìn)度計劃表（裝配式設(shè)計）

從上表中可以看出：裝配式住宅建筑土建施工工期每層比傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅節(jié)約1 d，整個建筑的土建施工工期節(jié)省28 d，說明了裝配式建筑具有施工工期短的特點。

進(jìn)一步分析本工程，外墻全部采用裝配式PC外墻板，外墻面裝飾裝修分項工程基本隨主體同步完成，排除成品保護(hù)，同樣節(jié)省了一部分裝飾施工工期。

3.2 施工成本的分析

建筑安裝工程成本包括構(gòu)成建筑實體的材料費、人工費、機械設(shè)備費、管理費、措施費以及完善建筑功能的設(shè)備安裝費用。建筑安裝工程費用的構(gòu)成如圖1所示。

通過上述分析，裝配式住宅建筑在土建和裝飾施工工期方面均有節(jié)省，根據(jù)項目管理理論可知，施工進(jìn)度和成本費用之間存在一般的負(fù)相關(guān)制約關(guān)系，也即是施工進(jìn)度在降低成本方面的“溢出效應(yīng)”。從工程造價的組成來看，工期的縮短，一方面降低了企業(yè)管理費，另一方面也節(jié)約了塔吊、施工升降機及混凝土泵送等機械費和鋼管外腳手架的租賃費。

圖1 建筑安裝工程費用構(gòu)成示意

如果把這部分額外“溢出”的費用綜合折算扣減，再考慮到利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)降低成本的優(yōu)勢，以裝配式建筑PC構(gòu)件的裝配率為變量，研究改進(jìn)分析對象的價值效用是十分可行的。

3.3 基于預(yù)制裝配率的價值優(yōu)化改進(jìn)

裝配率是指建筑單體范圍內(nèi)，預(yù)制構(gòu)件混凝土方量占所使用的所有混凝土方量的比率。裝配率指標(biāo)反映建筑的工業(yè)化程度，裝配率越高，工業(yè)化程度越高，裝配式建筑的成本越低。

假設(shè)2種設(shè)計模式下的價值效用水平相等，即V1=V2，F(xiàn)1/C1=F2/C2，則有：

通過調(diào)查及查閱文獻(xiàn)資料，了解到在一定范圍內(nèi)裝配式建筑的成本隨PC構(gòu)件的裝配率（假設(shè)為P）的提高而降低，大致呈現(xiàn)線性的負(fù)相關(guān)關(guān)系；假設(shè)這種線性關(guān)系的系數(shù)為ρ，經(jīng)過分析和參考相關(guān)研究成果[4]，線性比例ρ基本位于區(qū)間[0.3～0.6]中，綜合考慮本工程實例各方面因素，這里設(shè)定ρ=0.48。因此，修正后的PC預(yù)制外墻板的成本系數(shù)C`1=（1-ρP）C1，代入上述公式（1）中，即F1/F2=（1-ρP）C1/C2，則有：

將上文具體參數(shù)代入公式（2），求得P=54%，即在裝配率P≥54%的條件下，裝配式建筑的價值效用要高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑，施工項目的綜合效益優(yōu)勢才能逐漸凸顯。

4 結(jié)語

當(dāng)前，無論從技術(shù)更新、經(jīng)濟(jì)效益，還是節(jié)能減排、環(huán)境效益來看，我國大力推廣裝配式建筑模式，推進(jìn)建筑工業(yè)化發(fā)展都是十分必要的，各級地方政府也相繼出臺了一系列文件，采取了很多具體措施來支持這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

例如上海市就出臺了包括規(guī)劃獎勵、資金補貼及墻材專項基金減免等各種形式的鼓勵政策，其中資金補貼政策明確提出了“給予建筑節(jié)能專項扶持資金補貼，對符合要求的裝配式住宅項目，預(yù)制裝配率達(dá)15%及以上，每平方米補貼60元，預(yù)制裝配率達(dá)25%及以上，每平方米補貼100元”的與裝配率直接掛鉤的資金補貼措施。同時，必須看到的是，政府僅僅靠單純的直接政策補貼是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，唯有制定更為完善的相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注整個房地產(chǎn)業(yè)上下游各相關(guān)方的不同利益訴求，培育構(gòu)造全產(chǎn)業(yè)鏈的建筑工業(yè)化經(jīng)營模式，最終發(fā)展孕育出足以產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)格局，裝配式建筑產(chǎn)業(yè)才能大有作為。

但不能否認(rèn)的是，我國裝配式建筑行業(yè)目前仍處于摸索發(fā)展階段，受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、規(guī)模等方面因素的限制，裝配率較為低下（PC率僅為15%～20%）。目前裝配式建筑普遍存在“快”而“不省”的局面，經(jīng)過案例實踐，僅建筑安裝工程費用，增量就高達(dá)20%～50%[5]。

裝配式建筑目前在西歐、北美、日本的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，且裝配率高，達(dá)到50%～75%，其成本也得到有效控制。從上述發(fā)達(dá)國家住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)社會效果來看，裝配式建筑住宅成本控制將成為住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

本文通過對比裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的施工效果和成本差異，并引入價值工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法；對比研究了裝配式建筑的價值效用水平，創(chuàng)造較高的功能效用的同時也帶來了較高的成本費用，總體價值水平偏低；最后定量分析并提出了影響價值效用水平的預(yù)制裝配率的閾值概念，滿足這一裝配率的裝配式建筑無疑更具有比較優(yōu)勢。因而，彌補預(yù)制裝配率的“短板”對于裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義[6-9]。