■ 李衛(wèi)東 Li Weidong 俞泓霞 Yu Hongxia

裝配整體式建筑經(jīng)濟(jì)性影響因素研究

■ 李衛(wèi)東 Li Weidong 俞泓霞 Yu Hongxia

發(fā)展裝配式建筑對(duì)促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。文章從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)輸、施工、項(xiàng)目管理等各階段分析裝配整體式混凝土建筑的經(jīng)濟(jì)性影響因素，提出合理的裝配整體式混凝土建筑成本控制建議，旨在為開發(fā)企業(yè)實(shí)施裝配式建筑提供決策依據(jù)，以進(jìn)一步推進(jìn)本市裝配式建筑工作進(jìn)程。

裝配整體式混凝土建筑；成本控制；影響因素

0 引言

裝配整體式混凝土建筑是以預(yù)制混凝土構(gòu)件為主要構(gòu)件，經(jīng)裝配和連接，并與現(xiàn)澆混凝土形成整體的裝配式結(jié)構(gòu)建筑。推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展，對(duì)推動(dòng)建筑施工方式變革、保障工程建設(shè)質(zhì)量安全、促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)等具有重要意義；同時(shí)，對(duì)減少污染物和廢棄物排放、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、加強(qiáng)人口調(diào)控與管理等具有積極作用[1]。

2016年起，上海市裝配式建筑發(fā)展進(jìn)入強(qiáng)制推進(jìn)階段，要求符合條件的新建民用、工業(yè)建筑全部按裝配式建筑要求實(shí)施，且單體預(yù)制率不低于40%或單體裝配率不低于60%。在推進(jìn)過程中，裝配整體式混凝土建筑的增量成本無疑是開發(fā)企業(yè)最為關(guān)注的問題。據(jù)調(diào)研，裝配整體式混凝土建筑一般比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的成本增加約200~500元[2]。通過分析裝配整體式混凝土建筑全壽命期的經(jīng)濟(jì)性影響因素，從多角度提出控制成本的有效措施，可減少開發(fā)企業(yè)實(shí)施裝配式建筑的顧慮，為本市裝配式建筑推進(jìn)工作提供技術(shù)支撐。

1 裝配整體式混凝土建筑成本構(gòu)成分析

比較裝配整體式混凝土建筑與傳統(tǒng)建筑的成本構(gòu)成，可發(fā)現(xiàn)裝配整體式混凝土建筑的主要增量部分在于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸費(fèi)用及預(yù)制構(gòu)件安裝費(fèi)。因此，減少這些增量成本是裝配整體式混凝土建筑成本控制的關(guān)鍵。

根據(jù)調(diào)研，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸費(fèi)用主要由主材費(fèi)、人工費(fèi)、模版費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、管理費(fèi)、養(yǎng)護(hù)費(fèi)、稅費(fèi)等組成。其中，主材費(fèi)占預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸費(fèi)用的比例最大，約為33%，而鋼筋、混凝土等材料費(fèi)用主要與工程量和建筑市場有關(guān)，成本下降空間較?。蝗斯べM(fèi)約占預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸費(fèi)用的31%，是成本控制的關(guān)鍵；模板費(fèi)用約占預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸費(fèi)用的8%~12%，成本控制潛力較大。

預(yù)制構(gòu)件安裝費(fèi)主要由耗材費(fèi)、人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)、周轉(zhuǎn)材料費(fèi)、稅費(fèi)等組成。其中，機(jī)械費(fèi)用約占總安裝費(fèi)用的15%~20%，較傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式大幅增加，這主要由于塔吊部分租金及進(jìn)出場費(fèi)用高于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備，是施工安裝階段成本控制的重點(diǎn)。

2 裝配整體式混凝土建筑經(jīng)濟(jì)性影響因素分析

2.1 設(shè)計(jì)階段

2.1.1 預(yù)制率

預(yù)制率是指裝配整體式混凝土建筑±0.000以上主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，預(yù)制構(gòu)件部分的材料用量占對(duì)應(yīng)構(gòu)件材料總量的比率，它是體現(xiàn)建筑工業(yè)化程度的一個(gè)重要指標(biāo)。

根據(jù)問卷調(diào)研結(jié)果（圖1），預(yù)制率越高，主體結(jié)構(gòu)部分造價(jià)越高；當(dāng)預(yù)制率較低時(shí)，造價(jià)增加較快；預(yù)制率高于20%時(shí)，預(yù)制率與造價(jià)基本呈線性關(guān)系。

2.1.2 預(yù)制部位

目前，常用的預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制外墻板、預(yù)制內(nèi)墻板、預(yù)制樓板、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺(tái)、預(yù)制空調(diào)板等。不同種類預(yù)制構(gòu)件的價(jià)格差別較大，對(duì)預(yù)制率的貢獻(xiàn)也不同。如預(yù)制內(nèi)隔墻板約2 300元/m3，而預(yù)制夾心保溫墻體價(jià)格在3 000元/m3以上。各預(yù)制構(gòu)件價(jià)格如圖2所示。

選擇預(yù)制構(gòu)件時(shí)，宜優(yōu)先考慮水平構(gòu)件預(yù)制，可避免樓面施工時(shí)的滿堂模板和腳手架搭設(shè)，從而節(jié)省造價(jià)。綜合考慮預(yù)制構(gòu)件的價(jià)格、預(yù)制率貢獻(xiàn)和構(gòu)件形式等因素，預(yù)制順序可為外墻、樓梯、陽臺(tái)板、空調(diào)板、剪力墻、疊合樓板。

2.1.3 建筑體型和規(guī)模

建筑體型、外立面復(fù)雜程度的差異對(duì)構(gòu)件人工費(fèi)、模具費(fèi)影響較大。預(yù)制構(gòu)件規(guī)格、種類越多，形式越復(fù)雜，生產(chǎn)建造成本就越高。

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的人工費(fèi)取決于構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度。由于目前尚未實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化，大部分工序如鋼筋綁扎、模具拼裝等，仍需要依靠手工完成，因而效率難以大幅度提升。目前，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件生產(chǎn)效率約為1工日/m3；若生產(chǎn)異型構(gòu)件，效率則為2工日/ m3（該工日尚未計(jì)入構(gòu)件設(shè)計(jì)、鋼筋翻樣、模具設(shè)計(jì)的人工）。

構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度和建筑規(guī)模也決定了構(gòu)件生產(chǎn)的模板費(fèi)。由于現(xiàn)階段還未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)化，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家在計(jì)算構(gòu)件造價(jià)時(shí)往往會(huì)將該次生產(chǎn)所需的模具成本全部攤銷在該項(xiàng)目內(nèi)。隨著項(xiàng)目規(guī)模的增大，模板周轉(zhuǎn)率提高，模板攤銷費(fèi)用就越低。鋼模板的厚度通常在6~8mm之間，通?？梢灾苻D(zhuǎn)適用200次；而目前各類模板實(shí)際重復(fù)使用次數(shù)平均只有50次，工程結(jié)束后，模板則作為廢鐵變賣。據(jù)測算，若模板重復(fù)使用次數(shù)達(dá)到100次以上，模板費(fèi)用可降低80~100元/m3。

2.1.4 構(gòu)件尺寸

在深化設(shè)計(jì)階段，合理拆分構(gòu)件對(duì)后期生產(chǎn)施工成本也有一定影響。若構(gòu)件的尺寸較大，則構(gòu)件之間的連接部位減少，可節(jié)省接縫材料的費(fèi)用，并減少吊裝次數(shù)，提高吊裝效率；但過大的構(gòu)件會(huì)影響構(gòu)件運(yùn)輸，且構(gòu)件越重，構(gòu)件安裝時(shí)塔吊的租賃費(fèi)和人工費(fèi)用也會(huì)上升?？紤]到構(gòu)件的運(yùn)輸高度限制和平臺(tái)尺寸，構(gòu)件尺寸一般不宜超過3.3m。

圖1 預(yù)制率與結(jié)構(gòu)造價(jià)的關(guān)系

圖2 預(yù)制構(gòu)件價(jià)格

2.2 生產(chǎn)運(yùn)輸階段

2.2.1 生產(chǎn)工藝

目前，預(yù)制構(gòu)件常用的生產(chǎn)工藝包括平臺(tái)法、長線臺(tái)座法和機(jī)組流水線法。平臺(tái)法的特點(diǎn)是產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)、加工工藝靈活，但生產(chǎn)效率較低，適用于異形構(gòu)件。長線臺(tái)座法產(chǎn)品簡單、規(guī)格一致、效率較高。機(jī)組流水線法效率高、產(chǎn)品質(zhì)量可靠，適應(yīng)規(guī)整統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的產(chǎn)品。

由于目前構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，許多構(gòu)件還無法采用機(jī)組流水線法生產(chǎn)，仍需大量依賴人工完成，導(dǎo)致人工成本居高不下。提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵在于：①提升構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)；②通過提高智能化水平優(yōu)化生產(chǎn)工藝，使流水線對(duì)各類型構(gòu)件具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。

2.2.2 運(yùn)輸距離和效率

預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸費(fèi)用主要與運(yùn)輸距離、構(gòu)件種類、構(gòu)件放置方式等相關(guān)。對(duì)于貨車而言，50~100km可半天往返，100~300km可當(dāng)天往返，300~500km需要一天半往返。預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)半徑為半天往返距離，因此，運(yùn)輸距離一般宜控制在80km左右，不宜超過100km。

從運(yùn)輸效率來看，一般空調(diào)板的運(yùn)輸效率較高，外墻板和疊合板次之，預(yù)制樓梯較低。通過合理布置構(gòu)件裝運(yùn)形式可提高單車裝載量，使裝載量達(dá)20t左右。

2.3 施工階段

2.3.1 塔吊選型

塔吊一般依據(jù)構(gòu)件重量及最遠(yuǎn)端構(gòu)件重量選型，表1是不同型號(hào)塔吊起重量。塔吊的起重量越大，租賃費(fèi)用也越高。因此，單個(gè)構(gòu)件重量一般控制在5t左右。同時(shí)，由于塔吊最大幅度額定起重量遠(yuǎn)小于最大額定起重量，最遠(yuǎn)端構(gòu)件重量往往決定了塔吊型號(hào)。因此，在前期構(gòu)件拆分過程中，須考慮塔吊對(duì)不同位置構(gòu)件吊裝難度的不同。對(duì)于距離塔吊設(shè)備遠(yuǎn)端的構(gòu)件，在拆分時(shí)相對(duì)要小，對(duì)于距離塔吊較近的構(gòu)件可適當(dāng)放大。

2.3.2 施工現(xiàn)場布局

裝配式建筑構(gòu)件吊裝前，一般需在現(xiàn)場準(zhǔn)備好一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層的所有構(gòu)件，會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)場堆放用的支架費(fèi)和構(gòu)件運(yùn)輸至現(xiàn)場后的卸車費(fèi)。為了提高吊裝效率，減少施工現(xiàn)場構(gòu)件短駁費(fèi)用，在現(xiàn)場總體規(guī)劃布置時(shí)，現(xiàn)場堆放順序應(yīng)與施工吊裝順序相符，構(gòu)件堆放位置還需保證處于對(duì)應(yīng)塔吊的工作范圍內(nèi)。

2.4 項(xiàng)目管理

2.4.1 協(xié)同管理

目前，裝配式建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工環(huán)節(jié)相互脫節(jié)，導(dǎo)致成本增加、工期延長。如設(shè)計(jì)時(shí)未合理拆分構(gòu)件，導(dǎo)致構(gòu)件生產(chǎn)成本提高；生產(chǎn)進(jìn)度未與施工進(jìn)度相銜接，導(dǎo)致構(gòu)件積壓在構(gòu)件廠，提高了倉儲(chǔ)費(fèi)用。因此，提高裝配式建筑的協(xié)同管理尤為重要，可從模式和技術(shù)兩個(gè)層面推進(jìn)。

（1）推行EPC模式，使設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)優(yōu)化方案，統(tǒng)籌控制質(zhì)量、成本和進(jìn)度。

（2）采用BIM等信息化管理技術(shù)，提高裝配式建筑的協(xié)同設(shè)計(jì)效率，降低設(shè)計(jì)誤差，優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)流程，改善預(yù)制構(gòu)件庫存管理，提升預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)鏈管理效率，并模擬優(yōu)化施工流程。

2.4.2 產(chǎn)業(yè)工人

現(xiàn)澆方式現(xiàn)場濕作業(yè)多、工種雜。裝配式生產(chǎn)方式現(xiàn)場濕作業(yè)少，一些工種現(xiàn)場人數(shù)減少，如抹灰工、砌墻工等；取而代之的是大幅度增加的技能型操作工序，這就對(duì)操作工人的技術(shù)能力提出了新的要求。但目前專業(yè)技術(shù)工人較為缺乏，導(dǎo)致勞動(dòng)生產(chǎn)率尚無明顯提高；且建筑工人流動(dòng)性大，常出現(xiàn)剛培訓(xùn)好的產(chǎn)業(yè)工人流失現(xiàn)象，導(dǎo)致人工費(fèi)大量增加。

3 裝配整體式混凝土建筑成本控制措施建議

3.1 提高構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度

標(biāo)準(zhǔn)化是預(yù)制構(gòu)件真正實(shí)現(xiàn)大批量工業(yè)化生產(chǎn)的前提。通過提高構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，并盡可能利用標(biāo)準(zhǔn)化模塊靈活組合來滿足建筑要求，可提高構(gòu)件的重復(fù)率，有利于減少模具種類，提高周轉(zhuǎn)次數(shù)，還可采用流水線法生產(chǎn)，減少人工成本。

表1 不同型號(hào)塔吊起重量

3.2 適當(dāng)提高預(yù)制率

適當(dāng)提高預(yù)制率有利于發(fā)揮裝配式建筑的規(guī)?；瘍?yōu)勢，有利于降低模板及吊車等施工機(jī)具的攤銷成本。此外，合理選擇預(yù)制部位，避免水平構(gòu)件現(xiàn)澆，可減少腳手架的使用。

3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)階段對(duì)成本起決定作用。應(yīng)在設(shè)計(jì)階段綜合考慮構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝施工環(huán)節(jié)的影響，優(yōu)化建筑體型，結(jié)合后期生產(chǎn)運(yùn)輸和塔吊方案，合理確定構(gòu)件尺寸和重量。

3.4 改進(jìn)構(gòu)件生產(chǎn)工藝

改進(jìn)構(gòu)件生產(chǎn)工藝，提高智能化、機(jī)械化水平。鋼筋綁扎、模具拼裝等應(yīng)逐步以機(jī)械化替代人工，革新模具構(gòu)造并改進(jìn)為流水線法生產(chǎn)模式，提高生產(chǎn)效率。

3.5 優(yōu)化項(xiàng)目管理

優(yōu)化項(xiàng)目管理，合理安排工期。構(gòu)件的生產(chǎn)與安裝工期應(yīng)相匹配，以減少庫存和堆放費(fèi)用?，F(xiàn)場堆放位置應(yīng)與施工吊裝順序相符，并處于相應(yīng)的塔吊工作范圍內(nèi)，以降低安裝成本。

[1]陳寧.上海市裝配式建筑推進(jìn)情況分析及展望[J].工程質(zhì)量,2016,34(1):12-16.

[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心.大力推廣裝配式建筑必讀——技術(shù)·標(biāo)準(zhǔn)·成本與效益[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2016:152.

Research on Economic Inf l uencing Factors of Fabricated Buildings

Developing fabricated buildings is greatly important to promoting transition and upgrade of construction industry. By analyzing economical inf l uencing factors of fabricated concrete building from stages of design, production, transportation, construction and project management, this paper proposed reasonable suggestion on cost control for fabricated concrete buildings with the aim of providing basis for developer enterprises to make decision on implementing fabricated building and further promote the progress of this city's fabricated buildings.

fabricated concrete building, cost control, inf l uencing factors

2017-03-05）

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)支持項(xiàng)目“裝配整體式混凝土建筑經(jīng)濟(jì)成本分析”，編號(hào)：15DZ1203507。

李衛(wèi)東，上海安居房產(chǎn)開發(fā)有限責(zé)任公司總經(jīng)理，工程師；俞泓霞，上海市房地產(chǎn)科學(xué)研究院工程師。