張超，何世兵，袁兵，張美嫻

（重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400016）

0 引言

裝配式建筑是用預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑。發(fā)展裝配式建筑有利于節(jié)約資源能源、減少施工污染、提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平、提升住房質(zhì)量和品質(zhì)，有利于推動建筑業(yè)技術(shù)進步、促進建筑業(yè)與信息化工業(yè)化融合、培育新產(chǎn)業(yè)新動能，是推進建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級和現(xiàn)代化發(fā)展的重要舉措，對促進當(dāng)前經(jīng)濟穩(wěn)定增長也有非常重要的意義。國家高度重視裝配式建筑發(fā)展，在多個文件中都明確提出，力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。但目前建筑施工仍以現(xiàn)場澆筑作業(yè)為主，裝配式建筑整體占比仍非常小，且區(qū)域發(fā)展極不均衡，制約裝配式建筑發(fā)展的一個重要因素就是土建成本偏高。裝配式建筑成本控制涉及多個環(huán)節(jié)和領(lǐng)域，有些跟工程技術(shù)人員自身工作其實緊密相關(guān)，但往往由于缺乏對裝配式建筑成本要素的基本了解，在有機會接觸到裝配式建筑項目時錯失降低成本的機會。本文通過對相關(guān)文獻進行梳理，對目前裝配式建筑與傳統(tǒng)混凝土建筑成本對比情況進行分析，然后針對項目實施過程中一些具體問題，就其對裝配式住宅成本的影響進行具體討論，希望對普通工程技術(shù)人員可以有所啟發(fā)。

1 裝配式建筑成本對比分析

劉春梅[1]對一棟地下1層、地上14層的建筑進行成本對比分析。該建筑2層及以下為現(xiàn)澆，3—14層采用裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，每層建筑面積920.23m2；地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度。使用的預(yù)制構(gòu)件包括PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板、預(yù)制三明治夾心保溫外墻板、預(yù)制剪力墻板、預(yù)制內(nèi)隔墻板、預(yù)制樓梯等。通過對建造過程進行跟蹤調(diào)查，計算出土建部分工程造價相關(guān)數(shù)據(jù)，同時按現(xiàn)澆式設(shè)計圖紙對土建部分工程量和造價進行了計算。成本費用包括了構(gòu)件生產(chǎn)成本、運輸成本和現(xiàn)場施工安裝成本、規(guī)費和稅金等。分析結(jié)果表明：（1）現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)土建部分單位面積造價為1290.23元/m2，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)單位面積造價為1618.94元/m2，比現(xiàn)澆方式高25.25%，每平米造價多328.71元；（2）建筑材料費（包括預(yù)制構(gòu)件的建筑材料費、人工、水電等成本費用、構(gòu)件模具費、工廠攤銷、構(gòu)件廠利潤等）和機械費 （吊裝費用、運輸費用等）分別比現(xiàn)澆增加了66.84%和23.4%，是裝配式結(jié)構(gòu)工程造價偏高的主要因素。

李麗紅等[2]根據(jù)項目投標(biāo)文件和圖紙，對沈陽市某公租房項目3#樓裝配整體式建筑（建筑面積為4714m2）的土建成本進行了計算，并與現(xiàn)澆式成本進行了對比分析。裝配整體式建筑使用的預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制梁、板、柱、三明治外墻及疊合樓板等。分析結(jié)果表明：（1）現(xiàn)澆式建筑土建成本為1362.13元/m2，裝配整體式建筑造價為2128.72元/m2，比現(xiàn)澆式建筑高出56.3%，每平米土建成本多出766.6元；（2）預(yù)制構(gòu)件費用和安裝成本占到該項目土建工程總造價的67.41%。

何曉珊[3]以西安某住宅樓為例進行裝配式與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)成本對比分析。該住宅樓共15層，1—3層為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，4—15層采用預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)防烈度為8度，房屋抗震設(shè)防類別為Ⅲ類。用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件分別建立現(xiàn)澆和預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)模型，并按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集，對預(yù)制構(gòu)件進行拆分設(shè)計；用SATWE軟件進行模擬分析，計算工程量。裝配式住宅的預(yù)制率為40%，使用的預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制外墻板、預(yù)制內(nèi)墻板、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺板和預(yù)制空調(diào)板等。成本分析未包含與預(yù)制部分無關(guān)的分部分項工程。分析結(jié)果表明：（1）預(yù)制裝配式住宅成本（不包含與預(yù)制部分無關(guān)的分部分項工程費用）比傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅高41%；（2）在預(yù)制裝配式住宅成本構(gòu)成中，預(yù)制構(gòu)件費用占比最高，占總成本的36%，預(yù)制構(gòu)件安裝費占總成本的13%。

崔璐[4]以濟南市某預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑試點項目北教學(xué)樓為例（建筑面積為3870.4m2），由PKPM建立傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土框架對比模型，從工程建造成本（人工費、材料費、機械費、措施費等土建部分直接費用，不包括后期裝飾工程和安裝工程）構(gòu)成角度，通過預(yù)制裝配式和傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式的比較，對影響建造成本的主要因素進行分析。分析結(jié)果表明：（1）傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)土建直接費用成本為624.34元/m2，采用預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)土建直接費用成本為985.09元/m2，每平米成本比現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)高360.37元；（2）預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)梁、柱、預(yù)制墻板成本偏高以及防火防腐費用等是裝配式鋼結(jié)構(gòu)方式成本偏高的主要原因。

李育林[5]以西北某省會城市一住宅項目為例，對傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（方案Ⅰ）和鋼結(jié)構(gòu)（方案Ⅱ）兩種方案進行成本對比分析。 該項目包括4棟樓，其中1#樓29層、2#和3#樓32層、4#樓底下2層、地上33層，層高均為2.9m；地震設(shè)防烈度為8度。方案Ⅰ為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)外墻采用加氣混凝土砌塊；方案Ⅱ塔樓采用鋼框架-中心支撐全鋼結(jié)構(gòu)，地下車庫采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上部分內(nèi)外墻采用蒸壓加氣混凝土條板，地下部分圍護結(jié)構(gòu)為加氣混凝土砌塊。根據(jù)結(jié)構(gòu)部分重點分項工程量和分項單價匯總結(jié)構(gòu)部分造價，方案Ⅰ單方造價為886.41元/m2，方案Ⅱ單方造價為1616.30元/m2，單方造價差額729.89萬元/m2，以方案Ⅰ為基數(shù)的差額率為82%。據(jù)結(jié)構(gòu)含量指標(biāo)及結(jié)構(gòu)造價數(shù)據(jù)，影響兩個方案之間造價差異的關(guān)鍵因素為圍護結(jié)構(gòu)（條板）、鋼材與涂料的費用增加、模板及抹灰的費用減少。

由于工程項目情況各異、成本分析的范圍和規(guī)則不同，以上研究結(jié)果很難形成直接有效的對比，但整體來說，裝配式建筑土建成本偏高是不爭的事實，而成本偏高的主要原因是目前預(yù)制構(gòu)件價格和安裝費用偏高。王廣明等[6]選取2014年以來施工的12對結(jié)構(gòu)形式相同、建筑高度相近、施工時間相近的裝配式混凝土項目與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土項目，對裝配式建筑建造部分增量成本進行了對比分析。分析結(jié)果表明，抗震設(shè)防等級為6～8度、預(yù)制率30%以上的裝配式混凝土項目的增量成本約為200～500元/m2，這個結(jié)果與張德明[7]的結(jié)果（裝配式建筑每平方米成本約高350～500元）有較好的可比性。雖然不同的技術(shù)體系、結(jié)構(gòu)形式、抗震設(shè)防水平、預(yù)制率、氣候條件、管理水平、項目規(guī)模會在很大程度上影響增量成本的具體數(shù)值，但因為樣本選取覆蓋范圍比較全面、成本計算方法一致，該研究應(yīng)該比較客觀地反映了當(dāng)前我國裝配式混凝土建筑在建造階段的增量成本現(xiàn)狀，具有較好的參考價值。

2 項目實施過程幾個問題的探討

影響裝配式建筑具體成本的因素很多，但簡單來說，裝配式建筑以工廠生產(chǎn)為主的部品制造取代現(xiàn)場建造，鋼筋工程、混凝土工程、砌筑工程、抹灰工程以及模板腳手架等措施費用會相應(yīng)減少，而預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運輸和吊裝費用以及相應(yīng)的現(xiàn)場節(jié)點處理相關(guān)費用會增加，裝配式建筑與現(xiàn)澆混凝土建筑成本的對比取決于成本減少部分和成本增加部分的相對多少。預(yù)制構(gòu)件費用構(gòu)成中，企業(yè)管理費和稅金以直接費為基數(shù)進行計算，而廠房和設(shè)備折舊費、模具費、車輛購置費用等在直接費中占比較大且為攤銷費用，與構(gòu)件的產(chǎn)量緊密相關(guān)，因此規(guī)模效應(yīng)顯然是影響當(dāng)前預(yù)制構(gòu)件價格也是裝配式住宅成本的重要因素。類似這些因素作為普通工程技術(shù)人員很難左右，但也有一些與工程技術(shù)人員自身工作緊密相關(guān)的因素，同樣會對裝配式建筑成本產(chǎn)生影響。

2.1 設(shè)計方案對裝配式住宅成本的影響

（1）抗震設(shè)防烈度與預(yù)制率的影響

裝配式建筑整體造價高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑造價，主要來源于土建工程中預(yù)制構(gòu)件部分。預(yù)制率越高，預(yù)制構(gòu)件越多，構(gòu)件生產(chǎn)和運輸成本就越多，吊裝量也越大，對裝配式住宅的成本影響可能就越大。國家標(biāo)準(zhǔn)對裝配式的評價基于裝配率，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 51129-2017要求裝配式建筑的裝配率不低于50%。另外，無論采用何種結(jié)構(gòu)體系，都要滿足結(jié)構(gòu)安全的基本要求，抗震設(shè)計是一個重要的影響因素。

何曉珊[3]在8度抗震設(shè)防地區(qū)（北京、西安）、7度抗震設(shè)防地區(qū)（深圳、沈陽）、6度抗震設(shè)防地區(qū)（濟南、紹興）分別選取了15個有代表性的裝配式住宅工程項目 （均為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)），對其建筑安裝成本進行分析，并以這些數(shù)據(jù)驗證了基于PSO優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的預(yù)制裝配式住宅成本預(yù)測模型的可行性。然后，以一棟15層、建筑面積為5842.65m2的預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)（預(yù)制構(gòu)件有預(yù)制外墻板、內(nèi)墻板、疊合樓板、預(yù)制樓梯、陽臺和空調(diào)板；內(nèi)墻裝修使用中級抹灰水泥漆涂料，外墻裝修使用保溫砂漿面磚）住宅為例，針對6、7、8三個抗震設(shè)防烈度，使用基于PSO優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的預(yù)制裝配式住宅成本預(yù)測模型對不同預(yù)制率時模型住宅的建造安裝成本進行了系統(tǒng)分析。分析結(jié)果表明，抗震設(shè)防烈度為6度時，項目建造安裝成本隨著預(yù)制率的提高不斷減少；抗震設(shè)防烈度為7、8度時，項目建造安裝成本隨著預(yù)制率的提高不斷增加；裝配率越高，8度抗震設(shè)防預(yù)制裝配式住宅成本比6度抗震設(shè)防的成本增加越多。根據(jù)現(xiàn)澆住宅建筑安裝成本的平均值，取王廣明等[6]研究成果增量成本的最大值（500元/m2），得出不同抗震設(shè)防烈度地區(qū)的合理預(yù)制率區(qū)間：6度抗震設(shè)防地區(qū)為30%及以上；7度抗震設(shè)防地區(qū)為30%～70%；8度抗震設(shè)防地區(qū)為30%～60%。

（2）不同類別預(yù)制構(gòu)件的影響

在不同建筑部位采用預(yù)制構(gòu)件引發(fā)的增量成本差異很大，某些部位采用可以不增加成本，某些部位采用后成本增加幅度較大。王廣明等[6]根據(jù)濟南市裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)建筑工程定額研究成果，北京市某裝配式混凝土建筑項目成本進行核算，可以發(fā)現(xiàn)使用預(yù)制外墻和預(yù)制內(nèi)墻費用增加較多，預(yù)制樓梯增加費用較少，而使用預(yù)制樓板可以降低造價。

戴世瑋等[8]以主體結(jié)構(gòu)中不同預(yù)制構(gòu)件為研究對象，通過建立預(yù)制構(gòu)件模型，對比預(yù)制構(gòu)件比例、四大承重構(gòu)件（柱、梁、板、墻）的成本增量、預(yù)制構(gòu)件性價比（指每一預(yù)制部品部件比例百分點所對應(yīng)的單位造價成本）、工日比（工期影響）等經(jīng)濟指標(biāo)，研究不同預(yù)制構(gòu)件組合對成本造價的影響。分析結(jié)果表明：（1）相比現(xiàn)澆構(gòu)件，疊合板造價增加最多，增長幅度接近2倍；其次為預(yù)制墻，增長幅度接近1.5倍；在同等裝配率情況下，應(yīng)當(dāng)盡量減少疊合板、預(yù)制墻的使用，增加雙葉疊合墻的應(yīng)用；（2）墻體構(gòu)件中，雙葉疊合墻造價增量較小，預(yù)制構(gòu)件性價比優(yōu)秀，使用它作為預(yù)制構(gòu)件時可以在滿足裝配率的情況下使成本造價較低；（3）構(gòu)件梁、柱在采用預(yù)制形式時，成本增量相對優(yōu)秀且預(yù)制構(gòu)件性價比較低，在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的情況下可以適當(dāng)選用。作者以沈陽市洪匯園公租房項目7號樓為例，討論了滿足不同裝配率要求的前提下，采用多個預(yù)制構(gòu)件優(yōu)化組合可顯著降低造價成本，在梁、板等構(gòu)件滿足規(guī)范中裝配式建筑評分表里最低評分標(biāo)準(zhǔn)的情況下，優(yōu)先增大豎向預(yù)制柱及疊合墻構(gòu)件的預(yù)制部品部件比例，有利于同時滿足提高裝配率和有效控制造價的要求。

（3）預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化率的影響

不同建筑體型對預(yù)制構(gòu)件成本和用量的影響很大，采用相同裝配式建筑技術(shù)體系的兩棟建筑，由于建筑體型、外立面復(fù)雜程度的差異，成本相差很大。建筑設(shè)計中不同種類的預(yù)制構(gòu)件越多，構(gòu)件形式越復(fù)雜，則模具的成本會越高。因此，提高預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度顯得尤為重要。劉春梅[1]的研究中，預(yù)制疊合板的模具攤銷費用達到592元/m3，占疊合板總成本的近26%。

張德明[7]對上海某混凝土預(yù)制構(gòu)件廠近年提供構(gòu)件的純住宅項目相關(guān)模具使用情況數(shù)據(jù)進行分析，11個項目均為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，項目中模具平均使用次數(shù) （構(gòu)件數(shù)/模具總數(shù)）超過100的只有4個項目，100～50之間的有2個項目，50以下的有5個項目。如能提高預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，就可以提高模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，據(jù)萬科測算[7-8]，如將構(gòu)件模板周轉(zhuǎn)次數(shù)由現(xiàn)狀的60～70次提高至100次，則模具費用能降低80～100元/m3。

2.2 預(yù)制構(gòu)件運輸費用

預(yù)制構(gòu)件從工廠到工地的運輸費用與預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度、裝運工具、運輸方案、運輸距離都有關(guān)系，這里重點討論運輸距離和裝運效率。

對預(yù)制構(gòu)件運輸費用進行簡單分析。一些基本假定：運輸車輛采用普通的半掛車，車輛購置費用取45萬元，報廢公里數(shù)取50萬km；車輛自重6t，額定載重量30t；車輛油耗為40 L/100km，現(xiàn)行柴油價格約為6.5元/L；車輛日常維護保養(yǎng)費用為2.5元/km；過路費按0.08元/t/km，考慮收費隧道調(diào)整系數(shù)取1.05。如單次運輸構(gòu)件種類為25t，運輸距離為50km的水平運輸費用為105.54元/m3，預(yù)制構(gòu)件平均價格取3000元/m3，預(yù)制構(gòu)件運輸費用占比為3.52%；運輸距離為100km的水平運輸費用為181.08元/m3，占預(yù)制構(gòu)件綜合價格的比例為6.04%；而如果運輸距離為200km，水平運輸費用為332.16元/m3，占預(yù)制構(gòu)件綜合價格的比例將達到11.07%。

需要注意的是，運輸費用中車輛折舊、維護、過路費、油費等占相當(dāng)大的比重，實際裝運的預(yù)制構(gòu)件數(shù)量或重量影響并不大。也就是說，除了運距這個相對客觀的因素，如何提高運輸效率，減少運輸?shù)拇螖?shù)，對減少水平運輸成本至關(guān)重要。這需要生產(chǎn)和施工現(xiàn)場的有效溝通和協(xié)調(diào)，根據(jù)生產(chǎn)和現(xiàn)場施工實際情況，制定合理的運輸方案，一體化信息化協(xié)同工作和管理平臺可以發(fā)揮很好的作用。從項目現(xiàn)場情況來看，通常都是一層一層吊裝施工，為此運輸時往往需要墻板、樓板、樓梯等一起運，運輸效率不高，開發(fā)專用的運輸車輛應(yīng)該會有助于提高運輸效率。

2.3 預(yù)制構(gòu)件吊裝費用

預(yù)制構(gòu)件需要現(xiàn)場吊裝，預(yù)制率越高，吊裝量就越大，對機械設(shè)備和吊裝操作的要求就越高。預(yù)制構(gòu)件一般尺寸和重量較大，傳統(tǒng)的塔吊等機械無法滿足要求，而大型機械的個性化需求提高了設(shè)備的租賃成本。根據(jù)王廣明等[6]的研究結(jié)果，以預(yù)制率50%的項目為例，預(yù)制構(gòu)件的吊裝費用約為300元/m2左右。

常見的吊裝工具有塔機和汽車吊，配套的有施工升降機。預(yù)制構(gòu)件一般尺寸和重量較大，往往需要大型塔機。以典型的額定起重力矩1500kN·m的塔機為例，租賃費用按1500元/天，操作人員 （一臺塔機配一個操作工加一個指揮工）費用為12000元/月，通常一棟住宅至少配2臺塔機，這樣工期每耽擱一天，塔機租賃相關(guān)費用為4800元，工期延長3個月就是57萬元。

2.4 工期的影響

工期縮短，不僅節(jié)省大型機械的租賃費用、人工費用和現(xiàn)場管理費用，還可以節(jié)約貸款利息。李育林[5]以某裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅項目為例，每棟樓（32層）裝配式鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省工期96天，融資成本按8%計，因為工期縮短節(jié)省融資成本帶來的財務(wù)效益可以創(chuàng)效65.89元/m2。

理論上講，裝配式結(jié)構(gòu)施工較現(xiàn)澆施工在工期方面有很大的優(yōu)勢，但目前來看，跟現(xiàn)場工人的熟練程度和現(xiàn)場管理有很大關(guān)系。崔璐[4]以某項目為例對裝配式鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的工期進行了對比，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)總工日為11039.38天，而裝配式鋼結(jié)構(gòu)總工日為6847.64天，比現(xiàn)澆方式節(jié)省38%，裝配式鋼結(jié)構(gòu)在工期方面優(yōu)勢明顯。劉春梅[1]對某項目現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件吊裝耗時進行了跟蹤記錄，發(fā)現(xiàn)墻板安裝耗時按10min/塊，樓梯安裝耗時按15min/塊，疊合樓板安裝耗時按10min/塊，但也指出，由于工人熟練程度和現(xiàn)場因素影響，安裝時間往往會從理論上的5天一層延長到8～9天一層，導(dǎo)致工期延長。

基于實際調(diào)研，王廣明[6]指出裝配式建造方式相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建造方式，在墻鋼筋綁扎、墻模板安裝、墻混凝土澆筑、墻模板拆除、水平模板支設(shè)、板混凝土澆筑等工序上時間有所縮短，但新增的預(yù)制墻板吊裝、灌漿作業(yè)及疊合板吊裝增加了工期?？傮w來看，結(jié)構(gòu)總工期相差不大。但實施全裝修的裝配式建筑，由于裝飾裝修工程可同步進行，可以大大縮短總工期。按照萬科部分項目的經(jīng)驗，以15層樓為例，宏觀工期可縮短3個月左右。對于施工企業(yè)，以某10萬平米的住宅項目為例，可節(jié)省利息146萬元。

3 結(jié)語

目前裝配式建筑土建成本整體偏高，而成本偏高的主要原因是目前預(yù)制構(gòu)件價格和安裝費用偏高。影響裝配式建筑具體成本的因素很多，有些因素工程技術(shù)人員無法左右，但也有一些因素，如預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度、不同的預(yù)制構(gòu)件類型、預(yù)制構(gòu)件的尺寸和重量、項目工期等，同樣會影響裝配式住宅的成本，而且與工程技術(shù)人員自身工作緊密相關(guān)，需要引起普通工程技術(shù)人員的關(guān)注。尤其在裝配式建筑設(shè)計中，要強化以工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化思維的裝配式建筑正向設(shè)計，提高構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度，盡量減少異形構(gòu)件的使用，利用“少規(guī)格、多組合”的原則，通過標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組合，實現(xiàn)建筑平、立面的多樣性。