何凱紅，祁玉婷，張 偉

(1.深圳市住房保障署，廣東 深圳 518000；2.中建科技集團有限公司，廣東 深圳 518000；3.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)，廣東 深圳 518055)

0 引言

裝配式建筑是我國推動建筑業(yè)向工業(yè)化、高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑，也是近年來國家大力提倡與鼓勵的建造方式。裝配式建筑有提高質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約能源、減少碳排放、綠色環(huán)保等優(yōu)點。自2015年7月以來，國家及地方陸續(xù)出臺鼓勵發(fā)展裝配式建筑的相關(guān)政策[1-4]。但時至今日，裝配式建筑在國內(nèi)的推廣應(yīng)用效果不甚理想[5]。目前，在政府強推壓力下，對于涉及財政投資、國有資金投資的建筑工程項目須滿足一定的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)，而對于房地產(chǎn)開發(fā)商等民營資本投資主體則對裝配式建筑持觀望態(tài)度，僅有少量大型房地產(chǎn)商在裝配式建筑領(lǐng)域進行探索研究。裝配式建筑無法快速推廣與廣泛應(yīng)用，主要原因為：①裝配式建筑屬于新型工業(yè)化建造方式，較傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑而言，存在諸多創(chuàng)新性技術(shù)應(yīng)用，對從業(yè)人員的技術(shù)管理能力和工程實踐經(jīng)驗要求較高，需有配套的裝配式建筑新技術(shù)研發(fā)與管理人才團隊；②目前裝配式建筑較傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑普遍造價偏高。

針對裝配式建筑工程造價過高難以有效推廣的問題，國內(nèi)外學(xué)者開展了諸多研究。Hong等[6]從成本效益分析出發(fā)，分析了中國推進裝配式建筑的主要障礙。王爽等[7]結(jié)合具體案例對裝配式建筑和傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的造價進行了對比研究。郭德坤[8]從優(yōu)化設(shè)計方案角度分析了影響裝配式建筑的成本因素。陳莉[9]分析影響裝配式混凝土建筑的造價因素，并提出了相應(yīng)的管控措施。賀菲[10]將BIM技術(shù)引入裝配式建筑全過程造價管理，并提出各階段降低造價的相關(guān)措施。Wasim等[11]針對住宅建筑預(yù)制非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的成本問題，進行了材料、可持續(xù)性、制造等多方面的優(yōu)化。Ahmed等[12]開發(fā)新型預(yù)制超輕地板，從建筑全生命周期與其他類型預(yù)制板進行對比，最終達到控制成本的目的。Li等[13]應(yīng)用BIM技術(shù)對裝配式建筑現(xiàn)場施工進行模擬與優(yōu)化，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)平臺對管理人員的決策進行服務(wù)，從而對施工過程成本管控進行有效監(jiān)控。

雖然上述研究涉及裝配式建筑各階段的成本管控，但針對單一項目的全過程應(yīng)用研究卻較少，難以體現(xiàn)在具體實踐項目中。因此，本文在裝配式建筑(裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式裝修)管理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，梳理裝配式混凝土建筑造價高的原因，針對性地篩選影響裝配式建筑造價的核心因素，并結(jié)合實際工程項目的落實，總結(jié)降低裝配式造價的可行性措施。

1 裝配式建筑的特點及現(xiàn)狀

裝配式建筑是指在預(yù)制加工廠生產(chǎn)構(gòu)件，通過機械吊裝將不同構(gòu)件連接為整體的建筑[14]。其優(yōu)點為建造速度快、節(jié)省勞動力、施工現(xiàn)場濕作業(yè)少，不會產(chǎn)生過多的建筑垃圾，不僅施工綠色環(huán)保、減少碳排放，且建筑品質(zhì)高。由于人們對于環(huán)境的保護愈發(fā)重視，節(jié)約資源能源、減少施工污染迫在眉睫，而傳統(tǒng)建筑業(yè)的施工方法已難以滿足其需求[15]。因此，裝配式建筑符合“四節(jié)一環(huán)?！崩砟畹膬?yōu)勢成為了推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必要因素。2016年9月國務(wù)院辦公廳下發(fā)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，其中強調(diào)發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革。深圳市政府在《深圳市裝配式建筑發(fā)展專項規(guī)劃》中提出大力推進裝配式建筑工作，2020年，全市裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%以上；到2025年，全市裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到50% 以上；到2035年，全市裝配式建筑占新建建筑面積的比例力爭達到70%以上。然而，盡管裝配式建筑規(guī)模日益擴大，但其成本與傳統(tǒng)建筑相比卻并無優(yōu)勢，如何控制裝配式建筑的造價成本尤為關(guān)鍵。現(xiàn)階段，我國的裝配式建筑造價管理模式仍處于摸索階段，對裝配式建筑造價管理的系統(tǒng)性研究較少[16]，因此，找到影響裝配式建筑造價的決定性因素并提出優(yōu)化方案對裝配式建筑造價管理的研究尤為重要。

2 影響裝配式建筑工程造價的因素識別

本研究以裝配式建筑造價管理為研究對象，通過在深圳市已建造完成的裝配式住宅造價管理實踐經(jīng)驗為基礎(chǔ)，利用文獻綜述法[17-18]，參考GB/T 51129—2017《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》及深圳地區(qū)的《深圳市裝配式建筑評分規(guī)則》[19]，在與6位專家討論后，共識別出7個影響工程造價的因素，從而構(gòu)建裝配式建筑造價管控指標(biāo)體系。同時，結(jié)合裝配式建筑項目工程實施情況，將工程造價影響因素按項目建設(shè)過程進行分類，包括決策階段、設(shè)計階段及施工階段，具體如表1所示。其中，設(shè)計階段和施工階段為裝配式建筑項目造價控制關(guān)鍵階段。

3 案例實證分析

根據(jù)上述結(jié)論，本文以案例分析為基礎(chǔ)，重點對裝配式建筑在決策階段、設(shè)計階段、施工階段的工程造價影響因素進行分析。

3.1 項目概況

深圳某裝配式建筑項目，采用EPC工程總承包管理模式，總建筑面積約為13.3萬m2，其中包括3棟超高層建筑，建筑高度為150m，采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系，合同總金額約6.5億元，主體結(jié)構(gòu)裝配率73%～83%，全裝修交付，可代表當(dāng)前國內(nèi)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑的領(lǐng)先水平。本案例采用組合計價方式，在工程項目管理中使用項目管理系統(tǒng)及BIM技術(shù)等先進的信息化管理方式。

表1 裝配式建筑工程造價主要影響因素

3.2 決策階段

3.2.1裝配率、裝配等級

以深圳市裝配式建筑評分標(biāo)準(zhǔn)為例，必得分項共計38分，是設(shè)計時必須要滿足的得分項，若要滿足技術(shù)總評分不低于50分，其他12分的獲得則有多種設(shè)計方案組合；且必得分項中的主體結(jié)構(gòu)工程要獲得20分也有多種方案的組合。綜上可知，一方面，建設(shè)工程裝配式等級的決策或建筑評分的分值，決定了工程在圖紙設(shè)計階段需滿足的基本要求，而根據(jù)研究，裝配率越高或裝配等級要求越高，相應(yīng)的建設(shè)造價也越高；另一方面，在裝配率或裝配等級一定的情況下，不同的設(shè)計方案組合對應(yīng)的工程造價也不同。本文案例實踐分析顯示，采取工具化腳手架裝配式施工方法、全裝修、集成廚房、集成衛(wèi)生間、機電裝修一體化、管線分離等設(shè)計組合方案，造價較低。

表2 裝配式混凝土建筑技術(shù)評分

3.2.2發(fā)承包模式選擇

建設(shè)單位選擇的發(fā)承包模式?jīng)Q定了建設(shè)工程施工組織方式，由于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑與設(shè)計的交互沒有裝配式建筑多，因此設(shè)計與施工分開對建設(shè)成本的影響不是很大，而裝配式建筑在設(shè)計階段就需考慮施工組織上的各項工序銜接等細節(jié)，需一體化思維，而傳統(tǒng)設(shè)計院工作思考往往只停留在設(shè)計層面，施工環(huán)節(jié)經(jīng)驗不豐富或完全不予考慮。在此背景下裝配式建筑的設(shè)計與施工分開發(fā)包，則不利于成本管控。因此在發(fā)承包模式選擇時，裝配式建筑更適用于EPC總承包模式。根據(jù)本文案例的實踐經(jīng)驗，EPC模式下的裝配式建筑造價較傳統(tǒng)的模式可降低3%～5%。

3.3 設(shè)計階段

3.3.1戶型標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

在本案例中，共1 536套住宅，僅采用了65m2(兩房)、80m2(三房)、100m2(大三房)3種標(biāo)準(zhǔn)戶型。戶型標(biāo)準(zhǔn)化不僅為構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化打下了堅實的基礎(chǔ)，同時也使裝配式建筑施工組織變得更高效、便捷，從而加快工期、提高質(zhì)量，也能有效地減少與控制造價。

3.3.2構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

在裝配式建筑項目工程造價中，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)及安裝費占總造價的10%～15%，因此降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)及安裝費用成為裝配式建筑造價控制重難點。裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)基礎(chǔ)是模具的制作，預(yù)制構(gòu)件種類越多，模具種類也越多，所以盡量減少預(yù)制構(gòu)件的種類，增加同種預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量，增加模具使用次數(shù)，可減少預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)模具的費用投入。因此，在裝配式建筑中，提升可復(fù)制或鏡像的預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，減少構(gòu)件種類，提高構(gòu)件的制作效率，可直接降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)費，從而降低裝配式建筑工程建設(shè)費用，且合理的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化直接影響后期采購和施工，關(guān)系到整個項目的盈利與經(jīng)濟性。

本案例提出“少規(guī)格、多組合”，規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵在于構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，通過精細化的考慮和標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫的構(gòu)建，實現(xiàn)了設(shè)計與生產(chǎn)、施工的有序銜接，實現(xiàn)嚴格控制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化種類的目標(biāo)，進而減少生產(chǎn)過程開模費用，增加模板使用次數(shù)，從而降低目標(biāo)造價。構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化對造價的影響如表3所示。

表3 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化對造價的影響

3.3.3裝配式建筑系統(tǒng)化協(xié)同與深化設(shè)計

裝配式建筑最大的特點是構(gòu)件在工廠或現(xiàn)場預(yù)制成型，然后采用機械化吊裝施工。此種類似搭積木的建造方式不僅需要預(yù)制構(gòu)件有較高的精度，建筑施工中的各環(huán)節(jié)還需采用系統(tǒng)化的思維去提前策劃與考慮。因此，裝配式建筑系統(tǒng)協(xié)同化與深化設(shè)計是裝配式建筑造價控制的關(guān)鍵點之一。本案例確定了裝配式結(jié)構(gòu)體系與預(yù)制構(gòu)件拆分方案后，在預(yù)制構(gòu)件正式生產(chǎn)加工前，花費大量精力對鋁模、爬架、預(yù)制凸窗(鋁窗框預(yù)埋)、預(yù)制陽臺(欄桿留孔洞)、預(yù)制樓梯(欄桿預(yù)埋件)、預(yù)制疊合板(水電管線預(yù)埋)等提前進行深化設(shè)計與系統(tǒng)化協(xié)同設(shè)計，從而減少或避免額外構(gòu)件進場吊裝后進行二次開孔、剔鑿等，不僅浪費成本，還影響工程質(zhì)量。

如本案例中，因鋁模加工精度高，對偏差的容差性小，構(gòu)件加工生產(chǎn)時尺寸偏差相對較大，為解決鋁模與構(gòu)件連接的相容性問題，深化設(shè)計時綜合考慮單個構(gòu)件的生產(chǎn)偏差及整層全部構(gòu)件的累積偏差，提前對連接部位進行鋁模正偏差設(shè)計、構(gòu)件負偏差加工生產(chǎn)，保證相應(yīng)偏差在鋁模與預(yù)制構(gòu)件連接處已進行消化處理，避免出現(xiàn)鋁模與構(gòu)件連接偏差較大、鋁模無法合模導(dǎo)致現(xiàn)場改模的情況或現(xiàn)場剔打構(gòu)件的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致施工階段成本增加。

同時在進行鋁模與構(gòu)件的連接深化時提前考慮連接處易出現(xiàn)的漏漿、脹模等質(zhì)量問題，應(yīng)綜合進行構(gòu)件和鋁模的深化，將鋁模加固螺栓延伸到構(gòu)件上，保證構(gòu)件的螺栓孔洞與鋁模的加固螺栓高度一致，鋁模背楞安裝時即可同步對構(gòu)件和鋁模進行一次加固，通過連接處的深化，可有效避免漏漿、脹模產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)不平整所引發(fā)的打磨修補等費用。

同理，預(yù)制陽臺、預(yù)制樓梯構(gòu)件需提前做好深化設(shè)計，確定陽臺及樓梯欄桿的連接方式，以便在預(yù)制陽臺及樓梯生產(chǎn)時做好相關(guān)的預(yù)留孔或埋件的安裝預(yù)埋。本案例采用裝配式欄桿，在預(yù)制陽臺生產(chǎn)加工時就提前深化預(yù)留好欄桿立桿固定的孔洞，不僅方便裝配式欄桿現(xiàn)場安裝，還能在組織到位的情況下，實現(xiàn)永臨結(jié)合，有效控制造價。

預(yù)制凸窗或預(yù)制剪力墻等帶窗戶的預(yù)制構(gòu)件，需提前做好鋁窗的深化設(shè)計、鋁窗框的采購及生產(chǎn)，鋁窗框運輸?shù)筋A(yù)制構(gòu)件廠，在預(yù)制凸窗生產(chǎn)加工時提前預(yù)埋好窗框及與窗戶相關(guān)的防雷接地片等，不僅能有效控制造價，還能提升凸窗的防水性能。

3.4 施工階段

基于文獻研究及本文案例的實踐，裝配式建筑在做好施工組織的情況下，可在整個施工階段降低成本、節(jié)約人工、縮短工期、提高施工質(zhì)量，同時還能減少生產(chǎn)能源和建筑垃圾產(chǎn)生量，從而表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟效益。

3.4.1構(gòu)件生產(chǎn)加工與運輸

從目前國內(nèi)宏觀市場角度出發(fā)，裝配式建筑造價高的原因之一是工廠生產(chǎn)加工的預(yù)制構(gòu)件價格普遍居高不下。眾所周知，1m3混凝土構(gòu)件對應(yīng)的鋼筋、混凝土材料無論在工廠還是現(xiàn)場現(xiàn)澆施工，其材料消耗費用基本是相等的(不考慮現(xiàn)場損耗與工廠加工損耗之差)，同時，預(yù)制構(gòu)件在工廠加工的環(huán)境與條件相對現(xiàn)場現(xiàn)澆更優(yōu)，工廠所需的措施費(如腳手架、安全防護等)也相對更少；然而，1m3預(yù)制構(gòu)件造價卻遠高于1m3現(xiàn)澆混凝土造價。原因主要為：①標(biāo)椎化設(shè)計體現(xiàn)程度低，平面標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制件通用化不成熟，進而增加工廠生產(chǎn)成本；②因裝配式的體量相對較小，預(yù)制構(gòu)件工廠較少，故工廠的產(chǎn)能無法達到設(shè)計產(chǎn)能，因此加大了構(gòu)件出廠的固定資產(chǎn)攤銷；③預(yù)制構(gòu)件廠的機械化程度、構(gòu)件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度、模具的周轉(zhuǎn)效率、預(yù)制件外形尺寸均直接影響構(gòu)件生產(chǎn)加工成本；④市場上構(gòu)件廠數(shù)量少，則采購距離增加，導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件的運輸費用過高，也造成高額的預(yù)制構(gòu)件費用，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，構(gòu)件運輸?shù)慕?jīng)濟距離約為200km。

3.4.2施工組織與構(gòu)件吊裝

裝配式構(gòu)件的吊裝效率影響措施費中的二次搬運費、腳手架費(吊籃)、垂直運輸費、大型機械安拆費等，因此優(yōu)化運輸方式和提升吊裝效率可大大降低裝配式建筑工程成本。

提升裝配式構(gòu)件吊裝效率的難點為：①裝配式建筑現(xiàn)場施工塔式起重機的布置及選型，應(yīng)綜合考慮預(yù)制構(gòu)件卸車點、構(gòu)件堆場位置、構(gòu)件質(zhì)量、塔式起重機吊重、構(gòu)件分布、塔式起重機附著位置(預(yù)制構(gòu)件位置無法附著，一般只能附著在現(xiàn)澆部位)等因素，若塔式起重機選型和布置不合理，往往會產(chǎn)生不必要的二次轉(zhuǎn)運，降低吊裝效率；②為保障塔樓的正常施工，項目通?？紤]在構(gòu)件堆場提前預(yù)備1層預(yù)制構(gòu)件，若不同樓棟構(gòu)件混放、堆放雜亂，易導(dǎo)致找尋構(gòu)件困難、吊裝錯誤，增加不必要的人工投入；③預(yù)制構(gòu)件的快速識別是重點，預(yù)制凸窗、陽臺、疊合板、樓梯等多有鏡像構(gòu)件，無法清晰識別構(gòu)件信息往往會導(dǎo)致構(gòu)件吊裝出錯、加固后返工，浪費構(gòu)件吊裝時間。本案例經(jīng)實踐驗證，就上述難點給出建議，如表4所示。

表4 吊裝組織設(shè)計中影響造價因素及解決建議

3.4.3BIM信息化運用

提升裝配式建筑信息化水平可有效控制成本。裝配式建筑的技術(shù)要求較高，較現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，工作量更大，不僅要求各專業(yè)相互配合，還要求設(shè)計深化，對水電、暖通、建筑結(jié)構(gòu)、安全等既可相互配合連接、又可獨自進行構(gòu)件拆分。BIM模型的裝配式建筑工程管理模式可解決由于溝通不順暢導(dǎo)致的問題，如設(shè)計人員和施工人員溝通不及時出現(xiàn)的施工圖紙交叉問題，暖通安裝方在管線布置時管線和主體框架發(fā)生沖突等，從而降低交易成本，降低工程造價。

本案例中，在裝配式建筑的施工準(zhǔn)備階段及設(shè)計深化后，應(yīng)用BIM 技術(shù)進行管理，以構(gòu)件為參數(shù)建立BIM模型，參數(shù)的修改反映到模型上，其他相關(guān)聯(lián)部分都會自動修改，將預(yù)制構(gòu)件參數(shù)及信息與預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工廠共享，縮短預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的準(zhǔn)備時間，從而提高效率，同時也可更好地保障工程質(zhì)量。

利用BIM技術(shù)還可在施工前對裝配式建筑項目進行模擬施工，及時發(fā)現(xiàn)復(fù)雜施工過程及現(xiàn)場布置可能出現(xiàn)的問題，有效避免二次返工帶來的造價損失。本案例中，預(yù)計BIM模型及平臺的建立，可為工程減少損失近百萬元。

4 結(jié)語

裝配式建筑具有自動化程度高、綠色環(huán)保、縮短工期等優(yōu)點，能產(chǎn)生極大的綜合效益。但現(xiàn)如今裝配式建筑仍處于起步階段，且市場上普遍認為裝配式建筑造價一定高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑，從而阻礙裝配式建筑行業(yè)發(fā)展。通過本文對裝配式建筑造價管理的案例分析，采用設(shè)計-采購-施工(EPC)總承包模式有利于裝配式建筑的造價管理，同時設(shè)計階段和施工階段對造價影響最大，因此提升設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、完善系統(tǒng)化協(xié)同與深化設(shè)計、構(gòu)件高效生產(chǎn)加工與運輸、加強裝配式施工組織與構(gòu)件吊裝，均可有效降低成本。

當(dāng)前我國社會發(fā)展正處于“十四五”規(guī)劃階段，2022年初，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[21]，其中針對大力發(fā)展裝配式建筑提出了“構(gòu)建裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和生產(chǎn)體系，推動生產(chǎn)和施工智能化升級，擴大標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件和部品部件使用規(guī)模，提高裝配式建筑綜合效益”的明確要求。本文涉及裝配式建筑項目決策、設(shè)計、施工3個階段，利用案例分析，識別出7種影響裝配式建筑工程造價的影響因素，同時提出相應(yīng)成本管控措施，在實現(xiàn)同等建設(shè)品質(zhì)的情況下，提升項目的整體成本競爭力，實現(xiàn)裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑在工程造價上的競爭優(yōu)勢，從而推動裝配式建筑行業(yè)更快更好地推廣，助力我國新型建筑工業(yè)化高速高質(zhì)量發(fā)展。