觀點(diǎn)分享丨裝配式混凝土建筑增量成本分析與研究
廣東裝配式建筑分會 2022-07-11 2356
由于我國裝配式建筑起步晚，仍處于初級階段。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比其造價(jià)一直較高，其增量成本一直是其發(fā)展的制約因素。文章將對裝配式建筑增量成本問題進(jìn)行分析與研究。主要是通過裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工４個(gè)建設(shè)階段的成本構(gòu)成進(jìn)行對比，找出裝配式混凝土建筑相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的增量成本，并結(jié)合具體數(shù)據(jù)，進(jìn)一步進(jìn)行成本分析，以期為裝配式建筑的成本控制研究提供一定的依據(jù)。建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大，但是隨著建筑業(yè)不斷地發(fā)展，環(huán)境污染、能源損耗等問題的出現(xiàn)讓人們開始對建筑業(yè)未來的發(fā)展產(chǎn)生了更多的思考。由于裝配式建筑具有綠色環(huán)保、建設(shè)工期短、質(zhì)量易于保證等特點(diǎn)，我國近年來開始大力發(fā)展裝配式建筑。面對一種全新的建造模式。國內(nèi)外學(xué)者對裝配式建筑成本展開了大量的研究。國內(nèi)外學(xué)者主要在裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑成本對比、各階段成本構(gòu)成等方面進(jìn)行了研究。通過一定的數(shù)據(jù)對比分析與研究，得出了裝配式建筑在制作工藝時(shí)所需要花費(fèi)的成本比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑制作工藝時(shí)所需花費(fèi)的高 １０％ ～ ２０％。在環(huán)保性方面，裝配式建筑與其他傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑相比，能夠很好地降低其在修建工程中所帶來的垃圾及相應(yīng)原材料的浪費(fèi)。研究運(yùn)輸階段對整個(gè)裝配式建筑修建過程進(jìn)度的具體影響。結(jié)果表明裝配率越高，對供應(yīng)商預(yù)制構(gòu)件的需求量越大時(shí)更應(yīng)提前對裝配預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸階段做好提前規(guī)劃，包括預(yù)制工廠的選擇、預(yù)制構(gòu)件實(shí)際需求量的確定、運(yùn)輸路線的規(guī)劃等。在裝配式建筑各階段進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和實(shí)驗(yàn)的模擬后發(fā)現(xiàn)致使裝配式建筑造價(jià)較高的主要原因是預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)產(chǎn)生的費(fèi)用、運(yùn)輸過程產(chǎn)生的運(yùn)輸成本、安裝部分產(chǎn)生的人工費(fèi)和機(jī)械費(fèi)這3個(gè)部分的成本較高。申金山等基于一定的數(shù)據(jù)下對裝配式建筑各階段即對設(shè)計(jì)－生產(chǎn)－運(yùn)輸－安裝階段的成本構(gòu)成進(jìn)行分析與研究，后將成本管理精益化融入其中，以此總結(jié)出各階段能使成本減少的精益管理舉措。孫磊等從裝配式建筑生產(chǎn)階段出發(fā)，分析預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)過程中影響成本控制的相關(guān)問題進(jìn)而提出裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中的成本控制措施。李麗紅等把整個(gè)裝配式建筑的施工過程和傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的施工過程中產(chǎn)生的費(fèi)用進(jìn)行了對比，結(jié)合某一實(shí)際房屋或小區(qū)在造價(jià)上的具體情況，分析了其中造價(jià)存在著差異的原因，并針對我國裝配式建筑造價(jià)一直居高不下的原因提出建議。童贊文通過國內(nèi)外一些案例，將裝配式建筑與現(xiàn)澆施工的整個(gè)建設(shè)階段進(jìn)行對比，最終得出了裝配式建筑項(xiàng)目的質(zhì)量要高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑。毛寧寧等通過對于裝配式建筑和傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑之間的比較研究，找出二者的不同點(diǎn)，并進(jìn)一步分析了其產(chǎn)生差異的原因，最后提出了相關(guān)的建議。除此之外，國外學(xué)者更注重裝配式建筑可持續(xù)方面的研究。總的來說，與國外裝配式建筑建造成本低于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑成本，而我國目前裝配式建筑成本高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑，即存在著較高的成本增量。國內(nèi)很多學(xué)者通過裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑對比進(jìn)行了成本差異的分析，找出了全過程的增量成本，但是對每個(gè)階段增量成本的具體構(gòu)成研究較少。本文將在此基礎(chǔ)上對裝配式建筑各階段增量成本的具體構(gòu)成進(jìn)行分析，為后續(xù)裝配式建筑成本控制提供一定的依據(jù)。根據(jù)我國裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，我國裝配式建筑設(shè)計(jì)階段的成本在其全生命周期中占比雖然并不多，總體不超過2％，但是對后續(xù)各階段的成本影響巨大，影響程度超過70％。相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑，裝配式建筑主要是多了技術(shù)策劃和構(gòu)件深化設(shè)計(jì)2個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示。根據(jù)上圖分析裝配式建筑設(shè)計(jì)階段的成本，具體分析相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑多出來的兩個(gè)環(huán)節(jié)，并據(jù)此找出裝配式建筑相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的增量成本。技術(shù)策劃階段主要是對后續(xù)各個(gè)環(huán)節(jié)即規(guī)劃設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)和施工建造進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，將建筑、結(jié)構(gòu)以及裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)與安裝等過程密切結(jié)合起來協(xié)調(diào)工作，并將設(shè)計(jì)貫穿于裝配式建筑建造全過程。構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)是首先由設(shè)計(jì)單位對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分，然后與生產(chǎn)商配合完成 ＰＣ 構(gòu)件的生產(chǎn)加工圖，其中還包括裝配率等的計(jì)算，該設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的成本主要與預(yù)制構(gòu)件的種類和復(fù)雜性相關(guān)。所以據(jù)此對比分析 ＰＣ 構(gòu)件裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的成本構(gòu)成如表１ 所示（打“√”表示存在該成本，打“ ×”表示不存在該成本，下同）。從上述成本對比情況分析主要差異來源，根據(jù)裝配式建筑的建造方式與特點(diǎn)來看，主要是因?yàn)檠b配式建筑設(shè)計(jì)階段的技術(shù)策劃和構(gòu)件深化設(shè)計(jì)需要通過技術(shù)和其他方面的工作使設(shè)計(jì)階段的一些流程更加精細(xì)，得到的設(shè)計(jì)成果模數(shù)化比例增加，同時(shí)加強(qiáng)與后續(xù)各階段的配合，進(jìn)而促進(jìn)成本更加精確，這些都對設(shè)計(jì)人員、相應(yīng)技術(shù)手段以及最后的設(shè)計(jì)成果等有更高的要求。１．１．３ 裝配式建筑設(shè)計(jì)階段增量成本主要增量成本包括 從表 １ 的分析來看，裝配式建筑相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的：ＰＣ 設(shè)計(jì)咨詢費(fèi)、人工管理費(fèi)、預(yù)制構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、詳圖設(shè)計(jì)、裝配施工設(shè)計(jì)和預(yù)制率經(jīng)濟(jì)性測算等部分。例如人工管理費(fèi)的增加主要是為了加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的相關(guān)篩選、培訓(xùn)等工作以使得設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，特別是構(gòu)件的拆分設(shè)計(jì)等工作時(shí)具有協(xié)同思想，充分考慮到后續(xù)運(yùn)輸、施工等階段工作的實(shí)際情況，減少后期設(shè)計(jì)變更導(dǎo)致的成本增加和施工困難。所以設(shè)計(jì)階段多方面的因素使得我國裝配式建筑成本相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑成本增加。據(jù)測算裝配式建筑設(shè)計(jì)階段與傳統(tǒng)現(xiàn)澆技術(shù)模式下的成本進(jìn)行比對后，可大致估算出：設(shè)計(jì)費(fèi)用成本增量在15-20元／ ㎡ 。建筑構(gòu)件結(jié)構(gòu)的不同是傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑和裝配式建筑成本產(chǎn)生差異的主要原因之一。據(jù)測算，裝配式建筑成本增量的最大組成來自于構(gòu)件費(fèi)用，所以對該階段成本的分析與控制對降低裝配式建筑的造價(jià)有著十分深遠(yuǎn)的影響。裝配式建筑相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑，需要提前在預(yù)制工廠生產(chǎn)出相應(yīng)數(shù)量的預(yù)制構(gòu)件，然后再將這些預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至施工場地。所以裝配式建筑生產(chǎn)階段的所有費(fèi)用都屬于該階段的增量成本。根據(jù)大量文獻(xiàn)收集和案例分析，生產(chǎn)階段的具體成本構(gòu)成如表2所示，并對其進(jìn)行來源分析，以便更準(zhǔn)確的了解裝配式建筑生產(chǎn)階段的主要增量成本。１．２．２ 裝配式建筑生產(chǎn)階段增量成本根據(jù)上述表格分析，可以看出，除了基礎(chǔ)的人工費(fèi)、材料費(fèi)外本 ，模具費(fèi)、預(yù)埋件設(shè)置費(fèi)和存放管理費(fèi)是主要的增量成。這部分成本主要是由于裝配式建筑建造方式所決定的，生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件后運(yùn)輸至施工場地前需要一定的存放管理費(fèi)。其次是為了后續(xù)安裝工作的方便，提前做好預(yù)埋件等的設(shè)置十分必要。預(yù)制構(gòu)件費(fèi)用是裝配式建筑增量成本的最大組成部分，所以控制好裝配式建筑生產(chǎn)階段的費(fèi)用花費(fèi)極其重要。裝配式建筑前期方案中的預(yù)制率、建筑結(jié)構(gòu)形式等都對生產(chǎn)階段預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響，例如預(yù)制率越高，預(yù)制構(gòu)件種類越多，增量成本越高。本文參考住建部公布的部分裝配式建筑實(shí)例及大量研究文獻(xiàn)案例數(shù)據(jù)，對裝配式建筑預(yù)制率與增量成本間的關(guān)系進(jìn)行總結(jié)，如表 ３ 所示。總體來看，預(yù)制率越高，裝配式建筑生產(chǎn)成本越高，其成本增量就越多。但是由表3項(xiàng)目2 和項(xiàng)目3對比來看，相同預(yù)制率下，出現(xiàn)了更高層數(shù)的裝配式建筑住宅成本增量幾乎為低層數(shù)的一半。具體分析出現(xiàn)該情況的原因發(fā)現(xiàn)，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中的規(guī)?；a(chǎn)有效降低了該階段的增量成本。實(shí)行規(guī)模化生產(chǎn)后，裝配式建筑分?jǐn)偝杀窘档停行Ы档土碎g接生產(chǎn)成本。其次是規(guī)?；a(chǎn)提高了該階段模具的重復(fù)使用率、生產(chǎn)線的使用效率等，有效降低了直接生產(chǎn)成本。所以可見，通過一些有效的方法控制生產(chǎn)階段的過程成本對成本增量的降低十分重要，會極大的減少裝配式建筑的建造成本。在運(yùn)輸階段預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的運(yùn)輸更加麻煩復(fù)雜，相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑對原材料運(yùn)輸?shù)暮唵芜\(yùn)輸，預(yù)制構(gòu)件具有形狀不規(guī)則、規(guī)模大等特點(diǎn)，運(yùn)輸起來更加不方便，因此運(yùn)輸成本也更高。對裝配式建筑運(yùn)輸階段的主要工作內(nèi)容進(jìn)行分析，對比得出裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑在運(yùn)輸階段的成本構(gòu)成如表4所示，并對此進(jìn)行差異來源分析。根據(jù)表4分析，可以看出，裝配式建筑更高比例的運(yùn)輸費(fèi)用和二次搬運(yùn)費(fèi)是運(yùn)輸階段主要的增量成本。主要原因是裝配式建筑建造方式?jīng)Q定的，預(yù)制構(gòu)件在工廠生產(chǎn)后需要運(yùn)輸至施工場地，并且施工場地前期安排的復(fù)雜性也會影響到后續(xù)運(yùn)輸階段是否需要二次搬運(yùn)，這些都會影響到裝配式建筑運(yùn)輸階段的相應(yīng)成本。預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸在裝配式建筑的全生命周期中同樣占領(lǐng)著很重要的地位，如果在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)了問題，不僅會使構(gòu)件本身遭到損害同時(shí)還會使得整個(gè)建設(shè)周期變長從而使成本增加。因?yàn)椴糠诸A(yù)制構(gòu)件體型大等特點(diǎn)所以對運(yùn)輸工具等也有一定的要求，同時(shí)也增大了運(yùn)輸?shù)碾y度。所以一定要提前規(guī)劃好運(yùn)輸路線和運(yùn)輸方案等，保證好后續(xù)安裝施工等階段的銜接工作。 根據(jù)部分相關(guān)資料，運(yùn)輸距離在６０ｋｍ 以內(nèi)時(shí)構(gòu)件的運(yùn)輸成本在110-200元／m3 ，占構(gòu)件總銷售價(jià)格的3.87％～8.40％。同時(shí)根據(jù)大量的文獻(xiàn)研究，運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近、運(yùn)輸車輛的載重量和運(yùn)輸路徑的可行性都對運(yùn)輸成本有一定的影響。此外，運(yùn)輸過程中大型復(fù)雜預(yù)制構(gòu)件的裝卸方式、運(yùn)輸路段的交通等容易忽視的部分因素也會對運(yùn)輸成本產(chǎn)生影響，所以提前進(jìn)行合理規(guī)劃，有一個(gè)完善的運(yùn)輸方案能將預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸與前期的生產(chǎn)階段和后期的施工階段順利銜接，避免二次搬運(yùn)帶來的工期延誤和成本損失，有利于該階段裝配式建筑成本的控制。裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑在施工階段的工作內(nèi)容存在著很大的差異，裝配式建筑施工階段主要是將運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行安裝，相比之下現(xiàn)澆作業(yè)量大大減少。由于裝配式建筑的安裝過程工序復(fù)雜且吊裝等機(jī)械需求量巨大，所以關(guān)于此階段裝配式建筑的主要成本增量來自于預(yù)制構(gòu)件的安裝過程，該階段具體成本構(gòu)成如表5所示，比與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑進(jìn)行一定的對比分析。根據(jù)表5分析，可以看出，裝配式建筑在施工階段人工費(fèi)、材料費(fèi)以及企業(yè)管理費(fèi)相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑少，但是機(jī)械費(fèi)用相對較高。主要原因是裝配式建筑構(gòu)件大部分已經(jīng)在生產(chǎn)階段生產(chǎn)，對施工作業(yè)人工以及材料的耗費(fèi)都大大減少，主要是安裝以及少部分現(xiàn)澆工作。據(jù)測算裝配式建筑施工階段與傳統(tǒng)現(xiàn)澆技術(shù)模式下的成本進(jìn)行比對后，可大致估算出：施工措施費(fèi)用成本增量在35-50元／㎡ 。
裝配式建筑施工階段主要工作任務(wù)和難點(diǎn)就是預(yù)制構(gòu)件的安裝工作，且主要的增量成本也在于此，相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的施工來說，裝配式建筑的施工在塔吊機(jī)械等方面有著更高的要求，其塔機(jī)需要更大的承重量，這也直接導(dǎo)致了更高的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用和電費(fèi)等。 以我國重慶市的塔吊租賃費(fèi)用為例，傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑多使用QTZ80系列的塔式起重機(jī)，重慶市目前其租賃價(jià)格為500-600元／ ｄ，則每月為1.5萬～1.8萬元，而裝配式建筑大多使用TC6513系列的塔式起重機(jī)，重慶市目前其租賃價(jià)格約為1000-1300元／ｄ，則每月需要３萬～3.9萬元，如果有更高的塔吊方面的需求，需要用到類似于ＴＣ7020系列的塔式起重機(jī)，則需要更高的成本，重慶市目前其租賃價(jià)格約為1800-2000元／月，則一個(gè)月需要花費(fèi)5.4萬～6萬，可以估算如果某裝配式建筑工程工期超過1年，其TC6513系列塔式起重機(jī)的使用費(fèi)用比QTZ80系列的成本高至少約為18萬元。由此可見，施工階段裝配式建筑的機(jī)械費(fèi)相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑要高很多，所以如果裝配式建筑想要控制這部分增量成本則后續(xù)對塔機(jī)機(jī)型的選擇與塔機(jī)吊裝的施工方式都需要有更加完備的方案分析。
本文首先通過大量文獻(xiàn)研究和數(shù)據(jù)分析，對比裝配式混凝土建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑在設(shè)計(jì)－生產(chǎn)－運(yùn)輸－施工4個(gè)建設(shè)階段的成本構(gòu)成情況，分析出各階段裝配式混凝土建筑的增量成本。主要有結(jié)論：裝配式混凝土建筑設(shè)計(jì)階段的增量成本主要來源于構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的費(fèi)用，運(yùn)輸階段中預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸包括水平運(yùn)輸費(fèi)用和二次搬運(yùn)費(fèi)都是極大的增量成本構(gòu)成，施工階段中需要特別注意的增量成本為預(yù)制構(gòu)件安裝過程中所產(chǎn)生的各項(xiàng)成本例如吊裝過程中增加的機(jī)械設(shè)備費(fèi)和人工費(fèi)。最重要的是，整個(gè)生產(chǎn)階段都屬于裝配式混凝土建筑的增量成本，所以預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中的每一部分費(fèi)用都需要合理控制。總的來說，為了更好地控制裝配式建筑的建造成本，需要通過管控各個(gè)階段的增量成本從而降低總造價(jià)。例如設(shè)計(jì)階段最需要降低的是構(gòu)件深化設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的各種費(fèi)用，為了更好地實(shí)現(xiàn)配合一體化，將BIM技術(shù)等信息化技術(shù)融入也是改進(jìn)的一個(gè)新思路。構(gòu)件生產(chǎn)階段，除了加強(qiáng)專業(yè)化技術(shù)工人的培養(yǎng)之外，注重全產(chǎn)業(yè)鏈的管理十分重要，形成規(guī)?；?、集成化的生產(chǎn)線更有利于降低生產(chǎn)成本。運(yùn)輸階段，制定合理的構(gòu)件運(yùn)輸方案，采取更有效的措施減少構(gòu)件損壞等十分重要。施工階段中構(gòu)件的安裝部分是最需要管控的，除了需要前期制定好相關(guān)的吊裝方案等，施工過程中的現(xiàn)場管理也必不可少。除了上述提到的較為主觀性的各項(xiàng)管控措施和建議，還有國家需要加強(qiáng)裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化的推進(jìn)，裝配式建筑缺乏標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)方針和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也是影響裝配式建筑成本控制的一大阻礙。因此，裝配式建筑總造價(jià)的控制需要每個(gè)階段、每個(gè)參與方共同加強(qiáng)配合和溝通交流，共同管控好每個(gè)階段的增量成本。
來源丨四川建筑
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