裝配式建筑的造價構成分析與探討

作者：林建杰? 黃曉? 倪陽陽

? ? ? ?摘要：隨著國家在節能環保方面的重視,近幾年不斷出臺各種環保政策。關于綠色施工,在促進中國建筑業的轉型升級,同時推廣新裝配式施工方法又被大家重點關心。由于施工勞動力緊缺導致建設人工費不斷提高,中央堅持市場導向、政策驅動,積極出臺優惠政策,逐步完善科技技術標準體系,裝配式建設也將迎來高速發展。

? ? ? ?因為把大量現場作業工作轉移到工廠進行，所以PC構件的費用在整個項目費用中占了很大比重，PC構件從出廠、運輸、現場吊裝、安裝等一些列施工內容產生的費用，無不影響著裝配式建筑的造價成本。

? ? ? ?關鍵詞：裝配式建筑；工程造價；結構分析；PC 構件

? ? ? ?0 引言

? ? ? ?裝配式建筑是把傳統建造方式中的大量現場作業工作轉移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用構件和配件，運輸到建筑施工現場，通過可靠的連接方式在現場裝配安裝。因為把大量現場作業工作轉移到工廠進行，所以PC構件的費用在整個項目費用中占了很大比重，PC構件從出廠、運輸、現場吊裝、安裝等一些列施工內容產生的費用，無不影響著裝配式建筑的造價成本。

? ? ? ?1 前言

? ? ? ?近年來，裝配式建筑進入快速發展時期，對其進行研究具有十分重要的作用，不僅能夠更好的促進裝配式建筑的提升，也能更好的將學習的知識快速的運用在現實中。

? ? ? ?1.1 背景

? ? ? ?二零二零年八月二十八日,由住宅和城鄉建設部、教育處、科學技術部、工業和信息化部等9個單位共同出臺了《有關推進新興建設產業化進程的幾個建議》。文件中指出:要重點發展裝配式水泥建筑結構,培養新興建設機械化人才;重點培養技術型生產勞動者。暢通中國建筑人職業化成長路徑,發揚匠人精神,強化專業技能學習教育,著力培養建筑產業的勞動者人才;全面落實社會主義先進建設觀念,促進中國城鄉建設的全面轉型和質量高效提升,通過新興建設機械化促進中國建筑業整體改造提升,形成了具備全球競爭力的"中國建造"品牌。新興建設工業發展,是指產業化的生產方式和標準化的設計模式、裝配式施工模式、一體化的規劃裝潢和信息管理可以使產品實現經濟、節能、快速、高效的生產制造,形成開發、設計、生產、施工的全過程一條完整的產業鏈,使住宅建設從傳統的零星建設模式轉變為產業化、社會化、一體化減量化,在一定程度上提高了整體施工質量和效益,從而節約了關于能源和減排的資源[1]。在新型建筑產業化模式下,讓建筑業的建筑模式與建筑業的發展相適應建設模式在本質上發生了變化。新型的建筑產業化模式是現代信息技術和建筑規劃。同時,這也是改變建筑業未來發展模式的根本途徑。同時裝配式建筑的研究也被提上了研究議程。

? ? ? ?1.1.1 裝配式的機遇與挑戰

? ? ? ?想要全面推廣裝配式建筑造價還需要面臨一些挑戰。

? ? ? ?現在的施工圖設計與裝配式施工工藝并不是很好相互配合，整體的結合度不高。這就是的在生產與施工時就需要投入更多的成本。而且裝配式剪力墻結構是裝配式建筑結構的一大特色，這種結構相對復雜需要更高的鋼筋含量，尤其是對比傳統的混凝土結構，其鋼筋的占比要多出30%以上，大大提升了施工成本。而目前在戶型設計上，標準戶模塊的建立還不夠成熟，使得很多生產模具只能用于極少數項目。大多數項目的模具還是在單獨的設計預生產，造成了模具成本的極大提高，導致構件成本的大大增加。

? ? ? ?目前,建筑行業的工人越來越少,人工培訓成本也越來越高。人員流動性強,管理難度較大,導致工期延誤;建筑物的預制構件必須通過后澆混凝土連接成一個整體,然后用分散的鋼筋和混凝土填充混凝土。勞動力成本的單價比傳統結構也更高;建筑中使用的塔式起重機也比傳統塔式起重機要求更高。因此,機械成本過高,結構要求過高。

? ? ? ?由于社會老齡化問題,勞動者成本的日益增加,以及人口數增長紅利逐步消失了,智能機器人等技術逐步替代了人工,建筑業由粗放式向技術向密集型轉變,更加工廠化、智能化、流水化。我們還需要促進建筑業改造提升,環保低碳建筑,需要人們齊心協力的推行裝配式建筑技術,這樣才能盡快實現我們的環保目標。相信不久的將來,隨著裝配化發展越來越成熟,PC構件成本的大幅下降,建筑行業將迎來一個全新的技術革命與全新的發展模式。

? ? ? ?通過對建筑發展面臨的機遇和挑戰的分析可以看出,建筑的建設是一種節能高效的建筑形式,但它面臨的第一個問題是阻礙其發展主要問題是,與傳統的現澆建筑相比,預制建筑的成本仍然很高?？刂祁A制件成本的關鍵因素仍然很高。隨著時代的發展,找出了影響預制構件造價控制的主要因素,詳細分析了影響建筑發展的主要障礙,并提出了相應的措施和建議。在我國發展和推進這一建設具有十分重要的理論和現實意義。

? ? ? ?1.1.2?裝配式建筑的發展現狀

? ? ? ?"組裝"和"預制"這兩個詞都不是新鮮詞。事實上,二戰后出現了大量的集合式建筑思想。對戰后或者地震過后必須迅速恢復昔日風貌的都市而言,現代社區提倡的集中居住是規?；目梢詫崿F迅速恢復需求的理念。在這片荒蕪的土地上,很多想法都被優秀的建筑師孕育而出,他們希望建筑的方式能夠更加的自由和靈活,建造的速度也能夠更快。技術創新也讓裝配式有了迅速成長的基礎。由于框架結構的廣泛使用,在建筑的其他方面也顯得比較靈活,使得建筑可以組裝。然而,建筑業取得一些新進展的情況并不常見。事實上,每一次建筑業的技術都是由社會上其他技術的共同發展推動的。但在考慮了夸張和科幻之后,制造業建筑又回到了現實[2]。

? ? ? ?盡管還有部分建筑物技術核心是復制品,如建筑構件和幕墻,其藝術核心仍無法批量進行復制。對于建筑設計的藝術元素,要研究和控制各種彈性設計、建筑設計元素中的大數據結構、建筑設計的護理人員控制、客戶偏好與需求統計、施工標準樣本匯總以及液體行為模擬。因此,裝配業的發展還有很長的路要走。

? ? ? ?大力發展裝配式建設不僅僅是一個口號,還需要廣大建筑師前赴后繼的研究與探索。

? ? ? ?1.1.3 裝配式建筑的發展前景

? ? ? ?在全球疫情如此嚴重的情況下,我們快速的建成了一座又一座的抗疫醫院,如火神山醫院。這些快速的背后都離不開裝配式鋼構建造的大力發展。也別是在現有的預制生產線比較成熟以及現象管理的規范與有條不紊,都起到巨大的作用。建筑風格是建筑行業的熱門話題,也是建筑向工業技術發展的重要方向。該建筑以其成品、批量生產、易操作、工期短、可復制等優點,在城市快速發展的過程中備受青睞。

事實上,建筑業遠不是工業?，F在嘗試的許多工業方法都來自其他行業。例如,現在許多機器或無人機被用來代替人力,這些技術被廣泛應用于機械設計中。事實上,大量的市政工程,如橋梁和道路,已經以施工前和工業建設的方式應用。這也是中國可以用于快速施工的核心技術之一[3]。建造和制造的先進技術經驗可與先進技術經驗相結合。

? ? ? ?裝配式建筑的發展非?？捎^。

? ? ? ?1.2?構成與意義

? ? ? ?1.2.1?裝配式成本基礎分析

? ? ? ?通過對裝配式的研究,人們一定可以處理現有的或存在問題的環保問題,實現人們和自然的和諧,促進經濟、社會的不斷發展,使得我們在運用好此項技術的前提下,對社會作出自己的綿薄之力。

? ? ? ?1.2.2 裝配式PC構件造價構成分析

? ? ? ?由于社會老齡化問題,勞動者成本的日益增加,以及人員紅利逐步減弱,智能機器人等技術逐步替代了人力,建筑業由粗放式向技術密集型轉變,更加工廠化、智能化、流水化。我們需要促進建筑業改造提升,環保低碳建設,需要人們齊心協力的推行裝配式建筑方法,這樣才能盡快實現我們的環保目標。相信不久的將來,隨著裝配化發展越來越成熟,PC構件成本的大幅下降,建筑行業將迎來一個全新的技術革命與全新的發展模式。

? ? ? ?2 裝配式成本分析

? ? ? ?2.1?裝配式建筑相關概念

? ? ? ?2.1.1 PC（Prefabricated Concrete）

? ? ? ?PC被稱為PC(預制混凝土),在住宅工業領域被稱為PC。中文:預制混凝土,又稱PC,是指在工廠內以標準和機械方式加工的混凝土產品。相比之下,傳統的現澆混凝土需要在施工現場制作、現場澆筑和現場維護。預制混凝土廣泛應用于建筑、交通、水利等領域,在國民經濟中發揮著重要作用。人們所熟知的預制疊合板、預制式柱、預制式墻、預制型疊合板、預制樓梯等均是該結構組成部分[4]。如圖2-1所示。

圖2-1 PC構件

? ? ? ?2.1.2 裝配率

? ? ? ?裝配率是指,房屋內預制構件的總量與同類結構總體量的比重,包括柱、墻、柱、墻體、臺階、平臺等房屋結構中的預制構件的預制安裝量的占比和比重,一般通過計算混泥土的工程量來獲得。特別是裝配整體式住宅的預制裝配率則是取地上的部分。

? ? ? ?2.2 PC構件成本組成

? ? ? ?我們在認真的對比了預制混凝土和現澆混凝土的成本構成之后發現,其中對預制混凝土的成本構成有很大影響的原因很大一部分是因為PC構件,其占比80%以上,為了控制成本,降低預制混凝土的費用,我們需要對其進行詳細的分析與研究[5]。

? ? ? ?生產、運輸和安裝(如下圖2-2所示)是PC組件的成本的幾個部分。其中主要包括組件廠企業管理費、人工成本、材料成本、機械使用費、等等。運輸雜費、運輸損耗費、組件的采購和儲存費用則是PC構件的運輸成本部分。PC構件的施工成本則主要是一下幾個方面:

? ? ? ?①人工成本與材料成本

? ? ? ?②機械成本與測量成本和現場管理成本、利潤、稅費等。

圖2-2 PC 構件成本組成

? ? ? ?2.3 裝配式建筑成本控制影響因素識別

? ? ? ?科學研究的方式也有很多種,比如個案研究法,是經過對個案的研究得出,還有資料研究法,是經過對資料的研究得出,其次還有德爾菲研究法、情景分析法、頭腦風暴法等更為普遍的研究方式。這些方法都是可以作為影響因素識別的進行分析。我們通過對每種因素進行分析,總結其特點,就可以得出我們想要的數據與理論[6]。

表2-1 因素識別的方法有

? ? ? ?文獻分析法可輔助我們進行很好的分析,其主要是可遵循以下步驟:①查詢文獻;②整理文獻。

案分析是對各個案件警醒研究的一個常見的研究方法,通過對帶有典型性的事件和問題的廣泛、深入和詳盡的研究,進而達到對總體的把控和把握,是一個十分科學的研究方法。有很多結論是都通過案例分析法獲得的。

? ? ? ?因此我們能夠借助對一系列工程事件進行分析研究,如《二零零零年的中國的建筑發展》、《中國水利》、《三峽工程》等文章,展開更全方位而深度的研究。通過對這些有代表意義、深刻性、系統化、具體性的分析[7],從而獲得我國建筑的特點與發展方向。

? ? ? ?2.4 裝配式建筑成本控制影響因素的確定

我們在對上面所講的文獻研究和案例的進行分析與思考，再將核心內容進行總結之后，可以識別出的影響因素，然后運用統計學進行編號，就可以確定出預制施工成本控制的影響因素清單，如下表2-2所示。

表2-2 影響因素清單

? ? ? ?2.5 本章小結

? ? ? ?本章主要通過對預制施工成本控制進行展開,針對我國預制施工成本控制的現狀成本控制過程中存在的問題及現狀以及確定影響因素的方法結合論文的特點進行了深入分析。在最后我們通過一系列的分析確定影響因素的方法,結合本文的核心思想選擇了將案例分析法和文獻研究法作為主要的研究方式;通過用案例分析法,列出了影響預制施工成本控制的幾個因素,實現了對本章中心思想的一次總結。

? ? ? ?3 裝配式PC構件成本分析

? ? ? ?3.1 裝配式PC構件造價構成分析

? ? ? ?PC構件到場價是指PC構件在PC構件廠家生產制作然后運輸到施工現場所包含的一切費用,費用主體是PC構件廠家;PC構件現場吊裝安裝費是指PC構件到達施工現場后,現場機械吊裝、人工配合安裝、校核檢查驗收產生的費用,費用主體是總承包單位?，F在,從這兩個方面對裝配式PC構件進行分析[8]。

? ? ? ?3.1.1 裝配式PC構件到場價分析

PC構件在企業中的產品制造過程,一共分為七大生產環節,依次為組模、布筋、布置埋件、鋼筋施工、養護、脫模、成品檢測,這七個環節相輔相成,共同組成了PC構件的制造。

所以裝配式PC構件到場價是由:人工+機械+材料+運輸費+措施+其他+管理費+利潤+稅金組成。下為成都某高層住宅項目實例,預制裝配率為30%,主要裝配構件為PC疊合板和PC樓梯,此為PC疊合板廠家到場價報價組成明細。

表3-1 PC疊合板到場價組成明細

? ? ? ?根據以上實例項目PC疊合板廠家到場價報價組成明細可以看出,PC構件的材料費用占到場價的44.24%,機械費及人工費占到場價的16.02%,模具、蒸養、成品保護及其他費用占到場價的12.10%,運輸費用占到場價的10.68%。PC構件進場價中鋼材成本占比較大,其重點為鋼材和水泥材料費,占材料總費的91.95%,其次是人工成本及機械費占比較大。

? ? ? ?因為建筑行業存在施工周期長、材料價格變動大的情況,鋼筋和混凝土的材料費占比又如此大,鋼筋和混凝土價格的漲跌直接影響到PC構件的到場價,故一般均需要根據鋼筋、混凝土實際價格情況,對PC構件單價進行調整。對于材料價格變動導致成本難以把控問題在實際實施過程中可以從以下兩個方面來進行考慮:

? ? ? ?①首先企業必須提升企業科技能力與水平,對圖紙做出正確評估,有機會可利用現代計算機技術(BIM)提前對施工流程進行建模,盡量減少變更洽商的出現。然后提升施工隊伍的技能,選擇一個具有豐富裝配式經驗的施工團隊安裝,以便提升施工效率,盡可能縮短工期。再次是在實施過程中根據擬定的計劃和工作程序合理安排塔吊調撥的時間,保證設備效率。最后在實施過程中嚴格把控產品質量,實現精細化施工,減少不必要的耽誤。保存了施工過程中的所有影像數據,以備簽認經濟洽商的提前和技術人員交流,也為今后施工留取豐富的經驗。

? ? ? ?②按照具體的圖算耗量和裝配式消耗量定額確定人才機含量,而預制建筑構件的主材單價則主要根據信息價和雙方確認的市場費,其安裝時所需要的基礎物料(支撐系統、模板、灌漿料等)價格必須提前詢市費,而投標時的輔材、機具和措施費價格則包干。選定預制結構廠時,就要考慮試場的重宗材料成本波動對預制構件價格的影響,對準備采用PC結構的工程項目,建議提早半年至一年內做出PC構件廠選定。另外在招標階段發承包雙方也要做到提前籌劃,例如現場施工建設地點的合理布局(包含裝卸貨及儲存場地、運輸方式、塔吊總量及地點等),以便于措施經費投標價和成本管理,并盡量減少工程結算糾紛。

? ? ? ?3.2 裝配式PC構件現場吊裝安裝費影響

? ? ? ?關于裝配式PC構件的現場吊裝,一般有兩種方式可供選擇。第一種就是汽車起重機(履帶式起重機),在廠房和住宅結構一般都是小于20m。高層建筑中,當裙房未被塔吊覆蓋時,可采用汽車吊或履帶吊進行吊裝。另一種就是固定式塔式起重機,這在現階段裝配式高層建筑中比較常用。傳統高層建筑結構中也在采用固定式塔式起重機,但是裝配式結構采用的固定式塔式起重機在各個方面要求都要更高[9]。

現場吊裝安裝費用主要考慮機械設備安裝位置以及材料堆放方式及位置這兩個方面內容。由于裝配式建筑對于塔吊吊裝的依賴,在實際施工過程中就應特別注意裝配式建筑對塔機選型的影響,由于需要其吊裝成型的PC構件而改變了原本塔吊吊裝工序和吊次,塔機型號、數量與施工流水段劃分及施工流向有著相互關聯的影響;除按照一般規則選擇塔機型號和安裝外,還應考慮以下幾個因素:

? ? ? ?①應按照最重預制構件的總載荷、離塔機高度和塔吊的實際安裝部位進行塔機型號和重量選型,以便同時達到最重部位的吊裝條件和較大幅度部位的吊裝條件。

? ? ? ?②將各處預制構件的最大載荷、在施工中所起吊的最大載荷以及位置與塔機起重能力對比校驗,并保持相應的余量,以防止在今后運行時出現不注意到的特殊問題。

? ? ? ?傳統房屋構件的固定式塔式起重機,主要用來吊鋼材、混凝土和普通散貨,對單次吊載荷要求相對較低;預先準備好裝配式工程系統的固定塔式起重機,除必須吊裝一般大宗物資外,還必須吊裝鋼筋砼墻、柱、墻、樓板等預制構件,其單個質量往往比一般大宗物資高不少。而目前民用建筑的預制剪力墻總重達七噸,預制梁達八噸,預制柱達到五噸,都遠大于傳統現澆法的建筑吊裝工程重量,所以對固定塔式起重機起重量要求也較高,相應成本也增加。

? ? ? ?3.3 裝配化率如何計算

? ? ? ?裝配率和預制率在實質上有較大的差別,裝配率是指單幢建筑物室內外地面上的主體結構、圍墻及內隔墻、內部裝飾裝修材料和設備管線中采用預制建筑材料的綜合比例,而預制率則是指工業建筑物室內外地面上主體結構和圍護結構中預制建筑材料的全部水泥用量和相應部門水泥總消費量的平均體積比例?？偟膩碚f就是,預制率僅僅只是包含預制混泥土,但是裝配率則是指的除了預制混凝土之外的綜合比例,例如整體裝飾、管道分離、干法施工方法等)的綜合比例。同時,安裝量可以作為預制裝配式建設的主要技術指標之一,這也可以成為政府部門出臺裝配式建設支持政策的主要指標和重要依據[10]。

? ? ? ?其實各地針對裝配式建筑的考核的標準是不一樣的,大部分地區只是要求在裝配率有一定的指標,少部分地區則是既要有裝配率的要求,還需要有預制率的要求。例如:二零一六年三月,四川省政府出臺了《有關推動建設工業現代化的指示若干意見》。二零一六年—二零一七年,要求對幾個基礎建設領域較先進的城市,要建立更大的工業化基礎;到二零二五年,工程安裝率達百分之四十以上的住宅與新建房屋的比重要超過百分之五十;路橋、水利、軌道等施工安裝的比例要超過百分之九十;新建房屋整體裝飾比例要超過百分之七十。

? ? ? ?計算方法及公式:單體建筑裝配率P按下式計算。

? ? ? ?Q=(A1+A2+A3+A4+A5)/100*100%

? ? ? ?式中：Q—單體建筑裝配率；

? ? ? ?A1—標準化的指標，其實際意義上的數值；

? ? ? ?A2—在主體結構的系統中，其實際意義上指標的得分值；

? ? ? ?A3—在外部所圍護系統中，其實際意義上指標的得分值；

? ? ? ?A4—在內裝部分的系統中，其實際意義上指標的得分值；

? ? ? ?A5—在管線相關的系統中，其實際意義上指標的得分值；

? ? ? ?3.4 裝配化率對成本單方造價的影響分析

? ? ? ?根據部分不同裝配率工程計算得出以下數據：

? ? ? ?由表中，可以得到預制率百分之二十、百分之四十和百分之六十的單體建筑建安工程與現澆結構相比的總增量分別為200元/m2、470元/m2、840元/m2。預制裝配率越高,單方造價高出的越多,而且增長的速度也是越來越快,使得這個成了制約PC裝配式建筑發展的因素。

? ? ? ?裝配式建筑的生產成本比傳統建筑的生產成本都有了明顯提高(單方造價生產成本增加約200-800元/m2),這也是中國工業化建設蓬勃發展初期的必要成果,但由于不同類型預制裝配式建筑的相繼建設,各方面經驗也都在積累中,所以對于如何優化預制裝配式建筑的價格生產成本也必將將成為裝配式建筑發展過程中我們所研究的重點。

? ? ? ?4 結論

? ? ? ?從裝配式PC構件造價構成分析，裝配式PC構件現場吊裝安裝費分析，裝配化率計算，裝配化率對結構指標的影響分析，裝配化率對成本單方造價的影響分析，同時結合第二章內容，從根本上解析了裝配式中PC構件的成本控制因素，以及裝配式對成本影響大致金額，使得對裝配式的后續推廣以及成本控制給出了堅實的理論分析。

? ? ? ?通過對裝配式建筑的分析與學習，使得我對裝配式知識有了新的理解。

? ? ? ?5 致謝

? ? ? ?至此本論文已順利完成，不過這并不意味著我們已經結束對裝配式建筑成本的研究，在以后的日常生產生活中我們應繼續積極學習探索為我國；感謝公司各位同事、領導對論文編寫的建議與指導；感謝協會各位領導各位同仁組織舉辦本次活動，為我們提供公平共正舞臺，最后要向各位專家評委和老師致以真誠的謝意，感謝您為本文付出了寶貴的時間。

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