裝配式建筑的成本控制分析

李良杰， 黃喜兵

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 610031)

近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，帶來的環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)峻，建筑行業(yè)帶來的環(huán)境污染也不例外，因此，中央政府開始大力支持建筑行業(yè)走工業(yè)化道路，推廣裝配式建筑，以此來降低環(huán)境污染。裝配式建筑是指混凝土構(gòu)件通過工廠預(yù)制而成，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行組裝的建筑產(chǎn)品。可從最近兩年建筑行業(yè)的發(fā)展來看，裝配式建筑的發(fā)展情況不容樂觀，除了國家投資的房建項(xiàng)目會主動按裝配式建筑來修建，民營類企業(yè)都是迫于客觀條件而修建裝配式建筑，據(jù)相關(guān)資料顯示，其原因主要是裝配式建筑的成本居高不下，利益是市場自由運(yùn)行及發(fā)展的主要動力，而成本的升高降低了相關(guān)企業(yè)的利潤率，導(dǎo)致民營企業(yè)修建裝配式建筑的主動性不強(qiáng)。在這種情況下，研究裝配式建筑成本影響因素有很大的意義。

1 研究現(xiàn)狀

查閱相關(guān)學(xué)者的文獻(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)研究裝配式建筑成本的文獻(xiàn)不多，顏和平，胡友良等以湖南某裝配式建筑工程為例，比較了其建筑安裝工程的各個方面的成本與現(xiàn)澆建筑的差異，分析了相關(guān)原因，并提出了相關(guān)降低裝配式建筑建造項(xiàng)目成本的建議[1]；鄭生欽，王德芳等人基于SEM的裝配式建筑成本影響因素研究得出配件生產(chǎn)成本、建筑施工成本、組織管理成本、預(yù)制工廠成本是最主要的影響因素[2]。Shamsai M等以建筑材料為研究對象說明材料是裝配式建筑成本的主要因素[3]；A Retik ,A Warszawski等從預(yù)制建筑的設(shè)計中進(jìn)行成本估量時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計的一體化有利于裝配式成本的降低[4]。鑒于此，本文從設(shè)計、生產(chǎn)運(yùn)輸、安裝三個階段分析影響裝配式建筑成本的因素，并通過相關(guān)方法找出其中的主要因素，對其主要因素提出解決措施，為現(xiàn)階段如何解決裝配式建筑發(fā)展的成本阻礙提供一定的參考。

2 影響裝配式建筑成本的因素分析

2.1 裝配式建筑成本構(gòu)成概述

在建筑市場上，大部分企業(yè)將裝配式建筑的成本按照建筑產(chǎn)品整個開發(fā)過程來定義，從設(shè)計單位設(shè)計到預(yù)制工廠生產(chǎn)，經(jīng)運(yùn)輸?shù)绞┕龅睾筮M(jìn)行吊裝過程中發(fā)生的所有費(fèi)用之和。總的來說分為三大類，即預(yù)制構(gòu)件設(shè)計費(fèi)用、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)運(yùn)輸費(fèi)用、預(yù)制構(gòu)件吊裝施工費(fèi)用。

2.2 裝配式建筑成本影響因素

2.2.1 預(yù)制構(gòu)件設(shè)計階段

傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑的設(shè)計模式大致為方案設(shè)計—初步設(shè)計—施工圖設(shè)計，而裝配式建筑的設(shè)計模式則和現(xiàn)澆有所不同，在方案設(shè)計之前，一般要考慮產(chǎn)品定位、預(yù)制率、建設(shè)規(guī)模、成本限額等因素而進(jìn)行技術(shù)策劃分析；而在施工圖設(shè)計之后，需要與構(gòu)件加工廠進(jìn)行討論完成構(gòu)件加工圖設(shè)計，即構(gòu)件深化設(shè)計。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的成本因素研究，此階段的成本影響因素大致可以分為：建設(shè)規(guī)模、場地客觀條件、預(yù)制率要求、預(yù)制構(gòu)件的組合方式、預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的重復(fù)率、設(shè)計人員的專業(yè)協(xié)同能力六類。

2.2.2 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)運(yùn)輸階段

傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑生產(chǎn)階段一般是將建筑所需的鋼筋、混凝土等原材料運(yùn)輸至施工場地進(jìn)行現(xiàn)場澆筑作業(yè)，而裝配式建筑的模式則不同，它是將原材料在預(yù)制工廠根據(jù)構(gòu)件加工圖進(jìn)行生產(chǎn)，待構(gòu)件滿足技術(shù)和質(zhì)量要求后，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝，只有部分的原材料會在現(xiàn)場進(jìn)行澆筑。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的成本因素研究，此階段的成本影響因素大致可以分為：人工費(fèi)、材料費(fèi)、制作費(fèi)用、企業(yè)管理費(fèi)、利潤、運(yùn)輸成本、預(yù)制構(gòu)件儲存費(fèi)七類。

2.2.3 預(yù)制構(gòu)件吊裝施工階段

傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑施工是指主體結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場進(jìn)行綁扎鋼筋、支模板、澆筑混凝土等一系列過程，而裝配式建筑的主體結(jié)構(gòu)施工大致是吊裝、定位、安裝，同時有預(yù)埋鐵件埋設(shè)、頂撐、斜撐安裝、灌漿料等輔助工作，減少了模板和腳手架的使用量。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的成本因素研究，此階段的成本影響因素大致可以分為：人工費(fèi)、輔助材料費(fèi)、機(jī)械器具使用費(fèi)、措施費(fèi)、企業(yè)管理費(fèi)、利潤六類。

由于稅金和規(guī)費(fèi)是不可競爭費(fèi)用[5]，所以綜上所述，三個階段的成本影響因素具體分類如表1。

表1 裝配式建筑成本影響因素分類

3 基于AHP法確定裝配式建筑成本影響主要因素

由上確定的成本因素種類可知，許多因素的指標(biāo)無法具體量化，所以本文采用專家調(diào)查法對19個成本影響因素進(jìn)行兩兩比較，然后用AHP法進(jìn)行權(quán)重分析，最后得出主要的成本影響因素。由于成本影響因素較多，導(dǎo)致權(quán)重計算量較大，所以采用yaahp軟件進(jìn)行層次分析。

3.1 構(gòu)造層次模型

層次模型分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層[6]，其中裝配式建筑成本影響主要因素為目標(biāo)層，預(yù)制構(gòu)件設(shè)計階段、生產(chǎn)運(yùn)輸階段、吊裝施工階段為準(zhǔn)則層，19個成本影響因素為方案層，其結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

3.2 構(gòu)造判斷矩陣

針對成本影響因素的重要程度比較，邀請了5位龍頭地產(chǎn)行業(yè)的成本總經(jīng)理和3位專家根據(jù)裝配式建筑市場實(shí)際的情況進(jìn)行判斷評分，最后進(jìn)行整理得到準(zhǔn)則層以及方案層的判斷矩陣，其中準(zhǔn)則層的判斷矩陣表2所示。

3.3 計算權(quán)重結(jié)果

由yaahp軟件計算得到準(zhǔn)則層λmax=3.0037，CR=0.0036<0.1,滿足一致性檢驗(yàn)，判斷可靠。同理構(gòu)造方案層判斷矩陣，并由yaahp軟件計算后發(fā)現(xiàn)三個階段的判斷矩陣均滿足一致性檢驗(yàn)，判斷可靠。最終具體權(quán)重結(jié)果如表3所示。

圖1 層次結(jié)構(gòu)模型

一級指標(biāo)預(yù)制構(gòu)件設(shè)計階段預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)運(yùn)輸階段預(yù)制構(gòu)件吊裝施工階段預(yù)制構(gòu)件設(shè)計階段125預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)運(yùn)輸階段1/213預(yù)制構(gòu)件吊裝施工階段1/51/31

表3 裝配式建筑成本影響因素權(quán)重

根據(jù)ABC法，從表3中可以看出，其中設(shè)計人員的專業(yè)協(xié)同能力、預(yù)制構(gòu)件的組合方式、制作費(fèi)用、預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的重復(fù)率、預(yù)制率要求、材料費(fèi)用、措施費(fèi)7項(xiàng)指標(biāo)占比80 %，所以它們是裝配式建筑成本主要的影響因素。

4 裝配式建筑成本控制措施

由于預(yù)制率一般受當(dāng)?shù)卣膹?qiáng)制性要求，材料的費(fèi)用與市場的波動性有關(guān)，所以無法通過控制預(yù)制率的大小和材料費(fèi)用去控制成本。以下從剩下的可控因素去淺析成本控制措施。

4.1 加強(qiáng)設(shè)計人員的專業(yè)協(xié)同能力

裝配式建筑設(shè)計是模數(shù)化設(shè)計，需要精細(xì)化的流程和信息化的技術(shù)[7]。其中，遵循精細(xì)化的流程，理論上要使設(shè)計—生產(chǎn)—安裝一體化，但鑒于實(shí)際情況難度，所以盡量做到設(shè)計—生產(chǎn)—安裝中的核心作業(yè)者形成長期穩(wěn)定的合作體系，設(shè)計者和生產(chǎn)者可以根據(jù)施工工藝、構(gòu)配件技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn)，減少安裝中因設(shè)計問題的產(chǎn)生的重復(fù)成本；使用信息化技術(shù)，則要求設(shè)計人員掌握BIM技術(shù)進(jìn)行三維設(shè)計，利用revit軟件進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件設(shè)計、管線方案的設(shè)計，并通過反復(fù)碰撞檢查，對關(guān)鍵部位的連接構(gòu)造以及空間位置進(jìn)行調(diào)整，減少后期設(shè)計變更的產(chǎn)生，降低費(fèi)用。

4.2 優(yōu)化構(gòu)件的拆分與組合，提高構(gòu)件的重復(fù)率，降低構(gòu)件制作費(fèi)用

在構(gòu)件設(shè)計階段，應(yīng)在合理的位置進(jìn)行構(gòu)件拆分，常見的構(gòu)件拆分一般為預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺、預(yù)制外墻等構(gòu)件，拆分后，盡可能通過對構(gòu)件的尺寸和形狀進(jìn)行優(yōu)化，在滿足特定的預(yù)制率要求下，將預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，減少構(gòu)件的多樣性，提高構(gòu)件的重復(fù)率，用BIM技術(shù)對拆分后的構(gòu)件進(jìn)行不同的組合，結(jié)合構(gòu)件的成本與預(yù)制率要求，以求保證最優(yōu)的組合方式；在拆分構(gòu)件的時還應(yīng)考慮到后續(xù)工廠制作情況、運(yùn)輸情況以及施工吊裝情況，當(dāng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件工廠化后，構(gòu)件制作階段所采用的模具也會標(biāo)準(zhǔn)化，降低了模具的攤銷費(fèi)，提高了資金的周轉(zhuǎn)效率，降低了基建成本的攤銷費(fèi)，從而降低構(gòu)件的制作費(fèi)用。

4.3 控制吊裝施工措施費(fèi)用

預(yù)制構(gòu)件的吊裝是裝配式建筑施工中最為核心的部分，其費(fèi)用為重型吊車費(fèi)用用、構(gòu)件加固費(fèi)用、支撐費(fèi)用等。吊裝速度直接影響施工速度，而施工速度又直接影響資金周轉(zhuǎn)效率，所以降低措施費(fèi)用，需要加快整個吊裝施工流程，施工方在進(jìn)行施工組織設(shè)計時需要優(yōu)化施工順序，采用流水施工的方式，同時需要加強(qiáng)管理人員的專業(yè)知識水平，提高管理經(jīng)驗(yàn)，在組織整個施工過程保證安全的前提下提高施工效率，節(jié)約安裝成本。

5 結(jié)束語

裝配式建筑作為我國建筑工業(yè)化的必然道路，但是卻因其成本阻礙了發(fā)展，本文基于開發(fā)企業(yè)的角度，分析了裝配式建筑成本的影響因素，針對不同的地區(qū)，可能結(jié)論會有不同點(diǎn)，所以僅供相關(guān)企業(yè)參考。但是只有市場的自由調(diào)節(jié)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，國家應(yīng)該充分調(diào)研市場數(shù)據(jù)，聽取相關(guān)建筑企業(yè)、開發(fā)企業(yè)的意見，大力扶持裝配式建筑的發(fā)展，完善裝配式建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與政策，國家和企業(yè)共同推動裝配式建筑的發(fā)展。