装配整体式建筑经济性影响因素研究

■ 李卫东 Li Weidong 俞泓霞 Yu Hongxia

装配整体式建筑经济性影响因素研究

■ 李卫东 Li Weidong 俞泓霞 Yu Hongxia

发展装配式建筑对促进建筑产业转型升级具有重要意义。文章从设计、生产运输、施工、项目管理等各阶段分析装配整体式混凝土建筑的经济性影响因素，提出合理的装配整体式混凝土建筑成本控制建议，旨在为开发企业实施装配式建筑提供决策依据，以进一步推进本市装配式建筑工作进程。

装配整体式混凝土建筑；成本控制；影响因素

0 引言

装配整体式混凝土建筑是以预制混凝土构件为主要构件，经装配和连接，并与现浇混凝土形成整体的装配式结构建筑。推进装配式建筑发展，对推动建筑施工方式变革、保障工程建设质量安全、促进建筑产业转型升级等具有重要意义；同时，对减少污染物和废弃物排放、提高劳动生产率、加强人口调控与管理等具有积极作用[1]。

2016年起，上海市装配式建筑发展进入强制推进阶段，要求符合条件的新建民用、工业建筑全部按装配式建筑要求实施，且单体预制率不低于40%或单体装配率不低于60%。在推进过程中，装配整体式混凝土建筑的增量成本无疑是开发企业最为关注的问题。据调研，装配整体式混凝土建筑一般比传统现浇建筑的成本增加约200~500元[2]。通过分析装配整体式混凝土建筑全寿命期的经济性影响因素，从多角度提出控制成本的有效措施，可减少开发企业实施装配式建筑的顾虑，为本市装配式建筑推进工作提供技术支撑。

1 装配整体式混凝土建筑成本构成分析

比较装配整体式混凝土建筑与传统建筑的成本构成，可发现装配整体式混凝土建筑的主要增量部分在于预制构件生产、运输费用及预制构件安装费。因此，减少这些增量成本是装配整体式混凝土建筑成本控制的关键。

根据调研，预制构件生产、运输费用主要由主材费、人工费、模版费、运输费、管理费、养护费、税费等组成。其中，主材费占预制构件生产、运输费用的比例最大，约为33%，而钢筋、混凝土等材料费用主要与工程量和建筑市场有关，成本下降空间较小；人工费约占预制构件生产、运输费用的31%，是成本控制的关键；模板费用约占预制构件生产、运输费用的8%~12%，成本控制潜力较大。

预制构件安装费主要由耗材费、人工费、机械费、周转材料费、税费等组成。其中，机械费用约占总安装费用的15%~20%，较传统现浇方式大幅增加，这主要由于塔吊部分租金及进出场费用高于传统机械设备，是施工安装阶段成本控制的重点。

2 装配整体式混凝土建筑经济性影响因素分析

2.1 设计阶段

2.1.1 预制率

预制率是指装配整体式混凝土建筑±0.000以上主体结构和围护结构中，预制构件部分的材料用量占对应构件材料总量的比率，它是体现建筑工业化程度的一个重要指标。

根据问卷调研结果（图1），预制率越高，主体结构部分造价越高；当预制率较低时，造价增加较快；预制率高于20%时，预制率与造价基本呈线性关系。

2.1.2 预制部位

目前，常用的预制构件包括预制外墙板、预制内墙板、预制楼板、预制楼梯、预制阳台、预制空调板等。不同种类预制构件的价格差别较大，对预制率的贡献也不同。如预制内隔墙板约2 300元/m3，而预制夹心保温墙体价格在3 000元/m3以上。各预制构件价格如图2所示。

选择预制构件时，宜优先考虑水平构件预制，可避免楼面施工时的满堂模板和脚手架搭设，从而节省造价。综合考虑预制构件的价格、预制率贡献和构件形式等因素，预制顺序可为外墙、楼梯、阳台板、空调板、剪力墙、叠合楼板。

2.1.3 建筑体型和规模

建筑体型、外立面复杂程度的差异对构件人工费、模具费影响较大。预制构件规格、种类越多，形式越复杂，生产建造成本就越高。

预制构件生产的人工费取决于构件的标准化程度。由于目前尚未实现构件的标准化，大部分工序如钢筋绑扎、模具拼装等，仍需要依靠手工完成，因而效率难以大幅度提升。目前，标准构件生产效率约为1工日/m3；若生产异型构件，效率则为2工日/ m3（该工日尚未计入构件设计、钢筋翻样、模具设计的人工）。

构件的标准化程度和建筑规模也决定了构件生产的模板费。由于现阶段还未实现标准化模数化，预制构件生产厂家在计算构件造价时往往会将该次生产所需的模具成本全部摊销在该项目内。随着项目规模的增大，模板周转率提高，模板摊销费用就越低。钢模板的厚度通常在6~8mm之间，通常可以周转适用200次；而目前各类模板实际重复使用次数平均只有50次，工程结束后，模板则作为废铁变卖。据测算，若模板重复使用次数达到100次以上，模板费用可降低80~100元/m3。

2.1.4 构件尺寸

在深化设计阶段，合理拆分构件对后期生产施工成本也有一定影响。若构件的尺寸较大，则构件之间的连接部位减少，可节省接缝材料的费用，并减少吊装次数，提高吊装效率；但过大的构件会影响构件运输，且构件越重，构件安装时塔吊的租赁费和人工费用也会上升。考虑到构件的运输高度限制和平台尺寸，构件尺寸一般不宜超过3.3m。

图1 预制率与结构造价的关系

图2 预制构件价格

2.2 生产运输阶段

2.2.1 生产工艺

目前，预制构件常用的生产工艺包括平台法、长线台座法和机组流水线法。平台法的特点是产品适应性强、加工工艺灵活，但生产效率较低，适用于异形构件。长线台座法产品简单、规格一致、效率较高。机组流水线法效率高、产品质量可靠，适应规整统一、标准化程度高的产品。

由于目前构件的标准化程度不高，许多构件还无法采用机组流水线法生产，仍需大量依赖人工完成，导致人工成本居高不下。提高生产效率的关键在于：①提升构件的标准化程度，真正实现机械化生产；②通过提高智能化水平优化生产工艺，使流水线对各类型构件具有更强的适应性。

2.2.2 运输距离和效率

预制构件的运输费用主要与运输距离、构件种类、构件放置方式等相关。对于货车而言，50~100km可半天往返，100~300km可当天往返，300~500km需要一天半往返。预制构件运输的经济半径为半天往返距离，因此，运输距离一般宜控制在80km左右，不宜超过100km。

从运输效率来看，一般空调板的运输效率较高，外墙板和叠合板次之，预制楼梯较低。通过合理布置构件装运形式可提高单车装载量，使装载量达20t左右。

2.3 施工阶段

2.3.1 塔吊选型

塔吊一般依据构件重量及最远端构件重量选型，表1是不同型号塔吊起重量。塔吊的起重量越大，租赁费用也越高。因此，单个构件重量一般控制在5t左右。同时，由于塔吊最大幅度额定起重量远小于最大额定起重量，最远端构件重量往往决定了塔吊型号。因此，在前期构件拆分过程中，须考虑塔吊对不同位置构件吊装难度的不同。对于距离塔吊设备远端的构件，在拆分时相对要小，对于距离塔吊较近的构件可适当放大。

2.3.2 施工现场布局

装配式建筑构件吊装前，一般需在现场准备好一个标准层的所有构件，会产生现场堆放用的支架费和构件运输至现场后的卸车费。为了提高吊装效率，减少施工现场构件短驳费用，在现场总体规划布置时，现场堆放顺序应与施工吊装顺序相符，构件堆放位置还需保证处于对应塔吊的工作范围内。

2.4 项目管理

2.4.1 协同管理

目前，装配式建筑的设计、生产、施工环节相互脱节，导致成本增加、工期延长。如设计时未合理拆分构件，导致构件生产成本提高；生产进度未与施工进度相衔接，导致构件积压在构件厂，提高了仓储费用。因此，提高装配式建筑的协同管理尤为重要，可从模式和技术两个层面推进。

（1）推行EPC模式，使设计、生产、施工等环节有机结合，系统优化方案，统筹控制质量、成本和进度。

（2）采用BIM等信息化管理技术，提高装配式建筑的协同设计效率，降低设计误差，优化预制构件的生产流程，改善预制构件库存管理，提升预制构件供应链管理效率，并模拟优化施工流程。

2.4.2 产业工人

现浇方式现场湿作业多、工种杂。装配式生产方式现场湿作业少，一些工种现场人数减少，如抹灰工、砌墙工等；取而代之的是大幅度增加的技能型操作工序，这就对操作工人的技术能力提出了新的要求。但目前专业技术工人较为缺乏，导致劳动生产率尚无明显提高；且建筑工人流动性大，常出现刚培训好的产业工人流失现象，导致人工费大量增加。

3 装配整体式混凝土建筑成本控制措施建议

3.1 提高构件的标准化程度

标准化是预制构件真正实现大批量工业化生产的前提。通过提高构件的标准化程度，并尽可能利用标准化模块灵活组合来满足建筑要求，可提高构件的重复率，有利于减少模具种类，提高周转次数，还可采用流水线法生产，减少人工成本。

表1 不同型号塔吊起重量

3.2 适当提高预制率

适当提高预制率有利于发挥装配式建筑的规模化优势，有利于降低模板及吊车等施工机具的摊销成本。此外，合理选择预制部位，避免水平构件现浇，可减少脚手架的使用。

3.3 优化设计

设计阶段对成本起决定作用。应在设计阶段综合考虑构件生产、运输、安装施工环节的影响，优化建筑体型，结合后期生产运输和塔吊方案，合理确定构件尺寸和重量。

3.4 改进构件生产工艺

改进构件生产工艺，提高智能化、机械化水平。钢筋绑扎、模具拼装等应逐步以机械化替代人工，革新模具构造并改进为流水线法生产模式，提高生产效率。

3.5 优化项目管理

优化项目管理，合理安排工期。构件的生产与安装工期应相匹配，以减少库存和堆放费用。现场堆放位置应与施工吊装顺序相符，并处于相应的塔吊工作范围内，以降低安装成本。

[1]陈宁.上海市装配式建筑推进情况分析及展望[J].工程质量,2016,34(1):12-16.

[2]住房和城乡建设部住宅产业化促进中心.大力推广装配式建筑必读——技术·标准·成本与效益[M].北京:中国建筑工业出版社,2016:152.

Research on Economic Inf l uencing Factors of Fabricated Buildings

Developing fabricated buildings is greatly important to promoting transition and upgrade of construction industry. By analyzing economical inf l uencing factors of fabricated concrete building from stages of design, production, transportation, construction and project management, this paper proposed reasonable suggestion on cost control for fabricated concrete buildings with the aim of providing basis for developer enterprises to make decision on implementing fabricated building and further promote the progress of this city's fabricated buildings.

fabricated concrete building, cost control, inf l uencing factors

2017-03-05）

上海市科学技术委员会支持项目“装配整体式混凝土建筑经济成本分析”，编号：15DZ1203507。

李卫东，上海安居房产开发有限责任公司总经理，工程师；俞泓霞，上海市房地产科学研究院工程师。