装配式混凝土建筑成本控制措施研究

文/ 崔程程、曹书凤 青岛工学院建筑工程学院 山东青岛 266300

我国开始发展装配式混凝土建筑的时间并不比国外发达国家晚，但由于众多原因其发展仍处于初步阶段。随着人们对生态环境以及可持续发展的重视，作为一种节能、环保、高效率、质量安全水平高的绿色建筑，近些年来得到国家的大力推广。但是因为成本高、技术缺乏等原因，发展一直缓慢。在我国，装配式混凝土建筑的研发主体是企业，建设者也是企业，而企业的根本在于盈利，企业高利润是企业发展的动力。技术困难可以想办法解决，可是如果成本太高、利润太低就没有企业主动去做装配式混凝土建筑。

1、装配式混凝土建筑成本构成分析

装配式混凝土建筑和传统现浇混凝土建筑的成本构成类似，同样由建筑安装工程费（以下简称建安费）、工程建设及其他费用、预备费三部分构成[1]（12）。施工方式的不同使得两者的成本差异主要体现在建安费部分。装配式混凝土建筑的建安费每平米增加约200～500元，装配率越高建安费越高。建安费占总建造成本的85%左右，而在建安费中主要的支出项是材料费和人工费。

装配式混凝土建筑砌筑工程和抹灰工程量有所减少，所以人工用量大大降低。随着装配率的提高人工用量呈递减趋势，工期越来越短，人工费在建安费中的占比减小。可见人工费不是造成成本增量的原因。

装配式混凝土建筑与传统现浇混凝土建筑所用的材料在本质上是一样的。传统现浇混凝土建筑是将水泥、砂、石子在工地现场浇筑施工，而装配式混凝土建筑需要把那些材料在预制场加工成预制构件，再运输到工地装配。因为采用了工业化生产的方式，其材料用量有所减少，材料费应该有所减少，但事实是随着装配率的增高材料费也有所提高,主要是预制构件的价格在建安费中的占比增大。装配式混凝土建筑的人工费、材料费既包括现场施工的费用，还包括预制构件价格和运输费。

2、成本过高的主要原因分析

2.1 行业方面

2.1.1 技术标准体系不完善

装配式混凝土建筑的零部件、构配件生产的标准化程度较低，不同企业生产的构配件不可替代。这导致市场竞争力度很低，产品无法商品化、规模化，只能“私人定制”，价格水涨船高、居高不下。

构配件产品标准没有实现系列化、完整化，企业为了生产供应所有规格、种类的构配件，一般采用转换一条生产线上的工艺来生产多种构配件的办法。但是不同产品的技术不同、操作工艺不同，在生产的时候经常转换设备频率，就会增加生产间歇，无法形成明确的分工，工人熟练程度难以提高。专业化程度和生产自动化水平相对低下，成本增加。

2.1.2 人才稀缺，研发路径不稳定

装配式混凝土建筑带来了新型人才需求，需要设计人员、施工人员、管理人员转型升级，人才队伍结构重新配置，据估算，我国现代建筑产业发展需求的专业人才十分紧缺，有近800万人的缺口[2]130。加上很多设计院、施工企业都未做过预制装配式混凝土建筑项目，毫无经验。导致企业培训成本上升、员工劳动效率低下，预制构件设计阶段和施工阶段的成本都有所增加。虽然人才紧缺，但是各建筑相关高校、职业院校、职业技能培训机构和骨干企业却不能在后备人才培养上发挥其该有的主要作用。

在美国科研的主体是州专科大学与应用技术大学、专业研究机构、学会与协会研究组织、企业与公司研发部门和实验室[3]。而在我国，装配式混凝土建筑相关技术的开发主体是企业，政府在装配式建筑科研方面的投入较少。企业自主研发需要企业投入大量研发资金，而这部分费用势必会作为新产品成本的一部分用于回拢资金，必然增加产品成本。同时因为企业的力量和可利用的研发资源相对薄弱，研发路径存有很大的不确定性，很容易造成社会资源的浪费。

2.1.3 BIM技术应用程度低

装配式混凝土建筑不仅仅指主体结构的装配式，还包含了信息化管理技术的应用。BIM技术在我国专业领域的研究和应用还不到十年时间，也没有在全产业链普及应用[4]。BIM技术的高成本也增加了预制装配式混凝土建筑的成本，因为装配式混凝土建筑在设计阶段往往需要用BIM技术来建模，以便发现问题，并进行碰撞检测和造价算量，避免造成更大的经济事故。受限于人才缺乏和高成本，BIM的成本追踪分析功能无法得到利用。

2.2 企业方面

2.2.1 产品缺乏品牌定位

中国房地产业协会与上海易居房地产研究院中国房地产测评中心发布的《2017中国房地产企业品牌价值测评成果》显示，房地产企业分化正在呈加剧趋势，行业兼并整合愈加明显，知名品牌企业的实力优势明显。缺乏品牌优势的部品部件和装配式建筑企业，因为市场和制作规模都比较小，不能采取扩大生产规模的办法来减小成本。缺乏成本优势，必然会降低企业的经济收益和竞争力。

2.2.2 预制构件的生产和运输成本太高

2.2.2.1 预制构件的生产成本太高

因为目前我国装配式混凝土建筑技术不成熟，预制构件在设计时需要先按传统现浇混凝土建筑设计出设计图纸，然后在此基础上再拆分预制构件，进行节点连接设计，如此以来就会多出一道二次拆分设计的工序，增加了设计费用。而且在拆分和深化设计的同时，不仅要符合图纸的工程设计规范要求，还要满足工厂生产预制构件的图纸、生产线要求。预制构件的设计过程不仅复杂，而且需要考虑的因素也非常多，再加上专业人才的培养培训，所以在这一阶段大大提高了预制装配式混凝土建筑的成本。

预制构件模具是增加生产成本的重要原因。生产预制构件的模板往往采用钢模板，但是因为标准化程度低，模具重复利用率就很低，所以导致了装配率越高、预制构件种类越多，预制装配式混凝土建筑项目成本越高的情况。

2.2.2.2 预制构件的运输成本太高

预制构件运输成本与运输方式和运输距离有关。在我国，预制构件首先要从储存地点吊装到运输车上，然后采用垂直运输的方式运输到施工现场，到达工地以后用塔吊或汽车吊（所用塔吊、汽车吊并非专门用于预制构件的）按顺序将预制构件吊至专用的堆放场地中，等施工时再吊装至安装部位进行安装（见图1）。可见从生产到安装预制构件经过了多次的吊装，不仅增加了吊装设备费用，还严重影响施工效率，增加构件损坏的风险。而国外发达国家因为使用甩挂设备，采取储存运输一体化的方式，预制构件从工厂直至卸载到目的地，整个过程都是不需要吊装的（见图2）。再有一点就是由于物流运输信息化程度低，我国整车物流效率比较低，运输车辆的空驶率很大，使运输成本大大增加。

图1 国内预制构件的运输方式Figure 1 Prefabricated components in the case of transport

图2 预制构件运输车装卸原理图Figure 2 Truck loading and unloading principle of LanGendorf prefabricated components

预制构件最经济的运输半径在100km左右（与运费在预制构件销售价格的占比有关）。我国现有预制构件工厂和产业化基地目前分布并不合理，主要分布在沿海省份及城市，如山东、浙江、江苏、上海等，内地分布较少。因为预制构件体型庞大，重量也比较重，还怕磕碰，所以对于运输距离有很大限制。预制构件市场的需求规模也因此受到了限制，生产也很难量化，无法通过规模化来降低成本。

3、成本控制措施

3.1 行业方面

3.1.1 完善技术标准

模数基础、分类标准、预配件的衔接方式和接口构造比较容易实现统一，可以设置全国通用标准，最大限度地减少地区差异。还可以根据地区的抗震等级、设计标准，分地区将同类构配件的参数和技术标准。如此以来在设计阶段就可以确定出构配件类型，免去二次深化设计。同时不同企业生产的预制构件的施工工艺差异性将会减少，甚至可以被消除，有利于提高工人熟练度和信息传递效率，减少偏差。为了保障交易的顺利进行，减少交易沟通过程，还要建立健全权威的标准化体系和认证体系。

3.1.2 装配式建筑和BIM进高校

要加强人才培养和科研投入力度，首先要重视高校在人才培养和科研方面的能动作用，推行装配式混凝土建筑和BIM技术进入建筑类高校。在2015年国务院提出的建设“双一流”大学的方针中，明确高校应以服务经济社会发展为导向。要满足这一要求，学校就要围绕企业的需求，从招生、专业设置、教学活动到实习安排，以培养企业需要的合格、实用人才为目标来开展。校企合作，企业为学生提供教学资金、实习场地、教学设备等，并参与到学校的各项活动中，包括招生、课程设置、管理等一系列工作。各级政府和家长全力支持，并进行监督，新闻媒体积极宣传，教育部在经费上给予强力保证，总之就是要社会各级积极配合，给予大力支持。

3.1.3 大力推行BIM技术

BIM 技术的应用并不是某个企业的事，只有在项目建设全生命周期内和全产业链中的不同企业间应用，才能实现信息共享，不同企业、部门相互协同工作，才能真正解决装配式混凝土建筑成本过高的问题，达到其价值的最大化。

3.2 企业方面

3.2.1 加强品牌建设

提高品牌价值可以减少企业的营销费用和客户维护成本。因为消费者在选择价格位于可接受范围的相同产品时，并不是选择最低价位的，而往往首选让自己有归属感的品牌产品[5]。“品牌”还可以加快销售速度，有利于异地经营、扩大装配式建筑市场，进而扩大预制构件需求市场。

战略的执行要比选择更加困难。要进行品牌建设的战略的选择，首先要通过分析所处竞争环境，对价值链进行分析，找到市场空位机会，确定企业品牌战略方向；其次通过差异化方式获得差异化信任支持，制订产品品牌故事和定位语；再次重新构筑运营配称。

3.2.2 降低预制构件生产和运输成本

3.2.2.1 降低预制构件生产成本的措施

完善技术标准和加强人才培养的措施可以间接实现降低预制构件的设计成本的目的。预制构件在设计的时候不要图便利、省成本，模型构建不细致、各方沟通不深入不及时，为后期工作带来困难，造成不必要麻烦，和成本浪费。

要减少模具用量，提高其利用率，需要利用BIM技术形成最优模型；推广置模、拆模一体化机器，提高模具摆放精度，减小变形，增加模具使用周期；根据预制构件的结构，本着重复利用模具的原则划分流水段，提高模具利用率。

3.2.2.2 降低预制构件运输成本的措施

改进运输设备和运输方式可能会花费大量资金，不容易实现。预制构件生产厂家布局的不合理，要控制运输半径也比较困难。但是可以改进预制构件在运输车上的固定方式，提高空间利用率；合理安排运输路线、施工场地大门和道路宽度、预制构件和其他物品的堆放地点，减少运输时间，避免现场交叉作业导致的无法通行、无法卸车的情况；物流公司可以借助GPS装置和网络平台，提高运输物流的信息化水平，以及智能管理水平，降低空载率，减少运输费用。

结语：

本文只对装配式建筑中的混凝土结构做了研究，对于木结构和钢结构没有分析。目前混凝土结构的装配式建筑已完工决算的项目比较少，难以基于每种假设单独分析。相信随着未来装配式混凝土建筑项目的增多，研究的深入，它的发展会更加迅速。