基于AHP的PC构件成本控制研究

范云翠，汤晓琪

（吉林建筑大学）

1 引言

近年来，为实现建筑工业化，国家不断出台政策以促进装配式建筑的发展。2020年5月，住建部在《2019装配式建筑发展概况》中提出，加快优化建筑技术体系，提高产业配套能力，建设更多装配式建筑示范工程项目。然而，装配式建筑在我国的发展虽然十分迅速，但是也有障碍亟需突破。现阶段，我国的装配式建筑是以预制混凝土结构为主，装配式混凝土结构建筑造价高于传统现浇建筑，是制约装配式建筑在全国进行大面积推广的主要因素。而高额的PC构件成本是影响装配式混凝土结构建筑成本过高的主要因素。因此，有必要对PC构件成本控制进行研究，这对于装配式混凝土结构建筑成本的降低具有重要意义，有利于推动装配式建筑在我国的健康发展。

2 PC构件成本影响因素分析

2.1 PC构件成本影响因素体系构建

装配式PC构件与现浇构件相比，少了现场浇筑环节，但相应的增加了工厂生产和物流运输环节，而且设计阶段和安装阶段的成本与传统现浇也有所区别。因此，PC构件成本大致由设计-生产-运输-安装产生。

1）设计阶段

既要按照建设单位的要求进行设计，也要考虑施工现场的实际情况。PC构件的设计与传统现浇形式下的设计相比，增加了预制构件拆分一项，因此设计人员的专业能力也非常重要。

2）生产阶段

PC构件的生产不仅需要特殊的材料，还需要专业的设备和模具，因此材料费、人工费、机械费和模具费是主要费用支出，此外还有PC构件的蒸养费以及摊销费[1]。

3）运输阶段

PC构件在工厂生产完成后会用车辆运输至施工现场，由此产生的成本包括装车费用、工厂至施工现场运输费、卸车费用、短期仓储费和二次搬运费。

4）安装阶段

由于PC构件的体型一般较大，需要大型机械进行吊装，因此会产生较高的机械使用费和垂直运输费。此外还包括安装人工费、材料费和脚手架费，而施工人员的技术水平对安装阶段的成本也会产生一定影响。

在上述PC构件成本影响因素的分析中，由于企业管理费和利润企业可以根据实际情况进行控制，而规费和税金属于不可竞争费用，费率由政府部门统一规定，因此本文不做讨论。综上，归纳PC构件各阶段成本影响因素，具体如图1所示。

图1 PC构件成本影响因素划分

2.2 影响因素赋权

通过文献研究法，统计表1中15位学者按照“1分代表重要，2分代表很重要，3分代表十分重要”对PC构件成本影响因素的重要程度判断，归纳本文涉及的22个指标的重要性，具体如表1所示。

表1 PC构件成本影响因素的代表性文献评分汇总

2.3 判断矩阵层次排序及一致性检验

2.3.1 计算第一层次权重

基于PC构件各影响因素的重要性统计结果，结合熟知PC构件行业专家的评分，构建第一层次判断矩阵如表2所示。

表2 第一层次判断矩阵

用MATLAB软件计算表2第一层次判断矩阵的最大特征根λmax=4.0310。

2.3.2 计算第二层次各阶段相对权重

对于设计阶段，用MATLAB软件计算其最大特征根λmax=4.0211。

同理，计算得到生产阶段λmax=7.1005、运输阶段λmax=5.3136、安装阶段λmax=6.1034，进一步计算CR分别为0.0123、0.0700、0.0164，均满足CR＜0.1，满足一致性，判断可靠。

2.4 权重总排序

在得出PC构件各阶段影响因素的权重后进行权重总排序（见表3），并进行一致性检验：

表3 各影响因素在模型中的权重总排序

3 PC构件成本控制的对策分析

通过改善PC构件成本，可以有效降低装配式混凝土结构建筑造价。基于上述PC构件影响因素的权重分析，分阶段提出如下控制措施。

3.1 设计阶段

3.1.1 优化装配式设计

PC构件设计阶段的成本在总成本中的占比虽然不大，但是对其生产、运输和安装环节都会产生重要影响。因此，优化装配式设计对PC构件成本的控制至关重要。在设计阶段，可以基于BIM模型进行装配式设计，在绘制施工图的过程中按预制构件的尺寸选取合理的预制部位进行构件模块的拆分，加强设计的深度；同时利用BIM模拟施工技术对构件的连接构造和空间结构位置进行校验，提高构件设计的精度[2]。

3.1.2 设计人员的培养

PC构件的设计涉及多个专业，对设计人员的能力有较高要求。设计单位可以开展培训活动，请相应的专家来企业传授知识和经验，促进设计人员的友好交流，提升设计人员的能力，培养出专业知识丰富的复合型的设计人才。此外，设计人员还应紧跟时代步伐，熟练掌握BIM技术，并能够运用相关软件进行PC构件设计。

3.2 生产阶段

3.2.1 提高生产效率

提高生产效率，避免材料浪费，可以有效降低PC构件生产阶段的成本。首先，合理选择生产线模式，以桁架叠合板为例，可采用长线法生产或流水台模生产；其次，在选择合适生产线模式的基础上，利用成组技术对PC构件进行优化排产。

3.2.2 规模化生产

PC构件的生产达到一定规模时，可以形成规模经济，使企业获得效益。在一定产量范围内，随着PC构件产量的增加，其成本会不断降低。一方面，在同等预制率下，增加生产规模可以显著减少厂房、设备等固定资产折旧费用的分摊、无形资产摊销以及其他增量成本；另一方面，模具成本也是PC构件生产阶段成本的重要组成部分，而通过规模化生产可以增加模具的周转次数，有效降低模具成本。

3.3 运输阶段

3.3.1 降低运输成本

在运输阶段，距离是导致运输成本增加的重要原因，应按同条件就近的原则科学选择PC构件生产厂家，缩短运输距离，从而有效控制运输阶段的成本。此外，制定高效配合施工现场的运输方案对降低运输成本显得尤为重要。在制定运输方案时，应综合考虑车辆调度、运输路线以及施工现场进度。根据构件的数量、形状、尺寸和路况，对运输车辆进行合理调度；对可行运输路线的路况进行勘察，选择最佳线路；依据施工现场进度，合理规划装运顺序[3]。可以选用横装或者平装的方式，将先安装的构件置于外侧或者上侧以便优先卸下，而在运输车辆上也应配备专业垫木、运输架等保护工具，防止运输过程中构件发生碰撞而受损。

3.3.2 减少短期仓储费

利用BIM技术构建施工现场、PC构件、施工设备等三维模型，为PC构件的进场、检验、堆放、安装提供三维技术性指导。PC构件卸车时，应严格按照吊装平面布置图堆放；运输和安装环节也应做到相互匹配，最好能够无缝衔接，即一批PC构件吊装完毕，另一批预制构件抵达施工现场，从而减少仓储时间和二次搬运次数。

3.4 安装阶段

3.4.1 应用信息化技术

目前，建筑信息化发展迅速，BIM技术的应用受到大力推广。在PC构件安装阶段可以应用BIM技术，一方面对现场吊装的PC构件实施监测，将监测结果与设计图纸对比，保证吊装过程的安全和质量，提升吊装效率，进而降低人工费和垂直运输费；另一方面进行可视化管理，通过PC构件模型的模拟施工，有效控制在实际安装过程中可能存在的问题，从而对方案进行优化，提升整体效率，降低成本。

3.4.2 加快PC构件安装速度

提高安装速度可以有效降低安装成本，为实现多道安装工序的同时进行，可以采用分段流水施工的方法。通过流水施工的方式进行管理，全面提升安装速度；此外，施工单位还应加强安装管理，并注重安装工人的培养。应委派专业的管理人员对现场进行管理，以提升安装效率，降低安装成本；还应加强对安装工人的技术培训，提高PC构件安装的精度和速度，进而缩短工期，降低成本。

4 结语

通过控制PC构件成本，可以使制约装配式建筑发展的成本问题得到改善，对装配式建筑的发展有促进作用。而PC构件企业也应注重开发新产品，不断提升PC构件的质量。此外，技术落后以及普及度不够也会制约装配式建筑的发展。国家应健全装配式建筑的相关标准规范和技术规范，让设计装配式建筑的人员有规范可循；政府应加大宣传力度以及政策支持，让更多的企业关注装配式建筑并培养相关技术人才。最终，通过不断降低成本、提升技术、提高普及度，推动装配式建筑持续健康发展新时代的到来。