装配式建筑增量成本影响因素研究

张艺媛，钟春玲

吉林建筑大学 经济与管理学院,长春 130118

0 引言

随着国家在环境保护、产业升级方面支持力度的增大,各地都在积极推广装配式建筑.我国装配式建筑正处于发展初期,装配式建筑技术尚不成熟,增量成本的制约作用明显,导致装配式建筑在市场中的接受程度低.因此,探寻装配式建筑增量成本产生的原因,找出其重要影响因素,研究降低增量成本的方法,为装配式建筑成本的进一步控制提供理论支撑.

近年来,我国学者对装配式建筑增量成本进行了一系列的研究并得出一些成果,如：陈伟、江雪等[1]人构建装配式建筑增量成本测算体系,研究不同预制率下装配式建筑项目增量成本的变化规律,得出增量成本的关键影响要素及其影响程度;李辉山、欧阳昙[2]从3个方面分类装配式建筑成本的主要影响因素,由数学模型算出影响因素的重要性及相互关系;陈雨琴、张望喜[3]找出5种影响装配式建筑的主要影响因素,并进行定量分析建立增量成本模型;刘玮[4]从构件设计、生产、运输、安装找出增量成本的原因,运用价值工程法提出改进措施;杨涛、李书卉[5]运用组合赋权法和灰色关联度法从参与各方因素、外部环境因素和项目本身因素3个方面,评判出影响成本的关键因素;郑生钦、王德芳等[6]人应用因子分析法、层次分析法以及结构方程模型预算得出装配式建筑成本的主要影响因素并且其影响力从大到小依次递减;李德胜[7]通过分析得出装配式建筑的3大成本构成,并借助模糊综合评价法确定了影响装配式建筑成本的关键因素;董继伟[8]运用全寿命周期成本理论分析了装配式建筑増量成本和效益构成,然后提出了装配式建筑全寿命周期经济效益和环境效益的货币化测算模型.

综上,我国对装配式建筑成本的研究大多数侧重于增量成本的构成以及装配式成本的影响因素,对装配式增量成本的影响因素研究不多.本文通过研究总结已有的学术成果,归纳总结出装配式建筑建造流程中装配式建筑的增量成本以及增量成本的影响因素,将熵权法和灰色关联分析法相结合构建灰色加权关联度分析模型,对其影响因素进行定量分析得出装配式建筑增量成本的主要影响因素,最后提出相关措施与建议.

1 装配式建筑的增量成本分析

1.1 装配式建筑的增量成本分析

装配式的增量成本指为建设某一项目运用装配式建筑较传统建筑所需的额外成本投入.通过各大数据库以及相关书籍进行查找和筛选,并结合装配式建筑增量成本的相关理论,对比分析装配式建筑和传统建筑的各个阶段,找出了9种装配式建筑的增量成本，见表1.

表1 装配式建筑增量成本Table 1 The incremental cost of prefabricated buildings

1.2 装配式建筑增量成本测算

根据中华人民共和国住房与城乡建设部发布的《装配式建筑工程消耗量定额》(TY0101012016),将装配式建筑与传统建筑经济指标进行对比分析.当装配率为20 %时,对比传统建筑造价上涨了6 %～8 %,人工用量下降10 %,工期提前5 %,建筑垃圾减少10 %,建筑污水减少10 %,能耗降低8 %.当装配率为30 %时,对比传统建筑造价上涨了10 %～12 %,人工用量下降15 %,工期提前10 %,建筑垃圾减少25 %,建筑污水减少25 %,能耗降低18 %.当装配率为40 %时,对比传统建筑造价上涨了1 %～16 %,人工用量下降20 %,工期提前15 %,建筑垃圾减少35 %,建筑污水减少35 %,能耗降低25 %.当装配率为50 %时,对比传统建筑造价上涨了18 %～22 %,人工用量下降25 %,工期提前20 %,建筑垃圾减少45 %,建筑污水减少45 %,能耗降低30 %.分析以上结果可得知,随着装配率的增加,其造价上涨率也会随之增加,但是人工用量下降率、工期提前率、建筑垃圾减少率、建筑污水减少率、能耗降低率都有所提高.根据长春市建安成本(含基础部分)小高层约1 900元/m2左右,高层住宅2 200元/m2左右.

按上述,当装配率为50 %时,造价上涨18 %～22 %,计算如下:

小高层上涨:

1 900×18 %=342元/m21 900×22 %=418元/m2

高层上涨:

2 200×18 %=396元/m22 200×22 %=484元/m2

将在以上(不含基础部分)的装配式建筑与传统建筑投资估算指标进行对比分析.装配率为20 %时,小高层住宅投资为1 990元/m2,高层住宅投资为2 231元/m2;当装配率为40 %时,小高层住宅投资为2 134元/m2,高层住宅投资为2 396元/m2;当装配率为50 %时,小高层住宅投资为2 205元/m2,高层住宅投资为2 478元/m2;当装配率为60 %时,小高层住宅投资为2 277元/m2,高层住宅投资为2 559元/m2.根据实际工程估算,长春市建安成本(含基础部分)小高层约1 900元/m2,高层住宅2 200元/m2;基础成本约90元/m2左右,据此估算现浇混凝土住宅工程以上投资估算为:小高层1 810元/m2左右,高层为 2 110元/m2左右.

按上述,以装配率为50 %为例,装配式混凝土住宅投资估算约增加:

小高层建筑:

2 205-1 810=395元/m2

高层建筑:

2 478-2 110=368元/m2

2 装配式建筑增量成本的影响因素分析

2.1 增量成本影响因素的选取

影响装配式建筑增量成本的因素有很多,列出全部的影响因素并进行计算检验的方法不切实际,因此本节通过各大数据库以及相关书籍进行查找和筛选,并分析研究装配式建筑增量成本产生的原因,从3个方面选取了以下9种影响因素作为分析指标.分别为:建设单位的要求(Y1)、装配方案及装配率(Y2)、标准和规范的完整度(Y3)、构建生产方案和生产规模(Y4)、模具的周转次数和机械设备利用率(Y5)、运输方案的合理性(Y6)、相关工作人员的水平和经验(Y7)、施工现场管理水平和机械化程度(Y8)、新技术的成熟度和经济性(Y9).

2.2 熵权法

(1) 原始数据矩阵标准化

标准归一化,顾名思义就是将数据的范围限制在[0,1],它可以将有量纲的表达式转换为无量纲的表达式.假定装配式建筑增量成本影响因素评价体系中有n个影响因素,m个增量成本.列出原始矩阵D=(dij)n×m.

(1)

其中Dij为第j个影响因素下第i位增量成本的受影响值对原始数据进行标准化处理,转换公式如下.

(2)

转换后可得标准化矩阵A=(aij)n×m

(2) 求各指标权重

① 计算第j个影响因素下第i个增量成本的指标值的比重Pij

(3)

② 计算第i个增量成本的熵值ej

(4)

③ 计算第j个影响因素的熵权Wj

(5)

2.3 灰色关联度分析法计算步骤

两极最大差和最小差:

Δ(max)=maxi,maxk|C0(k)-Ci(k)|

(6)

Δ(min)=mini,mink|C0(k)-Ci(k)|

(7)

得到关联度:

(8)

其中,ρ为修正系数,一般取值0.5或1.

灰色加权关联度:

(9)

2.4 算例分析

本文邀请装配式建筑相关领域的研究人员和专家以及从事装配式建筑的相关工作人员，对上述9种装配式建筑增量成本的影响程度进行打分.

建立以“转型发展、病种结构调整”为导向的适应医院运营和绩效评价的成本核算体系。建立基于以财务一体化的HRP系统和医疗业务数据整合的成本管理系统，采用作业成本法，将风险系数与技术难度引入作业动因，正确反映手术操作项目的技术投入、培训、职称、风险等因素，改变将人数作为人力成本分摊动因的主观性，科学评价技术智慧型操作。

本文将分数级别划分为对装配式建筑增量成本影响大(9分～10分)、较大(7分～8分)、中等(5分～6分)、较小(3分～4分)、小(1分～2分),并将打分结果汇总成表格,见表2.

表2 装配式建筑增量成本影响因素指标评价数据Table 2 Index evaluation data of incremental cost influencing factors of prefabricated buildings

2.4.1 基于熵权法计算增量成本各影响因素权重

将表1数据转化为原始数据评价矩阵,如式(10)所示:

(10)

由公式(2)对原始矩阵进行标准化处理得到标准矩阵,如式(11)所示:

(11)

由公式(3)计算得到每个指标值的比重,见表3.

表3 各指标值的比重Table 3 The proportion of each indicator value

根据表3数据及公式(4)、(5)可计算出装配式建筑增量成本的各影响因素的熵值和熵权,见表4.

表4 各因素的熵值和熵权Table 4 The entropy value and entropy weight of each factor

2.4.2 灰色加权关联度计算

由公式(6),(7),(8),(9)计算出各影响因素的灰色加权关联度为[9]:

R=(0.029 6 0.993 0 0.546 8 0.0413 7 0.148 0 0.204 1 0.078 0 0.207 1 0.106 1)

通过对影响因素指标灰色加权关联度进行计算之后得出:

r2>r3>r4>r8>r6>r5>r9>r7>r1

对应各影响因素的影响程度由大到小依次为:装配方案及装配率、标准和规范的完整度、构件生产方案和生产规模、施工现场的管理水平和机械化程度、运输方案的合理性、模具的周转次数和机械设备利用率、新技术的成熟度、合理性及经济性、相关工作人员的水平和经验、建设单位的要求.

3 控制装配式建筑增量成本的措施和建议

(1) 制定合理的装配方案. 预制率、装配率是评价装配式建筑的重要指标之一,也是政府制定装配式建筑扶持政策的主要依据指标.现阶段每个地区都有自己的标准,且名称都不统一,这对装配式建筑的评价产生了很大的影响.每个地区应该依据国标《工业化建筑评价标准》,结合各地区的实际情况制定与国家评价标准名称、概念、算法相一致的评价标准[10].在同一装配率和预制率的情况下,有多种装配方案,不同的预制构件组合方案会产生不同的增量成本.在同一项目中采用不同的预制率和装配率会使项目的造价成本不同,相应产生的增量成本也不同.因此要根据项目本身制定合理的预制率和装配方案,以达到控制装配式建筑增量成本的目的.

(2) 完善相关的标准和规范. 目前，我国装配式建筑行业处于发展初期,很多相关标准及规范尚未建立健全,一些企业实施内部制定的相关标准,致使市场混乱,并造成了工业化标准的多样性和紊乱性.在建造过程中装配式建筑中各产业之间相互脱节,没有形成紧密相连的产业链，导致预制构件的种类繁多,造价偏高.因此国家相关部门应制定相关的规范要求,要制定统一的构件参数,规范构件市场.为降低装配式建筑中预制构件的设计费用,应完善预制构件设计体系,促进预制构件中模块设计的标准化,从而推动设计标准化.

(3) 改进预制构件生产工艺,促进构件生产规模化. 预制构件的生产是造成增量成本产生的重要环节之一.目前我国预制构件标准化程度不高,预制构件厂生产线自动化程度低,预制构件生产管理信息化程度不高.要运用先进的生产信息管理手段,了解构件生产全过程信息,安排合适的预制构件生产计划,实时了解生产资源的信息,密切关注质量数据采集.各预制构件厂需要提升各生产线的自动化和机械化,提高预制构件生产效率,减少现场工作人员,促进预制构件的生产规模化.

4 结语

在国家的大力支持下,装配式建筑行业的发展正在积极地推进中.针对装配式建筑的增量成本影响装配式建筑发展的情况,本文研究装配式建筑增量成本的影响因素,运用熵权法和灰色关联度分析法找出装配式建筑增量成本的主要影响因素,测算出装配方案及装配率、标准和规范的完整度、构件生产方案和生产规模为装配式建筑增量成本的主要影响因素,并根据结果提出建议与解决措施.本文收集到的相关资料有限,分析的结果可能较为浅显,争取在后续的实践与研究中加以改进,得出更为准确的结果.