装配式建筑工程的EPC 模式成本效益分析

崔卫锋CUI Wei-feng；朱婷婷ZHU Ting-ting

（德威工程管理咨询有限公司，宁波 315000）

0 引言

建筑工程领域的EPC（工程、采购、建设）总承包模式因其综合性和效益，在业界得到广泛认可。王钰等[1]研究了EPC 项目全过程价值共创路径，基于服务主导逻辑理论，提出了以客户为中心的价值共创理念。陈海红和高诗雅[2]探讨了勘察设计企业EPC 项目管理费预算管控的问题，提出了加强预算编制、执行和监控等方面的措施。涂丽琼[3]研究了EPC 模式下工程建设项目全过程跟踪审计的问题，提出了完善审计制度、加强审计人员培训等措施，以提高跟踪审计的准确性和有效性。孙亮等[4]研究了施工方牵头的EPC 项目一体化协同体系的构建，提出了一体化协同体系的框架和实施方式。梁献超[5]等以某保障房项目为例，研究了EPC 模式下装配式建筑项目的成本管控问题，提出了加强成本控制和管理的措施。汪凯等[6]研究了EPC模式下的项目成本管理流程，提出加强成本控制的措施和方法。翟博文等[7]探讨了水利工程EPC 设计施工协同增值行为机制。该研究采用案例分析法，通过对工程项目的分析，揭示了协同增值行为机制的实现方式和效果。王辉和李箫芹[8]采用文献分析和案例分析相结合的方法，对风景园林EPC 总承包管理的特点、优势和管理流程进行了梳理和评价。胡振等[9]对比了PPP 和EPC 两种模式的受欢迎程度，采用事件研究法进行实证分析。赵越等[10]采用博弈模型和仿真分析相结合的方法，对业主与承包商之间的设计决策博弈进行了分析和模拟。本文关注于EPC 总承包模式下的装配式建筑，通过基于价值工程的方法，计算其与传统现浇建筑的价值系数，深入分析它们的成本效益关系。本文选取了2019 年某装配式住宅开发项目，以具体案例讨论装配式建筑的成本与效益特征。

1 工程案例分析

1.1 项目概况

EPC 总承包模式在建筑工程领域得到了广泛应用，其中装配式建筑作为一种创新的建造方式，具有许多优势，如施工周期短、质量可控、环保等。本文将采用基于价值工程的方法，通过计算EPC 总承包模式下的装配式建筑和传统现浇建筑的价值系数，来分析它们的成本效益关系，从而利用这一案例具体讨论其成本与效益特征。

本文使用2019 年的某装配式住宅开发项目的6 号楼进行分析，该项目采用EPC 总承包管理模式。项目6 号楼包括地下2 层（采用传统现浇施工）和地上20 层（采用预制装配式混凝土结构）。每个标准层的建筑面积为385.25平方米，层高为2.9 米。主要的预制构件类型包括预制剪力墙、预制楼梯、预制空调板、预制阳台和预制隔墙等，标准层的预制率为40.1%。项目地距离预制构件生产厂约为50 公里。

该项目采用EPC 总承包模式，以设计为主导，进行专项深化设计，应用BIM 技术来模拟构件的拼装，以减少安装时的冲突。

预制阳台和预制楼梯等构件在深化设计中考虑了点位并设置了预埋件，以便直接安装。

所有预制构件，包括预制剪力墙、预制楼梯、预制空调板、预制阳台、预制隔墙等，均在构件工厂进行流水线生产，经过合格检验后运输到施工现场安装。

在EPC 总承包商的协调管理下，运输能力和现场吊装能力得以匹配，确保了预制构件在施工现场的顺利安装。塔吊的选型和定位与预制构件吊装需求相匹配，以满足施工现场的安装需求。

1.2 成本比较

本案例中，装配式建筑方式对成本的影响表现在以下几个方面：

首先，在设计成本方面，装配式建筑具有明显的优势。由于其采用标准化的设计，使得设计过程更为简洁和高效，减少了设计的复杂性和所需的时间，从而降低了设计成本。具体来说，通过深化设计，将构件拆分为标准化的部分并预先生产，再在施工现场进行组装，可以大大减少现场施工的难度和时间，但增加了深化设计费用，单价为9元/平方米。相应计算出设计增量Csj 为：

其次，装配式建筑在物流和运输成本上也具有优势。由于预制构件是在工厂内生产并运输到现场进行组装，相对于传统的现浇方式，其物流和运输成本构成额外费用。项目的构件运输距离为50 公里，运输成本包括构件运输成本、工厂装车费用和施工现场卸车费用，总成本为210元/立方米。标准层的预制构件总量为88.43 立方米，而传统施工方式的各类构件总体运输成本约为24 万元。相应计算出构件运输增量Cys 为：

在施工环节的成本上，装配式建筑也有其优势。由于预制构件是在工厂内生产并运输到现场进行组装，可以更好地控制生产流程和质量，减少现场施工中可能出现的质量问题和对施工工人的依赖。这不仅可以减少后期维护和修复的费用，还可以加快施工进度，缩短工程周期。基于此，项目产生的预制构件安装施工增量成本如表1 所示。

表1 安装施工增量成本

本案例中的人工费增量、企业管理费增量和机械费增量都表明了装配式建筑的额外成本，管理费和规费下降则展现出装配式建筑在施工环节缩短工期的成本优势。

政府的政策支持，如单方补贴、容积率奖励等，对装配式建筑的发展产生了显著影响，其中单方补贴是一种政府资金支持政策。在这种情况下，我们可以使用以下公式计算政府补贴的经济效益Hbt：

其中：

Hbt 代表政府补贴的经济效益（元）；

Pbt 代表装配式建筑单方补贴标准（元/m2）；

Sgh 代表装配式建筑项目的房屋规划建筑面积（m2）。

总的来说，装配式建筑的成本变化主要受到制造、物流、劳动力、设备和技术等多个因素的影响，则构件安装施工增量成本Caz 为：

因此，案例项目的总增量成本H 为：

1.3 效益比较

本案例中，装配式建筑对效益的影响主要表现在以下几个方面：

首先，装配式建筑可以显著缩短工程周期。与传统现浇建筑相比，装配式建筑采用了预制构件，可以在工厂内提前生产，施工现场的组装工作也可以迅速完成。这种模式大大减少了施工时间，对于需要快速完成的项目非常有利。工期效益是装配式建筑的一个重要方面，可以通过以下公式计算工期缩短的增量效益Hgq：

其中：

Hgq 是工期缩短的增量效益；

Pgq 表示住宅项目总售价金额；

i 表示企业融资成本率（通常以百分比表示，需要将其转换为小数，例如，10%应转换为0.10）；

t 表示所缩短的工期（以年为单位）。

这个公式可以用来估算通过装配式建筑工程中的工期缩短所带来的增量效益。

对本文案例，相应有：

其次，装配式建筑还具有环保优势，相比于现浇模式则其施工现场耗水规模大为减少。由于缺乏同类项目对比，因此项目节水规模通过预估现浇模式耗水量计算，其涉及到施工用水、施工机械用水、生活用水和消防用水等方面的数据，基于此，该项目较传统现浇建筑节水量为15000 立方米。项目的施工用水单价为2.8 元/立方米。计算出节水效益Hjs 为：

根据项目数据，项目采用预制外墙夹心保温，本文基于其与传统建筑外墙使用的挤塑聚苯板保温材料相比，分析二者成本。传统保温一体板系统的工序较少，维护简便，但成本较高，其中加气块成本约为每平方米130 元，20mm厚砂浆成本约每平方米45 元，辅以氟碳喷涂的保温一体板成本约为每平方米500 元，总成本为每平方米675 元。项目总体外立面面积为约7211 平方米，则总成本约为486.74 万元。相较而言则预制外墙夹心保温的实际成本较低，由此计算该项目节约外墙保温费用为125.5 万元。

装配式建筑也减少了施工现场的废弃物、能源消耗和噪音污染，降低了对环境的影响。本案例中的项目采用了预制构件，减少了建筑垃圾的产生，降低了环境污染。根据项目现场统计数据，该项目的建筑垃圾减少效益如表2所示。

表2 建筑垃圾减少效益

建筑垃圾处理费用为125 元/吨，相应计算出减少的建筑垃圾费用Hlj 为：

同时，由于工期缩短，也减少了施工期间的能源消耗和碳排放。

最后，装配式建筑还可以降低安全文明施工费用。由于施工现场的临时设施和设备减少，可以降低文明施工费用和安全施工费用。本案例中的项目采用了装配式建筑，可以减少施工现场的临时设施和设备，降低了这些费用项中的各个项目的成本。

综上所述，本案例中的装配式建筑通过缩短工期、提高质量、降低环境影响和节约安全文明施工费用等方式提高了项目的经济效益。项目的总增量效益H 为：

2 价值系数计算

项目的价值系数计算中，不仅要考虑总增量效益与总增量成本之比，还需要具体分析各项效益与成本的系数，以更全面地评估EPC 总承包模式下的装配式建筑工程的经济效益。

2.1 成本效益系数（Cost-Benefit Ratio，CBR）

评估EPC 总承包模式下的装配式建筑工程的经济效益时，成本效益系数（CBR）是一个核心指标。它衡量的是项目的总增量效益与总增量成本之间的关系。这种评估方法有助于我们更全面地了解这种模式在经济效益方面的表现。

在EPC 总承包模式下，装配式建筑通常采取标准化的设计。这种设计方法可以显著降低设计的复杂性和成本。具体来说，通过使用预制构件和模块化的设计，可以大大减少定制和现场施工的工作量，从而节省设计阶段的费用。此外，装配式建筑的设计通常更注重资源的有效利用和环境保护，这有助于降低整个项目的生命周期成本。

案例研究也表明，装配式建筑相对于传统建筑模式具有更高的成本效益。通过计算CBR，我们发现每投入1 元成本，可以获得大约4.1 元的效益。这个结果表明，EPC 总承包模式在成本效益方面具有显著的优势。

这一优势的来源主要有以下几点：首先是设计阶段的成本节约；其次是预制构件的生产和运输的高效率；最后是现场施工的高质量和高速度。这些因素共同作用，使得EPC总承包模式下的装配式建筑在成本效益方面表现优异。

2.2 节水效益系数（Water Saving Benefit Ratio，WSBR）

在EPC 工程中，精确控制工艺和工期是非常重要的环节。这不仅关系到项目的质量，也直接影响到项目的经济效益。装配式建筑的标准化设计在此方面表现出色，它有助于更好地管理工程进度和资源利用。

装配式建筑通过其设计特性和施工方式，实现了在节水方面的经济效益。首先，通过标准化设计，可以减少现场施工的工作量，从而降低水的使用量。其次，装配式建筑的分包施工和集中采购模式也能降低水的消耗。这些特点使得EPC 模式下的装配式建筑在节水方面也具有显著的经济效益。

具体来说，通过计算WSBR，我们发现EPC 模式下的装配式建筑每节约1 立方米的水，可以带来约18 元的收益。这个结果表明，EPC 模式下的装配式建筑在节水方面也具有较高的经济效益。

这一优势的来源主要有以下几点：首先是设计阶段的节水设计；其次是施工阶段的节水措施和高效用水设备；最后是运营阶段的节能和维护。这些因素共同作用，使得EPC 总承包模式下的装配式建筑在节水方面表现优异。

2.3 节材效益系数（Material Saving Benefit Ratio，MSBR）

EPC 模式不仅仅注重工程本身的管理，还重视对工艺和材料使用的优化。这种模式将设计标准化与PC 构件的节点连接方式相结合，对钢模的周转利用等因素给予了高度关注，目的在于减少材料浪费。

具体来说，通过标准化设计，装配式建筑可以减少定制的需求，从而降低材料的浪费。此外，通过使用PC 构件和精确的节点连接方式，可以减少现场施工中产生的废料和浪费。这些特点使得EPC 模式下的装配式建筑在节材方面也具有显著的经济效益。

经过计算，MSBR 值为2.11。这意味着在EPC 模式下的装配式建筑中，每节约1 单位的材料可以带来约21.1元的收益。这个结果清晰地表明了EPC 模式在节材方面的优势。

这一优势的来源主要有以下几点：首先是设计阶段的材料优化和标准化设计；其次是施工阶段的精确材料使用和废料减少；最后是运营阶段的维护和回收再利用。这些因素共同作用，使得EPC 总承包模式下的装配式建筑在节材方面表现优异。

综上所述，EPC 总承包模式对于装配式建筑工程的价值得以充分体现。它通过标准化设计、工程进度管理、资源有效利用等方面的优势，提高了成本效益、节水效益和节材效益。这不仅有利于降低项目的总体成本，还有助于更高效地完成建筑工程。

3 结语

综合分析EPC 合同与成本效益，我们明确了在建筑工程领域，EPC 总承包模式的优势。通过深入比较传统建筑方式与装配式建筑，我们发现EPC 模式下，装配式建筑在成本、工程周期、质量控制、环保等方面都具备显著的优势。这不仅有助于降低项目成本，缩短工程周期，提高工程质量，还有助于减少资源浪费和环境影响。因此，EPC 合同与成本效益分析为建筑工程提供了有力的决策支持，推动着行业向更可持续、高效的方向发展。