预制装配式建筑的经济性分析及发展前景

谭新城

（雅克设计有限公司 海南海口 570125）

建筑工程的造价主要由直接工程费和间接工程费、利润、规费、税金等构成，其中直接工程费是构成建筑工程成本的主要部分。现浇建筑工程的直接工程费包括：①直接费（人工费、材料费、施工机械使用费）；②其他直接费；③现场经费（临时设施费、现场管理费）等。预制装配式建筑工程的直接费主要包括：①预制构件生产费（含材料费、人工费、水电消耗费用、模具费、蒸汽养护费、工厂摊销费、增值税等）；②运输费（含工厂至工地及施工场地内二次搬运费）；③安装费（含构件垂直运输费、安装人工费、专用工具摊销费等）；④措施费（含脚手架、模具费）等。

常规现浇建筑的费用组成本文不再赘述，下面主要结合预制装配式建筑的成本组合特点，进行一下详细的分析。

（1）材料费

预制装配式建筑由于考虑预制及吊装要求，措施钢筋用量较多，构件预埋件设置量大。综合计算，预制装配式建筑钢钢筋用量略有节省，钢材用量有所增加。预制装配式建筑总钢材加工能耗节约优势不明显。若提高构配件标准化水平和构件厂钢模板周转次数，可有效降低预制装配式建筑钢材消耗量。预制装配式建筑比现浇住宅外墙增加50mm的混凝土保护层，导致预制装配式建筑单位平方米混凝土用量较现浇住宅高。预制装配式建筑在生产过程中采用周转次数高的钢模板替代木模板，同时叠合板起到模板作用，较大程度节约了木模版。如提高构件预制率会更大幅度地节省木材。预制装配式建筑采用蒸汽养护，水用量控制严谨，比现浇模式节约水资源。预制装配式建筑不需要砂浆及粘结材料。若提高外墙预制率，可进一步节省此类材料用量。预制装配式建筑夹心保温材料寿命远高于现浇住宅；同时，外保温板材较薄，可有效节约保温板用量。

（2）人工费

预制装配式建筑的人工费主要包括生产环节的人工费用，运输环节的人工费用，安装环节的人工费用等等，由于工业化生产和机械化的施工工艺，对人工工时的需求较传统建筑有较大的减少。

模具和相关生产设备费是目前制约装配式建筑经济性的主要障碍之一，由于我国目前的建筑多样性，装配式建筑模具的需求量大而且重复率低，致使单位混凝土的造价偏高，同时，预制构件生产线及养护设备一次性投资巨大，生产企业开工量不足，设备回本压力致使构件所附着的设备造价也居高不下。

（4）能源消耗

电耗方面，主要在四个方面：

①在场内运输方面，电耗差异最主要来源为运输工程的塔吊使用。预制装配式建筑多是大型构件吊装，而现浇住宅是将钢筋、混凝土等各类材料分多次吊装，现浇住宅塔吊用电量偏多。

②在装修工程方面，预制装配式建筑预制外墙采用夹心保温，不需要使用电动吊篮。

③现浇住宅木模板使用量大，加工能耗增加。

圆柱壳在工业及许多领域都有广泛的应用，轴压圆柱壳的屈曲问题一直是壳体稳定研究中最为活跃的课题之一[1-2]。Hutchinson、Lockhart、Doo-Sung lee等许多学者[3-13]对圆柱壳屈曲进行了研究。早期的轴压圆柱壳和均匀外压薄球壳的试验临界压力，只有经典线性理论预值的1/5～1/2，并且试验结果离散性很大，轴压屈曲在理论值与试验之间常常存在一个不被人接受的大“误差”[14-15]。各国学者进行了大量的研究试图解释轴压圆柱壳试验值与理论解之间的巨大差异，广为接受的结论：产生该差异的根本原因在于壳体中存在初始几何缺陷[1]。

④混凝土工程中预制装配式建筑混凝土消耗量较大，空压机振捣器工作量较大，耗电量增加。

所以，现浇住宅比预制装配住宅耗电量增加较大。

油耗和煤耗方面：

现浇住宅混凝土浇筑使用泵车进行垂直向上浇筑，需要消耗大量柴油。而预制装配式建筑现场吊装主要是消耗电能。预制装配式建筑预制构件蒸汽养护中锅炉运行消耗煤，现浇住宅采用自来水养护，不消耗煤。从资源消耗水平上看，预制装配式建筑的优势主要体现在砂浆、木材、保温板及其他材料用量上，而在钢材、混凝土等主材消耗方面相比现浇住宅尚无优势。从能源消耗和废弃物产生量方面看，预制装配式建筑较现浇住宅具有明显优势。

有研究人员对传统现浇建筑和预制装配式建筑的各项成本进行了逐项比对，基本上印证了上述观点，现摘录如表1。

表1

由此并结合国内其它项目的统计数据得出，采用不同结构体系及相同结构体系不同预制装配率，装配式建筑造价有150～350元/m2的增加，即7～20%的增幅，且预制率的提高与建安成本没有必然增加的影响关系，另外当预制装配率提高10%，工期缩短约5～10%。

尽管从目前静态分析看来，预制装配式建筑的单纯经济性尚有一些欠缺，但预制装配式建筑的环境及资源友好性是不容怀疑的，预制装配式建筑在对资源的消耗减少的同时对环境的影响也大幅降低，根据国内不同研究报告的统计，工业化住宅建造过程产生的建筑垃圾为传统住宅建造方式的30%；产生的空气粉尘等污染为传统建筑的20%，预制装配式建筑工地的噪音低15dB；预制装配式建筑的隔音效果优于传统住宅，受外界噪音干扰平均低8dB。在能耗方面，预制装配式建筑建造过程节约能源约15%，使用过程中节约能源约25～35%；在水资源方面，工业化住宅建造过程节约水资源36%以上。

另外，从动态的角度看，我国已进入老龄化社会，适龄产业工人的数量正在减少，人力成本的增加趋势和速度越来越明显，预制装配式建筑对人力的依赖程度小，人工成本占比低，在今后此项特点对于降低预制装配式建筑的综合成本贡献力度会越来越突出。

同时，预制装配式建筑还要积极探索技术进步，对占造价较大的连接构件、预埋件进行经济性优化，降低套筒等预埋钢结构的造价。另外，优化生产工艺，采用无损连接（磁性）装置固定边模流水加工模板平台，形成流水生产线，提高生产效率、延长平台寿命，降低模具摊销成本，降低预制构件生产成本；加大预制构件工艺研究，提高构件的综合性能如保温、防水、装饰等性能，提高施工现场安装效率，节约安装费用；

通过预制装配式建筑模式，将现场施工工人转变为建筑业产业工人，改善了工作环境、提高了劳动生产率、降低了劳动风险、提高了施工安全性；建筑工业化的技术进步将大量减少劳动力强度，将建筑企业从劳动密集型企业转变为技术密集型企业，将粗放型管理转变为集约型管理。建筑工业化技术推动工业化建筑标准制定和健康发展，提高建筑经济性能，可以从一开始就防止工业化过程中的低价劣质产品出现，防止资源掠夺、淘汰落后技术，因此倡导建筑工业化技术进步十分必要。

发展建议：

（1）通过规模化发挥预制装配式建筑的节能效益

从测评和各地已完成的预制装配式建筑项目的建造和运行情况看，预制装配式建筑的经济、社会和环境效益正在逐渐体现，但由于前文所列预制装配式建筑在静态经济性和生产能力上的短板，目前我国预制装配式建筑面积总量还比较小，预制装配式建筑应成片开发，形成规模，才能充分体现预制装配式建筑的节能减排效益。

（2）预制装配式建筑的标准化研究

预制装配式建筑规模化建设的前提是标准化，应从设计阶段就综合考虑标准化、集成化和集约化理念，引导叠合楼板、内外墙板、楼梯板、阳台板等预制构配件的标准化设计、系列化开发、规模化生产，促进预制装配式建筑项目建设工期缩短、成本降低以及运营管理效率提高，确保节能减排综合效益。

（3）改革现行工程建设管理制度和模式

从管理角度而言，应尽快对与预制装配式建筑建设模式相配套的部品生产、工程计价、招标投标、开工许可、工程监理、工程验收等环节进行制度探索，完善不同建造施工环节顺畅连接，减少现场工作量。

（4）培养专业的预制装配式建筑的施工队伍

目前掌握预制装配式建筑设计、施工、管理能力的专业人员还比较缺乏，应注重能力建设，通过完善职业教育、加强人员培训等多种形式培养熟练的预制装配式施工队伍，达到提升效率、节约工期、减少时间成本的目的。

预制装配式建筑是建筑工业化的主要发展方向，它所带来的标准化生产、建筑品质提升、资源的节能保护和环境的友好将会大大的改变传统建筑业的面貌，尽管现在还有这样那样的缺陷和问题，但这条发展的道路不应怀疑，应该持续前行。