装配式建筑工程成本效益分析

2021-11-26陈富平

中国建筑金属结构 2021年12期

陈富平

建筑业是我国国民经济的关键产业，但我国建筑业是劳动密集、污染排放高的行业，传统工业采用就地浇筑的模式，装配式建筑的发展可以有效促进建筑业的转型升级，解决当前困境[1]。然而，目前人们对装配式建筑的认识不全面、不准确，认为装配式建筑投资成本偏高，影响了装配式建筑在我国的发展前景[2]。对待新生事物的分析应当基于更高的视角、更深的层次，综合分析利与弊[3]。为了深入研究装配式建筑模式的特点，本文从成本效益角度，贯穿工程的全周期，研究分析装配式建筑的优缺点，以便客观、公正地看待这种新型的建筑模式，为今后建筑行业的发展探索出路。

1.我国装配式混凝土建筑工程成本的分析

1.1 装配式混凝土建筑工程成本的优势和劣势

1.1.1 主要优势

环保、节能、减排，注重社会效益，削弱建筑行业全工程周期的社会成本；提升品质，减少工期时长、压缩小工程的施工安装使用费用[4]。这样可以保护环境，降低工程污染。在传统的建筑工程施工中，一般采用湿法作业的方式，存在对现场的机械材料、施工工艺、人员材料、机械能源管理困难的问题[5]。而在装配式建筑中，用于建造房屋的预制混凝土构件在PC 工厂中预制，然后运输到现场吊装，简化了材料种类与数量，管理更为高效[6]。

1.1.2 主要劣势

发展尚不成熟，应用不尽合理，需要提高单个工程的建筑安装质量，建筑安装成本目前较高。因为我国装配式建筑正处在大规模推广的初始阶段，装配式方法的应用还不够广泛，产业链中的企业数量基数还没有形成，许多装配式混凝土工程与传统现浇混凝土建筑相比，土建安装工程造价有所增加。根据大量工程实践数据分析，按照项目大小、预制、预制技术体系的合理性以及其他差异，直接预制混凝土工程的施工和安装成本高出传统施工方法5%～30%。这主要是由于预制件工厂的一次性投入较高，而标准化件较少的项目摊销费用较高，单个PC 件售价较高。如采用预制混凝土技术体系时，没有大规模采取装配式技术，会一定程度上增加施工吊装、支架安装等费用。所以，受以上原因影响，装配式混凝土建筑的施工安装费用与传统的施工方法相比，存在成本偏高的现象。

1.2 装配式混凝土建筑的机遇和挑战

1.2.1 主要机遇

政策支持。传统分红方式枯竭，降低项目建设安装成本，各级政府支持意愿不断上升。由于装配式建筑在保护环境、节约资源方面具有先天优势，已成为建筑业转型升级的重要途径，装配式建筑已成为国内顶级系统设计的推荐施工方式。与此同时，地方政府也出台了一系列政策，在转让土地中强制规定必须采用组装建设方式施工。

1.2.2 主要问题

行业监管体系发展缓慢，装配式建筑构件入场、装配质量的监管管理依旧采用近乎传统建筑的管理模式，管理效率和手段尚不能满足技术发展的需要。一方面，在完成工程设计后，没有提供配套的装配式建筑的装配说明书和质量交底文件，图纸审批还没有形成标准规范，导致工程现场缺少支持文件的情况发生；另一方面，生产端、PC 构件生产企业质量检验机制也处于探索期，因为没有形成行业规范和工程标准，各个生产环节的质量监督缺少依据，经常出现不同厂家生产的构件不能匹配安装的问题，需要在现场进行反复调试。

2.装配式建筑安装工程造价分析

2.1 装配式建筑构件设计特点分析

从结构形式的方向分析，装配式混凝土结构的技术体系可分为装配式整体混凝土剪力墙结构、装配式整体混凝土框架结构、装配式混凝土框架剪力墙结构、装配式混凝土框架核心筒结构等。

在建筑结构中，预制混凝土的应用大致可分为三种类型：

（1）竖向承重构件，外护墙、内隔墙、地板、楼梯等均采用预制构件；

（2）零件垂直轴承，结构构件、外部女儿墙、内部隔断、地板、楼梯等预制构件；

（3）垂直轴承，预制构件分为重型结构、水平方向构件和非结构构件。这三种拼装混凝土建筑结构的预制效率由小到大，施工时使用安装的操作性也在慢慢递增，呈缓慢向上的趋势。

以上三种方法是装配式建筑常用的构件形式。依照结构中关键预制承重构件，根据其连接方式，可以细分为全装配式结构和装配式整体结构。装配式整体结构由钢筋与后浇混凝土连接，相当于现浇结构，基本上是参考现浇结构的设计。全装配式混凝土结构的预制构件之间，可以使用钢构件连接方式，安装简单。装配式建筑的构件设计特点可以概括为标准化和模块化。标准化可保证同类构件的通用性，满足不同工程的装配需求；模块化则体现在加工的规模性和装配的便捷性。这两个特点是装配式建筑分摊生产准备成本，进而实现廉价生产的重要基础。在装配式建筑模式广泛推广的形势下，单位构件的生产成本可进一步降低，实现工程成本的有效控制。

2.2 装配式建筑建造流程分析

目前国内主流的装配式建筑施工流程是建筑构件在工厂完成制造，之后运输到施工现场，在现场根据预设的装配关系完成安装。装配式建筑构件的连接方式与传统连接方式基本一致，依旧采用钢筋绑扎进行连接，再采用湿法作业用混凝土浇筑连接点，将各建筑构件连接为一个整体。

装配式建筑的构件加工运输与各车辆的运力流程需根据现场施工计划用量协调安排，确定各个施工构件的安装时间，滚动生产，现场不需要设置材料库。模具化的构件生产方式形制统一，可保证安装过程的标准化和线程化，对减少劳动力和缩短工期有很大的帮助。

装配式建筑完全以框架结构构成，主体建筑为预制或现浇而成，水平方向中的构件、主要施工梁为重叠梁，楼板是桁钢重合楼板。后浇混凝土通过梁柱节点区和组合楼板，把各个完全分立的施工结构搭建成一个完善、固定和抗震抗压性能优秀的整体建筑体系。根据装配式混凝土建筑技术的进步和配套设备的不断完善，以及对框架跨度大的结构需求增多，大跨度预制应力水平方向构件也将被广泛运用。

2.3 装配式建筑造价成本分析

基于以上对装配式建筑施工构件特点以及施工流程的分析，工程造价依然包含企业管理费用、利润、费用、税费等几个成本组成要素，与传统工程成本基本没有区别；在施工机具使用费这一要素上，由于需要大量使用起重机等工程机械，因此该项费用比传统工程施工成本会有所增加，但并不明显；装配式建筑与传统建筑工程关键的区别在于人工成本和材料成本。在工程造价组成中，人工成本体现的是建筑工程所使用的人工，而材料成本则是指建筑工程所耗费的所有材料的采购、养护、备辅料支出之和。装配式建筑由于采用预制技术，因此人工成本明显低于传统工程方式。

通过以上分析，装配式建筑在生产周期、劳务用工数量、建筑标准化水平、建筑质量控制以及对周围环境的影响等方面具有明显的优势，虽然短期内由于产业链配套不完善等原因造成构件生产成本偏高，但是在全工程周期的综合情况看，其工程成本更为低廉，性价比更高。

3.装配式建筑工程成本效益的展望

在装配式建筑中，产业工人取代建筑工人，批量的机器生产代替人工在现场的逐一操作。从发展趋势看，装配式建筑的使用率不断增加，与多年前相比，装配式建筑项目的使用损耗不断下降(在CPI 增长值计算之后得出)，这便是行业发展曲线所营造出的差异和成本轨迹。

传统建筑业一直是劳动密集型产业。根据目前国内建筑安装工程造价评估，传统工程中的人工成本约占整个工程建筑安装费用的15%～22%。改革发展以来，随着城镇化水平的快速提高，绝大多数农村剩余劳动力已成为构建建设行业劳动力的关键。与此同时，随着社会水平的日益提升，建筑市场逐渐规范，制度较为完善，一线工人可以通过学习的方式不断提升自己的技能。因此，劳动力成本急剧上升。在此背景下，安装快捷、劳动力用量少的装配式建筑，在成本效益的综合表现具有明显优势，是下一代建筑工程技术的发展方向。