基于全产业链的装配式建筑与传统建筑对比分析

林晨

上海铁路房地产开发经营有限公司，上海，200070

0 引言

随着人们对绿色建筑要求的不断提升，装配式建筑因其绿色环保的特性得到建筑业的高度重视，自2015年相关政策、办法出台，装配式建筑迎来了快速发展新阶段。作为建筑业的一场重大变革，装配式建筑在集成新型工业化建造的同时，将工业化和信息化紧密融合，推动着建筑业绿色化、工业化、信息化协同发展。通过装配式建筑及传统建筑的对比分析，为制定装配式建筑的发展规划提供一定的理论支撑，也为以优势企业为核心、涵盖全产业链的装配式建筑产业集群提供相关的科学建议。

1 装配式建筑产业链

1.1 装配式建筑产业链概念

当前，学术界对于装配式建筑产业链定义尚无统一的认识，不同学者有不同的见解。有部分学者[1]认为它是包括设计、制造、施工、管理和运营五大环节的完整产业链；还有些学者[2]认为其是指装配式建筑以各利益相关主体为载体，协同各配套产业，且上中下游企业相互影响相互制约的功能网链结构。综上，研究认为装配式建筑产业链是指为了实现产业效益最优化，围绕装配式建筑全生命周期，以利益相关主体为载体，根据特定的市场环境，应用于各建设环节的动态增值产业组织。

1.2 装配式建筑产业链特点

（1）产业链组织的系统协同性。装配式建筑产业链包含了系统顶层设计、生产技术标准、核心技术以及完整产业链打造等基础工作，是各利益相关主体、生产方式和各生产环节协同运行的复杂系统[3]。装配式建筑需采用系统集成的方法统筹各生产环节，任何一种建设模式都需要从全过程管理出发进行协调。装配式建筑以模块化、通用化、标准化为要求，便于降低施工难度，促进生产、施工安装阶段能够在较大范围内保持标准化和通用化的形式，以此凸显装配式建筑的特色。

（2）产业链范围的扩张。装配式建筑是以完成装配式建筑产品为最终目的的各个相关领域产业的集合，比传统建筑产业链增加了预构件的制造、构件与部件的连接、构件吊装施工、全寿命周期下的运营维护和回收利用等环节，实现了装配式建筑“绿色化”特点，不仅在传统建筑上实现了产业升级，也在发展类型、企业数量、合作模式以及投资布局等方面实现了扩展和增长。

（3）建设过程与建筑产品的全方位升级。装配式建筑评价方法对其提出绿色、智能以及安全性能优势等多方面要求。不仅包含对生产过程的要求，也有对产品质量的要求，实现了生产方式、经营理念以及产业结构的升级，为建筑产业更加符合工业化发展提供动力，且能够满足建筑业工业化对于真正产业效能的要求。

1.3 装配式建筑产业链构成与运作

1.3.1 装配式建筑产业链构成

装配式建筑产业链包含开发、勘察设计、生产、运输、安装施工、交付运营及维护等相关产业，由BIM信息系统贯穿整个过程，由此形成了复杂的链状集合，元素之间相互影响、相互制约从而形成稳定的协同产业结构并不断优化[4]。房地产开发企业对项目进行规划设计；构配件制造企业在精准的设计后完成构配件的生产工作；构配件达到一定的养护强度后送至施工现场；由专业的施工单位运用特定技术进行连接、装配及装修；最后交付给用户已具有使用功能的房屋，由物业公司进行运营维护。

从装配式建筑产业链的定义及其设计施工一体化施工工序可知，产业链是由能够发挥不同作用的利益相关企业依托本地资源基础而形成，依靠相适应的机制和各类支撑平台，以此实现产业效益的最大化[5]。

1.3.2 产业链协作模式的运作流程

（1）项目开发准备阶段。与传统建筑不同的是，装配式建筑项目开发准备阶段中，建设单位不是唯一负责协调管理的单位，它是处于产业链的上游，明确参与方的协作任务、选择承包模式、协调各利益相关者关系，起着一定的领导性作用[6]。

（2）项目设计阶段。传统建筑的设计阶段直接面向现场施工，而装配式建筑是提前设计，将设计转变成面向工厂制作和现场装配，包括运用BIM建立信息库等流程，为下游企业提供支撑平台和信息支持。

（3）部品部件生产阶段。生产企业根据设计单位建立的信息库开展标准化生产作业，将生产的构配件嵌入已作数据处理的RFID标签，同时将标签信息传入BIM信息系统，跟踪信息查询，以便下游主体判断和处理，这实现了装配式建筑全产业链的信息沟通与相互协作，推动着项目顺利进行。

（4）项目施工阶段。在施工阶段，施工单位根据前期准备的BIM系统信息进行部件的装配化施工[7]。在施工的过程中，为了实现施工进度管理的宏微观控制，运用BIM技术进行4D模拟装配化施工，同时将项目施工的实时进展状况信息录入BIM系统，并不断对比纠偏，将出现的问题反馈给各相关单位，以便解决。

（5）项目运营维护阶段。项目运营维护阶段，物业运营企业根据各单位录入的标准库和FRID标签信息，实时并及时掌握构件和设备的运行状况。并且运营维护企业将建筑物实时的使用和维护状况及时地上传至BIM数据库，为建筑物的改扩建提供必要信息。

2 装配式建筑与传统建筑产业链对比分析

对比装配式建筑产业链与传统建筑产业链，两者产业链体系中的上下游企业都存在着投入产出关系，下游的投入节点即上游的产出节点。并且两者的产业链环节都包括技术方案研发、规划图纸设计、市场销售、物业管理、拆除报废等环节。现代装配式建筑产业链是在传统建筑业产业链基础上进行优化重组及扩展，两者产业链之间的区别主要有以下几点。

2.1 产业链构成对比

在产业链的构成上，传统建筑在现场建造过程中资源消耗大，所产生的废弃物无法得到循环利用，其产业链是一条从资源到建筑产品再到废弃物的单向直线。与传统建筑相比，装配式建筑坚持贯彻绿色发展模式，对整个生产过程中所产生的废弃物进行循环利用处理，形成再生资源以此提高资源利用率。其产业链是从资源到建筑产品到再生资源的循环生产链条。它从根本上解决了由于资源利用效率不足带来的一系列问题，可以说是传统建筑、绿色建筑更高层次的整合和优化。

2.2 产业链集成程度对比

在产业链集成程度上，与传统建筑相比，由于装配式建筑构件工厂化生产运输、现场吊装施工以及废弃物资源处理化等关键环节的存在，在一定程度上延伸了产业链，其产业链体系的纵向一体化程度更高。同时，相关技术以及信息支撑平台的存在能够提高其产业链的集成程度。

从纵向运作角度来看，传统建筑产业链体系中的规划设计以及现场构配件生产等关键环节，由分属不同层级的各企业机构和各部门所负责，各作业环节之间相对独立地完成该产业链的运作。而在装配式建筑产业链体系中，相关生产工作流程被重新构建，工厂化构件生产取代现场构件生产，施工单位在工厂生产构件完成后进行吊装拼装。若设计单位采用传统的建造设计，则无法完成工厂化构件生产，施工单位在此情形下难以完成后续工作。基于此，装配式建筑产业链需要重新整合并升级优化，产业链中的上下游企业之间要实现无缝衔接，减少资源投入且降低建造成本，避免一些不必要的技术冲突现象，以此实现设计施工一体化。同时，人员教育培训机制也应随之调整,建立起全产业链的定期教育培训以及激励机制，实现全产业链生产能力资源的有机整合。从而形成比较完善的上下游产业链体系，推动装配式建筑产业化发展。

从横向运作角度来看，在产业链的运作体系中，各个独立企业抗风险能力、研发投入能力以及自身资源条件都存在一定的局限性，故处于产业链运作体系同一位置的企业要强化彼此生产协作关系，形成有机且相互依存的生产联合体。通过建立非竞争性合作联盟，形成企业之间高效畅通的协作机制，以此克服自身能力局限并且达到互利共赢目的。同时重视互联网信息平台的搭建，通过搭建信息化平台推动企业之间信息的高效传递，实现高效的协作生产。

2.3 产业链资源整合能力对比

在产业链资源整合能力上，传统建筑主要是按照开发建设企业下达的施工指标要求，完成各自的建筑流程任务。相关技术、信息以及资源要素不能得以充分整合及利用，产业链体系中的上下游企业协作关系并不密切，故在一定程度上制约了建筑业的发展。与传统建筑不同的是，装配式建筑产业链重视自身资源整合能力以及信息化平台的搭建，以此提高产业链体系中各企业之间的资源利用率。装配式建筑充分利用BIM、大数据应用及智能物联网等新型信息技术,对整个过程产生的信息进行全面整合优化，实现产业链体系中各个节点企业之间信息的高效共享以及高效衔接,以此减少由于信息不对称而造成的资源严重浪费、生产成本显著增加以及协同合作度低等问题。

2.4 产业链价值增值对比

在产业链价值增值上，与传统建筑业相比，装配式建筑产业链是一条具有附加值的动态链。装配式建筑在建造过程中贯彻可持续发展理念，优先安排使用新型绿色建材、现代化先进施工设备、技术人才和各类新型装饰材料，实现高能效、低消耗的生态效益。装配式建筑不仅能够为产业链体系中的利益主体带来可观的经济效益，其建筑产品还能满足广大消费者潜在的生活需求。装配式建筑拥有相对灵活的产业链条，能够根据行业形势特点、企业技术能力水平以及国家指导政策适时调整，以此顺应当前产业整体发展变化趋势。

表1 产业链构成与整合对比

3 装配式建筑与传统建筑成本分析

3.1 装配式建筑成本构成

不同的建筑工艺其建造流程、建筑成本都会有一定的区别，装配式建筑的成本构成分为设计阶段费用、构件生产阶段费用、运输阶段费用、施工安装阶段费用。

（1）设计阶段费用。在工程项目总费用中，设计阶段的费用相比较小，但对后续的施工起着重大的影响。因此，合理科学的设计对成本的控制起到关键的作用。通常来说，装配式建筑设计阶段的成本主要由人工费、材料费、试验费、调研费（在勘探水文、地形地貌，调查市场等方面的投入）、管理费及其他为开展设计工作而投入的辅助费用（如水电费）组成，其中人工劳动费用是设计成本的主要部分。

（2）构件生产阶段费用。装配式建筑与传统现浇式建筑相比，其生产则是在工厂里完成构件的加工产出。构建生产阶段的费用主要由材料采购和构件加工两部分组成，材料的采购成本主要包括：原材料价格，包装、运输、装卸等在内的采购费用，以及原材料的存储费用及缺货成本。构件加工则是装配式建筑建造流程中的关键环节，预制构件的生产配置直接关系其后期施工的建筑质量，这一阶段消耗的费用主要体现在人工、模具消耗、机械设备折旧、管理工作以及水电等资源上，其中管理工作包括成品构件及半成品的仓储费用；因为预制构件生产费用占总费用比重较大，在此阶段进行成本控制对降低装配式建筑总成本有着很大的作用。

（3）运输阶段费用。装配式建筑的构件生产并非在施工现场完成，多半为工厂车间制造，在其组装前需要由专门的车辆将其运输到施工现场，在这一过程产生的费用为运输成本。主要由装卸车成本、措施成本（为避免构件损坏而采取稳定措施以及使用特殊材料等消耗的成本）以及运输成本组成。

（4）施工安装阶段费用。传统的现浇式建筑为施工现场建造，不需要考虑安装费用，而装配式建筑则需要支出预制构件安装和组合的费用。因此，装配式建筑的施工阶段的成本主要由人工费、机械设备费、材料费、管理费及风险成本组成，其中材料费是指预制构件进行安装连接时所需要的混凝土、钢筋、支撑架等费用以及加固措施费用；风险成本则是在出现安全事故或是进度落后、安装质量存在缺陷等情况下所产生的费用。虽然将风险成本列入施工成本当中，实际上在其他建造阶段也会因设计不合理、材料供应不及时、运输安全事故等影响项目的质量和进度，为弥补已经发生的项目缺陷而投入额外费用，从项目全生产流程考虑，风险成本更表现为整个项目在这方面消耗的成本。在施工安装阶段加入BIM技术的运用，将大大提升装配式建筑的效率，因此普及BIM 技术将有助于装配式建筑的发展。

3.2 装配式建筑与传统建筑成本对比

（1）设计阶段成本差异。在设计阶段中，传统现浇建筑主要包括方案设计、初步设计、技术设计和施工图设计，而装配式建筑则比传统建筑多出拆分构件设计的步骤。拆分构件设计是在前期设计的基础上把建筑构件拆分为各类预制件，同时完成预制构件的详图设计及吊装设计。相比传统现浇建筑，装配式建筑多出一个设计阶段，因此装配式的设计成本会比传统设计成本高。目前我国装配式建筑处于发展初期，极具缺乏装配式建筑设计资质的企业，导致装配式建筑设计技术和理念不成熟，竞争力度薄弱，设计费用昂贵。

（2）生产阶段成本差异。装配式建筑在生产阶段的成本受生产规模、生产方式、设计因素等一系列原因的影响，其部件成本主要分为两个方面。一是厂房、设备等固定成本；二是材料、动力、技术研究人员等变动成本。由于装配式建筑还处于发展的初级阶段，其生产规模未形成大规模的格局，技术水平不够先进，技术研究人员较为匮乏，导致部品构件成本偏高。与现浇建筑的生产模式相比，装配式建筑的部件生产、吊装、装修等要求更为精细化，在确保部件生产、吊装的施工准确的同时，还需要节约资源，对环境进行保护。为此工厂需增加精细化先进的施工机械，同时提高工人的技术水平和人数，导致施工阶段的成本的增加。

（3）运输阶段成本差异。传统的现浇式建筑与装配式建筑的建造差异主要集中在建造方式上，装配式需要在预制工厂对预制构件进行生产、加工，运输至施工现场利用机械进行吊装至合适的位置。相比传统现浇建造方式，装配式建筑的运输阶段所形成的费用成本是偏高的。目前我国的装配式建筑项目占新建建筑的比例较低，导致预制工厂难以规模化生产，生产加工成本难以利用规模化优势来降低，预制构件所增加的费用也不能因其他方面的成本降低而抵消，导致装配式建筑在建筑工程方面的增量成本大幅增加。

（4）施工安装阶段成本差异。在施工安装阶段，由于装配式建筑项目中的电气工程和水暖工程导致成本的上升，因此装配式建筑的建造成本会高于传统现浇建筑。但随着装配式建筑的设计一体化的大力推广，目前装配式建筑的安装工程费相比现浇建筑正在下降。根据市场调研来看，设计一体化的运用使在预制构件详图设计时考虑了设备的安装，预留了管件并采取相应措施，使得装配式建筑安装工程的成本还要低于现浇建筑的安装成本。装配式建筑在装饰装修方面的成本会低于现浇建筑，预制配件的工厂化生产加工会使得构件的生产控制强于现场施工，工期的缩短可以降低机械设备的租赁费用，同时装配式建筑不需要像传统建筑进行抹灰等处理，因此人工费也会降低。

4 结语

装配式与传统建筑产业链相比，产业链具有组织的系统协同性，纵向一体化程度更高，技术、信息、资金、管理等能够有效集成与整合，并且具有附加值的动态链条，这是与传统建筑产业链不同的关键特征之一。在现阶段装配式建筑的工程成本高于传统现浇体系，主要因为具有装配式建筑设计资质的企业较少，设计技术和理念不够成熟导致成本上升。但随着装配式建筑的进一步发展，政策的加强与市场资源的配置相结合，加速形成与装配式建筑发展相适应的模式将会产生更高的综合效益。