基于价值工程的装配式乡村住宅成本控制研究*

马艳阳 张敏

(石家庄理工职业学院，河北 石家庄 050061)

0 引言

随着我国经济发展的转型升级，农村土地集约化及产业升级对乡村住宅建设发展提出新的要求。同时，人们日益增长的美好生活需求和当前乡村住宅质量差、功能不完善等的矛盾阻碍了农村现代化发展。中共中央国务院印发的《乡村振兴战略规划(2018—2022年)》[1]提出：着力提升村容村貌，科学规划村庄建筑布局，大力提升农房设计水平。由此可见，要建设美丽乡村，提升乡村整体风貌，农村住宅建设是重要环节之一。

我国乡村住宅种类多，现有住宅服役年限久，主要有生土结构、木结构、石结构和砖混结构住宅，不同时间和地域的住宅差异性较大。生土结构、木结构和石结构住宅大多是20世纪60～80年代的农村自建房，其取材简单、成本低廉、安全性能较低。砖混结构住宅从20世纪90年代兴起，并逐渐成为主流，它集合了前三种结构造价低、材料易得、建造方法简单等优点，安全性也有所提升，是目前乡村住宅建造中运用最多的建筑结构类型。近年来，在国家大力推广装配式建筑、绿色建筑的大背景下，装配式乡村住宅逐渐进入大众视野。

目前，我国装配式乡村住宅发展势头较好，但仍处于探索阶段。牛禹潼[2]进行了装配式建筑应用在北方乡村的可行性分析，并通过对此分析施工方式与传统建筑，得到预制装配式建筑在北方乡村住宅的适配性；张翩翩[3]从结构选型、结构分解、构件拆分、构件运输、现场施工和单体建筑装配率等方面探讨轻钢框架结构体系在乡村住宅建筑中应用的可行性；张明帅[4]以乡村传统砖混结构住宅为参照，从全生命周期分析装配式乡村住宅的环境和经济成本；李健[5]提出乡村住宅建设应顺应建筑工业化的发展，将“装配式轻钢结构”和“轻型板材”两种系统相结合来建造乡村住宅整体结构框架；李芊[6]分别对普通砖混乡村住宅和装配式乡村住宅进行全生命周期的环境效益分析，指出装配式乡村住宅综合环境效益优于传统砖混住宅。

上述研究均从不同角度分析了装配式建筑在乡村建设的可行性，但缺乏从建设工期、造价成本、环境效益、居住功能、整体风貌等方面对装配式乡村住宅与普通乡村住宅的差异性分析，缺少对乡村住宅建设的全局性、整体性思考。因此，本文基于价值工程原理，从多角度对装配式乡村住宅和普通砖混住宅进行功能分析，探究不同结构的乡村住宅在功能和成本方面的配适度，并结合评价对象的功能重要性和成本投入，对乡村住宅成本控制和优化提出建议。

1 价值工程原理

价值工程是指以提高产品的价值为目的，通过有组织的创造性工作，寻求用最低的寿命周期成本，可靠地实现使用者所需功能的一种管理技术[7]，其核心是对产品进行功能分析，将产品价值、功能和成本作为整体同时考虑，并且强调不断改革和创新。价值工程的三要素是价值V、功能F和寿命周期成本C，公式如下

(1)

价值工程主要应用在两个方面：一是用于方案评价，通过对多个方案进行价值工程分析，选择价值较高的方案，或者对价值较低的方案进行方案改造；二是对某单个对象进行价值工程分析，寻求提高对象价值的途径和方法。由式(1)可知，价值V与功能F成正比、与周期成本C成反比。因此，需要研究对象功能与成本的最佳匹配，价值增加途径见表1[8]。

表1 价值增加途径

价值工程发展至今，已逐渐形成一项系统性工程，并拥有一套规范化的工作程序，其工作程序一般可以分为准备阶段、分析阶段、方案创新阶段以及方案实施阶段。价值工程工作流程如图1所示。

图1 价值工程工作流程

2 基于价值工程的乡村住宅建设方案比选

基于价值工程原理，对不同结构的乡村住宅从建设工期、造价成本、环境效益、居住功能、整体风貌等方面进行功能分析，选择适宜农村发展的乡村结构住宅。主要包括对象选择、功能定义、功能整理、功能评价及结果分析。

2.1 对象选择

本文以河北省邯郸市某2层装配式乡村住宅为主要研究对象，住宅占地面积138.02m2，建筑面积258.66m2，采用预制装配混凝土结构。此外，为避免区域性市场环境的影响，选取当地与装配式建筑面积大小接近的2层砖混结构住宅用于对比分析。

2.2 功能定义

装配式乡村住宅和普通砖混乡村住宅在社会效益、经济效益和环境效益等方面存在差异，结合政府和村户对乡村住宅的关注内容，可将项目功能划分为工期功能、居住功能、环境功能、成本功能和外观功能。

2.3 功能整理

功能整理是通过将已经定义的功能加以系统化，分析各功能之间存在的逻辑关系。装配式乡村住宅建设工期并不仅是施工工期，还包括构件定制工期；居住功能包括住宅的抗震性和舒适性；环境效益主要包括建筑物全生命周期碳排放、建造阶段固体废弃物排放、拆除回收阶段建筑垃圾排放；成本功能不仅包括房屋建造成本，还包括建成后的使用维护成本；外观功能除了包括结构外观，还包括房屋内部的装饰外观。乡村住宅功能系统如图2所示。

图2 乡村住宅功能系统图

2.4 功能评价及结果分析

2.4.1 计算现实成本C

装配式住宅占地面积138.02m2，建筑面积242.4m2，单位造价成本约1350元/m2，普通砖混住宅单位造价成本约980元/m2。根据各方案的单方造价可以计算出各方案的成本指数Ci[9]，公式如下

(2)

2.4.2 计算功能评价值F

功能评价值F是指能有效实现用户要求的最低成本，主要包括以下几方面。

2.4.2.1 确定功能重要性系数α

确定功能重要性系数的关键是对功能进行评分，本文采用强制打分法中的0～4评分法对各功能进行评分，0～4评分法打分原则见表2。

表2 0～4评分法打分原则

参与打分的人员主要包括专业技术人员和农村居民等。将上述人员的评分结果进行分析整理，得到乡村住宅功能重要性系数评分表，见表3。

表3 乡住宅功能重要性系数评分表

2.4.2.2 确定各方案功能得分β

根据装配式乡村住宅和普通砖混乡村住宅的特点，确定两种不同结构住宅的各功能得分，功能得分满分为10分。

(1)工期功能。装配式建筑的工业化生产模式可避免因天气原因导致的工期延误，在生产效率方面具有极大的优势，其施工工期大约占传统建设工期的33%。因此，采用最大公倍数法，可以得出装配式住宅的施工工期和普通砖混住宅的施工工期得分分别为9分和3分。根据是否需要提前定制预制构件，将构件定制工期得分记为0分和10分。

(2)居住功能。由于装配式建筑主要由预制构件拼接，再浇筑混凝土建设而成，整体性普遍优于砖混住宅。因此，在抗震性能方面，装配式住宅和砖混住宅的抗震指数分别为4分和3分，则抗震性功能得分为8分和6分，装配式住宅优于砖混住宅。砖混结构住宅存在冬冷夏热的情况，防火性较差，雨水天气还会出现漏雨问题，而装配式建筑外墙大都装有隔热层，保温、隔音效果优于砖混住宅，还具有防火性和防水性。因此，在舒适性方面，装配式住宅砖混住宅和功能得分别为10分和4分。

(3)环境功能。装配式住宅和砖混住宅全生命周期碳排放的环境效益对比研究成果表明：装配式结构住宅碳排放量约341kg/m2[6]，传统砖混结构住宅碳排放量约480kg/m2，即装配式乡村住宅的全生命周期碳排放低于普通砖混住宅，碳排放比值约为5∶7，两者得分分别为7分和5分。砖混结构住宅主要以砂浆、砖等为原材料，施工阶段固体废弃物较多，产生固体废弃物达0.05t/m2；装配式建筑预制构件在工厂生产、运至现场安装，施工阶段产生固体废弃物0.012t/m2。固体废弃物排放比值约为4∶1，故装配式住宅和砖混住宅施工阶段固体废弃物排放功能得分分别为8分和2分。拆除阶段砖混住宅产生建筑垃圾约0.9t/m2，装配式住宅产生建筑垃圾约0.12t/m2，减少建筑垃圾约80%。拆除回收阶段建筑垃圾排放比值约为8∶1，装配式住宅和砖混住宅的功能得分分别为8分和1分。

(4)成本功能。由上文所述现实成本C可知，在建造成本方面，装配式住宅和砖混住宅单方造价比值为7∶5，建造成本功能得分分别为5分和7分。在维护成本方面，通过调研多家装配式住宅和砖混住宅，并结合网络问卷可知，约61.5%的居民反映砖混结构住宅的使用维护费高于装配式住宅，因此，装配式住宅和砖混住宅的使用维护成本功能得分分别为8分和5分。

(5)外观功能。我国砖混结构住宅风格各异，不同的砖混住宅风格差别较大，在建造规模和风格上缺乏统一性，不利于乡村文明建设，而装配式住宅由于预制构件采用工厂批量定制，建设规模和设计风格较为统一，因此，装配式住宅和砖混住宅的结构外观功能分别为8分和5分。房屋的内部装饰装修存在很大的个体差异，居民可以根据自身喜好定制装修风格，两种结构住宅的装饰装修功能得分均为6分。

将以上分析结果进行整理得到不同结构乡村住宅的功能得分βi，见表4。

表4 不同结构乡村住宅功能得分

2.4.2.3 计算功能指数

根据表3的功能重要性系数αi和表4不同结构乡村住宅的功能得分βi，计算不同结构住宅的功能得分值φ[10]，公式如下

(3)

根据功能得分值，计算功能指数Fi

(4)

计算得到装配式乡村住宅功能得分值φ1=7.327，普通砖混乡村住宅功能得分值φ2=4.882；装配式乡村住宅功能系数F1=0.600，普通砖混乡村住宅功能系数F2=0.400。

2.4.3 计算各方案价值指数V

采用相对值法计算装配式乡村住宅和普通砖混乡村住宅的价值系数Vi

(5)

结合上文计算的功能指数Fi和成本指数Ci，得出不同结构乡村住宅的价值指数计算表，见表5。

表5 价值指数计算表

由表5可以看出，装配式乡村住宅的价值指数高于砖混乡村住宅，说明装配式住宅的建筑功能布局更完善，成本投入也更合理。根据量化分析结果可知，相比传统方式建造的普通砖混乡村住宅，装配式乡村住宅从建造工期、居住功能、环境效益、造价成本和外观功能等方面的综合价值优于普通砖混乡村住宅。

然而，我国装配式乡村住宅仍处于探索阶段，造价成本偏高是农村居民不愿接受的主要原因之一。基于此，本文重点关注装配式乡村住宅建筑品质与成本管控，通过装配式住宅品质的提升和成本的有效管控，提升装配式乡村住宅建筑价值，进而提高居民的接受度。

3 案例分析

3.1 对象选择

以河北省邯郸市某二层装配式乡村住宅为研究对象。

3.2 功能定义

根据农村居民对乡村住宅的关注内容，可将该项目功能划分为居住功能、外观功能、舒适性功能、环境功能和休闲娱乐功能。

3.3 功能整理

装配式乡村住宅的居住功能主要包括房屋的给排水工程和电气工程；外观功能包括户型结构、装饰装修工程；舒适性功能包括屋顶防水工程和外墙保温工程；环境工程包括庭院花园和停车棚。装配式乡村住宅功能系统图如图3所示。

图3 装配式乡村住宅功能系统图

3.4 功能评价

3.4.1 确定现实成本

采用工程量清单计价原则，编制各分部分项工程的工程造价，住宅总造价约455 100元，其中实现上述功能的装配式住宅功能现实成本表见表6。

表6 装配式住宅功能现实成本表

3.4.2 确定功能评价值

采用0～4打分法对功能重要性程度进行评分，参与评分的人员主要包括装配式建筑设计人员、施工人员以及农村居民，装配式住宅功能重要性系数表见表7。

表7 装配式住宅功能重要性系数表

以现实成本为基础确定功能评价值，根据各功能的功能重要性系数，重新分配目标成本。然而，新分配的目标成本和原目标成本存在差异，当新分配成本大于或等于现实成本时，则应以现实成本作为功能评价值；当新分配成本小于现实成本时，则应以新分配成本作为功能评价值[10]。

3.4.3 确定价值系数

基于表6计算出的装配式乡村住宅功能现实成本和表7计算出的功能重要性系数，计算得到各功能的价值系数，见表8。

表8 功能评价值与价值系数计算结果

3.5 结果分析

由表8可知，研究对象的户型结构、装饰装修工程、庭院花园功能价值系数均小于1，功能和成本投入不合理，需要进行改进。

(1)户型结构。户型结构价值系数为0.473，说明该装配式乡村住宅实现户型结构功能的方法不佳，农村居民普遍比较关注房屋的户型结构。通过对该装配式住宅的户型结构研究分析可知，该住宅户型结构局部存在不合理情况，房间数量多而空间小，房屋整体空间利用率不高，预制板使用含量偏高，因此，建议该房屋设计师对方案重新进行优化，在满足房屋使用功能的前提下适当减少预制板的使用，以节约预制构件成本。

(2)装饰装修工程。装饰装修工程价值系数为0.351，说明该装配式住宅的装饰装修工程功能实现条件不佳。调查得知，该住宅的外墙装饰采用贴面石材，价格较昂贵，增加了房屋整体的造价成本。建议对房屋的外墙装饰设计进行适当调整，选择价格较低的外墙装饰材料，在保证美观的同时，降低装修成本。

(3)庭院花园。庭院花园价值系数为0.810，说明庭院花园的功能重要性和成本投入不匹配。通过调查得知，庭院花园采用封闭式栅栏设计，内部铺有蜿蜒状石板路，而大部分农村居民喜欢在庭院种植果蔬，石板路设计不仅增加了造价成本，而且降低了庭院空间利用率，因此建议该项目设计师将庭院蜿蜒状石板路改为成本较低的直线型透水砖，在节省造价的同时提高庭院空间利用率。

4 结语

装配式乡村住宅作为提升农村整体风貌、建设美丽新农村的重要环节之一，提高住宅品质和成本管控直接影响农村居民的接受度。为探究装配式住宅功能与现实成本的配适度，从功能价值角度分析造价的合理性，使装配式住宅造价控制更加科学有效。

本文采用价值工程原理和方法，从建设工期、居住功能、环境效益、造价成本和外观进行分析，对具体案例进行功能分析。结果表明，在功能与现实成本配适度方面，装配式乡村住宅要优于传统砖混住宅。通过对具体对象的居住使用、房屋外观、舒适性、居住环境等改进功能分析，给出了功能和成本投入的合理性建议，以期为装配式乡村住宅的推广发展与成本控制提供新思路。