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装配式混凝土建筑增量成本分析与研究

 中清科技 2022-07-05 发布于安徽

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摘 要由于我国装配式建筑起步晚仍处于初级阶段与传统现浇建筑相比其造价一直较高其增量成本一直是其发展的制约因素文章将对装配式建筑增量成本问题进行分析与研究主要是通过装配式混凝土建筑与传统现浇建筑设计生产运输施工 个建设阶段的成本构成进行对比找出装配式混凝土建筑相较于传统现浇建筑的增量成本并结合具体数据进一步进行成本分析以期为装配式建筑的成本控制研究提供一定的依据

建筑业是国民经济的支柱产业对我国经济发展意义重大但是随着建筑业不断地发展环境污染能源损耗等问题的出现让人们开始对建筑业未来的发展产生了更多的思考由于装配式建筑具有绿色环保建设工期短质量易于保证等特点我国近年来开始大力发展装配式建筑面对一种全新的建造模式国内外学者对装配式建筑成本展开了大量的研究

国内外学者主要在装配式建筑与传统现浇建筑成本对各阶段成本构成等方面进行了研究通过一定的数据对比分析与研究得出了装配式建筑在制作工艺时所需要花费的成本比传统的现浇建筑制作工艺时所需花费的高 10% ~ 20%。在环保性方面装配式建筑与其他传统的现浇建筑相比能够很好地降低其在修建工程中所带来的垃圾及相应原材料的浪费。 研究运输阶段对整个装配式建筑修建过程进度的具体影响结果表明装配率越高对供应商预制构件的需求量越大时更应提前对装配预制构件的生产运输阶段做好提前规划包括预制工厂的选择预制构件实际需求量的确定运输路线的规划等在装配式建筑各阶段进行数据的收集和实验的模拟后发现致使装配式建筑造价较高的主要原因是预制构件的生产产生的费用运输过程产生的运输成本安装部分产生的人工费和机械费这 个部分的成本较高申金山等基于一定的数据下对装配式建筑各阶段即对设计生产运输安装阶段的成本构成进行分析与研究后将成本管理精益化融入其中以此总结出各阶段能使成本减少的精益管理举措孙磊等从装配式建筑生产阶段出发分析预制构件在生产过程中影响成本控制的相关问题进而提出装配式建筑预制构件生产过程中的成本控制措施李丽红等整个装配式建筑的施工过程和传统现浇建筑的施工过程中产生的费用进行了对比结合某一实际房屋或小区在造价上的具体情况分析了其中造价存在着差异的原因并针对我国装配式建筑造价一直居高不下的原因提出建议童赞文通过国内外一些案例将装配式建筑与现浇施工的整个建设阶段进行对比最终得出了装配式建筑项目的质量要高于传统现浇建筑毛宁宁等通过对于装配式建筑和传统的现浇建筑之间的比较研究找出二者的不同点并进一步分析了其产生差异的原因最后提出了相关的建议除此之外国外学者更注重装配式建筑可持续方面的研究

总的来说与国外装配式建筑建造成本低于传统现浇建筑成本而我国目前装配式建筑成本高于传统现浇建筑即存在着较高的成本增量国内很多学者通过装配式建筑与传统现浇建筑对比进行了成本差异的分析找出了全过程的增量成本但是对每个阶段增量成本的具体构成研究较少本文将在此基础上对装配式建筑各阶段增量成本的具体构成进行分析为后续装配式建筑成本控制提供一定的依据

1 装配式建筑各阶段增量成本分析

1 设计阶段增量成本分析

1 设计流程

根据我国装配式建筑的发展现状我国装配式建筑设计阶段的成本在其全生命周期中占比虽然并不多总体不超过2%,但是对后续各阶段的成本影响巨大影响程度超过70%相较于传统现浇建筑装配式建筑主要是多了技术策划和构件深化设计 2 个环节如图 1 所示

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2 成本构成

根据上图分析装配式建筑设计阶段的成本具体分析相较于传统现浇建筑多出来的两个环节并据此找出装配式建筑相较于传统现浇建筑的增量成本

技术策划阶段主要是对后续各个环节即规划设计构件生产和施工建造进行统筹规划将建筑结构以及装配式构件的生产与安装等过程密切结合起来协调工作并将设计贯穿于装配式建筑建造全过程构件的深化设计是首先由设计单位对主体结构进行拆分然后与生产商配合完成 PC 构件的生产加工图其中还包括装配率等的计算该设计环节的成本主要与预制构件的种类和复杂性相关所以据此对比分析 PC 构件装配式建筑与传统现浇建筑的成本构成如表所示“√”表示存在该成本“ ×”表示不存在该成本下同)。

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从上述成本对比情况分析主要差异来源根据装配式建筑的建造方式与特点来看主要是因为装配式建筑设计阶段的技术策划和构件深化设计需要通过技术和其他方面的工作使设计阶段的一些流程更加精细得到的设计成果模数化比例增加同时加强与后续各阶段的配合进而促进成本更加精确这些都对设计人员相应技术手段以及最后的设计成果等有更高的要求

3 装配式建筑设计阶段增量成本

主要增量成本包括 从表 的分析来看装配式建筑相对于传统现浇建筑的:PC 设计咨询费人工管理费预制构件拆分设计模具设计详图设计装配施工设计和预制率经济性测算等部分例如人工管理费的增加主要是为了加强设计人员的相关筛选培训等工作以使得设计人员在进行构件深化设计特别是构件的拆分设计等工作时具有协同思想充分考虑到后续运输施工等阶段工作的实际情况减少后期设计变更导致的成本增加和施工困难所以设计阶段多方面的因素使得我国装配式建筑成本相较于传统现浇建筑成本增加据测算装配式建筑设计阶段与传统现浇技术模式下的成本进行比对后可大致估算出设计费用成本增量在 15 ~ 20 / ㎡ 。

2 生产阶段增量成本分析

建筑构件结构的不同是传统现浇建筑和装配式建筑成本产生差异的主要原因之一据测算装配式建筑成本增量的最大组成来自于构件费用所以对该阶段成本的分析与控制对降低装配式建筑的造价有着十分深远的影响

1 成本构成

装配式建筑相比于传统现浇建筑需要提前在预制工厂生产出相应数量的预制构件然后再将这些预制构件运输至施工场地所以装配式建筑生产阶段的所有费用都属于该阶段的增量成本根据大量文献收集和案例分析生产阶段的具体成本构成如表所示并对其进行来源分析以便更准确的了解装配式建筑生产阶段的主要增量成本

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2 装配式建筑生产阶段增量成本

根据上述表格分析可以看出除了基础的人工费材料费外模具费预埋件设置费和存放管理费是主要的增量成这部分成本主要是由于装配式建筑建造方式所决定的生产预制构件后运输至施工场地前需要一定的存放管理费其次是为了后续安装工作的方便提前做好预埋件等的设置十分必要

3 数据分析

预制构件费用是装配式建筑增量成本的最大组成部分所以控制好装配式建筑生产阶段的费用花费极其重要装配式建筑前期方案中的预制率建筑结构形式等都对生产阶段预制构件的生产产生一定的影响例如预制率越高预制构件种类越多增量成本越高本文参考住建部公布的部分装配式建筑实例及大量研究文献案例数据对装配式建筑预制率与增量成本间的关系进行总结如表 所示

总体来看预制率越高装配式建筑生产成本越高其成本增量就越多但是由表 项目 和项目 对比来看相同预制率下出现了更高层数的装配式建筑住宅成本增量几乎为低层数的一半具体分析出现该情况的原因发现预制构件生产过程中的规模化生产有效降低了该阶段的增量成本实行规模化生产后装配式建筑分摊成本降低有效降低了间接生产成本其次是规模化生产提高了该阶段模具的重复使用率生产线的使用效率等有效降低了直接生产成本所以可见通过一些有效的方法控制生产阶段的过程成本对成本增量的降低十分重要会极大的减少装配式建筑的建造成本

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3 运输阶段增量成本分析

在运输阶段预制构件的运输比传统现浇建筑的运输更加麻烦复杂相比于传统现浇建筑对原材料运输的简单运输预制构件具有形状不规则规模大等特点运输起来更加不方便因此运输成本也更高

1 成本构成

对装配式建筑运输阶段的主要工作内容进行分析对比得出装配式建筑与传统现浇建筑在运输阶段的成本构成如所示并对此进行差异来源分析

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2 装配式建筑运输阶段增量成本

根据表 4 分析可以看出装配式建筑更高比例的运输费用和二次搬运费是运输阶段主要的增量成本主要原因是装配式建筑建造方式决定的预制构件在工厂生产后需要运输至施工场地并且施工场地前期安排的复杂性也会影响到后续运输阶段是否需要二次搬运这些都会影响到装配式建筑运输阶段的相应成本

3 数据分析

预制构件的运输在装配式建筑的全生命周期中同样占领着很重要的地位如果在运输过程中出现了问题不仅会使构件本身遭到损害同时还会使得整个建设周期变长从而使成本增加因为部分预制构件体型大等特点所以对运输工具等也有一定的要求同时也增大了运输的难度所以一定要提前规划好运输路线和运输方案等保证好后续安装施工等阶段的衔接工作。 根据部分相关资料运输距离在60km 以内时构件的运输成本在 110 ~ 200 / m3 ,占构件总销售价格的3.87% ~ 8.40%同时根据大量的文献研究运输距离的远近运输车辆的载重量和运输路径的可行性都对运输成本有一定的影此外运输过程中大型复杂预制构件的装卸方式输路段的交通等容易忽视的部分因素也会对运输成本产生影响所以提前进行合理规划有一个完善的运输方案能将预制构件的运输与前期的生产阶段和后期的施工阶段顺利衔接避免二次搬运带来的工期延误和成本损失有利于该阶段装配式建筑成本的控制

4 施工阶段

1 成本构成

装配式建筑与传统现浇建筑在施工阶段的工作内容存在着很大的差异装配式建筑施工阶段主要是将运输到施工现场的预制构件进行安装相比之下现浇作业量大大减少由于装配式建筑的安装过程工序复杂且吊装等机械需求量巨大所以关于此阶段装配式建筑的主要成本增量来自于预制构件的安装过程该阶段具体成本构成如表 5 所示比与传统现浇建筑进行一定的对比分析

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2 装配式建筑施工阶段增量成本

根据表 5 分析可以看出装配式建筑在施工阶段人工费材料费以及企业管理费相对于传统现浇建筑少但是机械费用相对较高主要原因是装配式建筑构件大部分已经在生产阶段生产对施工作业人工以及材料的耗费都大大减少主要是安装以及少部分现浇工作据测算装配式建筑施工阶段与传统现浇技术模式下的成本进行比对后可大致估算出施工措施费用成本增量在35 ~ 50 / ㎡ 。

3 数据分析

装配式建筑施工阶段主要工作任务和难点就是预制构件的安装工作且主要的增量成本也在于此相比于传统现浇建筑的施工来说装配式建筑的施工在塔吊机械等方面有着更高的要求其塔机需要更大的承重量这也直接导致了更高的养护费用和电费等。 以我国重庆市的塔吊租赁费用为例传统现浇建筑多使用 QTZ80 系列的塔式起重机重庆市目前其租赁价格为 500 ~ 600 / d,则每月为 1.5 ~ 1.8 万元而装配式建筑大多使用 TC6513 系列的塔式起重机重庆市目前其租赁价格约为 1 000 ~ 1 300 / d,则每月需要3 ~3.9 万元如果有更高的塔吊方面的需求需要用到类似于TC7020 系列的塔式起重机则需要更高的成本重庆市目前其租赁价格约为 1 800 ~ 2 000 / 则一个月需要花费 5.4~ 6 可以估算如果某装配式建筑工程工期超过 1 TC6513 系列塔式起重机的使用费用比 QTZ80 系列的成本高至少约为 18 万元由此可见施工阶段装配式建筑的机械费相比于传统现浇建筑要高很多所以如果装配式建筑想要控制这部分增量成本则后续对塔机机型的选择与塔机吊装的施工方式都需要有更加完备的方案分析

2 小结与建议

本文首先通过大量文献研究和数据分析对比装配式混凝土建筑与传统现浇建筑在设计生产运输施工 4 个建设阶段的成本构成情况分析出各阶段装配式混凝土建筑的增量成本主要有结论装配式混凝土建筑设计阶段的增量成本主要来源于构件深化设计的费用运输阶段中预制构件的运输包括水平运输费用和二次搬运费都是极大的增量成本构成施工阶段中需要特别注意的增量成本为预制构件安装过程中所产生的各项成本例如吊装过程中增加的机械设备费和人工费最重要的是整个生产阶段都属于装配式混凝土建筑的增量成本所以预制构件生产过程中的每一部分费用都需要合理控制

总的来说为了更好地控制装配式建筑的建造成本需要通过管控各个阶段的增量成本从而降低总造价例如设计阶段最需要降低的是构件深化设计所产生的各种费用为了更好地实现配合一体化将 BIM 技术等信息化技术融入也是改进的一个新思路构件生产阶段除了加强专业化技术工人的培养之外注重全产业链的管理十分重要形成规模化集成化的生产线更有利于降低生产成本运输阶段制定合理的构件运输方案采取更有效的措施减少构件损坏等十分重要施工阶段中构件的安装部分是最需要管控的除了需要前期制定好相关的吊装方案等施工过程中的现场管理也必不可少除了上述提到的较为主观性的各项管控措施和建议还有国家需要加强装配式建筑标准化的推进配式建筑缺乏标准化指导方针和行业标准也是影响装配式建筑成本控制的一大阻碍因此装配式建筑总造价的控制需要每个阶段每个参与方共同加强配合和沟通交流共同管控好每个阶段的增量成本

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来源丨四川建筑


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