預(yù)制裝配式與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑的成本量化對(duì)比

周彩瑜 汪清

（1.陽光城集團(tuán)四川有限公司 四川 成都 610046 2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司 四川成都 610000）

國(guó)務(wù)院繼2016 年8 月8 日印發(fā)《十三五國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展后，裝配式建筑經(jīng)過了快速的發(fā)展過程。成都市政府也要求在房建工程和市政工程項(xiàng)目中全面推進(jìn)裝配式建設(shè)方式，并要求“到2018 年，全市房建工程項(xiàng)目單體建筑預(yù)制裝配率不低于20%，新建政府投資項(xiàng)目單體建筑預(yù)制裝配率不低于30%，市政工程橋梁項(xiàng)目除必須現(xiàn)澆的部分外，全部實(shí)現(xiàn)預(yù)制裝配化”。可以說，裝配式建筑未來具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)裝配式建筑的研究展開廣泛研究。李麗紅[1]等經(jīng)過對(duì)比裝配式建筑工程與現(xiàn)澆建筑工程成本對(duì)比與實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)：裝配式建筑的平米造價(jià)要高于現(xiàn)澆設(shè)計(jì)平米造價(jià)738.82元，但其偏高的主要原因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)化的推廣力度不夠，各項(xiàng)機(jī)具的攤銷力度不足導(dǎo)致單方成本增加。隨著裝配式產(chǎn)業(yè)化的不斷推廣，裝配式工藝必將實(shí)現(xiàn)成本、質(zhì)量、進(jìn)度的共贏。

1 傳統(tǒng)現(xiàn)澆式與預(yù)制裝配式之間的主要差異

預(yù)制裝配式建筑的兩大主要的特征：高集成、低容錯(cuò)，前置管理是適應(yīng)于這兩大特征的管理要求。所謂高集成主要為：構(gòu)件功能的集成而不是簡(jiǎn)單的疊加；建筑各個(gè)專業(yè)的集成以及建筑構(gòu)件各設(shè)計(jì)功能的集成；施工前、施工中、施工后的管理過程中的高度集成。所謂低容錯(cuò)主要為：部品部件的集成度越高，容錯(cuò)度越低；容錯(cuò)度越低，項(xiàng)目管理難度越大，對(duì)項(xiàng)目的管理要求也越高。

1.1 傳統(tǒng)現(xiàn)澆式與預(yù)制裝配式之間四大差異

基本單元不同：傳統(tǒng)建筑的基本組成是鋼筋、混凝土、砌體等原材料；而裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑，基本組成除了這些原材料以外，新增加了預(yù)制構(gòu)件等半成品，或集結(jié)構(gòu)、保溫、隔熱、機(jī)電、裝飾等多功能一體化的外墻成品；連接方式不同：主要為結(jié)構(gòu)及建筑方面的連接；施工環(huán)節(jié)的差異；設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的差異。

1.2 傳統(tǒng)現(xiàn)澆式與預(yù)制裝配式之間施工方法及施工機(jī)械選擇的差異

裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑在施工的工序、施工工種的選擇、項(xiàng)目過程中的管理、工作面的移交、施工難度、施工工效以及其他過程管控中也存在一定的差異，具體差額詳見表1。

2 傳統(tǒng)現(xiàn)澆式與預(yù)制裝配式成本對(duì)比

預(yù)制裝配整體式施工模式與現(xiàn)澆整體式施工模式在成本構(gòu)成上存在一定差別，分別為：①施工圖設(shè)計(jì)費(fèi)用；②預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)費(fèi)，主要包括：材料費(fèi)+生產(chǎn)費(fèi)+模具費(fèi)+蒸汽養(yǎng)護(hù)費(fèi)+工廠攤銷費(fèi)+稅金等；③上下車的運(yùn)輸費(fèi)用，主要包括：預(yù)制構(gòu)件從工廠到工地指定地點(diǎn)的運(yùn)費(fèi)費(fèi)用，以及運(yùn)送至工地指定地點(diǎn)后的二次搬運(yùn)費(fèi)；④預(yù)制構(gòu)配件的安裝費(fèi)用，主要包括：預(yù)制構(gòu)件吊裝費(fèi)用+配合構(gòu)件的安裝費(fèi)用+其他攤銷等費(fèi)用；⑤其他因安裝構(gòu)件而產(chǎn)生的措施費(fèi)用，主要包括：支架、模具等費(fèi)用，見圖1。

為研究在目前的市場(chǎng)現(xiàn)狀下，裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑的成本關(guān)系，本文就以下工程案例進(jìn)行分析。

工程概況：項(xiàng)目A 為33 層的高層項(xiàng)目，地下2 層，1 至5 層為現(xiàn)澆混凝土施工，6～34 層采用裝配整體式建造，建筑面積為50601m2，裝配率為100%。項(xiàng)目B 為33 層的高層項(xiàng)目，地下2 層，項(xiàng)目為現(xiàn)澆項(xiàng)目，建筑面積為50601m2，裝配率為100%。

表1 現(xiàn)澆式與裝配式差異的對(duì)比

2.1 設(shè)計(jì)費(fèi)用

裝按照傳統(tǒng)的施工工藝，建筑施工圖紙由設(shè)計(jì)院直接出圖下發(fā)給施工單位后直接施工。但裝配式工程的不同之處在于需要額外多出一項(xiàng)工作：拆分圖設(shè)計(jì)。拆分圖主要是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中的一塊板為了滿足生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝等要求可能需要拆分成3 塊板進(jìn)行預(yù)制。此設(shè)計(jì)費(fèi)用約為10～20元/m2。

2.2 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)費(fèi)及材料費(fèi)用差異

根據(jù)兩者對(duì)比測(cè)算，如項(xiàng)目裝配率100%時(shí)，裝配式建筑的平米造價(jià)要高于現(xiàn)澆設(shè)計(jì)平米造價(jià)728 元，具體差額詳見表2。

圖1 裝配式建筑

表2 現(xiàn)澆式與裝配式成本的對(duì)比

2.3 預(yù)制構(gòu)件的兩種主要生產(chǎn)工藝

從表2 中可以看出預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)費(fèi)用及材料費(fèi)用占比較大。而從預(yù)制構(gòu)件綜合單價(jià)中人工費(fèi)用為600 元/m3，模具費(fèi)為479 元/m3。因此要降低預(yù)制構(gòu)件的價(jià)格，首當(dāng)其沖的是人工費(fèi)及模具費(fèi)。

2.3.1 半自動(dòng)化流水線生產(chǎn)預(yù)制疊合樓板的成本分析

因自動(dòng)或半自動(dòng)流水線的模具不是定制的，而是成套設(shè)備。疊合板即使是固定臺(tái)模生產(chǎn)，底模也是臺(tái)模面，就只有邊模，而邊模形狀規(guī)則、尺寸統(tǒng)一、通用性強(qiáng)，也就可以多次周轉(zhuǎn)使用，生產(chǎn)預(yù)制桁架疊合板的模具成本比較低。暫且按周轉(zhuǎn)100 次計(jì)算，預(yù)制疊合樓板的模具成本在100元/m3以內(nèi)。而傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑，樓板的模板費(fèi)用500 元/m3左右（100mm 厚樓板、模板用量1m2/m2，即10m2/m3，模板單價(jià)按50 元/m2）。工業(yè)化生產(chǎn)方式在模具上的成本優(yōu)勢(shì)（即標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、規(guī)?；a(chǎn)的優(yōu)勢(shì)）在樓板這樣一個(gè)最簡(jiǎn)單的構(gòu)件上表現(xiàn)得淋漓盡致，疊合板、疊合墻這類平面構(gòu)件可以使用自動(dòng)（半自動(dòng)）流水線生產(chǎn)，可以減少工人數(shù)量。按人工產(chǎn)能1m3/d計(jì)算，即每立方米構(gòu)件的人工消耗量為1 工日，按300 元/工日，構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人工費(fèi)為300 元/m3（含鋼筋制和安、混凝土澆筑、模板安和拆，不含模板制作人工）。而傳統(tǒng)現(xiàn)澆構(gòu)件中的人工費(fèi)（按與預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)價(jià)中人工費(fèi)相同口徑）大約348 元/m3。即使是相對(duì)先進(jìn)的半自動(dòng)流水線生產(chǎn)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的平面構(gòu)件（如桁架疊合板），現(xiàn)階段在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人工費(fèi)上也只能降低14%，還沒有能夠發(fā)揮工業(yè)化生產(chǎn)的人工優(yōu)勢(shì)；如果再考慮疊合后澆層鋼筋混凝土施工的人工費(fèi)，則桁架疊合板在人工費(fèi)上沒有優(yōu)勢(shì)。因而，基于半自動(dòng)流水線生產(chǎn)方式下，要降低預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的模具費(fèi)，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，兩條途徑是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模具創(chuàng)新設(shè)計(jì)。①建筑至構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，大幅提高模具周轉(zhuǎn)次數(shù)；②模具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在材料選擇和模具組合設(shè)計(jì)上進(jìn)行創(chuàng)新。而要降低疊合板這樣的平面構(gòu)件的預(yù)制生產(chǎn)人工費(fèi)，必須發(fā)揮工業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)?；⒆詣?dòng)化優(yōu)勢(shì)，以降低人工消耗量。

2.3.2 固定臺(tái)模生產(chǎn)其他構(gòu)件

當(dāng)下，在房地產(chǎn)的裝配式項(xiàng)目中多數(shù)為三維構(gòu)件、異形構(gòu)件、非標(biāo)構(gòu)件，這些構(gòu)件只能使用臺(tái)模生產(chǎn)，耗費(fèi)大量模具、耗費(fèi)大量人工。

在三維構(gòu)件之下的臺(tái)模生產(chǎn)方式，一般情況下模具成本、人工成本都高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式，并沒有發(fā)揮工業(yè)化優(yōu)勢(shì)。按行業(yè)內(nèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這種臺(tái)模生產(chǎn)方式之下，人工產(chǎn)能大約0.5m3/d，即每立方米構(gòu)件的人工消耗量為2 工日，按300 元/工日計(jì)算，僅構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人工費(fèi)就高達(dá)600元/m3；同時(shí)，案例項(xiàng)目的三維構(gòu)件的模具成本也高達(dá)504 元/m3，已超過傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式的模板成本450 元/m3。

通過案例，我們發(fā)現(xiàn)：如果在設(shè)計(jì)中減少異形構(gòu)件、三維構(gòu)件、非標(biāo)構(gòu)件的種類（不減少數(shù)量），使得同一個(gè)三維構(gòu)件的生產(chǎn)數(shù)量增加，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。比如一次開模能周轉(zhuǎn)100 次以上，也能顯著降低人工和模具成本

2.4 預(yù)制構(gòu)件的吊裝成本差異

指預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)廠運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)后、直到吊裝完成的過程中發(fā)生的較傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工方式所增加的額外的施工措施費(fèi)用，比如塔吊規(guī)格加大。

3 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，深入分析了預(yù)制裝配式對(duì)施工成本影響的量化，研究結(jié)果表明，預(yù)制構(gòu)件及其安裝費(fèi)是裝配式施工成本偏高的主導(dǎo)因素，從而發(fā)現(xiàn)影響裝配式構(gòu)件成本的主要因素為人工及模具費(fèi)用，并提出控制模具的周轉(zhuǎn)次數(shù)對(duì)于控制裝配式構(gòu)筑的成本有著積極的作用。