從工程經(jīng)濟(jì)角度看裝配式建筑發(fā)展

劉康蘭 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230031）

0 引言

自2016 年2 月，《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作若干意見》提出以來，我國一步步推廣并重視裝配式建筑的發(fā)展，2020 年3 月《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035 遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中明確：“發(fā)展智能建造、推廣綠色建材、裝配式建筑和鋼結(jié)構(gòu)住宅?！?020 年8 月《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》（建標(biāo)規(guī)〔2020〕8 號(hào)）又相繼提出加強(qiáng)系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)、優(yōu)化構(gòu)件和部品部件生產(chǎn)、推廣精益化施工、加快信息技術(shù)融合發(fā)展、創(chuàng)新組織管理模式、強(qiáng)化科技支撐、加快專業(yè)人才培育、開展新型建筑工業(yè)化項(xiàng)目評(píng)價(jià)、加大政策扶持力度。足見我國對裝配式建筑的重視。

1 裝配式建筑的優(yōu)勢

裝配式建筑的特征有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理和智能化應(yīng)用。

①標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)使得各構(gòu)件具有通用性，少規(guī)格、多組合，更加經(jīng)濟(jì)合理、科學(xué)高效，能夠提高生產(chǎn)速度和勞動(dòng)效率，從而降低造價(jià)。

②工廠化生產(chǎn)不僅使得部品部件的質(zhì)量更加可控，還可以減少人工用工數(shù)量，減少材料的浪費(fèi)，在降低造價(jià)的同時(shí)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染。

③裝配化施工是構(gòu)件在預(yù)制廠制作時(shí)就已經(jīng)在準(zhǔn)確的位置設(shè)置預(yù)留孔洞及預(yù)埋件，便于在施工與裝修階段與已有建筑構(gòu)件完好、準(zhǔn)確連接。施工起來更加方便快捷，機(jī)械化水平高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工效率高、質(zhì)量易于控制，同時(shí)大大縮短傳統(tǒng)施工的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，減少人工用工投入的同時(shí)還可以節(jié)約時(shí)間成本。

④一體化裝修通過BIM 可視化的便利進(jìn)行建筑渲染，不僅可以保證建造空間，便于進(jìn)行精細(xì)化作業(yè)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。還可以避免施工中出現(xiàn)碰撞，實(shí)現(xiàn)內(nèi)裝、管線與建筑結(jié)構(gòu)的三分離，也成為建筑裝飾裝修信息化與工業(yè)化發(fā)展的突破口，同時(shí)減少二次裝修中的材料浪費(fèi)和用工數(shù)量的增加，大大降低成本。

⑤BIM 應(yīng)用也是信息化管理的手段，不僅可以應(yīng)用在生產(chǎn)施工中，還可以應(yīng)用在運(yùn)維階段，確保施工過程的可視化模擬和可視化管理，有效避免碰撞引起的返工、工程變更等，節(jié)約成本。

⑥智能化應(yīng)用方面結(jié)合現(xiàn)代智能化信息技術(shù)，將各種配套設(shè)備加以集成，實(shí)現(xiàn)通信自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、設(shè)備設(shè)施自動(dòng)化，形成高效、舒適的居住環(huán)境。

裝配式建筑擁有以上諸多優(yōu)勢，但在實(shí)際項(xiàng)目中的運(yùn)用情況，將以實(shí)際案例進(jìn)行工程經(jīng)濟(jì)分析。

2 典型工程案例概況

本項(xiàng)目為合肥市肥東縣某鎮(zhèn)社區(qū)集體建設(shè)用地租賃住房建設(shè)EPC 項(xiàng)目，包含7 棟22～24 層住宅和1 棟綜合配套用房，用地面積26625.00m2。項(xiàng)目總建筑面積73194.43m2，地上面積58549.69 m2。項(xiàng)目采用EPC 模式，其中住宅部分遵循“建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、內(nèi)裝一體化”的原則，采用精裝修，裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系。連接方式采用鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)，各單體的裝配率不低于50%。本項(xiàng)目預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制混凝土復(fù)合保溫外墻板、預(yù)制混凝土掛板、預(yù)制混凝土PCF板、預(yù)制輕質(zhì)隔墻板、預(yù)制疊合樓面板、預(yù)制陽臺(tái)、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制樓梯。

圖1 工程案例

本項(xiàng)目工程內(nèi)容包含螺旋鉆孔樁基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、土建工程、室內(nèi)精裝修、給排水工程、消防工程、電氣工程、暖通工程、智能化工程及園區(qū)配套?？偼顿Y35960.94 萬元（不含建設(shè)期利息），其中工程費(fèi)用30720.02 萬元（其中土建安裝工程費(fèi)23264.79 萬元、裝飾工程費(fèi)7455.23萬元）、其他費(fèi)用3528.49元、預(yù)備費(fèi)1712.43萬元。

3 經(jīng)濟(jì)性分析

本項(xiàng)目裝配式住宅部分平均造價(jià)約3600 元/m2，而層高、層數(shù)、戶型類似的傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅平均造價(jià)約3300 元/m2。就現(xiàn)有數(shù)據(jù)來看，目前裝配式建筑的造價(jià)較傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的造價(jià)還是偏高，按本項(xiàng)目當(dāng)時(shí)市場價(jià)來看，普通C30 混凝土價(jià)格為644 元/m3，完成現(xiàn)澆構(gòu)件加模版施工的綜合單價(jià)約1600 元/m3，而裝配式預(yù)制構(gòu)件價(jià)格為3500～3800 元/m3，完成施工綜合單價(jià)約4400～4700元/m3。

在本項(xiàng)目工程中，人工單價(jià)按140元/工日計(jì)入，經(jīng)過測算，裝配式施工總?cè)斯べM(fèi)占總投資比例約13.5%，而傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工總?cè)斯べM(fèi)占總投資比例約17.5%。當(dāng)人工單價(jià)為170 元/工日時(shí)，總造價(jià)增加約3.5%，隨著人工單價(jià)的增長，兩種施工方式工程造價(jià)都會(huì)增加，但是裝配式施工相對傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工的人工費(fèi)占比會(huì)降低。

4 裝配式建筑高成本的原因

建設(shè)工程的工程費(fèi)用主要由人、材、機(jī)、管理費(fèi)、利潤、規(guī)費(fèi)、稅金組成，而管理費(fèi)、利潤、規(guī)費(fèi)、稅金按照規(guī)范要求計(jì)取，接下來從人工、材料、機(jī)械三方面分析裝配式構(gòu)件施工綜合單價(jià)較高的原因。

①缺乏技術(shù)人才，在工地干活的年輕人比例少，缺乏先進(jìn)技術(shù)，裝配施工水平不夠成熟，施工效率低。

根據(jù)調(diào)研，隨機(jī)抽取在建項(xiàng)目3900位建筑工人進(jìn)行分析，建筑工人年齡分布比例如圖2所示。

圖2 建筑工人年齡分布比例

由圖2 可知，50 歲以上建筑工人占比超過37%，30 歲以下建筑工人占比僅為10%，說明建筑行業(yè)年輕工人緊缺問題嚴(yán)重。隨著我國人口老齡化現(xiàn)象的進(jìn)一步發(fā)展，這一問題將進(jìn)一步加劇，最終導(dǎo)致建設(shè)成本持續(xù)走高。培養(yǎng)技術(shù)人才，促進(jìn)年輕人參與工程建設(shè)迫在眉睫。

②材料方面主要還是裝配式構(gòu)件價(jià)格較高，其原因有裝配式建筑的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)還不夠健全，裝配式建筑國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)缺乏，導(dǎo)致一體化集成設(shè)計(jì)不足，不能實(shí)現(xiàn)模塊化批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，造成生產(chǎn)效率低下，增加成本；其次生產(chǎn)部品部件的自動(dòng)化、智能化應(yīng)用不足，導(dǎo)致產(chǎn)能低下，成本增加；工廠化生產(chǎn)基地不足，布局不合理，構(gòu)件運(yùn)輸成本高。

③機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化程度不能滿足使用需求，首先是工廠生產(chǎn)構(gòu)件的機(jī)械設(shè)備不夠先進(jìn)，智能化不足，產(chǎn)能低下；其次是施工現(xiàn)場的構(gòu)件安裝機(jī)械、機(jī)具不能協(xié)同施工，需要人工輔助，增加施工成本；以及一體化、集成化裝修能力不足，還需要進(jìn)行二次施工。

5 降本增效措施

針對上述高成本的原因分析，結(jié)合現(xiàn)行國家政策及建筑業(yè)發(fā)展趨勢，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

①發(fā)展技術(shù)人才，加大技能培訓(xùn)。《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》（國辦發(fā)〔2017〕19 號(hào)）文件中明確：“提高從業(yè)人員素質(zhì)，加快培養(yǎng)建筑人才”，以及《關(guān)于加快培育新時(shí)代建筑產(chǎn)業(yè)工人隊(duì)伍的指導(dǎo)意見》（建市〔2020〕105 號(hào)）文件提出：“建筑工人實(shí)現(xiàn)公司化、專業(yè)化管理，加快建筑工人終身職業(yè)技能培訓(xùn)，形成一支秉承勞模精神、勞動(dòng)精神、工匠精神的知識(shí)性、技能型、創(chuàng)新性建筑工人大軍?！?/p>

有了諸多政策的大力支持新一代年輕人的技術(shù)水平，發(fā)展技術(shù)人才，年輕人也會(huì)更愿意加入到建筑行業(yè)的大軍中。因此，發(fā)展裝配式建筑既加快推進(jìn)發(fā)展技術(shù)人才，提高建筑工程質(zhì)量、降低工程成本，同時(shí)還能促進(jìn)新鮮血液的加入，達(dá)到雙向奔赴。

②加快編制裝配式建筑國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)和成套技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使得裝配式建筑設(shè)計(jì)能夠普及，統(tǒng)籌建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、部品部件、裝配施工、裝飾裝修能夠形成一體化集成設(shè)計(jì)。

③提高產(chǎn)業(yè)聚集度，加強(qiáng)培育技術(shù)先進(jìn)、專業(yè)配套、管理規(guī)范的骨干企業(yè)和生產(chǎn)基地，完善部品部件的品種和規(guī)格，促進(jìn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、信息化生產(chǎn)，合理優(yōu)化物流管理及組織配送，積極引導(dǎo)設(shè)備制造企業(yè)研發(fā)部品部件生產(chǎn)設(shè)備機(jī)具，提高自動(dòng)化加工技術(shù)水平，提高生產(chǎn)效率，進(jìn)一步減少人工用工數(shù)量，達(dá)到降低成本的目的。

④加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，引領(lǐng)企業(yè)研發(fā)應(yīng)用與裝配施工相適應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)、機(jī)械設(shè)備，鼓勵(lì)企業(yè)創(chuàng)新施工組織方式，編制先進(jìn)的施工工法，提升施工技能，打造技術(shù)工法、組織管理、技能人才隊(duì)伍一體化的高新技術(shù)骨干企業(yè)。

⑤加快推行裝配式建筑裝飾裝修與主體結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備協(xié)同施工，推廣標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、模塊化的裝飾裝修模式，提高裝配化裝修水平，倡導(dǎo)菜單式全裝修，滿足消費(fèi)者個(gè)性需求，避免因?yàn)槎窝b修導(dǎo)致浪費(fèi)材料以及反復(fù)投入人工，增加工程成本。比如本項(xiàng)目中的預(yù)制混凝土復(fù)合保溫外墻板，與主體結(jié)構(gòu)一次施工，節(jié)約模板、支模、拆模、粉刷等一系列工序，如果技術(shù)成熟，從源頭降低預(yù)制混凝土復(fù)合保溫外墻板成本，則必然會(huì)降低整個(gè)項(xiàng)目的成本。

⑥發(fā)展綠色建材。2021 年10 月《關(guān)于推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的意見》中要求，建設(shè)高品質(zhì)綠色建筑，實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的碳達(dá)峰、碳中和行動(dòng)，規(guī)范綠色建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、管理。而綠色建筑的實(shí)現(xiàn)必然要做到“四節(jié)一環(huán)保”，即節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)。裝配式建筑中的預(yù)制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)，通過減量化、再利用、資源化的循環(huán)生產(chǎn)方式，提高資源利用率，減少建筑垃圾產(chǎn)生，大幅降低能耗、物耗、水耗水平。本項(xiàng)目中的預(yù)制混凝土復(fù)合保溫外墻板，將裝飾外墻板、保溫層、結(jié)構(gòu)層合三為一，減少腳手架與模板的安拆，降低材料損耗，從而降低造價(jià)成本。因此推廣裝配式建筑也是促進(jìn)綠色建筑發(fā)展的重要舉措，在進(jìn)行綠色建筑建設(shè)的同時(shí)降低裝配式建筑造價(jià)成本。

⑦發(fā)展智能建造。智能建造是指在建造過程中充分利用數(shù)字化、智能化技術(shù)，包含BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、制造協(xié)同。

積極應(yīng)用BIM 技術(shù)，加快構(gòu)建數(shù)字設(shè)計(jì)基礎(chǔ)平臺(tái)和集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、制造的協(xié)同，加快生產(chǎn)數(shù)字化與智能化升級(jí)，利用建筑機(jī)器人實(shí)現(xiàn)少人甚至無人工廠，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

比如在鋼筋制作安裝、模具安拆、混凝土澆筑、鋼構(gòu)件下料焊接、隔墻板和集成廚衛(wèi)加工等工廠生產(chǎn)關(guān)鍵工藝中，推廣應(yīng)用智能制造生產(chǎn)線；在材料配送、鋼筋加工、噴涂、鋪貼地磚、安裝隔墻板、高空焊接等現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)建筑機(jī)器人和智能控制造樓機(jī)等一體化施工設(shè)備的應(yīng)用。

通過先進(jìn)制造設(shè)備、智能設(shè)備及智慧工地相關(guān)設(shè)備的研發(fā)、制造和推廣應(yīng)用，提升各類施工機(jī)具的性能效率，提高機(jī)械化施工程度。通過建筑物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提升數(shù)據(jù)資源利用水平和信息服務(wù)能力。通過應(yīng)用智能化系統(tǒng)，提高建造過程的智能化水平，減少對人的依賴，不僅達(dá)到安全建造的目的，同時(shí)增效降本，提高建筑的性價(jià)比和可靠性。

6 結(jié)語

從工程經(jīng)濟(jì)角度對裝配式建筑的發(fā)展進(jìn)行分析，不管是人工、材料還是機(jī)械，都與目前要推廣的技術(shù)人才、綠色建材、智能建造息息相關(guān)，在降低裝配式建筑工程造價(jià)的同時(shí)推動(dòng)了技術(shù)人才、綠色建筑、建筑智能化的發(fā)展，可見裝配式建筑的發(fā)展是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。裝配式建筑廣闊的發(fā)展前景代表著巨大的產(chǎn)業(yè)需求，帶動(dòng)著整個(gè)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。