基于成本控制的装配式建筑实施方案分析

陈 波

楼映珠2

陈杭生2

1.中国联合工程有限公司，浙江 杭州 3100512.浙江省建筑设计研究院，浙江 杭州 310006

1 概述

随着我国高度重视并积极探索节能减碳的发展，装配式建筑因其符合绿色建造的特性得到行业重视，新一轮的装配式建筑将开启全面发展新局面。但是，与现浇混凝土结构相比，现阶段装配式建造成本较高，选择合理的装配式设计方案，能够有效降低装配式建造的综合成本。装配式设计方案的合理性、预制构件的拆分选择及标准化程度等，都会影响到部品部件的生产、运输、安装等各个环节的成本［1］。本文基于浙江省装配式发展现状，对比现浇混凝土结构与两种不同装配式设计方案的措施差异，分析其成本差异的主要原因，探索降本增效的具体措施，为装配式建造的成本控制提供参考依据。

2 装配式混凝土建筑实施方案成本分析

装配式建筑中设计阶段对建造成本的影响贯穿建筑全寿命周期，主要体现在装配率高低和建筑标准化程度。装配率越高，采取的装配式措施越多，预制构件数量也越多，导致预制构件的生产、运输和吊装安装费用增加。因此需要根据项目出让条件，设定各建筑单体装配率要求，选择合理的装配式技术措施。构件的标准化程度主要影响构件生产、运输和安装效率，标准化程度越高，构件类型越少，生产模具和安装设备的利用就越充分，成本效益越明显；反之，构件类型越多，会降低生产效率，增加生产模具和安装设备的使用成本［2］。

2.1 装配式建筑成本构成

建筑工程成本是指建筑工程全过程实施中所产生的全部费用的总和，按其造价的形成方式，其费用主要由直接成本（分部分项工程费用、措施项目费用）和间接成本（其他项目费用、规费和税金）组成［3］。直接成本作为构成建筑工程实体的主体部分，对建安成本起着决定性的作用，是本文比较分析的主要对象。

在浙江省的《装配式建筑评价标准（DB33/T 1165—2019）》（以下简称《标准》）评价体系下，直接成本的差异主要体现在装配式建筑评价的三大模块：主体结构（Q1）、围护墙和内隔墙（Q2）及装修和设备管线（Q3）［4］。分析从三大模块出发，以每平方米综合单价的形式进行成本比较分析。除三大模块外，装配式建造与传统建造方式基本相同，假定其他因素为不变量，不作为对比条件。

2.2 项目概况

选取某混凝土住宅单体，结构类型为剪力墙结构体系，层高为2.95 m，层数18F，总建筑高度为53.95 m，单体地上总建筑面积7699.81 mm2，布墙率4%。根据项目规划条件要求，本单体需满足居住建筑装配率不小于50%，实施全装修效果图见图1。对比三种建造方案如下：

图1 效果图

方案一：全楼采用现浇混凝土结构；

方案二：竖向构件充分利用成本增量较低的高精度模板，部分区域采用预制竖向构件，其应用比例不小于62.7%，不同时考虑水平预制构件的应用，本方案主体结构得分为28分；

方案三：竖向构件充分利用成本增量较低的高精度模板和成型钢筋，考虑预制水平构件应用比例不小于74.0%，不同时考虑竖向预制构件的应用，本方案主体结构得分为28分。

由于预制构件存在最低应用比例要求，预制竖向构件及预制水平构件同时得分成本较高，无落地实操性，故不参与对比分析。同时，为简化分析，抓大放小，本讨论选取某住宅项目标准层为分析对象。

装配式建筑自评表见表1，为减少其他因素的影响，控制方案二、三仅主体结构（Q1）项一个变量。

表1 装配式建筑方案自评

2.3 主体结构（Q1）成本差异分析

2.3.1 主体结构成本对比

装配式建筑主体结构得分由竖向构件的综合评价得分和水平预制构件的应用比例得分两项组成，其中，竖向构件综合评价得分包含：预制竖向构件的应用比例得分及现浇竖向构件中高精度模板和成型钢筋的应用比例得分。同时，由于高精度模板及成型钢筋市场技术成熟，本次对比忽略这两项成本指标的差异。

预制构件单价以2021年9月杭州建设工程造价管理平台公布的价格信息为依据，分析不同评价项对成本差异的影响，见表2。

为了区别传统地理图例，本文首先就地理水纹记号（Geographical Water Lines Sign）做如下定义：①对自然界的水进行控制、调节、治导、开发、管理和保护，以及防治水旱灾害，并开发利用水资源的各项事业和活动中所涉及的各种水利建筑及水利设施的水纹图标。②现代水利事业中各项事业和活动中所涉及的各种水利设施及水利建筑的水纹图标。

表2 主体结构(Q1)成本差异对比

2.3.2 主体结构成本差异原因分析

根据以上成本差异对比，分析造成主体结构三种建造方案成本差异的原因如下：

1）方案二、三分别采用剪力墙与楼板的预制混凝土构件，根据杭州建设工程造价管理平台数据，目前现阶段预制构件单方造价：预制剪力墙＞预制楼板＞现浇结构。预制构件价格相比于构件现场现浇，除包含人工费、材料费以外，还增加了构件厂家的生产费用、经营费用、预制构件的运输费以及各类土地财务的官方税费等，虽然现阶段装配式建筑已形成初步规模优势，但整体仍存在供不应求的现象，因此，预制构件价格居高是主体结构成本增量的主要原因。

2）现阶段建筑工业化产业工人供不应求，特别是现场安装人员，对安装人员综合素质要求较高，需熟练掌握安装流程、器械等，预制剪力墙的安装费用也是预制楼板的2倍，因此，大幅提高了装配式建筑的造价。

3）方案二、三采用将现场湿作业工程量转移到工厂生产，现浇混凝土成本大幅减少，同时，方案二采用预制竖向构件，表面平整度较好，现场减少大量墙体粉刷工作量，实现部分免抹灰作业，对成本的控制起到了一定作用。

4）预制剪力墙、预制楼板及楼梯构件在制作中已包含模具摊销，现场安装后无须消耗模板费用，对比方案一全现浇结构，措施费中的模板及支架费用可节约一部分，同时，方案二、三采用的高精度模板费用比传统采用的木模板费用随着标准层层数增加，造价增幅会越来越小。

2.4 围护墙和内隔墙（Q2）成本差异分析

2.4.1 围护墙和内隔墙成本对比

在内隔墙材料选择中，方案一的现浇方案，选择砂加气混凝土砌块+页岩砖（防水及受力要求范围），根据笔者经验，假定应用比例按照80%+20%划分。方案二、三的装配式设计方案中，考虑内隔墙非砌筑及内隔墙与管线一体化的设计要求，内隔墙墙体材料选择蒸压加气混凝土条板（ALC）+页岩砖的组合方式。在满足《标准》内隔墙与管线一体化≥80%应用比例要求下，按照隔墙功能，以卫生间＞强弱电箱＞电梯井＞设备管线井的优先级，设置页岩砖隔墙，其应用比例不大于20%。各方案内外墙材质及应用比例见表3。

表3 内外墙材质及应用比例

由于内隔墙采用不同材料及应用比例造成的成本差异见表4。

表4 围护墙和内隔墙(Q2)成本差异对比

2.4.2 围护墙和内隔墙成本差异原因分析

根据以上成本差异对比，分析造成围护墙和内隔墙三种建造方案成本差异的原因如下：

1）三个方案外围护墙体采用蒸压加气混凝土砌块，在成本上无差异。

2）方案二、三内隔墙除了卫生间湿区及部分管线较多墙体，其余采用蒸压加气混凝土条板（ALC）工艺，其材料和人工成本相比砂加气混凝土砌块有所增加，也是造成Q2项成本差异的主要原因。

3）方案二、三采用的蒸压加气混凝土条板（ALC）表面平整度较好，现场减少大量墙体粉刷工作量，实现部分免抹灰作业，对成本的控制起到了一定作用。

2.5 装修和设备管线（Q3）成本差异分析

根据该项目土地出让条件要求，住宅单体实行全装修，三个方案的装修和设备管线（Q3）成本差异很小，本文不进行该项差异分析。

3 方案优化措施及成本降低建议

根据对三个方案采用措施的对比分析可知，采用不同装配式技术措施，对工程成本的影响差异较大，特别是预制构件、蒸压加气混凝土条板（ALC）等装配式部品部件材料和安装费用较高，而装配式建筑设计方案阶段是决定后期成本的重要因素，建议从方案优化措施及成本降低措施两方面着手：

3.1 方案优化措施

1）提高建筑标准化、模数化。在建筑方案设计阶段，采用标准功能模块、标准户型，使得后续预制部品部件逐步形成标准库，PC 设计时可直接从标准库调用构件［5］。

2）选用新材料、新技术、新工艺。围护墙材料采用装配式的新型保温墙材，既满足《标准》围护墙和内隔墙（Q2）项非承重围护墙非砌筑（5分）要求，又符合采用墙体与保温、隔热一体化（3分）。新材料新技术的采用，可降低主体结构项的得分，减少预制剪力墙、楼板应用比例。

3）提高装配式装修应用比例。《标准》装修和设备管线（Q3）项采用集成厨房、集成卫生间，对应橱柜、设备等安装到位，且墙面、吊顶和楼面采用干式工法施工。70%≤应用比例≤90%，对应评价得分3～6 分，也可降低主体结构项的得分，减少预制剪力墙和楼板应用比例。

3.2 成本降低建议

1）提高建筑标准化程度。坚持少规格、多组合原则，采用标准化设计，通过模数协调和系列组合完成个性化产品。

2）选择成本最优的装配式实施方案。设计阶段采取多方案比选，考虑不同措施对成本的影响，从设计、生产、施工全过程等多方面，综合选择装配式建筑实施方案。

3）合理降低预制构件生产运输成本。从提高自动化程度，提高模具利用率，完善工厂管理体系，优化运输方案等方面出发，从生产端降低预制构件成本。

4）推广标准化施工模式。不同装配式实施方案定制对应安装施工方案，装配式建筑施工阶段重点需要处理大批量PC 构件的安装和节点连接［6］，完善施工流程，提高安装队伍技术水平，优化改进施工模式，提高施工效率，从而降低建造成本。

4 结语

基于浙江省《装配式建筑评价标准（DB33/T 1165—2019）》的发布，装配式建筑从单一的主体结构采用预制构件，转型为结合主体结构、外围护和内隔墙、装修与管线一体化、BIM 技术等多方的系统集成。但目前装配式建筑实施方案各项成本研究资料尚且不足，在此仅针对装配率50%的混凝土住宅案例进行装配式成本分析，提出相应方案的优化措施，并讨论降低成本的建议。可作为采用浙江省装配式建筑评价标准的住宅项目及公共建筑成本控制的参考。