□文/程沙沙
(廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣西·南寧)
[提要]裝配式建筑是建造方式的重大變革,具有節(jié)能、環(huán)保、高效等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的重要路徑。但是,目前主要受其成本影響,致使裝配式建筑在我國(guó)的應(yīng)用不多,其發(fā)展道路受阻。首先研究全過(guò)程裝配式建筑成本構(gòu)成,分析裝配式建筑從設(shè)計(jì)到裝配整個(gè)流程成本的關(guān)鍵性影響因素,并提出成本優(yōu)化建議。
現(xiàn)階段傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑具有施工工期長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、環(huán)境污染大等弊端,已不能滿足建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。裝配式建筑作為一種新型建筑模式,是先在工廠完成各預(yù)制構(gòu)件的加工生產(chǎn),然后運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配,可以有效提升施工質(zhì)量、提高工作效率,同時(shí)減輕環(huán)境污染。近年來(lái),裝配式發(fā)展得到了政府部門(mén)重視和社會(huì)關(guān)注,也迎來(lái)了新的契機(jī)。目前,我國(guó)裝配式行業(yè)處于探索發(fā)展期,如何有效降低裝配式建筑的成本是大力發(fā)展裝配式建筑的主要影響因素。
裝配式建筑整個(gè)過(guò)程的成本主要有四大類(lèi):設(shè)計(jì)成本、生產(chǎn)成本、物流成本和裝配成本,具體構(gòu)成見(jiàn)圖1。相對(duì)于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的成本組成來(lái)說(shuō),裝配式建筑的造價(jià)更為復(fù)雜,除了人工費(fèi)、材料費(fèi)和機(jī)械設(shè)備使用費(fèi)以外,還有裝配式預(yù)制構(gòu)件的制作費(fèi)、材料及貨物的運(yùn)輸費(fèi)、安裝費(fèi)和對(duì)成品保護(hù)等費(fèi)用,這些多出來(lái)的部分在裝配式建筑全過(guò)程工程造價(jià)中有著重要占比。(圖1)
圖1 裝配式建筑成本構(gòu)成圖
(一)裝配式建筑全過(guò)程設(shè)計(jì)成本分析。裝配式建筑的設(shè)計(jì)成本只占整個(gè)建設(shè)工程總成本的1%~2%。但裝配式建筑設(shè)計(jì)需要根據(jù)生產(chǎn)和裝配的需要對(duì)每個(gè)構(gòu)件進(jìn)行拆分。在構(gòu)件深化拆分設(shè)計(jì)中,預(yù)制構(gòu)件都要從建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等多專(zhuān)業(yè)進(jìn)行綜合考量,立面圖、剖面圖及構(gòu)件連接詳圖都需要詳細(xì)反映在拆分圖上,這些工作加大了設(shè)計(jì)階段的工作強(qiáng)度和技術(shù)難度,這也是其設(shè)計(jì)成本較高的主要原因。
預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度、預(yù)制完成率、裝配完成率等對(duì)成本都具有重大的影響。具有工業(yè)化建筑設(shè)計(jì)理念的建筑工程師可以在設(shè)計(jì)階段對(duì)構(gòu)件的拆分問(wèn)題進(jìn)行充分預(yù)估,使預(yù)制構(gòu)件種類(lèi)減少、規(guī)格降低,使生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)、提高建筑構(gòu)件的組合和重復(fù)利用率,減少因多種規(guī)格的預(yù)制構(gòu)件模具造成的高成本投入,從而達(dá)到降低造價(jià)成本的目的。
(二)裝配式建筑全過(guò)程生產(chǎn)成本分析。從現(xiàn)實(shí)來(lái)看,因政府對(duì)裝配式建筑的支持力度不夠以及裝配式建筑規(guī)模較小等因素,預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)階段的成本主要包括以下幾個(gè)方面:
1、人工費(fèi)。我國(guó)裝配式建筑在生產(chǎn)過(guò)程中存在技術(shù)人員匱乏及操作不熟練等問(wèn)題。構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)在員工入職前需要花費(fèi)大量的時(shí)間和費(fèi)用用于培訓(xùn)技術(shù)工人,同時(shí)因操作人員流動(dòng)性較大等因素,進(jìn)一步增加了培訓(xùn)的費(fèi)用。因此,現(xiàn)階段裝配式構(gòu)件生產(chǎn)的人工費(fèi)較傳統(tǒng)建筑偏高。
2、材料費(fèi)。裝配式建筑在制作生產(chǎn)過(guò)程中,因工廠精確的生產(chǎn)控制很大程度上避免了原材料不必要的浪費(fèi)。但與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比,預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計(jì)過(guò)程中增加了構(gòu)件之間的連接,因此其鋼筋量也明顯增加。
3、設(shè)備折舊費(fèi)。目前,我國(guó)裝配式建筑市場(chǎng)較小。預(yù)制構(gòu)配件廠因產(chǎn)能過(guò)剩的原因,不能滿負(fù)荷生產(chǎn),同時(shí)又要考慮工廠的經(jīng)營(yíng)成本和設(shè)備的折舊費(fèi)等,其生產(chǎn)成本居高不下。
(三)裝配式建筑全過(guò)程物流成本分析。物流階段在整個(gè)裝配式建造過(guò)程中是一個(gè)非常重要的過(guò)程。傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的材料物流費(fèi)用是材料成本的一部分,而裝配式建筑因建造方式的不同,預(yù)制構(gòu)件是在構(gòu)配件廠生產(chǎn),再由構(gòu)配件廠運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配,物流成本相比傳統(tǒng)施工方式而言是額外增加的費(fèi)用。裝配式建筑全過(guò)程物流成本主要包括以下幾個(gè)方面:
1、構(gòu)件的倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用。傳統(tǒng)建筑是直接在現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土,在實(shí)體建造過(guò)程中不需要專(zhuān)門(mén)的構(gòu)件倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)地。但裝配式構(gòu)件在構(gòu)配件廠生產(chǎn)完成后需要專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)地存放,期間還需要專(zhuān)人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)和管理。同時(shí),構(gòu)件在運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后,仍需要場(chǎng)地進(jìn)行堆放,構(gòu)件的倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用進(jìn)一步增加。
2、構(gòu)件場(chǎng)外運(yùn)輸費(fèi)。相比于傳統(tǒng)建筑商品混凝土運(yùn)輸費(fèi),預(yù)制構(gòu)件因尺寸大,形狀不規(guī)則、在運(yùn)輸過(guò)程中需要增加保護(hù)措施等原因,運(yùn)輸費(fèi)用較高。同時(shí),因構(gòu)配件廠數(shù)量少、分布不均等因素導(dǎo)致運(yùn)輸距離增加,構(gòu)件運(yùn)輸費(fèi)用也相應(yīng)增加。
3、構(gòu)件在施工場(chǎng)地內(nèi)的二次搬運(yùn)費(fèi)。傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑的商品混凝土在施工現(xiàn)場(chǎng)直接完成澆筑,而裝配式構(gòu)件運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)后因施工進(jìn)度的不同在施工場(chǎng)地內(nèi)會(huì)出現(xiàn)二次搬運(yùn),因此額外增加了預(yù)制構(gòu)件的二次搬運(yùn)費(fèi)。
(四)裝配式建筑全過(guò)程裝配成本分析。預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)安裝是裝配式建筑的核心技術(shù)之一。施工人員選擇合適的塔吊型號(hào)并合理安排塔吊施工范圍,根據(jù)施工進(jìn)度和安裝順序確定構(gòu)件的放置位置,因此施工人員吊裝技術(shù)的專(zhuān)業(yè)性和熟練性要求較高。同時(shí),與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑不同的是,預(yù)制構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)安裝是額外增加的費(fèi)用。為了保證節(jié)點(diǎn)連接的可靠性,節(jié)點(diǎn)施工一般采用安全性較高的鋼筋套筒灌漿連接工藝,套筒連接件需要量大,灌漿料價(jià)格高,從而使裝配成本大幅增加。
(一)構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān)業(yè)化程度不高。制造業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)既能保證產(chǎn)品質(zhì)量,也可以有效控制成本。其中,構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān)業(yè)化是很重要的影響因素。目前,我國(guó)裝配式建筑生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān)業(yè)化程度不高,裝配式市場(chǎng)較小,因此其生產(chǎn)成本較高。
1、裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化程度低。當(dāng)前裝配式建筑通常采用設(shè)計(jì)與施工相結(jié)合的模式,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)生產(chǎn)成本的影響至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用一體化設(shè)計(jì),同時(shí)還應(yīng)將后續(xù)的生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝的成本納入考慮因素,將成本因素作為設(shè)計(jì)的首要因素,才能確保構(gòu)件能批量生產(chǎn)。雖然同一生產(chǎn)企業(yè)采用的標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的,甚至可以形成系列化產(chǎn)品,但不同構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一且難以協(xié)調(diào)。我國(guó)裝配式建筑構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化不夠,不同企業(yè)構(gòu)配件難以實(shí)現(xiàn)有效替代,使得構(gòu)配件市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不充分、裝配式構(gòu)件生產(chǎn)成本較高。
2、裝配式構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)專(zhuān)業(yè)化程度低。專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)包括線上的規(guī)范化、操作的規(guī)范化和工人技術(shù)的規(guī)范化。為了降低成本,裝配式構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)一般在同一套生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種型號(hào)的構(gòu)配件,因生產(chǎn)設(shè)備種類(lèi)多、設(shè)備轉(zhuǎn)換工藝復(fù)雜、生產(chǎn)指標(biāo)體系不同等原因,導(dǎo)致生產(chǎn)效率大大降低,裝配式構(gòu)件生產(chǎn)成本提高。
(二)裝配式建筑規(guī)模比較小。根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論,在有效市場(chǎng)的前提下,隨著生產(chǎn)規(guī)模的適度增加,產(chǎn)品的邊際成本會(huì)降低。也就是說(shuō),如果裝配式建筑發(fā)展到一定程度,那么生產(chǎn)成本自然會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)程度的降低。目前,我國(guó)裝配式建筑因標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān)業(yè)化程度較低,不會(huì)對(duì)某種構(gòu)件形成大規(guī)模的生產(chǎn)。同時(shí),裝配式構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)規(guī)?;毡椴粔颍荒芡ㄟ^(guò)形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)降低成本,采取盲目擴(kuò)大規(guī)模的生產(chǎn)方式雖然可以降低生產(chǎn)成本但必然導(dǎo)致庫(kù)存和資金占用風(fēng)險(xiǎn)。裝配式生產(chǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)?;?,其成本也會(huì)居高不下。
(三)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)集成化程度較低。目前,我國(guó)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)組織模式仍然是以建設(shè)單位為核心,設(shè)計(jì)單位、施工單位、構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)等多方作為獨(dú)立參與者由建設(shè)單位統(tǒng)一協(xié)調(diào),如圖2。該模式最大的特點(diǎn)就是離散性大。由于建設(shè)過(guò)程中參與方眾多,產(chǎn)業(yè)組織集成化程度低,成本增加。(圖2)
圖2 裝配式建筑產(chǎn)業(yè)組織模式圖
(四)物流成本比較高。目前,我國(guó)裝配式建筑的應(yīng)用程度不高,從事裝配式構(gòu)件生產(chǎn)的企業(yè)不多,施工單位對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的選擇性較小,導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件從生產(chǎn)企業(yè)到施工現(xiàn)場(chǎng)的物流距離較遠(yuǎn),物流成本增加。同時(shí),預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸路線未能合理規(guī)劃、運(yùn)輸批次和數(shù)量缺乏科學(xué)性、車(chē)輛選擇不合理等因素會(huì)進(jìn)一步增加物流成本,從而導(dǎo)致裝配式建筑的成本增加。
(五)管理、技術(shù)人才緊缺。裝配式建筑原則上應(yīng)該是工程設(shè)計(jì)、部品部件生產(chǎn)、施工及采購(gòu)的統(tǒng)一管理的深度融合,從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的有效管理。因此,裝配式建筑對(duì)項(xiàng)目管理人員的能力提出了更高的要求。同時(shí),傳統(tǒng)建筑的施工現(xiàn)場(chǎng)主要以混凝土建造為主。傳統(tǒng)的勞動(dòng)力本身就具備一定的施工技能,只需簡(jiǎn)單的培訓(xùn)便可投入到建筑工作中,沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)要求。但是,裝配式構(gòu)件從生產(chǎn)到安裝的工人都需要熟悉裝配式構(gòu)件、會(huì)使用大型輔助器械來(lái)生產(chǎn)或者吊裝構(gòu)件。有些工人不具備這種專(zhuān)業(yè)技能,雖然可以通過(guò)培訓(xùn)提高技術(shù)工人的專(zhuān)業(yè)性,但時(shí)間成本和資金成本提高。
(一)加強(qiáng)政府宏觀引導(dǎo),加大政策扶持力度
1、政府需要制定與裝配式建筑發(fā)展相關(guān)的扶持性政策。目前,我國(guó)在裝配式建筑領(lǐng)域缺乏研究經(jīng)驗(yàn),裝配式建筑推廣范圍不廣、規(guī)模小,裝配式構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)也不具備規(guī)?;a(chǎn)的能力。通過(guò)政府的政策性支持,進(jìn)行稅收政策改革,對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行宏觀調(diào)控,吸收國(guó)外較為先進(jìn)且完善的施工技術(shù)和管理體系,制定相關(guān)福利政策,促進(jìn)外來(lái)資金投入,提高裝配式建筑的規(guī)模,給降低裝配式建筑造價(jià)提供可能。
2、加大科研投入,完善標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化。按照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn),在建筑施工中應(yīng)統(tǒng)籌建筑速度和質(zhì)量的關(guān)系,環(huán)境和效益的關(guān)系。在材料方面注重新型裝配式建材的研發(fā);結(jié)構(gòu)方面開(kāi)發(fā)新的結(jié)構(gòu)形式;軟件開(kāi)發(fā)方面大力推行綠色技術(shù)軟件的研發(fā)。同時(shí),建議完善裝配式建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),從建筑設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)和運(yùn)輸、構(gòu)件安裝以及工程驗(yàn)收等都進(jìn)行明確規(guī)定,尤其是在構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化方面進(jìn)行統(tǒng)一,提高生產(chǎn)效率,從而降低成本。
3、改革對(duì)預(yù)制構(gòu)件資質(zhì)管理的制度,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)-施工-管理一體化。在當(dāng)前的裝配式建筑實(shí)際項(xiàng)目中,因產(chǎn)業(yè)組織模式離散性較大,因此產(chǎn)業(yè)集成化程度較低,構(gòu)件從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到安裝都是由獨(dú)立的企業(yè)運(yùn)作,相互之間沒(méi)有交集,無(wú)法默契配合,管理上也無(wú)法達(dá)到高效的運(yùn)作。政府可以通過(guò)修改相關(guān)資質(zhì)管理標(biāo)準(zhǔn),建立生產(chǎn)安裝一體化的資質(zhì)模式,促進(jìn)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)、安裝一條龍的大型施工企業(yè)產(chǎn)生和發(fā)展,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)-施工-管理一體化。
4、加強(qiáng)管理、技術(shù)人才培養(yǎng)。針對(duì)裝配式建筑管理、技術(shù)人才緊缺問(wèn)題,政府可以在高職或中職教育中加大裝配式相關(guān)證書(shū)的考評(píng)力度,鼓勵(lì)校企合作共同培養(yǎng)人才,為從事裝配式建筑管理或施工的人員提供相應(yīng)的專(zhuān)題培訓(xùn)或繼續(xù)教育,同時(shí)在培訓(xùn)費(fèi)用上給予優(yōu)惠,從而減輕企業(yè)培訓(xùn)的時(shí)間和資金成本。
(二)優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)、運(yùn)輸、施工環(huán)節(jié)
1、合理拆分和設(shè)計(jì),深化設(shè)計(jì)流程。作為成本管理中重要的一環(huán),在裝配式建設(shè)設(shè)計(jì)的初始階段就要對(duì)工程項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行充分研究,統(tǒng)籌考慮,在拆分設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量標(biāo)準(zhǔn)化,使構(gòu)件的單元化程度更高。盡量選擇制作方式簡(jiǎn)單、安裝過(guò)程簡(jiǎn)便的構(gòu)造形式,減少施工難度。在深化設(shè)計(jì)階段,施工總承包單位負(fù)責(zé)及時(shí)了解各個(gè)專(zhuān)業(yè)的具體需求,進(jìn)行問(wèn)題系統(tǒng)處理,提高設(shè)計(jì)的集成度。構(gòu)件生產(chǎn)部分再在此基礎(chǔ)上將需求轉(zhuǎn)化為相關(guān)專(zhuān)業(yè)的圖紙,按照實(shí)際生產(chǎn)要求進(jìn)行圖紙深化。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),使構(gòu)件部品外形一致,提高構(gòu)件的重復(fù)率,降低裝配式生產(chǎn)企業(yè)的模具種類(lèi)和數(shù)量,降低生產(chǎn)成本中的模具費(fèi)用。
2、選擇合適的構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè),合理制訂運(yùn)輸方案。在選擇裝配式構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)時(shí)可以多家對(duì)比考察,在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡量選擇運(yùn)輸距離較短的廠家。同時(shí),在構(gòu)件運(yùn)輸前根據(jù)構(gòu)件的需求計(jì)劃確定好合理的運(yùn)輸車(chē)輛、運(yùn)輸方案和運(yùn)輸路線。在運(yùn)輸路線上除了距離因素外,還要綜合考慮沿途路況、限高限寬等實(shí)際因素。對(duì)裝配式構(gòu)件做好防護(hù)措施,避免構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)損壞。
3、提升安裝速度,加大機(jī)械化安裝水平。與傳統(tǒng)建筑的施工安裝不同,裝配式建筑主要依靠重型吊車(chē)吊裝和人工拼裝。在施工階段可以采用分段流水安裝方式,不同工序能夠同時(shí)展開(kāi)。同時(shí),定期對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),提高安裝效率。
(三)使用BIM技術(shù)進(jìn)行成本管理控制。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比,裝配式建筑從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到安裝環(huán)節(jié)都需要較高的精度,因此引入信息技術(shù)將有利于提高裝配式建筑的質(zhì)量。BIM技術(shù)的日漸成熟和廣泛推廣,為裝配式建筑的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。若將二者有機(jī)融合,形成基于BIM技術(shù)的數(shù)字化建造技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配式建筑全生命周期的信息化管理,可以大幅提高設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、運(yùn)維的工作效率。BIM技術(shù)可以在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)自動(dòng)對(duì)造價(jià)成本進(jìn)行更新,減少了中間一些必要但又復(fù)雜的人工環(huán)節(jié)。BIM建??梢赃M(jìn)一步精確實(shí)體工程量。同時(shí),通過(guò)建立基于BIM技術(shù)的裝配式建筑全過(guò)程信息平臺(tái),將建設(shè)過(guò)程中的大量信息及時(shí)導(dǎo)入BIM數(shù)據(jù)庫(kù),BIM數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)識(shí)別、分析、整合有效信息傳遞給全過(guò)程工程咨詢單位,全過(guò)程咨詢單位接收信息后對(duì)后續(xù)咨詢工作提前策劃,形成咨詢成果導(dǎo)入信息管理平臺(tái)。業(yè)主可以隨時(shí)查看項(xiàng)目信息并通過(guò)平臺(tái)反饋問(wèn)題。通過(guò)信息管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)裝配式建筑全過(guò)程信息集成共享,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的有效控制。