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装配式混凝土工程与传统现浇工程成本对比分析

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装配式混凝土工程与传统现浇工程成本对比分析

张建国1 贾旭平1 向春兵2 刘志世1 韩常吉1

(1. 亚泰集团沈阳现代建筑工业有限公司;2. 沈阳地铁房地产开发公司)


2016年9月27日,国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,提出:“发展装配式建筑是建造方式的重大转变,是推进供给侧结构性改革的重大变革,是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措。”11月19日,,:“要用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。”

而在目前我国新建建筑中,装配式建筑占比不足5%,可见推动装配式建筑的发展任务十分艰巨。与传统现浇相比,其发展瓶颈主要是成本过高。

本文结合近几年亚泰集团在沈阳建造的三个不同装配率装配式混凝土工程与传统现浇混凝土工程的成本对比分析,总结出装配式混凝土工程成本过高的主要原因和降低成本的措施,旨在为今后建造装配式混凝土工程找出降低成本的有效办法,促进装配式混凝土工程的大力发展。

一、装配式混凝土工程不同装配率的成本分析

项目概况

1号楼:地上18层、地下2层,总高度56.9米,地上建筑面积约8547.21平方米,装配率为20%。主要预制构件有叠合板和楼梯。

2号楼:地上16层、地下1层,总高度为51.7米,地上建筑面积约7542平方米,预制率40%。主要预制构件有三明治夹心保温外墙板、部分内墙板、叠合板、楼梯等。

3号楼:地上18层、地下2层,总高度为60.9米,地上建筑面积约7036平方米,预制率约60%。主要预制构件有三明治夹心保温外墙板、内墙板、叠合板、楼梯、悬挑构件等。

以上三个不同装配率的工程经过测算,得出装配式混凝土工程和传统现浇工程的成本见表1。

表 1   装配式混凝土工程与传统现浇混凝土工程成本对比表

[点开查看]

从表1可以看出,相比现浇工程,装配式混凝土工程的成本是增加的,而且装配式混凝土工程随着装配率的提高,成本也是增加的,其中材料费增加占比较大。人工费、机械费、措施费随着装配率的增加是减少的,主要因为现场湿作业减少。管理费在装配率较低时,费用较大,随着预制率的增加而减少。

从表1也可以看出,当预制率达到20%时,成本增加137元/平方米;当预制率达到40%时,成本增加370元/平方米;当预制率达到60%时,成本增加418元/平方米。

二、不同预制构件成本分析

以3号楼为例,依据辽宁省土建及装饰装修08定额分别对不同的预制构件进行测算。

从表2对比结果可以看出,各种预制构件平方米造价都比现浇高,其中夹心保温外墙高出较多,楼梯、空调板比较接近。

与传统现浇对比,装配式混凝土工程成本构成,增加了PC构件的生产、运输和现场安装环节,增加了大型起重设备费用。这是装配式混凝土工程成本增加的关键因素。

表 2   预制构件与现浇混凝土构件单位成本对比分析

[点开查看]

三、预制构件单位成本分析

装配式混凝土工程总成本的增加主要取决于材料费即预制构件单位成本。

装配式预制构件成本由直接费、蒸汽养护费、固定资产折旧、管理费、利润、税金构成,其中直接费包含人工费、材料费、模具费、运输费。固定资产折旧包含厂房、堆场、土地等费用。

以预制夹心保温外墙板为例,预制构件单位成本占比如图1所示。根据预制构件单位成本所占比例得出预制构件成本的主要费用,从而分析出成本构成及其降低措施。

图 1   单位成本占比分析

(1)其中材料费主要包含混凝土、钢筋、保温板、连接件、构件中的预埋件及其他材料费。对比传统现浇材料费增加了连接件,生产施工中用的预埋铁件、钢筋含量等费用。

构件中的预埋件主要是以构件厂脱模及现场施工支模所用的预埋铁件为主,每个构件都有脱模埋件及两端的支模埋件,所占比例不仅较大,安装完成后所有埋件没有任何作用,只能预留在构件中。

构件中的钢筋含量主要是主体结构中的受力钢筋及套筒灌浆连接的附加钢筋、窗下墙等构造钢筋,其含量高于传统现浇。

(2)人工费较高的主要原因还是国内没有完全实现自动化生产,设计标准化程度不够,经常出现异性构件,生产线不能实现流水作业,只能采用固定模台生产;并且预制构件结构部分的钢筋规格、间距不统一,连接部位都有外漏钢筋,设计复杂,无法采用机械代替人工实现批量生产钢筋骨架,只能在生产线采用人工绑扎,影响生产线效率。相较于国外没有外漏钢筋的预制构件,其生产效率偏低。

(3)模具费用是构件生产企业为满足构件尺寸精度的要求所制作的胎膜,国内预制构件企业大多数采用钢制模板,其费用根据工期及标准化程度所决定。当工期不紧或要求构件厂提前生产,项目在设计时标准化程度较高、提高模板重复利用率,单体预制混凝土方量较多时,模具费用可降至最低。

(4)运输费只要是预制构件从生产车间运送到施工现场产生的费用,并且预制构件尺寸较大,重量较重,需要专用的运输设备。只要有合理化的深化设计,掌握运输与拆分尺寸、重量的经济平衡点;或者采用移动工厂的方式减少运输距离,就可以降低部分运输费用。

(5)蒸汽养护费是对比传统现浇增加的一项费用,也是满足生产线流水作业的基本条件,在厂房设计时需考虑如何合理利用蒸汽资源,生产组织时如何更好地利用蒸汽资源是降低养护费用的有效途径。

(6)固定资产折旧是预制工厂的前期投入,并且根据年产能进行年摊销法进行计算,构件厂在生产过程中属于满负荷生产并且在摊销期间每年都能达到预期产能即发挥规模效应,此部分费用可降到最低。

(7)构件企业的管理费主要包含管理费用、财务费用、营销费用,其中管理费用比例最大,其偏高原因是由于装配式行业属于新兴行业,预制构件生产企业是介于地产企业与材料供应商之间,各企业正在探索新型的、适合的管理模式,前期投入会很高。随着装配式建筑的发展,企业管理模式的完善,此项费用会有很大的降低空间。

四、装配式混凝土工程降低成本的措施

装配式混凝土工程总成本主要取决于预制构件设计、生产、运输、安装四个阶段的成本,在保证工程质量的前提下,不能盲目地在某一阶段强制压缩成本。应以顶层设计理念为基础,合理优化装配式混凝土工程的设计、生产、运输、安装各阶段的成本,从而在保证项目顺利实施过程中,科学降低成本。

下面从四个方面论述降低装配式混凝土工程成本的措施。

1. 设计规划方面

(1)装配式混凝土工程在规划时,应在满足装配率要求的前提下,采用最优的装配式方案、合理的预制范围。

(2)深化设计时应采用批量的标准户型,提高装配式混凝土工程的标准化、规模化。

(3)采用少规格、多组合的设计方案,提高预制构件模具的重复利用率,尽量避免出现飘窗、转角墙等复杂构件,降低模具成本及提高生产效率。

(4)结构设计时,应尽量减少钢筋规格、统一钢筋间距,做到钢筋骨架的标准化,减少人工成本,提高生产效率,并且在满足构件生产、施工的前提下,利用多功能的预埋件,减少预制构件中的预埋铁件,从而降低材料费用。

(5)探索适合装配式混凝土结构的连接方式,减少预制构件中的含钢量及混凝土用量。

(6)避免八吨以上大重量构件出现,减少施工安装采用大型起重设备的投入。

2. 生产组织方面

(1)构件企业应采用信息化管理,降低人工成本的投入。

(2)应实现规模化效应,降低摊销费用,并且合理利用模具及合理安排人工成本的投入。

(3)充分发挥生产线优势,依据设计产能及节拍,利用机械或人工实现流水作业,对影响生产节拍的工序采取相应措施。

(4)做好合理的生产组织方案,严格控制安全、质量、成本、进度等,避免安全质量事故的出现,严格控制预制构件单耗,降低材料成本的投入。

(5)蒸汽养护应采用分层、分仓单独养护的措施,做好计划管理,降低蒸汽的能源消耗。

3. 构件运输方面

(1)预制构件运输应提前做好堆放方案及应急预案,避免质量事故的出现。

(2)运输过程应对构件的堆放方式逐一检查,做好成本保护工程,尽量选取道路平整的运输路线。

4. 构件安装方面

(1) PC构件的安装是装配式建筑核心技术之一,其费用构成是以大型起重设备和人工费为主,安装速度直接决定安装成本,要编制合理的安装施工方案,对关键技术国产化的同时,要有针对性的改进,并且通过分段流水施工方法实现多工序同时工作,安装班组与其他各班组相互配合,提前商定施工界面,避免窝工而耽误施工进度,导致人工窝工进度滞后,这样能很好地提高安装效率,降低安装成本。

(2)装配式混凝土工程应充分利用各专业、各工种的穿插作业,可以在不同楼层进行不同专业的施工,减少建设周期,降低建设成本的投入。

五、装配式混凝土建筑全生命周期的成本预测

上述分析都是以土建工程成本为基础,不包含水电、装修部分,其成本分析并不能完全说明装配式建筑全生命周期的成本是高于现浇的。建筑工程项目总成本由前期策划阶段、设计阶段、建设期项目管理阶段、运营期设施管理阶段四个阶段构成。装配式混凝土结构的优势及成本构成不单单指预制构件的单价,其在建设期可以大量缩短建设周期,减少建设单位投资成本,并且在使用成本上可以降低能耗、维修、大修成本;由于预制外墙板的保温及饰面与结构同寿命,其在运营期的修护成本也会大幅度减少。

装配式混凝土工程目前的成本是高于现浇混凝土工程的,成本增加是制约当前装配式混凝土工程发展的瓶颈。因此,我们要从规划设计、生产、运输、安装等各环节采取有效措施降低成本;但从装配式混凝土工程全生命周期来看,装配式混凝土工程与传统现浇对比,其成本是有优势的。

(原文见《混凝土世界》2017年09期 P76-79)


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