装配式建筑预制构件生产成本控制浅析

装配式建筑预制构件生产成本控制浅析摘要：装配式建筑预制构件生产费用直接影响着工程的整体成本投入，控制构件生产成本对降低工程总成本有着较大的改善空间。本文将从装配式建筑预制构件的生产流程剖析预制构件的成本构成与影响，并对预制构件的生产成本控制提出建议。关键词：预制构件成本构成成本控制1引言装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑。就混凝土结构而言，现有研究结果表明，和传统现浇建造方式相比，装配式建筑可节约人工40%，节水70%以上，节能35%，节材20%，节地20%[1]。此外，装配式建筑减少了现场湿作业量，施工周期短，劳动力效率高，施工污染少，因此国家与各省市都出台了相应政策大力推进装配式建筑的应用。但是目前，除少数标准化程度高、工程体量大的住宅项目外，装配式建筑的综合建造成本与现浇相比要高200-500元每平方米。如此居高不下的成本已然大大制约了装配式建筑的推广，尤其是其在三四线城市的普及应用。我国目前已有诸多研究针对装配式建筑的成本进行了探讨。装配式建筑工程的建造成本与传统建造方式的成本构成相似，主要包括分部分项工程费、措施项目费、其他项目费、规费和税金。装配式建筑的特点是建筑物的大量构件是在工厂预制而成，其成本主要考虑模具制作费、摊销费、构件运输费、仓储费、现场安装费等，因此装配式建筑的成本项目与现浇式建筑的成本项目存在较大差异[2]。罗时朋[3]通过研究装配式建筑的施工成本组成，发现预制构件及安装费用过高是现有的装配式施工成本偏高的主要因素。以我国东部地区预制率50%的某装配式框架现浇剪力墙项目为例，与传统现浇结构相比，预制构件制作、运输、吊装等增加费用2819.67万元，工程单方造价较现浇结构增加约380元/m2，主要增量成本如表1所示。可以看出，装配式建筑预制构件生产费用直接影响着工程的整体成本投入，控制构件生产成本对降低工程总成本有着较大的改善空间。表1某装配式框架现浇剪力墙项目成本增量表项目内容成本增量占总成本增量比重吊装等人工费用196.48万元6.97%预制构件生产费用1995.69万元70.78%预制构件运输费用266.11万元9.44%辅材费用179.12万元6.35%塔吊费用182.27万元6.46%总计2819.67万元100%本文将从装配式建筑预制构件的生产流程剖析预制构件的成本构成与影响，并对预制构件的生产成本控制提出建议。2装配式建筑预制构件生产流程2.1装配式专项设计阶段装配式建筑设计除常规建筑、结构、机电设计外，增加了装配式专项设计，包括装配式设计和构件深化设计。装配式设计是指建筑、结构、机电各专业在设计不同阶段增加装配式设计相关内容，包括保温体系选择、防水做法、预制构件布置、装配式结构体系、预制构件管线预埋及预留洞等内容，这些内容需表达在各专业设计文件中。构件深化设计是指在已经确定预制构件布置的基础上，对构件进行详细设计，绘制每一个构件的加工图纸。深化设计阶段应关注用于连接、安装就位、运输、吊装的预埋件位置和类型。建议可使用BIM软件进行建模、检查设备管线预埋、钢筋碰撞及施工模拟等。2.2预制构件生产阶段装配式建筑与传统施工工艺不同之处在于，先由工厂按照构件深化图纸进行生产，再将构件运输到现场进行安装。预制构件工艺产线需具有满足脱模、清理、抹面、布料浇筑、振捣、产线养护等要求的设备。具体生产流程图如图1所示。2.3预制构件堆放与运输一般而言，由于工程施工进度的关系，预制构件生产完成后并不都会第一时间发往施工现场，而是会暂时堆放于临时堆场内。构件运输时，需要根据所运构件的数量、规格、运距、吊运顺序等条件确定合理的运输方案。为确保运输过程中的安全，还需要对构件进行临时加固并做好成品保护。图1预制构件生产流程图3预制构件成本构成及影响因素3.1预制构件成本构成对于传统的现浇混凝土结构和预制装配式主体结构来说，其造价成本基本是一致的。但是由于施工方式的改变，其各项成本费用所占百分比也发生了很大的改变。预制构件的生产成本主要包含以下因素：材料费用（钢筋、混凝土、镀锌预埋件、套筒、缓凝剂、套管、线管、线盒）、人工费、模具费、蒸养费、包装运输费、工厂折旧费、管理费、利润、税金等。各类型构件的生产成本如表2所示。表2各类构件生产成本构成构件类型材料人工模具管理费、利润税金其他楼板35%21%8%11%13%12%框架梁36%21%9%11%13%10%框架柱40%19%8%11%13%9%剪力墙32%23%10%10%13%12%楼梯28%26%10%11%13%12%空调板26%27%12%10%13%12%3.2预制构件成本影响因素（1）构件的标准化预制构件标准化程度决定了模具费用，在整个构件生产过程中需要大量的模具，减少模具种类，可以提高模具的周转次数，降低构件生产成本。在设计时，标准户型所占比例越高，同类型构件的规格数量越少，所需要的模具、预埋件、钢筋的种类越少，预制构件的生产成本则越低。在预制率30%的情况下，户型统一的高层装配式剪力墙住宅的预制构件生产成本往往比复杂的多层装配式框架要低得多。（2）预制构件类型的选择在预制率相同的情况下，优先选择制作简单、运输方便的平板型构件，避免选择如剪力墙结构中的预制叠合梁、整体式预制阳台板、空调板等异形构件可以减小模具制作费用，提高工人的劳动生产率与机械效率，降低构件的生产成本。（3）排产计划的选择排产计划的制定反映着构件生产企业管理水平的高低。根据总包方的开工顺序，有针对性的调整排产与供货计划，提高模具周转效率，减少已生产预制构件的库存堆放时间，降低构件的管理成本与堆放期的损坏率是构件生产企业降低生产成本的必备手段。必要时，构件生产企业还可提前与总包方沟通，通过调整总包方的开工顺序来减少开模套数。（4）生产工艺与员工技术水平预制构件的生产需要技术水平较高的工人，目前对预制构件生产工艺精通的工人比较稀缺。一方面，构件的生产效率低，经过调研统计，构件生产企业的年实际产能往往只有理论最大产能的三分之一。另一方面，在预制构件生产中总存在一些质量通病，构件尺寸不精确、平整度差、锚固构件的锚固力不足、预留洞口位置存在偏差、伸出钢筋定位不精确等问题，易造成大量返工，产生巨额的成本增加。（5）堆场管理构件生产完成后，需要入堆场存放，但目前构件厂普遍存在堆场管理难的问题。一方面，由于排产计划问题易造成构件在堆场内的积压，供货时如何在堆场内精准定位到所需构件并移开堆积在其上的其他构件往往需要耗费极大的人力物力。另一方面，构件在入库及出库过程中的成品保护也是一大难点，由于构件体积大，质量重，而构件积压时堆场空间相对狭小，在搬运时极易出现构件缺角、磕碰开裂、外伸钢筋变形等问题。4预制构件生产成本控制建议4.1重视全过程设计建筑的设计、采购、施工本应该是密切联系的整体，这3个环节在传统现浇建筑模式下拆分后，阻碍不大，但是在装配式建筑模式中，设计、采购、施工的分离会明显的表现出成本增加、协调困难等问题。装配式设计应在方案阶段开始介入，提高建筑平面的标准化程度；拆分设计应由有经验的结构工程师设计，在确保满足结构安全要求的前提下采取灵活经济的拆分方式，归并构件种类，减少异形构件数量，达到提高生产效率、降低成本、保证质量、施工便利的目标；深化设计应由成熟团队负责完成，在满足结构设计配筋要求的同时兼顾生产与施工的便利性，同时尽早与精装修与总包单位确定相关预留，以免后期返工造成损失。此外，采取EPC模式，将设计、生产、施工一体化集成，也可以从设计端达到控制构件生产成本的目的。4.2加强生产阶段的控制粗放式的生产方式定然无法适应精细化建造的时代。作为构件生产企业必须培养高水平的技术型人才，提升自身的管理水平，在生产阶段引入如BIM、人工智能等新技术，优化排产计划，提升构件生产工艺，加强质量控制，最大化的提高生产效率与减少返工量，如此才可以在建筑产业现代化转型升级中保持领先。4.3提升出入库管理水平堆场管理是控制构件生产成本的关键因素之一，堆场应进行合理区域划分，加强管理，提升使用效率。此外，还可以利用RFID或人工智能技术，开发智能化的堆场管理程序平台，使堆场不再成为限制构件生产企业产能的瓶颈。另一方面，构件生产完成后应该做好必要的成品保护，可使用专用的堆放架进行堆放，对薄弱位置制定专门的方案进行防护，防止出现变形损坏。5结语通过对装配式建筑预制构件生产流程和成本构成的分析，发现在生产过程中的每个阶段都应当予以优化从而有效降低预制构件的生产成本。构件生产企业应该有