装配式混凝土结构的成本分析
张 琳
（四川同兴达建设咨询有限公司，四川 成都 610043）
摘 要：随着建筑行业的转型，国家也在大力推动装配式建筑的发展，全国各地关于装配式混凝土结构的预制率、装配率及预制装配率的定义各有千秋。本文以实际项目为案例，对比分析了装配式建筑和传统建筑的成本差异，对未来装配式建筑的成本予以展望。
关键词：装配式建筑；预制率；装配率；预制装配率；成本分析
引 言
装配式建筑是指在工厂生产的部品部件，运到施工现场通过组装而成的建筑。装配式建筑按照结构体系可分为：装配式混凝土结构，装配式钢结构、装配式钢-混凝土混合结构、装配式木结构等。其中装配式混凝土结构，是指由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构，包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等。在建筑工程中，简称装配式建筑；在结构工程中，简称装配式结构。
1. 装配式混凝土结构的预制率、装配率及预制装配率的区别
衡量装配式建筑的水平，有预制率和装配率的问题，就是到底有多少构件拿到现场组装了，现场的湿作业量减少了多少，这都代表了装配式建筑的技术水平。而预制率、装配率及预制装配率的定义及计算方法全国各个地区不一致，如：
1.1 中华人民共和国住房城乡建设部颁布了关于发布国家标准《工业化建筑评价标准》中明确：
预制率：工业化建筑室外地坪以上主体结构和围护结构中预制部分的混凝土用量占对应构件混凝土总用量的体积比。预制率=室外地坪以上主体结构和围护结构中（预制构件部分的混凝土体积÷对应构件混凝土的总体积）
装配率：工业化建筑中预制构件、建筑部品的数量（或面积）占同类构件或部品总数量（或面积）的比率。装配率=预制构件、建筑部品的数量（或面积）÷同类构件或部品的总数量（或面积）
1.2 深圳市住房和建设局、深圳市规划和国土资源委员会、深圳市建筑工务署联合制定的《深圳市住宅产业化项目单体建筑预制率和装配率计算细则》中明确：
预制率：建筑标准层特定部位采用预制构件混凝土体积占标准层全部混凝土体积的百分比。预制率=（标准层预制混凝土构件混凝土总体积÷标准层全部混凝土总体积）×100%
装配率：建筑标准层特定部位采用预制构件和装配式模板技术施工时，采用预制构件所免除的模板面积与采用装配式模板的面积之和，占传统现浇所需模板总面积的百分比。装配率=（标准层装配式工法构件总表面积）÷（标准层混凝土总表面积）×100%
1.3 上海市住房和城乡建设管理委员会最新发布了《上海市装配式建筑单体预制率和装配率计算细则》中明确：
建筑单体预制率是指混凝土结构、钢结构、钢-混凝土混合结构、木结构等结构类型的装配式建筑±0.000以上主体结构和围护结构中，预制构件部分的材料用量占对应构件材料总用量的比率。其中，预制构件包括以下类型：墙体（剪力墙、外挂墙板）、柱/斜撑、梁、楼板、楼梯、凸窗 、空调板、阳台板、女儿墙。建筑单体预制率=预制部分混凝土体积÷（现浇部分混凝土体积+预制部分混凝土体积）×100%
建筑单体装配率是指装配式建筑中预制构件、建筑部品的数量（或面积）占同类构件或部品总数量（或面积）的比率。建筑单体装配率=建筑单体预制率+部品装配率+其他
（1）建筑单体预制率：可采用上文公式进行计算。
（2）部品装配率：包含以下七项：预制内隔墙、全装修、单元式幕墙、集成式厨房、集成式卫生间、集成式管道井、集成排烟道。部品装配率=Σ(部品权重×部品比例) ×100%
（3）其他：包括六项工业化技术，即结构与保温一体化、墙体与窗框一体化、集成式墙体、集成式楼板、组合成型钢筋制品、定制模板。
1.4 成都市城乡建设委员会颁布的《成都市装配式混凝土结构单体预制装配率计算方法》中明确：
单体预制装配率，是指装配式建筑中±0.000以上部分使用预制构件体积占全部构件体积的比例。单体预制装配率=预制构件体积÷全部构件体积
（1）预制构件，是指在工厂或现场预先制作的构件，如墙体、梁柱、楼板、楼梯、阳台、雨棚等。
（2）全部构件，是指包括预制构件在内的所有构件（含非混凝土墙体）。
继中华人民共和国住房城乡建设部颁布了关于发布国家标准《工业化建筑评价标准》后，深圳、上海等地积极响应国家标准，将预制率与装配率分开按照不同的计算标准进行计算，政策对预制率及装配率的要求也不尽相同，而成都仍然使用预制装配率的概念。从计算细则可以看出，无论是《工业化建筑评价标准》、《深圳市住宅产业化项目单体建筑预制率和装配率计算细则》还是《上海市装配式建筑单体预制率和装配率计算细则》，均明确预制率的计算要求均为混凝土结构，特别是在《上海市装配式建筑单体预制率和装配率计算细则》中明确预制构件中的墙体为剪力墙和外挂墙板，《成都市装配式混凝土结构单体预制装配率计算方法》对预制构件是否必须为混凝土结构没有作特别说明，故现阶段在成都地区计算单体预制装配率时，轻质隔墙也可以算做预制构件。
2. 装配式混凝土结构与现浇式混凝土结构成本对比分析
建筑工程造价主要由人工费、材料费、机械费、综合费、措施费、规费和销项增值税组成，其中人工费、材料费、机械费和措施费的变化对工程造价的变化起决定性作用。下面以一个实体工程为例，分析装配式混凝土结构与现浇式混凝土结构的成本差异。
成都某项目，建设单位采用分期开发的方式，其中三期为现浇式建筑，四期为装配式建筑，政策要求单体预制构建率为30%。在满足单体预制率的条件下，建设单位选用了轻质隔墙、装配式叠合板、装配式矩形梁、装配式楼梯、装配式空调板作为预制构件，现将现浇式建筑与装配式建筑成本差异进行分析，推导出装配式混凝土结构与现浇混凝土结构的价格差异。
装配式叠合板与现浇式平板 单位：元/m3
|
结构类型 |
人工费 |
材料费 |
机械费 |
综合费 |
措施费 |
规费 |
销项增值税 |
合计 |
|
装配式叠合板 |
176.03 |
2766.40 |
83.03 |
41.28 |
32.19 |
20.79 |
343.17 |
3462.89 |
|
现浇式平板 |
393.13 |
1365.67 |
78.2 |
64.73 |
71.94 |
46.43 |
222.22 |
2242.30 |
装配式矩形梁与现浇式矩形梁 单位：元/m3
|
结构类型 |
人工费 |
材料费 |
机械使用费 |
综合费 |
措施费 |
规费 |
销项增值税 |
合计 |
|
装配式矩形梁 |
146.97 |
3053.47 |
83.97 |
33.62 |
26.90 |
17.36 |
367.65 |
3729.94 |
|
现浇式矩形梁 |
409.15 |
1319.83 |
71.71 |
64.45 |
74.88 |
48.33 |
218.72 |
2207.06 |
装配式楼梯与现浇式楼梯 单位：元/m3
|
结构类型 |
人工费 |
材料费 |
机械使用费 |
综合费 |
措施费 |
规费 |
销项增值税 |
合计 |
|
装配式楼梯 |
188.78 |
2385.09 |
78.05 |
38.74 |
34.55 |
22.29 |
202.23 |
3049.73 |
|
现浇式楼梯 |
581.53 |
890.29 |
36.34 |
68.47 |
106.41 |
68.68 |
192.69 |
1944.41 |
装配式空调板与现浇式空调板 单位：元/m3
|
结构类型 |
人工费 |
材料费 |
机械使用费 |
综合费 |
措施费 |
规费 |
销项增值税 |
合计 |
|
装配式空调板 |
167.2 |
2843.54 |
49.43 |
33.22 |
30.59 |
19.76 |
345.81 |
3489.54 |
|
现浇式空调板 |
788.14 |
1046.96 |
47.93 |
92.85 |
144.23 |
93.11 |
243.46 |
2456.67 |
通过上述对装配式构件与现浇式构件的对比发现：
2.1 装配式构件的人工费比现浇式构件人工费用节约，主要原因有：
（1）装配式建筑将现浇式构件现场的大量湿作业转移到工厂由机械化代替人工，从而减少劳务工人的用量；
（2）装配式建筑的工厂化施工集中生产的工作效率也较施工现场的效率高。
2.2 装配式构件的材料费比现浇式构件材料费增加，主要原因有：
（1）成品制作人工费：装配式构件中的材料费包含了工人在工厂的成品制作的人工费；
（2）模板费：不同于现浇式建筑的复合模板，装配式构件一般采用成型效果较好的钢模板，钢模板制作成本高，在预制构件标准化程度不高的情况下，钢模板很难达到经济寿命，从而摊销在预制构件中的模板费用相应增加；
（3）运输费：现阶段由于装配式构件的产业化生产基地不足，构件的运输成本较高。
2.3 装配式构件的机械费较现浇式构件增加，主要原因有装配式建筑以机械代替人工作业，同时装配式成品构件的重量较重，对吊装机械的规格要求更高，机械的租赁台班及进出场费用相应增加。
装配式建筑与现浇式建筑的单方差异 元/m2
|
构件名称 |
单体预制构件率 |
装配式建筑单方造价 |
现浇式建筑单方造价 |
价差 |
|
轻质隔墙与砖墙 |
15.78% |
76.09 |
69.58 |
6.52 |
|
装配式叠合板与现浇式平板 |
10.24% |
282.92 |
229.61 |
53.31 |
|
装配式阳台梁与现浇式阳台梁 |
1.95% |
69.36 |
43.04 |
26.32 |
|
装配式楼梯与现浇式楼梯 |
1.32% |
29.69 |
25.67 |
4.02 |
|
装配式空调板与现浇式空调板 |
0.84% |
22.24 |
20.64 |
1.61 |
|
|
30.13% |
|
|
91.78 |
各种装配式构件成本增量 元/ m2
|
项目名称 |
单体预制装配率 |
装配式建筑与现浇式建筑单方成本增量 |
|
轻质隔墙 |
10-20% |
4-8 |
|
装配式叠合板 |
10-20% |
50-100 |
|
装配式阳台梁 |
1-2% |
13-26 |
|
装配式楼梯 |
1-2% |
3-6 |
|
装配式空调板 |
1-2% |
2-4 |
满足各种装配率要求的成本增量 元/ m2
|
单体预制装配率要求 |
构件组成 |
与现浇式建筑成本增量 (元/m2) |
|
20% |
轻质隔墙+装配式空调板 |
6-12 |
|
20% |
轻质隔墙+装配式楼梯 |
7-14 |
|
20% |
轻质隔墙+装配式空调板+装配式楼梯 |
9-18 |
|
30% |
轻质隔墙+装配式叠合板 |
54-108 |
|
30% |
轻质隔墙+装配式叠合板+装配式空调板 |
56-112 |
|
30% |
轻质隔墙+装配式叠合板+装配式楼梯 |
57-114 |
|
30% |
轻质隔墙+装配式叠合板+装配式空调板+装配式楼梯 |
59-118 |
其他地区在预制率满足30%的条件下，成本增量一般350-550/ m2元之间。成都地区允许用轻质隔墙算作单体预制装配率，而轻质隔墙的成本增量相对于其他构件要低很多，所以目前在成都地区单体预制率在20%的项目，装配式建筑与现浇式建筑的成本增量在6-18元/ m2；单体预制率在30%的项目，装配式建筑与现浇式建筑的成本增量在54-118元/ m2。
3. 对装配式建筑成本优化的建议
3.1 制定并完善相关标准
现阶段，由于我国装配式建筑的发展还在萌芽期间，相关的政府部门还未及时出台一些相关的规范标准来提高预制构件的重复率，尽量减少模板的重量，提高周转次数，降低摊销，从而降低生产成本。
3.2 合理布置装配式建筑产业化生产基地
政府在对项目做单体预制装配率的同时，需要考虑装配式建筑产业化生产基地的产能是否能够达到需求，合理布置装配式建筑产业化生产基地，不仅可以减少装配式构件供不应求的垄断价格，同时通过这种方式可以有效的降低装配式构件的运输成本。
3.3 结合BIM技术进行构件追踪、场地布置、虚拟建造
装配式建筑不同于现浇式建筑，一旦施工错误后期拆改会很麻烦。建议施工单位可以在施工过程中借助BIM技术对预制构件进行构件追踪，实时掌握物流数据，及时协调现场的施工进度，利用BIM技术对施工场地的布置进行模拟，对施工现场的临设是否满足预制构件的进场需求，提前作出判断，及时优化；同时可以利用BIM技术进行虚拟建造，提前发现施工过程中可能遇到的问题，进行预判。
3.4 形成全产业链的建筑工业化经营模式
将设计、生产、施工集成于一体，整合资源，实现互动发展。
参考文献：
[1] 中华人民共和国住房城乡建设部《工业化建筑评价标准》.
[2] 深圳市住房和建设局,深圳市规划和国土资源委员会,深圳市建筑工务署《深圳市住宅产业化项目单体建筑预制率和装配率计算细则》.
[3] 上海市住房和城乡建设管理委员会《上海市装配式建筑单体预制率和装配率计算细则》.
[4] 成都市城乡建设委员会《成都市装配式混凝土结构单体预制装配率计算方法》.
