装配式建筑成本优化建议——以杭州市某商办项目为例

吴瑾炎 姜学成

杭州临平新农村建设有限公司 浙江 杭州 311108

引言

装配式建筑的出现，不仅能大大减少施工人员工作量及工作强度，提高建筑工程的质量，更能实现缩短工期一半以上[1]，显而易见，装配式建筑是我国建筑业转型升级的必然趋势[2]。同时，随着装配式建筑的发展还能促进相关产业实力得到提升，为社会提供新的就业岗位[3]。

尽管装配式建筑取代传统建筑已成必然趋势，但我国的装配式建筑相比其他发达国家而言起步较晚，相关核心技术及产业体系尚处于摸索阶段[4]，当然社会上也存在对于装配式建筑这一新兴事物的质疑之声，许多单位处于观望的状态。通过本人走访调查发现，许多企业通过估算发现装配式建筑的建造成本要比传统建筑高15%左右，这就意味着企业的利润空间受到威胁，极大地制约了装配式建筑的进一步快速发展[5]。基于此，本文以杭州市某商办项目为例，利用价值工程相关理论对其提出成本优化建议，为今后我国装配式建筑的成本优化提供有价值的参考。

1 预制构件制作成本优化模型建立

1.1 功能系数

通过走访调研相关预制构件制作厂，并对相关装配式建筑研究学者、预制构件厂管理技术人员开展访谈后对不同装配率情况下的预制构件成本评分，再利用层次分析法对不同装配率下预制构件成本进行权重计算，将其权重结果作为功能系数。

1.2 成本系数

通过预制构件厂调研总结出预制构件的制作成本主要包括人工费、材料费、机械使用费、场地费以及其他费用，其他费用主要包括水电费、管理费、利润等，用以下公式进行表示：

第i种装配率情况下的成本系数，通过第i种装配率情况下预制构件的制作成本与所有装配率情况下预制构件制作成本总和的比值得出，即：

1.3 价值系数确定

根据公式V=F/C即可得出第i种装配率情况下其价值系数的计算公式如下：

根据公式（3）可以得到各装配率情况下的价值系数，对其排序后即可得到最优装配率。

2 杭州市某商办项目建造成本优化算例分析

2.1 项目概况

本工程位于杭州市滨江区，项目用途为商业办公楼，其中地上六层，无地下室设计，建筑总面积15210.8㎡，建筑总高度20.4m，开挖深度均值为0.6m，按照合理使用年限50年设计。该工程的功能分区主要是1层设为食堂，局部设置门厅和附属用房；2层为会议室，3～6层为办公区域[6]。

工程概况如表1所示：

表1 杭州市某商办项目工程概况表

本工程拟采用的预制构件主要有预制叠合梁、预制柱、预制叠合楼板、预制外挂墙板、预制阳台、预制楼梯等。为了探究不同装配率情况下的预制构件制作成本，分别计算当该工程的装配率为50%、70%、90%情况下预制构件的制作成本，从而为其他装配式建筑的建造成本优化提供参考[7]。

2.2 工程项目成本算例分析

2.2.1 确定功能系数。本文利用层次分析法构建判断矩阵，并邀请相关装配式建筑专家学者、预制构件厂管理人员及技术人员开展调查问卷，得到装配率判断矩阵如表2所示。

表2 装配式建筑装配率判断矩阵

利用MATLAB软件可计算得到：λmax=3.014，CT=0.007，CR=0.012，一致性检验通过。接着，特征向量W=（0.075 0.333 0.592），此即为功能系数[8-10]。从结果来看，装配率为90%时对预制构件制作成本优化最高，其次是装配率为70%及50%。

2.2.2 确定成本系数。本工程项目涉及的预制构件种类繁多，各构件生产工艺流程也不相同，因此构件成本也不相同，此处统一选取预制墙体作为研究对象，并统一以完成单位工程量的预制构件制作成本为对比分析对象。现以装配率为90%情况下为例，完成单位体积的预制墙体制作的成本如下表3所示[11]。

表3 单位体积预制墙体制作成本（装配率90%）

通过查阅预制构件厂相关资料，同上计算出在装配率为70%和50%情况下完成单位工程量预制墙体制作的成本，统计结果如表4所示[12]。

表4 不同装配率情况下完成单位工程量预制墙体成本表

三种装配率情况下完成单位工程量预制墙体的制作成本总和为：2708.28+2856.23+3163.37=8727.88元/m3

因此各装配率情况下预制墙体的成本系数如下：

2.2.3 确定价值系数。计算各装配率情况下的价值系数，结果如下：

从结果来看，三种情况下的价值系数，装配率90%＞装配率70%＞装配率50%，也就是说当装配率为90%时对于装配式建筑构件制作的成本优化程度最大，因此在实际工程中应尽可能提高装配式建筑的装配率，如果装配率过低，则其建造成本相较于传统建筑会提高许多[13]。

2.3 成本优化建议

对于该杭州市某商办项目而言，在其建造前工程项目的装配率已经确定，也就是说在价值系数公式中，功能系数已经确定，那么只有降低成本系数来实现提高价值的目的。当前，我国的装配式建筑尚处于初步发展阶段，浙江地区乃至全国的预制构件厂正处于扩张阶段，还尚未形成一定规模[14]。

从本文的数据分析来看，装配率越高，则预制构件制作增加的成本平摊到单位工程量预制构件上的金额就会越少，也就能使装配式建筑建造成本与传统建筑的建造成本差距变小。所以，国家应积极鼓励建设单位提高工程项目的装配率，比如对于装配率超过一定数值的工程项目给予政策红利或金额补助，反过来，装配率越高会使得预制构件数量越多，这也就会带动预制构件厂提升生产规模，增长效益，从而进一步可以降低预制构件制作成本。此外，预制构件厂内部通过提升管理水平、合理使用机械设备、提高一线制作人员技术水平等也都会有助于降低预制构件制作成本，从而优化装配式建筑的建造成本[15]。

3 结束语

本文通过以杭州市某商办项目为例，构建了基于价值工程的装配式建筑建造成本分析模型，并以完成单位工程量的预制外墙为例，计算了不同装配率情况下的预制外墙单位工程量建造成本，结果表明装配率90%情况下预制外墙的制作成本最低，因此，政府应积极倡导建设单位提高工程项目装配率。此外，提高预制构件厂管理水平、合理使用机械设备、提高一线制作人员技术水平等，均是优化预制构件制作成本的有效途径，最终实现降低装配式建筑建造成本的目的。