装配式建筑工程造价影响因素及管控要点研究*

何凯红，祁玉婷，张 伟

(1.深圳市住房保障署，广东 深圳 518000；2.中建科技集团有限公司，广东 深圳 518000；3.哈尔滨工业大学(深圳)，广东 深圳 518055)

0 引言

装配式建筑是我国推动建筑业向工业化、高质量发展的重要途径，也是近年来国家大力提倡与鼓励的建造方式。装配式建筑有提高质量、缩短工期、节约能源、减少碳排放、绿色环保等优点。自2015年7月以来，国家及地方陆续出台鼓励发展装配式建筑的相关政策[1-4]。但时至今日，装配式建筑在国内的推广应用效果不甚理想[5]。目前，在政府强推压力下，对于涉及财政投资、国有资金投资的建筑工程项目须满足一定的装配式建筑标准，而对于房地产开发商等民营资本投资主体则对装配式建筑持观望态度，仅有少量大型房地产商在装配式建筑领域进行探索研究。装配式建筑无法快速推广与广泛应用，主要原因为：①装配式建筑属于新型工业化建造方式，较传统现浇建筑而言，存在诸多创新性技术应用，对从业人员的技术管理能力和工程实践经验要求较高，需有配套的装配式建筑新技术研发与管理人才团队；②目前装配式建筑较传统现浇建筑普遍造价偏高。

针对装配式建筑工程造价过高难以有效推广的问题，国内外学者开展了诸多研究。Hong等[6]从成本效益分析出发，分析了中国推进装配式建筑的主要障碍。王爽等[7]结合具体案例对装配式建筑和传统现浇建筑的造价进行了对比研究。郭德坤[8]从优化设计方案角度分析了影响装配式建筑的成本因素。陈莉[9]分析影响装配式混凝土建筑的造价因素，并提出了相应的管控措施。贺菲[10]将BIM技术引入装配式建筑全过程造价管理，并提出各阶段降低造价的相关措施。Wasim等[11]针对住宅建筑预制非结构构件的成本问题，进行了材料、可持续性、制造等多方面的优化。Ahmed等[12]开发新型预制超轻地板，从建筑全生命周期与其他类型预制板进行对比，最终达到控制成本的目的。Li等[13]应用BIM技术对装配式建筑现场施工进行模拟与优化，并结合物联网平台对管理人员的决策进行服务，从而对施工过程成本管控进行有效监控。

虽然上述研究涉及装配式建筑各阶段的成本管控，但针对单一项目的全过程应用研究却较少，难以体现在具体实践项目中。因此，本文在装配式建筑(装配式混凝土结构、装配式装修)管理经验的基础上，梳理装配式混凝土建筑造价高的原因，针对性地筛选影响装配式建筑造价的核心因素，并结合实际工程项目的落实，总结降低装配式造价的可行性措施。

1 装配式建筑的特点及现状

装配式建筑是指在预制加工厂生产构件，通过机械吊装将不同构件连接为整体的建筑[14]。其优点为建造速度快、节省劳动力、施工现场湿作业少，不会产生过多的建筑垃圾，不仅施工绿色环保、减少碳排放，且建筑品质高。由于人们对于环境的保护愈发重视，节约资源能源、减少施工污染迫在眉睫，而传统建筑业的施工方法已难以满足其需求[15]。因此，装配式建筑符合“四节一环保”理念的优势成为了推动建筑业转型升级的必要因素。2016年9月国务院办公厅下发《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》，其中强调发展装配式建筑是建造方式的重大变革。深圳市政府在《深圳市装配式建筑发展专项规划》中提出大力推进装配式建筑工作，2020年，全市装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%以上；到2025年，全市装配式建筑占新建建筑面积的比例达到50% 以上；到2035年，全市装配式建筑占新建建筑面积的比例力争达到70%以上。然而，尽管装配式建筑规模日益扩大，但其成本与传统建筑相比却并无优势，如何控制装配式建筑的造价成本尤为关键。现阶段，我国的装配式建筑造价管理模式仍处于摸索阶段，对装配式建筑造价管理的系统性研究较少[16]，因此，找到影响装配式建筑造价的决定性因素并提出优化方案对装配式建筑造价管理的研究尤为重要。

2 影响装配式建筑工程造价的因素识别

本研究以装配式建筑造价管理为研究对象，通过在深圳市已建造完成的装配式住宅造价管理实践经验为基础，利用文献综述法[17-18]，参考GB/T 51129—2017《装配式建筑评价标准》及深圳地区的《深圳市装配式建筑评分规则》[19]，在与6位专家讨论后，共识别出7个影响工程造价的因素，从而构建装配式建筑造价管控指标体系。同时，结合装配式建筑项目工程实施情况，将工程造价影响因素按项目建设过程进行分类，包括决策阶段、设计阶段及施工阶段，具体如表1所示。其中，设计阶段和施工阶段为装配式建筑项目造价控制关键阶段。

3 案例实证分析

根据上述结论，本文以案例分析为基础，重点对装配式建筑在决策阶段、设计阶段、施工阶段的工程造价影响因素进行分析。

3.1 项目概况

深圳某装配式建筑项目，采用EPC工程总承包管理模式，总建筑面积约为13.3万m2，其中包括3栋超高层建筑，建筑高度为150m，采用装配式混凝土结构体系，合同总金额约6.5亿元，主体结构装配率73%～83%，全装修交付，可代表当前国内装配式混凝土结构建筑的领先水平。本案例采用组合计价方式，在工程项目管理中使用项目管理系统及BIM技术等先进的信息化管理方式。

表1 装配式建筑工程造价主要影响因素

3.2 决策阶段

3.2.1装配率、装配等级

以深圳市装配式建筑评分标准为例，必得分项共计38分，是设计时必须要满足的得分项，若要满足技术总评分不低于50分，其他12分的获得则有多种设计方案组合；且必得分项中的主体结构工程要获得20分也有多种方案的组合。综上可知，一方面，建设工程装配式等级的决策或建筑评分的分值，决定了工程在图纸设计阶段需满足的基本要求，而根据研究，装配率越高或装配等级要求越高，相应的建设造价也越高；另一方面，在装配率或装配等级一定的情况下，不同的设计方案组合对应的工程造价也不同。本文案例实践分析显示，采取工具化脚手架装配式施工方法、全装修、集成厨房、集成卫生间、机电装修一体化、管线分离等设计组合方案，造价较低。

表2 装配式混凝土建筑技术评分

3.2.2发承包模式选择

建设单位选择的发承包模式决定了建设工程施工组织方式，由于传统现浇建筑与设计的交互没有装配式建筑多，因此设计与施工分开对建设成本的影响不是很大，而装配式建筑在设计阶段就需考虑施工组织上的各项工序衔接等细节，需一体化思维，而传统设计院工作思考往往只停留在设计层面，施工环节经验不丰富或完全不予考虑。在此背景下装配式建筑的设计与施工分开发包，则不利于成本管控。因此在发承包模式选择时，装配式建筑更适用于EPC总承包模式。根据本文案例的实践经验，EPC模式下的装配式建筑造价较传统的模式可降低3%～5%。

3.3 设计阶段

3.3.1户型标准化设计

在本案例中，共1 536套住宅，仅采用了65m2(两房)、80m2(三房)、100m2(大三房)3种标准户型。户型标准化不仅为构件标准化打下了坚实的基础，同时也使装配式建筑施工组织变得更高效、便捷，从而加快工期、提高质量，也能有效地减少与控制造价。

3.3.2构件标准化设计

在装配式建筑项目工程造价中，预制构件生产及安装费占总造价的10%～15%，因此降低预制构件生产及安装费用成为装配式建筑造价控制重难点。装配式建筑预制构件的生产基础是模具的制作，预制构件种类越多，模具种类也越多，所以尽量减少预制构件的种类，增加同种预制构件的数量，增加模具使用次数，可减少预制构件生产模具的费用投入。因此，在装配式建筑中，提升可复制或镜像的预制构件标准化，减少构件种类，提高构件的制作效率，可直接降低预制构件生产费，从而降低装配式建筑工程建设费用，且合理的构件标准化直接影响后期采购和施工，关系到整个项目的盈利与经济性。

本案例提出“少规格、多组合”，规模化生产的关键在于构件标准化，通过精细化的考虑和标准化构件库的构建，实现了设计与生产、施工的有序衔接，实现严格控制构件标准化种类的目标，进而减少生产过程开模费用，增加模板使用次数，从而降低目标造价。构件标准化对造价的影响如表3所示。

表3 构件标准化对造价的影响

3.3.3装配式建筑系统化协同与深化设计

装配式建筑最大的特点是构件在工厂或现场预制成型，然后采用机械化吊装施工。此种类似搭积木的建造方式不仅需要预制构件有较高的精度，建筑施工中的各环节还需采用系统化的思维去提前策划与考虑。因此，装配式建筑系统协同化与深化设计是装配式建筑造价控制的关键点之一。本案例确定了装配式结构体系与预制构件拆分方案后，在预制构件正式生产加工前，花费大量精力对铝模、爬架、预制凸窗(铝窗框预埋)、预制阳台(栏杆留孔洞)、预制楼梯(栏杆预埋件)、预制叠合板(水电管线预埋)等提前进行深化设计与系统化协同设计，从而减少或避免额外构件进场吊装后进行二次开孔、剔凿等，不仅浪费成本，还影响工程质量。

如本案例中，因铝模加工精度高，对偏差的容差性小，构件加工生产时尺寸偏差相对较大，为解决铝模与构件连接的相容性问题，深化设计时综合考虑单个构件的生产偏差及整层全部构件的累积偏差，提前对连接部位进行铝模正偏差设计、构件负偏差加工生产，保证相应偏差在铝模与预制构件连接处已进行消化处理，避免出现铝模与构件连接偏差较大、铝模无法合模导致现场改模的情况或现场剔打构件的现象，从而导致施工阶段成本增加。

同时在进行铝模与构件的连接深化时提前考虑连接处易出现的漏浆、胀模等质量问题，应综合进行构件和铝模的深化，将铝模加固螺栓延伸到构件上，保证构件的螺栓孔洞与铝模的加固螺栓高度一致，铝模背楞安装时即可同步对构件和铝模进行一次加固，通过连接处的深化，可有效避免漏浆、胀模产生的结构不平整所引发的打磨修补等费用。

同理，预制阳台、预制楼梯构件需提前做好深化设计，确定阳台及楼梯栏杆的连接方式，以便在预制阳台及楼梯生产时做好相关的预留孔或埋件的安装预埋。本案例采用装配式栏杆，在预制阳台生产加工时就提前深化预留好栏杆立杆固定的孔洞，不仅方便装配式栏杆现场安装，还能在组织到位的情况下，实现永临结合，有效控制造价。

预制凸窗或预制剪力墙等带窗户的预制构件，需提前做好铝窗的深化设计、铝窗框的采购及生产，铝窗框运输到预制构件厂，在预制凸窗生产加工时提前预埋好窗框及与窗户相关的防雷接地片等，不仅能有效控制造价，还能提升凸窗的防水性能。

3.4 施工阶段

基于文献研究及本文案例的实践，装配式建筑在做好施工组织的情况下，可在整个施工阶段降低成本、节约人工、缩短工期、提高施工质量，同时还能减少生产能源和建筑垃圾产生量，从而表现出良好的经济效益。

3.4.1构件生产加工与运输

从目前国内宏观市场角度出发，装配式建筑造价高的原因之一是工厂生产加工的预制构件价格普遍居高不下。众所周知，1m3混凝土构件对应的钢筋、混凝土材料无论在工厂还是现场现浇施工，其材料消耗费用基本是相等的(不考虑现场损耗与工厂加工损耗之差)，同时，预制构件在工厂加工的环境与条件相对现场现浇更优，工厂所需的措施费(如脚手架、安全防护等)也相对更少；然而，1m3预制构件造价却远高于1m3现浇混凝土造价。原因主要为：①标椎化设计体现程度低，平面标准化、预制件通用化不成熟，进而增加工厂生产成本；②因装配式的体量相对较小，预制构件工厂较少，故工厂的产能无法达到设计产能，因此加大了构件出厂的固定资产摊销；③预制构件厂的机械化程度、构件设计标准化程度、模具的周转效率、预制件外形尺寸均直接影响构件生产加工成本；④市场上构件厂数量少，则采购距离增加，导致预制构件的运输费用过高，也造成高额的预制构件费用，根据经验数据，构件运输的经济距离约为200km。

3.4.2施工组织与构件吊装

装配式构件的吊装效率影响措施费中的二次搬运费、脚手架费(吊篮)、垂直运输费、大型机械安拆费等，因此优化运输方式和提升吊装效率可大大降低装配式建筑工程成本。

提升装配式构件吊装效率的难点为：①装配式建筑现场施工塔式起重机的布置及选型，应综合考虑预制构件卸车点、构件堆场位置、构件质量、塔式起重机吊重、构件分布、塔式起重机附着位置(预制构件位置无法附着，一般只能附着在现浇部位)等因素，若塔式起重机选型和布置不合理，往往会产生不必要的二次转运，降低吊装效率；②为保障塔楼的正常施工，项目通常考虑在构件堆场提前预备1层预制构件，若不同楼栋构件混放、堆放杂乱，易导致找寻构件困难、吊装错误，增加不必要的人工投入；③预制构件的快速识别是重点，预制凸窗、阳台、叠合板、楼梯等多有镜像构件，无法清晰识别构件信息往往会导致构件吊装出错、加固后返工，浪费构件吊装时间。本案例经实践验证，就上述难点给出建议，如表4所示。

表4 吊装组织设计中影响造价因素及解决建议

3.4.3BIM信息化运用

提升装配式建筑信息化水平可有效控制成本。装配式建筑的技术要求较高，较现浇式结构更复杂，工作量更大，不仅要求各专业相互配合，还要求设计深化，对水电、暖通、建筑结构、安全等既可相互配合连接、又可独自进行构件拆分。BIM模型的装配式建筑工程管理模式可解决由于沟通不顺畅导致的问题，如设计人员和施工人员沟通不及时出现的施工图纸交叉问题，暖通安装方在管线布置时管线和主体框架发生冲突等，从而降低交易成本，降低工程造价。

本案例中，在装配式建筑的施工准备阶段及设计深化后，应用BIM 技术进行管理，以构件为参数建立BIM模型，参数的修改反映到模型上，其他相关联部分都会自动修改，将预制构件参数及信息与预制构件生产工厂共享，缩短预制构件生产的准备时间，从而提高效率，同时也可更好地保障工程质量。

利用BIM技术还可在施工前对装配式建筑项目进行模拟施工，及时发现复杂施工过程及现场布置可能出现的问题，有效避免二次返工带来的造价损失。本案例中，预计BIM模型及平台的建立，可为工程减少损失近百万元。

4 结语

装配式建筑具有自动化程度高、绿色环保、缩短工期等优点，能产生极大的综合效益。但现如今装配式建筑仍处于起步阶段，且市场上普遍认为装配式建筑造价一定高于传统现浇建筑，从而阻碍装配式建筑行业发展。通过本文对装配式建筑造价管理的案例分析，采用设计-采购-施工(EPC)总承包模式有利于装配式建筑的造价管理，同时设计阶段和施工阶段对造价影响最大，因此提升设计标准化、完善系统化协同与深化设计、构件高效生产加工与运输、加强装配式施工组织与构件吊装，均可有效降低成本。

当前我国社会发展正处于“十四五”规划阶段，2022年初，住房和城乡建设部发布《“十四五”建筑业发展规划》[21]，其中针对大力发展装配式建筑提出了“构建装配式建筑标准化设计和生产体系，推动生产和施工智能化升级，扩大标准化构件和部品部件使用规模，提高装配式建筑综合效益”的明确要求。本文涉及装配式建筑项目决策、设计、施工3个阶段，利用案例分析，识别出7种影响装配式建筑工程造价的影响因素，同时提出相应成本管控措施，在实现同等建设品质的情况下，提升项目的整体成本竞争力，实现装配式建筑与传统现浇建筑在工程造价上的竞争优势，从而推动装配式建筑行业更快更好地推广，助力我国新型建筑工业化高速高质量发展。