龍玉峰:建筑工業(yè)化成本影響因素芻議
國內外工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀
1、 國內工業(yè)化現(xiàn)狀
我國正處于城市化快速推進、大規(guī)模建設的發(fā)展時期,工業(yè)化方式建設周期短、效率高,是目前工程建設的一個新興建造模式。然而國內工業(yè)化發(fā)展面臨瓶頸,成本居高不下,各類工業(yè)化體系成本增量較高,不同體系間成本差異性大。工業(yè)化體系平均成本較傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系增加200~500元/m2,這讓許多開發(fā)商在工業(yè)化領域踟躕不前,一定程度上阻滯了工業(yè)化的推廣。筆者認為工業(yè)化方式綜合效益明顯,但人們很難從建筑的全壽命周期來看待工業(yè)化建筑,沒有形成綜合成本觀。市場對工業(yè)化的優(yōu)越性能和品質還沒有充分認識,看待工業(yè)化成本增量較為片面,沒有從長遠的角度來看待工業(yè)化的發(fā)展。
2 、國外工業(yè)化發(fā)展的歷程
國外發(fā)達國家的工業(yè)化發(fā)展得益于政府的政策主導,集中資金和技術進行大規(guī)模生產(chǎn),使得工廠化完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的半手工、半機械的建設模式。以日本為例,在工業(yè)化發(fā)展過程中出臺各項制度法規(guī),確立工業(yè)化的建造技術體系,規(guī)范工業(yè)化產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售。在成本方面,不同生產(chǎn)方式的基礎成本、土地成本、改造宅基地成本、場地準備成本等均相同,工業(yè)化帶來的成本不同點主要集中在建筑成本和資金成本上,其中工期縮短帶來的資金效率和人工成本的降低彌補了工業(yè)化自身增加的建筑成本。而日本人力成本較高,通過工業(yè)化生產(chǎn)減少了工人在現(xiàn)場的工作時間,促使勞務升級,大大降低了勞動力成本,從而有效控制了工業(yè)化的成本。
工業(yè)化成本及影響因素解讀
在我國,工業(yè)化成本構成與日本相似,傳統(tǒng)建筑工程造價主要由直接費(含材料費、人工費、機械費、措施費)、間接費(主要為管理費)、利潤、稅金等構成。整個建造周期內工業(yè)化建筑較傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑增加的費用包括部分材料費用、構件廠中的構件生產(chǎn)費用、構件運輸費用以及現(xiàn)場施工增加的費用等。
1、材料費用增量
工業(yè)化建筑需要增加一些材料來保證構配件正常的安裝及建筑的性能,主要包括預埋件、防水膠、PE膠條等。其中預埋件包括調節(jié)件、套筒、吊環(huán)等。調節(jié)件與吊環(huán)是構件安裝中的輔材,套筒的數(shù)量則受構件拆分設計的影響,不同的工業(yè)化拆分方案可能帶來套筒數(shù)量的較大差異性。另外,防水膠和PE膠條則解決了建筑節(jié)點防水問題,用量受工業(yè)化結構體系選型及節(jié)點做法影響,因此材料增加的費用與工業(yè)化體系技術的合理性及經(jīng)濟性有關。
2、構件生產(chǎn)費用增量
工業(yè)化建筑構件需在工廠內遵循嚴謹?shù)墓ば蜻M行生產(chǎn),詳細流程如下表所示。
從臺模安裝到鋼筋綁扎,再到混凝土澆筑、養(yǎng)護,最后形成成品構件,整個構件生產(chǎn)過程與傳統(tǒng)現(xiàn)澆相比,除去增加的材料外,多出了整套生產(chǎn)模具。模具的種類及周轉次數(shù)是影響構件生產(chǎn)過程中成本增量的重要因素。其中模具的種類和工業(yè)化的前期拆分設計密切相關。
設計過程中對建筑整體預制部位的把握影響到預制體系的選擇,進而影響預制構件的種類,這樣生產(chǎn)過程中的模具數(shù)量也隨之受到影響。設計中不同種類的預制構件越多,構件形式越復雜,則模具的成本會越高。
然而目前我國模數(shù)體系不健全,設計初期缺乏對產(chǎn)品標準化的有效考慮,構件設計與生產(chǎn)沒有足夠有效的溝通,以致構件標準化程度不高,生產(chǎn)中模具種類增加,從而極大影響了工業(yè)化成本。模具的周轉次數(shù)則取決于工廠自身生產(chǎn)管理和技術,如生產(chǎn)前對模具的清理,脫模劑的使用等諸多因素。
3、運輸費用增量
工業(yè)化構件需要從工廠運輸?shù)巾椖拷ㄔO地,增加的運輸構件費用與運輸效率有關,構件的運輸效率受運輸距離及構件重量和大小的影響。構件重量和大小在設計的初期便需要進行考慮,常規(guī)設計中一般將構件重量控制在5t以內,其長度控制在5m以內(根據(jù)實際工業(yè)化項目中的經(jīng)驗數(shù)值),以保證構件能高效的運輸。此外構件廠選址與項目所在地的距離關系也尤為重要,運輸效率越高,其成本增量則越低(下表)。
4、 現(xiàn)場施工費用增量
工業(yè)化現(xiàn)場施工的費用增量包含機械費用及人工安裝費用,其中機械費用控制體現(xiàn)在塔吊布局和選型的經(jīng)濟性上。合理的塔吊選型需結合構件的設計與重量,同時數(shù)量對吊裝效率有很大影響,構件設計得過多吊裝效率下降,構件設計得過重遠端構件可能無法起吊,這都將影響到施工的成本。因此在構件拆分設計中應把構件的重量和數(shù)量控制在一個合理的數(shù)值上。
工業(yè)化的節(jié)點施工不同于傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系,往往也需要借助其他工具來輔助施工,新的施工操作方式使得工業(yè)化施工部分的人工成本提高。
5、其他各項成本減量
工業(yè)化建造方式雖然產(chǎn)生諸多成本增長因素,但同時也有很多節(jié)約成本、保證質量的優(yōu)勢:1)縮短工期,工業(yè)化建造效率高,能極大縮短項目的建造周期,從而減少資金投入;2)外墻可免除抹灰,減少繁復的抹灰工程,相應減少了人工成本;3)節(jié)省爬架、腳手架費用和預制部分模板費用,減少了現(xiàn)場濕作業(yè),也減少了施工的成本。諸如這些工業(yè)化的改變,不僅帶來了成本上的減少,同時也促使建筑業(yè)這項傳統(tǒng)行業(yè)技術升級,邁向低碳環(huán)保、科學現(xiàn)代的新時期。
6、實際項目中的成本增量
深圳某工業(yè)化項目共兩棟35層住宅樓,其中標準層33層,建筑高度98.05m,標準層層高為2.8m,建筑面積24 690.64m2。其中一棟采用工業(yè)化結構體系,預制構件主要包括預制剪力墻、預制陽臺疊合板、預制樓梯以及預制花池;另一棟采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系。
下表反映了該項目傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系與工業(yè)化結構體系的成本對比,工業(yè)化結構體系較傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系理論值包括以下六項成本變量。
6.1鋁模與木模成本差異
本項目標準層建筑面積為719.64m2,以標準層的模板用量比較分析鋁膜與木模的成本差異,如表4中鋁模租賃費按市場價68元/m2計算。工業(yè)化結構體系中相應會增加鋼副框預埋安裝費及外墻涂料施工費,此三部分費用均按市場價考慮。鋁模施工則減少相應墻體內外墻抹灰費用。
鋁模費用包含鋁模租賃費、安裝費、混凝土打磨修補費用、設計費、試拼裝費、后期維護費、管理費、垂直運輸費、二次搬運費、鋁模安裝人員住宿費、總包稅金等達到技術要求所需一切費用。傳統(tǒng)現(xiàn)澆結構體系包含木模使用費用以及抹灰費用。
綜合以上信息得出,工業(yè)化結構體系施工較傳統(tǒng)結構體系施工成本總量增加約48元/㎡。
6.2 構件成本與現(xiàn)澆成本差異
以本項目整樓棟為例對比,其中樓棟建筑面積為24690.64㎡。
表中工業(yè)化成本部分主要包含工業(yè)化預制構件本身的制作及運輸費用、模具制作費用、駐廠人員費用及預制構件現(xiàn)場吊裝費用。傳統(tǒng)結構體系該部分成本包含砌體墻費用、內外墻抹灰費用以及內外墻掛鋼絲網(wǎng)費用。
由測算結果可以看出,工業(yè)化結構體系施工較傳統(tǒng)結構體系施工,增加費用為175.23元/㎡。其中,模具費用由現(xiàn)場施工進度、項目結構形式以及生產(chǎn)效率等因素共同決定。本項目主要使用:1)預制墻模具共8套,每套模具按經(jīng)驗值280kg/㎡,模具單價按市場價11元/t;2)預制陽臺板模具共1套,每套模具按經(jīng)驗值400kg/㎡,模具單價按市場價15元/t;3)預制花池模具共1套,每套模具按經(jīng)驗值400kg/㎡,模具單價按市場價13元/t;4)預制樓梯模具共1套,每套模具按經(jīng)驗值400kg/㎡,模具單價按市場價15元/t。
6.3 爬架與腳手架成本差異
項目工業(yè)化樓棟采用爬架施工,表6中主要包含爬架租賃費用及爬架技術服務費用,價格均按市場價考慮。傳統(tǒng)現(xiàn)澆結構體系采用外墻綜合腳手架以及腳手架上安全擋板。由測算結果可以看出,工業(yè)化結構體系施工比傳統(tǒng)結構體系施工,減少費用為88.48元/㎡。
從整體上看,本項目工業(yè)化結構體系比傳統(tǒng)結構體系建安成本增量約205.25元/㎡。當工業(yè)化項目規(guī)模化之后,模板、模具、爬架等方面對工業(yè)化成本的影響將減小。根據(jù)香港理工大學針對香港公屋的維修信息的搜集和分析,工業(yè)化項目每年混凝土加固等維修費用比傳統(tǒng)住宅每年節(jié)省4.4元/㎡。按建筑壽命50年計算,共節(jié)省維修費用為220元/㎡。若從整個生命周期看待工業(yè)化成本,預制部分的后期維護成本將大大減少。
結語
在工業(yè)化施工的項目中,雖然在生產(chǎn)、運輸、施工全過程中,產(chǎn)生了一定的成本增量,但同時也帶來了建筑品質和效率的提升。工業(yè)化施工相比傳統(tǒng)施工方式施工周期短,資金回收快;建造質量高,工廠預制能有效解決以往墻體開裂與漏水問題,保證了建成后的用戶使用體驗,建造方式也更為節(jié)能、低碳、環(huán)保。
工業(yè)化建造方式提高了生產(chǎn)效率,縮短了工期,保障了建筑質量,促進了節(jié)能環(huán)保,優(yōu)化了勞動力配置。從整個生命周期看,也減少了后期維護成本及人力成本。但在實際項目中,工業(yè)化的成本影響因素較多,其最終成本并非某一環(huán)節(jié)主導控制的,而是各方面因素綜合作用的結果,我們應當以綜合的成本觀來看待工業(yè)化成本。
在未來的工業(yè)化項目中應控制設計、生產(chǎn)、施工各個環(huán)節(jié),合理設計、高效生產(chǎn)、優(yōu)化施工,將工業(yè)化建設推向規(guī)模化,這樣才能真正達到工業(yè)化成本可控。
第一作者簡介
龍玉峰,華陽國際設計集團建筑產(chǎn)業(yè)化公司董事、總經(jīng)理。