中国本网讯:1962年9月9日,我国著名建筑学家梁思成先生在《人民日报》发表《从拖泥带水到干净利索》。这是55年前,我国一代建筑大师对于建筑工业化的深刻洞见。

下面是本网给大家带来关于PC装配式结构的技术与成本的相关内容,以供参考。

2016年9日30日,这是国庆节的前一天,我国发布了第一份以国家名义指导装配式建筑发展的文件《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》国办发〔2016〕71号,为装配式建筑在我国的发展指明方向、确定目标。将装配式建筑的发展上升为国策,这是一个里程碑。

1、一个概念

全国都关注装配式建筑,但核心的技术、经验、教训,主要集中于少数城市、少数企业、少数专业人员。因而,对于大多数的没有做过、甚至没有见过装配式的同行来说,有太多的疑惑,而增量成本则更是被列为当下装配式建筑发展所需要克服的“三大关”之一。

即PC,英文Prefabricated
Concrete的缩写,意为“预制装配式混凝土结构”,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”。

装配式结构的建造成本偏高正影响开发商的积极性,这一点在三四线城市尤其明显。

装配式建筑,就是让造房子像造汽车一样,在工厂里生产、工地内组装。

做装配式会增加多少成本?

推广绿色建筑已成为最高级别的国家共识,建筑工业化是手段和平台,是实现绿色建筑的最佳途径。

这是整个行业的共同话题,也是每一个企业、第一个工程人接触到装配式时所遇到的第一个问题。本文结合传统现浇建筑的成本分析和装配式结构的设计、生产、施工的特点,提出以通用的成本要素法来预测增量成本的基本思路,以及建立了测算模型。

2、两个指标

1案例参照法-存在这样三个局限

目前发展装配式建筑,主要是实施“两个强制比率”的发展目标,即:装配化率、单体项目PC率。

目前,行业内通常使用的估算方法-案例参照法,即参照已有的装配式项目案例的成本数据,来大致估算拟建项目的成本数据,采用这种方法需要大量的已完工的类似案例的成本数据,这对于大多数没有做过装配式建筑的城市、企业、专业人员,并不容易做到。

上海市规定2016年装配化率100%

具体表现为这样三个局限:

PC率反映建筑的工业化程度,由单体预制率or单体装配率来衡量。上海市规定2016单体预制率不应低于40%or单体装配率不低于60%。

1.1 可供参照的案例少、相似度差,使用有局限

因装配式建筑体系包括砼结构、钢结构、木结构等结构体系,因而需要用单体预制率、单体装配率分别衡量。下图是单体预制率计算公式:

在装配式建筑的发展初期,客观上可参照的案例少、且集中在上海、北京、深圳等一线城市,集中在万科、绿地等少数开发商。而且已有的工程案例也不具有全国的普遍性,参照使用会产生过大偏差,准确度无法控制。

3、三个影响

先看两个一线城市的在保障房建设中的增量成本数据,就可窥一二:

总体上看,PC建筑的总工期较传统建筑减少较多,但进度的可控性也随之降低。

我们发现即使是相对简单的保障房,两个一线城市都会有不同的衡量标准,也会有不同的增量成本数值。其他非保障房项目呢?

首先,总工期降低主要得益于外墙一体化、室内的湿作业工程量大幅减少,而如果室内精装工业化,则工期优势会进一步增加。否则,工期反而是增加的。

上表数据显示,抗震设防等级为6-8度、预制率30%以上的装配式混凝土项目的增量成本约为200~500元/㎡,增量成本数据的差异更大。

其次,PC建筑的进度管理还需特别注意提前筹划“厂场协调”,否则会出现预制工厂与施工现场的相互等待而窝工。PC构件的生产一般这样:常规设计后——拆分图45天——模具设计及生产30天——试生产及批量生产10天。

加上少数企业对相关成本数据有一定的保密限制,也导致其他大部分企业难以找到可参照的类似案例。

其三,PC构件一般只能在白天吊装,打破了传统的施工方式“白天支模、架筋,晚上浇砼”,PC让赶工变得更难,进度的可控性进一步降低,需足够重视。

1.2 市场不成熟,资源制约加剧了增量成本的离散性

PC建筑可有效规避现有大部分质量通病,如外墙开裂、窗洞渗漏等。但如技术、管理跟不上,也会出现新的质量问题,如接缝的质量问题。

在目前这个阶段,既有国家层面的强制性的推行政策,也有技术经济配套标准不完善、地区资源普遍性匮乏的现状。比如全国约120家装配式生产厂家中有34%落户在上海或周边,但上海市2016年仍因供不应求导致供应价格高涨。

PC建筑的质量控制是以预制偏差、接缝质量控制为核心。PC结构的容错能力较低,需要提前制定偏差控制和微调措施,以防措手不及。

上海市PC构件平均供应价格

PC是个好东西,但大家都不愿做、不愿多做,上等的胡萝卜也的确味美,但多数的兔子都不来尝鲜,因为成本高,成本是PC发展的瓶颈之一,因而了解PC的成本特点、研究如何降低成本显得格外重要。

2016年初,约2800~3300元/m3

具体分析请接着往下看。

2016年底,约3000~3800元/m3

“三步走”用模型来测算增量成本

2017年初,约3200~4100元/m3

标杆企业有历史数据表明,PC建筑有增量成本,也有减量成本,发展趋势是降低成本、但现阶段总体上是成本增加。

一年之内的平均供应价相差约600元/m3,对增量成本的影响值达到109元/m2(即单价差600*0.42砼含量*40%预制率),占2016年上海市PC建筑增量成本计算值的20%。

据标杆企业的历史数据,PC率20~30%时,对应的成本增量大概是250~350元/平,70%为1500元/平,PC率越高、成本增量越大,但总体增量呈下降趋势,很多公司也在探寻“零增量”措施,但目前受技术、资源、市场竞争等限制不太可能。

1.3 工程项目本身的差异,会直接造成增量成本的差异

减量成本据说理论有、实现难,暂不分析。

增量成本的影响因素主要是四大要素:设计费增量、构件差价、结构增量、措施增量,其中主要是构件差价,占74%。

标杆企业的增量成本数据,换个城市、换个项目肯定又不同,特别是更多的第一次做PC的企业,如何事前在设计、甚至拿地阶段就估算相对准确的成本增量,显得尤其重要。

而构件差价所导致增量成本除了受构件本身价格影响外,还受每个项目结构含量的影响。如砼含量0.40m3/m2与0.38仅相差5%、0.02m3/m2,但会导致的增量成本差异在20元/m2左右(0.02m3/m2*
PC率40% * 2526元/m3=20元/m2,2526元/m3是指预制构件与现浇构件的差价)

下面有详细的数据分析,特别是我们创建的增量成本测算模型可能会为你提供些许帮助。

1.4 增量成本中有一部分是相对固定成本,也加大单方成本指标的离散性

PC建筑在设计上,多出一项工作:拆分图设计,设计费大概10~20元/平。

我们通常所讲的增量成本是一个相对于地上建筑面积的单价指标,而构成增量成本的因素中有部分因素是固定成本,与建筑面积的关系不大、呈非线性关系,因而这些因素就会加剧增量成本数值的离散性。

拆分图:传统结构图中的一块板为了满足生产、运输、吊装等要求可能需要拆分成3块板进行预制。

例如:构件在施工现场的施工措施费,构件堆场、施工道路、顶板加固、塔吊等成本数据与建筑面积没有对应关系,单体建筑的面积小,则单方增量成本高;面积大,单方增量成本低。

二、“三步走”用模型测算增量成本

同时,预制构件在工程现场的安装费用在当前是一个相对固定值,如上海100元/m2,与PC率的关系不大,预制构件多、或少,对单位面积的预制构件安装费没有太多影响。

第1步:调查当地PC市场价格

综合上述的4个原因,类似案例少、市场不成熟、影响因素多,造成增量成本数据本身就具有离散性大的特点。

据标杆企业的数据,PC构件的供应价、安装价大体如下表:

因此,在现阶段预测装配式结构的增量成本,采用案例参照法虽然快,但使用局限大,并且可能出现较大的偏差,因而并不适用于绝大多数城市、企业和项目。

假设条件1、研究对象为33层、99m、6度高层住宅选取,结构指标54kg/m2、0.40m3/m2;

2成本要素法的基本概念

假设条件2、暂不考虑成本减量因素,单纯从建安成本角度分析增量成本。

成本要素法的测算模型在2016年9月19日完成雏形,并于公众号《地产成本圈》原创发表后(可直接点出链接:装配式建筑:成本核算模型、控制法宝),在这三个月时间里,几十家地产公司、设计单位、总包单位进行了使用,收到多家单位的反馈意见,也进行了两次调整。现将调整后第三版预测方法和测算模型正式介绍给大家,作为引玉之砖给行业同仁提供一点借鉴和参考。

第2步:汇总各种构件的两种成本对比

2.1基本思路

用模型来测算增量成本

成本要素法:通过装配式结构的工程案例总结出增量成本影响要素,然后通过这些成本要素来进行增量成本估算。

影响PC成本的因素非常多,例如市场资源供给因素、设计的标准化程度等等,估算一个PC项目的增量成本,光靠借鉴标杆企业的历史数据还远远不够。

成本要素法,最大的好处是可以摆脱对类似案例的依赖、不受少数企业信息保密的限制,是一种可以为行业所通用的最原始的估算方法。同时,由于成本要素法充分考虑各种因素对成本的影响,因而预测原理更符合工程项目独特性的基本特征,预测结果相对更准确。

有没有一个模型能进行大致测算呢?

当然,使用成本要素法进行测算,需要一定时间。

我们专门为此做了一个,并测算了PC率40%时的成本增量:

整个测算过程包括以下4步:

(模型采用成套的电子表格,修改参数后自动计算,有需要的朋友请在留言处留下电邮)

全过程分析产生增量成本的所有生产要素;

使用这个测算模型,只需要输入以下几个数据:

统计分析历史类似项目的现浇结构综合单价;

1、现浇结构体系梁板柱的结构指标,如砼含量、钢含量;

市场调查收集PC构件供应和安装的市场价格;

2、现浇结构主材的综合单价,如砼、钢、模板;

使用Excel表格建立预测模型进行预测计算。

3、当时当地PC供应、安装的市场调查价格;

2.2主要的成本要素

4、项目的PC率。

整体来看,装配式对成本的影响是整个寿命周期,包括建造成本、使用成本两个方面。

“三条秘诀”控制增量成本

而本文所研究的对象是建造成本之中的纯增量成本部分,如下图的红色部分所示。

1、在设计阶段做好“三个有利于”,先控制80%

增量成本包括设计费增量、工程费增量两个部分,设计费增量、构件差价、结构增量、措施增量共四大要素。

笔者于2015年参加萱草园众筹“PC建筑成本控制沙龙”,来自万科、绿地、中森、上海城建的四位装配式专家作了精彩的演讲和分享,笔者认为这“三个有利于”乃控制PC建筑增量成本的法宝。相关资料请查阅公众号:萱作、萱草园。

其他部分有待继续分析和总结。

2、聘请优化顾问,弥补技术和实践的短板,不走弯路

四大要素的基本概念如下:

我们目前在PC建筑上的遇到的困惑,基本都来自于我们没有经历过,没有经验教训、没有数据积累。

2.2.1设计费:指采用装配式结构的建筑在设计内容上,要多出一个专项设计工作:拆分图设计,也就是《建筑工程设计文件编制深度规定(2016版)》中所指的“预制构件加工图设计文件”。

而借鉴标杆企业的经验和数据,又存在着信息的不对称,信息是否全面、是否准确、是否与我们的项目最相似,这些都影响我们的判断和估算。

2.2.2砼构件差价:指同一个钢筋混凝土构件,分别采取预制、现浇两种生产方式时的综合单价差所导致的成本增量,砼构件的综合单价是包括钢筋、砼、模板三大工序、供应及安装的全费用综合单价,以构件所用砼工程量、以立方米为单位进行衡量。

因而,在这样的一个时间点上,聘请优化问题是比较明智的。

2.2.3结构增量:指在结构设计过程中上由于预制构件的出现会产生的构件尺寸、材料用量的增加,预制构件相较于现浇构件多出了生产吊装、运输、现场吊装等新的工况,以及叠合构件本身在构造上会增加结构厚度,普遍认为结构指标会有提高,由此导致的成本增量。如楼板厚度一般由现浇板100mm厚变成叠合板后为130mm(预制70、现浇60)。

优化顾问不仅对政策熟悉、拥有生产和安装的资源,有的优化顾问还具备结构优化与PC优化一体完成的能力。

2.2.4措施增量:指预制构件在生产厂运输至施工现场后、直到吊装完成的过程中发生的较传统现浇施工方式所增加的额外的施工措施费用,比如塔吊规格加大。

3、分阶段、全面控制影响成本的关键要素

3成本要素法-四大要素的测算说明

首先,在设计环节,通过产品研发,实现外墙一体化、装修一体化,充分发挥PC建筑的成本优势,用成本优势来抵消一部分成本增量。

影响装配式结构增量成本的四大要素,它们之间的关系,如下图所示:

其次,在预制生产环节,减少模板摊销成本。设计要考虑工厂生产,在满足美观前提下,尽量力求规整;在建筑一定的情况下,通过构件设计优化,寻求构件的标准化,力求减少相同构件的规格种类;通过供应招标方式优化实现分构件承包,扩大批量、降低成本。