装配式建筑增量成本分析研究——以某装配式住宅小区为例

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论文字数:**** 论文编号:lw202330308 日期:2023-07-22 来源:论文网
筑增量成本产生的原因,并对济南市高新区某住宅项目的基础数据进行对比,结合项目实际经验提出装配式建筑的成本控制方法,建立动态成本管理机制,以全程动态分析态度来实现对项目偏差的控制和纠正,达到有效控制成本的目的[38]。

第 1 章 绪论

1.1 研究背景
众所周知,目前我国的人口增长速度不断下滑,人工费用逐年上升,所处环境的污染日益加重,资源也在遭受严重的破坏,这些改变对建筑业的未来发展产生了很大的影响。因此可持续发展的绿色环保建筑体系是未来建筑业发展的必然趋势。
随着我国 GDP 的不断增长,城镇化的进程也随之加快,这给了预制装配式建筑新的发展空间[1]。截止到 2018 年底,城镇化率已经从 30%上升至 58.52%,预计 2024 年将达到 65%。这意味着城市规模不断扩大,越来越多的农村人口向城市流入,因此需要建造更多质量更高的写字楼、住宅、基础配套设施等来满足不断上升的城镇化需求[2]。建筑业是我国国民经济的支柱产业[11],住宅与我们每个人更是息息相关,在我国占有较大的建筑体量。参与主体多,建设周期长,资源消耗量大是住宅建设的特点。据资料统计显示,传统现浇模式的住宅钢材耗用量约为全国总用钢量的五分之一,水泥耗用量接近 18%,巨大的资源消耗引起整个社会对传统现浇建筑的关注。
随着国民环保节能意识的逐步增强,人们对高耗能高污染的建筑业提出了更高的要求,因此装配式建筑逐步走入人们视野,发展成为新兴的建造方式。装配式建筑工程具有标准化设计、工业化生产、装配式施工、信息化管理等特点[13],作为可持续发展的绿色环保建筑的代表,在住宅建设的应用将对整个建筑业的发展乃至整个城镇化的进程产生巨大的经济效益、社会效益、环境效益。
1980 年改革开放,开启了我国房地产市场的先河。相较于发达国家,我国房地产发展起步较晚。作为世界上的人口大国,为适应我国经济建设的高速发展,在改革开放初期,传统现浇模式的建筑为房地产市场的发展在一定程度上起到了不可代替的作用。但随着我国人口红利的优势逐渐下降,农民工从事建筑业的意愿越来越低,建筑业人工费持续上升,自然资源越来越短缺,传统现浇模式的建筑不在适应现代社会的发展,终将退出历史舞台,装配式建筑再次迎来新的发展契机。
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1.2 国内外研究现状分析
1.2.1 国外研究现状
大约在 130 年前,巴黎首次出现了装配式建筑,采用了装配式梁。从那时起,装配式建筑在欧洲国家逐步发展起来。第二次世界大战后,西方各国、北美及日本等国家经济迅速崛起,经过第三次工业革命(科技革命)的发展,为装配式建筑发展奠定了良好的经济、技术基础,通过将部品构件在工厂里进行标准化设计及专业化生产,使得装配式建筑迎来了高速发展期。

(1)德国装配式建筑发展
二战之后,德国境内大部分建筑遭受到战争的破坏,再加上城市人口快速增多,使得住房需求量在短时间内大大提高,为快速解决这一问题,德国政府大力推行装配式建筑,促使装配式建筑在德国的发展进程加快。上世纪 70 年代,东德的工业化发展已达到相当高的水平,其新建住宅均采用装配式钢木结构。经过近 80 年的发展,德国的装配式住宅已从常规的装配式框架结构体系、装配式剪力墙结构体系等向零能耗的被动式建筑发展,为实现大幅度节能,德国采取了装配式住宅与节能标准相互之间充分融合的建筑模式。同时为满足人们对生活质量和环境的更高要求,德国对装配式建筑的内涵进行了升华,装配式建筑的科技、人本和文化内涵不断增强,开始向着人本设计、环保建造和智能居住的方向发展,开启了 4.0 工业时代。

(2)美国装配式建筑发展
美国装配式建筑起源于上世纪 70 年代,是起步较早的国家之一。为减小能源危机造成的影响,美国建筑业开始实施配件化施工和机械化生产。1976 年美国国会通过了《国家工业化住宅建造及安全法案》,同年开始由 HUD(美国联邦政府住房和城市发展部)负责出台一系列严格的行业规范标准[4]。政府在对装配式建筑给予强有力的政策扶持的同时,还投入大量的科研力量,促进装配式建筑的发展。目前,美国城市住宅结构基本上全部实现了工厂化,并且建立了完善的建筑市场体系,具有较高的社会化与专业化程度,居民可以根据提供的住宅产品目录,对建筑房屋所需的材料与部品自定义进行采购,同时也可以委托承包商建造[5]。此外装配式装修也是发展的另一个重点,

其室内外装修的材料、设备等品种十分丰富,这些构件在工厂内通过流水作业进行生产,通用性强、结构性能良好且用途广,用户可以在市场上自由买到,根据自己的需求通过配套的专业施工工具进行搭配组装,既满足了用户个性化需求,又实现了装修的规范化、标准化。
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第二章 装配式建筑概念与特点分析

2.1 基础概念
2.1.1 装配式建筑基本概念
所谓装配式建筑,是指将建筑的构件、部品、材料在工厂中预制,再运输到施工现场进行安装,最后通过浆锚或后浇混凝土的方式连接形成的建筑产品,与传统现浇施工方式相比,装配式建筑施工方式具有缩短工期、减少现场劳动力、提高建筑质量等优点[14-16]。它的主要特征是标准化设计、工厂化生产、机械化施工及科学化管理。装配式建筑的结构形式主要分为以下三种:装配式混凝土结构、装配式钢结构、装配式木结构[17]。目前应用较为广泛的是装配式混凝土结构。装配式混凝土结构以预制混凝土构件为主,主要包括:预制外墙、预制梁、预制柱、预制剪力墙、预制楼板、预制楼梯、预制露台等。这些构件的装配方法一般是在施工现场通过钢筋锚固后浇混凝土进行连接,其钢筋连接方式主要有套筒灌浆连接、焊接、机械连接及预留孔洞搭接连接等。预制率和装配率是政府对装配式建筑等级评价的重要指标,也是政府制定相应政策的参考依据。
预制率是指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[18]。装配率是指建筑中预制构件、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[19]。目前,各地政府相继出台了具体的计算细则,统一计算口径与评价标准,切实推进装配式建筑发展。
2.1.2 增量成本概念
增量成本指为建设某一项目而增加的国民经济代价。在国民经济效益评价中,由于建设某一项目而使国民经济失去的各种资源,是项目建设和生产过程中国民经济所增加的耗费。本文中的增量成本是指采用装配式建筑额外增加的工程造价。

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2.2 装配式建筑的特点
2.2.1 装配式建筑的优点
作为新兴的技术产业,装配式建筑是建筑工业化最重要的方式,与传统现浇建筑相比,具有以下优点:
(1)产品质量优,生产效率高
预制构件在工厂中按照标准化设计图纸进行生产加工,机械化设备大大提高生产效率。此外,工厂生产的构件相当于标准产品,避免了人为因素对构件的影响,其精准度、垂直度、平整度更能满足要求,且生产环境不受天气影响,温度、湿度控制精准,养护条件好,构件质量更为可控。
(2)节约劳动力,改善施工环境
装配式建筑生产模式将建筑业农民工转变为产业工人,这些工人经过严格培训领证上岗,劳动生产率大大提高[20]。工厂机械设备生产代替了工人在现场制作,在预制构件生产环节可采用一次成型工艺将外墙的保温材料、防水材料、装饰材料及外窗附件等功能性内容高度集成,由于构件平整度大大提高后期也无需再进行抹灰砌筑等作业,简化了施工工序,现场施工人员减少,因此大幅度降低了人工成本。相较于传统现浇建筑的施工现场露天作业,工人在工厂内操作生产,其工作环境大为改善且更加安全。

(3)节省材料、节能环保
装配式建筑采用的叠合板可以省去现场模板使用,施工现场无需垂直运输、水平运输建筑材料从而避免了脚手架的搭设,因此节约了措施材料,降低了措施费用。在工厂内生产预制构件,其材料使用更为规范合理,通过机器精准下料,大大提高材料利用率,减少了不必要的浪费。此外,装配式建筑的施工现场建筑垃圾排放减少,扬尘得到有效治理,因无需冲洗混凝土搅拌车和养护混凝土,施工用水量也大幅度降低,节约了水资源。

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第三章 装配式建筑成本控制现状·························11
3.1 装配式建筑发展现状分析·························11
3.1.1 各地政策方面分析·························11
3.1.2 发展速度方面分析···················11
第四章 济南市高新区某住宅项目装配式建筑增量成本分析研究..................16
4.1 传统现浇建筑的成本组成··························16
4.2 装配式建筑的成本组成····························16
第五章 装配式建筑成本控制方法...............31
5.1 装配式建筑项目设计阶段成本控制··························31
5.2 装配式建筑项目预制构件生产阶段成本控制····························32

第五章 装配式建筑成本控制方法

5.1 装配式建筑项目设计阶段成本控制
若想从根本上控制装配式建筑的增量成本,设计阶段是最为关键的环节。针对设计阶段的技术特点,应从以下几个方面出发控制增量成本:
(1)更新设计流程、改变设计思路
构件的深化设计是装配式建筑设计阶段一项十分重要且不可或缺的设计内容,以往此项工作通常在施工图完成后进行,但这样经常会对构件拆分产生很大的局限性。由于整个建筑的整体框架及施工图已经确定,对细部构件的深化若与其他内容发生冲突则只能牺牲构件本身进行调整,无法实现最优化组合,因此会造成构件设计不合理导致生产成本、运输成本及安装成本的增加。装配式建筑是建筑工业化的主要表现形式,其设计流程、设计思路也应遵循工业化的设计方式,预制构件设计应在建筑设计之前进行,而不是按照传统的设计顺序,先进行方案设计、施工设计然后再针对某专业进行专项深化。此外,设计人员应提升综合素养,全面提高专业设计能力,在进行设计工作的同时要深入构件加工厂,及时掌握模具的设计要点、构件吊装要求等,结合一线生产经验,优化构件设计,避免图纸设计与实际情况脱钩,造成生产加工阶段的操作困难或安装过程中的施工困难。

(2)树立标准化设计理念
在传统现浇建筑的方案设计阶段,通常仅会考虑方案的可行性而不会在结构设计和施工难度方面投入过多的精力,为追求标新立异,满足个性化需求,很多建筑的结构形式、外立面等都相对复杂。与传统现浇建筑建造模式不同的装配式建筑,其现场施工材料不再是钢筋、混凝土等而是在工厂中已生产完成的成品预制构件,若其建筑形式过于复杂,则需要多种预制构件进行拼装组合,其模具投入会产生巨大的成本费用。因此,对于装配式建筑而言,构件生产应发展标准化与个性化相结合的生产方式,绝大部分的构件应树立标准化的设计理念,生产加工应实施标准化的方式,少部分构件可以按个性化方式加工[26]。首先,在前期策划时,应依据产品定位、目标成本、预制率、装配率等关键因素对项目制定合理的建筑方案,同时对户型进行标准化设计,尽量增加相同户型的套数和面积。其次,在构件拆分图设计时,充分考虑预制构件的制作、运输、安装各环节对预制构件拆分设计的限制,遵循受力合理、连接简单、施工方便、少规格、多组合的原则[27]。

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第六章 结论与展望

6.1 结论
装配式建筑作为建筑(住宅)产业化发展的主要方向,对促进建筑节能减排、建筑业转型升级和生态文明城市建设具有重要意义。但成本过高成为影响装配式建筑发展的主要因素,本文通过了解国内外装配式建筑的发展现状,然后针对我国装配式建筑的设计阶段、生产阶段、运输阶段及安装阶段的成本进行全方面多角度的分析,总结出装配式建筑增量成本产生的原因,并对济南市高新区某住宅项目的基础数据进行对比,结合项目实际经验提出装配式建筑的成本控制方法,建立动态成本管理机制,以全程动态分析态度来实现对项目偏差的控制和纠正,达到有效控制成本的目的[38]。

虽然目前我国装配式建筑还处在起步阶段,存在问题还有很多,但是在政府的积极引导下,越来越多的施工企业及房地产开发企业投身到装配式建筑的发展行列中,优化施工工艺,研发新型建筑材料,努力探索降低装配式建筑增量成本的有效方式,助推装配式建筑的高速发展,促进建筑业向绿色可持续发展的方向转型。通过各方共同努力,我国未来装配式建筑必定会实现量变到质变,达到世界先进水平。
参考文献(略)


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