基于全寿命周期的装配式建筑效益分析

龙源

（中煤科工集团重庆设计研究院有限公司，重庆 400016）

0 引言

装配式建筑作为建筑产业现代化的重要组成部分，近些年呈现井喷式发展的态势，这是我国经济改革发展的需要，也是建筑业转型升级的必由之路[1]。所谓装配式建筑就是把在工厂加工制作好的装配式构件和部品，包括梁、柱、楼板、内外墙板、门窗、楼梯、阳台、连接节点、水暖电设备等运送到建筑施工现场，通过可靠的装配连接方式建造而成的建筑[2、3]。随着新材料、新工艺、新设备、新技术的不断出现，建筑产业化的基础性条件已基本成熟。但是装配式构配件生产成本偏高，在一定程度上阻碍了建筑产业现代化的发展进程。经过一段时间的发展，装配式建筑正逐渐由设计要点转向装配式建筑总成本分析。

本文结合某示范项目，分析了装配式建筑的成本构成及其特点，探讨装配式建筑体系与传统现浇结构体系的成本问题及现阶段重庆市建筑产业现代化推广中的效益呈现。

1 装配式建筑成本

从全寿命周期分析，装配式建筑成本主要包括传统成本、产生的增量成本以及行政鼓励补贴成本。建筑全寿命周期成本是建设过程中在某一个特定期限内发生的总费用，是衡量经济效益的一个重要指标[4]。建筑的全寿命周期是从建筑工程项目策划决策、勘察、设计、施工、交付、管理维护到拆除的全过程。本文将论述装配式建筑全寿命周期的狭义成本，即资金成本。装配式建筑全寿命周期的成本是装配式建筑全过程发生的所有费用总和[5]。

1.1基础成本

装配式建筑的基础成本与传统结构现浇体系基本一致，主要有建造成本、使用成本和拆除成本。包括装配式建筑可行性研究与咨询，项目建造立项选址，勘察设计，以及前期准备的费用，装配式预制部品部件（PC、SC、PC+SC）研发生产费、运输费、吊装费、土建费等；在正常使用阶段由于居住所需的能源消耗所产生的费用，设备损耗、设备维护维修产生的费用；设备更换费用，排放废弃物回收利用费用，直至最终建筑整体报废拆除等成本。

1.2增量成本

现阶段水平下，装配式建筑会产生一定的增量成本。增量成本是由产量增量而导致的总成本的变化量，等于生产增量后的总成本减去生产增量前的总成本[6]。装配式建筑增量成本既要考虑到部品部件的加工制作费用，也要考虑到采用绿色建筑和建筑节能技术所增加成本。在全寿命周期内，装配式建筑主要在项目准备阶段和建造阶段考虑装配式建筑的增量成本。

1.3补贴成本

为减轻前期装配式建筑增量成本压力，鼓励发展装配式建筑，装配式建筑还有一个行政鼓励成本，即补贴成本。以重庆为例，2015年11月，重庆市建委会同财政局印发《重庆市建筑产业现代化示范工程项目补助资金管理办法》，大力推进装配式建筑发展。补助标准：装配式混凝土构件补助350元/m3，预制内墙隔板、非钢筋混凝土预制外墙板补助15元/m2；钢结构居住建筑和钢结构办公、科研、文教、商业、旅馆等公共建筑按建筑面积补助30元/m2。

2 项目案例

以某示范工程项目（图1、图2）为例，采用装配式混凝土结构（竖向PC构件）+三板（ALC加气楼板、一体化外墙体、ALC隔墙板）的建造模式。

图1 项目效果图

图2 BIM设计

根据重庆市装配式建筑装配率计算细则（试行），本项目的装配率为51%（表1）。

表1 装配率计算

根据设计图纸和设计专篇文件，经统计其在建造阶段的主要技术经济指标如下：

由表2可知，装配式建筑的综合造价高于传统现浇建筑，该项目增量成本增量约为111.5万元，占比20.1%，即该项目的增量成本约占总建造成本的1/5。从成本组成分析，造成成本增量的因素是竖向构件的成本造价，装配式建筑由于采用了PC竖向构件，相较于传统现浇体系，在PC构件的生产、运输、安装等环节的成本较大，成本增加了2030417元。这与前期外地调研的情况，即PC构件生产、运输及安装的费用对建筑工程造价的影响程度最大的观点基本一致。

同时，由表2可以看出，装配化施工减少了现浇混凝土方量以及后续的抹灰作业量。除了在预制构件及安装环节成本增加明显外，在土石方、地基基础、墙体工程、屋面工程、节能工程等等环节的资金投入都明显下降。

表2 成本对比

3 成本增量分析

装配式建筑主要的增量成本即为PC构件及安装。由于现阶段预制构件发展水平不足、产能不足、设备配套不足、工人经验不够，造成了PC构件生产、运输、安装等综合成本居高不下。近年来，据相关装配式建筑的研究资料分析，PC构件成本构成主要如图3所示。

图3 PC构件成本构成示意

图3显示：PC构件及安装的成本构成主要为10%设备费、65%材料费、15%人工费、10%管理费。另外，成本受到相关税费、生产规模、设计施工是否一体化、定制式生产还是通用式生产等多重因素的综合影响。随着装配式建筑工程量的增多，PC构件的土地、厂房、设备及模板的摊销费用将有较大的下降空间。

4 效益

4.1环境效益

装配式建筑的部品部件在工厂生产，施工现场湿作业较少，扬尘、颗粒物、有害气体等污染物的排放量降低。部品部件在生产过程中采取了现代化的管理手段，各环节按照清洁生产的要求控制产品的绿色度，污染物的产生量更少，污染物毒性更小，使得环境得到保护，促进了建筑的绿色发展。

装配式建筑部品部件在工厂集中制作完成，工业化水平较高，部品部件质量可控，产品的隔音性能更易保证，在使用阶段可以较好地隔绝外界噪声，从而营造良好的室内声环境。

建筑室内风环境直接决定了室内环境的舒适度，装配式建筑在设计过程中可通过流体力学软件PHOENICS对其进行室内风环境模拟，能够实现良好的室内风环境[9]。

4.2社会效益

建筑预制部品部件建造与安装分离，独立生产，规范操作，可有效降低施工现场粉尘、颗粒物等有害气体的排放，在建筑结构质量、施工方式、施工环境改善方面的优势获得了社会的积极评价，得到了社会的广泛认可。

装配式建筑减少了传统施工现场支模浇筑养护产生的渗漏、蜂窝、麻面、开裂、断层、露筋等混凝土质量通病，使建筑物的性能质量更加优化；装配式结构安装精确，误差较小，维护结构采用“三明治”或者一体化复合板保温设计，屋顶结构防水密实，保证了建筑整体的气密性、水密性，使建筑整体保温性能，房屋质量更优。

与装配式建筑相关的建筑产品加工制造业、机械设备安装业、设备租赁服务业、配套科技服务平台体系以及物流服务体系等都得到了发展[10]，形成了以建筑加工业为主体，施工安装、装备制造以及配套服务业协调发展的产业化模式，带动了社会劳动就业，提升了产业经济发展。

装配式建筑可大大提高工人劳动生产率，减轻劳动强度，与传统施工方式相比施工工期可缩短30%～40%，节约人工费用约20%～30%，省去了很多传统现浇建筑需要的施工工序，例如抹砂浆、保温层、外装修和墙体开槽等等工序[11]。

5 结论

装配式建筑作为一种相对先进的建造模式，在生产模式、投资形式、回报方式、回报周期等方面与传统现浇建筑有很大区别，但其在建筑全寿命周期内的综合效益大于传统建筑，特别是随着绿色建筑的快速发展，装配式建筑将成为建筑白银时代挖掘潜在效益的新起点。