【《某装配式项目中工程成本控制的分析》18000字】

第页通过这些数据我们可以看到建筑业在经济发展中的重要地位。然而建筑行业虽然对国内经济的发展做出了非凡贡献，但同时造成了资源浪费、环境污染等问题。传统施工模式早已不再符合新时代的建设要求，建筑业的工业化转型迫在眉睫。必须使用更好的生产方式、更好的信息技术和更好的管理方式才能满足建筑业现代化的需要和环保的要求。因此，建筑工业必须推广工业生产的方法，即在工业化概念中的预制建筑。对工程项目在不同阶段使用的不同材料，如混凝土、钢筋等通过工业化技术进行集成和整合，通过周密的物流计划将形成的梁、柱、板等PC构件运往安装现场进行吊装和连接。解决环境污染严重，建设效率低下、浪费资源严重等严重问题。与传统现浇施工方式对比，装配式施工在施工便利度，工程进度，对周边环境影响程度，工程质量等各方面都有显著优势。随着我国城市化规模的不断扩大，装配式建筑在行业内成为了热点话题。然而，一方面装配式建筑发展迅速，成为建筑工程领域的热门话题。另一方面，预制混凝土建筑在工程实践中发展并不顺利，存在产业链不完整、技术不完善、施工成本高、全民接受程度低、创新意识低等问题。而传统施工管理由于自身的局限性，不能很好的适用于装配式混凝土建筑。与国外预制建筑丰富的施工经验相比，中国预制混凝土建筑的建设经验十分贫乏，没有形成规模化的产业链，配套工人不仅数量少，经验也不足，从而使得目前我国预制混凝土建筑施工成本往往不能得到有效控制，阻碍了PC建筑的大规模推广。虽然在政策的倡导下，一大批企业开始加大装配式建筑投资规模，但对于大多数企业来说，出发点都是如何获得国家补贴，以满足政策的需要。补贴政策所起到的作用相对较小，且容易造成市场的畸形发展，为了装配式建筑能健康长远的发展，PC建筑的成本分析和有效控制已经是一个值得建筑行业人员深入思考的重要研究课题。1.1.2研究意义我国社会主义发展进入新阶段，主要社会矛盾发生了变化。我国建筑业属于劳动密集行业，传统建筑模式造成的资源浪费和环境污染问题日益突出。粗糙的管理模式和施工方法，造成了住宅产品质量不一，不符合大众对房屋品质的需求。为解决这一问题，中央提出要发展建筑工业化，推动建筑业的新革命。与国外其他国家:日本，美国，法国，丹麦等国家相比，他们装配式建筑的发展已经相当成熟，装配式建筑占所有新建建筑的比例高达70%以上。然而在我国，即使有政策的大力支持，在2019年的比例也仅为12%左右。从数据上看，我国2014提倡发展装配式建筑以来，发展水平还很低。装配式建筑在我国发展缓慢的原因有很多。建设单位的根本需求是追求利润的最大化。各种新技术的推广也都是源于易用性，可以带来更好的经济效益。但是，由于缺乏标准的预制混凝土规范，导致各种预制装配组件的规格不统一，生产加工成本高，运输距离远，物流成本高，现场安装精细化需求高，操作难度大，使得装配式项目往往不具备成本优势。我们可以看到上自国家，各级政府，下至行业和企业为帮助装配式混凝土建筑的推广都做出了很多努力:各省市陆续出台了对装配式建筑产业扶持的利好政策，大力扶持行业的工业化转型；行业内也经常自发举办装配式发展交流活动;企业从传统的建造方式转型，致力于研究和投资装配式建筑。在这样的大环境影响下，产业链中各种角色的整合和提升已经成为必然趋势。为了装配式混凝土建筑能有更好的发展空间，必须要对建设的全过程进行全面管理，解决技术与生产管理脱节的问题，改变传统施工模式质，充分发挥装配式建筑的优势。本文将通过理论研究与工程实例相结合的方式，探讨影响装配式混凝土建筑成本原因及成本降低的途径，并为预制混凝土建筑的广泛实施做出贡献。1.2装配式建筑成本控制国内外研究现状1.2.1国外研究现状经过了几十年甚至几百年的持续发展，西方发达国家预制混凝土结构建筑体系已经比较成熟了。日本、丹麦、瑞典、法国等国家和地区，根据各自的经济、社会、产业和自然情况，选择了不同的道路和道路。上世纪70年代开始，美国开始大规模地建设装配式混凝土建筑，并且制定了行业统一标准。美国城市发展局颁布了一系列严格的法规，这些标准和法规一直沿用至今，并逐渐融入美国建筑市场。此外，装饰性预制构件也在美国被广泛使用，在美国基本没有交付毛坯房的情况，充分发挥了装配式结构装修设计多样和美观的优势。日本由于自身地理位置的劣势，缺乏各种生产所需的资源。因此很早就开始大规模应用装配式建筑。住宅建筑以中高层装配式建筑为主。通过对装配式房屋有关标准立法，日本制定了提高住房质量的统一标准。英国政府对建筑业的组织和生产提出了明确要求。同时，出台了多项措施和激励措施，严格要求建筑业转变建设方式。国外也有大量学者对如何有效控制装配式建筑的成本这一问题进行了探讨，HosseinZabihi（2013）通过研究认为装配式建筑具有高质量、高效率的优势，符合当前建筑领域工业化发展的趋势。JoyJacquelinepereira（2015）通过分析发现，采用装配式建筑技术可有效减少材料浪费现象[1]。HaoYane，LanYongqiang等在确保建筑安全的基础上控制造价，并在结构设计中引入了工程造价理论，从理论上帮助结构设计工作者对内部予以改进设计[2]。意大利的MariannaMarchesil（2017）指出住房市场迫切要求以负担得起的成本建设优质建筑，而装配式建筑无疑是一种合适的选择，但前提是装配式建筑必须要规模化，指出设计阶段对装配式建筑工程成本影响因素最大，主要包括设计结构的稳定性和灵活性[3]。综上所述，国外关于成本控制方面已经有了很长时间的研究，形成了科学可靠的成本控制体系。1.2.2国内研究现状早在上世纪五十年代我国就提出了装配式建筑的概念，然而当时国内经济水平很低，落后的生产能力和技术不足以支撑装配式建筑的发展。60年代到80年代初期，装配式建筑才得到推广，当时各种建筑标准不高，形式也十分单一，易于采用标准化的施工方法，建筑规模不大，预制构件的供应较为充足。现浇混凝土建筑需要大量使用的木模板、支撑系统和钢筋反而紧缺，且现浇施工模式需要用到大量人工，而预制装配式可以减少现场的劳动力投入，这些都带动了我国预制建筑的初步发展。到20世纪80年代末，很多在当时兴建的装配式建筑由于结构整体性和抗震性差，在唐山大地震中被摧毁了。其中许多房屋受损特别严重，说明装配式建筑技术还不够成熟，工程质量没有得到很好的保障，导致了装配式建筑在我国的发展就此停滞。近年来，国家对绿色环保、减少建筑垃圾、提高劳动者素质、改进建筑技术的要求逐步提高。国家开始重视建筑产品的综合性能及其所产生的社会价值，于是再次提出了要大力发展装配式建筑的设想。由于长时间的停滞发展，当下我国装配式建筑发展还相当落后，市场占比较小，没有形成规模，上下游产业链不够完善，相关配套设备和人员紧缺。虽然在国家的支持下有了逐步想好的趋势，但成本过高仍是其发展道路上的一条拦路虎。为此国内研究人员也在不断进行探讨如何能有效控制装配式建筑成本，下面将结合相关文献对有关学者的研究进行分析。（1）王佳庆通过在H公司中应用以成本管理为核心的预制混凝土建筑成本控制体系并对此进行了可行性检验，最终证明了我国的项目成本管理办法可以适用于现有装配式建筑[4]。（2）刘玮构建了一个成熟的增量成本估算模型来测算工程实例中的成本费用，对PC构件从设计、生产、运输、安装全过程进行成本优化，使用Excel表格建立预测模型[5]。（3）朱宪慧结合建筑项目，对比分析了现浇与装配式建筑成本的差异及其产生的原因，构建了层次模型，明确装配式建筑成本相关的因素，并且明确准则层与指标层的有关因素所占的比例，最终找出最关键的用因素，使构件成本能够最小化。[6]。（4）顾小娟结合战略成本动因理论，从结构性成本动因和执行性成本动因两个方面来探究影响装配式住宅成本的关键因素。打造了一个可靠的装配式建筑成本控制评估体系[7]。（5）李华隆运用5WHY、德尔菲法分析法剖析了A项目一期传统施工方式在成本控制方面存在的突出问题，并通过二期时采取装配式模式进行对比，论证了成本控制策略的有效性[8]。（6）王颖分析BIM技术在装配式建筑建造成本控制中的作用。对比装配式建筑和现浇式建筑生产方式的差异，分析两种建造模式下两者的建造成本构成，找出了两种模式下成本构成的不同点[9]。（7）赵林玖在对装配式建筑成本控制的研究中引入了挣值法的概念，通过挣值参数分析及纠预制对成本控制进行优化[10]。（8）李国芳通过调查发现装配式建筑在设计、准备及施工阶段的工程建设成本相较于现浇混凝土建筑要高出很多，但是从全寿命周期的角度来看，装配式建筑在后期的使用与维修费用又相对低很多[11]。以上研究人员对装配式建筑成本管理的探索给了笔者研究的思路和相关资料，但是对于某一具体工程实例分析装配式建筑的成本影响因素并给出有效优化方案的研究还比较少，本论文正好可以填补这方面研究的空缺。1.3论文研究内容本文以装配式建筑成本影响因素分析及有效控制这一主题展开，第一章介绍了研究背景及意义，对比分析了装配式建筑目前在国内外的发展情况及我国装配式建筑面临的问题并简述了研究方法和技术路线；第二章介绍了有关装配式建筑的一些基本概念，通过SWOT分析指出当前我国装配式建筑所面临环境，并用WBS法对建造过程进行逐层分解；第三章从定性的层次展开，对建造流程和成本组成这两个方向进行分析，探讨成本影响因素；第四章结合工程实例——DH装配式项目，通过工程数据从定量角度的层次比较预制和现浇两种建造方案的工程成本。通过数据对比表现了装配式混凝土建筑在成本上的优势和劣势，以及这些优劣势具体体现在哪些方面。通过柱状图和饼状图分析装配式建筑成本中占比最大的部分，从而得出影响DH装配式项目工程成本的关键性因素；第五章构建了一个价值工程模型，借助层次分析法构造比较矩阵，通过MATLAB软件编写代码，计算特征向量、最大特征根等值，并检测是否通过一致性检验，对三种方案进行优劣排序，得出最佳解决方案。最后作出研究结论和展望。1.4研究方法及技术路径1.4.1研究方法（1）文献研究法及采访调研相结合：查阅相关文献对装配式建筑国内外发展情况以及在其成本控制方面有关学者做了哪些研究有了大致认知。通过与项目负责人的沟通交流了解DH项目的基本情况。（2）WBS分解法：WBS（WorkBreakdownStructure），即工作分解，对各要素进行分组，归纳并定义每下降一层所对应的项目工作的详细定义。通过对装配式项目建造过程进行分解，可以更好的了解到各阶段施工内容及可能对项目成本造成的影响。（3）对比分析法：将传统现浇混凝土结构与装配式结构成本从造价数据上进行对比，表现装配式建筑相较于传统现浇建筑在成本上的优劣势，以及这些优劣势具体体现在哪些方面，并对比分析在装配式建筑各项建设费用中哪些部分占比最大。（4）定性与定量相结合法：通过对装配式与现浇建造模式施工流程和成本构成的分解做出定性分析，通过具体工程实例中的成本数据对两种施工方案的成本做出定量分析。（5）案例分析法：通过工程实例—DH项目二号楼采用传统现浇混凝土和装配式结构两种施工方案的成本对比，在理论研究的基础上提供数据支持。（6）5WHY分析法：即字面意思上的对一个问题连续追问5个“为什么”。在实际使用的过程中没有硬性必须有“5次为什么的提问”，主要是必须找到根本原因为止。(7)层次分析法在价值工程模型中的应用：针对DH项目采用装配式施工方案成本偏高的主要原因，构件价值工程模型并运用层次分析法对方案进行构建指标体系，使用MATLAB软件编写代码，分析不同预制率的建设方案，并进行一致性检验，最后得出最优的预制率方案。1.4.2技术路线本文技术路线如图1.3所示：图1.3技术路线图图1.3技术路线图第二章装配式建筑相关概念及WBS建造流程分解2.1装配式建筑概念和结构体系类型2.1.1装配式建筑定义及特点预制混凝土建筑是将工厂生产的PC部件搬运到建筑现场的混凝土结构建筑的一种，是将预制的部件拿到现场进行组装的。主要用于大规模公共建筑和高层住宅建筑。预制混凝土结构（也称为PC组件）是指通过标准化机械化处理在工厂生产的混凝土产品。与此相对应的传统现浇混凝土结构需要现场的模具制作、现场注水、现场养护。预制混凝土被广泛用于建设、运输、水利等领域。是工业化的重要部分，在国家经济中发挥着重要作用。工厂生产的PC部件的尺寸误差范围非常小，成品表面平坦，可以节省许多人力工作，在工地上有低容错率和高精细化管理的要求。装配式混凝土建筑的而制构件类型有：预制的墙、梁、柱、楼梯等。装配式建筑具有以下的特点（1）产品标准化PC构件的生产都是在专业厂房里进行的，由于模具的高度精密，生产的构件质量相当稳定，能很好的做到产品标准化，并且能在短时间内大量生产。（2）生产工业化装配式与现浇施工模式最主要的区别就是装配式建筑的构件都在标准厂房里生产，可以避免传统现浇混凝土建筑在户外施工场地生产带来的扬尘、噪音、因工人素质而导致生产水平层次不齐等缺陷；在构件工厂中，可以持续保持对生产工艺的创新与改进，减少材料、资源的浪费，不断提高构件产品的品质。（3）机械化施工PC构件都是在机械化的工厂里生产的，只需要通过运输和吊装在施工现场进行组装，对劳动力的需求大大降低。另一方面，机械化施工不但改进了施工进度，节约了建设期，大大节约了劳动成本，而且提高了施工效率。（4）装修一体化装配式建筑由于自身的结构特点，很容易与装修进行结合，不但保证了装修的美观，更是对装修质量能有很好的控制，能很好的交付装修高质量的住宅产品。2.1.2装配式建筑成本的定义装配式建筑成本是指为了建造装配式项目而消耗的人工费、材料费、施工机械费等各项费用，装配式建筑工程建造过程不同于传统现浇，多出了工厂的建设、模具的使用、构件运输以及大型机械吊装等产生的工程成本，建设各环节间的配合情况会影响整个装配式项目的工程成本。2.1.3装配式混凝土建筑SWOT分析（1）装配式建筑的优势构件在工业厂房内进行标准化生产，不受外界环境的影响，能有很高的生产效率并且能保证生产产品的质量可靠，在生产完成后，通过运输工具运输到施工现场就能直接进行安装，相较于传统现浇混凝土施工方式，省去了很多现场施工的措施费。（2）装配式建筑的劣势由于目前我国装配式建筑市场刚刚发展起来，还没有通用的行业标准，因此对于设计以及现场安装工作没有完整的指导体系，从业人员在工作时不能找到可以借鉴的依据。虽然PC构件在厂房内的生产能得到很好的质量保证，但是在现场拼接阶段，安装的质量难控制,目前行业内懂得装配式建筑安装的建筑工人数量很少，一旦安装过程出现误差，会带来非常严重的后果。（3）装配式建筑的机遇：传统现浇混凝土建筑的施工造成环境污染严重、资源过度浪费、施工效率低下、工程质量难以保障等一系列问题，这与新时代人民对于建筑业的期待不符，落后的建设模式亟需改变，建筑业产业升级已经是大势所趋，而发展装配式建筑能有效解决传统现浇模式带来的困扰，受到国家、行业和企业的重点关注。（4）装配式建筑主要威胁由于目前装配式建筑的体量还不够大，行业内还没有形成完整的上下游产业链。现有的专注于住宅领域的PC构建生产厂商数量不多，规模也比较小，这就导致可供市场选择的构建种类较少，很难满足用户对于多样化和个性化的需求，不利于装配式建筑在市场上的大规模推广，构件生产厂商也没有进行技术创新的动力。在装配式建筑建成后，从全生命周期来看，目前缺乏装配式建筑投入运行后的维护管理数据，还需要经历时间的考验。作为终端使用者，民众对装配式建筑的可靠性还存在很大的偏见，不少人固执地认为装配式建筑就是“搭积木”，对其安全性很不放心，对于装配式建筑存在很强烈的排斥心理。在装配式建筑行业内，监管体系也存在诸多缺陷，装配式建筑对于现场安装的精度有着严格的要求，一旦安装出现误差，造成的后果会非常严重，这就对现场的监理人员提出了很高的要求，然而目前国内对于装配式建筑的监理还是使用传统的施工监理模式，远远落后于行业的快速发展。2.2装配式建筑建造流程的WBS分解通过将装配式工程项目的建设过程进行层层分解，形成一个个小的工作程序和内容，通过这样的分解有助于全面了解各建设阶段建筑成本形成的过程，对成本组成有了全面认识，对工程成本的优化控制才能更有针对性，更易于聚焦某一具体成本控制点。2.2.1设计阶段在建筑的初期设计阶段，由于装配式方案增加了PC构件的深化设计。在绘制装配式建设图纸时，不仅要考虑建筑整体及结构方面，还要考虑如水电安装、室内设计等细节方面的问题，对设计师的水平有很高的要求，在设计时需要综合各方面因素考虑。PC构件深化设计是极为重要的一项步骤。根据设计阶段流程的主要内容，可将其工作结构分解为（如图2.1）：图2.1设计阶段工作分解2.2.2生产阶段PC构件在生产过程中可以不受外界环境的影响，能很好的实现建筑工业化，由于采用了统一的生产模式，PC构件的质量十分稳定；生产各个环节可以采用数字化和信息化对生产过程进行实时监控，采用流水线进行生产，出现问题时可以及时地调整生产方案；PC构件生产流程如图2.2所示：图2.2生产阶段工作分解2.2.3运输阶段在工厂完成PC构件的生产工作后，需要通过科学合理的运输方案将预制构件高效经济地运送到安装现场。载具通常使用行驶平稳的低速平板车，这样可以尽可能避免车辆频繁加速、刹车而导致构件的晃动，在构件进行装车时也要在下方垫上枕木来有效缓冲，装车后要进行二次加固，避免晃荡对构件造成的损伤。2.2.4施工安装阶段不同的构件有着不同的施工工艺和技术路线，安装流程并不完全相同，通用的安装工艺流程一般是：图2.3安装阶段工作分解第三章装配式建筑成本及影响成本因素分析3.1装配式建筑与传统现浇建筑成本分析本节将从造价视角入手，介绍装配式建筑及现浇建筑在成本构成方面的差异。通过费用构成和造价流程两种划分方式分解建安工程费的构成。3.1.1装配式混凝土建筑成本组成装配式建筑的造价组成结构要更为复杂，其直接费中不仅有人工费、材料费和机械费，还增加了预制构件的生产制作费、物流费用、安装和成品保护等费用。预制构件的成本如图所示。图3.1预制构件成本组成3.1.2两种建造方式的成本组成差异性分析装配式建筑和现浇混凝土建筑在建造方式和施工特点上有很大区别，导致这两种建造方式在直接费的构成上有明显差异。装配式建筑原材料在工厂里制作成PC构件后通过合理运输方案运至现场吊装，人工将其连接组织在一起；而现浇施工是工人直接在施工现场浇筑混凝土，由于生产环境较差难以得到有效监管，导致建造过程中材料损耗较高，工程质量不能得到很好保障，并且容易产生大量建筑垃圾，对环境造成一定污染。接下来将从PC构件的设计、物流运输和施工安装三个阶段分析两种建造方式在建造过程中的差异性，并以此说明成本差异及其产生的原因。表3.1两种建设方案成本组成差异性的分析建造阶段传统现浇方式装配式混凝土建造方式设计阶段各专业根据由设计单位设计的图纸各专业各司其职分别完成对应设计内容，若是在施工过程中发现图纸问题，进行对应的设计变更在常规设计基础上增加了对构件的拆分，深化了构件设计，对多专业协同工作的要求较高，需要周全考虑各方面因素。生产运输阶段不存在这一阶段按照图纸要求分批对生产的构件进行一一编号，通过科学合理的运输方案运输至安装现场施工安装阶段地基基础一致一致主体结构1.搭设模板、外脚手架和砌筑脚手架施工2.分部绑扎钢筋支模浇筑混凝土，柱梁板整体性好3.主体完工后仍然有大量砌筑、保温和门窗等工程1.节约大量模板和砌筑脚手架2.对PC构件逐层吊装，节点严密连接、加固处理3.构件的大量使用减少了砌筑工作量装饰工程墙体抹灰等装饰工作出厂PC构件平整度好，除少部分接缝需要修补，不需要再进行装饰施工安装工程水、电、供暖系统、电梯等集成了部分电管线，减少了一部分安装工程3.2基于建造过程的装配式建筑成本影响因素分析由于现阶段我国装配式建筑成本始终过高，建筑企业出于逐利的角度往往不愿意选择这一建造模式。装配式混凝土建筑的成本影响因素是多方面的，不同影响因素间也存在相互影响的情况。其建造全过程包含设计、PC构件运输和吊装施工阶段。下面将根据各阶段主要的成本影响因素，分析每个因素的影响方式。表3.2装配式建筑成本影响因素序号建造阶段影响成本的主要因素1设计阶段预制率的多少PC构件尺寸和重量2PC构件生产阶段固定资产投入；工业化程度；工人水平；税金3PC构件运输阶段运输距离；运输方式；运输效率4施工安装阶段施工工艺；施工现场平面布置；机械设备型号；人员水平3.2.1规划设计阶段在规划阶段，既要提高项目的管理水平和集中经营的能力，又要提高资源的利用效率，降低生产成本，提高工程设计的水平。必须要对PC构件进行科学合理的拆分和设计，使构件得到批量化生产从而达到降低企业生产成本的目的（1）预制率预制率是指在装配式建筑中预制构件的混凝土用量占混凝土总用量的体积比。预制率的高低直接影响到PC构件生产所需的材料费和机械费。当预制构件厂达到一定是生产规模时，预制率越高，就越能发挥装配式建筑的成本优势，与之相对，如果预制构件厂还处于初期发展阶段，尚未形成规模，成本也不稳定，那么就不应该采用高预制率方案，因为这会给成本带来直线增加。因此需要在设计阶段实地调研和科学论证确定合理的预制率就显得格外重要。（2）预制构件的选择不同类型的PC构件对成本产生的影响有很大差异。由于装配式混凝土建筑不仅要满足当地政府对预制率的要求，还要保证工厂生产及现场施工的可行性和经济性，因此PC构件的设计及科学的组合方案至关重要。3.2.2工厂生产阶段能够在大型工厂当中实现流水交叉作业是生产PC构件的最佳模式，如果实现这一点就能使装配式建筑部件的质量得到最大程度保证，生产制造时间将大幅度缩短、能最大程度上利用生产材料、受外界环境干扰最小。装配式建筑的建设成本也一定能得到有效控制。在装配式建筑生产阶段有以下成本影响因素。（1）固定资产投入建设预制构件厂房及基础设施、置办相关生产设备等前期筹备工作产生的费用会以折旧和摊销的形式计入PC构件成本，为减少这部分影响，可以尽量扩大生产规模来降低单件PC构件所均摊到的折旧和摊销费用。（2）生产方式装配式建筑的显著优势在于构件生产过程不受外界环境影响，全程都在工业厂房中进行，生产效率很高而且质量有很好的保障，为进一步体现和扩大这一优势，应该不断优化生产方式，引入先进的自动化生产线，实现PC构件生产的流水化。（3）人员水平管理人员的管理水平和生产人员的操作水平对PC构件的生产效率、产品质量以及经济效益有很大影响。经验丰富的管理人员能科学合理地安排好生产工作并做好有效监管。PC构件厂的作业人员需要对技术和工艺有着很高的了解程度，对工人素质的要求很高，必须经过培训上岗才能成为产业工人，然而目前我国装配式建筑从业人员数量还很少，这给企业带来了很大的人力资源压力。（4）税金目前国内有很多大型建筑单位开始建设预制构件厂并投入生产，而这些预制构件厂却被要求按照工业企业13%的额度缴纳增值税，而非建筑业9%的税率，这一设定不甚合理，特别是对于目前我国装配式建筑刚刚起步，正需要节约成本扩大规模的发展时期，税金负担也给PC构件生产厂商造成了一定的压力。3.2.3构件运输阶段目前在预制构件运输阶段，由于构件未进行标准化设计导致尺寸多、规格不一，运输效率十分低下，还容易出现构件损耗，运输成本很高。经整理归纳，得出影响构件运输成本的因素见表3.3表3.3运输成本影响因素3.2.4施工安装阶段现场安装是装配式建筑建造的关键步骤，安装过程中产生的重型吊车费用和人工费在安装成本中所占比重最大。目前由于我国装配式建筑发展还不成熟，在实际安装中，很多施工方没有一套科学合理的安装方案。这就导致了安装过程不够流畅，可能存在一定程度上的脱节，造成了安装效率的低下和安装成本的增长。在装配式建筑安装现场，有吊装需求的构件具有体积大和重量大的特点，对塔吊的起重能力有很高的要求，需要使用比传统施工更大的塔吊型号；一方面是吊装的强度大，另一方面吊装效率又比较低，塔吊使用则更加紧张。因此需要对塔吊的布局进行科学合理的设计并且选择合适规格的塔吊。3.3基于目标成本影响因素的分析以上是从建造过程对装配式混凝土建筑成本影响的主要因素进行分析。这些影响因素其实也可以通过直接费的组成要素来进行表达，下面将从人工费、材料费、施工机具使用费、措施费的角度分析影响装配式混凝土建筑成本的因素。3.3.1直接费（1）人工费PC构件的生产工作是在工业厂房内进行的，减少了施工现场的部分施工工序和分部分项工程的工程量。传统现浇人工费为现场施工人工费，而装配式混凝土建筑人工费由三部分组成：工厂人工费、现场吊装及安装人工费。（2）材料费在工程建设成本构成中，材料或构件费占有很高的比例，在装配式建筑的建设过程中，主材费所占比例高达34%。与传统现浇建筑相比，装配式建筑具有很强的平整度，通常情况下不需要再进行墙面抹灰；。但是由于构件中钢筋含量增高以及建设过程中需要用到套筒、灌浆料等材料，导致材料成本很高，不能被市场所认可。（3）机械费装配式混凝土建筑建造过程中需要用到起重机和运输汽车，在传统现浇混凝土施工中几乎不存在。由于PC构件尺寸和重量都很大，因此对吊装和运输机械的要求很高，从而导致了施工器具使用费的增加。（4）措施费措施费中包含了很多内容，因为PC构件是在工厂中进行生产、运输到施工现场就能直接进行安装，在安全文明施工费、脚手架和抹灰等方面具有明显优势，在一定程度上降低了措施费项目的开支。3.3.2间接费包含规费和企业管理费，规费主要包括社保、工伤保险、住房公积金等。由于PC构件部分的规费在生产阶段就已经计入在了构件价格里，因此只有现场吊装及少量现浇的规费。相较于传统现浇施工方式的规费有所降低。企业管理费主要包含有管理层工资、差旅费、职工福利、检验试验费等，在这项费用中装配式与现浇混凝土施工方式的差别不大。3.3.3利润及全生命周期费用目前我国装配式的发展还很薄弱，从建造成本上来看装配式建筑的确不占有优势，但放眼建筑的全寿命周期成本，装配式建筑在使用阶段的维护及节能环保的经济效益明显，在最终建筑拆除后相对于传统现浇混凝土建筑也能产生更多残值。（1）使用阶段：指物业管理，建筑楼体维修及能耗等。（2）拆除阶段：拆除后建筑配件的残值相对较高，且拆除所需费用相对较少。（3）工期效益：装配式建筑往往采用一体化装修，节省后期装修工作的施工工期。（4）环境效益：避免了传统施工方式对资源的大量消耗以及给环境带来的破坏，符合新时代绿色环保的建设需求，是一种环境友好型的建设模式。3.4本章小结本章通过对比，定性分析了传统现浇和装配式两种不同建设方案工程成本的构成及造成差异的原因。并且通过对装配式建筑不同建造阶段的成本影响因素进行分析，发现装配式混凝土建筑由于使用了PC构件导致直接费的组成要比现浇建筑要更加复杂。增加了工厂利润、折旧摊销以及PC构件生产、物流运输和安装等环节产生的成本，从而导致装配式建筑各项成本组成在总成本中的比例发生较大改变。本章的理论分析结果为后文工程实例的探讨以及成本优化方案的分析奠定了基础。第四章工程案例分析-以DH项目1号楼为例本章以第三章的理论基础为依据，结合DH项目1号楼进行实际测算，通过对比分析找出在实际工程案例中装配式方案较传统现浇方案成本高的具体原因。4.1测算项目工程概况本文的采用的工程项目是某小区住宅楼项目，位于河北省，总占地面积89324平方米，总建筑面积301152平方米，容积率1.08。对此住宅楼1号楼现浇及装配式两种建设方案进行成本测算。其地上建筑面积3781平方米，地上共有11层，本章将针对该楼各项指标进行对比分析。4.1.1测算标的对同一住宅楼采用预制混凝土结构和传统现浇混凝土结构进行对比，测算着重对地上各项指标进行对比，具体测算内容如表4.1。表4.1两种体系地上各项指标名称传统现浇方式装配式建筑（灌浆套筒）外墙混凝土厚度200现浇200厚+100厚保+25厚砂浆混凝土厚度260预制200厚+80厚保温+60厚外叶板内墙200现浇200预制梁宽200*500200*350预制+200*150现浇板12060预制+70现浇4.1.2计价依据（1）2013版工程量清单计价规范（2）2016版的河北省建筑工程消耗量定额；（3）PC构件按照河北省当地市场价并结合DH项目实际工程量进行调整计算；（4）现浇混凝土成本：人工费为各专业实际分包价格计入，材料价格以当地市场采购价格为准，管理费、安全文明施工费及规费等参照国家标准定额的取费计取；（5）税率：2019年4月1日发布的新税率[12]4.2DH项目1号楼工程造价分析4.2.1构件单价及工程量本项目装配式方案的测算采用目前应用最为广泛的灌浆套筒技术，装配式和现浇施工方案在工程建设过程中使用的PC构件及其他材料价均按照河北省市场价计入。表4.2构件单价及工程量序号名称构件单价（元/m³）装配式施工方式现浇和预制综合单价（元/m³）工程量（m³）1外墙（常保温）4036.093881.36660.902内墙2987.522753.70353.983梁36600.243506.3555.284叠合楼板3003.102284.45331.155卫生间板/1906.9258.316空调板3237.393540.4318.707阳台板3947.554467.4919.808楼梯2930.333194.9146.42上述PC构件的价格计算中包含材料费、人工费、PC构件运输、模具使用费，加上了18%的工厂利润和13%的增值税。4.2.2DH项目成本费用明细汇总表通过采访项目负责人，获取了成本测算的有关资料，根据建筑施工图分别对两种建造方案进行成本计算，得到成本费用汇总如表4.3表4.3成本费用明细序号名称合价（元）单方（元/m³）差额现浇预制现浇预制预制-现浇小计3433053.464421400.61897.911156.41258.511直接费3144558.703821984.84822.46999.64177.182折旧摊销090767.72023.7423.743工厂利润0453719.700118.67118.674安全文明施工费140561.7762846.0236.7616.44-20.325规费69746.3131212.1218.248.16-10.086税金301938.01401447.7478.97105.0026.037进项税抵扣-223751.33-440577.53-58.52-115.23-56.71由表4.3数据分析对比可知，装配式混凝土建筑在进项税抵扣、规费和安全文明施工费三各方面存在一定优势；但由于工厂折旧摊销、利润、直接费（人、材、机）和税金方面的原因，装配式施工方案的成本较现浇混凝土施工方案每平米仍然高出260元，总造价高出了28.79%。以小见大，从DH项目二号楼装配式与现浇混凝土方案的成本对比可以看出，我国装配式建筑的建造成本相对较高，这对于装配式建筑在我国的推广十分不利。4.2.3DH项目1号楼指标对比表通过表4.3数据绘制如下柱状图：图4.1现浇方案成本费用图4.2装配式方案成本费用对各种费用占比做出分析，绘制如下饼状图：图4.3现浇模式下成本占比图4.4预制混凝土模式下成本占比通过饼状图4.3和4.4可以看出无论是现浇还是装配式方案，直接费在建安工程费中都占据了最大的比重，因此本节将从直接费的具体构成角度对装配式混凝土建筑和现浇混凝土建筑成本构成及影响因素作进一步分析，找出对应费用项目间的差距（第二章已做过工作分解，在此不再赘述）。表4.4两种建筑类型造价指标对比表序号名称合价单方（元/㎡）单方差额传统现浇装配式建筑装配式现浇小计3433053.464421400.61822.461156.42258.511直接费3144558.73821984.84224.76999.64177.181.1人工859346.03941675.51224.76246.2921.531.1.1现场吊装人工0229957.25060.1560.151.1.2现场其他用工859346.03169828.33244.7644.42-180.341.1.3工厂人工费0541889.930141.73141.731.2材料1998819.452297534.5522.79600.9278.131.2.1钢筋566411.8598269148.14156.488.341.2.2混凝土604342.21734356.22158.06192.0734.011.2.3模具、模板260872.88307173.0168.2380.3412.111.2.4抹灰60324.99015.780-15.781.2.5保温148954.74124594.9138.9632.59-6.371.2.6套筒、灌浆料及保温连接件0261713.65068.4568.451.2.7脚手架45401.38011.870-11.871.2.8其他材料312511.46271427.7181.7470.99-10.751.3机械66400.63359578.6917.3794.0576.681.3.1塔吊360001500009.4239.2329.811.3.2运费0197917.53051.7751.771.3.3其他机械30400.6311661.177.953.05-4.91.4管理费219992.58223196.1457.5458.380.842折旧摊销090767.72023.7423.743工厂利润0453719.70118.67118.674安全文明施工费140561.7762846.03236.7616.44-20.325规费69746.3131212.1218.248.16-10.086税金301938.01401447.7478.9710526.037进项税抵扣-223751.33-440577.53-58.52-115.23-56.71通过表格数据可以看出，两种建造方案在直接费上的差额最大，而在直接费中人工费、材料费和机械费占据了大部分，因此DH项目若采用装配式建设方案，想有效控制工程成本的话必须要从能与人、材、机费用直接挂钩的影响因素着手。4.3运用5WHY分析法分析DH项目装配式方案成本较高的原因5WHY分析法又称“5问法”，即字面意思上的对一个问题点连续发出5个“为什么”来追究其根本原因，每次提问后要给出问题的答案，在下一次提问中则是对上一次获得的答案进行进一步提问，在使用过程中并不一定非要发出五次提问，主要目的是找到产生问题的根本原因。这种方法的关键之处在于能尽量避免人的主观假设，具有较强的逻辑性。从结果着手，顺藤摸瓜直至找出原有问题的根本原因。5WHY分析基本步骤如图所示：改善对策把握现状原因调查防止发生改善对策把握现状原因调查防止发生图4.55WHY分析法流程图综合4.2.3统计的数据明细来看。建安工程费在DH项目装配式施工方案中成本占比最大，而其中直接费在建安工程费中的占比又最大，采用5WHY分析法进行逐步分析分析。表4.55WHY分析法步骤次数为什么直接原因解决方案1装配式施工方案成本过高建安工程费费用超标对建安工程费组成项进行刨析发现其中直接费的影响最大2直接费费用过高人材机费用较传统现浇明显提高从控制人材机费用角度思考成本管控措施3人材机费用过高通过采访项目成员和翻阅相关文献，得知预制率大小是其中最重要的影响因素对比不同预制率下的项目功能和项目成本，通过构建价值工程模型进行对比，得出最优预制率方案根据5WHY分析法逐步抽丝剥茧，找出DH项目成本过高的问题，并找到了控制成本的关键性因素—PC构件预制率的大小，在各种成本组成中，人材机费用占总成本比例最大，其中材料费和机械费又是成本大头，通过设计合理的预制率，能更好的节约建设材料和物流成本，合理的预制率又能方便现场的安装，在人力成本方面也能有很好的控制，因从将在下一章着重分析不同的预制率对成本的影响大小，通过量化分析得出最佳预制率选择方案。4.4本章小结本章通过对河北省某一装配式工程实例——DH装配式项目在现浇混凝土和装配式两种不同建设途径各自所需工程成本进行量化对比分析，可以看出对于DH项目来说，采用装配式建设方案所需成本要高于传统现浇混凝土方案。然而无论是现浇还是装配式，占工程成本比重最大的都是建安费用，建安费中占比最大的是直接费，其中人工费、材料费、施工机械费又在直接费中占据很大的比重，如果要对DH项目采用装配式方案进行成本有效管控，则必须着手研究装配式建筑成本影响因素中与人、材、机费用有直接联系的那一个。通过之前章节的理论研究，不难发现装配式建筑预制率就是直接影响人、材、机费用的一个重要影响因素。高预制率会使构件在厂房中的生产过程需要消耗更多的水泥、钢筋等材料，但也正是由于预制率高，构件的运输效率能得到提升，可以避免因构件小且形状不规则导致运输效率的下降，同时高预制率也意味着在安装现场进行吊装时效率可以得到提升，节约现场的安装人工。然而受制于目前我国装配式建筑的发展比较薄弱，选择高预制率方案会导致构件生产厂商的成本大幅提高。那么如何选择一个合适的预制率来有效控制装配式建筑的工程成本？下一章将对这一问题进行具体分析。第五章价值工程模型对DH项目成本的优化依据前面章节的理论研究和DH项目案例数据分析，可以得出在DH项目建设过程中，直接费占建安工程费比重最大，要想控制DH项目工程成本，则必须从直接费角度出发。在上一章节中数据显示，DH项目材料费占直接费比重最大，且与现浇施工方案成本的差额最大，因此应该重点考虑减少材料费用。材料费用重点体现在生产阶段，且预制率是其中的主要影响因素。因此本章将通过构建价值工程模型研究各种预制率对DH装配式项目工程成本的影响，给出一个适合DH装配式项目的最佳预制率方案。5.1层次分析法5.1.1层次分析法的概念层次分析法最初由T.L.saty在美国提出。这种方法借助构造数学矩阵对待定方案进行客观选择，能够消除人的主观判断，在将各种方案重要性进行偏好设定之后，就可以借助计算机运算从而实现量化分析5.1.2分析步骤层次分析法的第一步是构件层次模型，划分出目标层、标准层和方案层三个层次，在之前章节中已经通过分析得出在DH项目中影响成本的关键性因素在于预制率的大小，本章也是从预制率这一个点来着重分析如何对DH项目的成本进行控制，因此省略了目标层和标准层的划分，进入方案层的讨论，探讨哪一种预制率方案才是最佳选择。所需步骤如下：（1）构件判断矩阵提出三种不同装配率的设计方案，构造判断矩阵建筑预制率A1A2A3A1A11A12A13A2A21A22A23A3A31A32A33运用德尔菲法组建专家组对因素进行两两比较并进行打分，这个过程是对人的判断进行量化，避免结果过于主关。为此，采用1-9的比例标度，其意义见表5.1表5.1分值含义分值Amn含义1两个元素相比，具有同等重要性3两个元素相比，前者比后者稍重要5两个元素相比，前者比后者明显重要7两个元素相比，前者比后者强烈重要9两个元素相比，前者比后者极端重要2、4、6、8述判断的中间值倒数m和n要素重要性相比结果是n与m重要性对比结果的倒数（2）通过MATLAB软件编写计算程序，计算代码如下：disp('请输入准则层判断矩阵A(n阶)');A=input('A=');[n,n]=size(A);[V,D]=eig(A);%求得特征向量和特征值%求出最大特征值和它所对应的特征向量tempNum=D(1,1);pos=1;forh=1:nifD(h,h)>tempNumtempNum=D(h,h);pos=h;endendw=abs(V(:,pos));w=w/sum(w);t=D(pos,pos);disp('准则层特征向量w=');disp(w);disp('准则层最大特征根t=');disp(t);%以下是一致性检验CI=(t-n)/(n-1);RI=[000.520.891.121.261.361.411.461.491.521.541.561.581.591.601.611.6151.621.63];CR=CI/RI(n);ifCR<0.10disp('此矩阵的一致性可以接受!');disp('CI=');disp(CI);disp('CR=');disp(CR);elsedisp('此矩阵的一致性验证失败，请重新进行评分!');End（3）计算结果：输入构造的对比矩阵，计算特征向量，最大特征根等值，并且检查是否通过一致性检验。5.2基于价值工程的成本优化模型5.2.1价值工程价值工程（VE）是对研究对象的功能及费用进行分析从而有效提高研究对象价值的一种思想和技术。于1947年由工程师麦尔斯（Miles）提出。研究过程涉及价值（Value）、功能（Function）、成本（Cost）三个要素，可以用下列公式表现价值：价值（V）=（功能（F））/（成本（C））[13](5.1)由表达式可以看出，价值取决于功能和成本两个因素，因此提高价值的途径可归纳如下（如表5.2所示）：表5.2提高价值的途径序号途径1提高必要功能，降低产品成本，大幅度提高产品价值2保持必要功能不变，降低成本，提高价值3保持产品成本不变，提高必要功能以提高价值4适当降低产品次要功能，大幅度降低成本，提高价值5成本稍有增加，但必要功能增加的幅度更大，提高价值[14]5.2.2预制构件生产成本优化模型（1）确定功能系数向PC构件厂的管理人员、技术工人及其他装配式建筑从业人员发放问卷，邀请他们对不同预制率PC构件功能进行打分，构造对比矩阵并且使用Matlab软件编写代码进行计算，获得各预制率方案的功能系数。（2）确定成本系数通过之前章节对装配式混凝土建筑成本构成的理论分析可知，预制构件的成本由场地、人工、材料、施工机械及其他费用构成。预制构件的成本组成可以进行如下表示：(5.2)式中：——第i种预制率下的预制构件成本——第i种预制率下的人工成本ni——第i种预制率下的材料成本yi——第i种预制率下的场地费zi——第i种预制率下的机械成本k——其他费用计算某预制率下PC构件成本与所有预制率方案成本之和的比值就可以计算出该预制率下的成本系数，即：（5.3）式中：——第i种预制率下的成本系数——第i种预制率下的预制构件成本——所有预制率下的预制构件成本之和（3）计算价值系数将该预制率对应下的功能系数与成本系数的值相除，就可以得到其价值系数，用公式表达即：（5.4）计算出的价值系数值可能会出现大于，等于或小于1这三种情况中的一种，汇总得到的价值系数并进行排序，价值系数最大的方案即是最佳选择。5.3在DH项目中运用价值工程优化模型5.3.1功能系数的确定确定功能系数的方法越具有科学性，得到的价值系数就越是准确，为了让结果更加准确，本文采用了层次分析法构建数学评价矩阵，邀请装配式建筑从业人员和相关研究学者进行打分，在Matlab软件中编写代码计算结果，检查结果是否通过了一致性检验，如果通过就可以作为研究对象的功能系数。根据回收的调查问卷结果，构造判断矩阵（如表5.3所示）。表5.3判断矩阵建筑预制率预制率20%A1预制率40%A2预制率60%A3预制率20%A111/51/7预制率40%A2511/2预制率60%A3721使用Matlab软件编写代码进行数据计算，运算代码及过程如图5.1。图5.1MATLAB运算过程将构造的比较矩阵输入为A=[11/5

1/7;5

1

1/2;7

2

1]，经过Matlab软件运算得出特征向量、最大特征根、CI及CR的值，结果如图5.2。图5.2MATLAB运算结果即最大特征根t=3.0142，CI=0.0071，CR=0.0122，通过一致性检验；以特征向量W=（0.0751，0.3332，0.5917）作为功能系数。5.3.2成本系数的确定DH装配式项目采用了多种形式各异的构件，各个构件的复杂程度也不尽相同，为了便于进行计算分析，选取预制的内外墙作为研究对象。之前章节的分析已经得