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PC、钢结构比现浇结构成本高多少?

星空体育网站入口:PC、钢结构比现浇结构成本高多少?

发布时间:2024-04-15 01:21:14 来源:星空体育网站入口官网 作者:星空体育全站app 点击:21

  发达国家的发展经验已经证明,装配式建筑可以带来效益,其成本也可以降低,甚至与传统建筑持平或更低。

  具体来说装配式建筑成本增加部分主要包括:预制构件产品生产、库存、包装和运输费、现场安装吊装费、大型机械租赁费、墙板和楼板拼缝处理及相关材料费用。成本减少部分主要包括:减少了钢筋和混凝土工程的现场砌筑费用,减少了现场施工的劳动力成本,还减少了现场支撑和模板费。但是部分装配式技术不成熟以及非标准化设计等原因造成的高采购、生产、运输成本让PC结构的价格明显高于传统现浇结构。综合目前的情况整体来看,PC装配式结构成本高于现浇结构,虽然不同地区和不同项目中PC结构建筑的成本增量较现浇结构有所不同,但一般来说标准化程度较高的项目成本增量较低,大部分的项目成本增量在150至600元/m2之间。但是随着装配式建筑扶持政策的不断出台、产业链的逐渐完善及相关技术的提高,以及发展阶段的积累使得精益管理得以实现、订单增加使得规模优势得以凸显,PC装配式建筑结构的成本正在逐渐向现浇结构的成本靠拢。

  PS上部主体结构的造价比传统现浇混凝土高,但由于钢结构具有缩短工期、减少建筑垃圾等优势,其综合成本的差距比上部主体结构要小。综合成本来看,随着装配率的提高,钢结构的钢材用量也在增加,会直接升高成本,但人工成本随着规模优势反而降低了,最终总成本会出现先降后升的趋势,其中70%的装配率是增量成本的鞍部,可以最优地平衡材料成本上升和其他费用的减少。钢结构基材的成本很高,纵然从人工、工期(节约模板、吊塔等租赁费用)、钢材回收再利用等方面比传统现浇有所下浮,但使用装配式钢结构后,还是会产生增量成本,所以在使用装配式钢结构时,应该寻找最佳装配率,这样可以尽量满足多个目标,并体现出来钢结构的优势。

  整体看PS结构的成本还是较PC结构的成本高,以50%装配率而言,PC结构相对于现浇式结构,成本上浮在15%-20%左右,而PS结构相比于现浇式结构,成本上浮20%-25%左右。不同装配率下PC结构和PS结构的综合成本之于传统现浇式建筑的增幅情况存在差异,低装配率下PS成本更高,高装配率下PC成本更高。原因在于综合成本主要由原材料成本和其他成本构成,在低装配率下,成本差异主要源于材料成本,钢材料价格高于砼材料,所以PS结构成本更高。相比于PC结构,PS工厂更加节省其他成本,甚至可以减少总成本,因为PS大幅减少模具成本,而且在最优产能利用率上可以取得人工等方面的规模效应,所以PS结构随着装配率的上升反而可以节约成本。但随着装配率进一步上升,节约的成本小于原材料增加的成本,总成本还是会上升。PC结构的成本也存在优化空间,比如通过寻找成本最低的产能利用率,但目前龙头企业因为追求规模效应等原因仍距离最优产能利用率有距离,行业平均水平则更差,PC结构增量成本随装配率上升而上升,未来有望使该曲线更加平缓。此外,PS结构和PC结构有各自的适用范围。PS更适合公建,PC更适合于住宅。

  发达国家的发展经验已经证明,装配式建筑可以带来效益,其成本也可以降低,甚至与传统建筑持平或更低。要降低成本,有几点因素十分关键。(1)参与前期深化设计,提高生产标准化程度;(2)PC工厂自建混凝土搅拌站和钢筋加工设备,PS工厂确定最佳订货批量;(3)提高员工的生产效率,或将部分劳务外包;(4)采用专门的构件设备运输,优化布局以控制运输半径;(5)提高研发能力,打造建筑工业化标准。

  风险提示:(1)相关政策推进不达预期;(2)部分PS装配式体系技术存在缺陷,较难大规模推广;(3)装配式结构难以实现柔性生产和规模优势;(4)原材料价格波动风险;(5)消费者接受程度难以预估。

  目前在建筑行业,传统现浇结构建成的建筑仍占据主导地位,但是近年来随着各级政府支持与推动,PC装配式建筑结构发展迅猛、各项工艺技术不断完善,未来有望进一步扩大市场接受度与市场份额。PC装配式建筑的建造过程具有标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理和智能化应用的特点。海外很多发达国家的装配式建筑发展已经非常成熟,成本已经很接近甚至低于现浇结构,比如日本装配式建筑成本与非装配式建筑的非常接近。国内的装配式建筑发展还处于初级且快速发展的阶段,目前成本差异的来源主要还是土建工程方面。

  以某建筑项目为例,全装配式PC结构综合造价成本比传统现浇式高出23.63%。PC装配式建筑采用工业化的生产方式,PC构件提前在工厂中进行预制生产,生产效率较传统的现浇结构更高,资源利用率也更高,有可能产生规模效益。而且很多环节在工厂化生产中更容易控制质量,有助于提高产品的安全性和可靠性。在施工现场直接进行部件的安装、施工,有助于缩短工期,且大大降低人工成本,同时减少环境污染。装配式建筑结构在初期一般会进行工艺深化设计,可以大大提高施工精度,减少不必要的返工和延误,并全程采用智能化信息管理系统比如BIM技术,可以提高各方沟通效率及项目管理水平。

  目前我国装配式建筑发展阶段仍在初级,未实现规模经济,成本优势难以完全体现。在设计环节、制作环节、运输环节、施工环节等环节都会增加成本,比如施工部分增加了预制构件设计、连接节点设计等环节,或因为设计不合理,导致预制构件无法实现大规模标准化生产,异性构件较多,无法实现规模经济效益。此外,模具周转次数较少,柔性程度较低,相关技术和管理人员操作不熟练也会造成成本上升,工序安排不合理或者人员之间协同不够,会导致穿插作和流水施工等环节无法高效实施,最终延长工期等。

  在我国现阶段,装配率和预制率对PC结构成本的影响与发达国家相反,发达国家预制率越高,则总成本越低,而我国多数企业和地区的工厂,PC结构建筑的预制率越高,成本增量不降反升。究其原因,主要分为制造和管理两大方面。制造方面,预制率的提高往往带来了更多的非标准化生产的异性构件和竖向预制构件导致成本增量不断加大,而订单个性化强,柔性模具不足,规模效应还未实现;管理方面,智能管理系统不成熟,高级人才稀缺且成本高昂,库存和订单的精益生产还未实现,最佳产能利用率也未达到。

  装配式混凝土结构建筑的成本由多方面组成:材料费、人工费、机械费、运输费等等,主要比传统现浇结构增加了工厂生产环节和运输环节,生产环节的成本主要包括材料费、人工费、模具费等,下文将对PC结构与现浇结构的成本做一个详细对比。

  根据表2我们可以看出,在这个30层的精装房项目中,结构工期、内外装修以及水电安装三个方面,装配式建筑的施工时间都明显少于现浇结构。装配式结构最快可以8个月全部完成,而现浇结构最快也要13个月才可以完成。PC建筑减少了现场湿作业,其他部分的施工不一定必须要等主体结构完工后才进行,可以几乎和主体同时进行,相隔2至3层楼一般就可以,所以主体和其他环节可以基本同时结束,剩余的水电安装部分也可以在主体建好后快速完成。

  通过表 3 我们可以看出,在此项目的施工现场,同体量的建筑来看,在墙柱梁、楼板、楼梯、二次结构、外脚手架这些方面的对比中,装配式建筑在每个部分中的所需的工人都要 少于传统现浇结构,综合来看,最后装配式建筑的现场施工工程一共只需要约 44 人,传统现浇结构的现场施工工程却需要约 110 人,装配式建筑施工相比传统现浇施工人数仅在 40% 左右。而且施工效率更高,可以缩短工期,装配式建筑结构的一层完成时间也基本要比传 统现浇结构快 1 至 3 天不等,缩短了施工时间。 关于缩减的施工人数和施工时间对于人工成本的节省,已有相关的项目实例提供支持。表 4 展示了某项目按照不同工种统计的人工费用节省率和贡献度。经分析, 人工费综合节省 33.32%, 考虑增加灌浆人工费 3.50 元/m2和增加构件安装人工费 23.05 元/m2, 综合人工费 节省 32.11%, 其中, 模板支撑、内墙面抹灰、填充墙砌筑为影响人工费的主要因素, 分别占 节省总额的 42.69%、21.37%和 15.33%。

  但是,PC结构建筑相比传统现浇结构的建筑增加了工厂生产环节,工厂需要雇佣大量的专业技术工人和管理人员,目前国内装配式建筑行业有经验的管理人员和技术工人是相对缺乏的,人力资本十分昂贵,比如装配式建筑设计和工程管理人员的用人成本约增加3至5元/m2。PC结构需要增加一名管理人员,其年薪在20万至30万之间,按某10万m2的项目估算,全过程管理咨询费增加约20-40万元。现在有些行业内的龙头企业可以把工厂内人工费压缩到较低水平,比如远大住工基于PC-CPS大数据系统的柔性生产线元。但是行业内大部分企业还无法达到此水平,比如因为建筑项目的多样性和复杂性程度较高,异型构件很多,只能用固定模台来生产,无法实现全部的机械化流水线生产,所以PC构件很难实现大规模的标准化生产。此外,我国的PC构件生产工厂的自动化程度和部分发达国家相比还很低。

  通过多项目统计分析,PC结构建筑和现浇混凝土建筑的成本占比如表5所示,其中传统建筑成本中人工费占比15-20%,装配式建筑中人工费占比10-15%。以上结果基于多个不同装配率的项目得出,根据装配率的不同,装配式建筑成本约为传统建筑成本的100%-130%,其人工费占比10-15%,则考虑各种可能性,PC结构人工成本占传统建筑总成本的10%-19.5%,略低于传统建筑人工成本占传统建筑总成本的15%-20%,如果是装配式行业龙头,则成本更低。

  综合来看,PC结构施工阶段人工成本明显低于现浇结构,但加上设计、制造和管理,人工成本的高低取决于公司的成本控制能力和管理水平。但从行业总体看,PC的人工成本是略低于现浇的,行业龙头则更加显著。以我国PC发展阶段和行业整体管理水平来看,人工成本还有较大优化空间。

  1.2. PC结构模板成本优势明显,模板复用率是关键原因在施工现场,装配式建筑在部分结构上的用料也相对更少,比如PC结构主要的预制构件:预制楼板、预制梁、预制墙、预制柱等,这些材料有的采用免模板技术,有的在使用模板的数量方面大大减少,大大节省了模板方面的成本。而且由于在工厂中养护、温度、湿度等环境因素比较容易控制,预制混凝土构件的强度较高,稳定性和安全性等关键性能要好于传统现浇结构。现场的施工质量提高,安全隐患减少。

  筑傲网披露的湖北某住宅单体装配式模板工程量为39383m2,而使用传统工艺的线。在宇辉集团建造的某项目中,披露的预制率70.42%的项目,模板节省率为57.22%;预制率为80.42%的项目,模板节省率为58.85%。此外,根据许德民在《装配式混凝土建筑:如何把成本降下来》中的研究,PC结构的模具费用和传统结构模具费用的差总体在-40.28-18.53元/m2之间,多数PC结构项目的模具费用更低。根据表3,装配式建筑在模板方面的成本更是大大低于现浇结构,这是装配式建筑在成本方面很明显的一个优势。

  分析PC结构模具费用更低的原因,一方面是很多装配式预制构建不再需要模板,如各种预制件和吊装的叠合板,即工程上,PC结构模板使用数量大大低于现浇结构。另一方面,也是PC结构成本更低的主要原因,PC结构的模板复用率更高,即考虑生产工厂,PC结构的模板成本也更低。尽管现浇式模板也可以复用,但是基本是在单一项目甚至单一施工单元复用,项目完成后丢弃或报废,且为了保证施工的工时要求,同样的模板可能会制作多套以保证复用。而在工厂生产过程中,可以在装配前乃至开工前设计制作模板,精益安排生产时间和库存,模板数量相对较少,且模板的复用率也非常高。

  在远大住工的装配式工厂,柔性模板比例很高,可以拆卸组装反复使用,而现浇施工后,模板报废和弃置的概率较高,因为灵活性差、耗损度高且存放困难。从定价角度讲,由于存在复用性,装配式模板可以低于平均成本定价,仅需高于边际成本即可,而现浇式模。

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