预制装配式混凝土建筑成本控制要点分析

成本结构
要分析影响装配式混凝土建筑造价的因素,首先要了解混凝土建筑造价的构成。在建筑工程结构中,无论是传统的现浇混凝土结构还是装配式主体结构,它们的成本构成都是相同的,其施工所消耗的主要资源都是混凝土、钢筋等。但由于技术、生产、施工方法等的变化,成本发生了变化,各项成本所占的比例也发生了很大的变化。
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通过对比传统建筑与装配式建筑的成本构成,我们可以了解装配式建筑的成本相对于过去的变化。
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①现浇混凝土结构造价的组成
现浇混凝土结构成本由直接费用、间接费用、利润、费用及税金组成。其中直接费用在传统建筑成本中占比较大,是成本支出的重要组成部分,与成本有密切的关系和影响;间接费用和利润在可控范围内变动,费用和税金则不能自由浮动。 #
从以上成本构成分析,在固定的施工标准下,很难从人工、材料、机械数量等方面大幅度调整成本价格,以降低成本,降低工程造价。质量、工期、成本是相互制约的,如果要降低成本,就有可能影响到建筑物的质量和工期。
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②装配式结构造价的构成 #
装配式建筑结构土建造价的构成与上述传统方法相同,但装配式建筑主体结构造价构成不仅包括现浇混凝土结构直接费中的人工费、材料费、机械费、措施费等,还包括预制构件产品的生产费、运输费、现场组装费等工序费,这些工序费的高低对工程造价起着决定性的作用。 #
通过对预制构件厂的调查研究发现,预制构件成本由人工、材料及机械,预制厂利润、税金、构件产品模具工装费、预制材料费等三个因素构成;预制产品运输费主要是预制构件从生产现场运输到施工现场的费用、施工现场的临时仓储费及两次运输费;现场拼装费包括预制产品的垂直运输费、拼装人工费、专用工具摊销费(包括部分现浇结构的现场人工、材料、机械费);措施费是指模板、脚手架费用。如果建筑工业化水平高,由脚手架、模板引起的成本可以大大降低。 #
通过对两种不同施工方式的造价进行比较,由于施工工艺不同,构成直接费的因素有很大差异。通过上述分析比较可知,两种不同的施工工艺对两种方式的直接费的影响是不同的。要降低装配式建筑结构工程造价,需要从PC构件的成本构成入手,如降低PC构件的生产成本、运输成本、现场安装成本等。如果要使装配式建筑的直接费低于现浇结构的直接费,则需要考虑装配式建筑结构的用途分类、施工方法、运输方式和装配成本等。可以通过改进施工方法、节省材料、提高效率等措施来降低装配式建筑的施工成本。 #
设计阶段 #
①设计阶段的内容分析 #
设计阶段应完成所有部品、部件的深化设计,并对各类部品进行经济性比较、选择,提高设计的完备性和可控性。装配式建筑的预制构件都是依据设计图纸制作、生产的,设计的合理性直接影响工程的造价。
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在遵守建筑标准的同时,设计阶段还应考虑墙体结构的选择、预制比例、装配率等影响造价的问题。 #
现浇混凝土结构方面,设计人员技术精湛,图纸数量少,建筑、结构、机电、装饰等专业图纸内容准确。在设计施工图时,各专业图纸由各专业设计人员设计,并负责各自专业设计内容。结构专业,结构特征信息的表达全部采用平面方式,各设计院采用统一标准。不同专业、不同人员在现场交叉施工现浇结构,容易出现错误和遗漏。设计费一般在30元/m2左右。 #
与现浇混凝土结构相比,装配式整体混凝土结构设计水平尚不完善,图纸较多装配式混凝土建筑,每个预制构件均需有其具体的生产图纸,涉及建筑、结构、水电等多个交叉专业,各专业图纸设计时,不仅要设计本专业的设计内容,还要将各构件的模板、钢筋、门窗、保温结构、预埋件、装饰面层、孔洞、水电管线等设计在预制构件的拆解图上。各构件的三视图、剖面图,以及现浇连接整体连接时必要的构件三维图、结构节点大图等,均需在综合考虑各专业后,在拆解图上完成。设计费一般增加20-40元/m2。 由于预制构件图纸已经比较齐全,构件生产不需要多个专业的配合进行,可以避免现浇设计中出现的问题。 #
现浇结构与装配式结构设计费的区别在于装配式结构需要有相关的预制构件生产图纸,若各构件尺寸大体相同,模板模型相同,设计费比例较低。合理优化设计要求,增加模板模型重复使用次数,是降低成本的有效途径。 #
与现浇结构相比,装配式建筑的设计成本明显较高,主要原因是设计内容增多,设计深度加大,设计更为复杂,但装配式混凝土建筑的设计要求比现浇建筑更高。 #
设计阶段的成本控制 #
对现有设计人员进行装配式建筑设计培训,培养专业装配式建筑设计人才,从主要设计成本上控制成本。解放设计人员,真正实现设计创意,降低劳动强度,提高效率。 #
深化设计,提高同模数模具的重复使用水平,提高装配式预制化程度。增加模具周转次数,减少模具种类,从源头上降低成本。目前装配式建筑生产部分主要借鉴香港“工厂化、工业化”模式的经验。为解决模具重量大、模具组装、拆模时间长的缺点,应创新模具结构工艺,成为流水线生产方式。混凝土卸料、振捣、维护均在固定位置,不仅加快生产施工速度,管理也更加方便。侧模采用磁性模板,将使模具使用时间提高几倍甚至十几倍,大大降低模具成本。 #
充分考虑预制构件的生产和安装,优化构件的拆装设计,减少构件的规格和种类,减少多规格预制构件模具的投资。为降低现场施工难度,根据构件装配施工的特点,规范连接节点。为降低装饰成本,可结合预制构件的特点,在构件生产时进行表面装饰,形成一个整体,降低工程造价。
生产阶段
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生产过程分析 #
① 两种生产方式差异对比分析 #
预制构件生产需要工厂内有模板、有机械设备,各个分项工程可以在工厂内以流水线式的方式进行,构件质量、工期、施工成本受天气、季节影响较小,通过解决预制构件生产中常见的质量问题,可以有效控制,从而减少材料成本浪费,保证质量,提高经济效益。
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与装配式施工方式相比,现浇结构构件的原材料、周转材料、施工措施是影响现浇构件价格的主要因素。现浇方式的施工特点决定了现浇工程施工条件差、措施费用增加。现浇结构质量受天气影响较大,存在普遍的质量通病,难以控制,易返工,浪费工料,影响工期和质量,从而导致施工效率低下,现浇工程的成本也会相应增加。
2. 零部件生产成本分析
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据研究,工厂预制构件生产成本在3000-3500元/m3m,比现浇构件生产成本高。预制构件生产成本包括: #
① 部件生产所花费的人工费用; ② 部件生产所花费的材料费用; ③ 部件生产所花费的模具费用; #
④ 模具摊销费; ⑤ 预制构件所需管道、预埋件安装费; ⑥ 水电费;
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⑦构件仓储及管理费用;⑧预制构件运输费用等。
构件生产人工成本:由于大量预制构件进入工厂化生产,虽然采用先进的机器设备进行生产,劳动力用量相对减少,但从事预制拼装构件生产的工人操作不够熟练,需要有专业技能的生产工人,因此工人工资较高,导致人工成本相对较高。
从构件生产材料成本上看:现浇建筑的构件是在现场完成的,而装配式建筑则是在工厂制造的,两者所用的建筑材料变化不大,但工厂生产减少了材料浪费,因此构件生产材料成本降低。
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构件生产模具费用:与传统现浇模式相比,预制混凝土结构构件从安装台模到绑扎钢筋,再到混凝土浇筑养护,最后预制构件成型,均在工厂内经过严谨的工序生产,整个构件生产过程需要使用大量的模具,预制构件种类越多、形式越复杂,模具费用就越高。
模具摊销方面:模具种类、周转次数与构件生产过程中的成本增量有很大关系,对于不同类型的预制构件,生产过程中模具数量也有相应的变化,预制构件种类越多、形式越复杂,模具费用越高。
预制管线及预埋件设置费用:在预制构件制作的同时,对构件上附带的管线进行安装布置,此项费用占预制构件制作成本的很大一部分,其他预埋件也会增加一定的费用,但影响不大。 #
水电成本方面:构件在工厂集中生产,用电量较传统手工方式降低。混凝土构件养护方式发生变化,用水量较传统方式减少,实现养护用水循环利用。
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构件储存及管理费用:现浇建筑中,混凝土构件在振捣养护后直接施工,无需构件储存和管理。而装配式建筑中,构件在生产养护后必须进行专业合理的储存和管理,而这笔费用相较于现浇建筑而言是一笔额外的成本。
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预制构件运输费用:运输费用占预制构件生产成本的很大一部分,预制装配式混凝土构件结构形式多样,体积较大,不便于运输,车辆运输要求高,需根据工厂、施工现场选择运输路线。 #
3. 降低零部件生产成本的方法和途径
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①改进预制构件生产工艺。采用流水线生产,不仅可以减轻工人的劳动强度,而且可以优化产品质量,提高生产效率。采用无损连接设备生产模板,可以延长平台使用寿命,提高生产率,减少摊销,降低成本。 #
②高效清洁生产技术。与固定工厂合作生产构件,可减少建筑垃圾、废弃物的散落排放,响应国家可持续发展和环境保护的号召。 #
③完善预制构件节能生产技术。采用温控养护,可以节约能源,增加模板周转次数,缩短工期,从而降低构件成本。构件在工厂化生产时,实行标准化工厂化生产,在人力、原材料、时间、工序等方面“量身定制”成本,减少浪费。 #
④深化构件生产工艺。对预制构件进行更加深入的研究,提高构件本身各方面的性能。
运输阶段
通过对施工过程中构件运输情况的分析,制定出能高效配合现场施工的运输方案。将首批预制构件在首层安装前运输至施工现场,根据实际情况选择最佳运输方案,尽可能做到施工现场不堆放或少量堆放,减少工厂仓储和现场堆放。在首层安装的同时制造下一批构件,以便在首层安装和下层安装时顺利使用。 #
1.运输过程成本分析
从部件出厂到现场,我们提前规划好路线,根据路况选择最佳运输路线和运输工具,及时与现场沟通配合,对PC部件进行简单清晰的编号并有序摆放,提高部件的运输效率,节省不必要的运费开支。
传统现浇结构建筑材料的采购和运输比较分散,每次采购的成本较高。装配式混凝土结构建筑材料的采购和运输相对集中,但需要两次运输。但如果选择离施工现场较近的预制工厂,两次运输的成本将大大降低。 #
预制混凝土结构构件需要从构件工厂运输到施工现场,由此产生的构件运输成本很大程度上与运输的效率有关,同时也受到运输距离以及构件自身的重量、尺寸和形状的影响。 #
为了保证构件的高效运输,在设计初期就充分考虑了构件的重量、尺寸、形状等,将构件自重控制在5t以内,长度控制在5m以内。构件工厂与项目现场的距离非常重要,距离越近,运输效率越高,从而降低运输成本。 #
2.降低运输成本的方法和途径 #
①制定运输计划:根据运输件的重量、形状、数量、装卸场地、运输道路条件等,选择合适的运输车辆和起重机械(用于装卸件)。同时考虑各方所能提供的设备供应条件和经济效益,制定合理的运输方式。
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② 查看运输路线
检查并记录运输道路状况、公路桥梁允许载重量、沿途障碍物有无、沿途涵洞净空尺寸等,做好应急措施,确保车辆通行顺畅,并注意沿途铁路各项状况,避免发生交通事故。 #
③设计、制造运输架 #
考虑到多个零件的互操作性第一考试网,校核部件的外形尺寸和重量,制作各类零件的运输架。 #
④改进预制构件的搬运方式,提高搬运效率。预制构件可采用水平、倾斜或垂直的方式进行搬运,大大提高了预制构件的搬运效率,降低了成本。 #
施工安装阶段
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1.现场施工成本分析 #
①建筑安装分析成本构成
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预制构件施工安装过程中,将产生以下费用:
①构件垂直运输费;②构件安装人工费;③构件安装机械费;
④ 安装构件所需的连接件、后埋件及其他材料; #
⑤现浇部分的人工费、材料费、机械费; #
⑥工具摊销费用; #
2. 现场施工阶段降低成本的方法和途径 #
同步施工,在装配式施工中,可以分成多个流水线形式,多个工序一起施工,以降低成本。时效性的流水施工需要人员之间的配合与沟通,分工可以更加明确,从而缩短工期,降低成本。 #
采用适当的施工方法,修补预留构件间的缝隙,降低建筑漏水风险,减少建筑维护成本的增加;采用混合露骨料混凝土,结合预安装方法,使新浇筑的混凝土与原有混凝土形成一个整体,可降低工程造价及后续维护成本。
优化建筑方案和结构体系。提高建筑构件预制率,合理拆分建筑构件,提高构件生产效率,降低安装难度,优化建筑方案降低措施成本,规范建筑体型,统一构件模数提高生产率;构件预制率过高,会增加人工成本和连接件成本,从而增加安装成本和材料成本。因此,统筹考虑提高装配率比单纯提高预制率是更好的选择; #
现场施工难度大、难以支撑模板、表面质量无法有效控制的构件,以及耗时费力、用料多的构件均可在工厂内生产,减少现场施工、材料等成本;同时,建筑主体结构中施工难度大、易损坏的部位均可在工厂内生产,既经济又环保。
施工期-隐性成本分析
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施工阶段是按照设计图纸投入原材料、人力、机械设备、半成品、周转材料,通过具体实施成为项目实体的过程。除了计算出的费用外,还有很多隐性费用影响成本。不同的施工方案,会导致不同的工程进度、工程质量、工程成本。根据不同项目的特点和现场实际情况,通过调查研究、专家论证、方案比选等方式,对实施过程进行动态控制和调整,确保最终施工方案的优秀性,达到在工期、质量等方面控制工程造价的目的。
1.施工工期分析
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传统现浇结构施工一层大概需要4天,电气、装饰、土建等专业不能同时施工,一层实际施工时间需要6-8天,从基础到楼层到结构封顶,从底部到顶部,占总工程量的一半。预制构件可以在施工现场不同楼层同时施工,不同专业可以同时施工装配式混凝土建筑,施工现场一层预制构件施工只需要1天,加上不同专业一层施工大约需要3天,然后结构封顶占总工程量的4/5。装配化程度比较高,施工时间由预制结构决定,减少了施工时间,降低了施工成本。
2.施工工期控制措施 #
制定符合项目实际情况的施工进度计划,划分相应的施工计划,协调施工生产,确保整体计划的完成。
①建立一支过硬、一流的领导和管理队伍。配备齐全的组织机构和雄厚的技术力量,选拔一支整体素质高、操作水平熟练的劳务队伍。根据工期要求,严格按照进度计划确定预制件到场时间。加大机械化操作水平和机具投入,对施工队伍进行有效的培训,组织好流水作业。按照各施工工序衔接顺序组织流水施工,采取切实可行的措施,确保施工连续、不间断,避免延误工期或空转。 #
②选择科学、先进、实用的结构安装施工方法和手段。在保证施工计划的同时,保证各工序的协调,多道施工工序同时进行,给土建单位充足的安装时间。合理安排施工工段和流水线,使各分项工程能够交叉进行。
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完善施工作业平台。在保证一定工程量的前提下,合理安排各工序之间的衔接,做好工序交接规划,缩短间隔时间,是前期工期的保证。
③采取措施保护成品。各工种要安排好成品保护工作,对已安装好的工程采取有效的保护措施,在工序交叉时不损坏其他工种的成品。保护好成品,减少重复修缮,缩短工期,降低成本。
④按照计划工期,跟踪工程进度,确保工程达到计划要求,对出现的不同问题进行原因分析,通过分析提出相应的补救措施,确保计划按时完成。
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