基于AHP的装配式建筑成本管理研究
1 引言
目前, 我国已经基本建立了装配式建筑标准规范体系, 《装配式建筑评价标准》也于2018年2月1日正式实施, 为装配式建筑发展提供了坚实的保障。国家和行业层面的标准规范相继出台, 促使装配式建筑的迅猛发展。我国装配式建筑已进入规模发展时期, 据不完全统计, 2015年后新开工的装配式建筑面积约是2015年以前累计开工量的2倍。同时, 我国装配式建筑的创新科研力度不断加大, 为装配式建筑发展提供重要的技术支撑。
但是, 发展装配式建筑仍有障碍需要突破。企业发展的核心是追求效益, 现阶段装配式建筑成本居高不下是限制其发展的重要因素之一。装配式建筑的施工过程与传统现浇模式有非常明显的区别, 所以装配式建筑的成本控制和造价管理过程不能完全照搬传统模式的计价模式。装配式建筑成本形成大致可以划分为前期策划、设计、生产、运输、施工安装等几个阶段, 目前装配式建筑的造价比传统现浇模式要高, 而且市场上只有住建部发布的《装配式建筑工程消耗量定额》可以参考, 尚缺少计价定额, 且市场上部品部件的价格信息缺失与失真, 管理费、利润、规费计取基数与费率尚未形成统一的规定。国内对装配式建筑的成本控制和造价管理的理论研究数量较少且不够成熟, 对其进行定量研究的更是微乎其微, 因此, 有必要对装配式建筑成本管理进行研究。
2 影响装配式建筑造价的关键因素分析
2.1 装配式建筑成本影响因素体系构建
装配式建筑与传统建筑由于施工方式不同, 导致其成本内容构成和阶段划分也不同。装配式建筑比传统现浇模式多了部品部件的生产和运输阶段, 而且设计阶段和施工阶段与传统现浇也有所区别, 其成本主要划分为前期策划阶段、设计阶段、生产阶段、运输阶段和施工阶段。
(1) 前期策划阶段:虽然占总成本比例不大, 但根据时间-成本影响曲线可知, 该阶段对总成本影响非常大;
(2) 设计阶段:既需要满足各利益相关方的要求, 也需考虑工程实际情况。但与传统方式相比, 由于需要预制构件, 故而设计人员的经验和构件划分也非常重要;
(3) 生产阶段:是将部分传统现浇的部位在工厂中生产, 人、材、机占据相当大的比重, 而工厂的基建成本、管理费和利润都会分摊在构件的价格中, 影响建筑成本;
(4) 运输阶段:也是相较传统方式新增的过程, 包括从工厂至施工现场、在现场短期存储和二次搬运费。由于构件体型较大, 一般都需要大型机械吊运, 因此短距离也可能会产生高成本;
(5) 施工阶段:虽然施工方式与传统方式不同, 减少现浇量和脚手架模板使用量, 增加预制构件的安装、垂直运输费用和防水费用, 由于构件安装导致大型机械费和垂直运输费用非常高, 因此可以单列为一个组成部分, 所以成本组成分为人、材、机、措施费、管理费和利润。
规费和税金则是由当地行业的主管部门确定的, 这些费用均属于不可竞争费用, 因此本文在此不做讨论。综上, 各阶段装配式建筑成本影响分析, 归纳影响因素, 具体如图1所示。
2.2 影响因素赋权
以往研究中, 有不少针对装配式建筑成本影响因素划分和选取的讨论, 本文选取以装配式建筑成本为主题的13篇代表性文献, 参考各研究者对影响装配式建筑成本的主要因素的判断, 统计、归纳本文涉及的24个三级指标的重要性, 按照“1分代表重要, 2分代表相对重要, 3分代表非常重要”, 得到具体评分如表1所示。
结合上述文献统计结果, 对装配式建筑前期策划、设计、生产、运输、施工阶段各成本影响因素, 进行权重比较并构造判断矩阵。在此基础上, 结合资料分析和专家评分, 对装配式建筑成本第一层次五阶段的影响进行权重比较, 并构建判断矩阵如表2所示。
表1 影响装配式建筑成本的主要因素的代表性文献评分汇总 下载原表
表2 第一层次判断矩阵 下载原表
2.3 判断矩阵层次排序及一致性检查
2.3.1 计算判断矩阵每一行元素乘积
2.3.2
计算Mi的n次方根![]()
2.3.3 对向量W进行归一化
归一化采用以下计算式:
提取AB′中的元素 (AB′) i计算λmax:
CR=CI/RI=0.017720<0.1, 满足一致性, 判断可靠。
2.3.4 计算第二层次各阶段相对权重
对于前期策划阶段:
同理, 计算得到设计阶段、生产阶段、运输阶段、施工阶段λmax分别为4.014519、6.070815、3.009203、6.008305, 进一步计算CR分别为0.0053774、0.011422、0.00793362、0.001339516, 均满足CR<0.1, 满足一致性, 判断可靠。
2.4 权重总排序
综上, 得到本项目的各影响因素在模型中的权重总排序如表3所示。
对总排序的结果进行一致性检验:
, 满足一致性, 判断可靠。
将各影响因素按照影响大小排序, 分析成本影响因素。根据ABC分类法, 占总影响80%的因素为主要因素, 将其按权重从高到低排列, 分别为:工程建设的标准、施工阶段的人工费、工厂至现场运输成本、生产阶段的材料费、人工费、施工方案及组织设计和设备选型、施工阶段的措施费、材料费、设计人员经验和能力、运输阶段的短期仓储费、生产阶段的机械折旧费、设计构件的划分, 共占总影响因素的80%。
3 装配式建筑成本管理的建议
就现阶段而言, 装配式建筑成本比传统现浇模式高, 这是限制装配式建筑发展的重要因素, 虽然国家和各省颁布了推行装配式建筑相关补贴政策, 但仍然需要从根本上解决装配式建筑高成本的问题。从企业自身出发, 针对关键影响因素, 应从如下几方面采取管控措施:
3.1 前期策划阶段
3.1.1 重视建筑工程建设标准, 合理选择装配率大小
现阶段装配式建筑仍然不成熟, 导致PC构件预制率越高, 装配式建筑成本就越高。但是, 国家正大力推行装配式建筑, 在税收、金融和信贷等政策上给予了很多优惠条件, 可以减免部分税费、低利率贷款, 降低建造成本。因此, 企业必须重视工程建设标准和规模效益, 在两者平衡中确定合适的装配率和预制率。
3.1.2 做好施工组织设计和组织管理工作
企业需提前整合资源、做好规划, 了解施工现场条件或基础设施情况;制定科学合理的总平面图, 做好材料堆放、施工机械合理布置, 减少不必要的材料、机械的浪费, 避免装配式建筑构件的二次搬运;选择合理的施工机具并确定施工方案尤其是吊装方案, 确定好合理工期以便安排后期生产、运输计划, 优化管理。
3.2 设计阶段
3.2.1 做好设计人员的训培工作
装配式建筑的设计阶段是模数化设计, 需要精细化的流程和信息化的技术以及一体化的配合。由于装配式建筑设计阶段设计多个专业, 因此需要对现有设计人员进行预制装配式建筑设计的培训, 加强专业素质和能力, 也需要融合多个专业, 培养专业的预制装配式建筑设计人才;在设计阶段使用BIM技术进行三维设计是大势所趋, 设计人员需要熟练掌握相应三维设计软件和模拟技术;对合格的人员进行高强度的培训, 使其拥有深化设计的能力。
3.2.2 合理拆分预制构件
选择合理的预制部位, 合理拆分构件模块;完善企业技术标准体系, 尽量采用强制性和推荐性标准化体系, 确定合理的构件尺寸和重量, 减少模具种类和构件规格, 提高模具周转次数;构件拆分时要及时了解现场情况, 与上下游单位及时做好沟通以便根据实际情况随时调整;使用先进技术优化构件的拆解设计, 采取三维协同设计3D模型, 利用Revit模拟技术三维透视图对构件的连接构造及空间位置进行校验。
表3 各影响因素在模型中的权重总排序 下载原表
3.3 生产阶段
3.3.1 提高人工生产效率
装配式建筑生产阶段是传统现浇模式所没有的, 因此需要考虑工种的变化, 装配式建筑生产阶段应增设PC放样员、模具设计师、质量品管、计划员、RFID (无线射频识别) 系统技术员等新兴岗位, 生产岗位设置时要考虑的主要工种有钢筋工、模板工、砼振捣工、冲洗工、吊车工、转运工、修补工等。企业应该对新兴岗位和重点岗位人员进行培训, 要求掌握预制构件质量验收标准、混凝土浇筑施工操作要领、模板安装及拆除操作要领、预制件养护及存储运输要求等, 同时要求预制构件生产培训理论培训与实操训练相结合, 以保证工厂人员兼具理论基础与操作能力。
3.3.2 使用新技术降低材、机费
改进构件生产工艺, 提高智能化、机械化水平, 使用流水线生产, 降低工人的劳动强度, 提高生产效率, 降低人工成本。控制PC构件及部品部件的材料费, 就要做好询价和定价工作, 根据实际情况对一些项目进行暂定价;加强PC构件新工艺新材料的研究, 提高PC构件的各种性能和制作精细程度。
3.4 运输阶段
3.4.1 降低运输成本
在运输阶段, 合理规划出最适宜的运输路线, 查看沿途道路状况, 例如公路桥的允许负荷重量、涵洞隧道净空尺寸、道路上方有无障碍物等, 尽量选择相对距离较近或运输方便的PC生产厂, 同时要做好应急措施, 避免交通事故;根据构件的特点进行构件装载方案的设计, 选择合适的车辆, 先安装的构件放在最外面或最上面, 对PC构件进行编号, 摆放追求科学简洁, 优先选用横装或平装形式, 提高运载车辆的空间利用率。
3.4.2 减少短期仓储费用
构件的生产与安装时间应该相照应, 现场堆放位置与施工吊装顺序相符合, 并处于相应塔吊范围之内, 即在时间和空间上, 运输与生产环节做好相互匹配, 企业应该及时与现场和生产厂做好沟通, 并按照施工平面图进行合理布置, 以降低安装成本, 减少仓储成本和二次搬运。
3.5 施工阶段
3.5.1 降低人工费用
装配式建筑生产阶段与传统现浇模式不同, 除了包括正常的质量、安全、成本和施工人员外, 还应包括工艺设计、方案设计、吊装、运输、施工等环节的专业技术人员, 专项质检和检测人员, 并且应增设施工工装设计师、施工方案设计师、吊装施工员等新兴岗位。企业应该对管理人员和作业人员进行技术培训, 与劳务企业和相关职业教育机构进行合作, 加大培训力度, 培养职业技术工人, 提高工人和机械工作效率。
3.5.2 减少措施费和材料费
PC构件的安装是施工阶段最主要的任务, 其安装速度对施工阶段成本有很大影响, 因此必须发挥吊车使用效率, 结合现场布置情况, 减少构件存储和二次搬运;采用分段流水施工方法实现同步施工, 即分成多个流线形式多个工序一起作业, 提高安装效率, 缩短工期, 降低成本;优化预制构件安装工艺, 采用现场综合拼装技术和适当的工法, 最大限度地避免水平构件现浇, 减少模板和脚手架的使用。
4 结语
装配式建筑在我国建设中正如火如荼地推行, 展望未来, 其发展道路任重道远。面对新形势下的机遇和挑战, 在各级政府的大力支持及不断加大的市场驱动力度下, 装配式建筑企业应该不断创新, 建立更加完善的标准规范体系, 秉承稳中求进的工作原则, 逐步形成科学、积极、稳妥的技术发展路线, 全面提升装配式建筑设计施工一体化水平, 不断增强装配式建筑产业配套能力。随着建筑全装修纳入到装配式建筑的全过程中, 在未来装配式建筑市场中, 工程总承包模式的综合优势将更加突出。此外, 在装配式建筑的发展过程中, 必须注重工程质量和安全监管, 严格落实各方主体责任, 建立适用于装配式建筑的工程质量安全监管体系。通过对装配式建筑各方面的逐步完善, 推动建筑产业升级和发展。
[2]何俊.装配式建筑成本控制要点解析[J].智能城市, 2016 (11) :41.