題目：裝配式建築生命周期成本分析

肖堯
湖南財政經濟學院湖南長沙410205
摘要
裝配式施工是建築業發展的一種趨勢，而其推廣和發展的一個關鍵因素就是降低其造價。在全生命周期成本（LCC）理論的基礎上，對裝配式建築全生命周期成本的構成進行了分析，從前期成本、建造成本、使用成本、處置成本四個角度，分別與傳統現澆式建築成本進行了比較，最終得到了裝配式建築全全生命周期成本的增量成本和減量成本，並在此基礎上，提出了降低裝配式建築全生命周期成本的建議。
【關鍵詞】：裝配式建築；生命周期；成本分析；
1研究背景及意義
相對於常規的現澆結構，其工業化程度更高，節能環保，勞動生產率更高，施工更安全，因而受到了政府的廣泛關注。但是，其高昂的造價已經成為制約其發展的一個主要因素。但由於其施工工藝、施工方法、施工質量及環保效益均與現澆結構不同，因此，目前對其施工成本進行簡單的對比研究，存在著一定的局限性。本課題擬從全壽命周期造價的視角，逐個對比裝配式房屋和常規現澆房屋在建造過程中的造價差別，為其節約造價提供理論基礎。
2裝配式建築全生命周期成本構成
全壽命周期成本是指從產品開發，設計，製造，使用到結束整個周期所耗費的費用。當前，這一理論在建設領域得到了廣泛的運用，許多學者對其進行了相關的科研與實際應用。孫鳴春從全壽命周期費用的視角，分析了綠色建築的經濟價值；侯和濤等人以裝配式鋼結構為例，通過對其壽命周期造價的分析，得到了與其它現澆房屋相比，該工程造價較低的結論；肖啟榮從壽命費用的觀點出發，對超高層建築的結構進行了壽命費用的分析，並對其進行了結構方案的選擇。
在此基礎上，本文提出了一種適用於裝配式建築的全壽命周期造價模型。按照各階段的劃分，組合房屋的整個壽命周期費用主要分為：預建費、建建費、使用費和外部費用。
3裝配式建築全生命周期成本分析
相對於現澆式建築，裝配式建築將大量的施工現場工作移至預製工廠的流水線上，並加強了預製構件的運輸和預製構件的現場安裝等環節。因而，兩者在施工技術、工程管理、工程質量和環境效益上都有很大的區別，因而其整個壽命周期的費用也有很大的差別。將以上中的裝配式建築全生命周期成本組成作為主線，對二者全生命周期成本的差別展開了分析，具體內容如下：
3.1前期成本對比分析
拼裝施工的初期費用比現澆法施工的初期費用稍高一些。建築的前期費用包括了立項費用、勘察費用、設計費用和招投標費用等，現在，現澆式建築的前期費用大約在230元/m²。但是，在裝配式建築的設計中，設計院因為沒有與裝配式建築廠家進行足夠的對接，所以在許多時候，都需要裝配式建築廠家來進行二次深化設計，這就導致了設計費的上漲幅度達到了15-30元/m²。另外，裝配式建築的設計費用在其全壽命周期費用中所占的比重僅為1%~2%，但是其對其的影響程度卻超過了75%，其中裝配率的大小的確定、裝配方案的選擇等都會對其全壽命周期費用產生直接的影響。
3.2建造成本對比分析
組裝式建築的造價分為工廠預製、構件運輸、現場安裝三個階段，而現澆式建築的造價則是由建安工程費、設備和工具購置費用、項目建設費用、預備費等組成。由於兩者的劃分方式不一樣，所以在本文中，為了便於對比，我們將傳統的建安工程費按照費用構成的劃分，來對比兩者之間的區別，並將組裝式建築所獨有的組成進行單獨的闡述。
3.3使用成本對比分析
在裝配式房屋中，其運營成本主要包括在使用期間的能源消耗和在使用期間的維護。在這些能源消耗中，供暖、製冷、照明和通風的成本占了很大的比重。在節能降耗方面，最重要的途徑就是改善維修結構的熱性能，並增加供熱、空調系統的能源利用率。在這一點上，裝配式建築相對於常規的現澆結構有很大的優越性。在裝配式建築中，預製構件一般會將承重、分隔、保溫和防水等一系列功能集成並製造出來。
保溫板，輕鋼牆壁+聚氨酯保溫板等等。在相同的設計、採暖、製冷要求下，在工廠中裝配的圍護型構件，其施工質量更容易得到保障，其單位面積經過維修結構傳遞的熱能消耗較少，因而其房屋的年能源消耗也較少。在服役期間的維護成本中，有兩個主要的組成部分，即計劃維護成本和失效維護成本。計劃性維修是指不影響建築物正常使用的預防性定期維修，在整個壽命周期內，它所占的比例很小，因此，裝配式和現澆式的區別並不大。而失效維護則會造成建築物暫時的或預定的停用，而組裝型建築物則因為其節能技術及設備的應用，可以節省大量的時間，節省大量的成本。因易發生質量問題，現澆房屋往往會呈現出臨時性維修的形式，這不但會對居民的正常生活造成很大的影響，而且隨服役年限的增加，臨時性維修的頻率和費用也會隨之增加。
3.4處置成本對比分析
處理費用中，以廢棄建築拆除、建築構件殘值及生態修復為主要內容。在建築的拆除成本方面，傳統的現澆式建築的拆除成本在40元/㎡左右。但是，除了部分現澆之外，裝配式絮凝劑建築的其他部分都是由預製構件安裝和組合而成的，它的拆除成本在20元/㎡左右，而鋼結構裝配式建築的拆除成本更低，在10元/㎡左右。
結構配件的剩餘價值是指在建築物被拆除後，結構配件的可回收利用價值。傳統的現澆式建築構配件的殘值主要包括了鋼筋、碎磚等材料的回收價值，它大約是15元/㎡：如果不將預製牆體、屋頂等構配件等進行整體回收，那麼它的殘值與傳統的現澆式建築沒有任何區別。如果考慮整體回收的話，還需要解決拆毀後的再利用等問題，從而使剩餘價值更高；但是，在拆除了鋼結構的裝配式建筑後，可回收率比較高，所以它的殘值也比較高，比如，輕鋼框架的殘值可以達到54元/㎡。環境恢復費用是指在建築拆除後，將原現場的環境恢復成原狀所發生的費用，這個費用的大小，在很大程度上決定於建築垃圾的數量。與常規現澆房屋相比，拼裝房屋整體可回收性更高，所產生的建築廢棄物更少，因此，其生態修復成本也更低。
3.5全生命周期成本綜合分析
將以上的具體分析結合起來，並對其進行了歸納和總結，可以得到如下的結論：首先，裝配式建築的成本優勢主要體現在：建設成本的人工費、使用成本的能耗費用和維修費用、處置置成本的拆除費用、環境恢復費用和構配件殘值。另外，在成本上，組合式施工的不利因素，則是先期成本、建設成本之原材料採購、現場安裝及施工、組合式構件之運輸成本。對於裝配式建築來說，它的全壽命周期成本與建築的結構形式、裝配率、預製工廠的生產工藝、運輸方式、施工技術會等都有密切的關係，這也是降低裝配式建築的全壽命周期成本的出發點。
4降低裝配式建築全生命周期成本的建議
通過上文分析可知，要想降低裝配式建築成本，只有全生命周期各個階段都採取有效措施，才能控制各階段成本。
4.1優化結構設計
建築結構方案的確定、建築材料的選擇、裝配率的確定和施工指數的確定，將對裝配式建築的整個壽命周期的造價產生直接的影響。通過對組合結構系統的選擇，可以有效地減少施工過程中的直接工程費用，特別是材料費用。提高裝配率是一種十分有效的提升建築產業化程度的方式，可以促進預製構件生產的規範化和規模化，有效地減少材料損耗、能源消耗和固定資產攤銷等費用，進而降低建設成本。
4.2優化預製工廠生產工藝
廠房預製構件的製造成本在裝配式建築的製造成本中占有很大的比重，因此，對廠房預製構件的製造過程進行優化是降低裝配式建築，製造成本的一個重要手段。通過對生產過程的優化，能夠有效地提升預製構件的生產效率，降低模板的攤銷費用，降低人工費用，減少材料的損耗，進而降低裝配式施工的成本。在此基礎上，通過對預製件製作過程的優化，可有效提升預製件的質量，提升其在服役過程中的壽命與服役壽命，減少其能耗與維護費用。
4.3提高預製裝配式技術
首先要說的是，裝配式技術是能夠實現合理的裝配式結構設計方案的支撐條件，它不僅可以提升裝配式建築的施工質量、建築整體性和抗需性，還可以大幅降低現場混凝十澆築量，減少現場溫作業，降低現場安裝難度，從而降低建造成本和使用期維護費用。另外，通過對結構、保溫、防水、裝飾進行集成的設計與施工，不但能夠使施工現場的工作變得簡單，而且還能夠使裝配式建築的保溫、防水、裝飾等綜合性能得到提升，從而提升建築的節能效果，進而降低裝配式建築的成本。
4.4實現全產業鏈的建築工業化經營模式
通過前面的分析，可以看出，在各個行業之間的連接點上，有一部分是產生了裝配式施工費用的增量。比如，設計單位對預製工廠生產線的生產效率、生產成本、工藝流程不清楚，以及預製工廠對設計單位的設計意圖不能完全理解，都會造成設計方案不能得到最優化，或者出現二次深化設計。對於預製廠的布局，缺少對其整體布局的整體規劃，以及與建築工地的間隔，造成了較高的成本。所以，如果建築企業能夠實現全產業鏈的產業化經營模式，就能夠有效地減少各個產業連接環節的管理成本，同時還能避免在各個環節中出現的重複納稅問題，進而能夠有效地降低工程造價。
5結論
從文章中的分析可以看出，在整個壽命周期內，拼裝式建築的造價並非必然高於傳統的現澆結構。在這些項目中，組裝式建築的增量成本主要表現為：由於前期設計未能實現最佳化而導致的總費用的增長、施工過程中的材料費的增長、現場安裝施工費用的增長、構配件運輸費用的增長和各個環節的連接管理費的增長。組合房屋的減損費用體現為降低人工費用，降低使用階段的能耗費用，降低維護費用。通過建設規模的擴大，結構設計的優化，預製裝配技術的提升，以及整個產業鏈的整體布局，可以顯著地減少裝配式建築的整個壽命周期內的造價，從而推動建築業的可持續發展。
參考文獻
[1]孫鳴春.全壽命周期成本理念下綠色建築經濟效益分析[J].城市發展研究，2015,22(9):25-28.
[2]廖惠.EPC模式下裝配式建築的成本控制研究[D].成都:西南交通大學.2018.
[3]侯和濤，王弘楊，杜廣麗，等.裝配式鋼結構建築全壽命周期成本分析[J].建築鋼結構進展，2020,22(3):121-128.