装配式混凝土建筑的经济评价方法初探.pdf

纛 噫 谶 魏 装配式混凝土建筑的经济评价方法初探 吴水根 王佳佳 同济大学建筑工程系 上海 2 0 0 0 9 2 摘要：装配式混凝土建筑的发展得到了政府的大力推广和支持，但其较高的成本成为制约其发展的 “ 瓶颈”。为此， 通过对其经济性进行分析 ，包括建设项目的前期准备阶段、设计阶段、建造阶段和使用维护阶段，分别提取了多个经 济评价指标，并运用模糊综合评价法建立了经济评价模型。该评价方法可用于发现某个项 目在经济性方面存在的问 题。也可进行多个方案之间经济性的比选，具有一定的科学性和实用性。 关键词：装配式混凝土建筑；模糊综合评价法；经济指标；建设全过程管理 中图分类号：T U 7 2 3 3 文献标志码：B D 0I ：1 0 1 4 1 4 4 j c n k i j z s g 2 0 1 6 0 3 0 4 5 Pr el i mi n ar y Di s c u s s i on on Ec o n omi c a l Ev al u a t i o n Me t h od o f Pr e f a b r ic a t e d Co n c r e t e B u i l d i n g WU S h u ig e n WAN G J ia j i a De p a r t me n t o f S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g ， T o n g j i U n iv e r s it y S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 随着政府对装配式混凝土住宅的扶持 ，有关预制装配 式建筑的研究也不断深入 ，研究范围涵盖 了P C 技术 、施工 组织与设计 、部品标准化等多个方面。本文主要通过建立 装配式混凝土建筑的经济评价模型 ，对装配式混凝土建筑 的经济性进行全过程的综合评价。 1 装配式建筑经济评价的内容 1 1 前期准备阶段 在工程建设中，前期准备阶段的工作一般包括投资机 会研究、初步可行性研究 、可行性研究和项 目前评估4 个阶 段 ，其中，投资决策的结果对整个项 目的可行性有直接影 响，对工程造价的影响很大。 1 2 设计阶段 对于装配式混凝土建筑而言，其设计可分为 ：建筑 设计、预制构件的拆分设计和预制构件的工厂化生产设计 ( 含构件图设计和构件的模具设计 ) 3 个阶段 ，其典型的经 济指标可选择 “ 结构选型” “ P C 构件设计”和 “ 构件模具 设计”。 不同的结构选型各有其优缺点 ，关键是要结合待建项 目，选择最合适的结构体系，达到技术和成本的双赢。构 件的设计要向着模数化、通用性的方向发展，以减少P C 构 件的固定成本。构件的模具设计则应尽量减少种类、提高 其周转次数 ，满足装拆简便 、尺寸精确等要求 ，以降低成 本 。 一作者 简 介 ：吴水 根( 1 9 6 5 一 )，男 ，硕 士 ，高 级 工程 师 。 通 信地 址 ：上 海市 t7 q 1 2 3 9 ( 2 0 0 0 9 2) 收 稿 臼期 ： 2 01 5 -1 228 固 建 筑 施 T 8 卷 期 1 3 建造 阶段 重点选取工厂预 制 、构配件仓储运输 、现场安 装施 工、工期和绿色施工这5 个经济指标。其中，工厂预制费用 应包含构件生产厂房 、设备和技术等固定资产摊销 ，以及 生产构件的材料购置费用和生产人工费用；构配件的运输 费为预 制构配件从生产工厂运到施工现场的费用 ，与运输 方式和运输距离密切相关 ；现场安装施工费用通常包括人 工、材料和机械费用 ，其影响因素主要有施工组织设计 、 构件的接收和吊装 、现场支模水平、钢筋绑扎和传统施工 面现浇作业等 ；业主单位和施工 单位 对于工期都非常重 视 ，由于构件预制 ，在寒冷的冬天也可以顺利施工 ，预制 构件使得内外装修可以同时进行 ，当主体结构封顶后便可 以立 即实现外围封 闭，减少了施工噪声和扬尘 ，是对 “ 文 明施工”的积极响应 ；由于构件预制 ，在扬尘 、粉刷 、落 地灰、噪声、散装物料、废物废水排放、模板木材节省、 建筑垃圾和废弃物处理等绿色施工方面都有积极的影响 ， 也符合当今国家对于环境保护的号召 1 。 】 。 1 4 使用维护阶段 使用维 护阶段 的费用主要指房屋在使 用过程中所产 生的能耗费用和维护费用。装配式混凝土建筑在使用阶段 的成本占比最大的是能耗费用 ，主要包括供暖 、制冷 、照 明 、通风和设备成本 ；装配式混凝土建筑的维护费用主要 体现在计划性和零星的维护措施费用方面 ，在I临时停止使 用和计划停止使用的故障性维修方面花费较低。 2 装配式混凝土建筑经济评价方法 在经济评价内容中，涉及到了多个影响因素，并且有 些影响因素间还有相互作用，即存在大量的模糊现象和概 吴 水根 王佳 佳 ：装配式混凝 土建筑的 经济评 价方法初探 念 。因此 ，本文采取模糊综合评价法对这些影响因素进行 量化，以便于对装配式混凝土建筑经济性进行综合评价。 2 1 建立建设全过程的经济评价指标体系与层次模型 通过对装配式混凝土建筑的经济性进行分析，并结合 装配式混凝土建筑的特性，本文选取了有代表性、有引导 作用的经济评价指标来构建其经济评价指标体系，如表1 所 不 表1 装配式混凝土建筑经济评价指标体 系 评价 一级经济 二级经济 对象 评价指标 评价指标 指标描述 包括对市场的合理定位、决策分析与评价时采 前期准 投资决策 取方法的科学性、是否进行多方案比较并对方 备阶段 ( Q， ) 案进行优化。若有进行相应的科研课题 ，成果 ( T ) 是否对装配式建筑的发展有所贡献。 针对不同的建筑种类、性能 ，兼顾经济性，选 结构选型 取合适的结构体系，包括：框架结构体系、剪 ( 0， ) 力墙体系、预制夹心保温外墙体系以及由它们 组成的框剪结构等混合结构。 设计阶段 P C 构件设 构件设计的参数化 、模数化程度、通用程度。 ( T 2 ) 计 (Q 。 ) 对BI M技术的运用 ，对装配式户型库和P C 构件 装 产品库的贡献。 配 构件模具 模具设计是否合理 ，是否有利于增加模具周转 式 设计 次数 。是否具有良好的强度、刚度和稳定性 ， 混 ( 0 ) 尺寸和形状精确度。 凝 土 工厂预制 所采用的仪器设备、生产工艺和管理流程是否 建 ( Q5 ) 合理 。是否有利于控制成本。 筑 构配件仓 运输方式 、运输距离。构件堆放是否有序、空 经 储运输 间组织是否合理，与施工现场的有序对接程 济 ( 0 ) 度。 评 价 建造阶段 现场安装 分为人工、材料 、机械费用。影响因素包括施 施工 工组织设计、构件的接收和吊装、现场支模水 ( U) ( T 3) ( Q ) 平 、钢筋绑扎和传统施工面现浇作业。 工期 是否制订了利于建设项目经济性的工期计划， 根据工程特点进行工期计划的优化，并结合工 ( Q 8) 程实际进展情况进行动态的工期控制 。 绿色施工 是否采取了绿色施工的相关措施 ，制定了绿色 ( Q。 J 施工的计划并对其成本加以合理控制。 使用维 使用维护 包括能源消耗费、管理服务费、财产保险费和 护阶段 费用 日常维修支出。是否利于降低能耗、降低使用 成本 ，具有合适的日常维修周期、完善的房屋 ( L ) ( Q 1 o) 维修基金收缴制度 、良好的物业管理水平。 2 2 建立评语集 评语集是对经济评价可能出现的结果的集合 ，通常 记 为V -_ y ， v ： ， ， y 。 ) 。运用语义学标度可将指标可能出现 的测量结果分为4 个等级：优秀、良好、一般和差，即 V 。_ y ， v 2 ， y ， ) 并对其进行量化依次赋值为：4 、3 、2 、l 。 2 3 确定各指标权重 权重是指各评价因素的地位和重要程度。在模糊综合 评价法中，规定第一级评价因素的权重和为1 ，并且每个评 价因素的下一级评价因素权重之和也为1 。本文采取层次分 析法来确定各因素的权重 ，其步骤如下 】 。 1 ) 建立层次结构模型。通过对问题的分析，将各影响 因素按性质 自上而下分成若干个层次，建立起层次模型。 同一层的因素既从属于上一层的因素又对其有一定程度的 影响，同时还对隶属于该因素的下层因素起支配作用。在 此，我们选取表l 中的评价指标体系构建其层次结构模型。 2 )构造成对比较矩 阵。从层次结构模型的第二层开 始，对于从属于上一层每个因素的同层各个因素，用成对 比较法按l 9 的比例标度对其重要性程度进行比较打分， 得到一个两两比较的判断矩阵，直到最下层。 3)计算权向量并进行一致性检验。计算每一个比 较判断矩阵 的最大 特征根和对应的特征向量 ，并对其进 行一致性检验。通过一致性检验的特征向量在归一化后 即为权向量 ，未通过一致性检验的需要重新修改 、构造 比 较判 断矩 阵 ，直 到满足 要 求为止 。至 于构 造调 查 问 卷 ，可邀请造价领 域相关 的多位专家 、学者和工程师 ， 根据各层次指标之问对经济性影响的重要程度进行打 分。通过分析法求得丁 。 、丁 ： 、T 、丁 这4 个阶段对经济 评价集合己 ， 的权 重向量为Q= ( O 3 5 ， 0 3 7 ， 0 1 5 , 0 1 3 ) ，丁 ， 的 权重向量为q = ( q ) = ( 1 0 0 ) ，T 各指标的权重向量为q = ( q 2 1 ， q 2 2 ， q 2 3 ) = ( 0 6 7 ， 0 1 8 ， 0 1 5 ) ，T 3 的权重向量 为q 3 = ( q q q 3 3 , q 3 4 ，q 3 5 ) = ( 0 2 7 ， 0 1 2 , 0 2 0 ， 0 2 5 ， 0 1 7 ) ，丁 4 的权重向量为 q 4 ( q 4 ) ( 1 o o ) 。 2 4 求解二级经济评价指标的隶属度 基于前述设定的评语集 ，采取专家打分法对某装配式 混凝土建筑的各个指标完成情况进行打分 。本文以位于海 门市新区的一座老年公寓为例 ：该建筑地上2 5 层，地下2 层，总建筑面积约2 5 0 0 0 ，地上建筑高度8 8 m，其建筑 外立面如图l 所示。 图1 外立面示意 该工程采用预制框架和现浇剪力墙结构体系 ，总体装 配率达到7 0 ，其标准层结构布置 青 况见图2 。 公寓外墙内外装饰、结构、保温、门窗均采用整体工 厂化生产，整个工程合理控制成本，以便于施工和绿色建 筑为建造目标，图3 为其现场拼装示意。 有1 0 位专家参加了该项目各经济指标的打分过程。 以 “ 投资决策”指标为例，有5 人认为 “ 优秀”，4 A 认为 “ 良好”，1 人认为 “ 一般”，o A认为 “ 差”，则该指标 的判断向量为 ( 0 5 0 ， 0 4 0 ， 0 1 0 ， 0 0 0 )，依次将各指标的得 分进行统计，并归一化，可以构造单因素评价的向量 、 2 0 1 6 3 B u ild in g C o n s 1r u c l io n I 同 吴水 根 王佳佳 ：装配式混凝 土建筑的经济评价 方法初探 图2 标准层结构布置示意 图3 现场拼装示意 、 和心如下 ： R 1 = 0 5 0 0 4 0 0 1 0 0 0 0 】， R2 0- 2 0 0 6 0 0- 3 0 0 6 0 0 _ 3 0 0 I 3 0 0 2 0 0 _ 3 0 0 5 0 0 40 0 3 0 0 2 0 0 4 0 0 4 0 0 - 3 0 0 4 0 0 2 0 0 0 0 0 - 3 0 0 2 0 0 - 2 0 0 _ 3 0 0_ 3 0 0 2 O 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 【 0 3 0 0 3 0 0 3 0 0 1 0 o 其中， ， 表示指标Q 对评语集 的隶属度，即被评价对 象在指标Q 面的表现是通过模糊 向量 ( R I Q , ) - ( r , , r i ,r i。 , r i ) 来刻画的，其求解步骤为前述的专家打分法，即若专家组 有n 人，认为Q 指标为 等级的人数为n j ，则蜥= 箐 。 2 5 合成模糊综合评价结果向量 结合判断矩阵与其对应的权重向量，可得二级经济评 价指标模糊综合评价结果为： g R ( g f l J 留 ， ， q ) ， l 1 2， 1 4 1 r 2 2 4 1 2 4 ( l ， b i 2 ， ， b i 4 ) 计算得到B l = ( 0 5 0 ， 0 4 0 ， 0 1 0 ， 0 0 0 ) ， = ( 0 2 9 ， 0 4 5 ， 0 1 8 ， 0 o 8 ) ， = ( 0 3 6 ， 0 3 2 ， 0 2 4 ， 0 0 8 ) ， = ( 0 3 0 ， 0 3 0 ， 0 3 0 ， 0 1 0 ) 。一 级经济评价指标的判断矩阵即为： B ，一级 经济评价指标的模糊综合评价结果为 ： B= QR=( 6 l ， b 2 ， b 3 ， b 4 ) = ( 0 3 5 ， 0 3 7 ， 0 1 5 , 0 1 3 ) 固建 筑 施 工 第 3 8 卷 第 3 期 0 5 0 0 4 0 0 1 0 0 0 0 O 2 9 0 4 5 0 1 8 0 08 0 - 3 6 0 - 3 3 0 2 5 0 0 8 O_ 3 0 O _ 3 0 0 _ 3 0 0 1 0 9 = ( 0 3 8 ， 0 4 0 ， 0 1 8 , 0 0 5 ) 。 2 6 分析模糊综合评价结果 根据评价结果计算评分值 ，并对其进行等级评定。 二级经济评价指标评分值的计算公式如下 ： A = 4 ， 3 ， 2 ， 1 B T = 4 b i l + 3 X h i 2 + 2 h i 3 + 1 b 一级经济评价指标综合 评分值的计算公式为 ： A 0 = 4 ， 3 ， 2 ， B = 4 蛐 + 3 蛐 2 + 2 b 3 + 1 6 。评价结果的定量分级标准如表2 所示。 表2 评价定量分级标准 评 价值 A 3 5 l 2 5 A 3 5 I 1 5 A 2 5 l A 1 5 评 语 优 秀 I 良 好 【 一 般 l 差 代 入数 据求 得 ：A 1 = 3 4 0 ，A 2 = 2 9 5， 4 3 = 2 9 6 ， A4 = 2 8 0 ， A = 3 1 3 。可知该装配式混凝土建筑各层次评价结 果均为 “ 良好”级别 。 3 结语 本文通过采取模糊综合评价法 ，建立 了装配式混凝土 建筑全过程的经济评价模型 ，得出了如下关于装配式混凝 土建筑经济性的结论。 1 ) 我国装配式建筑行业 目前仍处于摸索发展阶段 ，装 配式建筑普遍存在 “ 快 ”而 “ 不省”的局面 ，预制装配式 混凝土建筑住宅的成本控制将成为住宅产业发展的关键 。 2)判别一种结构体系的经济性 ，不能仅简单地将结 构主体的造价进行 比较 ，必须综合考虑所有影响造价的因 素。 3 ) 对建筑的经济性进行评价 ，可以综合采用层次分析 法 、模糊综合评价法 、专家打分法等方法 ，使得结果更加 精确 K参考文献 目 1 】 段凯元， 张季超 预制装配式混凝土住宅设计施工一体化研究U 】 施 工技术， 2 0 1 4 ( 2 2 ) ： 4 5 4 7 2 】 顾 进 住 宅 产 业 化 之 PC构 件 模 具 解 决 方 案 J 】 建 筑 施 工 ， 2 0 1 0 ( 5 ) ：4 4 5 4 4 8 3 张红 霞 装配 式住 宅全 生命 周期 经 济性分 析 D 泰安 ： 山 东农业 大学， 2 0 1 3 4 】 王爽， 王春艳 装 配式建筑与传统现 浇建筑造价对 比浅析 建 筑与 预 算， 2 0 1 4 ) 7 ) ： 2 6 2 9 【 5 张维恭 ， 胡智敏 台湾钢 结构 建筑及H型钢之 使 用t J 】建 筑钢 结构 进展 ，2 0 0 2 ( 1 ) ： 2 4 3 2 6 朱建华， 於林峰， 朱永明 当前我国工业化住宅的建设情况与策略研 究 混凝土与水泥制品， 2 0 1 3 ( 3 ) ： 6 2 6 5 7 李丽红， 肖祖海， 付欣， 等 装配整体式建筑土建工程成本分析卟 建筑 经济 2 0 1 4 ( 1 1 ) ： 6 3 6 7