引言
裝配式建築是國家建築產業轉型升級的重要發展方向，但是PC成本過高是導致裝配式砼結構住宅項目建安成本居高不下的主要原因。既要符合性地滿足國家或地方建設行政主管部門對於預製率或者裝配率的要求，又要有效控制項目建安成本，是大多數地產開發商所面臨的難題。
本文以恆大地產公司的標準樓型產品為對象，由中民築友建築設計有限公司針對不同的預製裝配率完成了7套不同裝配方案，並綜合製造、運輸與總裝生產環節，對不同方案的建造全成本進行對比與分析，旨在揭示不同預製率與成本的關係，併為裝配式建築設計前端降本提供方向和支持。
項目背景
1、項目基本信息
本文的研究對象1#棟為恆大高層住宅標準戶型產品（如圖1所示），2梯4戶，3種戶型。建築地上共32層，其中首層架空，地面總高度97.75m，地上建築面積14604.72m2；標準層高3m，標準層建築面積453.55m2。
項目位於6度抗震設防區，設計基本地震加速度0.05g，結構採用裝配整體式剪力牆結構體系，剪力牆抗震等級為三級。 戶型佈置和結構體系對於高層住宅產品均具典型性。
圖1 1#棟標準層戶型圖
2、成本分析範圍
為了反映不同拆分方案下的成本差異，選擇以±0.00以上，第15F標準層為對象，包含主體、粗裝修、外牆外保溫和外立面裝飾工程費，建築物單體內的措施費、臨建設施費和項目部管理費（不同預製率方案下存在差異的部分）；但不包含屋面、精裝修、機電、門窗和欄杆工程費（不同預製率方案下無差異部分）。
計價方式採用自主研發企業定額，涵蓋了M（製造）和C（總裝）兩大生產業務版塊，除直接生產成本之外，還對以下間接成本進行了成本量化。
（1）製造：PC工廠的生產排產方案、模具方案和裝車方案；
（2）總裝：工期影響，內支撐、外防護、模板、垂直運輸等各項措施。
與傳統建築行業按照社會平均水平的地區定額算量計價不同的是，企業定額按照製造業普遍採用的ABC作業成本法進行成本計價，目的是讓成本儘可能真實地反映出建造實現過程的差異，並通過分析尋找降低生產成本的方向。
裝配率/預製率
裝配率（或預製率）由深化設計方案決定。根據7套設計拆分方案，分別按照新國標（《裝配式建築評價標準GB/T51129-2017》，簡稱"新國標"）計算裝配率，按照老國標（《工業化建築評價標準（GB/T51129-2015）》，簡稱"老國標"）計算預製率如表1所示。
其中，預製率是指主體結構和圍護結構中，預製構件部分的砼用量佔對應部分砼總用量的體積比。如果不考慮採用裝配式機電和裝修，與裝配率相比，預製率能夠更直觀地反映預製程度的差異。
方案1完全按照傳統現澆建造方式：即主體結構現澆，填充牆砌築。
方案2主要考慮水平構件預製，預製的構件類型包含疊合樓板底板、陽臺板、空調板、樓梯和裝飾件。對應預製率為17.2%，但裝配率僅為6%，且全部由全裝修貢獻得分。
方案3仍為水平構件預製，但在方案2的基礎上增加預製疊合梁。
方案4在方案3水平構件預製的基礎上，預製構件增加部分單板外牆。
方案5在方案4的基礎上，預製構件增加承重內牆。
方案6在方案4的基礎上，增大剪力牆預製的程度，將能夠預製的承重牆體儘可能選擇預製，同時增加預製衛生間沉箱。
方案7與方案6的差異是將單板外牆替換為集裝飾保溫功能於一體的三明治外牆。
儘管預製率伴隨預製構件的增加而增加，但是按照新國標，方案1~4，因裝配率小於50%均不能稱之為裝配式建築。
表1 7套方案的預製率/裝配率
不同類型構件對預製率/裝配率的貢獻度
不同類型構件對預製率/裝配率達到貢獻度分佈如表2、表3所示。如僅需滿足所在地區預製率15%~20%的要求，出於經濟性考慮，應儘可能預製水平構件，含疊合樓板底板、樓梯、陽臺板、疊合梁和空調板；如預製率需達30%~40%，還應預製承重牆。
要達到新國標50%的裝配率要求，主體結構的水平構件中：疊合樓板底板、疊合梁、樓梯、陽臺、空調板均需預製，豎向構件：內、外牆均需參與預製。剩餘14%分別由非承重圍護牆非砌築（3%）、內隔牆非砌築（5%）和全裝修（6%）貢獻。
預製率與成本的關係
根據不同拆分方案計算生產全成本，不同預製率與成本的關係如圖2所示，不同方案較之傳統方案（方案1）的單位建築面積成本增量如圖3所示。紅色折線顯示的變化趨勢是：預製率升高，成本增高，但增加的幅度在不同區間內是有差異的。
方案4至方案5的斜率最小，顯示出該區間由成本增量提升的預製率最高（獲得預製率/裝配率的顯著提升），陡然的、急劇的成本增加發生在方案6和7之間。其中，方案6的PC成本構成如圖4所示。
圖2 預製與成本的關係（單位：元/m²）
圖3 不同預製率方案較為傳統施工方式的成本增量（單位：元//m²）
圖4 方案6的PC成本構成
決定成本的主要要素：實體體積、鋼筋和現場模板含量三大指標，在不同預製率情況下的變化趨勢分別如圖5~圖7所示、其中實體體積由PC，現澆砼和填充牆三部分構成。
伴隨預製率提升，PC含量增加，現澆砼和填充牆含量相應降低；整體體積含量方案7較其餘方案顯著增加，由三明治外牆板的保溫和砼飾面層的體積增加導致。鋼筋含量隨預製率提升呈逐漸上升的趨勢，方案7較之方案1的鋼筋增量達25%。
但預製率提高，同時也帶來了現場模板用量的明顯降低，方案7較之方案1模板用量降幅高達75%，採用鋁合金模板可大量減少現場抹灰工作，為裝配式建築帶來了較多的成本降低，同時節約粗裝修工期。
因此，主要的成本增量來自於PC體積增量，由PC帶來的鋼筋含量增量，主要的成本減量來自於現場模板和免抹灰。
圖5 不同預製率方案的實體體積含量（單位：m³/m²)
圖6 不同預製率方案的鋼筋含量（單位：kg/m²）
圖7 不同預製率方案的模板含量（單位：m²/m²;m²/m³）
結論
綜上所述，伴隨預製率提升，成本增高，但不同區間的成本增幅不同。擬採取裝配式建築的開發商可以結合項目所在地區對於預製率或裝配率的要求，以及可以接受的成本增量，選擇相應的構件拆分方案。建議如下：
（1）如僅需滿足所在地區預製率15%~20%的要求，應儘可能預製水平構件。
（2）如預製率需達30%~40%，還應預製承重牆。
（3）要達到50%的裝配率要求，主體結構的水平構件中均需預製；豎向構件：內、外牆均需參與預製；除此之外，還應採取非承重圍護牆非砌築、內隔牆非砌築和全裝修。
然而，這並非意味著開發商必須要為採用裝配式建築付出更高的增量成本。 本項研究所依的深化拆分設計方案是建立在施工圖設計業已完成的基礎上，進行了一系列的優化動作，使其儘可能的標準化、模數化，然而無法改變其"基因"，如果裝配式建築設計在方案設計階段介入，通過方案調整，才能從源頭解決標準化、模數化和成本優化的問題；
我們也在研究過程中綜合平衡了項目的安全、質量、成本與進度，總結了設計統籌系統降本路徑，如戶型產品標準化、PC構件標準化、模具標準化，生產排模優化和總裝計劃優化等，可為業主提供不僅限於成本的EMPC全流程服務。
在EMPC（Engineering-Manufacturing-Procurement-Construction）承包模式下，設計統籌包含兩重含義：
（1）設計自身對於各專業的統籌與協同——設計自身的優化；
（2）設計對於製造、總裝生產環節可實現性的統籌——設計統籌後端產業鏈。裝配式建築設計方只有在更早時點以EMPC方式介入，系統降本優勢將集中體現，後續中民築友建築設計有限公司將在設計優化專題提供深入解答。
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