一、裝配式建筑引領(lǐng)工程建造新模式，PC構(gòu)件迎發(fā)展契機(jī)
PC構(gòu)件市場(chǎng)迎來(lái)發(fā)展契機(jī)
與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑更加強(qiáng)調(diào)前期設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工的一體化，同時(shí)國(guó)家政策積極推動(dòng)支持，裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的資源整合將成為行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。目前裝配式建筑造價(jià)高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑，但未來(lái)成本改善空間較大。近年來(lái)國(guó)家和各地方政府建議裝配式項(xiàng)目采用工程總承包模式，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)和建筑施工等環(huán)節(jié)的資源整合，降低中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生的成本。
2016年以來(lái)，國(guó)家和各地方政府陸續(xù)出臺(tái)鼓勵(lì)裝配式建筑發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，帶動(dòng)了一大批企業(yè)進(jìn)入裝配式建筑領(lǐng)域。裝配式建筑根據(jù)材料形態(tài)可分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)，在三大結(jié)構(gòu)體系中，裝配式鋼結(jié)構(gòu)目前應(yīng)用于超高層建筑以及部分試點(diǎn)的保障住房，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)（PC）因具有成本相對(duì)低、居住舒適度高、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)占主導(dǎo)地位。2017年所有在建的裝配式建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)的建筑面積占比分別為60%、34%和6%。因此，眾多建筑設(shè)計(jì)、施工等企業(yè)紛紛進(jìn)入PC領(lǐng)域，在全國(guó)掀起投資建設(shè)PC構(gòu)件工廠的熱潮，從而帶動(dòng)了PC構(gòu)件市場(chǎng)的快速發(fā)展。
二、PC工廠加快落地，2025年P(guān)C構(gòu)件將達(dá)千億規(guī)模
PC構(gòu)件廣泛應(yīng)用于住宅，工廠集中分布于核心城市群
由于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)民用建筑應(yīng)用最為廣泛，PC構(gòu)件主要在住宅建筑上使用，在公共建筑、工業(yè)建筑及市政基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域應(yīng)用較少。我國(guó)住宅建筑中的PC構(gòu)件主要有預(yù)制墻板、預(yù)制樓板、預(yù)制梁、預(yù)制柱等，應(yīng)用對(duì)象以裝配整體式結(jié)構(gòu)工程為主。
隨著全國(guó)大力推進(jìn)裝配式建筑，PC行業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展，一大批有規(guī)模和實(shí)力的科研、設(shè)計(jì)、施工等企業(yè)紛紛投資建設(shè)PC構(gòu)件工廠。2016年以來(lái)，全國(guó)新建的PC工廠已超600家，截至2019年底，全國(guó)年設(shè)計(jì)產(chǎn)能在3萬(wàn)立方米以上的PC工廠已超1000家。
由于各地區(qū)的政策目標(biāo)及推進(jìn)力度不同，全國(guó)的PC工廠布局分布產(chǎn)生不均衡現(xiàn)象。目前PC工廠主要集中在長(zhǎng)三角、京津冀等重點(diǎn)推進(jìn)的大中城市，近期中西部大城市也開始建設(shè)PC工廠。北京、上海推進(jìn)裝配式建筑的政策力度較大，整體技術(shù)管理水平較高，PC構(gòu)件市場(chǎng)初具規(guī)模；合肥、南京、深圳、濟(jì)南、成都、長(zhǎng)沙、武漢等中心城市制定鼓勵(lì)發(fā)展PC的政策，積極推廣裝配式建筑。根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，PC構(gòu)件的經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑在150公里內(nèi)，而一二線城市的土地資源極為稀缺，綜合考慮地價(jià)和運(yùn)輸成本等因素，很多PC工廠會(huì)選址在距核心需求城市150公里左右的地區(qū)。
PC構(gòu)件市場(chǎng)空間巨大，2025年將達(dá)到1307億元
隨著裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑的快速發(fā)展，我國(guó)PC構(gòu)件的市場(chǎng)規(guī)模從2013年的3億元增長(zhǎng)到2017年的56億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)108%。我們認(rèn)為未來(lái)PC構(gòu)件市場(chǎng)空間巨大，2025年將達(dá)到1307億元。
我們預(yù)測(cè)的PC構(gòu)件市場(chǎng)規(guī)模計(jì)算公式如下：PC構(gòu)件市場(chǎng)規(guī)模=裝配式混凝土建筑的新建面積×預(yù)制率×每平米混凝土體積系數(shù)×PC構(gòu)件單價(jià)
三、PC構(gòu)件成本改善空間大，優(yōu)化裝配式設(shè)計(jì)和規(guī)?；a(chǎn)是關(guān)鍵
目前裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑造價(jià)顯著高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑，其中PC構(gòu)件成本在裝配式增量成本中占比最高，是制約裝配式建筑推廣發(fā)展的主要障礙。因此，如何降低PC構(gòu)件成本是裝配式建筑未來(lái)在全國(guó)能夠大面積推廣的關(guān)鍵所在。
在PC構(gòu)件成本中，生產(chǎn)成本占比最高，但成本改善空間大，主要有兩種方式：（1）優(yōu)化裝配式設(shè)計(jì)可顯著降低PC構(gòu)件的直接生產(chǎn)成本和運(yùn)輸費(fèi)；（2）規(guī)?；a(chǎn)可有效降低PC構(gòu)件的間接生產(chǎn)成本、直接生產(chǎn)成本和運(yùn)輸費(fèi)，提高企業(yè)的盈利能力。因此，隨著PC構(gòu)件設(shè)計(jì)水平的不斷優(yōu)化，加之規(guī)模化生產(chǎn)的效益，PC構(gòu)件成本將呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
PC構(gòu)件成本
PC構(gòu)件成本主要包括生產(chǎn)成本、運(yùn)輸費(fèi)、營(yíng)銷費(fèi)用、財(cái)務(wù)費(fèi)用、管理費(fèi)用和稅費(fèi)等。與現(xiàn)澆構(gòu)件相比，PC構(gòu)件增加了工廠生產(chǎn)和物流環(huán)節(jié)。其中，生產(chǎn)成本占比最高，生產(chǎn)成本分為直接生產(chǎn)成本和間接生產(chǎn)成本。直接生產(chǎn)成本主要包括材料費(fèi)、人工費(fèi)、模具費(fèi)等；間接生產(chǎn)成本主要包括購(gòu)置土地形成的無(wú)形資產(chǎn)攤銷、廠房及設(shè)備等固定資產(chǎn)折舊等費(fèi)用的分?jǐn)?。運(yùn)輸費(fèi)包含了構(gòu)件從廠家生產(chǎn)到消費(fèi)者所在場(chǎng)地的所有運(yùn)輸費(fèi)用。
在PC構(gòu)件成本中，直接生產(chǎn)成本占55%~65%，其中占比最大的是材料費(fèi)、人工費(fèi)和模具費(fèi)；間接生產(chǎn)成本占8%~12%，主要系各類資產(chǎn)折舊和費(fèi)用攤銷所致。
以疊合樓板為例，與現(xiàn)澆混凝土板相比，裝配式疊合樓板的綜合單價(jià)高出82%。其中，直接生產(chǎn)成本（人工費(fèi)、材料費(fèi)和模具費(fèi)）和運(yùn)輸費(fèi)均高于現(xiàn)澆混凝土板。
造成上述四種費(fèi)用較高的主要原因有：
（1）人工費(fèi)：各生產(chǎn)環(huán)節(jié)工人的人工費(fèi)，包括制作人工費(fèi)、鋼筋人工費(fèi)、修補(bǔ)人工費(fèi)、輔助人工費(fèi)等。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低，經(jīng)常出現(xiàn)異形構(gòu)件，只能采用固定模臺(tái)生產(chǎn)，不能實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)；且PC構(gòu)件的鋼筋規(guī)格和間距不統(tǒng)一，連接部位都有外漏鋼筋，無(wú)法采用機(jī)械代替人工實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，只能采用人工綁扎，降低了工人的有效工時(shí)，從而影響了生產(chǎn)線效率。
（2）材料費(fèi)：目前很多企業(yè)缺乏裝配式設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，只是在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)圖上進(jìn)行修改，裝配式各環(huán)節(jié)認(rèn)識(shí)不充分，使得在構(gòu)件生產(chǎn)過程中設(shè)計(jì)圖往往需要修改，造成原材料的浪費(fèi)。
（3）模具費(fèi)：模具周轉(zhuǎn)次數(shù)低，通常鋼模具模板的厚度在6~10mm，理論上可以周轉(zhuǎn)使用200次以上。但由于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)程度低，未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，目前行業(yè)內(nèi)模具的重復(fù)使用率較低，一般行業(yè)平均在50次左右，對(duì)應(yīng)模具成本高達(dá)326元/m3。
（4）運(yùn)輸費(fèi)：運(yùn)輸費(fèi)高的原因主要有兩方面。一是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化程度低導(dǎo)致的單車裝載率較低；二是運(yùn)輸距離過遠(yuǎn)導(dǎo)致的單次運(yùn)輸成本較高，一般的經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸距離為100~150km。運(yùn)輸距離與運(yùn)輸成本大致呈線性關(guān)系，運(yùn)距越遠(yuǎn)，成本越高。
目前PC構(gòu)件成本雖然高于現(xiàn)澆構(gòu)件，但成本改善空間大，主要有兩種方式，一是優(yōu)化裝配式設(shè)計(jì)可顯著降低PC構(gòu)件的直接生產(chǎn)成本和運(yùn)輸費(fèi)，二是規(guī)?；a(chǎn)可有效降低PC構(gòu)件的間接生產(chǎn)成本、直接生產(chǎn)成本和運(yùn)輸費(fèi)。
優(yōu)化裝配式設(shè)計(jì)可降低直接生產(chǎn)成本和運(yùn)輸費(fèi)
通過合理配置鋼筋，選用標(biāo)準(zhǔn)化程度高的生產(chǎn)方式，提高構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，可顯著降低直接生產(chǎn)成本（材料費(fèi)、人工費(fèi)和模具費(fèi)）和運(yùn)輸費(fèi)。以恒大某標(biāo)準(zhǔn)樓型的48塊單向桁架疊合板為對(duì)象，從以下4個(gè)方面闡述如何通過優(yōu)化裝配式設(shè)計(jì)降低成本：
（1）合理配置鋼筋可節(jié)省原材料：桁架疊合板的物料組成中，混凝土、桁架鋼筋和受力筋占比較大，為影響物料成本的主要因素。在不改變板厚的前提下，優(yōu)化桁架鋼筋和受力鋼筋的含量是降成本的重點(diǎn)。合理選用受力鋼筋的直徑和配筋間距可適當(dāng)降低含鋼量。受力鋼筋按規(guī)范要求合理配置，含鋼量可降低13.2kg/m3，PC構(gòu)件單方成本可降低2.5%。
（2）長(zhǎng)線法生產(chǎn)顯著提高生產(chǎn)效率：桁架疊合板可采用長(zhǎng)線法生產(chǎn)或流水臺(tái)模生產(chǎn)。長(zhǎng)線法臺(tái)模只需在臺(tái)模中間增加隔斷模即可生產(chǎn)任意長(zhǎng)度、寬度和高度在一定范圍的疊合板，生產(chǎn)線人員采用人員流水配置，不同工種的工人在長(zhǎng)臺(tái)模上流水作業(yè)。而流水線臺(tái)模尺寸固定，依靠邊模固定PC構(gòu)件，臺(tái)模按照節(jié)拍時(shí)間在流水線的不同工位上流轉(zhuǎn)，生產(chǎn)人員固定在一個(gè)工位或臨近工位，需在節(jié)拍時(shí)間完成工作，因此流水線生產(chǎn)對(duì)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化要求較高。
采用長(zhǎng)線法生產(chǎn)人均砼日產(chǎn)量比流水線高21%，單線配置人數(shù)比流水線少，是較為經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方式，PC構(gòu)件成本可降低2.1%。
（3）降低模具費(fèi)：采用長(zhǎng)線法生產(chǎn)時(shí)，提高標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的比例并增加可拼接構(gòu)件比例可降低模具用量，PC單方成本可降低2.6%。
（4）降低運(yùn)輸費(fèi)：設(shè)計(jì)通過優(yōu)化疊合板尺寸裝載率可提高10%，PC單方成本降低1%。
綜上所述，通過優(yōu)化裝配式設(shè)計(jì)可降低桁架疊合板單方成本共8.2%。
規(guī)?；a(chǎn)可降低間接生產(chǎn)成本、直接生產(chǎn)成本和運(yùn)輸費(fèi)
規(guī)?；a(chǎn)是指工廠有組織、有秩序按照固定模式進(jìn)行大批量的生產(chǎn)。在一定的產(chǎn)量范圍內(nèi)，隨著產(chǎn)量的增加，平均成本不斷降低，即形成所謂的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。同等預(yù)制率情況下，裝配式項(xiàng)目規(guī)模的增加可顯著減少增量成本。在PC預(yù)制率30%的剪力墻結(jié)構(gòu)中，項(xiàng)目規(guī)模增加一倍，增量成本可顯著降低47%。
通過規(guī)?；a(chǎn)，可有效降低PC構(gòu)件的間接生產(chǎn)成本、直接生產(chǎn)成本和運(yùn)輸費(fèi)。
（1）規(guī)?；a(chǎn)降低間接生產(chǎn)成本：PC構(gòu)件企業(yè)作為一般意義上的制造企業(yè)，初始投資的固定成本較大，主要包括土地投資、廠房及設(shè)備投資、固定或流動(dòng)模臺(tái)等，這些都屬于間接生產(chǎn)成本，會(huì)分?jǐn)偟絇C構(gòu)件成本中。間接生產(chǎn)成本占比一般為8%~12%，有的工廠前期投入大，比例甚至?xí)?。而間接生產(chǎn)成本屬于固定成本，不受PC構(gòu)件產(chǎn)量的影響。因此，PC構(gòu)件生產(chǎn)有較強(qiáng)的規(guī)模效益，規(guī)模越大，間接生產(chǎn)成本的分?jǐn)偩驮降?，企業(yè)的盈利能力也越高。
（2）規(guī)?；a(chǎn)降低直接生產(chǎn)成本：以模具費(fèi)為例，規(guī)模化生產(chǎn)使模具重復(fù)使用率提高，模具費(fèi)用變得更低。目前整個(gè)行業(yè)的模具成本消耗較大，模具費(fèi)用占PC構(gòu)件成本的比例在10%左右，模具周轉(zhuǎn)次數(shù)一般在50次。若實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，模具周轉(zhuǎn)次數(shù)從50次提高至200次時(shí)，模具費(fèi)用可降低244元/m3，降幅高達(dá)75%。此外，規(guī)?；a(chǎn)可提高生產(chǎn)線使用效率，工人的有效工作時(shí)間增加，使得人工費(fèi)的分?jǐn)傄矔?huì)降低。
（3）規(guī)?；a(chǎn)降低運(yùn)輸費(fèi)：規(guī)?；a(chǎn)幫助企業(yè)在運(yùn)輸PC構(gòu)件中贏得運(yùn)費(fèi)優(yōu)惠，且產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化提高了單車裝載率，從而降低了PC構(gòu)件成本。
通過規(guī)?；a(chǎn)，PC構(gòu)件企業(yè)可以更好地提高資源使用效率，擴(kuò)大產(chǎn)量，降低成本，提高企業(yè)的盈利能力。實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)主要有以下四種途徑：
（1）確定適宜的工廠投資規(guī)模：確定適宜的工廠投資規(guī)模，根據(jù)周邊市場(chǎng)需求設(shè)計(jì)一個(gè)相對(duì)合理的產(chǎn)能水平，為實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)提供基礎(chǔ)。
（2）提高構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化水平：在設(shè)計(jì)初期對(duì)各個(gè)空間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的模塊拆分，通過對(duì)預(yù)制構(gòu)件的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，減少構(gòu)件種類，優(yōu)化工廠模具，統(tǒng)一構(gòu)件邊緣銜接設(shè)計(jì)，達(dá)到以少量標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件組合滿足差異化項(xiàng)目需求的目標(biāo)，從而為規(guī)?；a(chǎn)創(chuàng)造條件。
（3）提高生產(chǎn)的柔性制造水平：柔性制造強(qiáng)調(diào)對(duì)小批量和個(gè)性化需求的解決能力。在柔性制造情況下，企業(yè)能適應(yīng)由于市場(chǎng)需求變化和工程設(shè)計(jì)變更所出現(xiàn)的變動(dòng)，進(jìn)行多品種生產(chǎn)，且能實(shí)現(xiàn)機(jī)器操作最大限度替代人工操作，因而在提高適應(yīng)能力的同時(shí)也能在成本控制方面表現(xiàn)良好，是實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵因素。
（4）加強(qiáng)與裝配式建筑全流程的協(xié)作：PC構(gòu)件企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)與裝配式建筑全流程的協(xié)作，解決設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工一體化過程中技術(shù)與管理的脫節(jié)問題，優(yōu)化資源配置，合理安排生產(chǎn)，為實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)提供保障。
