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熱點關(guān)注 | 行業(yè)研究報告:裝配式混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件成本改善空間大,2025年市場規(guī)模將達千億

廣東裝配式建筑分會     2020-06-30     2803


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


PC構(gòu)件市場迎來發(fā)展契機


與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比,裝配式建筑更加強調(diào)前期設(shè)計、生產(chǎn)和施工的一體化,同時國家政策積極推動支持,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。目前裝配式建筑造價高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑,但未來成本改善空間較大。近年來國家和各地方政府建議裝配式項目采用工程總承包模式,實現(xiàn)建筑設(shè)計、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,國家和各地方政府陸續(xù)出臺鼓勵裝配式建筑發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策,帶動了一大批企業(yè)進入裝配式建筑領(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的保障住房,裝配式混凝土結(jié)構(gòu)(PC)因具有成本相對低、居住舒適度高、適用范圍廣等優(yōu)勢,在我國占主導(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、施工等企業(yè)紛紛進入PC領(lǐng)域,在全國掀起投資建設(shè)PC構(gòu)件工廠的熱潮,從而帶動了PC構(gòu)件市場的快速發(fā)展。


二、PC工廠加快落地,2025年P(guān)C構(gòu)件將達千億規(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)用對象以裝配整體式結(jié)構(gòu)工程為主。


隨著全國大力推進裝配式建筑,PC行業(yè)迎來快速發(fā)展,一大批有規(guī)模和實力的科研、設(shè)計、施工等企業(yè)紛紛投資建設(shè)PC構(gòu)件工廠。2016年以來,全國新建的PC工廠已超600家,截至2019年底,全國年設(shè)計產(chǎn)能在3萬立方米以上的PC工廠已超1000家。


由于各地區(qū)的政策目標及推進力度不同,全國的PC工廠布局分布產(chǎn)生不均衡現(xiàn)象。目前PC工廠主要集中在長三角、京津冀等重點推進的大中城市,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)件市場初具規(guī)模;合肥、南京、深圳、濟南、成都、長沙、武漢等中心城市制定鼓勵發(fā)展PC的政策,積極推廣裝配式建筑。根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗,PC構(gòu)件的經(jīng)濟運輸半徑在150公里內(nèi),而一二線城市的土地資源極為稀缺,綜合考慮地價和運輸成本等因素,很多PC工廠會選址在距核心需求城市150公里左右的地區(qū)。

 


PC構(gòu)件市場空間巨大,2025年將達到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PC構(gòu)件的市場規(guī)模從2013年的3億元增長到2017年的56億元,年均復(fù)合增長率高達108%。我們認為未來PC構(gòu)件市場空間巨大,2025年將達到1307億元。


我們預(yù)測的PC構(gòu)件市場規(guī)模計算公式如下:PC構(gòu)件市場規(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

 


 

三、PC構(gòu)件成本改善空間大,優(yōu)化裝配式設(shè)計和規(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在全國能夠大面積推廣的關(guān)鍵所在。


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)計可顯著降低PC構(gòu)件的直接生產(chǎn)成本和運輸費;(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)成本和運輸費,提高企業(yè)的盈利能力。因此,隨著PC構(gòu)件設(shè)計水平的不斷優(yōu)化,加之規(guī)?;a(chǎn)的效益,PC構(gòu)件成本將呈現(xiàn)下降趨勢。


PC構(gòu)件成本


PC構(gòu)件成本主要包括生產(chǎn)成本、運輸費、營銷費用、財務(wù)費用、管理費用和稅費等。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、人工費、模具費等;間接生產(chǎn)成本主要包括購置土地形成的無形資產(chǎn)攤銷、廠房及設(shè)備等固定資產(chǎn)折舊等費用的分攤。運輸費包含了構(gòu)件從廠家生產(chǎn)到消費者所在場地的所有運輸費用。


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、人工費和模具費;間接生產(chǎn)成本占8%~12%,主要系各類資產(chǎn)折舊和費用攤銷所致。

 


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高出82%。其中,直接生產(chǎn)成本(人工費、材料費和模具費)和運輸費均高于現(xiàn)澆混凝土板。

 


造成上述四種費用較高的主要原因有:


1)人工費:各生產(chǎn)環(huán)節(jié)工人的人工費,包括制作人工費、鋼筋人工費、修補人工費、輔助人工費等。產(chǎn)品標準化程度低,經(jīng)常出現(xiàn)異形構(gòu)件,只能采用固定模臺生產(chǎn),不能實現(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,無法采用機械代替人工實現(xiàn)批量生產(chǎn),只能采用人工綁扎,降低了工人的有效工時,從而影響了生產(chǎn)線效率。


2)材料費:目前很多企業(yè)缺乏裝配式設(shè)計經(jīng)驗,只是在傳統(tǒng)建筑設(shè)計圖上進行修改,裝配式各環(huán)節(jié)認識不充分,使得在構(gòu)件生產(chǎn)過程中設(shè)計圖往往需要修改,造成原材料的浪費。


3)模具費: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。但由于標準化設(shè)計程度低,未實現(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,對應(yīng)模具成本高達326元/m?3;。


4)運輸費:運輸費高的原因主要有兩方面。一是設(shè)計標準化程度低導(dǎo)致的單車裝載率較低;二是運輸距離過遠導(dǎo)致的單次運輸成本較高,一般的經(jīng)濟運輸距離為100~150km。運輸距離與運輸成本大致呈線性關(guān)系,運距越遠,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)計可顯著降低PC構(gòu)件的直接生產(chǎn)成本和運輸費,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)成本和運輸費。


優(yōu)化裝配式設(shè)計可降低直接生產(chǎn)成本和運輸費


通過合理配置鋼筋,選用標準化程度高的生產(chǎn)方式,提高構(gòu)件標準化,可顯著降低直接生產(chǎn)成本(材料費、人工費和模具費)和運輸費。以恒大某標準樓型的48塊單向桁架疊合板為對象,從以下4個方面闡述如何通過優(yōu)化裝配式設(shè)計降低成本:


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。合理選用受力鋼筋的直徑和配筋間距可適當降低含鋼量。受力鋼筋按規(guī)范要求合理配置,含鋼量可降低13.2kg/m?3;,PC構(gòu)件單方成本可降低2.5%。


2)長線法生產(chǎn)顯著提高生產(chǎn)效率:桁架疊合板可采用長線法生產(chǎn)或流水臺模生產(chǎn)。長線法臺模只需在臺模中間增加隔斷模即可生產(chǎn)任意長度、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臺模上流水作業(yè)。而流水線臺模尺寸固定,依靠邊模固定PC構(gòu)件,臺模按照節(jié)拍時間在流水線的不同工位上流轉(zhuǎn),生產(chǎn)人員固定在一個工位或臨近工位,需在節(jié)拍時間完成工作,因此流水線生產(chǎn)對構(gòu)件的標準化要求較高。


采用長線法生產(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)濟的生產(chǎn)方式,PC構(gòu)件成本可降低2.1%。


 

3)降低模具費:采用長線法生產(chǎn)時,提高標準構(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)降低運輸費:設(shè)計通過優(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)成本和運輸費


規(guī)模化生產(chǎn)是指工廠有組織、有秩序按照固定模式進行大批量的生產(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。同等預(yù)制率情況下,裝配式項目規(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,項目規(guī)模增加一倍,增量成本可顯著降低47%。

 


通過規(guī)模化生產(chǎn),可有效降低PC構(gòu)件的間接生產(chǎn)成本、直接生產(chǎn)成本和運輸費。


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、固定或流動模臺等,這些都屬于間接生產(chǎn)成本,會分攤到PC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,比例甚至會更高。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)有較強的規(guī)模效益,規(guī)模越大,間接生產(chǎn)成本的分攤就越低,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:以模具費為例,規(guī)模化生產(chǎn)使模具重復(fù)使用率提高,模具費用變得更低。目前整個行業(yè)的模具成本消耗較大,模具費用占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。若實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),模具周轉(zhuǎn)次數(shù)從50次提高至200次時,模具費用可降低244元/m?3;,降幅高達75%。此外,規(guī)?;a(chǎn)可提高生產(chǎn)線使用效率,工人的有效工作時間增加,使得人工費的分攤也會降低。

 


3)規(guī)?;a(chǎn)降低運輸費:規(guī)?;a(chǎn)幫助企業(yè)在運輸PC構(gòu)件中贏得運費優(yōu)惠,且產(chǎn)品的標準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,擴大產(chǎn)量,降低成本,提高企業(yè)的盈利能力。實現(xiàn)規(guī)?;a(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)周邊市場需求設(shè)計一個相對合理的產(chǎn)能水平,為實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)提供基礎(chǔ)。


2)提高構(gòu)件設(shè)計標準化水平:在設(shè)計初期對各個空間進行標準化的模塊拆分,通過對預(yù)制構(gòu)件的模塊化、標準化設(shè)計,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,達到以少量標準化構(gòu)件組合滿足差異化項目需求的目標,從而為規(guī)模化生產(chǎn)創(chuàng)造條件。


3)提高生產(chǎn)的柔性制造水平:柔性制造強調(diào)對小批量和個性化需求的解決能力。在柔性制造情況下,企業(yè)能適應(yīng)由于市場需求變化和工程設(shè)計變更所出現(xiàn)的變動,進行多品種生產(chǎn),且能實現(xiàn)機器操作最大限度替代人工操作,因而在提高適應(yīng)能力的同時也能在成本控制方面表現(xiàn)良好,是實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)的關(guān)鍵因素。


4)加強與裝配式建筑全流程的協(xié)作:PC構(gòu)件企業(yè)應(yīng)加強與裝配式建筑全流程的協(xié)作,解決設(shè)計、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),為實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟提供保障。



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