1、PC技术经济性初讨,钟志强 13801275298/18823351236全国建筑构配件标准化委员会委员中建科技深圳分公司 副总经理/总工高级工程师 MBA,目 录,第一章 问题的提出,第二章 PC建筑技术经济性的影响因素,第三章 PC制造环节的技术经济性分析,第五章 结论与建议,第四章 PC运输环节的技术经济性分析,第一章 问题的提出,目前，PC装配式建筑建安造价普遍高于传统现浇方式，基本规律是预制率越高，造价差距越大。据北京、上海、深圳、安徽、沈阳等先行城市的数据统计显示：普通剪力墙结构建筑，当PC预制率在15%-60%之间的时候，建安造价高出大约100-500元/；普通框架结构建筑，当预
2、制率在15%-60%之间的时候，建安造价高出大约200-1000元/。这已经成为制约整个行业发展的一个重要因素，如何破解，值得深思！,现象：,现浇,预制,现浇,预制,笔者的认识：发展PC装配式建筑首先是一个技术创新活动，由技术创新推动社会关系的调整。要评价这项活动的经济和社会效益，必须采用技术经济学的分析方法，全面、客观、实事求是。,对问题的认识：,分析方法：技术经济学（Technical economy）：研究技术创新和技术管理的经济效果的学科。由我国技术专家和经济学专家创立源于解放初期大规模建设的需要基于传统经济学理论，以技术管理和技术创新的经济性质、经济特征、经济价值和经济效果为研究对象
3、。属应用经济学源头在技术创新和技术管理，终点在经济效果。,社会效益,目 录,第二章 PC建筑技术经济性的影响因素,项目特点,多维度,区域政策,项目目标,设计方案,技术方案,施工条件,实施该项目要达到的社会、经济效益是什么？,该项目建筑、结构形式是否适合用PC？,采用哪种技术体系？哪些部位预制，预制率是多少？是否有替代方案？,项目采用PC技术的施工条件？,该区域是否有支持性、补贴性政策？,PC项目决策,该项目规模、开发周期、市场定位如何？,裕景幸福家园,PC建筑技术经济性的影响因素,对PC的认识：,PC建筑技术经济性的影响因素,PC本质上是一种解决方案！,PC建筑技术经济性的影响因素,PC建筑技
4、术经济性影响因素,1、规模现浇结构规模经济效益不明显，但是预制装配式建筑体现出明显的规模经济效益。一般而言，住宅项目由于户型比较复杂，一次性建设面积应该在2万以上，低于两万平方米，成本上升很快；在2-20万平方米之间，成本随着实施规模的扩大会有所降低；超过20万平方米，规模效益就不是很明显了。框架结构的建筑，经济规模主要取决于结构的复杂程度。相对而言，如果是标准柱网，超过10层即可以表现出较好的规模经济效益。低多层建筑，每一栋房子的构件型号较多，要实现规模效益取决于构件重复的程度。一般30栋以上即可表现出较好的经济规模效益。,PC建筑技术经济性影响因素,2、建筑方案建筑方案应该适合做装配，有利
5、于发挥PC的比较优势。系统化：传统的设计思维是系统化的，建筑设计按照功能分区、采光、舒适度等要求，考虑围护、给排水、强弱电、地面、天花、内外墙等系统。这些系统之间相互适应的借口就是模数协调标准，尺寸要相互匹配。模块化：但为了适应装配化施工的需要，还需要从模块化的角度考虑问题。最终生产、安装是按照模块进行，所以又要考虑各模块之间连接构造。,PC建筑技术经济性影响因素,2、建筑方案集成化：将各系统的部品部件（围护、防水、保温、防火、管线）在一个功能模块中进行适度集成，将大大提高该模块的制造效率，降低成本，提高品质。但是集成过度又会造成生产效率降低。好的集成模块往往具有较好的比较优势，是现浇无法达到
6、。定型化：混凝土是一种可塑性极强的材料，不但自身的强度、形状、颜色、容重等可塑，同时还可以与钢筋、纤维等材料复合。因此，构件不在于是否复杂，而在于是否定型，形成系列化产品。重复生产，不仅可以提高模具利用率，还可以大大提升人工操作效率。,PC建筑技术经济性影响因素,3、结构方案PC具有良好的结构性能和耐久性，有时还具有很好的艺术表现力。但是PC的特点决定了其适应性是有一定范围的，不可放之四海而皆准。,结构计算方法：“抗震”弹塑性设计理论对PD结构可能是不适用的。日本采用“隔震”“减震”“避震”“消震”“减灾”等结构设计理念，强调结构概念设计，而不是依赖软件进行复杂设计。美国多低层结构的PC建筑甚
7、至采用手动计算方法。重要原因就是：采用“刚柔相济”的设计理论，化繁为简，通过节点应变而不是结构体的破坏消除应力。,PC建筑技术经济性影响因素,3、结构方案结构构件优化：竖向采用高强混凝土，发挥工厂化制造的优势。水平采用预应力，大大降低构件截面尺寸，节约材料。采用高强度钢筋和钢绞线，更加经济合理。,50米后张法：2.6米高，自重138吨，9孔，63根1860钢绞线比利时：1.2米高，工字型梁，C80混凝土，自重70吨。,PC建筑技术经济性影响因素,3、结构方案节点优化：需要连接成刚性的节点，可以采用螺栓、焊接、后浇混凝土、UHPC等方法，不需要刚性连接的节点，尽量不要出筋。有抗剪要求的节点，综合
8、考虑采用键槽、毛面还是钢筋连接，不能头发胡子一把抓。,PC建筑技术经济性影响因素,3、结构方案结构体现建筑之美：最美的建筑往往蕴含着结构之美，弧形、抛物线、拱、圆这些基本几何元素在建筑中应用会很美，实际上也是受力最合理的结构。用预制的方式可以实现，用现浇方式很难实现。,PC建筑技术经济性影响因素,4、业主的能力业主是否对方案有把控，是否进行了切合实际的分析，过程中是否做到“适度”管理。,是否是好的PC方案，应当将设计师的设计方案交由施工、工厂、经济方面的专家共同论证。设计、施工、生产以及经济测算方案应当同时完成。（日本前田1%的误差！）实施过程应当遵循“圆桌会议”原则，充分听取各方意见，而不是
9、将矛盾往后推。尊重参施单位的技术革新，以目标为导向，利益均沾。没有合理的利润，很难有优秀的产品。,4、业主的能力,不熟悉的开发企业应当聘请咨询公司。,PC建筑技术经济性影响因素,建筑里面的每一种PC构件都可以单独测算技术经济性，但整体测算更重要。,框架结构日本鹿岛预制梁柱技术,剪力墙结构约束浆锚连接技术,传统现浇技术,剪力墙结构钢筋套筒灌浆连接技术,4、业主的能力,PC建筑技术经济性影响因素,PC建筑技术经济性影响因素,5、承包商的能力一个PC项目是否能够做好，与承包商的能力有很大关系。实施方案策划能力：对于整个项目的重点和难点识别、管理流程制定和优化、职责分工、资源获取途径和方式等有详细策划
10、能力；深化设计能力：深化设计的一个重要目标就是将设计师的方案细化到可以落实的程度。凡是在实施过程中不断变更、改来改去的深化设计，都不是好的深化设计。从技术经济性的角度深化设计主要应该做好三项工作：型号尺寸优化、碰撞检查、材料优化。好的深化设计可以大大提升实施过程的效率，反之亦然。工艺优化能力：针对不同的项目、不同的构件应当采取不同的生产工艺，一成不变的生产工艺是不存在的，如果存在也是低效的；楼梯-成组立模或长线发、楼板预应力长线、剪力墙-固定台模、内隔墙-成组立模或连续挤出、梁-长线法、柱-长线法或者成组立模生产组织能力：在特定的时间、空间以及其他约束条件下，生产组织就像解方程式，一般会有最优
11、解；目前的项目均属于预制工程，约束条件越多，越考验工程技术管理人员的智慧。保障能力：资金、材料、人员、设备的保障能力不仅仅是其本身消耗量的问题，更牵涉到对系统效率的影响，保障能力不足所造成的的损失是隐形的。,PC建筑技术经济性影响因素,承包商实施PC项目的能力模型,PC建筑技术经济性影响因素,6、实施条件是否有合适的构件厂？运输距离？是否有经验丰富的安装队伍？是否有合适的吊车选用？是否有优惠条件？构件厂的能力对PC项目实施的影响很大，因过程的可替代性不强。运输距离在80公里以内是比较经济的，但并非超过就不行，须综合评判。有经验的安装队伍对施工的质量、成本、工期、安全乃至文明施工都有重要影响。安
12、装费变化可能在100-800元/m之间对于较大构件和较小的施工空间，吊车的选择一开始就要重视。不同的吊装方案对成本影响很大，吊车的台班费呈几何级数增长。,第三章 PC制造环节技术经济性分析,建设规模,多维度决策,区域政策,工厂目标,经济测算,工艺方案,市场前景,建设该工厂要达到的社会、经济效益是什么？企业战略是否需要？,利润率？投资回收期？内部收益率？保本点？,采用哪种工艺方案？对应的产品类型？未来的适应性？,结构或建筑发展趋势？发展前景？主要的产品类型？,该区域是否有支持性、补贴性政策？,PC工厂投资,合理的经济规模是多少？分几期建设？,营销成本工期质量,前景,IRR、NPV,回收期,风险,
13、PC制造环节技术经济性分析,PC制造环节技术经济性分析,PC制造环节技术经济性分析,定量分析方法的应用：,PC产品有构件标准图集按批量组织生产和检验生产不针对具体工程连续生产，合理库存对产品进行检验例如：排水管道、管桩、预制标准市政构件、排架结构工业厂房构件、预应力空心楼板等。,PC工程没有构件标准图集按项目组织生产和检验生产针对具体工程，有边界限制不均衡生产，提前库存通常对过程进行检验例如：预制桥梁、地铁管片、预制管廊、剪力墙结构构件、框架结构构件等。,建筑产业现代化 = 生产力（技术）+ 生产关系（社会分工）。,PC建筑技术经济性的影响因素,PC产品,PC工程,保本点,保本点,PC建筑技术
14、经济性的影响因素,变动成本,变动成本,PC制造环节技术经济性分析,降低材料费的技术措施：1、混凝土配合比（10-50元/m）：采用干硬性混凝土，降低水泥用量；采用掺合料替代水泥，辅之以激发剂和高温养护措施；采用高效早强型减水剂，降低成本，提高效率。2、采用盘条钢筋（10-30元/m） ：连续机械化生产，减少料头。3、混凝土废料回收（5-10元/m） ：大量渣土的化学成分满足混凝土的要求，可以做成各种小型构件使用。4、采用合理的模具（3-10元/m）：构造措施合理，减少密封条等辅助材料的消耗。5、采用高品质的辅料（3-10元/m）：脱模机、缓凝剂等，计算综合成本而不是材料单价。,PC制造环节技术
15、经济性分析,降低人工费的技术措施：1、优化设计图纸，降低实施难度；2、优化生产工艺，降低实施难度；3、优化产品结构，预制工程与产品合理搭配，充分利用人工；4、不断改进设备、工具，提高其对产品的适应性；5、采用自动化设备替代人工；6、创新产品及其生产工艺，实现全自动制造（预拌混凝土的例子）。7、合理组织车间工序：时间、空间、物流、人流顺畅合理，减少二次倒运；8、合理利用外包手段，与自有工人形成优势互补；9、做好人员岗前筛选和培训，让合格的人到合适的岗位上去；10、合理评估业务的可实施性，力求做到均衡生产；11、保持工人的稳定性，提高工人工作的积极性、主动性；12、严格质量检验，减少因返工、修补增
16、加的人工；,总占比10-40%优化空间30%以上,PC制造环节技术经济性分析,降低机械费的技术措施：1、合理配置设备，大小搭配、快慢搭配、高低搭配、室内外搭配，避免设备作业“忙闲不均”，设备与产品错配；2、利用先进技术和设备，从根本上降低能耗；3、做好设备日常保养，避免小病成大病；4、重视设备维修工人的管理，避免南郭先生滥竽充数；5、优化能源结构，采用先进的分布式能源、绿色能源等技术；6、应用信息技术，打造智慧工厂，提高设备利用率，提高能效。,设备配置表生产组织流程维修与保养能源结构信息化（数字化、集成化、网络化、）,PC制造环节技术经济性分析,降低固定资产摊销的技术措施：1、合理确定工厂规模
17、：太小发挥不了规模经济效益，容易错过发展机会；太大容易造成资产浪费，投资风险大；2、做好工厂项目可行性研究：产品、工艺、设备选型很重要。3、合理确定配套设施规模：对于工厂而言，这部分投资不能直接产生经济效益。4、合理确定工艺及设备：一切为了生产，因地制宜。5、合理规划工厂功能区：生产及库存的匹配性，物流、人流的合理规划。6、合理规划投资节奏：分期分批建设。7、均衡生产，分清固定成本和变动成本。8、项目选址考虑因素：土地成本、运输成本、原材料成本。,PC制造环节技术经济性分析,降低措施费的技术措施：1、模具的数量：根据项目工期、构件型号、数量进行配置，型号-数量-重量；2、模具的材质：周转次数、
18、质量保障能力、原材料的可回收性；3、模具的构造：可变部分-不可变部分；4、模具的工艺：支拆工艺、振捣工艺；5、模具的维修保养：易损件-固定件、保养措施、保养周期、配套工具；6、模具的使用规范：杜绝野蛮施工，多用小型电动工具；7、模具的重复利用：产品定型、构造、材质、维修保养。,总占比3-30%优化空间20%以上,PC制造环节技术经济性分析,降低管理费、税金的技术措施：1、把钱花在刀刃上：必要的技术人员、技术革新投入。2、利用先进技术提高效率是降低管理成本最好的措施。3、技术管理措施：ISO标准的应用（流程-职责）工作标准-资源配置4、充分利用技术成果争取税收优惠政策：节能减排政策、绿色建筑政策
19、、高新技术产品和企业政策。5、研发投入的贡献：工艺、材料、产品、技术。,总占比3-10%优化空间10%以上,第四章 PC运输环节的技术经济性分析,PC运输环节的技术经济性分析,PC运输环节的技术经济性分析,降低运输费用的技术措施：1、自有车辆与第三方物流结合；2、结合施工组织设计，优化装车方案；3、采用专业运输车或运输架；4、了解区域物流规律，优化供应商和运输路线；5、优化生产、运输、安装方案，适当库存；,第五章 结论和建议,结论一：要全面认识目前“PC装配式建筑成本高” 问题的本质,结论和建议,1、造价对品质的影响预制与现浇两种模式，所生产的产品品质是有区别的，不同品质的应该有不同的价值，对
20、应是不同的成本和售价。奥迪就应该有奥迪的成本，而不是奥拓的成本，关键要实现价值的正向传递。2、应当动态的看问题静态的看，目前预制比现浇造价是高一些，但是考虑产业成熟度、学习曲线、人工费、环保和安全成本提高等因素，动态就不高。3、不同角度看成本政府通盘考虑经济效益、社会效益；开发商考虑短期经济利益和未来竞争优势；施工企业只考虑项目成本；构件厂考虑单个业务的盈利状况，不赚钱的单子通常不接，但是如果分析清楚固定成本和变动成本，情形就会不一样。4、模式的变化如果单独考虑某一个环节，成本确实会增加，但是如果把几个环节放在一起，采用EPC模式，综合测算成本，可能就可以持平甚至降低。,结论一：要全面认识目前
21、“PC装配式建筑成本高” 问题的本质,结论和建议,1、PC是一种工程解决方案，有其自身特点，目前在施的很多项目并没有发挥其优势；2、PC与现浇相比可以在高强材料、预应力、装饰性、集成度等方面表现出比较优势；3、PC建筑与现浇建筑相比具有规模效益，不同类型的建筑经济规模有所差别；4、PC建筑要结合设备、材料、信息化等新技术来实施，才能充分体现其优势；5、就目前普遍实施的项目而言，PC仍有15%以上的成本优化空间。,结论二：要全面认识技术手段降低PC成本的潜力,结论和建议,结论三：要全面从技术创新和技术管理两个层面解决问题,1、目前我国PC建筑亟待结构技术创新；2、PC建筑设计时应同时兼具系统化和
22、模块化思维；3、BIM技术在PC制造环节最现实的应用是碰撞检查和数据集成；4、社会分工同样产生巨大的经济效益；5、新技术需要不断优化才能实现其经济和社会效益。,结论和建议,建议一：以社会责任的高度衡量PC的技术经济性,PC建筑目前在经济性上表现不佳，但社会效益十分明显。从更大范围和更广的角度来看，这恰恰是未来社会发展的方向。如果思维方式局限于眼前利益，企业将不会有大的发展。企业在承担社会责任的同时实际上也是在为自己的未来谋出路。,建议二：研究PC通用体系和专用体系，发挥PC的比较优势,日本和欧美的经验表明，针对通用结构类型，数量较大的建筑，一个国家和地区可以研究若干PC通用技术体系推广使用；同
23、样，针对业主要求、建筑特点、地域特点，企业可以研究PC专用技术体系，在某一领域推广使用。,目前我国在施的PC民用建筑，基本都是按照现浇理论设计出来，然后“等效现浇”拆分，没有发挥PC的特点和优势。PC的特点和优势至少有以下几点：1、结构理论不一样，PC结构应更强调“刚柔相济”的设计理念；2、生产工艺不一样，PC可采用的生产工艺更多，对应构件的性能更丰富；3、PC的可塑性更强，无论强度、形状、容重、装饰性还是与其他材料的复合性能都更强；4、PC与预应力结合能够发挥巨大的比较优势。,建议三：按照装配化逻辑设计建筑，充分发挥PC优势,结论和建议,建议四：按照EPC模式组织项目实施，充分发挥PC优势,结论和建议,PC构件厂在不同的生产组织体系里所处的地位不一样，因此投资收益的计算方法也不一样。基本功能包括：生产功能：作为一个生产单元，配合施工项目的实施。所生产的产品可以是标准化的，也可以是定制化的。研发功能：预制构件厂因有场地、设备、人员等的便利，有利于开展PC相关的科研。展示（营销）功能：通过构件厂样品和生产场景的展示，获得客户认可。基地功能：利用场地优势，作为EPC公司的周转中心、管理中心、培训中心等，发挥传统建筑企业所欠缺的基地作用。,建议五：正确看待PC工厂的地位及其投资收益,结论和建议,预制梦想装配未来,
