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干货!施工总承包视角下装配式建筑成本影响因素研究

干货!施工总承包视角下装配式建筑成本影响因素研究

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摘要:本文站在施工总承包的角度,从构件采购、构件运输以及施工安装三个方面,通过文献归纳法筛选出 20 个装配式建筑成本影响因素,采用熵权物元可拓评价方法对影响因素进行分析,通过指标的综合关联度权重确定出构件供应关系、构件采购模式、运输距离、构件运输保护、车辆类型、二次搬运、工种间的配合水平、项目管理水平以及施工质量等因素,是影响装配式建筑成本较大的因素,并对上述影响因素提出相关对策及建议。


自 2016 年国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》以来,以装配式建筑为代表的新型建筑工业化快速推进,工业化建筑的建造水平和品质 明显提高。2016~2019 年装配式建筑新开工面积展现快速的增长势头。在 2019 年全国新开工装配式建筑达到 4.2 亿 m2,拉动社会投资近 3 万亿元。然而,我国当前装配式建筑的发展还存在诸多问题,如成本过高、装配式技术不成熟、标准规范缺失等。其中,直接影响装配式建筑发展的就是成本过高。以往学者针对装配式建筑成本影响因素多数是从装配式建筑全过程或建造过程进行分析研究 。本文站在施工总承包视角下,从构件采购、构件运输、施工安装三方面运用熵权物元可拓进行装配式建筑成本影响因素评价研究。


1 装配式建筑施工总承包成本影响因素分析


为识别出装配式建筑施工总承包成本影响因素 , 借鉴以往的研究成果,通过文献归纳法进行成本影响因素识别,在构件采购、构件运输、施工安装建立影响因素指标。


1.1 构件采购成本影响因素


在预制构件的采购过程中,构件本身的价格变化、构件市场供求关系的变化、对供应商的选择,还有采用何种构件采购模式、构件供应时间等,都会造成构件采购成本的变化。


1.2 构件运输成本影响因素


在预制构件的运输过程中,构件厂与施工地点的运输距离、运输过程选择的车辆类型以及运输路线的选择,除此以外,构件的运输保护以及运输装载效率,都会造成构件运输成本的变化。


1.3 构件施工安装成本影响因素


在构件施工安装过程中构件的二次搬运费用及搬运对构件的损耗、构件仓储及维护、吊装机械设备是否合适以及吊装的效率、工种间的配合水平、安装工人的技术水平、项目管理水平、施工的顺序及工艺、施工进度、施工质量以及工程安全等,都会造成构件施工安装成本的变化。


1.4 装配式建筑成本影响因素清单


根据以上分析得出装配式建筑施工总承包成本影响因素清单如表 1。



2 熵权物元可拓模型的建立


运用层次分析法、解释结构模型等评价方法,都不可避免的存在主观性问题,本文利用熵权物元可拓模型来进行成本影响因素评价,具有客观性、合理性。多目标因素的评价过程,评价指标的权重占据重要的一部分。在构建的评价指标体系中,一般为客观层面指标,要尽可能避免主观因素对各指标权重的影响,让评价结果更加可靠,利用熵权物元可拓来确定指标权重。


2.1 熵权法


熵表示系统的无序程度,熵权表示各指标所承载的有用信息量。熵权越大,承载的有用信息越多,该指标在综合评价中的作用越大,其指标权重越高,反之亦然。近年来,信息熵理论已初步应用于工程结构可靠性分析、财务风险分析、围岩稳定性分析和工程项目管理等领域 。


本文采用熵权法来确定指标权重的具体公式如下 :


(1)对评价指标矩阵进行归一化处理:



式中:Xij 为第 i 个参与评价个体对 j 个指标的打分,i=1,2,3…,m,m 为评价的人数,j 为影响因素指标,Xmax,Xmin 为指标得分最高分和最低分。(2)装配式建筑成本影响因素熵 Di 为:



2.2 物元可拓模型


物元可拓模型是一种直接面向问题的数学方法。物元分析中,设物元 M,物元 M 的特征为 C,对应的特征值为 X,称之为物元 R的三个元素。即 R=(M,C,X)。根据物元的设置,在物元系统中,物元将事物、特征和定量值三者结合起来,在处理问题时既要考虑数量,又要考虑特征。本文中装配式建筑成本的影响因素为我们讨论的物元。


(1)物元矩阵的设定


设定物元系统中,事物 M 具有 n 个特征,分别为 C1,C2,C3…,Cn,所对应特征值分别为X1,X2,X3…,Xn 并称其为 n 维物元,表示为:



(2)确定经典域与节域物元


将评价对象 M 划分为 j 个评价等级 ( 本文分为成本影响小、成本影响较小、成本影响中、成本影响较大、成本影响大五个等级,即j=5), 则各个评价指标 Ck 在各个评价等级所对应的标准取值范围为,其中各个区间不相交,称每个评价层次评价指标的取值区间为经典域,各评价层次的经典域Mi 的经典域矩阵为:



扩展了经典域的取值范围,即系统中评价指标的允许值范围称为节点域,那么由评价样本Mi,各个评价指标 Ck,及所对应的拓广后的取值范围



组成了节域物元矩阵 [8],记为:



式(4)和式(5)中的 P(x,X)和 P(x, Y)是点 x 与经典域 X 和节域 Y 的距离。利用距离可计算出实数 x 与区间 [a,b] 的关联度K(x),公式为



在本文计算的是二级指标等级的关联度 Kk(j,i)。其中,K 代表样本点序数,j 表示成本影响等级,i 表示指标序数,X 表示经典域,Y 表示节域。


(4)综合关联度权重计算



进行归一化后的权重 Hi 计算公式:



3 相关指标的计算及对策建议


3.1 熵权物元可拓计算


成本影响因素物元评价是根据表 1 的装配式建筑成本影响因素对装配式建筑成本的影响程度计算分值,进而进行综合评价。如前文所述,成本影响因素分为 5 个等级—影响小、较小、中、较大、大,其评价范围即经典域分别为:[0,6)、[6,7)、[7,8)、[8,9)、[9,10]。则装配式建筑成本影响因素评价指标的节域为[0,10]。


邀请 12 位在装配式建筑方面有相关研究与实践经验的专家进行评价,得到待估物元矩阵:R=[6.33,8.00,6.25,6.25,6.33,8.08,6.08,8.00,5.67,8.17,8.08,7.17,7.17,7.42,8.17,8.08,7.42,8.08,8.08,7.50]T,对影响因素的指标进行关联度计算。具体指标的关联度以及权重计算如表 2 所示。



3.2 结果分析


根据综合关联度权重的计算结果,构件供应关系、构件采购模式、运输距离、构件运输保护、车辆类型、二次搬运、工种间的配合水平、项目管理水平以及施工质量综合关联度权重相对较大。


3.3 对策建议


从上述结果分析来看,装配式建筑的施工总承包成本主要影响因素是构件供应关系、构件采购模式、运输距离、构件运输保护、车辆类型、二次搬运、工种间的配合水平、项目管理水平以及施工质量,对上述影响因素提出成本控制对策及建议。


(1)构件采购


针对构件采购的构件供应关系和构件采购模式,由于构件市场供求变化造成构件价格的浮动,在这种情况下应该选择长久合作的供应商,不会出现市场变化造成构件价格大幅度的波动。除此以外,选择合适的构件采购模式也是降低成本的关键举措,由于构件体积大、自重大,现场不能大量堆放,应该采取准时制的采购方式。以此减少构件的损耗。


(2)构件运输


影响构件运输比较大的因素是运输距离、构件运输保护、车辆类型,在选择构件厂供货时,需要考虑运输距离,尽可能选择离施工现场近的构件厂。除此以外,在构件的运输过程中,要对构件采取保护措施,避免运输途中构件的损耗。构件运输车辆选择上,选择定制的构件运输车辆。



(3)施工安装


影响现场施工安装比较大的因素是二次搬运、工种间的配合水平、项目管理水平以及施工质量。关于工种间的配合水平,应该加大对于工人的技术培训,并增加对工人的技术考核,提高工种间的合作水平。对于项目管理人员,应该增加对装配式建筑项目管理的知识培训及考核,选拔出有知识、懂技术的项目管理人员。除此以外,还要全员注重施工质量,加大在施工过程中的质量检测,避免因质量问题出现返工。


4 结语


装配式建筑具有施工速度快、节能环保等优点,但装配式建筑的成本高于现浇整体式,这是制约装配式建筑发展的主要因素之一。因此,本文主要围绕基于熵权物元可拓的装配式建筑成本影响因素的确定与关联度分析,从而寻找影响装配式建筑成本的主要因素,针对成本影响因素提出对策建议。力求降低成本费用,推动装配式建筑的发展。


(编辑:奚雅青)


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