【行業視角】裝配式混凝土結構構件成本改善空間大，2025年市場規模將達千億
一、裝配式建筑引領工程建造新模式，PC構件迎發展契機
PC構件市場迎來發展契機
與傳統現澆建筑相比，裝配式建筑更加強調前期設計、生產和施工的一體化，同時國家政策積極推動支持，裝配式建筑產業鏈各環節的資源整合將成為行業的發展趨勢。目前裝配式建筑造價高于傳統現澆建筑，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，實現建筑設計、構件生產和建筑施工等環節的資源整合，降低中間環節產生的成本。2016年以來，國家和各地方政府陸續出臺鼓勵裝配式建筑發展的產業政策，帶動了一大批企業進入裝配式建筑領域。裝配式建筑根據材料形態可分為混凝土結構、鋼結構和木結構，在三大結構體系中，裝配式鋼結構目前應用于超高層建筑以及部分試點的保障住房，裝配式混凝土結構（PC）因具有成本相對低、居住舒適度高、適用范圍廣等優勢，在我國占主導地位。2017年所有在建的裝配式建筑中，混凝土結構、鋼結構和木結構的建筑面積占比分別為60%、34%和6%。因此，眾多建筑設計、施工等企業紛紛進入PC領域，在全國掀起投資建設PC構件工廠的熱潮，從而帶動了PC構件市場的快速發展。
二、PC工廠加快落地，2025年PC構件將達千億規模
PC構件廣泛應用于住宅，工廠集中分布于核心城市群
由于裝配式混凝土結構在我國民用建筑應用最為廣泛，PC構件主要在住宅建筑上使用，在公共建筑、工業建筑及市政基礎設施等領域應用較少。我國住宅建筑中的PC構件主要有預制墻板、預制樓板、預制梁、預制柱等，應用對象以裝配整體式結構工程為主。
隨著全國大力推進裝配式建筑，PC行業迎來快速發展，一大批有規模和實力的科研、設計、施工等企業紛紛投資建設PC構件工廠。2016年以來，全國新建的PC工廠已超600家，截至2019年底，全國年設計產能在3萬立方米以上的PC工廠已超1000家。
由于各地區的政策目標及推進力度不同，全國的PC工廠布局分布產生不均衡現象。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，整體技術管理水平較高，PC構件市場初具規模；合肥、南京、深圳、濟南、成都、長沙、武漢等中心城市制定鼓勵發展PC的政策，積極推廣裝配式建筑。根據行業經驗，PC構件的經濟運輸半徑在150公里內，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。
PC構件市場空間巨大，2025年將達到1307億元
隨著裝配式混凝土結構建筑的快速發展，我國PC構件的市場規模從2013年的3億元增長到2017年的56億元，年均復合增長率高達108%。我們認為未來PC構件市場空間巨大，2025年將達到1307億元。我們預測的PC構件市場規模計算公式如下：PC構件市場規模=裝配式混凝土建筑的新建面積×預制率×每平米混凝土體積系數×PC構件單價
三、PC構件成本改善空間大，優化裝配式設計和規模化生產是關鍵
目前裝配式混凝土結構建筑造價顯著高于傳統現澆建筑，其中PC構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展的主要障礙。因此，如何降低PC構件成本是裝配式建筑未來在全國能夠大面積推廣的關鍵所在。
在PC構件成本中，生產成本占比最高，但成本改善空間大，主要有兩種方式：（1）優化裝配式設計可顯著降低PC構件的直接生產成本和運輸費；（2）規模化生產可有效降低PC構件的間接生產成本、直接生產成本和運輸費，提高企業的盈利能力。因此，隨著PC構件設計水平的不斷優化，加之規模化生產的效益，PC構件成本將呈現下降趨勢。
PC構件成本
PC構件成本主要包括生產成本、運輸費、營銷費用、財務費用、管理費用和稅費等。與現澆構件相比，PC構件增加了工廠生產和物流環節。其中，生產成本占比最高，生產成本分為直接生產成本和間接生產成本。直接生產成本主要包括材料費、人工費、模具費等；間接生產成本主要包括購置土地形成的無形資產攤銷、廠房及設備等固定資產折舊等費用的分攤。運輸費包含了構件從廠家生產到消費者所在場地的所有運輸費用。
在PC構件成本中，直接生產成本占55%~65%，其中占比最大的是材料費、人工費和模具費；間接生產成本占8%~12%，主要系各類資產折舊和費用攤銷所致。
以疊合樓板為例，與現澆混凝土板相比，裝配式疊合樓板的綜合單價高出82%。其中，直接生產成本（人工費、材料費和模具費）和運輸費均高于現澆混凝土板。
造成上述四種費用較高的主要原因有：
（1）人工費：各生產環節工人的人工費，包括制作人工費、鋼筋人工費、修補人工費、輔助人工費等。產品標準化程度低，經常出現異形構件，只能采用固定模臺生產，不能實現流水作業；且PC構件的鋼筋規格和間距不統一，連接部位都有外漏鋼筋，無法采用機械代替人工實現批量生產，只能采用人工綁扎，降低了工人的有效工時，從而影響了生產線效率。
（2）材料費：目前很多企業缺乏裝配式設計經驗，只是在傳統建筑設計圖上進行修改，裝配式各環節認識不充分，使得在構件生產過程中設計圖往往需要修改，造成原材料的浪費。
（3）模具費：模具周轉次數低，通常鋼模具模板的厚度在6~10mm，理論上可以周轉使用200次以上。但由于標準化設計程度低，未實現規模化生產，目前行業內模具的重復使用率較低，一般行業平均在50次左右，對應模具成本高達326元/m3。
（4）運輸費：運輸費高的原因主要有兩方面。一是設計標準化程度低導致的單車裝載率較低；二是運輸距離過遠導致的單次運輸成本較高，一般的經濟運輸距離為100~150km。運輸距離與運輸成本大致呈線性關系，運距越遠，成本越高。
目前PC構件成本雖然高于現澆構件，但成本改善空間大，主要有兩種方式，一是優化裝配式設計可顯著降低PC構件的直接生產成本和運輸費，二是規模化生產可有效降低PC構件的間接生產成本、直接生產成本和運輸費。
優化裝配式設計可降低直接生產成本和運輸費
通過合理配置鋼筋，選用標準化程度高的生產方式，提高構件標準化，可顯著降低直接生產成本（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化裝配式設計降低成本：
（1）合理配置鋼筋可節省原材料：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。受力鋼筋按規范要求合理配置，含鋼量可降低13.2kg/m3，PC構件單方成本可降低2.5%。
（2）長線法生產顯著提高生產效率：桁架疊合板可采用長線法生產或流水臺模生產。長線法臺模只需在臺模中間增加隔斷模即可生產任意長度、寬度和高度在一定范圍的疊合板，生產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。而流水線臺模尺寸固定，依靠邊模固定PC構件，臺模按照節拍時間在流水線的不同工位上流轉，生產人員固定在一個工位或臨近工位，需在節拍時間完成工作，因此流水線生產對構件的標準化要求較高。
采用長線法生產人均砼日產量比流水線高21%，單線配置人數比流水線少，是較為經濟的生產方式，PC構件成本可降低2.1%。
（3）降低模具費：采用長線法生產時，提高標準構件的比例并增加可拼接構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：設計通過優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，通過優化裝配式設計可降低桁架疊合板單方成本共8.2%。
規模化生產可降低間接生產成本、直接生產成本和運輸費
規模化生產是指工廠有組織、有秩序按照固定模式進行大批量的生產。在一定的產量范圍內，隨著產量的增加，平均成本不斷降低，即形成所謂的規模經濟。同等預制率情況下，裝配式項目規模的增加可顯著減少增量成本。在PC預制率30%的剪力墻結構中，項目規模增加一倍，增量成本可顯著降低47%。
通過規模化生產，可有效降低PC構件的間接生產成本、直接生產成本和運輸費。
（1）規模化生產降低間接生產成本：PC構件企業作為一般意義上的制造企業，初始投資的固定成本較大，主要包括土地投資、廠房及設備投資、固定或流動模臺等，這些都屬于間接生產成本，會分攤到PC構件成本中。間接生產成本占比一般為8%~12%，有的工廠前期投入大，比例甚至會更高。而間接生產成本屬于固定成本，不受PC構件產量的影響。因此，PC構件生產有較強的規模效益，規模越大，間接生產成本的分攤就越低，企業的盈利能力也越高。
（2）規模化生產降低直接生產成本：以模具費為例，規模化生產使模具重復使用率提高，模具費用變得更低。目前整個行業的模具成本消耗較大，模具費用占PC構件成本的比例在10%左右，模具周轉次數一般在50次。若實現規模化生產，模具周轉次數從50次提高至200次時，模具費用可降低244元/m3，降幅高達75%。此外，規模化生產可提高生產線使用效率，工人的有效工作時間增加，使得人工費的分攤也會降低。
通過規模化生產，PC構件企業可以更好地提高資源使用效率，擴大產量，降低成本，提高企業的盈利能力。
實現規模化生產主要有以下四種途徑：
（1）確定適宜的工廠投資規模：確定適宜的工廠投資規模，根據周邊市場需求設計一個相對合理的產能水平，為實現規模化生產提供基礎。
（2）提高構件設計標準化水平：在設計初期對各個空間進行標準化的模塊拆分，通過對預制構件的模塊化、標準化設計，減少構件種類，優化工廠模具，統一構件邊緣銜接設計，達到以少量標準化構件組合滿足差異化項目需求的目標，從而為規模化生產創造條件。
（3）提高生產的柔性制造水平：柔性制造強調對小批量和個性化需求的解決能力。在柔性制造情況下，企業能適應由于市場需求變化和工程設計變更所出現的變動，進行多品種生產，且能實現機器操作最大限度替代人工操作，因而在提高適應能力的同時也能在成本控制方面表現良好，是實現規模化生產的關鍵因素。
（4）加強與裝配式建筑全流程的協作：PC構件企業應加強與裝配式建筑全流程的協作，解決設計、生產和施工一體化過程中技術與管理的脫節問題，優化資源配置，合理安排生產，為實現規模經濟提供保障。