一、装配式建筑引领工程建造新模式，PC构件迎发展契机
与传统现浇建筑相比，装配式建筑更加强调前期设计、生产和施工的一体化，同时国家政策积极推动支持，装配式建筑产业链各环节的资源整合将成为行业的发展趋势。目前装配式建筑造价高于传统现浇建筑，但未来成本改善空间较大。近年来国家和各地方政府建议装配式项目采用工程总承包模式，实现建筑设计、构件生产和建筑施工等环节的资源整合，降低中间环节产生的成本。2016年以来，国家和各地方政府陆续出台鼓励装配式建筑发展的产业政策，带动了一大批企业进入装配式建筑领域。装配式建筑根据材料形态可分为混凝土结构、钢结构和木结构，在三大结构体系中，装配式钢结构目前应用于超高层建筑以及部分试点的保障住房，装配式混凝土结构（PC）因具有成本相对低、居住舒适度高、适用范围广等优势，在我国占主导地位。2017年所有在建的装配式建筑中，混凝土结构、钢结构和木结构的建筑面积占比分别为60%、34%和6%。因此，众多建筑设计、施工等企业纷纷进入PC领域，在全国掀起投资建设PC构件工厂的热潮，从而带动了PC构件市场的快速发展。
二、PC工厂加快落地，2025年PC构件将达千亿规模
由于装配式混凝土结构在我国民用建筑应用最为广泛，PC构件主要在住宅建筑上使用，在公共建筑、工业建筑及市政基础设施等领域应用较少。我国住宅建筑中的PC构件主要有预制墙板、预制楼板、预制梁、预制柱等，应用对象以装配整体式结构工程为主。随着全国大力推进装配式建筑，PC行业迎来快速发展，一大批有规模和实力的科研、设计、施工等企业纷纷投资建设PC构件工厂。2016年以来，全国新建的PC工厂已超600家，截至2019年底，全国年设计产能在3万立方米以上的PC工厂已超1000家。由于各地区的政策目标及推进力度不同，全国的PC工厂布局分布产生不均衡现象。目前PC工厂主要集中在长三角、京津冀等重点推进的大中城市，近期中西部大城市也开始建设PC工厂。北京、上海推进装配式建筑的政策力度较大，整体技术管理水平较高，PC构件市场初具规模；合肥、南京、深圳、济南、成都、长沙、武汉等中心城市制定鼓励发展PC的政策，积极推广装配式建筑。根据行业经验，PC构件的经济运输半径在150公里内，而一二线城市的土地资源极为稀缺，综合考虑地价和运输成本等因素，很多PC工厂会选址在距核心需求城市150公里左右的地区。
PC构件市场空间巨大，2025年将达到1307亿元随着装配式混凝土结构建筑的快速发展，我国PC构件的市场规模从2013年的3亿元增长到2017年的56亿元，年均复合增长率高达108%。我们认为未来PC构件市场空间巨大，2025年将达到1307亿元。我们预测的PC构件市场规模计算公式如下：PC构件市场规模=装配式混凝土建筑的新建面积×预制率×每平米混凝土体积系数×PC构件单价
三、PC构件成本改善空间大，优化装配式设计和规模化生产是关键
目前装配式混凝土结构建筑造价显著高于传统现浇建筑，其中PC构件成本在装配式增量成本中占比最高，是制约装配式建筑推广发展的主要障碍。因此，如何降低PC构件成本是装配式建筑未来在全国能够大面积推广的关键所在。在PC构件成本中，生产成本占比最高，但成本改善空间大，主要有两种方式：（1）优化装配式设计可显著降低PC构件的直接生产成本和运输费；（2）规模化生产可有效降低PC构件的间接生产成本、直接生产成本和运输费，提高企业的盈利能力。因此，随着PC构件设计水平的不断优化，加之规模化生产的效益，PC构件成本将呈现下降趋势。PC构件成本主要包括生产成本、运输费、营销费用、财务费用、管理费用和税费等。与现浇构件相比，PC构件增加了工厂生产和物流环节。其中，生产成本占比最高，生产成本分为直接生产成本和间接生产成本。直接生产成本主要包括材料费、人工费、模具费等；间接生产成本主要包括购置土地形成的无形资产摊销、厂房及设备等固定资产折旧等费用的分摊。运输费包含了构件从厂家生产到消费者所在场地的所有运输费用。在PC构件成本中，直接生产成本占55%~65%，其中占比最大的是材料费、人工费和模具费；间接生产成本占8%~12%，主要系各类资产折旧和费用摊销所致。
以叠合楼板为例，与现浇混凝土板相比，装配式叠合楼板的综合单价高出82%。其中，直接生产成本（人工费、材料费和模具费）和运输费均高于现浇混凝土板。
（1）人工费：各生产环节工人的人工费，包括制作人工费、钢筋人工费、修补人工费、辅助人工费等。产品标准化程度低，经常出现异形构件，只能采用固定模台生产，不能实现流水作业；且PC构件的钢筋规格和间距不统一，连接部位都有外漏钢筋，无法采用机械代替人工实现批量生产，只能采用人工绑扎，降低了工人的有效工时，从而影响了生产线效率。（2）材料费：目前很多企业缺乏装配式设计经验，只是在传统建筑设计图上进行修改，装配式各环节认识不充分，使得在构件生产过程中设计图往往需要修改，造成原材料的浪费。（3）模具费：模具周转次数低，通常钢模具模板的厚度在6~10mm，理论上可以周转使用200次以上。但由于标准化设计程度低，未实现规模化生产，目前行业内模具的重复使用率较低，一般行业平均在50次左右，对应模具成本高达326元/m³。（4）运输费：运输费高的原因主要有两方面。一是设计标准化程度低导致的单车装载率较低；二是运输距离过远导致的单次运输成本较高，一般的经济运输距离为100~150km。运输距离与运输成本大致呈线性关系，运距越远，成本越高。目前PC构件成本虽然高于现浇构件，但成本改善空间大，主要有两种方式，一是优化装配式设计可显著降低PC构件的直接生产成本和运输费，二是规模化生产可有效降低PC构件的间接生产成本、直接生产成本和运输费。通过合理配置钢筋，选用标准化程度高的生产方式，提高构件标准化，可显著降低直接生产成本（材料费、人工费和模具费）和运输费。以恒大某标准楼型的48块单向桁架叠合板为对象，从以下4个方面阐述如何通过优化装配式设计降低成本：（1）合理配置钢筋可节省原材料：桁架叠合板的物料组成中，混凝土、桁架钢筋和受力筋占比较大，为影响物料成本的主要因素。在不改变板厚的前提下，优化桁架钢筋和受力钢筋的含量是降成本的重点。合理选用受力钢筋的直径和配筋间距可适当降低含钢量。受力钢筋按规范要求合理配置，含钢量可降低13.2kg/m³，PC构件单方成本可降低2.5%。（2）长线法生产显著提高生产效率：桁架叠合板可采用长线法生产或流水台模生产。长线法台模只需在台模中间增加隔断模即可生产任意长度、宽度和高度在一定范围的叠合板，生产线人员采用人员流水配置，不同工种的工人在长台模上流水作业。而流水线台模尺寸固定，依靠边模固定PC构件，台模按照节拍时间在流水线的不同工位上流转，生产人员固定在一个工位或临近工位，需在节拍时间完成工作，因此流水线生产对构件的标准化要求较高。采用长线法生产人均砼日产量比流水线高21%，单线配置人数比流水线少，是较为经济的生产方式，PC构件成本可降低2.1%。
（3）降低模具费：采用长线法生产时，提高标准构件的比例并增加可拼接构件比例可降低模具用量，PC单方成本可降低2.6%。（4）降低运输费：设计通过优化叠合板尺寸装载率可提高10%，PC单方成本降低1%。综上所述，通过优化装配式设计可降低桁架叠合板单方成本共8.2%。
规模化生产可降低间接生产成本、直接生产成本和运输费规模化生产是指工厂有组织、有秩序按照固定模式进行大批量的生产。在一定的产量范围内，随着产量的增加，平均成本不断降低，即形成所谓的规模经济。同等预制率情况下，装配式项目规模的增加可显著减少增量成本。在PC预制率30%的剪力墙结构中，项目规模增加一倍，增量成本可显著降低47%。
通过规模化生产，可有效降低PC构件的间接生产成本、直接生产成本和运输费。（1）规模化生产降低间接生产成本：PC构件企业作为一般意义上的制造企业，初始投资的固定成本较大，主要包括土地投资、厂房及设备投资、固定或流动模台等，这些都属于间接生产成本，会分摊到PC构件成本中。间接生产成本占比一般为8%~12%，有的工厂前期投入大，比例甚至会更高。而间接生产成本属于固定成本，不受PC构件产量的影响。因此，PC构件生产有较强的规模效益，规模越大，间接生产成本的分摊就越低，企业的盈利能力也越高。（2）规模化生产降低直接生产成本：以模具费为例，规模化生产使模具重复使用率提高，模具费用变得更低。目前整个行业的模具成本消耗较大，模具费用占PC构件成本的比例在10%左右，模具周转次数一般在50次。若实现规模化生产，模具周转次数从50次提高至200次时，模具费用可降低244元/m³，降幅高达75%。此外，规模化生产可提高生产线使用效率，工人的有效工作时间增加，使得人工费的分摊也会降低。
（3）规模化生产降低运输费：规模化生产帮助企业在运输PC构件中赢得运费优惠，且产品的标准化提高了单车装载率，从而降低了PC构件成本。通过规模化生产，PC构件企业可以更好地提高资源使用效率，扩大产量，降低成本，提高企业的盈利能力。实现规模化生产主要有以下四种途径：（1）确定适宜的工厂投资规模：确定适宜的工厂投资规模，根据周边市场需求设计一个相对合理的产能水平，为实现规模化生产提供基础。（2）提高构件设计标准化水平：在设计初期对各个空间进行标准化的模块拆分，通过对预制构件的模块化、标准化设计，减少构件种类，优化工厂模具，统一构件边缘衔接设计，达到以少量标准化构件组合满足差异化项目需求的目标，从而为规模化生产创造条件。（3）提高生产的柔性制造水平：柔性制造强调对小批量和个性化需求的解决能力。在柔性制造情况下，企业能适应由于市场需求变化和工程设计变更所出现的变动，进行多品种生产，且能实现机器操作最大限度替代人工操作，因而在提高适应能力的同时也能在成本控制方面表现良好，是实现规模化生产的关键因素。（4）加强与装配式建筑全流程的协作：PC构件企业应加强与装配式建筑全流程的协作，解决设计、生产和施工一体化过程中技术与管理的脱节问题，优化资源配置，合理安排生产，为实现规模经济提供保障。
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