淺談建筑設(shè)計參數(shù)分析模型的工程造價估算

【摘要】伴隨著市場經(jīng)濟的深化發(fā)展，我國建筑行業(yè)領(lǐng)域招標(biāo)投標(biāo)制度的應(yīng)用逐步推廣。在這個背景下，工程造價的估算模式進(jìn)行著不斷發(fā)展與創(chuàng)新，如何提高造價估算的準(zhǔn)確率，提高估算工作的效率，成為業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的問題。本文分析了造價估算在工程項目中的重要作用，闡述了不同的估算模式，并對建筑設(shè)計參數(shù)分析模型下的造價估算進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，希望引導(dǎo)一定的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】建筑項目;設(shè)計參數(shù);工程造價;模型;估算

對建筑工程項目的造價進(jìn)行科學(xué)合理的預(yù)測，是控制工程成本的重要手段，目標(biāo)在于實現(xiàn)工程的經(jīng)濟性。而造價估算工作，需要分析諸多的造價影響因素。這其中，工程設(shè)計是不可忽視的一個方面。通過分析工程設(shè)計與造價之間的關(guān)系，能夠促使設(shè)計師在建筑設(shè)計過程中加入工程經(jīng)濟性的考慮，從而通過造價的預(yù)測來為方案決策提供科學(xué)的依據(jù)。

一、工程造價估算的重要性

對于一項工程項目而言，造價是整個建設(shè)之中始終貫穿的因素之一。工程建設(shè)具有周期長、規(guī)模大、施工復(fù)雜等特點，因此具有很大的不確定性，在這種情況下就會導(dǎo)致項目價格經(jīng)常發(fā)生變化。對工程造價進(jìn)行合理的估算，一方面是工程可行性研究的組成部分，另一方面有利于工程施工的順利開展。因此，造價估算在項目建設(shè)中具有重要的作用，具體包括以下幾點：

（一）指導(dǎo)投資決策

就目前經(jīng)濟發(fā)展情況來說，我國的市場競爭非常激烈，快速準(zhǔn)確的對工程造價進(jìn)行估算，成為建筑投資方首要考慮的問題。工程造價決定了工程項目的投資費用，對工程造價進(jìn)行估算，能夠清晰地看到工程建設(shè)所需要的資金，以及經(jīng)濟利潤收益。投資方看到這些數(shù)據(jù)信息，才能夠進(jìn)行投資決策。

（二）控制工程成本

對工程造價進(jìn)行估算，是工程項目必須進(jìn)行的一項工作，因為估算結(jié)果將會作為控制工程成本的依據(jù)。在成本控制上，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：第一，對于投資方而言，根據(jù)施工的不同階段，對成本進(jìn)行估算從而進(jìn)一步控制，最后在工程決算中確定工程項目的最終成本。第二，站在施工方的角度考慮，以工程造價的估算為依據(jù)，指導(dǎo)成本控制措施，從而實現(xiàn)以最低的成本獲取最大的經(jīng)濟利益的目標(biāo)。只有這樣，才能促進(jìn)施工企業(yè)的長久發(fā)展。

（三）籌集工程資金

估算工程造價，同時也是投資方進(jìn)行資金籌集的重要根據(jù)。只有保證估算方法的高效性，才能準(zhǔn)確計算出工程項目建設(shè)的所需資金，從而提供給投資方一個資金額度。另外，如果是向金融機構(gòu)進(jìn)行貸款，這些機構(gòu)也會對工程造價進(jìn)行估算，從而評估該項目的償還能力。

二、工程造價的估算模型

（一）定額法

定額法，簡單來說就是對分部工程、分項工程的單價和工程量進(jìn)行估算，然后通過乘積來估算工程造價。定額法的估算分為三個步驟：第一步，了解工程總體情況，分析工程項目的結(jié)構(gòu)和特征，使用定額法估算工程投資情況。第二步，以估算指標(biāo)為依據(jù)，對工程建設(shè)的直接成本、間接成本、利潤、稅收等情況進(jìn)行計算。第三步，對各項成本進(jìn)行匯總處理，從而得到總的工程項目造價估算。我國建筑領(lǐng)域大多采用定額法進(jìn)行造價的估算，它以各個地區(qū)的生產(chǎn)水平和工作生產(chǎn)率為基礎(chǔ)進(jìn)行計算，因此能夠反映出一個地區(qū)的經(jīng)濟情況和主要特點。

定額法的優(yōu)點在于：第一，采用定額法估算工程成本，能夠較為準(zhǔn)確的反映出當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展水平，能夠明確平均勞動生產(chǎn)率，這對于造價的宏觀調(diào)控具有重要的作用。第二，定額法進(jìn)行成本估算時操作簡單，對于編制人員而言要求并不高，不需要具有豐富的知識結(jié)構(gòu)就能夠完成工作。定額法的缺點在于：第一，存在一定的滯后性，對于最新的科學(xué)技術(shù)成果并不能及時的反映出來。第二，定額法在計算過程中用到的造價是國家或地方統(tǒng)一規(guī)定的，對于投標(biāo)競爭而言是不利的。第三，通過定額法估算工程造價，并不能反映工程的進(jìn)度和質(zhì)量目標(biāo)。

（二）實物法

實物法，主要是計算施工中各種資源的消耗和單價來估算工程造價，基本思路也是分為三個步驟：第一步，對分部工程、分項工程中用到的人工、材料、機械費用和單價進(jìn)行計算，從而確定出直接成本。第二步，將施工中的管理費和財務(wù)費，作為間接成本。第三步，將直接成本和間接成本匯總，從而得到工程總造價。

實物法和定額法相比，主要的優(yōu)點在于能夠根據(jù)市場的情況隨時變動，能夠根據(jù)工程中實際的情況確定各種資源的利用。因此，實物法可以反映出市場變化和技術(shù)管理水平，更加合理、更加準(zhǔn)確。但是，它的缺點在于：第一，該方法對造價估算的過程比較繁雜，工作量過多，對工作人員的要求也比較高。第二，實物法操作的基礎(chǔ)是需要很多的工程資料，這對投資決策和可行性研究而言是不利的。介于以上兩點，實物法并沒有真正得到普及使用。

（三）回歸分析法

回歸分析法，是根據(jù)工程建設(shè)中的歷史數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計學(xué)的方法進(jìn)行加工整理，從而得出和變量之間的關(guān)系，以此來預(yù)測工程造價在未來一段時間內(nèi)的發(fā)展變化?，F(xiàn)如今，越來越多的學(xué)者參與到這一方法之中，因此回歸分析法在不斷地完善。

回歸分析法的模型表達(dá)是：

y=α0jβ0+α1jβ1X1j+α2jβ2X2j+……+αnjβnXnj（β≥0），這其中，nj指代回歸系數(shù)，xnj指代工程變量，n指代殘余平方和最小擬合系數(shù)。相關(guān)調(diào)查研究顯示，線性回歸方法結(jié)合解釋模型，能夠使工程造價估算更加準(zhǔn)確，使誤差控制在5%以內(nèi)。不過，使用回歸分析法，需要對工程樣本進(jìn)行分析，因此，準(zhǔn)確率在很大程度上取決于樣本的規(guī)模大小，以及和真實工程的相似程度。

（四）模糊數(shù)學(xué)法

模糊數(shù)學(xué)法，指的是找到一項與待建工程類似的已建工程，通過模糊數(shù)學(xué)理論確定出兩項工程之間的相似程度，建立數(shù)學(xué)模型后估算出工程的造價。主要分為四個步驟完成：第一步，建立數(shù)學(xué)模型，對工程造價進(jìn)行估算。第二步，確定模糊關(guān)系的系數(shù)。第三步，計算加權(quán)海明貼工程進(jìn)度。第四步，對工程造價進(jìn)行估算。

這其中，加權(quán)海明貼工程進(jìn)度的計算是最為重要的環(huán)節(jié)，選擇的樣本越合理，其最終估算的造價才能越精確。實踐證明，樣本相似程度選擇好，合理確定評估系數(shù)，就能夠?qū)⒃靸r的估算準(zhǔn)確度控制在5%以內(nèi)。

（五）灰色預(yù)測法

灰色系統(tǒng)是指信息內(nèi)容部分已知、部分未知，基于灰色理論的方程模型被稱為GM模型，通過應(yīng)用GM模型進(jìn)行預(yù)測就是灰色預(yù)測。具體來說，使用灰色預(yù)測法在估算工程造價，需要找出一項類似于待建工程的已建工程，分析兩個工程之間的灰色聯(lián)系，從而使用已建工程的造價資料來預(yù)測待建工程的造價。其步驟分為四步：第一步，確定系統(tǒng)的主導(dǎo)因素和關(guān)聯(lián)因素。第二步，分別對主導(dǎo)因素和關(guān)聯(lián)因素建立GM模型。第三步，從GM模型出發(fā)，建立系統(tǒng)方程。第四步，對系統(tǒng)方程求解，對計算結(jié)果進(jìn)行累計還原，從而得到預(yù)測值。

灰色預(yù)測法是一種新型的造價估算方法，顯著的特點是簡便、快速。但是，由于影響造價的因素有很多，所以對不同因素進(jìn)行預(yù)測其結(jié)果是不同的。為了提高預(yù)測的準(zhǔn)確性，就應(yīng)該對預(yù)測因素進(jìn)行合理優(yōu)化。

（六）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是一種非線性自適應(yīng)的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它是由數(shù)量較多、較簡單的神經(jīng)元連接形成的，這一系統(tǒng)的應(yīng)用始于上個世紀(jì)90年代。使用這種方法來估算工程造價，主要分為三個步驟，即模塊建立、模塊訓(xùn)練、模塊測試。在模塊的建立中，要確定造價的影響因素，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選擇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部規(guī)則等。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系由輸入層、輸出層、隱含層組成，造價影響因素在輸入層的幫助下進(jìn)入結(jié)構(gòu)體系之中，隱含層對信息進(jìn)行特征的提取，最后在輸出層的作用下進(jìn)行匯總，從而得到造價的估算值。訓(xùn)練模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集，以及制定網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)準(zhǔn)則。測試模塊能夠?qū)㈩A(yù)算造價和實際造價相對比，從而評價預(yù)測精度。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的優(yōu)點在于適應(yīng)性強、學(xué)習(xí)能力強，造價估算的準(zhǔn)確度高。但是缺點是在運行過程中可能會陷入局部極小點，從而增大了誤差。

三、設(shè)計參數(shù)分析下的造價估算模型的應(yīng)用

（一）模型的建立

所謂結(jié)構(gòu)模型，就是利用有向連接圖來表明系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，從而建立一個幾何體的系統(tǒng)模型。模型建立的過程中，會涉及到ISM（解釋結(jié)構(gòu)模型）技術(shù)，它是建立結(jié)構(gòu)模型最為常用的方法。應(yīng)用ISM，主要的優(yōu)點在于能夠把復(fù)雜的系統(tǒng)分解成為數(shù)量較多的子系統(tǒng)，然后在經(jīng)驗值和計算機的幫助下，將系統(tǒng)構(gòu)建成為多級遞階的結(jié)構(gòu)。

另外，在研究建筑設(shè)計參數(shù)和造價之間的關(guān)系時，各個參數(shù)之間的制約和影響比較繁雜，且不同的參數(shù)對工程造價的影響程度和側(cè)重點也是不同的，因此，在研究過程中可以加入ISM技術(shù)，它能夠深入分析參數(shù)變化對造價造成的影響。綜上，對工程造價進(jìn)行估算時，想要提高估算的效率和準(zhǔn)確度，可以選用層級較高的設(shè)計參數(shù)，同時選用指標(biāo)估算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式。

（二）模型的運算

運用ISM模型對設(shè)計參數(shù)分析的步驟如下：第一步，確定研究系統(tǒng)，對系統(tǒng)中各種元素之間的關(guān)系進(jìn)行梳理;第二步，制作網(wǎng)絡(luò)圖，能夠表達(dá)出各種元素之間的關(guān)系。這其中，邏輯關(guān)系的建立十分重要，在不同的邏輯關(guān)系下能夠得出不同的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖。因此，制定網(wǎng)絡(luò)圖的前提是分析各項設(shè)計參數(shù)之間的相互影響關(guān)系。這個過程中，不僅要用到數(shù)學(xué)知識，同時還要涉及到結(jié)構(gòu)工程、建筑學(xué)、建筑配套系統(tǒng)等學(xué)科，以及相對豐富的項目經(jīng)驗。第三步，在各種要素的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖基礎(chǔ)上，建立系統(tǒng)要素的鄰接矩陣。第四步，以鄰接矩陣為依據(jù)，通過計算得到可達(dá)矩陣。第五步，對可達(dá)矩陣進(jìn)行層級劃分，具體來說，這個矩陣中的元素列向量包含的元素個數(shù)是不相同的，以包含數(shù)量為劃分依據(jù)，含量最多的就排列在矩陣的最左邊，含量少的排列在右邊，依次排列。第六步，對各元素之間的層級關(guān)系、相互制約和影響進(jìn)行分析，從而得出元素之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)圖，并且實現(xiàn)抽象圖和影響關(guān)系之間的相互轉(zhuǎn)化。

（三）模型的分析

在該模型中，由于參數(shù)的設(shè)計比較多，因此其中一項參數(shù)發(fā)生變化，就有可能引起其它參數(shù)發(fā)生變化，并最終影響到工程造價的估算。舉例來說，在墻體設(shè)計上，外墻造價在總墻體造價上占據(jù)很大的比例，但是墻體的設(shè)計往往會受到其它因素的影響和制約，例如裝修、通風(fēng)、電力等。因此，如果只把外墻作為主要的設(shè)計參數(shù)來控制造價，就是不合理的。

通過ISM的分析，設(shè)計參數(shù)層級越高，對造價的影響就越大。在設(shè)計參數(shù)系統(tǒng)中，建筑規(guī)模是第一層級，對項目進(jìn)行決策時，就可以依據(jù)建筑規(guī)模進(jìn)行估算。隨著設(shè)計方案的進(jìn)一步發(fā)展，建筑的形狀、結(jié)構(gòu)、層數(shù)等各種元素，都是估算體系中的一部分。只有將所有影響因素都考慮在內(nèi)，才能夠提高估算的準(zhǔn)確性。以ISM模型中前4個層級為例，通過建立估算模型，來對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行量化處理：

（四）基于ISM的多元線性回歸估算分析

將ISM技術(shù)和多元回歸分析結(jié)合在一起來應(yīng)用，通過快速估算模型的建立，能夠?qū)⒃靸r估算誤差控制在5%以內(nèi)。因此，該種方法的造價估算準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它方式的估算。因此我們可以得出結(jié)論，將ISM模型和多元回歸結(jié)合在一起，能夠在造價估算中發(fā)揮較好的作用。

應(yīng)用這種方法進(jìn)行造價估算工作時，如果誤差比較大，就應(yīng)該對設(shè)計參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行分析與研究。建立多元回歸分析模型時要注意：第一，自變量的選擇，應(yīng)該是數(shù)量比較多的設(shè)計參數(shù);第二，要收集到盡量多的工程造價信息。

結(jié)語

綜上所述，通過本文分析我們可以看出，為了提高工程造價估算的準(zhǔn)確性，在工作中應(yīng)該使用科學(xué)、客觀的方法，并且保證模型的高效性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在建筑設(shè)計參數(shù)分析模型之下進(jìn)行造價估算的方法，經(jīng)過實踐證明具有很好地成本控制效果，能夠最大程度上節(jié)約資源，因此使用價值顯著，滿足建筑行業(yè)的發(fā)展規(guī)律，從而促進(jìn)我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定、健康、可持續(xù)發(fā)展。

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