工程設(shè)計階段的造價優(yōu)化控制的探討

張 旭 馬釗明 寧云峰

(1.長安大學(xué)建筑工程學(xué)院，陜西 西安 710061; 2.長安大學(xué)公路學(xué)院，陜西 西安 710061)

1 概述

一個建筑本身應(yīng)構(gòu)成一個開放的系統(tǒng)，去完成設(shè)計師所賦予他的使命。眾所周知，工程設(shè)計階段對造價的影響很大，約占總造價的75%，而迄今為止，盡管國內(nèi)外有諸多前輩對工程設(shè)計階段的造價優(yōu)化進(jìn)行了諸多論述，但大多數(shù)只注重了造價的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計人員考慮經(jīng)濟(jì)因素，利用限額設(shè)計，價值工程分析、加強(qiáng)獎懲制度等方法，控制工程設(shè)計階段的造價，旨在追求造價最低，作者認(rèn)為，只從經(jīng)濟(jì)效應(yīng)評價造價的優(yōu)劣是有失偏頗的。一個工程項目盈利是最終目的，但不能因為盈利而舍棄了社會效應(yīng)，破壞了自然環(huán)境，這樣的工程是沒有價值的。所以建筑在工程設(shè)計階段就要運(yùn)用系統(tǒng)工程的思想進(jìn)行綜合評價，選擇出最優(yōu)設(shè)計方案，才能達(dá)到工程造價最優(yōu)化的目的。據(jù)此，作者認(rèn)為在工程設(shè)計階段的造價優(yōu)化需要從“自然效應(yīng)”“經(jīng)濟(jì)效應(yīng)”“社會效應(yīng)”三方面進(jìn)行綜合考慮，并通過實地調(diào)研和系統(tǒng)分析后，大膽嘗試?yán)肁HP模型建立“工程設(shè)計階段的造價優(yōu)化控制綜合評價指標(biāo)體系”，力求從系統(tǒng)總體的角度綜合評價工程設(shè)計階段影響工程造價的各因素及其優(yōu)化控制的途徑，然后利用相關(guān)的計算機(jī)軟件進(jìn)行定量化計算，最終實現(xiàn)工程造價的最優(yōu)化。

2 工程設(shè)計階段造價優(yōu)化控制綜合評價指標(biāo)體系A(chǔ)HP模型

建立的AHP模型共分四層，其簡化框圖見圖1。

2.1 總目標(biāo)層A

工程設(shè)計階段造價優(yōu)化控制綜合評價。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民對物質(zhì)需求的提高，對生態(tài)環(huán)境條件改善的要求也越來越迫切，所以單一從經(jīng)濟(jì)角度評價工程造價的優(yōu)劣與否明顯是不盡合理的，為此本評價體系從經(jīng)濟(jì)、社會、自然三大方面出發(fā)，結(jié)合建筑施工、建筑材料、城市規(guī)劃原理等學(xué)科,主要從優(yōu)選設(shè)計方案的角度對工程設(shè)計階段的造價優(yōu)化控制作出全面評價。

2.2 子目標(biāo)層B

其中包括：

B1：社會效應(yīng)。建筑設(shè)計展現(xiàn)了一個國家的部分社會文明，應(yīng)嚴(yán)格遵循社會的發(fā)展方向，契合地域文化、符合當(dāng)前法律、規(guī)章制度的規(guī)定，保證安全性，在具有鮮明特色的情況下，融入和美化地域。

B2：自然效應(yīng)。在設(shè)計作業(yè)時，應(yīng)符合施工場地的地理特征；綜合利用并且合理配置資源；在生態(tài)承載能力范圍之內(nèi)，產(chǎn)生的能耗與構(gòu)成的污染最小。

B3：經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。優(yōu)秀的設(shè)計作品應(yīng)對建筑的外形、功能、結(jié)構(gòu)、周圍可用資源、施工的技術(shù)和材料進(jìn)行考究，通過采用設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、限額設(shè)計以及價值工程分析等手段或措施，反復(fù)推敲設(shè)計中的不足，從而在經(jīng)濟(jì)層面上進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 準(zhǔn)則層C

其中包括：

C1：文化環(huán)境。設(shè)計應(yīng)該與當(dāng)?shù)匚幕h(huán)境相吻合，在繼承和發(fā)展地域文化的前提下，還要不斷結(jié)合當(dāng)前的形勢歸納和總結(jié)，形成當(dāng)前的文化特征；C2：安全性。設(shè)計作品應(yīng)該在可能遭受的自然災(zāi)害或者人為災(zāi)害的破壞下，最大程度地保護(hù)人民的生命財產(chǎn)安全；C3：設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計者應(yīng)嚴(yán)格遵循與設(shè)計相關(guān)的法律法規(guī)，明確當(dāng)?shù)氐囊?guī)劃發(fā)展方向，防止設(shè)計作業(yè)與當(dāng)?shù)匾?guī)劃背道而馳，造成社會的負(fù)面影響。設(shè)計者還應(yīng)充分發(fā)揮想象，應(yīng)用建筑美學(xué)的思想，展現(xiàn)出建筑的獨(dú)特性；C4：美觀。設(shè)計作品應(yīng)該與所處地域周圍的建筑相互融合。對社會文化的發(fā)展起到一種承上啟下的過渡作用，旨在追求獨(dú)立的建筑是美的，與周圍環(huán)境融合也是美的。

C5：地理特征。設(shè)計作業(yè)要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩硖卣?，從而決定建筑的形狀，位置、地下管線的布置等。設(shè)計者需認(rèn)識到地理環(huán)境在建筑設(shè)計中的主導(dǎo)地位，建筑應(yīng)具有因受地理特征的影響而體現(xiàn)出的區(qū)域性；C6：生態(tài)承載能力。生態(tài)承載能力是建筑的基礎(chǔ)也是基本要求。任何建筑都不允許凌駕于生態(tài)承載能力之上，否則結(jié)果就是人類與環(huán)境關(guān)系惡化；C7：綠色環(huán)保?？沙掷m(xù)發(fā)展是社會的潮流也是歷史的責(zé)任。作為設(shè)計者應(yīng)該從“四節(jié)一環(huán)保”等角度出發(fā)，運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)、綠色的材料和施工工藝，創(chuàng)作出“綠色建筑”。

C8：外形。外形不僅僅決定著建筑的外表，同時也影響了一項工程的總造價。一般情況下，建筑周長與建筑面積比K周(即單位建筑面積所占外墻長度)越低，設(shè)計越經(jīng)濟(jì)；C9:功能。建筑的功能并不是越多越好，功能的適度簡化可以有效地減少工程費(fèi)用支出；C10:工藝。工藝的先進(jìn)程度與經(jīng)濟(jì)上是否節(jié)約是對立統(tǒng)一的辨證關(guān)系。達(dá)到經(jīng)濟(jì)上節(jié)約的目標(biāo)是工藝進(jìn)步的目的，工藝進(jìn)步是達(dá)到經(jīng)濟(jì)上節(jié)約的目標(biāo)的手段，是推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動力。工藝的連貫程度對先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上節(jié)約起推動作用；C11：結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)是建筑的骨架，它對后期的施工方法和材料都會產(chǎn)生重大影響；C12：施工。對于同一種建筑，可以有不同的施工技術(shù)，其多數(shù)取決于設(shè)計要求及造價；C13：資源。設(shè)計者應(yīng)做到綜合使用和合理配置資源，可以節(jié)省部分造價。合理配置資源可以使資源有機(jī)結(jié)合在一起，提高使用率；C14：過程控制。對過程的控制往往優(yōu)于對結(jié)果的控制。設(shè)計者應(yīng)嚴(yán)格按照限額設(shè)計的要求進(jìn)行設(shè)計，同時要采用價值工程分析法，將建筑的功能進(jìn)行簡化，最終明確自己的設(shè)計作品滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的程度。

2.4 基本指標(biāo)層D

其中包括：

D1：歷史文化。一個地域會有它獨(dú)有的歷史文化，這種文化氛圍必然十分濃厚，所以設(shè)計的建筑要符合當(dāng)?shù)氐臍v史文化底蘊(yùn)；D2：民情風(fēng)俗。設(shè)計作品要融入鄉(xiāng)土文化，符合當(dāng)?shù)厝嗣竦南M(fèi)理念、生活習(xí)慣和審美觀等。

D3：抗震防災(zāi)。建筑的抗震應(yīng)作為評價其安全性能的主要指標(biāo)之一。另外，高層建筑還要考慮抗風(fēng)、防澇；D4：防火。如果建筑有很好的消防功能，使用者的安全以及財產(chǎn)就有很大的保障；D5：防盜。防盜性能的改善，增加了使用的安全性，對社會的和諧穩(wěn)定產(chǎn)生積極的影響。

D6：相關(guān)法律及當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)。相關(guān)法律及當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)是設(shè)計者不可逾越的紅線；D7：與當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)規(guī)劃的符合度。建筑的設(shè)計要符合該地區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃的方向，否則設(shè)計作品會與周圍環(huán)境脫節(jié)；D8：個人設(shè)計意向。優(yōu)秀的設(shè)計作品肯定會融入設(shè)計者自己的思想與風(fēng)格，這對設(shè)計者和社會而言是必要的而且是不可或缺的，其可為社會增添華麗的色彩。

D9：美化地域。建筑外形要與周圍的現(xiàn)有建筑構(gòu)成一個整體，從而達(dá)到美化地域的效果；D10：融入地域。設(shè)計的建筑要與周圍的現(xiàn)有建筑相融合，不要特立獨(dú)行，要起到融入地域的效果。

D11：地形與地貌。從經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，設(shè)計時對自然地形應(yīng)以適應(yīng)和利用為主，應(yīng)深入分析地形地貌，使建筑布置合理；D12：地質(zhì)與水文。地質(zhì)與水文條件關(guān)系到建筑物位置的選擇和地下工程設(shè)施、管線的布置方式及地面排水的組織方式；D13：氣象與小氣候。其主要考慮常年主導(dǎo)風(fēng)向、冬夏季主導(dǎo)風(fēng)向，風(fēng)力情況、日照、氣溫、降水情況等。

D14：土地可利用情況。建筑的自身重量、用途等對土地的種類有很嚴(yán)格的要求，建筑的設(shè)計要依土質(zhì)的變化隨之調(diào)整；D15：水資源可利用情況。水的潔凈程度、酸堿程度，地下水水位等對建筑的設(shè)計都有影響。甚者，延長工期、增加造價。

D16：綠色材料。建筑綠色材料應(yīng)是無毒或者低能耗的健康型、節(jié)能型建材，符合可持續(xù)發(fā)展原則；D17：綠色工藝。綠色工藝是未來建設(shè)發(fā)展的必然趨勢，可以為使用者營造出節(jié)能、環(huán)保、舒適的空間，能夠確保建筑物節(jié)能優(yōu)勢的發(fā)揮，控制資源損耗，控制環(huán)境污染；D18防止污染。建筑在設(shè)計時要注意建筑垃圾對周圍環(huán)境的影響。

D19：造型美觀。建筑應(yīng)該具有美感，展現(xiàn)出精神與物質(zhì)的和諧統(tǒng)一；D20：造型簡潔。建筑的平米數(shù)越低、造型越簡單則工期越短、造價越低。

D21：人性化。人性化的功能可以增加建筑的使用價值；D22：需求性。建筑功能的更新要以使用者的需求為基礎(chǔ)，新穎但無需求的功能可造成資源的浪費(fèi)。

D23：工藝的先進(jìn)程度。工藝的先進(jìn)程度與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)形成辯證統(tǒng)一的關(guān)系，力求在技術(shù)先進(jìn)的條件下達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，在經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上實現(xiàn)技術(shù)的先進(jìn)；D24：連貫銜接。施工技術(shù)的連續(xù)性可以縮短工期。

D25：結(jié)構(gòu)安全性。設(shè)計安全度高,初始費(fèi)用大,維護(hù)費(fèi)用小;反之設(shè)計安全度低，初始費(fèi)用小，維護(hù)費(fèi)用大；D26：全壽命周期費(fèi)用。需要權(quán)衡初始費(fèi)用與維修費(fèi)用的比重，即初始費(fèi)用高，安全度高，維修費(fèi)用低；初始費(fèi)用低，安全度低，維修費(fèi)用高；D27：穩(wěn)定性。既要保證水泥的安穩(wěn)性也要保證地震發(fā)生時抗震結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

D28：施工復(fù)雜度。施工的復(fù)雜程度與造價成反比；D29：工期長度。工期拖延時間越長，會導(dǎo)致成本的大幅度提高。

D30：綜合利用。資源的綜合利用可以降低工程的成本，可以適度地重復(fù)利用材料，使得資源被綜合利用；D31：合理配置。資源的合理配置，可以有效的提高資源的利用率，降低建筑成本，尤其是人力資源的配置。

D32：限額設(shè)計。限額設(shè)計嚴(yán)格控制技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計的不合理變更，保證總投資限額不被突破，從而達(dá)到控制投資的目的；D33：價值工程分析。價值工程目的是研究對象的最低壽命周期成本可靠地實現(xiàn)使用者所需的功能，以獲取最佳的綜合效益；D34：滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度。廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，是提高設(shè)計質(zhì)量，加快實現(xiàn)建筑工業(yè)化的客觀要求，可節(jié)約建筑材料，降低工程造價。

3 本模型使用的用途

利用AHP模型構(gòu)建“工程設(shè)計階段造價優(yōu)化控制綜合評價指標(biāo)體系”后，可把各種評價因素明確地表達(dá)出來，在此基礎(chǔ)之上再通過調(diào)研獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建各層判斷矩陣，通過已開發(fā)的AHP程序在計算機(jī)上進(jìn)行單排序及總排序計算，從而得到各層因素相對于總目標(biāo)的組合權(quán)重值。本綜合評價指標(biāo)體系應(yīng)全國通用，但考慮到我國國土遼闊、地形復(fù)雜、民族眾多、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度及水平參差不齊，無法形成統(tǒng)一的權(quán)重體系。但我們可以進(jìn)行實地調(diào)研考察，根據(jù)具體情況進(jìn)行分析、綜合、計算出不同的權(quán)重值。也可以通過“聚類分析”將全國有關(guān)地區(qū)劃分為幾大類，對屬于同一類的地區(qū)可使用相同的權(quán)重體系，再結(jié)合選線方案各指標(biāo)的“評價值”，利用“改進(jìn)的TOPSIS方法程序”“灰色關(guān)聯(lián)評價方法程序”等在計算機(jī)上進(jìn)行計算，即可直觀地得出各待評價對象的優(yōu)劣程度，從而實現(xiàn)工程造價的優(yōu)化控制，也可用于評價已完成的建筑設(shè)計的工程造價的優(yōu)劣等級。

限于作者水平和作為一種大膽嘗試，不妥之處在所難免，希望起到拋磚引玉的作用，還請大家批評指正。

[1] 劉啟泓.基于復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)平衡概念的新農(nóng)村居住環(huán)境規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化的原則及綜合評價的探討[J].基建管理優(yōu)化，2015(3)：53-55.

[2] 趙西平,萬 杰.房屋建筑學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[3] 白文穎,寧全民.高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計綜合評價指標(biāo)體系的研究[J].基建優(yōu)化，2006(4)：98-100.

[4] 劉啟波,劉士鐸.改進(jìn)的TOPSIS方法在綠色建筑綜合評價中的應(yīng)用[J].基建優(yōu)化，2001(5)：76-78.

[5] 劉啟波,蒲濟(jì)生.灰色聚類評價方法在建筑方案選優(yōu)中的應(yīng)用[J].基建優(yōu)化，2002(3)：9-11.

[6] 劉曉君.工程經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[7] 劉士鐸,劉啟波.基本建設(shè)優(yōu)化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展[J].基建優(yōu)化，1996(3)：32-33.