價值工程在公建類項目成本優(yōu)化中的應(yīng)用

蘭文臣LAN Wen-chen

（中建國際建設(shè)有限公司，北京 100020）

0 引言

目前我國的工程建設(shè)項目主要采用傳統(tǒng)的施工總承包模式，在建設(shè)項目的實施過程中，首先由設(shè)計方進行施工圖設(shè)計，再由業(yè)主方組織施工招標，最后由施工方進行施工。在這種體制下，施工方對設(shè)計圖紙的參與度十分有限，設(shè)計方進行施工圖設(shè)計時往往只考慮業(yè)主方的需求，很少站在施工方的角度上進行設(shè)計優(yōu)化，設(shè)計的深度及質(zhì)量水平也參差不齊，不利于建設(shè)工程項目全壽命周期的成本控制。對此，施工方在施工之前應(yīng)組織設(shè)計策劃，結(jié)合自身的經(jīng)施工經(jīng)驗及資源優(yōu)勢積極同設(shè)計方溝通，對已有施工圖進行優(yōu)化，在滿足建筑使用功能的前提下，尋求降低項目經(jīng)濟成本和時間成本的優(yōu)化方案，這符合價值工程理論中確保產(chǎn)品功能的前提下降低產(chǎn)品成本的理念。本文重點介紹了在公建類建筑建設(shè)過程中，施工方利用價值工程理論進行項目成本優(yōu)化的實例，探討如何在施工方及業(yè)主方共贏的前提下進行價值工程成本優(yōu)化。

1 基于價值工程的成本優(yōu)化思路

確保產(chǎn)品功能的前提下降低產(chǎn)品成本是價值工程理論的基本理念，而產(chǎn)品的功能則是價值工程最的核心。在建設(shè)工程項目中，功能其實就是業(yè)主方對建筑物的需求，業(yè)主方的基本需求即建筑物所應(yīng)該具備功能的最低限度。價值工程的成本則是指產(chǎn)品的全壽命周期的成本，因此對于建設(shè)工程項目而言，施工方在應(yīng)用價值工程進行成本管理時，不僅要考慮施工過程中產(chǎn)生人工、材料及施工工藝等產(chǎn)生的成本，也必須要考慮到項目竣工交付之后的使用及維護成本。這就要求施工方不僅要有一定的設(shè)計能力和施工能力，更要站在業(yè)主的角度，以全局化的思維對建筑功能、設(shè)計質(zhì)量、工程成本、工期和施工效率等進行綜合考慮，使項目能達到綜合效益最大化。

在基于價值工程理論的設(shè)計優(yōu)化過程中，主要有以下五形式：成本下降，功能提高；成本不變，功能提高；成本上升一點，功能大幅提高；功能下降一點，成本大幅下降；功能不變，成本下降。考慮到國內(nèi)建筑業(yè)的大環(huán)境，其中涉及到成本上升和功能下降的兩種設(shè)計優(yōu)化方案實施起來會比較困難，這種設(shè)計優(yōu)化需要有足夠的亮點才能獲得業(yè)主方的認可，而其他三種實施起來則會較為容易，也是施工方在進行設(shè)計優(yōu)化管理中的主要思路。

基于價值工程的設(shè)計優(yōu)化工作的主要步驟如下：建立項目設(shè)計優(yōu)化管理小組，項目技術(shù)負責人為第一責任人，開展設(shè)計優(yōu)化工作；確定設(shè)計優(yōu)化對象；進行設(shè)計優(yōu)化對象的功能分析及及功能評價；進行方案的改進；進行基于價值工程理論的方案評價；組織實施及實施效果評價。

2 基于價值工程的設(shè)計優(yōu)化實施

施工總承包單位的價值工程管理小組在施工前進行了熟悉施工圖紙、項目實施策劃等工作，并根據(jù)所收集到的基礎(chǔ)資料組織價值工程管理策劃；在優(yōu)化過程中對功能和成本進行例如定量分析，并積極與各方進行溝通；最終的優(yōu)化方案經(jīng)業(yè)主方確認形成書面文件后實施，最后取得顯著效果，具體實例如下。

2.1 基坑支護設(shè)計優(yōu)化

某公建項目基坑面積為16萬m2，其中部軌道交通位置基坑深度為20.15m；東西兩側(cè)基坑深度為7.15m；基坑最兩端為制冷站的位置，基坑深度為11.3m。整個基坑兩端淺，中間深，其主要特點為支護形式繁雜、水文地質(zhì)條件差、基坑土方量大，整個工程基坑效果如圖1所示。

圖1 基坑效果

在最初的基坑支護施工圖設(shè)計中，中間深坑區(qū)與兩側(cè)淺坑區(qū)采用單排灌注樁支護結(jié)構(gòu)，樁身直徑800mm，間距1400mm，樁頂冠梁尺寸為1000mm×600mm，每根灌注樁設(shè)置三道預(yù)應(yīng)力錨桿，初始設(shè)計情況如圖2所示。

圖2 支護初始設(shè)計

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，每層土方開挖必須在每排預(yù)應(yīng)力錨桿施工完成之后進行。鑒于上述情況，若采用原設(shè)計方案，預(yù)應(yīng)力錨桿作業(yè)與土方開挖作業(yè)穿插較多，而本工程出土量達到160萬m3，原設(shè)計支護方案不利于施工進度控制。經(jīng)施工總承包單位與設(shè)計方充分溝通后，確定采用雙排樁支護體系，優(yōu)化了錨桿的數(shù)量及位置，優(yōu)化后的支護設(shè)計如圖3所示。

圖3 支護優(yōu)化設(shè)計

從價值工程理論的功能角度分析，經(jīng)設(shè)計優(yōu)化后的雙排樁支護方案對比原方案更加安全可靠，滿足支護結(jié)構(gòu)功能要求。從成本的角度分析，經(jīng)優(yōu)化后調(diào)整了錨桿的位置及數(shù)量，將三道錨桿減少為兩道錨桿，且通過第一道錨桿的標高上提使其可以在支護樁施工前進行施工，消除其對基坑出土的干擾，節(jié)約基坑開挖及支護施工工期25天，即節(jié)約了時間成本；加大錨桿設(shè)置間距，減少錨桿道數(shù)，減少錨桿數(shù)量約19582米，起到節(jié)材作用，扣除增加的支護樁費用后，減少投資約106萬元，即減少了經(jīng)濟成本；采用冠梁與錨桿一體化施工技術(shù)，錨索張拉鎖定在冠梁上，有效提高場區(qū)場地利用率，起到節(jié)約施工場地作用。

2.2 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁設(shè)計優(yōu)化

某公建建筑的機電系統(tǒng)專業(yè)多，各類管線數(shù)量巨大且排布十分復(fù)雜，排布難度大。且樓內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁數(shù)量多，截面大，在初始的設(shè)計方案中，機電管線只能從預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁下部穿過，這些龐大的機電系統(tǒng)會大量的占用建筑物的空間，如何更好地進行機電管線排布，提高建筑物內(nèi)部空間的利用效率是施工時需要解決的難題。

為解決上述問題，施工總承包單位結(jié)合自身經(jīng)驗及現(xiàn)場實際情況，提前與設(shè)計方進行溝通，對樓內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁的構(gòu)造及配筋進行設(shè)計優(yōu)化，通過在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁內(nèi)設(shè)置組合預(yù)埋體系，使預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁上形成成排的大截面預(yù)留洞口，進而方便機電管線的排布。優(yōu)化后每跨預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁上設(shè)置5個截面為矩形的預(yù)留洞口，洞口尺寸為500mm長、350mm寬。優(yōu)化前的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁如圖4所示，經(jīng)設(shè)計優(yōu)化后的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁如圖5所示，經(jīng)實施后的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁及機電管線排布如圖6所示。

圖4 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁初始設(shè)計

圖5 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁初始設(shè)計

圖6 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁實施

從價值工程理論的功能角度分析，經(jīng)設(shè)計優(yōu)化后的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁構(gòu)造作法相較于優(yōu)化前具有以下優(yōu)點：提高機電管線的整體標高，將樓的使用凈高由原2.5m提升至2.7m，使建筑物的功能得到完善；由于樓內(nèi)停車區(qū)不設(shè)置吊頂，機電管線外漏，此設(shè)計優(yōu)化方法又提高了建筑的觀感效果。從成本的角度分析，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁上的大截面成排預(yù)留洞口提高了機電管線排布的靈活性，減少了不必要的管材使用，直接節(jié)省管線施工的材料費及人工費約156萬元；通過提高管線布置的合理性減少工程交付使用后的管線檢修及維護費用。綜上所述，在提高建筑物功能的同時又減少了成本，符合價值工程的理念。

2.3 屋面保溫層作法設(shè)計優(yōu)化

某辦公樓建筑面積為13.2萬m2，屋面建筑面積為2.6萬m2。土建屋面為倒置式保溫屋面，上蓋金屬屋面系統(tǒng)，因此保溫性能要求較高。屋面保溫材料采用泡沫玻璃塊，厚度150mm，工程量為2620m3。

原設(shè)計圖紙要求的泡沫玻璃塊平均導(dǎo)熱系數(shù)K＜0.050W/m·K（25℃時），據(jù)此設(shè)計標準要求，現(xiàn)場需要采購I型泡沫玻璃。

施工總承包單位在充分理解設(shè)計意圖的基礎(chǔ)上，進行了市場行情的調(diào)查，對各型號泡沫玻璃塊的保溫性能進行了解，并根據(jù)屋面整體平均導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.40W/m2·K的設(shè)計要求推算出泡沫玻璃塊的最大導(dǎo)熱系數(shù)為0.057 W/m·K。鑒于上述原因，將I型泡沫玻璃塊優(yōu)化為Ⅱ型泡沫玻璃塊，同樣能達到屋面整體保溫要求。對此施工總承包單位及時與設(shè)計方說明情況，并積極開展針對屋面保溫層作法的設(shè)計優(yōu)化工作，最終此優(yōu)化方案得到設(shè)計方及業(yè)主方的認可并組織實施。泡沫玻璃保溫層如圖7所示。

圖7 泡沫玻璃塊

工程施工時期，I型泡沫玻璃塊單價為3020元/m3，II型泡沫玻璃塊單價為980元/m3，設(shè)計優(yōu)化后，合計取得效益費用約500萬元。根據(jù)價值工程的理論進行分析，優(yōu)化后的方案在滿足屋面整體保溫性能前提下，選擇了價格較低的泡沫玻璃塊II型材料，減少了投資，符合價值工程的基本理念。

2.4 地面建筑作法設(shè)計優(yōu)化

某工程建筑面積約26萬m2，自流平地面面積達到21萬m2。原設(shè)計圖紙中地面從上到下分層作法為保護蠟、水泥基自流平地面、40厚C20細石混凝土墊層，屬于超大面積水泥基自流平地面系統(tǒng)。然而，地面保護蠟存在整體性差，維護次數(shù)頻繁且維護費用高的缺點。對此，施工總承包單位從如何降低后期維護費用及提高施工質(zhì)量出發(fā)，將自流平地面罩面保護蠟優(yōu)化為聚氨酯罩面，增強水泥基自流平整體效果，減少因保護蠟罩面需經(jīng)常維護而產(chǎn)生的后期維護費用。自流平地面如圖8所示。

圖8 水泥基自流平地面

本優(yōu)化在沒有影響建筑物任何使用功能的前提下將水泥基自流平地面保護蠟變更為聚氨酯罩面，雖然聚氨酯罩面較比保護蠟施工費用高，但從業(yè)主方的立場來看，避免了工程運營過程中的經(jīng)常性維護費用，依然是節(jié)約了工程項目的全壽命周期成本。

3 結(jié)語

在公建項目實施過程中，施工方利用價值工程的理論，在確保或改善建筑物功能的前提下，對業(yè)主方及設(shè)計方進行溝通引導(dǎo)，尋求減少項目經(jīng)濟成本或時間成本的設(shè)計優(yōu)化方案，在確保建筑品質(zhì)的前提下實現(xiàn)了各方共贏的局面。