增強建筑標準化 提高建筑經濟效益

劉嘉利

（山西四建集團有限公司，山西太原 030012）

1 工程概況

以某學校建設工程為例，該學校為當地重點教育機構，屬于基于小學與初中為一體的九年一貫制學校。其建筑項目主要包括內部教師辦公樓、實驗樓及教學樓，還涉及部分食堂、報告廳與體育館，整體建設面積約為9.4 萬m2，為響應中華人民共和國教育部長期發展政策，有關部門最終決定對其進行系統化改造，并整體以標準化綠色施工方式開展，進而在降低施工過程對周圍環境所影響的同時，最大限度地提升工程經濟效益。整體工程設計效果如圖1 所示。

圖1 工程項目效果

2 建筑施工難點及施工目標

由于本次案例項目地理位置較為特殊處于市區中心地段，對整體施工噪音控制要求嚴格，且在施工初期約有2.5 萬m2施工場地屬于未開發階段，各個區域地質結構差異較大且分布極其分散。因此，如何控制施工成本投入，克服深基坑、施工空間狹窄及基礎設施不完善等問題，則是工程項目的重要施工管理難點之一。此外，本次案例項目主要基于各種標準化綠色施工技術，以降低成本、減少污染及節能降耗為基本目標進行建設，并從施工技術應用、組織規劃及評價等方面進行重點管理，對材料、方案、施工技術應用及驗收等階段進行標準化控制，進而實現工程項目最大化經濟效益發展目標[1]。

3 建筑施工技術控制措施

3.1 材料與水資源技術控制措施

在材料技術應用方面，本次案例項目主要利用現代信息技術，結合CAD 軟件及BIM 技術構建了一系列材料管理平臺進行下料控制，并制定了一系列材料使用制度，具體如下：在鋼筋材料應用方面，當其使用直徑高于14mm 時，需要使用機械連接方式，這種連接方式具有接頭強度高、連接速度快、性能穩定、應用范圍廣、操作方便、節省材料等優勢。長度低于1m 以內的鋼筋材料應將其運用于后續工程如馬凳、洞口附加筋、定位筋等構件制作當中，應盡可能地降低鋼筋材料浪費。而在木材控制方面，應嚴格控制板材、木方等材料入場，并對長度超過0.5m 的廢舊木方進行統一收集，將其作為擋腳板、防滑條及墻柱護角等方面的制作材料。而在節水方面，本次案例項目人員已在項目初級策劃階段，就曾基于工程實際情況設計了完善的排水與供水系統，全部材料器具實施用水、供水操作。

3.2 能源與用地技術控制措施

本次案例項目能源節省方面的技術應用措施如下：①為有效降低能源消耗，本次案例項目在鋼筋與木材加工區布設為相同位置，進而達到設備、資源共享。②現場質檢、生產辦公室及會議室均采用百葉窗簾設置，保障合理通風與采光。③生活區與辦公室主要采用符合工程熱工性能的防火型板房來建設，并采用PVC板主要頂棚吊板材料。④在生活區布設了各種太陽能熱水裝置，結合普通熱水器來共同完成對區域性供水要求，且走廊、樓梯間的照明燈具均采用節能型LED 燈來制作，從而在最大限度上提升整體建筑設施的節能環保效果。

4 標準化施工技術應用及方法創新

4.1 建設技術改進措施

為滿足工程項目標準化綠色施工要求，本次案例項目人員對部分區域施工技術及施工工藝進行了一系列技術改造，并將其逐步推廣到其他建設環節當中，進而大幅度提升了整體建筑工程經濟效益。具體改革環節如下。

（1）將傳統建筑支撐系統采用小方鋼構件進行加固處理，使其成為全新的承插式支撐結構。通過引進全新的定型鋼踏步、U 托頂撐、小方鋼背楞等裝置，節省了大部分模板、木方扣件及鋼管材料的使用，并始終秉承以鋼代木的建設原則進行建設施工，進而為當地節約了大量森林資源投入。

（2）在主體施工階段工程人員基于工程項目要求，采用了部分工廠化小型混凝土構件，實施工程預制剪力墻的建造，在保障施工建設質量的基礎上，大大減少了工業垃圾產出量及垃圾處理費用。

（3）案例工程項目運用以鋼代木的建設理念，所制成的鋼制鋼管構件可重復利用于各種其他施工環節當中，且對衛生間、空調洞采用套管裝置進行提前預埋，從而在避免二次開洞作業的前提下，節約大量工程施工成本。圖2 為定型化降板鋼模，圖3 為空調預留孔[2]。

圖2 定型化降板鋼模

圖3 空調預留孔

（4）本次案例工程主要施工支撐系統主要以懸挑式花籃腳手架裝置為主，其中螺桿頭、定型化鋼竹笆等構件，均可基于工程實際情況進行重復使用，且該腳手架裝置外部采用鋼板進行了封閉處理，不僅安全性較強且外部美觀度較高。

4.2 安全技術改進措施

安全措施作為標準化施工及提升建筑經濟效益的關鍵環節之一，同時也是施工人員及周圍居民的重要安全保障，必須予以充分重視。因此，本次案例工程人員在安全技術應用方面同樣布設了相應的標準化改良與設計，具體如下：①在本次案例項目中，將全部安全通道及附近防護裝置均采用舊模板裝置實施封閉處理，再經過一系列設計與制作實現重復利用。②工程建筑中的垃圾運輸通道、后澆帶封閉、臨時維護及電梯井口，均是通過工程項目人員精心設計而成，而用于安全會議與安全教育的臨時安全區也均為可拆卸板構造，其不僅安全使用且均可重復使用。③為保障工程施工場地安全、降低施工污染，工程人員已在不同施工區域合理布設了，如乙炔瓶支架、氧氣推車、黃砂箱、垃圾桶及各種導向牌，從而大幅度提升了工程項目施工的安全系數。

4.3 施工PC 構件與生活區改良措施

工程人員在經過一系列分析研究后，最終決定采用疊合板作為大部分主樓PC 構件，并安排專門人員對入場PC 構件進行驗收與核對，杜絕任何不合工程要求或存在質量問題的構件投入使用，重點檢測構件厚度、拉毛深度、支架高度及尺寸偏差等，并采用預制樓梯結構建設方式，在最大限度上降低了各個扣件、鋼管裝飾及模板的使用量，進而節省大量工程施工成本。

4.4 BIM 系統的綜合運用

4.4.1 模型校核與管線布設

隨著現代信息技術水平不斷提高，BIM 技術被廣泛應用到建筑工程施工、工程安全、材料、人員及其他成本控制方面，一種三維方式將整體施工過程進行可視化展現，同時也是標準化建筑工程中不可或缺的重要技術之一。在以二維繪圖為主的傳統項目建設檢驗工作當中，構建空間碰撞問題通常無法得到應有的重視，而基于BIM 技術所呈現的三維設計方式，可更為直觀清晰地展現各個構件之間的空間位置變化，一旦發現模型發生碰撞突出則會立即發出警示，進而保障整體工程設計的科學性與合理性，大幅度降低因設計不規范而引起返工及項目變更等不良現象發生。如通過三維立體電纜裝置溝槽設計模型，便可發現其中所存在的斷面不規整問題，從而幫助工程人員在最短時間內制定相應的解決方案，進而實現材料節約的目的。電纜溝槽斷面檢測如圖4 所示[3]。

圖4 電纜溝槽斷面檢測

4.4.2 數據集成與施工模擬

綜合利用BIM 工程管理平臺，可在基于工程施工進度與施工任務的基礎上，對整體施工設計方案進行模擬操作，并以三維立體動畫方式，對整體施工流程進行推演和模擬。此外，在BIM 系統錄入各種工程數據信息，可實時掌控整體工程材料及設備使用情況，不僅便于工程人員施工過程中的各項使用成本，還可為后續工程竣工驗收提供真實準確的數據依據。

4.4.3 材料管控與成本控制

通常，在建筑工程施工建設過程中難免涉及大量多種類型的建設材料，此類材料與施工使用成本及施工進度控制有著密不可分的關系，而BIM 系統可將整體施工材料庫存量、使用量及采購量進行系統化保存，并進行一系列消耗量預估計算，既可方便施工人員及時準確地發放各種建設材料，也可為材料采購人員提供準確的市場信息，降低材料二次搬運所花費的時間與資金，進而在實現標準化施工目標的前提下，最大程度提升建筑工程的施工經濟效益。而運用BIM 也可基于工程工序與時間來準確計算各種工程造價，進而實現精細化成本管理目標[4]。

5 施工成果對比分析

為整體標準化綠色工程施工所帶來的經濟效益，本次案例項目竣工后的一系列經濟數據與原始目標進行了一系列對比分析，其中主要包括節材與資源數據、節水與水資源、節能與能源、節地與土地利用等方面的數據對比數據信息。

（1）節材與材料應用成果方面的相關數據對比如下：在木材材料使用方面，本次案例項目的設計損耗值為110m3，實際損耗值為45m3，意味著實際使用的木材材料比設計要求的少65m3。每萬元產值節省了0.002m3的木材材料消耗量。在商品混凝土材料使用方面，設計損耗值為950m3，實際損耗為205m3，實際節約了745m3的商品混凝土材料。每萬元產值節省了0.009m3的商品混凝土材料消耗量。在圍擋與模板等裝置材料使用方面，設計重復使用率為85%，而實際重復使用率達到了98%，說明材料的有效利用率顯著提高。在扣件與鋼管等構件使用方面，項目設計損耗值為1.5%，而實際損耗值僅為0.5%，每萬元產值節省了0.015t 的構件損耗量。

（2）在節水與水資源實際應用方面的數據對比如下：本次案例工程通過建設集水池蓄水裝置等裝置，對區域道路進行綠化、沖洗及消防等方式，使得其在初期施工階段所設定的標準耗水量，從每萬元0.78m3產值降低至0.21m3。而后續主體建筑結構施工方面的標準耗水量，從每萬元3.88m3產值降低到3.31m3，且整體節水設施配置應用率達到了100%。

（3）在節能與能源實際應用方面的數據對比如下：本次案例項目在基礎施工階段，設計總耗電量為145371kW·h、實際總耗電量為112339kW·h，共計節省約3.3 萬kW·h 耗電量。在主體結構建筑工程施工階段，設計總耗電量為541032kW·h、實際總耗電量為476943kW·h，共計節省約6.41 萬kW·h 耗電量。在生活用電與辦公用電方面，設計總耗電量為12248kW·h、實際總耗電量為84047kW·h，共計節省約3.82 萬kW·h耗電量。在生產作業用電方面，設計總耗電量為934045kW·h、實際總耗電量為642145kW·h，共計節省約29.19 萬kW·h 耗電量。

（4）在節地與土地資源實際應用方面的數據對比如下：本次案例項目生活辦公作業區與生產業作業區設計面積占比為5%，實際面積占比為2.69%。綠化土地面積與實際占地設計占比為0.8%，實際面積占比為0.9%。生產區域設計占地面積為7.8 萬m2，實際占地面積僅為6.5 萬m2。生活與辦公區設計占地面積為1800m2，實際占地面積則為1470m2。由此可見，本次案例項目在基于標準化綠色施工理念的基礎上進行施工建設，取得了一定的經濟成果[5]。

6 結語

綜上所述，通過對支撐系統、樣板材料、防護設施及其他PC 構件等方面的優化布設，并基于現代BIM技術構建信息化管理系統，對整體施工材料及各項施工成本進行標準化管理，從而在最大限度上提升工程施工的科學性與合理性，進而實現建筑經濟效益優化目標。