價(jià)值工程在公建類項(xiàng)目成本優(yōu)化中的應(yīng)用

蘭文臣LAN Wen-chen

（中建國(guó)際建設(shè)有限公司，北京 100020）

0 引言

目前我國(guó)的工程建設(shè)項(xiàng)目主要采用傳統(tǒng)的施工總承包模式，在建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，首先由設(shè)計(jì)方進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，再由業(yè)主方組織施工招標(biāo)，最后由施工方進(jìn)行施工。在這種體制下，施工方對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的參與度十分有限，設(shè)計(jì)方進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)時(shí)往往只考慮業(yè)主方的需求，很少站在施工方的角度上進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，設(shè)計(jì)的深度及質(zhì)量水平也參差不齊，不利于建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命周期的成本控制。對(duì)此，施工方在施工之前應(yīng)組織設(shè)計(jì)策劃，結(jié)合自身的經(jīng)施工經(jīng)驗(yàn)及資源優(yōu)勢(shì)積極同設(shè)計(jì)方溝通，對(duì)已有施工圖進(jìn)行優(yōu)化，在滿足建筑使用功能的前提下，尋求降低項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本的優(yōu)化方案，這符合價(jià)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(diǎn)介紹了在公建類建筑建設(shè)過(guò)程中，施工方利用價(jià)值工程理論進(jìn)行項(xiàng)目成本優(yōu)化的實(shí)例，探討如何在施工方及業(yè)主方共贏的前提下進(jìn)行價(jià)值工程成本優(yōu)化。

1 基于價(jià)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(jià)值工程理論的基本理念，而產(chǎn)品的功能則是價(jià)值工程最的核心。在建設(shè)工程項(xiàng)目中，功能其實(shí)就是業(yè)主方對(duì)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(jià)值工程的成本則是指產(chǎn)品的全壽命周期的成本，因此對(duì)于建設(shè)工程項(xiàng)目而言，施工方在應(yīng)用價(jià)值工程進(jìn)行成本管理時(shí)，不僅要考慮施工過(guò)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(xiàng)目竣工交付之后的使用及維護(hù)成本。這就要求施工方不僅要有一定的設(shè)計(jì)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(duì)建筑功能、設(shè)計(jì)質(zhì)量、工程成本、工期和施工效率等進(jìn)行綜合考慮，使項(xiàng)目能達(dá)到綜合效益最大化。

在基于價(jià)值工程理論的設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)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(diǎn)，功能大幅提高；功能下降一點(diǎn)，成本大幅下降；功能不變，成本下降?？紤]到國(guó)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(jì)優(yōu)化方案實(shí)施起來(lái)會(huì)比較困難，這種設(shè)計(jì)優(yōu)化需要有足夠的亮點(diǎn)才能獲得業(yè)主方的認(rèn)可，而其他三種實(shí)施起來(lái)則會(huì)較為容易，也是施工方在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化管理中的主要思路。

基于價(jià)值工程的設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的主要步驟如下：建立項(xiàng)目設(shè)計(jì)優(yōu)化管理小組，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人為第一責(zé)任人，開(kāi)展設(shè)計(jì)優(yōu)化工作；確定設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)象；進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)象的功能分析及及功能評(píng)價(jià)；進(jìn)行方案的改進(jìn)；進(jìn)行基于價(jià)值工程理論的方案評(píng)價(jià)；組織實(shí)施及實(shí)施效果評(píng)價(jià)。

2 基于價(jià)值工程的設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)施

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

2.1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)優(yōu)化

某公建項(xiàng)目基坑面積為16萬(wàn)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(gè)基坑兩端淺，中間深，其主要特點(diǎn)為支護(hù)形式繁雜、水文地質(zhì)條件差、基坑土方量大，整個(gè)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(hù)施工圖設(shè)計(jì)中，中間深坑區(qū)與兩側(cè)淺坑區(qū)采用單排灌注樁支護(hù)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(jì)情況如圖2所示。

圖2 支護(hù)初始設(shè)計(jì)

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

圖3 支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

從價(jià)值工程理論的功能角度分析，經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化后的雙排樁支護(hù)方案對(duì)比原方案更加安全可靠，滿足支護(hù)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(guò)第一道錨桿的標(biāo)高上提使其可以在支護(hù)樁施工前進(jìn)行施工，消除其對(duì)基坑出土的干擾，節(jié)約基坑開(kāi)挖及支護(hù)施工工期25天，即節(jié)約了時(shí)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(hù)樁費(fèi)用后，減少投資約106萬(wàn)元，即減少了經(jīng)濟(jì)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(chǎng)區(qū)場(chǎng)地利用率，起到節(jié)約施工場(chǎng)地作用。

2.2 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁設(shè)計(jì)優(yōu)化

某公建建筑的機(jī)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(jì)方案中，機(jī)電管線只能從預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁下部穿過(guò)，這些龐大的機(jī)電系統(tǒng)會(huì)大量的占用建筑物的空間，如何更好地進(jìn)行機(jī)電管線排布，提高建筑物內(nèi)部空間的利用效率是施工時(shí)需要解決的難題。

為解決上述問(wèn)題，施工總承包單位結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提前與設(shè)計(jì)方進(jìn)行溝通，對(duì)樓內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁的構(gòu)造及配筋進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，通過(guò)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(jìn)而方便機(jī)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(gè)截面為矩形的預(yù)留洞口，洞口尺寸為500mm長(zhǎng)、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(jì)優(yōu)化后的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁如圖5所示，經(jīng)實(shí)施后的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁及機(jī)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(jì)

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

圖6 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)梁實(shí)施

從價(jià)值工程理論的功能角度分析，經(jīng)設(shè)計(jì)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(diǎn)：提高機(jī)電管線的整體標(biāo)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(jī)電管線外漏，此設(shè)計(jì)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(jī)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(fèi)及人工費(fèi)約156萬(wàn)元；通過(guò)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(hù)費(fèi)用。綜上所述，在提高建筑物功能的同時(shí)又減少了成本，符合價(jià)值工程的理念。

2.3 屋面保溫層作法設(shè)計(jì)優(yōu)化

某辦公樓建筑面積為13.2萬(wàn)m2，屋面建筑面積為2.6萬(wàn)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(jì)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(shí)），據(jù)此設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)場(chǎng)需要采購(gòu)I型泡沫玻璃。

施工總承包單位在充分理解設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了市場(chǎng)行情的調(diào)查，對(duì)各型號(hào)泡沫玻璃塊的保溫性能進(jìn)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(jì)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(dá)到屋面整體保溫要求。對(duì)此施工總承包單位及時(shí)與設(shè)計(jì)方說(shuō)明情況，并積極開(kāi)展針對(duì)屋面保溫層作法的設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，最終此優(yōu)化方案得到設(shè)計(jì)方及業(yè)主方的認(rèn)可并組織實(shí)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(shí)期，I型泡沫玻璃塊單價(jià)為3020元/m3，II型泡沫玻璃塊單價(jià)為980元/m3，設(shè)計(jì)優(yōu)化后，合計(jì)取得效益費(fèi)用約500萬(wàn)元。根據(jù)價(jià)值工程的理論進(jìn)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(jià)格較低的泡沫玻璃塊II型材料，減少了投資，符合價(jià)值工程的基本理念。

2.4 地面建筑作法設(shè)計(jì)優(yōu)化

某工程建筑面積約26萬(wàn)m2，自流平地面面積達(dá)到21萬(wàn)m2。原設(shè)計(jì)圖紙中地面從上到下分層作法為保護(hù)蠟、水泥基自流平地面、40厚C20細(xì)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(hù)蠟存在整體性差，維護(hù)次數(shù)頻繁且維護(hù)費(fèi)用高的缺點(diǎn)。對(duì)此，施工總承包單位從如何降低后期維護(hù)費(fèi)用及提高施工質(zhì)量出發(fā)，將自流平地面罩面保護(hù)蠟優(yōu)化為聚氨酯罩面，增強(qiáng)水泥基自流平整體效果，減少因保護(hù)蠟罩面需經(jīng)常維護(hù)而產(chǎn)生的后期維護(hù)費(fèi)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(méi)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(hù)蠟變更為聚氨酯罩面，雖然聚氨酯罩面較比保護(hù)蠟施工費(fèi)用高，但從業(yè)主方的立場(chǎng)來(lái)看，避免了工程運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的經(jīng)常性維護(hù)費(fèi)用，依然是節(jié)約了工程項(xiàng)目的全壽命周期成本。

3 結(jié)語(yǔ)

在公建項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，施工方利用價(jià)值工程的理論，在確?；蚋纳平ㄖ锕δ艿那疤嵯?，對(duì)業(yè)主方及設(shè)計(jì)方進(jìn)行溝通引導(dǎo)，尋求減少項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)成本或時(shí)間成本的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，在確保建筑品質(zhì)的前提下實(shí)現(xiàn)了各方共贏的局面。