工程设计阶段的造价优化控制的探讨

张 旭 马钊明 宁云峰

(1.长安大学建筑工程学院，陕西 西安 710061; 2.长安大学公路学院，陕西 西安 710061)

1 概述

一个建筑本身应构成一个开放的系统，去完成设计师所赋予他的使命。众所周知，工程设计阶段对造价的影响很大，约占总造价的75%，而迄今为止，尽管国内外有诸多前辈对工程设计阶段的造价优化进行了诸多论述，但大多数只注重了造价的经济效应，强调设计人员考虑经济因素，利用限额设计，价值工程分析、加强奖惩制度等方法，控制工程设计阶段的造价，旨在追求造价最低，作者认为，只从经济效应评价造价的优劣是有失偏颇的。一个工程项目盈利是最终目的，但不能因为盈利而舍弃了社会效应，破坏了自然环境，这样的工程是没有价值的。所以建筑在工程设计阶段就要运用系统工程的思想进行综合评价，选择出最优设计方案，才能达到工程造价最优化的目的。据此，作者认为在工程设计阶段的造价优化需要从“自然效应”“经济效应”“社会效应”三方面进行综合考虑，并通过实地调研和系统分析后，大胆尝试利用AHP模型建立“工程设计阶段的造价优化控制综合评价指标体系”，力求从系统总体的角度综合评价工程设计阶段影响工程造价的各因素及其优化控制的途径，然后利用相关的计算机软件进行定量化计算，最终实现工程造价的最优化。

2 工程设计阶段造价优化控制综合评价指标体系AHP模型

建立的AHP模型共分四层，其简化框图见图1。

2.1 总目标层A

工程设计阶段造价优化控制综合评价。随着社会和经济的发展，人民对物质需求的提高，对生态环境条件改善的要求也越来越迫切，所以单一从经济角度评价工程造价的优劣与否明显是不尽合理的，为此本评价体系从经济、社会、自然三大方面出发，结合建筑施工、建筑材料、城市规划原理等学科,主要从优选设计方案的角度对工程设计阶段的造价优化控制作出全面评价。

2.2 子目标层B

其中包括：

B1：社会效应。建筑设计展现了一个国家的部分社会文明，应严格遵循社会的发展方向，契合地域文化、符合当前法律、规章制度的规定，保证安全性，在具有鲜明特色的情况下，融入和美化地域。

B2：自然效应。在设计作业时，应符合施工场地的地理特征；综合利用并且合理配置资源；在生态承载能力范围之内，产生的能耗与构成的污染最小。

B3：经济效应。优秀的设计作品应对建筑的外形、功能、结构、周围可用资源、施工的技术和材料进行考究，通过采用设计标准化、限额设计以及价值工程分析等手段或措施，反复推敲设计中的不足，从而在经济层面上进行优化。

2.3 准则层C

其中包括：

C1：文化环境。设计应该与当地文化环境相吻合，在继承和发展地域文化的前提下，还要不断结合当前的形势归纳和总结，形成当前的文化特征；C2：安全性。设计作品应该在可能遭受的自然灾害或者人为灾害的破坏下，最大程度地保护人民的生命财产安全；C3：设计标准。设计者应严格遵循与设计相关的法律法规，明确当地的规划发展方向，防止设计作业与当地规划背道而驰，造成社会的负面影响。设计者还应充分发挥想象，应用建筑美学的思想，展现出建筑的独特性；C4：美观。设计作品应该与所处地域周围的建筑相互融合。对社会文化的发展起到一种承上启下的过渡作用，旨在追求独立的建筑是美的，与周围环境融合也是美的。

C5：地理特征。设计作业要结合当地的地理特征，从而决定建筑的形状，位置、地下管线的布置等。设计者需认识到地理环境在建筑设计中的主导地位，建筑应具有因受地理特征的影响而体现出的区域性；C6：生态承载能力。生态承载能力是建筑的基础也是基本要求。任何建筑都不允许凌驾于生态承载能力之上，否则结果就是人类与环境关系恶化；C7：绿色环保。可持续发展是社会的潮流也是历史的责任。作为设计者应该从“四节一环保”等角度出发，运用先进的设计技术、绿色的材料和施工工艺，创作出“绿色建筑”。

C8：外形。外形不仅仅决定着建筑的外表，同时也影响了一项工程的总造价。一般情况下，建筑周长与建筑面积比K周(即单位建筑面积所占外墙长度)越低，设计越经济；C9:功能。建筑的功能并不是越多越好，功能的适度简化可以有效地减少工程费用支出；C10:工艺。工艺的先进程度与经济上是否节约是对立统一的辨证关系。达到经济上节约的目标是工艺进步的目的，工艺进步是达到经济上节约的目标的手段，是推动经济发展的强大动力。工艺的连贯程度对先进技术实现经济上节约起推动作用；C11：结构。结构是建筑的骨架，它对后期的施工方法和材料都会产生重大影响；C12：施工。对于同一种建筑，可以有不同的施工技术，其多数取决于设计要求及造价；C13：资源。设计者应做到综合使用和合理配置资源，可以节省部分造价。合理配置资源可以使资源有机结合在一起，提高使用率；C14：过程控制。对过程的控制往往优于对结果的控制。设计者应严格按照限额设计的要求进行设计，同时要采用价值工程分析法，将建筑的功能进行简化，最终明确自己的设计作品满足设计标准化的程度。

2.4 基本指标层D

其中包括：

D1：历史文化。一个地域会有它独有的历史文化，这种文化氛围必然十分浓厚，所以设计的建筑要符合当地的历史文化底蕴；D2：民情风俗。设计作品要融入乡土文化，符合当地人民的消费理念、生活习惯和审美观等。

D3：抗震防灾。建筑的抗震应作为评价其安全性能的主要指标之一。另外，高层建筑还要考虑抗风、防涝；D4：防火。如果建筑有很好的消防功能，使用者的安全以及财产就有很大的保障；D5：防盗。防盗性能的改善，增加了使用的安全性，对社会的和谐稳定产生积极的影响。

D6：相关法律及当地法规。相关法律及当地法规是设计者不可逾越的红线；D7：与当地城乡规划的符合度。建筑的设计要符合该地区城乡规划的方向，否则设计作品会与周围环境脱节；D8：个人设计意向。优秀的设计作品肯定会融入设计者自己的思想与风格，这对设计者和社会而言是必要的而且是不可或缺的，其可为社会增添华丽的色彩。

D9：美化地域。建筑外形要与周围的现有建筑构成一个整体，从而达到美化地域的效果；D10：融入地域。设计的建筑要与周围的现有建筑相融合，不要特立独行，要起到融入地域的效果。

D11：地形与地貌。从经济效益和生态环境保护的角度出发，设计时对自然地形应以适应和利用为主，应深入分析地形地貌，使建筑布置合理；D12：地质与水文。地质与水文条件关系到建筑物位置的选择和地下工程设施、管线的布置方式及地面排水的组织方式；D13：气象与小气候。其主要考虑常年主导风向、冬夏季主导风向，风力情况、日照、气温、降水情况等。

D14：土地可利用情况。建筑的自身重量、用途等对土地的种类有很严格的要求，建筑的设计要依土质的变化随之调整；D15：水资源可利用情况。水的洁净程度、酸碱程度，地下水水位等对建筑的设计都有影响。甚者，延长工期、增加造价。

D16：绿色材料。建筑绿色材料应是无毒或者低能耗的健康型、节能型建材，符合可持续发展原则；D17：绿色工艺。绿色工艺是未来建设发展的必然趋势，可以为使用者营造出节能、环保、舒适的空间，能够确保建筑物节能优势的发挥，控制资源损耗，控制环境污染；D18防止污染。建筑在设计时要注意建筑垃圾对周围环境的影响。

D19：造型美观。建筑应该具有美感，展现出精神与物质的和谐统一；D20：造型简洁。建筑的平米数越低、造型越简单则工期越短、造价越低。

D21：人性化。人性化的功能可以增加建筑的使用价值；D22：需求性。建筑功能的更新要以使用者的需求为基础，新颖但无需求的功能可造成资源的浪费。

D23：工艺的先进程度。工艺的先进程度与经济效应形成辩证统一的关系，力求在技术先进的条件下达到经济合理，在经济合理的基础上实现技术的先进；D24：连贯衔接。施工技术的连续性可以缩短工期。

D25：结构安全性。设计安全度高,初始费用大,维护费用小;反之设计安全度低，初始费用小，维护费用大；D26：全寿命周期费用。需要权衡初始费用与维修费用的比重，即初始费用高，安全度高，维修费用低；初始费用低，安全度低，维修费用高；D27：稳定性。既要保证水泥的安稳性也要保证地震发生时抗震结构支撑系统的结构稳定。

D28：施工复杂度。施工的复杂程度与造价成反比；D29：工期长度。工期拖延时间越长，会导致成本的大幅度提高。

D30：综合利用。资源的综合利用可以降低工程的成本，可以适度地重复利用材料，使得资源被综合利用；D31：合理配置。资源的合理配置，可以有效的提高资源的利用率，降低建筑成本，尤其是人力资源的配置。

D32：限额设计。限额设计严格控制技术设计和施工图设计的不合理变更，保证总投资限额不被突破，从而达到控制投资的目的；D33：价值工程分析。价值工程目的是研究对象的最低寿命周期成本可靠地实现使用者所需的功能，以获取最佳的综合效益；D34：满足设计标准化程度。广泛采用标准化设计，是提高设计质量，加快实现建筑工业化的客观要求，可节约建筑材料，降低工程造价。

3 本模型使用的用途

利用AHP模型构建“工程设计阶段造价优化控制综合评价指标体系”后，可把各种评价因素明确地表达出来，在此基础之上再通过调研获得有关数据，构建各层判断矩阵，通过已开发的AHP程序在计算机上进行单排序及总排序计算，从而得到各层因素相对于总目标的组合权重值。本综合评价指标体系应全国通用，但考虑到我国国土辽阔、地形复杂、民族众多、经济发展的速度及水平参差不齐，无法形成统一的权重体系。但我们可以进行实地调研考察，根据具体情况进行分析、综合、计算出不同的权重值。也可以通过“聚类分析”将全国有关地区划分为几大类，对属于同一类的地区可使用相同的权重体系，再结合选线方案各指标的“评价值”，利用“改进的TOPSIS方法程序”“灰色关联评价方法程序”等在计算机上进行计算，即可直观地得出各待评价对象的优劣程度，从而实现工程造价的优化控制，也可用于评价已完成的建筑设计的工程造价的优劣等级。

限于作者水平和作为一种大胆尝试，不妥之处在所难免，希望起到抛砖引玉的作用，还请大家批评指正。

[1] 刘启泓.基于复合生态系统平衡概念的新农村居住环境规划设计优化的原则及综合评价的探讨[J].基建管理优化，2015(3)：53-55.

[2] 赵西平,万 杰.房屋建筑学[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[3] 白文颖,宁全民.高层建筑结构优化设计综合评价指标体系的研究[J].基建优化，2006(4)：98-100.

[4] 刘启波,刘士铎.改进的TOPSIS方法在绿色建筑综合评价中的应用[J].基建优化，2001(5)：76-78.

[5] 刘启波,蒲济生.灰色聚类评价方法在建筑方案选优中的应用[J].基建优化，2002(3)：9-11.

[6] 刘晓君.工程经济学[M].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[7] 刘士铎,刘启波.基本建设优化学与可持续发展[J].基建优化，1996(3)：32-33.