張暉

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0 引言

結(jié)構(gòu)設(shè)計一般指的是工程在初步設(shè)計、施工圖設(shè)計和深化設(shè)計中結(jié)構(gòu)專業(yè)為實現(xiàn)建筑使用功能而在圖紙上表達(dá)結(jié)構(gòu)構(gòu)件以指導(dǎo)施工的過程。廣義的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以定義為工程在決策階段、設(shè)計階段、施工階段、使用階段，包括結(jié)構(gòu)方案制定、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工變更、維護配合等涉及結(jié)構(gòu)專業(yè)的全部內(nèi)容。目前對結(jié)構(gòu)設(shè)計與成本影響的研究集中在以下幾點：

（1）決策階段通過與建筑專業(yè)協(xié)商調(diào)整建筑方案以提高結(jié)構(gòu)體系的經(jīng)濟性；

（2）基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)不同形式的比選；

（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖優(yōu)化；

（4）針對施工工藝的優(yōu)化及新型工藝、新型材料的應(yīng)用。

所言的成本，一般指的是工程的總投入價格，目前的研究重點在于如何通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，節(jié)約施工階段所支付的價格。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計在不同階段對成本的影響

結(jié)構(gòu)設(shè)計對工程造價的影響在決策階段顯現(xiàn)，在設(shè)計階段表達(dá)，在施工階段調(diào)整。按已有項目經(jīng)驗及國內(nèi)外文獻研究[1]，一般認(rèn)為，在決策階段對造價的影響比例最大，約可以達(dá)到95%，而隨著設(shè)計的深化，從方案設(shè)計到初步設(shè)計再到施工圖設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計對造價的影響越來越小。當(dāng)結(jié)構(gòu)施工圖優(yōu)化完成后，施工階段最多僅剩10%左右的優(yōu)化空間，如圖1所示。這也是傳統(tǒng)造價管理模式針對方案比選、結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化有較多針對性研究的原因[2]，在決策階段對結(jié)構(gòu)方案進行比選，根據(jù)數(shù)值計算模型對結(jié)構(gòu)布置進行優(yōu)化，對成本控制的貢獻是較為明顯的。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計在成本管理中的應(yīng)用難點

圖1 各階段對成本影響百分比

常用的成本控制方法有：限額設(shè)計，價值工程，全周期成本管理等等?！傲_馬非一日建成”，項目從決策到施工再到投入使用并營運維護，需要經(jīng)歷一定的時間周期。項目越大，周期越長，成本的控制難度也就越大，成本管理的必要性也越來越明顯，但難度也就越來越大。長期存在“低價作業(yè)，多次返工”“廉價投入，高額維護”等現(xiàn)象已經(jīng)引起整個行業(yè)警惕。在成本控制時同時考慮包括維護在內(nèi)的后期投入，并對其進行實時管理、糾偏，能夠避免此類情況的發(fā)生，但這也帶來以下幾個不可避免的問題。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計僅考慮設(shè)計階段的成本控制

結(jié)構(gòu)設(shè)計雖在基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計優(yōu)化內(nèi)容中研究得較為透徹，但如若忽略后續(xù)的施工及使用階段的成本，得出的比選結(jié)果不一定是最優(yōu)解。以肇慶某在建項目為例，該商業(yè)樓中有1#、2#兩個完全相同的樓梯，結(jié)構(gòu)設(shè)計時比選過懸挑梁受力、吊柱及下設(shè)梯柱的三種做法，其中梯柱做法成本最低，即如圖2所示。而實際上，1#樓梯下方為商鋪，雖然在休息平臺下側(cè)建筑圖暫時計劃做為庫房，但該梯柱仍限制了該鋪位的裝修布局，致其估值收到一定影響。而2#樓梯下方卻是發(fā)電機房，該梯柱對機場設(shè)備沒有影響，梯柱做法在建筑方案上是最優(yōu)解。可見，相比于傳統(tǒng)的成本控制理論，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時考慮施工及使用階段來進行方案必選是有必要的。

2.2 設(shè)計、施工、采購溝通不足

圖2 梯柱案例

施工圖完成后，在項目施工過程中常遇到需要出具變更，或者增加某部分工程量的問題，例如某項目后期加建的污水處理站，經(jīng)過基礎(chǔ)方案比選，300樁徑的預(yù)制方樁是成本最低的方案。但下發(fā)圖紙后，施工單位卻發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厥袌鰺o法采購到該樁型，施工成本和時間節(jié)點均難以保障。最終與設(shè)計溝通改用了常見的300樁徑管樁，成本僅增加約5%。而且避免此步驟影響項目整體驗收的情況。

可見，理想的成本管理需在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段考慮施工和采購問題，這就需要三方在項目過程中保持充分的溝通。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計與其他專業(yè)配合問題

隨著發(fā)展節(jié)奏的加快，近年來設(shè)計與施工周期不斷被壓縮，設(shè)計院啟用大量新人繪圖，設(shè)計圖紙校審時間減少，由此引起的設(shè)備管線與結(jié)構(gòu)梁出現(xiàn)沖突的情況非常多，甚至在施工時才發(fā)現(xiàn)，引起窩工的現(xiàn)象也并不罕見。從成本控制上來說，不論是工程量變更還是施工工期的延長引起的成本增加，都是屬于應(yīng)該提前預(yù)控并極力避免的成本風(fēng)險。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計中成本控制的提升途徑

如上文所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計中的成本控制過程容易遇上許多不可預(yù)見的情況，故一般在概算中，在土建部分計入一筆“不可預(yù)見費用”是常見做法，也導(dǎo)致預(yù)算與結(jié)算容易出現(xiàn)較大差距，不利于投資方對項目成本進行把控。如何精細(xì)化進行全過程的成本把控，成為結(jié)構(gòu)設(shè)計和成本控制的研究重點。近年來，計算機軟件的發(fā)展和合作模式的改進為成本管理提供了很好的提升空間，結(jié)合下述3個方法是解決現(xiàn)有成本控制問題的突破點。

3.1 引入全壽命周期成本管理

全壽命周期成本管理，將工程從決策、設(shè)計、施工直至運營維護的所有成本進行統(tǒng)籌考慮，能夠規(guī)避傳統(tǒng)成本控制因小失大的情況。在引入全壽命周期管理概念后，廣義結(jié)構(gòu)設(shè)計對成本的影響研究將更為細(xì)致全面，且能夠更加合理地達(dá)成投資方成本控制的目標(biāo)。

3.2 選擇EPC承包模式

EPC承包模式中，設(shè)計、采購、施工是一個整體，而內(nèi)部溝通成本較低[3]，且容易引入流程式文書模塊，溝通質(zhì)量更有保證。此外，設(shè)計、施工、采購的消息共享保障了EPC承包方內(nèi)部工作的時效性，能夠有效減少因信息滯后或某一方工作滯后而導(dǎo)致的成本增加。對投資方來說，縮短了指令的傳達(dá)路徑，減少了結(jié)構(gòu)設(shè)計及項目的其他步驟，容易對建造理念、表達(dá)效果的理解產(chǎn)生偏差。

3.3 采用BIM信息化技術(shù)

BIM信息化技術(shù)能對成本管理帶來諸多改善。橫向上，BIM將各專業(yè)設(shè)計成果在同一個文件內(nèi)進行表達(dá)，且三維的輸出模塊能夠直觀反映各專業(yè)圖紙中的沖突，避免在施工過程中再進行變更的尷尬?？v向上，BIM能夠從初步設(shè)計階段就向投資方和施工方展現(xiàn)出項目的概況，并隨著設(shè)計的不斷深入，一直到施工過程中，甚至竣工完成后，都能夠?qū)崟r展現(xiàn)項目情況[4]，隨時進行精確的成本計算[5]。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)的成本管理一般是在投資估算和工程概算的前提下，隨著施工圖的進程進行成本糾偏，并設(shè)置各方限額或總限額，操作邏輯清晰，也容易執(zhí)行，但卻不得不計入高比例的“不可預(yù)見費用”。本文通過分析結(jié)構(gòu)設(shè)計隨著項目進程對成本管理的影響，以及傳統(tǒng)成本控制模式中容易出現(xiàn)的問題，提出在EPC模式下，采用BIM信息化技術(shù)并引入全壽命周期成本管理，將是大勢所趨，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計中的成本管理也有著極大提升。結(jié)構(gòu)設(shè)計對成本管理的負(fù)面影響主要有：未考慮施工及使用階段的成本偏差；與其他工種及其他專業(yè)溝通深度不足且時效性不佳引起的成本偏差等情況。而EPC模式下進行基于BIM的全壽命周期成本管理，能夠有效提升成本管理的精確度和時效性，是結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高成本管理成果的一種高效方法和有效途徑。