劉嘉利

（山西四建集團(tuán)有限公司，山西太原 030012）

1 工程概況

以某學(xué)校建設(shè)工程為例，該學(xué)校為當(dāng)?shù)刂攸c(diǎn)教育機(jī)構(gòu)，屬于基于小學(xué)與初中為一體的九年一貫制學(xué)校。其建筑項(xiàng)目主要包括內(nèi)部教師辦公樓、實(shí)驗(yàn)樓及教學(xué)樓，還涉及部分食堂、報(bào)告廳與體育館，整體建設(shè)面積約為9.4 萬m2，為響應(yīng)中華人民共和國教育部長期發(fā)展政策，有關(guān)部門最終決定對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化改造，并整體以標(biāo)準(zhǔn)化綠色施工方式開展，進(jìn)而在降低施工過程對(duì)周圍環(huán)境所影響的同時(shí)，最大限度地提升工程經(jīng)濟(jì)效益。整體工程設(shè)計(jì)效果如圖1 所示。

圖1 工程項(xiàng)目效果

2 建筑施工難點(diǎn)及施工目標(biāo)

由于本次案例項(xiàng)目地理位置較為特殊處于市區(qū)中心地段，對(duì)整體施工噪音控制要求嚴(yán)格，且在施工初期約有2.5 萬m2施工場地屬于未開發(fā)階段，各個(gè)區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)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(chǔ)設(shè)施不完善等問題，則是工程項(xiàng)目的重要施工管理難點(diǎn)之一。此外，本次案例項(xiàng)目主要基于各種標(biāo)準(zhǔn)化綠色施工技術(shù)，以降低成本、減少污染及節(jié)能降耗為基本目標(biāo)進(jìn)行建設(shè)，并從施工技術(shù)應(yīng)用、組織規(guī)劃及評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行重點(diǎn)管理，對(duì)材料、方案、施工技術(shù)應(yīng)用及驗(yàn)收等階段進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目最大化經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展目標(biāo)[1]。

3 建筑施工技術(shù)控制措施

3.1 材料與水資源技術(shù)控制措施

在材料技術(shù)應(yīng)用方面，本次案例項(xiàng)目主要利用現(xiàn)代信息技術(shù)，結(jié)合CAD 軟件及BIM 技術(shù)構(gòu)建了一系列材料管理平臺(tái)進(jìn)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(yīng)用方面，當(dāng)其使用直徑高于14mm 時(shí)，需要使用機(jī)械連接方式，這種連接方式具有接頭強(qiáng)度高、連接速度快、性能穩(wěn)定、應(yīng)用范圍廣、操作方便、節(jié)省材料等優(yōu)勢。長度低于1m 以內(nèi)的鋼筋材料應(yīng)將其運(yùn)用于后續(xù)工程如馬凳、洞口附加筋、定位筋等構(gòu)件制作當(dāng)中，應(yīng)盡可能地降低鋼筋材料浪費(fèi)。而在木材控制方面，應(yīng)嚴(yán)格控制板材、木方等材料入場，并對(duì)長度超過0.5m 的廢舊木方進(jìn)行統(tǒng)一收集，將其作為擋腳板、防滑條及墻柱護(hù)角等方面的制作材料。而在節(jié)水方面，本次案例項(xiàng)目人員已在項(xiàng)目初級(jí)策劃階段，就曾基于工程實(shí)際情況設(shè)計(jì)了完善的排水與供水系統(tǒng)，全部材料器具實(shí)施用水、供水操作。

3.2 能源與用地技術(shù)控制措施

本次案例項(xiàng)目能源節(jié)省方面的技術(shù)應(yīng)用措施如下：①為有效降低能源消耗，本次案例項(xiàng)目在鋼筋與木材加工區(qū)布設(shè)為相同位置，進(jìn)而達(dá)到設(shè)備、資源共享。②現(xiàn)場質(zhì)檢、生產(chǎn)辦公室及會(huì)議室均采用百葉窗簾設(shè)置，保障合理通風(fēng)與采光。③生活區(qū)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(shè)，并采用PVC板主要頂棚吊板材料。④在生活區(qū)布設(shè)了各種太陽能熱水裝置，結(jié)合普通熱水器來共同完成對(duì)區(qū)域性供水要求，且走廊、樓梯間的照明燈具均采用節(jié)能型LED 燈來制作，從而在最大限度上提升整體建筑設(shè)施的節(jié)能環(huán)保效果。

4 標(biāo)準(zhǔn)化施工技術(shù)應(yīng)用及方法創(chuàng)新

4.1 建設(shè)技術(shù)改進(jìn)措施

為滿足工程項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化綠色施工要求，本次案例項(xiàng)目人員對(duì)部分區(qū)域施工技術(shù)及施工工藝進(jìn)行了一系列技術(shù)改造，并將其逐步推廣到其他建設(shè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，進(jìn)而大幅度提升了整體建筑工程經(jīng)濟(jì)效益。具體改革環(huán)節(jié)如下。

（1）將傳統(tǒng)建筑支撐系統(tǒng)采用小方鋼構(gòu)件進(jìn)行加固處理，使其成為全新的承插式支撐結(jié)構(gòu)。通過引進(jìn)全新的定型鋼踏步、U 托頂撐、小方鋼背楞等裝置，節(jié)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(shè)原則進(jìn)行建設(shè)施工，進(jìn)而為當(dāng)?shù)毓?jié)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(xiàng)目要求，采用了部分工廠化小型混凝土構(gòu)件，實(shí)施工程預(yù)制剪力墻的建造，在保障施工建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，大大減少了工業(yè)垃圾產(chǎn)出量及垃圾處理費(fèi)用。

（3）案例工程項(xiàng)目運(yùn)用以鋼代木的建設(shè)理念，所制成的鋼制鋼管構(gòu)件可重復(fù)利用于各種其他施工環(huán)節(jié)當(dāng)中，且對(duì)衛(wèi)生間、空調(diào)洞采用套管裝置進(jìn)行提前預(yù)埋，從而在避免二次開洞作業(yè)的前提下，節(jié)約大量工程施工成本。圖2 為定型化降板鋼模，圖3 為空調(diào)預(yù)留孔[2]。

圖2 定型化降板鋼模

圖3 空調(diào)預(yù)留孔

（4）本次案例工程主要施工支撐系統(tǒng)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(gòu)件，均可基于工程實(shí)際情況進(jìn)行重復(fù)使用，且該腳手架裝置外部采用鋼板進(jìn)行了封閉處理，不僅安全性較強(qiáng)且外部美觀度較高。

4.2 安全技術(shù)改進(jìn)措施

安全措施作為標(biāo)準(zhǔn)化施工及提升建筑經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，同時(shí)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(shù)應(yīng)用方面同樣布設(shè)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化改良與設(shè)計(jì)，具體如下：①在本次案例項(xiàng)目中，將全部安全通道及附近防護(hù)裝置均采用舊模板裝置實(shí)施封閉處理，再經(jīng)過一系列設(shè)計(jì)與制作實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。②工程建筑中的垃圾運(yùn)輸通道、后澆帶封閉、臨時(shí)維護(hù)及電梯井口，均是通過工程項(xiàng)目人員精心設(shè)計(jì)而成，而用于安全會(huì)議與安全教育的臨時(shí)安全區(qū)也均為可拆卸板構(gòu)造，其不僅安全使用且均可重復(fù)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(qū)域合理布設(shè)了，如乙炔瓶支架、氧氣推車、黃砂箱、垃圾桶及各種導(dǎo)向牌，從而大幅度提升了工程項(xiàng)目施工的安全系數(shù)。

4.3 施工PC 構(gòu)件與生活區(qū)改良措施

工程人員在經(jīng)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(gòu)件，并安排專門人員對(duì)入場PC 構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)收與核對(duì)，杜絕任何不合工程要求或存在質(zhì)量問題的構(gòu)件投入使用，重點(diǎn)檢測構(gòu)件厚度、拉毛深度、支架高度及尺寸偏差等，并采用預(yù)制樓梯結(jié)構(gòu)建設(shè)方式，在最大限度上降低了各個(gè)扣件、鋼管裝飾及模板的使用量，進(jìn)而節(jié)省大量工程施工成本。

4.4 BIM 系統(tǒng)的綜合運(yùn)用

4.4.1 模型校核與管線布設(shè)

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)水平不斷提高，BIM 技術(shù)被廣泛應(yīng)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(jìn)行可視化展現(xiàn)，同時(shí)也是標(biāo)準(zhǔn)化建筑工程中不可或缺的重要技術(shù)之一。在以二維繪圖為主的傳統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)檢驗(yàn)工作當(dāng)中，構(gòu)建空間碰撞問題通常無法得到應(yīng)有的重視，而基于BIM 技術(shù)所呈現(xiàn)的三維設(shè)計(jì)方式，可更為直觀清晰地展現(xiàn)各個(gè)構(gòu)件之間的空間位置變化，一旦發(fā)現(xiàn)模型發(fā)生碰撞突出則會(huì)立即發(fā)出警示，進(jìn)而保障整體工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，大幅度降低因設(shè)計(jì)不規(guī)范而引起返工及項(xiàng)目變更等不良現(xiàn)象發(fā)生。如通過三維立體電纜裝置溝槽設(shè)計(jì)模型，便可發(fā)現(xiàn)其中所存在的斷面不規(guī)整問題，從而幫助工程人員在最短時(shí)間內(nèi)制定相應(yīng)的解決方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料節(jié)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(shù)據(jù)集成與施工模擬

綜合利用BIM 工程管理平臺(tái)，可在基于工程施工進(jìn)度與施工任務(wù)的基礎(chǔ)上，對(duì)整體施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬操作，并以三維立體動(dòng)畫方式，對(duì)整體施工流程進(jìn)行推演和模擬。此外，在BIM 系統(tǒng)錄入各種工程數(shù)據(jù)信息，可實(shí)時(shí)掌控整體工程材料及設(shè)備使用情況，不僅便于工程人員施工過程中的各項(xiàng)使用成本，還可為后續(xù)工程竣工驗(yàn)收提供真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4.4.3 材料管控與成本控制

通常，在建筑工程施工建設(shè)過程中難免涉及大量多種類型的建設(shè)材料，此類材料與施工使用成本及施工進(jìn)度控制有著密不可分的關(guān)系，而BIM 系統(tǒng)可將整體施工材料庫存量、使用量及采購量進(jìn)行系統(tǒng)化保存，并進(jìn)行一系列消耗量預(yù)估計(jì)算，既可方便施工人員及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)放各種建設(shè)材料，也可為材料采購人員提供準(zhǔn)確的市場信息，降低材料二次搬運(yùn)所花費(fèi)的時(shí)間與資金，進(jìn)而在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化施工目標(biāo)的前提下，最大程度提升建筑工程的施工經(jīng)濟(jì)效益。而運(yùn)用BIM 也可基于工程工序與時(shí)間來準(zhǔn)確計(jì)算各種工程造價(jià)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化成本管理目標(biāo)[4]。

5 施工成果對(duì)比分析

為整體標(biāo)準(zhǔn)化綠色工程施工所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，本次案例項(xiàng)目竣工后的一系列經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)與原始目標(biāo)進(jìn)行了一系列對(duì)比分析，其中主要包括節(jié)材與資源數(shù)據(jù)、節(jié)水與水資源、節(jié)能與能源、節(jié)地與土地利用等方面的數(shù)據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)信息。

（1）節(jié)材與材料應(yīng)用成果方面的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比如下：在木材材料使用方面，本次案例項(xiàng)目的設(shè)計(jì)損耗值為110m3，實(shí)際損耗值為45m3，意味著實(shí)際使用的木材材料比設(shè)計(jì)要求的少65m3。每萬元產(chǎn)值節(jié)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(shè)計(jì)損耗值為950m3，實(shí)際損耗為205m3，實(shí)際節(jié)約了745m3的商品混凝土材料。每萬元產(chǎn)值節(jié)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(shè)計(jì)重復(fù)使用率為85%，而實(shí)際重復(fù)使用率達(dá)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(gòu)件使用方面，項(xiàng)目設(shè)計(jì)損耗值為1.5%，而實(shí)際損耗值僅為0.5%，每萬元產(chǎn)值節(jié)省了0.015t 的構(gòu)件損耗量。

（2）在節(jié)水與水資源實(shí)際應(yīng)用方面的數(shù)據(jù)對(duì)比如下：本次案例工程通過建設(shè)集水池蓄水裝置等裝置，對(duì)區(qū)域道路進(jìn)行綠化、沖洗及消防等方式，使得其在初期施工階段所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)耗水量，從每萬元0.78m3產(chǎn)值降低至0.21m3。而后續(xù)主體建筑結(jié)構(gòu)施工方面的標(biāo)準(zhǔn)耗水量，從每萬元3.88m3產(chǎn)值降低到3.31m3，且整體節(jié)水設(shè)施配置應(yīng)用率達(dá)到了100%。

（3）在節(jié)能與能源實(shí)際應(yīng)用方面的數(shù)據(jù)對(duì)比如下：本次案例項(xiàng)目在基礎(chǔ)施工階段，設(shè)計(jì)總耗電量為145371kW·h、實(shí)際總耗電量為112339kW·h，共計(jì)節(jié)省約3.3 萬kW·h 耗電量。在主體結(jié)構(gòu)建筑工程施工階段，設(shè)計(jì)總耗電量為541032kW·h、實(shí)際總耗電量為476943kW·h，共計(jì)節(jié)省約6.41 萬kW·h 耗電量。在生活用電與辦公用電方面，設(shè)計(jì)總耗電量為12248kW·h、實(shí)際總耗電量為84047kW·h，共計(jì)節(jié)省約3.82 萬kW·h耗電量。在生產(chǎn)作業(yè)用電方面，設(shè)計(jì)總耗電量為934045kW·h、實(shí)際總耗電量為642145kW·h，共計(jì)節(jié)省約29.19 萬kW·h 耗電量。

（4）在節(jié)地與土地資源實(shí)際應(yīng)用方面的數(shù)據(jù)對(duì)比如下：本次案例項(xiàng)目生活辦公作業(yè)區(qū)與生產(chǎn)業(yè)作業(yè)區(qū)設(shè)計(jì)面積占比為5%，實(shí)際面積占比為2.69%。綠化土地面積與實(shí)際占地設(shè)計(jì)占比為0.8%，實(shí)際面積占比為0.9%。生產(chǎn)區(qū)域設(shè)計(jì)占地面積為7.8 萬m2，實(shí)際占地面積僅為6.5 萬m2。生活與辦公區(qū)設(shè)計(jì)占地面積為1800m2，實(shí)際占地面積則為1470m2。由此可見，本次案例項(xiàng)目在基于標(biāo)準(zhǔn)化綠色施工理念的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工建設(shè)，取得了一定的經(jīng)濟(jì)成果[5]。

6 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)支撐系統(tǒng)、樣板材料、防護(hù)設(shè)施及其他PC 構(gòu)件等方面的優(yōu)化布設(shè)，并基于現(xiàn)代BIM技術(shù)構(gòu)建信息化管理系統(tǒng)，對(duì)整體施工材料及各項(xiàng)施工成本進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，從而在最大限度上提升工程施工的科學(xué)性與合理性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化目標(biāo)。