探讨外幕墙设计优化与降本增效的关系

　　摘 要 建筑幕墙的设计优化是最优化设计方法在建筑幕墙设计领域的应用。幕墙的最设计优化，简单地说，就是从所有可能的设计方案中，寻求最优的设计方案，以最大限度地满足设计所提出的目标。设计优化，不是以牺牲安全和质量来求得经济效益的，而是以理论为基础，以工程经验为前提，以对设计规范实质内涵的理解和灵活运用为指导，以先进的分析方法为手段，对设计进行深入调整、改善与提高，对成本进行审核和监控，是对设计深化再加工的过程。

　　关键词 外墙设计;优化;降本增效

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　　设计优化是降本增效中降本潜力相当大的一个环节。其关键点主要体现在下面两个方面：

　　1 首先，在设计初期需要将设计与工程成本结合起来考虑

　　(1)工程中标后设计师在招标图纸的基础上进行优化，设计师需与预算人员进行密切的沟通和配合，全面分析工程投标报价中的盈亏项目，便于有针对性的降低工程成本;全面了解工程的投标成本，即各分部分项工程的成本组成、每种材料的用量、相关材料的单价，便于合理的优化各分部分项工程的设计;了解工程变更部分价格的调整的原则，便于预测设计变更对工程造价的影响，从而避免盲目设计，最终造成资源浪费的现象。

　　(2)工程中标后组织投标人员、经营人员、设计师、项目管理人员召开工程投标交底会议。研究加工、安装工艺存在的难点与盈亏项，分析造成成本增加的因素，优化原招标图设计。

　　(3)设计人员在设计施工方案图前，必须熟悉招标图纸、招标文件、招标范围，掌握招标范围，不属于招标范围内的增加项目，须取得设计院的变更通知，若新增项目必须在施工方案图纸中反映时，须注明“属新增项目，不在原招标范围内”，否则，在结算时无法搞清最初招标的范围，造成业主仅凭着合同“以深化设计的施工方案图作为工程承包的范围”的条款，将新增项目全部归咎为合同总价中，价格不予调整[1]。

　　2 在施工过程中的设计优化对成本控制也起到关键性的影响

　　施工过程中因现场实际情况的变化会发生施工图随之相应调整，此时设计优化也是过程成本控制的主要方法。在保证工期和工程质量的前提下，合理控制施工过程中的各项费用，如原材料的采购、人工费等，都应该限制在工程预算范围内，保证施工企业最大的经济利润。在工程总的成本中，材料成本占大部分的比重，一般占总造价的70%左右，且有较大的节约潜能，在实际施工中如果产生成本亏损，可以通过节约材料来进行弥补，而且控制材料费也是施工企业争取最大利润的重要手段。幕墙工程施工过程中设计优化主要体现在以下几点：

　　2.1 幕墙立面分格优化

　　在幕墙立面分格设计中，不同的分格形式不仅影响着幕墙产品的美观性，而且对幕墙的主材使用量有很大的影响，合理的分格优化，对幕墙成本的控制效果十分显著。根据经验，分格优化有时可降低总成本的3%～6%。所谓分格优化，即是在满足外观、功能、构件受力等条件下，尽量使单位面积所占的周免长度处于最小状态。这样不仅可以节省幕墙龙骨、附件、结构胶、连接件、支座、埋件等的用量和减少人工成本。

　　2.2 幕墙龙骨优化

　　比如在设计钢立柱时，在满足设计强度要求的前提下，尽量选择工字钢、槽钢类的型材，避免选用矩形钢。因为在相同界面的情况下，工字钢、槽钢的惯性矩大于矩形钢，而计算的杆件挠度比矩形管小，且工字钢、槽钢的采购成本远低于矩形管，石材商容易采购，矩形管本身的价格比槽钢的价格高，且非常用的矩形管须定制，定制周期长，成本高;若用钢板焊接制成的钢管，焊接制作费亦相应更高，且质量不稳定，故在设计时尽量选择槽钢、工字钢类的型材。

　　2.3 幕墻支撑结构优化

　　一般来说，在结构计算中要做到最大优化是很难的。因为在幕墙构件的未知方程组中，用一般的代数方法很难求解。即使从理论上找到了最大化的设计，也会受到实际条件如支点条件、外观要求等的限制。因此，所有的优化设计都必须结合实际工程的具体情况进行。在超高层的幕墙铝立柱设计时，在满足风压计算的前提下，不图省事，在高楼层和低楼层部位分别用不同截面的立柱，可以极大地减少铝型材的用量。

　　2.4 节点系统的选择和优化

　　在满足系统构造、系统性能要求和安装、维护要求的前提下，选择一套好的节点系统，可有效地控制幕墙成本。一般来说，应尽量采用材料相对单一、材料分配较为合理、构造不复杂的系统。

　　一般来说，只有在个别建筑项目中才会出现少数立柱或横梁的跨度较大或受荷载较大，为减少开模数量和管理难度，采用在通用铝料内穿钢芯的组合形式来满足受力要求，但这样做不仅需要处理两种材料之间的防化学腐蚀处理并保证其紧密结合，已达到变形一致的要求，而且材料本身的成本就很高。通常情况下，正常尺寸的铝料或钢梁强度或刚度会满足设计要求，除非特殊情况才采用钢铝组合的形式。

　　2.5 施工工艺优化

　　在施工工艺上，可以通过技术、经济比较，确定有利于缩短工期、提高质量、降低成本的最佳施工方案。进行技术创新，研究各种降低消耗、提高工效的新工艺;采取简单效率的施工工艺，确保质量，做到一次成型、一次合格，降低材料损耗率，减少不必要的人工成本的投入，并争取业主和设计单位的认同。凡合理的施工工艺，不仅在加快施工进度、缩短施工周期的情况下，都会有明显的节约，而且也大大降低了成本。如石材幕墙工程中时常会遇见背栓式石材幕墙，而业内人士都很清楚背栓式石材幕墙的施工工艺上远比短槽式的难度大很多，在人工和时间上都增加了很大的成本。

　　2.6 施工方案优化

　　了解材料的性能及价格，与预算人员共同做对比分析，选择造价最低的方案。如了解铝型材6063T5与T6的工艺差别、强度差异、价格差异，在达到同样强度要求的条件下，对比一下两种的方案的经济性：

　　方案1：选用6063-T6，材料单价高，但用量少;

　　方案2：选用6063-T5，材料单价低，但用量大。

　　将以上两个方案用单价乘以用量的乘积比较，最终选择对工程成本最低的方案[2]。

　　3 结束语

　　设计优化的目的就是在保证工程质量的同时去除无效的结构成本，达到最小的投入产出比，最终实现建筑安全、经济和美观的完好统一。成本是个持续的过程，也是应对市场变化的需要。管理提升、降本增效无止境，成本控制是企业发展的永恒主题。

　　参考文献

　　[1] 论述建筑幕墙的节能设计[J].建材与装饰，2018，(28)：64-65.

　　[2] 关于建筑幕墙的设计要点分析[J].建材与装饰，2018，(26)：104-105.

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文章名称： 探讨外幕墙设计优化与降本增效的关系

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