成本优化在幕墙设计阶段中的运用

成本优化在幕墙设计阶段中的运用摘要：为提升建设工程开发项目的企业成本内控管理水平，保证开发项目的产品品质，合理分配成本投入，成本优化工作有利于及时反应项目动态成本及预警，实现预定投资利润和开发经营指标。本文在扩初设计阶段、准施工图完成之前，成本优化动作提前介入，以幕墙系统的各构造组成部分（面层、骨架等）作为幕墙工程成本优化的方向和路径，最终实现降本后的优化方案顺利落地，供借鉴。关键词：建设工程；造价管理；幕墙；引言：为确保开发项目成本可控，严格执行设计部门、成本部门等多部门联合审图制度，设计部门提供开发项目设计参数选型、扩初及准施工图纸等能实现成本评估和分析的基础资料，成本部门对产品方案、扩初、施工图及施工各阶段的方案经济性进行评审、成本优化及适配、根据测算结果进行成本分析并提出优化及适配建议，如：在幕墙工程出具正式施工图前，完成扩初方案造价测算，重点关注幕墙工程与项目定位标准与品质的一致性、幕墙系统主要构造部分做法合理性及经济性。通过专项会议评审，对于成本不经济尤其是超目标成本的方案及时与设计及相关条线进行沟通反馈，提出成本优化建议，并督促成本优化方案切实落地，及早发现问题、解决问题，对经优化后测算仍超出目标成本的事项及时提出预警及建议，在项目前期设计阶段提出对标类似项目进行限额设计来实现成本事前控制。经济性评审、成本优化及适配管控节点贯穿开发项目的整个设计及施工全程，分为：方案设计阶段、扩初设计阶段、施工图设计及招标阶段、施工阶段等。因商业办公项目的业态特征及特殊性，建筑幕墙是在现代商业及办公地产项目中已运用较为广泛的建筑外围护/装饰性结构，可将建筑外立面立体美学、建筑的围护功能、建筑的绿色节能和建筑结构等因素有机地统一起来，幕墙工程在整个项目的建安工程造价中占比可达到10%甚至以上，是成本管控须重点关注的部分，因此，下面我们就针对幕墙工程在设计阶段的几个成本优化关键点展开详细的论述。一、成本优化案例项目概况：上海市静安区天目西路街道130街坊13丘城市更新项目，地处苏河湾板块内，属城市更新项目，是一个以办公为主，商业、文化为辅的高品质商业办公项目。本项目为一栋36层，建筑高度为179.6米的超高层办公楼，其中3层商业裙房。用地总面积为9961.3平方米，总建筑面积为100255平方米，其中地上建筑面积为76465平方米（其中计容面积70557平方米，不计容面积5908平方米），地下建筑面积为23790平方米，共地下3层。结构形式：上部塔楼为钢框架-支撑结构体系，上部裙房为钢框架结构体系，地下室为混凝土框架-剪力墙结构。本项目主楼建筑外围采用玻璃幕墙，塔楼为标准单元式玻璃幕墙，带竖向金属线条，配套裙房采用框架式玻璃幕墙以及铝板幕墙。项目效果图二、幕墙工程成本优化要点：幕墙工程成本由人工成本、材料成本和机械成本等其他成本构成，因材料成本占主要比重，可高达70-80%，因很难在日益上涨的人工成本上实现成本优化，因此，需要在材料成本上下足功夫。建筑幕墙工程的材料由幕墙面层、骨架及辅材等组成，根据不同特点划分为弹性成本和刚性成本：弹性成本：幕墙面层，成本占幕墙总材料成本比例约30%-35%,刚性成本：幕墙骨架，成本占幕墙总材料成本比例约45%-50%，辅材成本：占幕墙总材料成本的10%-15%。弹性成本可高可低，差异化带给客户不用的外立面视觉感受，而刚性成本对于幕墙成本来说占比最大，需在保证结构安全的前提下尽可能去除铝型材含量的过多富余量。本项目亦是根据弹性成本和刚性成本分别进行了研究与优化，具体如下：(一)弹性成本：幕墙面层，根据项目定位标准、品质要求以及光评的结果，在面层上面追求LOW-E双银玻璃或有超白玻等更高要求，或选用进口或国产高端石材、氟碳喷涂铝板，此为弹性成本。|玻璃面层方案优化|1、塔楼玻璃配置优化优化前方案：塔楼大堂及标准层、裙房等全部采用6mmHS+1.52PVB+6mmHS(Low-E)+12Ar+8TP三层全超白玻璃配置。优化后方案：塔楼大堂部位、裙房采用三层全超白玻璃维持不变，塔楼标准层等其他区域3层全超白玻璃调整为两层普通玻璃+一层超白玻璃，即：6mmHS+1.52PVB+6mmHS(Low-E)+12Ar+8TP，最外片使用超白玻璃。超白玻璃较普通玻璃虽在颜色、透光率、安全性、外立面效果等方面均优于普通玻璃，但在经济性方面，如何选择一种性价比高的方案，既可以保证外立面效果，又能减少无效的成本浪费，经与设计部及幕墙设计顾问就塔楼大堂及标准层所有区域全部采用三层超白玻璃的必要性进行了技术经济论证，最终在不影响外立面整体效果和使用功能的前提下，将非主要视野范围内的塔楼标准单元区域调整为内侧两层普通玻璃加最外侧一层超白玻璃，根据塔楼标准单元幕墙立面面积30,452m2测算，降低了单方造价40元/m2,减少幕墙成本122万元：优化前方案——塔楼标准单元，6mmHS+1.52PVB+6mmHS(Low-E)+12Ar+8TP,三片全超白玻璃，单方造价为432元/m2，造价1316万元；优化后方案——塔楼标准单元，6mmHS+1・52PVB+6mmHS(Low-E)+12Ar+8TP，内侧两层普通白玻+最外侧一层超白玻，单方造价为392元/m2，造价1194万元;小结：玻璃作为幕墙体系面材最主要部分，其配置对幕墙的造价的影响是很明显的，因此本项目综合考虑在建筑外立面的设计效果和项目品质基本无影响的情况下，同时结合幕墙光评报告，以及对市场上主流玻璃厂家进行询价，在保证室外反射率、透光率、以及遮阳系数等因素，进行了玻璃的合理配置优化，在塔楼大堂及商业裙房等落低区域的可视范围保留原设计3片全超白玻，其余区域采用内侧2片普通玻璃加最外层1片超白玻的做法，达到了成本优化的目的。2、配套用房幕墙面层方案优化部位：配套用房(社区/文化中心)优化前方案：石材幕墙优化后方案：铝板幕墙在项目非主干道两侧的非人流集中区域，如配套用房等裙房区域，由石材幕墙优化为铝板幕墙，根据530m2区域的幕墙立面面积测算，降低单方造价463元/m2，减少幕墙成本24.5万元：优化前方案 石材幕墙，单方造价:1531元/m2，造价81.1万元；优化后方案一一铝板幕墙，单方造价:1068元/m2，造价56.6万元；小结：玻璃、石材和铝板为幕墙体系中常用的面材，幕墙设计顾问在方案设计时已考虑一定的经济性，对于一些非人流集中区域的配套用房(如社区/文化中心等)在面材的选择上，已舍弃造价较高的玻璃幕墙而改用石材幕墙，但经过扩初设计阶段更详细的测算后，铝板幕墙较石材幕墙又是可以进一步实现成本优化的可选方案。（二）刚性成本:在满足幕墙系统安全评审要求的前提下，在幕墙骨架（钢材/铝型材）的选择上，追求性价比较高的铝型材，并将铝型材骨架的含量优化到最经济值，此为刚性成本。刚性成本不涉及外观的可视性，不影响建筑外立面的设计效果，且在幕墙成本中为主要占比，因此，是整个幕墙系统成本优化的首要素。本项目幕墙设计顾问在方案设计时已考虑一定的经济性，对于骨架的含量已控制在合理的范围18kg/m2以内，但为了使本项目的成本更加可控，以下为在铝型材的含量方面进一步作出的成本优化举措：|幕墙型材含量优化|1、优化幕墙格栅优化前方案：塔楼开启扇处格栅设置7根遮阳条优化后方案：塔楼原开启扇不变，对应区域格栅遮阳条减少至3根优化优化后在保证塔楼最有效通风率及遮挡后方开启窗的前提下，对应区域的遮阳铝格栅进行数量优化，经和幕墙设计顾问探讨，将塔楼开启扇处格栅7根遮阳条减少至3根，减少了铝型材用量约31,994kg，减少立面单方造价85元/m2，对于9,410m2的幕墙立面面积测算成本优化金额约80万元：优化前方案一一7根格栅遮阳条，铝型材重量:337,819kg，单价：25元/kg，折合工程量：9,410m2，单方造价：2,002元/m2，造价1,884万元；优化后方案一一3根格栅遮阳条，铝型材重量:305,825kg，单价：25元/kg，折合工程量：9,410m2，单方造价：1,917元/m2，造价1,804万元。2、取消立面开启扇及外侧格栅优化前方案：塔楼WT-C墙型采用开启扇及外侧格栅优化后方案：塔楼WT-C墙型开启扇及外侧格栅简化为铝板装饰优化优化后塔楼取消开启扇及外侧格栅，相应区域简化为装饰铝板：在和幕墙设计顾问多次讨论后，对于外部的一些装饰线条和一些具有一定功能性的遮阳线条进行了局部的调整优化，既不影响外立面效果和功能性，又能达到成本优化的目的，最终在保持项目整体外立面有效通风率及绿建要求的前提下，减少铝型材用量21,128kg，减少立面单方造价250元/m2,对于2,641m2的幕墙立面面积测算成本优化金额约66万元：优化前方案一一塔楼开启扇，铝型材重量:93,756kg，单价：25元/kg，折合工程量：2,641m2，单方造价：2,043元/m2，造价540万元;优化后方案一一塔楼取消开启扇及外侧格栅，铝型材重量:72,628kg，单价：25元/kg，折合工程量：2,641m2，单方造价：1,793元/m2，造价474万元。小结：幕墙骨架型材的含量对于幕墙成本来说占比最大，通常由于项目所在地地方规范和要求的不同，例如上海地区幕墙安评的要求，对于型材骨架，只能在结构计算通过的情况下，尽量优化型材的重量，避免不必要的浪费，如上，对于外部的一些装饰线条和一些具有一定功能性的遮阳线条可以进行局部的调整优化，既不影响外立面效果和功能性，又能达到成本优化的目的。三、结论通过本项目幕墙工程成本在设计阶段的前置优化案例，累计实现成本优化金额约292.5万元，降低幕墙造价约4%，在成本、设计等专业条线各部门共同讨论后，对办公商业项目后续幕墙成本管理总结出以下几个关键管控点：1、 限额设计：幕墙成本从建筑设计方案源头进行控制，在综合考虑了项目的区位、售价、等因素后，成本与建筑师在项目初期权衡效果和造价之间的平衡，特别注意建筑方案设计的初步设计阶段对立面形体设计，体系选择，建筑模数选取，力争做到适配，在项目前期策划中限额设计，既保证项目品质又兼顾成本，而非在设计后期通过降低材料性能和质量或一味关注在降低成本和控制中标金额的层面上来硬性压低造价。2、 材料选用及组合搭配：一般从成本角度来说，单元式幕墙要高于框架式幕墙，玻璃幕墙要高于石材幕墙，石材幕墙要高于铝板幕墙。因此，幕墙形式的选择，对于幕墙成本的影响重大，应尽量根据项目的定位标准、品质要求，对标同类型同档次项目的经验数据，对不同业态、不同部位进行必要的区分，形成合理的组合搭配。其次，要重点关注材料选用是否合理（例如：玻璃配置的选择，型材含量，线条等细部构造等等），是否有优化空间，对不同功能区的幕墙进行灵活选配，进行多方案、多材料比选、在正式施工图落定前加强精细化审图，最后对幕墙系统进行优化后的图纸用于招标阶段的施工招标图，承包商进场后直接用来进行审图及深化，减少后期变更签证就能让成本管控顺势而为。3、强化成本意识：为了全面提升项目设计和成本管理水平，寻求性价比最高的设计方案，需提升全员成本意识，强化成本观念，任何优化都是跨部门协同的结果，成本管理和优化的道路上仍需要各部门的协同合作。各职能部门围绕设计方案成本优化作为工作目