摘 要 建筑幕墻的設(shè)計(jì)優(yōu)化是最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在建筑幕墻設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用。幕墻的最設(shè)計(jì)優(yōu)化，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是從所有可能的設(shè)計(jì)方案中，尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，以最大限度地滿足設(shè)計(jì)所提出的目標(biāo)。設(shè)計(jì)優(yōu)化，不是以犧牲安全和質(zhì)量來(lái)求得經(jīng)濟(jì)效益的，而是以理論為基礎(chǔ)，以工程經(jīng)驗(yàn)為前提，以對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)質(zhì)內(nèi)涵的理解和靈活運(yùn)用為指導(dǎo)，以先進(jìn)的分析方法為手段，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入調(diào)整、改善與提高，對(duì)成本進(jìn)行審核和監(jiān)控，是對(duì)設(shè)計(jì)深化再加工的過(guò)程。

　　關(guān)鍵詞 外墻設(shè)計(jì);優(yōu)化;降本增效

　　推薦閱讀：《中國(guó)醫(yī)院建筑與裝備》(月刊)創(chuàng)刊于2000年，是中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部主管、衛(wèi)生部醫(yī)院管理研究所主辦的衛(wèi)生工程與醫(yī)學(xué)裝備技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域的權(quán)威刊物。

　　設(shè)計(jì)優(yōu)化是降本增效中降本潛力相當(dāng)大的一個(gè)環(huán)節(jié)。其關(guān)鍵點(diǎn)主要體現(xiàn)在下面兩個(gè)方面：

　　1 首先，在設(shè)計(jì)初期需要將設(shè)計(jì)與工程成本結(jié)合起來(lái)考慮

　　(1)工程中標(biāo)后設(shè)計(jì)師在招標(biāo)圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)師需與預(yù)算人員進(jìn)行密切的溝通和配合，全面分析工程投標(biāo)報(bào)價(jià)中的盈虧項(xiàng)目，便于有針對(duì)性的降低工程成本;全面了解工程的投標(biāo)成本，即各分部分項(xiàng)工程的成本組成、每種材料的用量、相關(guān)材料的單價(jià)，便于合理的優(yōu)化各分部分項(xiàng)工程的設(shè)計(jì);了解工程變更部分價(jià)格的調(diào)整的原則，便于預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)變更對(duì)工程造價(jià)的影響，從而避免盲目設(shè)計(jì)，最終造成資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。

　　(2)工程中標(biāo)后組織投標(biāo)人員、經(jīng)營(yíng)人員、設(shè)計(jì)師、項(xiàng)目管理人員召開(kāi)工程投標(biāo)交底會(huì)議。研究加工、安裝工藝存在的難點(diǎn)與盈虧項(xiàng)，分析造成成本增加的因素，優(yōu)化原招標(biāo)圖設(shè)計(jì)。

　　(3)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)施工方案圖前，必須熟悉招標(biāo)圖紙、招標(biāo)文件、招標(biāo)范圍，掌握招標(biāo)范圍，不屬于招標(biāo)范圍內(nèi)的增加項(xiàng)目，須取得設(shè)計(jì)院的變更通知，若新增項(xiàng)目必須在施工方案圖紙中反映時(shí)，須注明“屬新增項(xiàng)目，不在原招標(biāo)范圍內(nèi)”，否則，在結(jié)算時(shí)無(wú)法搞清最初招標(biāo)的范圍，造成業(yè)主僅憑著合同“以深化設(shè)計(jì)的施工方案圖作為工程承包的范圍”的條款，將新增項(xiàng)目全部歸咎為合同總價(jià)中，價(jià)格不予調(diào)整[1]。

　　2 在施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)成本控制也起到關(guān)鍵性的影響

　　施工過(guò)程中因現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的變化會(huì)發(fā)生施工圖隨之相應(yīng)調(diào)整，此時(shí)設(shè)計(jì)優(yōu)化也是過(guò)程成本控制的主要方法。在保證工期和工程質(zhì)量的前提下，合理控制施工過(guò)程中的各項(xiàng)費(fèi)用，如原材料的采購(gòu)、人工費(fèi)等，都應(yīng)該限制在工程預(yù)算范圍內(nèi)，保證施工企業(yè)最大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。在工程總的成本中，材料成本占大部分的比重，一般占總造價(jià)的70%左右，且有較大的節(jié)約潛能，在實(shí)際施工中如果產(chǎn)生成本虧損，可以通過(guò)節(jié)約材料來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)，而且控制材料費(fèi)也是施工企業(yè)爭(zhēng)取最大利潤(rùn)的重要手段。幕墻工程施工過(guò)程中設(shè)計(jì)優(yōu)化主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

　　2.1 幕墻立面分格優(yōu)化

　　在幕墻立面分格設(shè)計(jì)中，不同的分格形式不僅影響著幕墻產(chǎn)品的美觀性，而且對(duì)幕墻的主材使用量有很大的影響，合理的分格優(yōu)化，對(duì)幕墻成本的控制效果十分顯著。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，分格優(yōu)化有時(shí)可降低總成本的3%～6%。所謂分格優(yōu)化，即是在滿足外觀、功能、構(gòu)件受力等條件下，盡量使單位面積所占的周免長(zhǎng)度處于最小狀態(tài)。這樣不僅可以節(jié)省幕墻龍骨、附件、結(jié)構(gòu)膠、連接件、支座、埋件等的用量和減少人工成本。

　　2.2 幕墻龍骨優(yōu)化

　　比如在設(shè)計(jì)鋼立柱時(shí)，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的前提下，盡量選擇工字鋼、槽鋼類的型材，避免選用矩形鋼。因?yàn)樵谙嗤缑娴那闆r下，工字鋼、槽鋼的慣性矩大于矩形鋼，而計(jì)算的桿件撓度比矩形管小，且工字鋼、槽鋼的采購(gòu)成本遠(yuǎn)低于矩形管，石材商容易采購(gòu)，矩形管本身的價(jià)格比槽鋼的價(jià)格高，且非常用的矩形管須定制，定制周期長(zhǎng)，成本高;若用鋼板焊接制成的鋼管，焊接制作費(fèi)亦相應(yīng)更高，且質(zhì)量不穩(wěn)定，故在設(shè)計(jì)時(shí)盡量選擇槽鋼、工字鋼類的型材。

　　2.3 幕墻支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化

　　一般來(lái)說(shuō)，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中要做到最大優(yōu)化是很難的。因?yàn)樵谀粔?gòu)件的未知方程組中，用一般的代數(shù)方法很難求解。即使從理論上找到了最大化的設(shè)計(jì)，也會(huì)受到實(shí)際條件如支點(diǎn)條件、外觀要求等的限制。因此，所有的優(yōu)化設(shè)計(jì)都必須結(jié)合實(shí)際工程的具體情況進(jìn)行。在超高層的幕墻鋁立柱設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足風(fēng)壓計(jì)算的前提下，不圖省事，在高樓層和低樓層部位分別用不同截面的立柱，可以極大地減少鋁型材的用量。

　　2.4 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的選擇和優(yōu)化

　　在滿足系統(tǒng)構(gòu)造、系統(tǒng)性能要求和安裝、維護(hù)要求的前提下，選擇一套好的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，可有效地控制幕墻成本。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡量采用材料相對(duì)單一、材料分配較為合理、構(gòu)造不復(fù)雜的系統(tǒng)。

　　一般來(lái)說(shuō)，只有在個(gè)別建筑項(xiàng)目中才會(huì)出現(xiàn)少數(shù)立柱或橫梁的跨度較大或受荷載較大，為減少開(kāi)模數(shù)量和管理難度，采用在通用鋁料內(nèi)穿鋼芯的組合形式來(lái)滿足受力要求，但這樣做不僅需要處理兩種材料之間的防化學(xué)腐蝕處理并保證其緊密結(jié)合，已達(dá)到變形一致的要求，而且材料本身的成本就很高。通常情況下，正常尺寸的鋁料或鋼梁強(qiáng)度或剛度會(huì)滿足設(shè)計(jì)要求，除非特殊情況才采用鋼鋁組合的形式。

　　2.5 施工工藝優(yōu)化

　　在施工工藝上，可以通過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，確定有利于縮短工期、提高質(zhì)量、降低成本的最佳施工方案。進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，研究各種降低消耗、提高工效的新工藝;采取簡(jiǎn)單效率的施工工藝，確保質(zhì)量，做到一次成型、一次合格，降低材料損耗率，減少不必要的人工成本的投入，并爭(zhēng)取業(yè)主和設(shè)計(jì)單位的認(rèn)同。凡合理的施工工藝，不僅在加快施工進(jìn)度、縮短施工周期的情況下，都會(huì)有明顯的節(jié)約，而且也大大降低了成本。如石材幕墻工程中時(shí)常會(huì)遇見(jiàn)背栓式石材幕墻，而業(yè)內(nèi)人士都很清楚背栓式石材幕墻的施工工藝上遠(yuǎn)比短槽式的難度大很多，在人工和時(shí)間上都增加了很大的成本。

　　2.6 施工方案優(yōu)化

　　了解材料的性能及價(jià)格，與預(yù)算人員共同做對(duì)比分析，選擇造價(jià)最低的方案。如了解鋁型材6063T5與T6的工藝差別、強(qiáng)度差異、價(jià)格差異，在達(dá)到同樣強(qiáng)度要求的條件下，對(duì)比一下兩種的方案的經(jīng)濟(jì)性：

　　方案1：選用6063-T6，材料單價(jià)高，但用量少;

　　方案2：選用6063-T5，材料單價(jià)低，但用量大。

　　將以上兩個(gè)方案用單價(jià)乘以用量的乘積比較，最終選擇對(duì)工程成本最低的方案[2]。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的就是在保證工程質(zhì)量的同時(shí)去除無(wú)效的結(jié)構(gòu)成本，達(dá)到最小的投入產(chǎn)出比，最終實(shí)現(xiàn)建筑安全、經(jīng)濟(jì)和美觀的完好統(tǒng)一。成本是個(gè)持續(xù)的過(guò)程，也是應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化的需要。管理提升、降本增效無(wú)止境，成本控制是企業(yè)發(fā)展的永恒主題。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 論述建筑幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)[J].建材與裝飾，2018，(28)：64-65.

　　[2] 關(guān)于建筑幕墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].建材與裝飾，2018，(26)：104-105.