时间：2023-06-05 10:30:13
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑方案优化建议，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：高层住宅；结构；设计优化
中图分类号：TU241.8 文献标识码：A 文章编号：
0引言
高层住宅结构优化是指对建筑物结构进行合理分析，提出结构设计优化方案，目的是在设计满足国家相关建设法规的前提下，提高建筑物的技术质量，降低总成本，是投资利益最大化，并且能保证建筑物抗震性能和安全性。结构设计优化是对设计再次分析，再次加工的过程。让住宅结构刚度适中、均衡整体结构布局、减小构件在外力影响下的变形或者破坏，达到既美观又坚固抗震的效果，这是高层住宅结构优化的目标。
在高层住宅结构优化设计中，每一道工序都要精心设计，做到计算合理准确，方案合理可行，本文对设计优化存在问题进行分析并提出几点可行建议。
1高层住宅结构设计现状
1.1 住宅结构设计现状
低层建筑和高层建筑横向和竖向的结构体系设计基本原理是相同的，但是建筑高度越高，竖向结构设计越难，这也是建筑界正在努力解决的问题之一。住宅结构越高，就要求有较大的柱子或者墙来承受垂直压力负荷，这对建筑材料的要求比较高。另外，住宅越高，侧向力所产生的剪切变形和倾覆力矩就要大得多，而且侧向荷载产生的响应并不是线性的，而是随着高度增加而迅速增大，在现代高层住宅建筑物中，重要的问题是整体抗弯和抗变形，抗震等，高层建筑与低层建筑结构有着很大差异，需要考虑的因素也很多，例如共振，扭转，水平侧向位移等。所以，高层住宅结构设计比较困难，考虑因素复杂多变，影响因素很多所以在设计的时候，要从整体上进行把握，设计出实用性强的好方案。
1.2 高层住宅结构设计影响因素
住宅越高，安全性就越来越要重视，抗震性能也要增强，所以设计中要考虑的因素也就增多，主要影响因素有水平荷载，轴向变形，侧移等。
(1) 水平荷载.。水平荷载是需要考虑的决定因素，一般来说，竖直方向上载荷在构建中受力只与楼房高度有关，但是水平受力却比较复杂，且易受外界条件影响，数值变化不定，所以其是影响住宅结构设计因素。
(2) 轴向变形。在高层住宅建筑中，楼层越高，竖向负荷就越大，能够在轴向引起较大的变形，影响建筑结构的连续梁弯矩，将会引起连续梁之间支座点的负弯矩值降低，造成端支座负弯矩值以及跨中正弯矩值增大，从而引起预测材料长度不准确，对下料长度产生影响。
(3) 控制指标侧移。结构侧移量是高层建筑结构设计要重点考虑的因素，这一点与低层楼房不同，楼房高度越高，侧移量在水平荷载影响下变形越明显，所以在设计的时候，要注意在水平荷载作用下的侧移要控制在要求范围之内。
2高层住宅结构设计优化
2.1 选择设计结构方案
进行高层住宅结构设计优化时，首先要进行结构方案的选择。结构方案的好坏决定了结构设计的好坏，对于同一个建筑设计要求，其结构方案往往是不唯一的，但是不同的设计方案会影响工程质量和工程造价，在设计时，一定要选择合理的结构设计方案。可以遵循以下原则。
首先，根据相关建筑规则的规定来完成结构设计方案总体要求，处理好结构与结构的相互关系，充分发挥结构的最佳受力状态，是结构尽可能简单明确，直接易懂，具有足够的承载力，良好的延性和刚度。
其次，要保持结构的安全可靠。应该仔细考虑每一个构件，使各个构件能够相互协调，发挥最大功能，保证设计目标水准，使结构既经济又安全。
最后，要积极与建筑专业进行互动交流。结构设计者往往对建筑的材料不是很了解，在设计结构方案时，要与建筑师进行交流，听取他们提出的建议，结构设计师要充分理解结构概念，真实客观地进行设计，通过反复优化，修改，最后设计出造价最低并且质量最好的结构方案。
2.2 设计优化
在进行高层住宅结构设计优化时，首先是要对建筑工程进行基础设计，主要有结构承重体系设计，抗震缝的处理设计等，基础设计完成后，就可以开始进行优化设计了，在优化设计时，要注意以下几个方面：
(1)正确认识结构设计优化的重要性。现在房地产已经是一个大产业，人们对住宅要求也越来越高，而作为投资方，追求的是利益的最大化，进行住宅结构优化的设计，不但可以有效降低总成本，还可以使建筑结构更美观安全，能经济合理的节能降材，从而降低工程造价。高层住宅结构设计优化，首先要仔细阅读建筑结构图纸，综合考虑各种因素的影响，经过反复优选等过程，达到设计优化目标，对原结构方案设计进行改进，合理进行构件布置，适当选择构件尺寸等，做到精益求精，最后提出优化建议。
(2)设计方案优化。这部分是设计优化的重点，不仅要进行抗侧力单元优化设计，还要进行框架结构优化设计。使设计符合抗震要求，在各项参数都符合规范要求的前提下，不断进行优化设计，尽量减少剪力墙的数量和厚度，使结构两个方向刚度接近两个方向水平位移，达到最佳受力状态。
在设计时，首先要进行结构分析，主要由竖向抗侧力构件构成，包括剪力墙，筒体，框架等。主要分析他们的受力状态，使构件充分利用起来。在进行计算分析时，不能盲目地依赖计算机，还要结合工程师的实际经验，选择合适的计算参数，经过多次计算比较，找到最佳参数值。要注意实际结构与计算模型的偏差，因为计算机在计算的过程中，需要对模型进行假定，而实际结构错综复杂，所以计算值与实际结构会有差异，在通过计算值来选择结构时，要充分结合实际情况来分析。
其次进行框架结构优化主要是根据住宅结构平面，分析竖向荷载和水平载荷，核实实际情况，合理布置构件，选用合适材料，结合实际材料构造进行结构分析和内力分析，根据分析结果适当调整结构设计。
3)地基处理的优化。高层住宅建筑更要注重地基的处理，否则将前功尽弃，在选择地基时，要选择地质条件不复杂，容易施工的地质，因为地质条件越复杂，地基处理造价越高，而选择相对简单的地质条件，不仅可以降低地基处理的成本，地基安全度也会增加，从而降低工程造价，提高工程性价比。
3结论
高层住宅结构设计优化能够有效降低工程造价，带来可观的经济效益，不仅能让建筑物安全实用，又能使其经济美观，舒适。所以进行结构优化设计至关重要，实际设计中，要结合实际情况和具体条件来灵活运用设计优化方法，实现住宅建筑设计既安全又经济。
4 参考文献
“结论及建议”是岩土工程勘察报告中重要的组成部分，也是所有勘察工作成果在勘察报告中的最终体现，而“地基基础方案建议”则是整个“结论及建议”部分的灵魂，地基与基础方案选择的正确与否，直接影响到建筑物的安全性，同时也是影响建筑工程成本的重要因素。经过多年的工程实践，各种地基处理方法的的地区经验日益丰富，应用也日益成熟，其在勘察报告中具体体现为：地基基础方案的选用更加合理、成熟，方案中的各项岩土工程设计参数更加详细具体、有针对性。但是就目前“地基基础方案建议”的通用提法而言，是否依然存在着不尽人意的地方呢?鉴于“地基基础方案建议”在整个勘察成果中的重要性和特殊性，有必要提出来共同探讨，共同提高。
2“地基基础方案建议”目前通用提法及存在问题
以下为三个工程实例，是目前“地基基础方案建议”比较通用的写法。从总体看，以上三个实例对地基理案建议的阐述已经都比较明确、具体，但仔细推敲，依然存在以下几点不足：
①从以上三个工程实例看，地基基础处理方案相对单一，对应的仅有一种处理方案，这是勘察人员通过多年实践经验的总结后得出的结果，但却可能对设计人员形成先人为主的误导，即让人感觉拟建场地地基基础仅有这一种方案，这个场地地基基础方案也只能采用这种方案了。其结果是，从建筑物的整体结构或总体造价角度而言，可能忽视了更为合理的方案。
②在具体方案的叙述中，侧重于方案具体操作方法和经验参数的叙述，而忽视了勘察工作的本分——建议。<岩土工程勘察规范》明确规定，勘察的任务是：对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理等提出建议。勘察工作者在基础形式、地基处理等方面有的只是提出建议，只能是基于现有的岩土工程条件，依据相关的专业知识，套用各类勘察依据(国家规范和行业标准)，来提出各种可能的地基基础方案，并对可能的方案进行一个评价说明，对它优劣、它的可行性、它的经济性进行初步判断。勘察工作者不能先先人为主的限定一个地基基础方案，然后又更为具体的提出该方案的设计过程、施工方法以及各项经验设计参数，岩土工程勘察不能等同与地基处理设计。
③在“地基处理方案建议”中，定量的岩土设计参数建议值过于单一，并经常会出现本末倒置的情况，如实例①中，已明确的换填厚度1．5m，也明确了处理后地基承载力为250kPa，再进行下卧层验算就有点多余，因为已有了一组单一的建议值，也就说明在该组建议值下下卧层验算是能达到要求的。如果单一的建议值变成一个范围值。那么下卧层验算可能会更具实际意义。
④从以上实例还可以看出，“地基处理方案建议”中所提到的地基基础方案多是本地区该处理方法的经验说明。而该地基基础方案最根本的目的和最基本的原理没有提及。实际上，地基基础方案的目的和原理对结构设计人员来说是非常重要的，它可以开阔结构设计人员的视野，使之更全面的了解方案的优劣及特点，所以，勘察工作者在“地基基础方案建议”的阐述中，首先应明确方案的最根本目的和最基本的原则，然后才是对经验作法的适当说明。所谓“目的”是地基基础方案最根本的动机，“原则”则是应遵循的规程规范或基本的岩土工程原理，“地基基础方案建议”只有明确了目的和原则才能查之有据，更具针对性和说服力。
3“地基基础方案建议”存在问题的完善与改进
针对以上存在问题，建议在“地基基础方案建议”的论述中做如下改进：①根据勘察结果在清楚场地地基的“病症”后，具体的“地基基础方案建议”提出时，应尽量提出两个或两个以上的地基基础方案，并以勘察者的视角对其作初步比较，为结构设计人员在地基基础方案选择上做好参谋工作。②在地基基础方案的叙述过程中，避免所提出的各项参数太过具体详细，参数值避免过于单一，这样可以给结构设计人员更多选择余地，也可为方案的留下进一步优化空间。③“地基基础方案建议”应在方案的目的、原理及所依据的标准上作更多的说明，在方案具体的论述过程中，应坚持先原则论述，后经验说明的模式。
Abstract: the author of the individual shallow view, from concept to cognitive architectural design, architecture design concept of shallow debate and the process and the principles that should be followed, and puts forward some Suggestions of the architecture design of points with counterparts, with a progress side by side effect.
Keywords: architecture, design, concept, concept, principle, advice
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
建筑设计的精华不仅来自于其外在美学形式，还来自于满足其使用功能的需求，终极目标是以人为本，把人的情感方式和生活方式客观化，创造出一个具有文化意味的人性化建筑空间，以下笔者从四个方面对建筑设计进行总论：
一、对建筑设计概念的认知
建筑设计是为满足一定的建造目的（包括人们对它的使用功能的要求，对他的视觉感受的要求）而进行的设计，它使具体的物质材料在技术、经济等方面可行的条件下形成能够成为审美对象的产物，狭义上来讲是指建筑物在建造之前，设计者按照建设任务设计工作常涉及建筑学、结构学以及节能、给排水，供暖、空气调节、电气、煤气、消防、自动化控制管理、建筑声学、建筑光学、建筑热工学、工程估算，园林绿化等方面的知识，需要各种科学技术人员的密切协作。
二、浅议建筑设计的理念
建筑设计是一门复杂的综合艺术，首先要满足使用功能的要求，其次要满足美学的要求，它在遵循艺术作品普遍美学规律的同时，有拥有自身相对独立的美学设计原则，即比例和尺度、对称与均衡、整体和局部、对比与和谐、方针与潮流、节奏与韵律等是否合乎情理。其核心设计理念是 “实用，经济，美观”， 纵观古今，认为建筑是与象征型艺术形式相对应的，它最适宜实现象征型艺术的原则，因为建筑一般只能用外在环境中的东西去暗示移植到它里面去的意义，即创造出一种外在形状以象征方式去暗示它真正意义的作品，所以从此种层面来讲建筑设计行业蕴含传承并保留了几千年的历史文化，又与时俱进的暗示了时代的进步和变迁。
三、建筑设计的流程与设计应遵循的原则
在明白了建筑设计的概念和设计理念后，就要进入设计的实战阶段，首先要清楚它的流程，其次要遵循它的设计原则：
1、建筑设计的流程
通用的建筑设计流程包括三个阶段：概念方案设计阶段、技术设计阶段和施工图绘制。①概念方案设计阶段:首先应了解设计要求，取得必要的设计数据，绘制出各层主要平面、剖面和立面图，标上主要的尺寸和设备、门窗的位置等，形成必要的效果图，以充分表达设计图意、结构形式和构造特点为目的。然后与业主或开发商沟通，确定最终方案后，方可进入技术设计阶段。②技术设计阶段主要是进一步完善设计任务书，和其他建筑工种相互提供资料，并踏勘现场进一步收集在设计中会用到的资料，提出技术要求协调与各工种之间的关系，为后续编制施工图做铺垫。③施工图绘制是整个设计流程中最繁琐劳动量最大的最后一步，此阶段必须确保能绘制出满足施工要求的全套图纸，并确定全部工程尺寸、用料和结构造型。
此外，各专业亦应提交相关的详细设计文件及其设计依据，并协同调整各专业的设计以达到完全一致。最后在施工图完成后，依照程序审核、盖章、签字并配合其他结构、水电、电气施工图等就可以出图投入使用了。
2、建筑设计应遵循的原则。①以人为本的设计原则：建筑的最终目的是满足人对它的使用需求，所以建筑设计首先要立足于以人为本的原则，从人们实际需求出发进行设计。②整体性和联系性设计原则：设计时既要考虑建筑群各个组成部分之间和谐的联系，又要把各个组成部分构成的整体来进行全面研究整体的功能、构成及其发展规律，明白整体与部分相互依赖、相互结合、相互制约的关系，正确地确定各部分的关系，有效地进行功能分区，合理地组织各种流线和空间的序列。③综合性设计原则：对建筑设计的研究，必须从各方面进行综合性的考察，在综合的过程中把分析有机地给合起来，形成最终设计方案再分析、修改、整合，使部分与整体达到综合性高度的统一。④最优化设计原则:任何系统的整合建设必然会遇到差异和争议，建筑设计也不例外，所以要从设计最优化出发，考虑既然能整合在一起必然存在共同性，需要相互支持，相互帮助，扬长避短，优势互补，以激发出正确完整的整体优化设计效应，⑤兼顾长远设计原则：建筑设计要立足于眼前，兼顾长远利益，把握时展的方向与趋势，探索建筑业内外联系及发展变化的动向、活动的速度和方式，做长远利益打算，设计出“功在当代志在千秋”的建筑作品。
四、对建筑设计的几点建议
1、建议建筑设计首先必须尊重人的意愿，坚持以人为本原则。建筑最终是要供给人来使用的，所以功能要素要首先考虑，而后才是建筑技术以及构造、外形、艺术上的因素。
2、建议设计以突出当地建筑风格为主。建筑物是城市主要的组成部分，它代表一个地域的精神面貌，所以设计时要立足于当地特色，考虑到地域风情、民风民俗，设计出独具匠心，别有特色且拥有自己风格的建筑物。
3、建议设计要低碳环保，充分保护当地的自然资源、合理解决生产生活污染问题，尽最大努力设计出更舒适更优越的生态建筑。
4、建议高度重视建筑结构设计的重要性。结构是性能的载体，普遍存在于建筑物之中，同时结构决定性能，性能表现可以反作用于结构，结构性能决定建筑质量的的稳定性，避免出现质量问题，设计时要重点进行结构校核完善。
5、建议政府要严控建筑设计市场管理，可以出台政策采取强有力措施，制止恶意招标竞争压价行为，严厉打击挂靠出卖图章等违法建筑设计活动，净化建筑市场，维护建筑设计市场秩序。
6、建议有条件的建筑设计单位可考虑开展工程项目管理和工程总承包业务，提早筹划，积极准备，整合资源，加强培训，精心组织，防范风险，有所突破，为建立具备国际竞争力与国际接轨的国际型工程企业打基础。
结论：综上所述，只要我们对建筑设计的概念、理念、流程和设计应遵循的原则有充分的认识和理解，在运用科学的设计方法，与时俱进、因地制宜结合以人为本的思想，必定能设计出即美观又经济又实用又舒适的建筑作品，使得整个建筑行业更加欣欣向荣、蒸蒸日上。
参考文献
刘小音；高层建筑设计之我见[J];科技信息； 2011年15期
王川龙、徐政;论我国建筑设计存在的问题及对策研究[J];深圳土木与建筑;2011年14期
关键词 地源热泵加冷却塔空调系统 经济性分析 设计方案优化
中图分类号： TB657.2文献标识码：A 文章编号：
0 引言
地源热泵是一种先进的技术，它高效、节能、环保，有利于可持续发展。地源热泵技术利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热向建筑物供暖；夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。若机组配置热回收装置，还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。
中国的地源热泵市场发展前景光明。一方面常规能源日益短缺，开发利用可再生能源刻不容缓；另一方面，我国具有较好的热泵科研与应用的基础。地源热泵技术在HVAC领域表现的优点有：系统能效高，运行费用低；设备运行稳定，对环境污染少；减少二氧化碳排放等[1,2]。
1 工程概况及系统设计
本项目为上海外高桥保税区F18地块某厂房建设。拟采用地源热泵空调系统的空调区域为一个办公区域，办公区分为上下两层，总空调面积约为3150。办公室设计冷负荷477.7kW，采暖负荷为315kW；建议采用螺杆式冷热水型热泵机组。针对建筑地理位置分布，建议采用集中式系统，独立设置集中机房的布局。地源热泵主机夏季制冷，冬季供暖。夏天，热泵主机制取7℃的冷冻水供到室内各房间的空气处理器中，从而达到制冷效果；冬天，热泵主机制取45℃的热水供室内空气处理器，从而达到制热效果。室内选用风机盘管作为空气处理器。考虑到节能和环保的需求，为了保证土壤的热平衡，地源热泵地埋管数量按照冬季埋管量来确定，夏季不足的冷量由冷却塔提供。同时，机组运行时可开启余热回收功能制取热水，用于生活热水，供给工厂淋浴间。
2 埋管计算
2.1室外埋管设计介绍
一般来讲，一旦将换热器埋入地下后，基本不可能进行维修或更换，这就要求保证埋入地下管材的化学性质稳定并且耐腐蚀。根据地源热泵施工规范要求选择了SDR11高聚乙烯PE管。额定承压能力为1.6MPa，本工程立埋管采用PE管为D32×2.9mm。
在实际工程中，我们利用管材“换热能力”来计算管长，土壤的排热换热能力为35～50W/m(管长)，吸热换热能力为25～40W/m(管长)。埋管量的确定：根据该地区地热资源工程经验，每个孔按80m深，单U计算，单孔排热换热量5.6kW，吸热换热量4.0kW
室外埋管考虑如下两个因素：a、合适数量、规模的钻孔（埋管）量，保证整个系统经济合理。b、保证系统长期运行的热平衡性。综上考虑：根据建筑物功能以及负荷情况，竖直埋管系统以冬季负荷作为埋管规模设计依据。
2.2. 实际工程计算
地源热泵系统，实际最大换热量发生在与建筑最大冷负荷相对应的时刻，包括：各空调分区内水源热泵机组交换到循环水中的热量（空调负荷和机组压缩机功耗）、循环水在输送过程中交换的热量、水泵释放到循环水中的热量。根据夏季制冷、冬季制热负荷，经过计算得出该建筑需要的换热孔的数量如表1中所示：
表1 按制冷/制热负荷计算换热孔数
根据夏季所需排热要求，确定室外换热器设计总计107口井，单孔单U,下管80m深。根据冬季所需吸热要求，确定室外换热器设计总计60口井，单孔单U,下管80m深。为了达到热平衡之目的，地埋管数量按照冬季埋管量来确定，夏季不足的冷量由冷却塔提供。室外换热器设计总计60口井，单孔单U,下管80m深。
3 经济性分析
本项目除了地源热泵系统之外，空气源热泵系统作为比较方案。表2和表3为两种方案投资成本和运行成本的比较。需要说明的是，两个系统相同的投资成本和运行成本不计入经济性分析之内，安装费已经包含在设备费用之内，不再单独列项。
表2 两种方案投资成本比较表 单位：万元
表3 两种方案运行成本比较表单位：万元
注：空调主机每天开启10小时，平均电价为1元/kW・h
在论文中约定：地源热泵+冷却塔系统为方案1，空气源热泵系统为方案2。很明显，方案1投资成本较大，但运行成本低；方案2投资成本小，但运行成本大。为科学评价两种方案，根据费用现值（PC）和费用年值（AC）来计算分析[3]，其前提是：假定在评价周期内，电费、成本、银行折现率等不变。根据方案1，地源热泵机组使用寿命为15年，每15年增加主机购置费及其他费用30万元，闭式冷却塔使用寿命20年，每20年增加冷却塔购置费及其他费用5万元；根据方案2，空气源热泵主机使用寿命为15年，每15年增加主机购置费及其他费用40万元，地埋管使用寿命按50年计算。
1、项目费用现值（PC）计算公式如式1：
（1）
式中：(CO)t为第t年的现金流出，(P/F,i,t)为贴现系数。
表4 两种方案费用现值比较表 单位：万元
经计算，方案1、方案2费用现值列于表4。需要说明的是，在计算过程中，地源热泵+冷却塔系统的第15年、第30年、第45年，地源热泵主机使用寿命到期，增加主机购置费及其他费用30万元；第20年、第40年，冷却塔使用寿命到期，增加冷却塔购置费及其他5万元。同理，空气源热泵系统的第15年、第30年、第45年，空气源热泵主机使用寿命到期，增加主机购置费及其他费用40万元。由表4可以看出，在假定两种方案空调运行工况一致的情况下，在系统运行的第5年，方案1的费用现值为171.94万元，而方案2的费用现值为154.15万元，方案1比方案2多支出17.79万元，第10年，方案1比方案2多支出2.14万元，而在第15年，方案1比方案2少支出9.98万元。在第20年、30年、40年、50年，方案1的费用现值低于方案2越来越多，逐步显示出方案1的经济性。经计算，方案1、方案2空调系统约在运行第12年费用现值相等（见图1（a））。从图中可以看出在第15年和第30年，两种方案均更新主机，也就是两种方案均处于新的工作状态，而在第20年和40年，方案1更新冷却塔。方案1的费用现值仍低于方案2，显示出方案1的经济性优势。
2、费用年值（AC）计算公式如式2：
（2）
式中：(CO)t为第t年的现金流出，(P/F,i,t)为贴现系数，(A/P,i,t)为资金回收系数。
经计算，两种方案费用年值见表5。从表5同样可以看出，方案1的费用年值在前期比方案2高。随着时间推移，方案1的经济效益逐渐显现出来，在第15年，方案1的费用年值为34.53万元，而方案2费用年值为35.84万元，节省1.31万元，第50年节省2.62万元
表5 两种方案费用年值比较表 单位：万元
图1 两种方案费用现值、费用年值比较图
两种方案在费用现值与费用年值比较中，前期空气源热泵系统方案费用低于地源热泵+冷却塔系统方案，后期空气源热泵系统方案费用高于地源热泵+冷却塔系统方案。这两种方案约在12年左右平衡，也就是说12年后地源热泵+冷却塔系统将收回多出部分的初投资，在这以后地源热泵+冷却塔系统将实现盈利。
4项目技术分析及设计优化
利用经济性分析成果对项目技术方案和管理制度进行优化和调整，在保证空调效果不变的前提下，实现最大限度的节电以降低运行成本是进行各项技术、经济分析的最终目的。尽管本项目采用地源热泵+冷却塔系统投资成本较高，但与空气源热泵系统相比，由于其运行成本较低，在经过一段时间以后不但能收回多出的投资成本还能实现盈利，这体现了地源热泵系统供热项目较好的经济性。在经济性分析的基础上，深入分析地源热泵+冷却塔系统的运行成本，可以发现以下几点因素可能造成系统运行成本偏高：1.循环泵耗电量过大，系统内循环水泵的耗电量占的整个系统耗电量比重很大。2.项目电价偏高，未实现峰谷电价。3.项目建筑多为轻体房，保温性能较差，导致负荷偏大，增加了主机的耗电量。
针对上述问题，提出了优化方案和建议：1.采用自控、变频控制。针对项目建筑物分散和地埋管孔分散的实际情况，建议采用分散式机房，提高系统COP值，这在建筑物分散且服务面积较大的项目中采用显得尤其重要。采用自控、变频装置是降低能耗的有效方法，但应注意流速降低后最远端建筑的供暖效果，根据实际负荷变化情况，控制末端循环泵开启数量。2.加强管理。主机耗电量是由末端负荷决定的，负荷降低能够直接降低运行成本。3.加强研究和监测。根据地埋管侧供回水温度适当调整地埋管侧循环泵的功率和型号，将会进一步拓展节能空间。并且，监测数据（单延长米换热能力）可作为今后其他工程重要的设计参数。
5结论
1. 地源热泵+冷却塔空调系统具有安全、清洁、环保等特点。采用费用效果分析结果显示：地源热泵+冷却塔系统方案与空气源热泵系统方案相比，前期空气源热泵系统方案费用低于地源热泵+冷却塔系统方案，后期地源热泵+冷却塔系统方案高于空气源热泵系统方案，两种方案约在12年左右费用平衡。
2.针对经济性分析中发现的地源热泵供暖时运行成本偏高的情况，提出了采用变频控制、变换循环泵型号、地埋管分区等技术优化方案，并根据项目实际情况提出进一步加强管理的建议。
参考文献
[1] 李先瑞，郎四维.热泵的现状与展望[J]. 建筑热能通风空调, 1999, 18(3):41-44.
一、镇文体广场
原则同意该方案，但在以下方面还应做修改调整：
1、功能定位：定位为广场，应体现生态和文化，须取消体育设施的布置。
2、风貌定位：风貌上体现风格为主。节点如灯柱要体现窑及文化元素，展现千年古镇魅力；亭廊要做成仿古的，应做木质结构；文化墙既要体现文化，又要考虑造价。
3、整个广场显得平淡，没有起伏，设计应依山就势，体现自然。广场硬质铺装过多，应增加绿化覆盖面积，且绿化率不得低于35%，绿地可结合地形造一些小坡地；背景文化墙建议不要做得太生硬，适当断开或镂空；临大道用地应做更多的退让。
4、植物选择应采用本土化、常绿树种，体现层次性，乔、灌木相结合，同时还应兼顾降低成本。银杏树阵不妥，要调换树种。
5、须设置管理用房、公厕等配套设施，停车场应在广场主入口处附近考虑布置，方便停车。
二、国际家居建材城
原则同意该方案，但在以下方面还应做优化调整：
1、水系方面：应在以下两个原则下进行设计，第一，确保排洪不受影响；第二，有利于市场培育。水系做暗涵时，可结合停车、绿化及小部分明渠加栏杆进行设计，并结合建筑布局，尽量使水系布置的更加灵活、美观，且封闭段水系设计须达到施工图设计深度。
2、交通方面：确保道路交通安全、顺畅，满足市场交通功能及停车需求；尽可能减小地块东侧出入口对大道交通的影响，尤其是要确保安全，请城北新区办牵头，交警、交通、建设等部门与设计单位现场进一步论证。
3、公共配套方面：公厕、垃圾中转站、管理用房等相关公共配套设施须在规划中详细给出明确位置，尤其是垃圾中转站的位置应调整，不能设置在临大道一侧；完善地块内排水、排污管线的设计，须做到雨、污分流。
4、沿宝华路布置三处集中式生态停车场：二七路入口处布置；取消中心广场南侧一部分建筑，结合中心广场布置；取消中心广场北侧三角地块建筑布置。
5、酒店的选址应立足于服务于整个市场为主，建议酒店布置于整个地块的中心广场附近。
6、取消住宅区临裕华路上的商业建筑。须在住宅小区及酒店下设置人防工程。
7、临大道一侧的绿化及停车场布置须做专项设计，并报县政府审定。
三、宾馆改造
原则同意该方案，但在以下方面还应做优化调整：
1、风貌定位：建筑风格采用风格，风格、色彩与原宾馆建筑色彩相协调。
2、建筑单体设计：满足会议、宴会及一部分客房的功能需求。一楼：大堂进深应加大，在宴会厅右侧开门，方便对外迎客。二楼：两个宴会厅合并，中间配餐厅放在南面，在条件允许的情况下，设置廊道。顶层：设置锅炉房。
3、取消建筑北边临大道的道路，并布置绿化，保证临街景观效果的完整性。
4、建筑东面二层建筑改为四层。
5、要处理好与水利局宿舍之间的关系，保证其有6米以上的通道进出。
四、
原则同意该方案，但在以下方面还应做优化调整：
1、风貌定位：建筑风貌须与周边君山大道已建的建筑风格、色彩相协调。
2、建筑间距、采光通风与周边建筑的相邻关系须严格按照相关规范、标准执行。为丰富街景，在满足气象多普勒雷达限高要求的情况下可考虑建设高层建筑。
3、取消通往二中道路上的连廊，地下停车场只在主体建筑下考虑，须按要求建设地下人防设施。
5、应完善小区内的各相关配套设施，如物业管理用房等。
6、规划中所涉及超容积率的问题须依法依规补交土地出让金和契税。
五、指阳乡移民小区
原则同意该方案，但在以下方面还应做优化调整：
1、整个小区建筑风貌定位为风格。建筑单体设计中，马头墙的多少应根据与建筑协调和美感上进行优化，山墙一侧的阳台布置须充分尊重当地群众的意愿。
关键词:基坑施工技术；应用创新；合理施工；支护
0引言
随着我国经济的快速发展，人们对于日常起居生活的质量要求也越来越高，对城市建筑和市政工程的发展提出了更高的要求。随着城市土地价格的增长，城市建筑逐渐向高层发展，要求设计建筑方案强化对地下空间的合理设计与利用，从而更好地保证建筑工程的施工质量，避免由于建筑工程的施工质量所导致的建筑工程问题，保证人们日常生活的质量和安全，避免坍塌和渗水问题，减少事故造成的人员伤亡，使得高层建筑能够更好地发挥经济效益。
1岩土结合地质条件下基坑施工技术应用原则与目的
在进行高层建筑施工时，需要埋置深度更大的基础设施或者地下设施。建筑工程深度较大的土方施工工程逐渐成为建筑工程中不可或缺的施工环节，而为了更好地确保建筑工程地下结构部分的环境和施工安全，需要对建筑工程基坑施工技术进行优化，以达到基坑周边环境稳定的效果。在进行基坑施工设计和施工时，需要坚持原则，确保建筑工程能够达到施工目的[1]。1）要保证基坑施工设计的合理性和安全可靠性。基坑施工设计及基坑深度支护处理是一项较为复杂的系统工程，需要对基坑周边地质、水文及岩层进行细致的检测，结合当地的地质条件与施工的工期，实现对地下基坑的合理设计，保证建筑工程基坑施工的安全可靠，避免出现坍塌与渗透的问题。因此，在进行地下基坑设计时，要选择经验丰富、资历较深的专业团队或者设计单位，进行相关的施工设计。2）基坑设计要确保基坑及建筑基础结构施工的安全性、保证周边的建筑物和地下通道能够正常的运行，避免施工地面出现坍塌或者管涌等故障，保证建筑工程的施工的顺利开展，确保建筑工程的施工质量。建筑工程基坑施工和施工技术需要运用先进的技术和施工理念，做到具体问题具体分析，对施工技术进行优化。要确保边坡的稳定，满足不同的控制需求，确保周边建筑工程的安全可靠，降低拟建建筑工程开裂的概率。确保基坑施工的顺利开展和支护的合理构建，以保证地下施工的作业环境的稳定性。
2岩土结合条件下基坑施工技术应用建议
1）坑壁形式的设置需要结合施工的规范要求，充分考虑当前基坑坑壁受到破坏后可能产生的不同后果，合理设置坑壁的等级。在进行坑壁设置时，需要结合坑壁的安全等级、工程周边环境及水文地质条件等因素，科学合理地选择坑壁的形式。2）基坑支护的施工是保障施工人员自身施工环境安全的重要临时工程，因此，需要更好地做好对于基坑变形的监测，从而保证岩土结合条件下基坑施工技术的应用。需要通过检测计算，完成对于影响因素的分析，进而有针对性地纠正措施，保证施工环节的质量和安全。这些检测工作需要能够从变形与其他因素变化进行细致的控制与调节。
3岩土结合条件下基坑施工技术应用的创新优化探究
3.1基坑施工前技术应用优化
在建筑工程的准备阶段，施工方需要根据建筑工程的实际施工现场进行综合的判断，进而选择一个更为经济合理的施工方案，要求施工方和设计方能够妥善沟通，并对现场进行细致的观察，同时研究不同的基坑设计图纸、检修周边线路、移除非必要的周边物品，进而保证施工环节的安全合理。在确定好施工方案之后，便可以进行现场的放坡施工。一定要注意施工对周边建筑和地下管线的影响，尽量采用局部或者全深的放坡施工技术。施工时场地的周边土质较为均匀，需要在竖直施工基坑时严格按照规范要求，避免由基坑竖直施工造成的地质破坏，从而保证建筑工程的安全[2]。
3.2基坑施工过程中技术应用优化
施工时要重视沉桩时对于钢桩长度的要求，必须确保每根钢桩的长度都在3m以上，同时顶部为尖头。在桩尖放入预留孔洞后，便可以放置千斤顶，同时连接好相关的油泵站，并开始压桩，实现妥善的正式沉桩。焊缝时，应该选择连续满焊，以确保桩身上下中线之间的偏差控制在10mm以内，并保证相关的节点弯曲矢高足够低。当沉桩达到设计要求之后，便可以进行最后的封桩混凝土施工，此时需要先用钢制送桩器进行相关的试压测试，避免孔洞内部的杂物影响到正常的压桩施工。此外，还需要注意检测孔洞内存水，如果发现存水状况，及时处理，确保混凝土施工的密实程度。
3.3基坑施工后质量检查与验收优化
在进行相关的基坑施工之后，委托方的质量检测与验收是确保基坑质量的重要环节。若发现不符合设计方案或标准的施工部位，需要及时上报，以保证建筑工程施工的质量。在主体施工阶段，需要尽可能地保证主体施工的结构平衡性，保证将偏差控制在合理的范围内。而在顶桩的施工中，委托方的质检人员需要时刻注意桩身的变化，若是发现与设计方案不符或者不符合标准的地方，立即停止施工作业，严重时建议返工[3]。此外，质检方还需要严格控制混凝土的建筑施工质量，以满足设计的强度要求，确保施工质量。
Abstract： The thesis taking a teaching building as an example， the usage of Tshwane Software makes optimization of project design come true， which reduces quantities and saves project cost on the premise of guaranteeing project quality. The thesis also makes the following proposals for promoting the application of BIM technology in cost management： developing new technology， refining cost management and deepening 5D BIM in terms of technology； making enterprises understand the economic benefits of BIM intuitively in the aspect of economy； strengthening the BIM technology promotion， improving the compatibility of domestic software to attain the international level in practice.
关键词：BIM；工程造价管理；斯维尔软件；设计优化；建议
Key words： BIM；engineering cost management；Tshwane software；design optimization；suggestion
中图分类号：TU723.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）19-0166-04
0 引言
我国传统的工程造价管理模式存在与市场脱轨，效率低下的问题，缺乏精细化、智能化和信息化的管理[1-2]。随着信息化时代的到来，建筑信息模型（BIM）的提出为建设工程领域带来了新的革命[3]。利用BIM技术进行工程造价管理是工程工程造价管理领域的新思维、新概念、新方法，它不仅解决了海量建筑信息处理的难题，而且实现了工程造价的全过程管理和不同角度的多算对比，这对现今建筑行业工程造价管理的发展起到了至关重要的作用。
1 斯维尔工程造价软件介绍
深圳市斯维尔科技有限公司将BIM技术运用于工程全过程的集成管理，它是基于BIM技术的建筑设计、造价、管理的数字化方法，支持建筑工程的集成管理环境，可使建筑工程在整个进程中提高效率、减少风险。
1.1 斯维尔三维算量软件介绍
斯维尔三维算量3D2012三维算量TH-3DA是国内首款基于AutoCAD平台的面向建筑行业的工程量计算软件，软件采用“虚拟施工”的方式对工程项目进行虚拟三维建模，经过对图中各构件关联清单、定额、钢筋和进度，根据清单、定额所规定的工程量计算规则，结合钢筋标准及规范和进度计划，自动进行相关构件空间分析扣减，得到工程项目的各类工程量[4-5]。
1.2 斯维尔清单计价软件介绍
斯维尔清单计价软件所用的GB50500-2008规范是《建设工程工程量清单计价规范》的配套软件。软件涵盖30多个省市的定额，支持全国各地市、各专业定额，提供清单计价、定额计价、综合计价等多种计价方法，适用于编制工程概算、预算、结算，以及招投标报价。软件提供二次开发功能，可自定义计费程序和报表，支持撤消、重做操作。此外，专业版计价软件提供造价审计审核、指标分析、计量支付功能[6]。
2 斯维尔软件在工程造价管理中的实例应用
2.1 实例背景资料
本实例是某学院的一栋教学楼工程，建筑面积有1434m2，框架结构、教学楼共计5层，地下1层，层高为4.2m，室内地坪标高为-4.2m；地上为四层，首层层高为4.2m，二、三层高均为3.3m，出屋顶楼层层高为3m。地下室与首层地坪高差正好是地下室的层高。
2.2 构建模型
新建工程项目并进行工程设置后，利用软件建立三维建筑模型，图1为建立好的教学楼基础层及地下室的三维模型。
建立模型后挂接做法，构件的工程量就可以统计出来了，应用三维算量软件和清单计价软件分别编制教学楼工程量清单及分部分项工程量清单计价表。
2.3 优化设计
根据所建立的三维建筑模型和工程量的比对和分析，结合结构优化分析案例和实际建设中经验，并通过相关荷载的计算，可对建筑设计进行优化：将地下室楼板由双向板改为单向板，板厚由150mm改为100mm，相应的支座负筋一并修改，同时增加横向次梁，次梁及框架梁高度一律改为600mm，配筋见图2，新增次梁配筋编号见图3。
优化模型，计算工程量，与原设计方案进行比对，将新设计方案建立三维建筑模型与原设计方案对比，如图4的优化只涉及梁、板部分，所以在此仅显示与优化相关的构件，便于观察对比。
使用“工程对比”功能实现优化前后工程量对比（图5）和钢筋量对比（图6），将算量文件导入斯维尔清单计价软件，建立对应的组价文件，设置好信息价文件和费率，进行分部分项工程、措施项目、其他项目、工料机计算和汇总，生成取费文件，形成报表文件。
2.4 优化结果对比分析
2.4.1 模型对比 利用三维算量软件进行实体建模，分析可视化三维模型和各个构件的工程量，结合结构优化分析案例和实际建设中经验，发掘原建筑设计方案可做出改进的部分（将双向板改为单向板，增加横向次梁，从而减少板的厚度及钢筋工程），通过相关的结构荷载计算，制定出满足荷载要求的优化设计方案，使设计趋于合理，从而提升工程质量。
2.4.2 工程量对比 对优化的方案进行工程量和钢筋量的统计，运用软件“工程对比”功能可以直观地对优化前后的工程量进行对比，图6可以看出优化后的钢筋工程量比初始设计减少773.75kg，可见设计方案的优化减少了钢筋工程量。
2.4.3 工程造价对比 运用清单计价软件进行工程组价，并生成工程投标汇总表，根据优化前后方案的对比，可计算优化后的造价减少1219.33元，可见方案的优化节约了工程成本。
由此可以看出，斯维尔软件BIM技术的应用实现了设计方案的优化，在确保工程建设质量的前提下，减少了工程量，节约了成本，这充分体现出斯维尔软件在工程造价管理方面的优势。
3 斯维尔软件在工程造价管理中的优势
在初步设计阶段，三维算量软件的快速识别功能可以针对建筑方案图迅速建立算量模型，利用“实物量”算量模式计算出实物量，再根据以往经验指标，计算出造价，利用综合对比的功能，评价出最优设计方案；在施工图设计阶段，为满足开发商有效控制造价，软件制作了各种经济指标报表，完成算量后各种经济报表能够自动生成；在招标过程中，软件在工程属性设施上设定招标工程量清单计价模式，可以严格按照清单算量、计价规则计算工程量并进行计价，同时根据相关要求生成招标文件；在投标过程中，三维算量软件内含全国各地区的定额，施工单位能轻松完成并输出定额结果；在施工阶段，三维算量软件可以利用“预算模型文档”，输出所需楼层或是部位的工程量，完全解决了进度工程的计算问题，实现了四维项目管理；在决算审核中，针对工程量核对逐步细化的特点，软件设置了相应工程量核对的功能，通过提供各种工程量的汇总，便于排查工程量与有差别的楼层和构件，任何数据都可以查阅出明细，并直接查到模型的具体三维构件，构件的扣减情况通过体积、面积展开详细解释，一目了然。
4 国内现行工程造价管理的改进建议
4.1 技术角度
软件技术有待开发。国内工程造价管理软件的检核功能多限于构件扣减情况、构件钢筋配置情况、构件尺寸是否异常、对应所属关系的检查，并没有详细系统的检查体系[7]。国外的工程造价管理软件有优秀的冲突检查模型，该模型可分析出规划中存在几何冲突及位置相撞，各部件之间的冲突碰撞在屏幕中预先显示，同时还具有跟踪处理的功能，从而优化初步规划和施工流程，减少项目风险，加快建筑进度。
在成本管理方面，国内工程造价管理软件多为相应的配套软件，成本管理的体系和数据也不够全面，对于各细部构件的研究和比对没有详细专业的管理系统软件[8]。国外的软件有针对成本管理的专业成本管理器，通过成本管理器中详细的数据库，可以根据需要对构件等进行筛选、查看和比较。
5D BIM模型的深化。5D BIM模型是建筑企业精细化管理的核心，这种技术是在3D BIM模型上配置时间进度计划和造价信息，同时记录实际进度执行情况，统计已完成工程量及造价等信息，形成包含“计划进度、工程量及费用”和“实际进度、工程量及费用”的5D BIM模型的过程，从而实现以“进度控制”、“投资控制”、“质量控制”、“合同管理”、“资源管理”为目标的数字化“三控两管”项目总控系统。现阶段国内虽然有软件开发公司对5D BIM模型进行研究，但多处于模拟设计阶段，根据实际情况实体施工阶段的进度管理和成本控制的应用并不广泛。
此外，在5D BIM模型的基础上，国外已研究并应用6D BIM模型（Sustainability Optimization）和7D BIM 模型 （Facilities and Asset Management），并随着BIM应用的不断扩大和深入，进行nD BIM 模型开发和研究。
4.2 经济角度
BIM的应用价值已被大多数企业所认同。在企业实施过程中，主要关心的还是效益问题：实施BIM意味着企业要在购买软件、招聘和培训人才、聘请外部服务团队等方面有所投入，这些投入是否真的能给企业带来所期待的利益。针对这些问题，我们要对BIM投入后的收益情况做出详细、准确、清楚的效益分析，从而让企业了解到：BIM技术前期生产效率降低所带来的成本增减是显性和即时的，但在BIM实施的后期，前期良好的设计和规划有助于生产力水平的提升，逐步恢复到原有水平并高于原有水平，BIM所创造的质量、经济效益开始显现，这种提升对企业有着长期持续的良性影响。
4.3 实践角度
BIM工程造价管理技术需要推广。要想推广BIM技术，最关键的就是加大中国建筑市场对BIM技术的需求。建立以政府为主导，引导企业及个人对工程造价管理的BIM技术应用：政府建立BIM标准和指南，借助政府公共项目率先完成指定的BIM技术应用，同时邀请相关机构展开跟踪研究，进行社会效益及经济效益的分析评价；引导企业及个人通过自身试点实施BIM技术的应用，从而熟悉工作模式和业务流程。在此基础上，结合各方的经济效益评价，让政府、企业以及个人了解到BIM技术应用在工程造价管理上的优势。在技术得到认可之后，制定更加详细具体的标准和指南，使BIM技术推广到更多的政府项目及民营企业项目中去。
增强软件兼容性，与国际接轨。目前国内的工程造价管理软件多是支持自己体系的软件，对市面上其他软件并没有涉及过多的兼容，尤其是对国外应用广泛的的设计软件，如Autodesk的AutoCAD各种版本，Bentley的Microstation等，在图纸识别建模的过程中会存在偏差。此外，国内工程造价管理软件应汲取国外软件的优点，将新进技术引入，结合我国国情制定出优秀BIM工程造价管理软件。
参考文献：
[1]Goldberg H E. The Building Information Model[J].CADalyst，2004，21（1）：56-58.
[2]张建平.基于BIM技术的研究与应用[J].施工技术，2011，15（1）：15-18.
[3]刘照球，李云贵.建筑信息模型的发展及其在设计中的应用[J].建筑科学，2009，25（1）：96-99，108.
[4]深圳市清华斯维尔软件科技有限公司.三维算量3DA2012使用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[5]深圳市清华斯维尔软件科技有限公司.三维算量软件高级实例教程[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[6]深圳市清华斯维尔软件科技有限公司.清单计价用户手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
运用BIM思维和参数化设计手段在城市综合体概念设计阶段的应用经验。
关键词城市综合体概念设计阶段BIM 参数化设计
0 引言
近年随着先行探索者的实践及应用，BIM及参数化设计的理念和
概念越来越多地被建筑设计从业者认可和实践。然而，更多的同行持
观望态度，并且期望在日常设计工作中寻求一个最佳的应用方法。
现阶段大多数设计企业对BIM 及参数化设计的认知水平存在误区，
总是片面地认为，“BIM就是运用某款软件绘制出来的三维设计图纸”；
“参数化设计”就是在特殊项目中，运用某种算法，契合设计理念，
做出精彩绚丽的表皮和效果。但是，Facility Lifecycle Helix“建筑（设
施）全生命周期带状螺旋形” （NBIMS，Part1，2007）揭示了这样一种
世界观（图1）：BIM 是一个庞大的体系，是多维度并进的形态，而又
不是不可触及的状态。结合BIM 定义所述，作为项目参与个体，运用
BIM 思维去解决不同阶段的实际问题，实践证明是可行的。
另外，参数化的关键在于参数的界定与逻辑。通常我们很容易陷
入表象理解，认为参数化设计其实就是运用参数化软件工具结合某种
数学算法，从而得到某种未知的设计结果。但我们认为参数化设计的
本质是，在BIM 这个庞大的体系及多维度并进的形态演变过程中，创
造和设计一个构成逻辑或法则，而在项目生命周期的推进过程中，可
以不断地去设定和更新预先设计好的逻辑和法则，从而使得设计创意
及构思，得到最佳的设计结果。因此，本文界定的参数化设计主要描
图1
述在构想好创意之后，帮助寻找最佳解决方案的过程手段。而对于设
计来说，这只是设计流程中的一个环节。基于此，建筑师要面对和解
决的问题至少包括：数字模型如何处理可以制作出精确的实体模型；
对于曲面造型的建筑，如何处理该曲面；如何规则化和构建化幕墙面板；
如何在Grasshopper 中设计节点；如何导出扩初和施工所需要的CAD
图纸；如何利用GH 进行生态化的设计等。遗憾的是，这样的思考和
行动还太少，更不用说将参数化设计和工具在方案前期这样不确定因
素甚多的阶段进行探索。以下结合实际案例进行阐述。
1 项目概况
乐山某城市综合于乐山市中央商务区和城市新中心的成绵乐
城际铁路乐山站区域，其主导功能为商业综合体，特为旅游集
散及其他生产中心，基础功能为交通集散以及生活配套。项目
的出发点是为乐山市打造一个有活力的城市目标。
任何新的设计手段和设计思维必须在一个载体中得到验证和评判，
而我们设定的运用载体是城市综合体及商业设计在概念设计阶段的
BIM 及参数化应用。
项目设计方为四川国恒建筑设计有限公司创作一所；项目工作平
台为ArichCAD 12，Rhinoceros 4.0，Grasshopper，Microsoft Excel
2010，SketchUp Pro 8.0；项目团队组成为一名BIM（式）设计总监
和一名BIM（式）主创设计师。
2 BIM实施特点
2.1 应用方式
在方案构思阶段，通过业主的功能需求、设计条件约束或新技术
创新来作为逻辑基础，经过建筑师的感性和经验产生一些需要发展的
方案思路；据此对周边环境和资源，结合场地特点、空间设计要点（尺
度、面积、体量）、商业动线、业态配比及规划等，从参数化设计的
角度去寻找多个可行方案；最终与业主沟通、平衡各方要素，商讨出
一个最佳或最适合的实施方案。
2.2 应用的落地点
BIM 和参数化设计工具评估及工具的选择运用；建筑设计方法和
建筑构成法则及体系；在设计推进过程中，不断优化更新建筑构成法
则及相关指标；运用参数化工具流结合建筑设计原则和构成逻辑，形
成一个可控的参数化设计结果。
2.3 工作策略
2.3.1 模式策略
在城市综合体类型建筑设计工作中，数据化平衡各方指标要素是
关键，这在BIM 体系中属于多维同步并进的一个状态。简单地说，在
项目可行性研究报告中（项目策划），抽象的数学模型决定了整个项
目的大致定位；在BIM 维度中，可以直接从BIM 信息深度的第一阶段
量度（LOD100，项目概念属性）跳到后续乃至第五阶段量度（LOD500，
项目运营属性）。
在这里，我们认可BIM信息有五个阶段的量度（LOD100～LOD500）：
1）LOD100：概念设计要求；2）LOD200：近似几何形态要求；3）
LOD300：精确几何形态要求；4）LOD400：制造安装要求；5）
LOD500：竣工运营要求。
由于城市综合体和商业地产的建筑（设施）特点，在前期概念方
案设计阶段，建筑师及其相关团队必须对未来设计建成的建筑（设施）
提出最佳使用和业态规划建议（当然在提出这部分建议之前，多团队
协同工作是必要的流程）；所有团队将数字化的数据模型作为平台，
分享各自的知识共同完成这项工作，这就是BIM 思维下的创新工作模
式。
2.3.2 设计策略
（1）建筑师在接受到新的设计任务之后，数字化定性前期设计要
求是对项目理性认识的第一步。在这里，建筑师抽象出项目所需的指
标要求、隐藏的条件及调整参数，去探寻诠释灵感的不同的可能性，
绘制出总体规划设计草图。
（2）将设计草图导入到Rhino 软件中，根据经济技术指标的算法
和设计概念的定型化要求，运用Grasshopper 将图形与数字化进行联
动逻辑的参数化设计。
（3）根据设计手法进一步优化建筑形态，这需要建筑师去更新空
间构成逻辑思维图。指标与建筑形态联动，通过数字化表现建筑项目
形态，进行感性与理性之间的平衡。这一阶段可以使用类似ArchiCAD
这样主流的BIM 设计工具。
（4）前期进行合理的业态组合及商业流线规划之后，城市综合体
的设计工作就推进到下一个层级，即空间体量推敲和形变设计，这部
分工作更多需要建筑学感性认识和设计工作经验。当然，软件工具的
应用也能帮助建筑师来更好地完成相关工作。这一阶段可以使用类似
SketchUp 这样轻量级快速设计工具。
（5）在空间体量推敲之后，在建筑师大脑中形成了项目的大致雏
形，这时需要借助参数化设计来帮助建筑师实现创意和最佳构造方式。
在这一阶段，需要重新借助Rhino 和Grasshopper，配合ArchiCAD
来完成创意深化工作。
2.3.3 交付策略
参数化方案成果通过BIM 体系下工作流、信息流和模型流的指引，
为下一阶段的设计传递成果与信息。
3 BIM项目实施
3.1 准备阶段
3.1.1 定义方案前期设计的内容与职责
（1） 在商业地产设计中，所有设计团队和顾问及相关职责如表1
所示。
（2）商业地产设计阶段划分及阶段性目的如表2 所示。
3.1.2 方案前期比选
（1）方案总体比选：建立方案设计约束条件
数字化模型图（图2）。
（2）联动逻辑：将图形与数字化进行联动逻辑
的参数化设计（图3）。
（3）优化平衡：条件与建筑形态联动，通过
数字化表现建筑项目形态及业态（图4）。
3.1.3 方案创作及推敲
在设计手段上运用参数化手段，强排一个数
学模型方案，充分理解规划设计要求后，通过地
域文脉来构思方案创意。在创意阶段，不建议过
多受强排结果影响，应敞开思路构思创意。在敲定
方向之后，深化和验证这个想法。其次，设计指标
联动图形的逻辑，研究住宅群落规划形态，实时出
现指标更新。通过感性与理性相结合，推敲出综合
考虑的住宅建筑规划形态及综合体规划形态。反复
通过手绘总平与计算机参数化设计的形态，去修改
更新总图，然后扫描导入ArchiCAD
工具中进行尺
度和空间布局、功能布局验证。再把ArchiCAD
中
的图形导入到SketchUp
中，深化体量，寻找最
佳的体量构成方案（图5）。随后运用Rhino
和
Grasshopper
工具，实现预先设计好的塔楼形态构
成逻辑，深化塔楼至表皮深度。在深化造型的过程
图2中，严格控制塔楼的标准层面积和总面积指标，实
现在满足预先设计的强排结果的同时，还要满足建筑形态美感及建筑
规划总体形态，实现感性与理性平衡的最优方案（图6，7）。最后通
过参数化工具和BIM 主流设计工具，完成方案前期的创作。
4 结语
相比传统方式，本案较大提高了参数化设计的应用价值，较多关
注和回归了建筑设计的本质，将设计的深度与广度拓展至新的高度，
建筑方案设计相对也更加“敏捷”。最终方案比选周期压缩到约0.5～1
天时间，效率提高数十倍。也从而得出结论：方案设计的深度与广度
取决于思维的深度与广度。
参数化设计应用在大型城市综合体项目中，能够更快更准地把控
整个项目的设计思路生长方向；通过参数化手段多维并进，将复杂而
繁琐的功能和业态进行合理的规划设计，为商业策划顾问及后期运营
团队提出合理的建议，做出设计在理论和数据两个层面的交互式支持。
在实际工作中，这方面应用也得到了甲方、策划方、公司及合作团队
的认可。
作者简介
麻煜，M.A.Y Groups 主持人。毕业于东南大学建筑系。拥有十余年建筑设计、技术及经营运营管理工作经验，在BIM 应用、建设
及管理方面有丰富的实战经验和全面的大局观。曾为华润、万科、万达、上实等国内一线房地产企业提供BIM 项目服务； 为铁二院、
西南电力院、成都勘察院，中国建筑西南设计院、四川省建筑设计院、深圳市建筑设计研究总院等提供BIM 设计及咨询培训服务，
1．1设计质量评价缺陷
当前企业实行的建筑工程质量评价方式主要有:由政府负责单位开展工程项目质量审查评定;由设计单位自行开展内部设计质量审查;由业主单位开展设计质量审查评定。根据不同角度分析可以发现，不同的设计质量评价方式都在一定程度上提高了建筑工程设计评价质量，但这些方式也存在部分缺陷性问题，具体表现有:
(1)有限性，其主要体现在评价时点及评价主体两方面;在多种评价方式中，通常会存在两个评价主体，且多由专业技术人员组成，缺少相关利益主体，其评价结果难以反映出不同主体的目标需求和建议，评价形成的影响效果非常有限;同时部分评价是在阶段成果形成后进行的，而有的甚至是在工程竣工后进行的，设计的评价与控制力度明显不足，这就容易造成工程设计质量的评价作用难以发挥，工程整体质量难以保证;
(2)非常规性，因部分企业对于工程设计质量评价缺乏基本认识，且管理制度上存在缺陷，造成质量评价工作的随意性较高，设计单位内部评定缺少一定的常规性，且通常采用三级审查方式难以保证设计质量。
1．2优化设计管理意识不足
(1)业主因专业知识制约，很难从优化角度对设计方案提出疑义或可行性建议;部分业主经济实力较高，项目工程追求新颖，未考虑优化要求;
(2)设计单位选择不佳，部分项目设计虽通过招投标，但方案概算相对粗略，细化水平较低，难以开展综合评定;
(3)未深刻认识设计对工程投资的重要性，仅关注工程招投标环节，忽视设计方案优化对工程造价的节省;
(4)部分业主对于工程应具备的功能要求和设施配置不明确，且存在较大的随意性。
2建筑设计管理问题的解决对策
2．1完善设计界面管理协调机制
相关设计单位应不断完善设计界面管理协调机制，构建设计界面风险防范体系，以不断提升界面管理质量。具体采取的措施包括:
(1)业主控制的设计协调过程应建立高效的决策系统，不断改善机电设备招投标管理水平，以克服土建、设备设计与施工中存在的施工设计迟缓、设备安装图滞后难题;
(2)做好合同界面管理，确定各专业系统设计单位为界面实施工作的执行主体，各专业系统的设计单位应在设备、技术、人员和组织上提供基本界面管理条件;
(3)总体设计单位应重点开展技术管理，明确施工图设计及初步设计阶段、招投标阶段的工作要点，招投标文件中明确的条框应由投标单位严格执行;
(4)应加快建立界面管理机构，由业主开展直接领导管理，并编制工程、设计界面的具体管理办法与程序，促进界面管理的规范化、制度化、科学化发展;
(5)加快设计界面管理的信息化发展，通过设计界面管理机构建立本机构的数据管理系统及系统管理软件，以利用结构完成对界面数据的访问，采用直观图方式反映不同界面的树状层次结构。
2．2加强建筑设计质量控制
(1)根据建筑工程项目具体要求及相关勘查数据资料进行深化研究分析，并以此为主要依据进行设计方案大纲制定;通常情况下设计大纲可由项目主管工程师安排各专业工程师调查资料分析为前提，进行综合讨论编制;随后将编好的大纲交由业主进行审核，最后按照审核通过的大纲开展具体方案设计;
(2)设计方案前期审查;对设计方案的前期审查主要是核查项目总体设计方案，通过与设计要求大纲的比较分析检查设计方案是否符合工程标准、概算设计是否在允许范围以内;
(3)核查施工图:施工图审核检查是工程设计阶段质量控制的重要关键点，在具体审核中应加强使用功能及质量要求的标准检查，具体审查的内容应包含给排水施工图、建筑施工图、暖通空调系统施工图、电气安装施工图、结构施工图等;
(4)做好设计项目施工及竣工后的反馈:项目主管应安排各专业负责人参与技术交底工作，对技术交底过程提供意见和建议;对于施工会审过程中存在的疑问及修改意见等应组织设计人员进行核查，并考虑相应修复或补救措施，以确保工程质量;在工程竣工时，专业设计人员应共同参与质量验收。
2．3做好设计成本与进度控制
在项目投资决策完成后，项目投资控制的核心在于设计。设计概算便是只在项目获得可行性研究审核后，进入规划设计阶段时开展的概括性初始预算。其是一种综合考虑项目运行可能形成的成本费用及投资方投入资金量而具体编制的预算。通常项目前期设计阶段的工程造价要占到项目总投资成本的75%左右。所以设计概算是施工图预算的造价上限，施工图预算应控制在设计概算的前期工程造价范围内。工程设计管理中需对项目进度控制的要求有:对主设计单位同分包设计单位间的关系，主设计与特殊专业设计、装修设计等领域的关系进行协调，调整施工图进度以保证其符合材料、招投标、设备采购、施工进度等标准;对审计进度计划及出图计划进行核查，并监督执行，防止出现因设计单位进度延迟而导致施工单位需求索赔的问题;进行设计阶段进度计划编制并控制其具体执行;对设计单位提供的设计进度计划进行核查，并对进度计划值与实际值进行比较分析，制定各阶段进度控制报告及报表;制定设计阶段进度控制总结报表。
2．4实行系统化管理
采用由美国系统工程学专家霍尔提出的设计管理三维系统结构，从时间、组织、知识三方面开展建筑设计管理，克服管理中存在的集成问题。设计管路可具体分为设计准备、方案设计、扩初设计、施工图设计及施工配合等阶段过程，不同阶段按照先后顺序组成了设计管理的整体过程，不同过程间相互影响、相互关联。加强不同阶段关键节点和设计任务管理的基本质量目标、概预算成本目标的控制，是确保工程最终目标有效完成的基本手段。
3结束语
工程设计阶段造价的控制是工程造价控制的源头，对于工程设计阶段的造价控制研究是进行工程造价控制的关键点。本文在相关工程设计阶段造价控制理论研究的基础上，以XFQC小区项目为研究对象，对其项目设计阶段的各个方面进行研究。在此过程中主要采用文献法、理论与实际相结合等方法进行定性分析；并采用价值工程、限额设计以及标准化设计的方法进行定量分析，对项目进行方案的优选与优化，及时发现整个过程中所发生的问题，提出具有实际意义的解决方案及建议，实现从全方位做好工程项目设计阶段的造价控制工作。
关键词：
设计阶段；工程造价控制；价值工程；限额设计；建议
随着我国经济的不断快速增长，作为我国国民经济支柱型产业的建筑业近几年也呈现出快速增长的趋势。然而就当前我国建筑业的具体情况而言，概算超估算、预算超概算、结算超预算的“三超”现象时有发生，建设成本难以控制，进一步地抑制了我国建筑行业的发展。因此，如何科学地、正确地进行工程造价的控制已经成为了当前建筑业亟待解决的一大难题。尤其是设计阶段的造价管理更要引起我们的重视，这也是在我国工程作业中经常忽视的一个控制造价的阶段。长久以来，我们一直将控制造价的焦点放在施工阶段上，殊不知设计阶段才是控制整个建设工程总成本的关键所在。
一、工程设计阶段造价控制相关理论
(一)价值工程价值工程是将分析研究对象的功能作为重心，用以提高研究对象的价值的定量分析法，其基本原理是以最低的寿命周期成本实现产品的必要功能。在研究过程中排除那些多余或不合理的功能，减少开支，达到提高效益的目的。运用价值工程对建筑项目进行优化，通常会经过以下五个步骤进行研究。其一，收集与项目有关的资料信息。这些信息包括建设方的意图与要求，设计方的设计规划与功能成本分析相关的研究等。其二，进行方案创造，要打破常规，尽量创造出使用更低的成本创造出更高的价值。其三，进行方案分析，对所创造的方案全方面分析其是否能实现功能要求，以及方案实现的途径。其四，完善并评价方案，通过核查前面步骤进一步完善可行的方案。其五，进行最终方案的选择确定。
(二)限额设计限额设计是将对项目投资的控制化被动为主动，进而达到“防患于未然”目的的一种对投资进行控制的方法。它是指按照所批准的投资估算实现对初步设计及其概算的控制，进而按照批准的初步设计概算来实现对施工图设计及预算的控制。即将在此之前的设计审定的投资额与工程量先行分解到各个专业，而后再分解到各个单位工程和分部工程(前提是保证各个专业的使用功能)，按所分配的投资限额对设计进行控制，并严格控制技术设计和预防施工图不合理变更的发生，保证不会超出项目的总投资，实现对工程造价的有效控制。根据价值工程原理，可以将限额总额分配分成以下步骤：1.依次求得拟建项目各个组成部分的功能评价值和其系数，也就是拟建项目各组成部分功能目标成本比例，通过此比例将限额总值进行分配；2.收集足具说服力的同类工程项目的数据资料，求出各个项目工程造价数据。在对XFQC小区的设计过程中，严格按照国家《住宅设计规范》、《民用建筑设计通则》等相关设计规范进行规划设计，在保证项目符合设计标准的同时，也便于之后进行的施工需要。据有关数据统计，工程项目采用标准化设计可以节省建设项目造价的10%—15%，并且此种方式具有较强大的适用性，在进行工程设计时可以重复使用，特别经济，因此，设计单位应积极鼓励设计人员进行标准化设计。
二、XFQC小区设计阶段造价控制的实证研究
(一)项目简介XFQC小区项目是一个旧村改造的项目，是将城市郊区的一个村庄改造为现代化的居民小区。小区工程项目占地面积为50000平方米，场地平整开阔，利于规划、施工，项目用地性质是居住用地。拟建小区的形状呈长方形，设北门和南门两个小区出口，包括3栋12层的高层和6栋多层，其中的高层为一梯两户，共设四个单元，户型设有两室和三室，其中三室为主打商品；多层为6层建筑，每栋楼四个单元，层高均设计为3.2米，并且设有地下车位760余个。为满足客户对居住环境的舒适度要求，该工程项目的绿化率为30%，容积率为1.8。抗震设防烈度为7度，设计使用年限为70年。
(二)价值工程的应用该小区工程属于民用建筑，对居住用建筑工程的功能可以分为：适用功能、安全功能、美观功能和其他功能。在项目设计阶段，根据建筑的这7项具体功能，进行系统分析，计算研究对象成本，并分析研究对象的价值。在此基础上，方案比选小组的人员按照投资方的意见占0.6、设计方占0.3、施工方人员占0.1的权重，以此为依据得出如下功能权重系数(具体见表1)，比较其大小，以此从各方案中进行优选与组合，得出最能体现建筑价值的方案。根据表1的权重系数比较可以得出：平面布置、牢固耐用、采光通风、建筑造型、室内外装修、环境功能、三防设施对于住宅设计功能的影响程度依次减小。下面借此比选结果来进行更深一步的评价比选。实践证明，越早进行价值工程的研究对项目越有利，在为XFQC的高层住宅进行设计时，考虑到住户的居住要求，最终确定四个设计方案，现在从方案的性能指标进行对比分析，得出各个方案的成本评价系数见表2。其中，各方案的成本系数等于各方案的造价与各方案造价综合之比。根据以上数据，采用十分制加权平分，根据方案比选小组人员对不同方案的满意程度，得出功能评价系数表。最终经过比选，方案四的价值系数最大，各项功能均能满足居住需要，因此选定方案四作为设计方案。
(三)限额设计的应用以XFQC小区的高层住宅建筑为例，项目投资估算为6000万元，建筑面积为25000平方米，项目各个主要组成部分包括：结构工程、装饰工程、给排水工程、暖通工程、强电工程、弱电工程和电梯工程，参考相关资料还可以将这些功能定义成6项大功能和24项子功能。根据专家、设计人员以及用户的意见，确定各项大功能与子功能的重要度权数，再由专家对其打分评价，以此得出各个组成部分的功能评价系数。计算得到XFQC高层的各个组成部分的功能目标成本，但现在所得结果并不是最后的分项工程占总造价的比例。接下来要结合以往同类工程的经验数据，将其中所含的维持费因素扣除，这样以项目的全寿命周期费用为基础，最终求得各个分项工程造价占总造价的比例。因为实例中的同类型工程造价以及运营成本的数值在计算时所采用的都是平均值，所以在最终所得出的设计限额只是一个数值，而不是数值区间。对于同类型工程的相关数据进行处理时，还可应用数据统计的原理来求得工程造价和运营成本占总造价比例的置信区间。
三、设计阶段造价控制存在的问题
(一)设计招标制度不完全有时为了中标，设计单位只注重设计方案的好坏，对投资预算仅仅按照招标文件中所规定的最高限额进行不负责的估算。在设计阶段的评标定标过程中，建设单位不管设计方案是否科学合理，只考虑哪家设计单位的设计费报价最低就选哪家设计单位中标。然而设计方案的好坏对工程投资的影响远比设计费大很多，甚至多出的投资是设计费的几十倍。正是由于工程造价过程中责任不够明确，法制不够完善，严重困扰着建设工程投资效益，一些不必要的浪费现象时有发生。
(二)技术与经济相分离在我国的工程造价预算领域内，经济适用和技术先进之间的关系往往是冲突的。设计人员对工程预算工作只起到合理使用建设资金的促进作用，对技术的要求反而不够重视。在工程造价预算过程中，使用更加先进的技术，相关费用就会经常性的增加，在这种情况下往往以适用性为先，忽略技术的含量，最大程度地降低工程造价。亦或是在投资限定的范围之内，尽量实现项目质量与功能水平的提高，使一些新技术、新材料不能迅速被应用到实际建设当中，使工程建设处于落后的低端状态。
(三)对图纸审核的轻视在工程的造价实际操作过程中，设计单位、建设单位对设计图纸往往缺乏审核的严密性，更不用提再设计的优化过程。这对项目投资单位的一次性资金投入和工程使用阶段的经常性费用有着极大的影响。就XFQC小区来说，设计单位、建设单位汲取了其他建筑单位的对设计图纸缺乏审核的严密性造成不良后果的教训，严格审核小区暖通和水通设计方案，最后通过优化设计方案，采用了新材料，增加了一次性投入。但是这却会减少以后的暖通和水通维修、保养的资金投入，从而在总体节约了项目资金的投入，使效益更大化。
(四)设计人员素质参差不齐目前从事工程造价方面的人员越来越多，但是真正懂得利用新材料、新技术、新的工艺操作流程的工程设计人员却不多，正是这种工程设计人员素质的参差不齐，使得同一项目的不同设计方案，会出现质量、效益的较大的差异。XFQC在工程设计过程中，工程设计人员对于采用新技术、使用新材料的意识不够，导致工程造价的金额偏高，最后经由刚刚进修回来的设计人员的提醒，他们一改砌墙长期使用的平常水泥砖，转而采用了添加了新材料的轻型水泥砖来作为新的墙体材料。这样不仅减少了砖的使用量，减轻了墙体重量，墙体的承重能力还提高了许多，由此可见提高设计人员的业务素质是极为重要的。
(五)不重视工程造价资料的积累一些工程造价人员对新技术、新材料、新的工艺操作流程知之甚少，缺乏学习积累的积极性，以致于有些闭门造车。在XFQC小区最北面一栋十二层住宅楼的设计过程中，由于工程造价预算缺乏科学性，没有很好的对当地钢铁、水泥等物价，及材料运输成本进行很好调查分析，以至于造成工程造价预算与实际施工资金需求产生较大差异，使一次性资金投入不够充足，造成施工资金链断裂，施工期被推迟将近半个月之久，造成了一定的经济损失。因此，作为工程造价人员，要重视平时工程造价资料的积累。
四、设计阶段造价控制的建议
(一)设计招标与合同相结合造价工程人员在招投标阶段，工程造价人员要参与确定合同类型及拟定合同的条款，对主要材料、劳动力等的市场行情牢牢掌握，并及时了解市场供求及价格的波动，防止投标单位高价围标。对于工程量清单招标项目，实践中比较常用的一般采用单价合同。拟订合同往往存在一定的风险，造价人员应对合同中涉及的工程价款支付、调整、变更条款、竣工验收与结算条款、索赔条款等相应内容进行严格审查，根据自身的专业知识与相关的经验，帮助业主规避、转移或化解合同中存在的风险，保证业主的合法利益不受损害。
(二)技术与经济相结合工程设计人员在保持其技术水平和工作能力的前提下，要提高经济意识；财会预算人员要在理解运用工程预算定额和财务制度的同时，加深其对工程概况和工程进度的了解。并要多促进工程设计人员与造价人员的沟通交流，共同分享各自关于项目的见解，以此产生不同的设计方案。这时有了技术支撑，还需要足够的经济头脑来从这些方案中进行选择和完善。例如上文中提过的结合价值工程的方法来对项目进行优选，尽最大可能以较低的成本来实现项目的必备的价值，这种方法就将技术与经济很好地联系起来，实现项目方案的优化。其次，它还在一定程度上优化项目的施工组织设计，达到缩短工期、降低成本的效果。
(三)加强图纸审查力度关于设计图纸的重要性是不言而喻的，设计图纸是把建筑项目从平面变为立体，从虚无变为真实的关键参照资料。设计图纸的质量就是这关键之中的关键，因此不论是设计单位还是施工单位都必须要加大对于施工图纸的审查力度，避免出现经验设计。对于已经选择优化的设计方案，设计单位和建筑单位都要对其负责到底，加大对图纸的审查力度，综合拟建项目的各项情况对其进行再三的评定，使图纸设计合理化、规范化。
(四)全面提高人才素质借鉴高远城乡规划设计院在XFQC项目的设计阶段工作的经验，对于提高人才的素质我有以下几点建议：其一，鼓励现有公司人才继续深造，学习更多的专业知识，了解新的技术规范；其二，推选季度或年度模范人物，表彰其在一定时间段内的工作成果；其三，调整人员结构，保存企业的主要骨干力量；最后，招聘高素质人才，充分发挥自我价值。对于一个建筑公司来说，更需要杰出的人才来保证项目的质量，所谓事在人为，高素质的人才就更是做好一切工作的首要保障。
(五)实行科学地设计奖惩制度工程项目的设计阶段的进行离不开人力资源在其中的操控行为，为保障人员积极主动性的发挥，要做到赏罚分明，保障人员积极性发挥的同时还要提高其节能经济意识。企业所设的制度都要有针对性和合理性。企业的管理者可凭借马斯洛的需求层次论得出员工现阶段所需的各方面的需要，从现实条件出发，做到真真正正为自己员工切身利益着想，在首先满足其较低既需要的前提下，去尽量满足其教高级的需要，以确立真正正确合理的奖惩激励机制，保证企业经久不衰。要控制好工程项目造价，就要将整个工程的重心摆在工程设计阶段的工作上来。设计阶段对于建筑工程造价的影响力远远超过其之后进行的施工阶段对于工程造价的影响力，建筑企业首先要打破传统的观点和认知，以更加科学的方式和手段来合理控制工程造价。
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Abstract： Geotechnical engineering research achievement is used in a project of Hefei by geotechnical engineering consult. A variety of innovative approaches are used in the consultation process， to obtain a accurate foundation bearing capacity parameters. And a reasonable foundation form is selected. After calculation and analysis， the project cost is substantially saved， and good technical and economic results are achieved.
关键词： 岩土工程优化；地基承载力；平板载荷试验
Key words： geotechnical engineering consulting；subgrade bearing capacity；plate loading test
中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）01-0118-03
0 引言
岩土工程优化的根本目的是从专业技术角度识别、化解岩土工程风险和控制岩土工程成本，最终实现岩土工程技术经济方面的优化。具体工作主要有：提供岩土工程整体解决方案、提供可靠的设计参数与处理方法、提供全过程技术指导和成果监控。
顾国荣、陈晖等通过上海地区高层建筑岩土工程优化工作总结了桩基承载力和沉降的计算和预估方法以及桩基施工等方面的相关经验[1-6]，卢嘉宾、钱礼平、杜娟等通过合肥地区桩基工程研究，总结了合肥地区桩基承载力及变形方面的经验[7-10]。
笔者通过在勘察、设计、施工方面的深入研究，积累了桩基承载力、沉降值预估经验，并在合肥地区某项目的实践中变应用边研究总结，得到了良好效果[11]。
1 工程概况
合肥地区某项目用地面积约7.21万m2，总建筑面积约29.77万m2，拟建建筑物主要包括12幢32～34层、1幢40层和1幢48层高层住宅楼均为剪力墙结构。
该项目地层为合肥常见地层，第①层素填土；第②层淤泥质粉质粘土小范围分布；第③层粘土；第④层粘土；第⑤层含粗砂和砾石粉质粘土，个别区域出现；第⑥层全风化砂质泥岩；第⑦层强风化泥质砂岩；第⑧层中风化泥质砂岩。代表性剖面详见如图1。
2 勘察咨询
2.1 勘察方案优化
通过对周边项目勘察资料的收集，了解了合肥当地的地层特点和各地层的大概岩土工程参数值，凭借前期科研成果和工程经验，笔者认为合肥地区第④层粘土和第⑧层中风化泥质砂岩承载力可在当地经验的基础上有大幅度的提高，故在勘察方案中增加了载荷板试验，以期获得较为真实的地基承载力特征值。
2.2 勘察外业施工
在勘察作业过程中，将现场获得的标贯数据、静探数据、地层分布情况和载荷板试验数据整理成直观的设计参数。
新增浅层载荷板试验采用1.5m×1.5m方形板获取天然地基的地基承载力参数，例如针对第④层粘土的承载力特征值预估在450kPa，最大加载量按照2500KN考虑。在第④层粘土中完成三组浅层载荷板试验（见图2和图3）。
深层载荷板试验采用人工开挖28米深的试验井，载荷板采用直径0.8米的圆形钢板，利用扩大硐室顶部的混凝土圈梁提供反力，最大反力需要5000KN，采用远程采集和控制系统，在及其艰难的情况下完成了3组第⑧层中风化泥质砂岩的深层载荷板试验，获得了深层载荷板试验数据（见图4和图5）。
2.3 勘察数据分析
通过同一场地一期勘察数据对比，通过载荷板试验测得的地基承载力特征值在第④层粘土中提高了60%，达到了450kPa；在第⑧层中风化泥质砂岩中提高了60%，达到了4000kPa。
经过分析，本项目32～34层建筑物可选择采用PHC AB 500 125管桩复合桩基，桩基持力层采用第④/⑥/⑦层；40层高层住宅楼采用PHC AB 600 130管桩，桩基持力层采用第⑦层，或采用？准900人工挖孔桩，底部扩径至1.3m，桩端入⑧层中风化泥质砂岩不小于1.3m；48层高层住宅楼采用？准100人工挖孔桩，底部扩径至1.6m，桩端入⑧层中风化泥质砂岩不小于1.6m。
3 地基基础设计优化
3.1 基础方案选型
在勘察阶段，通过载荷板试验，获取的桩基设计参数较一期勘察报告有大幅提高，桩基设计参数的提高为基础方案提供了更多选择和优化空间。
选取典型的5#楼（34F）和2#楼（40F）进行基础选型对比分析。根据业主提供的建筑、结构资料，高层基底一般位于④层粘土中，结合浅层载荷板试验结果（第④层粘土的地基承载力特征值可取450kPa），对基础及桩基设计主要有以下几点建议：
①32层和34层住宅楼，建议采用PHC AB 500 125复合桩基，单桩承载力极限值约4600kN，桩长15m，按桩端进入持力层第⑦层强风化泥质砂岩考虑；
②40层住宅楼，可选的基础方案有PHC AB 600 130复合桩基或人工挖孔桩。复合桩基方案桩端入持力层第⑦层强风化泥质砂岩，单桩承载力极限值5800kN，桩长14m；人工挖孔桩方案建议采用？准900mm挖孔桩，底部0.9m扩径至1300mm，桩端进入持力层第⑧层中风化泥质砂岩不小于1.0m，单桩承载力特征值6500kN。
3.2 经济性对比
通过与本项目一期工程同类型建筑进行基础选型和造价对比，选取了较为典型的34层和40层住宅楼进行基础造价对比分析。分析结果显示，一期4#楼和本期5#楼，同为34层住宅楼，按照单位建筑面积估算的基础造价分别为94元/m2和32元/m2，节省比例达66%。同理，一期1#楼和本期2#楼，同为40层住宅楼，按照单位建筑面积估算的基础造价分别为173元/m2和35元/m2，节省比例达80%。
本工程使用PHC管桩的建筑总建筑面积约268600m2，至少可约基础造价1343万元。
4 桩基施工过程优化
4.1 试成桩阶段
根据试沉桩动阻力和静载荷试验结果确定最终桩长及单桩承载力特征值。
在通过试桩动阻力和单桩静载荷试验确定工程桩桩长的过程中，利用对数函数：y=aexp（x/b）+y
对本项目获得的试桩数据进行拟合分析[11]，结果见图6。
选取沉降30mm时所对应的承载力作为单桩的极限承载力，通过对本项目50余根试成桩进行统计，PHC 500-125-15管桩在合肥第④层粘土中的单桩极限承载力约为5300kN，同时PHC 600-130-15管桩在合肥第④层粘土中的单桩极限承载力约为6000kN。
在进行设计时，单桩极限承载力达到4600kN时技术经济效果最好，所以可以根据沉桩动阻力曲线（见图7）和拟合分析的相关比例系数（即15m桩长时的计算单桩极限承载力与Q-s曲线拟合推算出的单桩极限承载力比值约为0.868）推算出对应的桩长可以缩短为13m。
4.2 施工优化成果
从经济上来讲，施工咨询工作在方案比选优化了桩数量的基础上，又进一步优化了桩长（由原有15m的桩长优化至13m），节约了近20%左右的造价，减少了截桩造成的资金和工期上的浪费。
从工程质量上来讲，通过现场验槽，本期工程由于精确控制未出现大面积截桩现象。通过桩基检测报告可知，优化后的单桩承载力均达到了设计承载力特征值，一类桩合格率100%，从静载荷试验得出来的Q-s曲线和s-lgQ曲线均可看出，在桩基荷载达到设计值时，其沉降值远小于规范要求，证明桩基咨询优化后的承载力和沉降效果良好。从沉降监测数据来看结构封顶结束，各楼座沉降值在1.0～1.2cm之间，根据沉降观测曲线及类似工程经验，后期总沉降小于3cm。
5 结论
通过本项目岩土工程优化工作的顺利开展，取得了令各方满意的结果。通过该项目我们获得了以下成果：
①在常规勘察手段的基础上，引入载荷板试验，两者相结合，得到了既真实有效又具有说服力的岩土工程参数，完成了对设计具有指导意义的勘察报告。
②设计方面，在规范允许的范围内，充分利用地基和基础本身的承载力，深入研究桩同作用机理，设计出安全经济的桩基方案。
③在施工过程中引入施工优化，通过数据的整理分析和现场工程师的精细化控制，达到了节约工期和成本的目的。
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关键词：建筑结构设计；安全隐患；安全性
建筑结构设计是建筑工程中非常重要的一个环节，在确保建筑结构设计的优化的基础上，才能够确保建筑工程的整体质量。但从现状来看，建筑结构设计还存在诸多安全患问题，例如：对抗震设计不够重视、结构设计缺乏科学性等[1]。为了建筑结构设计的安全性得到有效提高，本课题针对“建筑结构设计中提高建筑安全性的措施”进行分析便具有一定的价值意义。
1 建筑结构设计中建筑安全患因素分析
1.1 对抗震设计不够重视
抗震设计是建筑结构设计中的一个环节，做好抗震设计，确保建筑结构的抗震性能，能够使建筑日常应用的安全性得到有效保障。在《建筑抗震设计规范》中也明确指出：“小震不坏60%，中震可修10%，大震不倒2%”[2]。但是，部分设计单位在建筑结构设计过程中，便存在对抗震设计不够重视的情况，未能按照建筑抗震设计规范标准进行抗震设计，从而使建筑结构的整体设计质量堪忧。
1.2 对概念设计的认识不清
现代社会，随着经济的急剧发展，建筑形式由原来的多层向高层发展，结构体型也由原来的简单单一向越来越复杂发展，高层建筑结构设计的比重越来越重。在《高层建筑混凝土结构技术规程》总则中明确指出：“高层建筑结构应注重概念设计，重视结构的选型和平面、立面布置的规则性，加强构造措施，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系”。但是，现实里常常是等到建筑方案都已经确定了，开始进入施工图阶段了，结构专业设计人员才开始接触建筑方案，所以常常出现很多超限建筑，从而使建筑安全性存在隐患。
1.3 建筑结构设计缺乏科学性
部分建筑结构设计单位，沿袭传统的建筑结构设计方法，未能及时更新设计理念，不能与时俱进，从而使建筑结构设计缺乏全局考虑，也缺乏科学性。显然，这样会对整体建筑结构设计的质量造成很大程度的影响。不妨以建筑结构设计中的混凝土结构设计为例，对于结构混凝土材料来说，便需要在设计过程中考虑其耐久性，需满足的要求包括：（1）若环境等级为一级标准，则最大水胶比需为0.60，最低强度等级需C20，最大氯离子含量需0.30%，并适量控制碱的含量；（2）若环境等级为二a标准，则最大水胶比需为0.55，最低强度等级需C25，最大氯离子含量需0.20%；最大碱含量为3.0kg/m3；（3）若环境等级为三a级标准，则最大水胶比需为045或0.50，最低强度等级需C35或C30，最大氯离子含量需0.15%，最大碱含量为3.0kg/m3。如果在建筑结构设计过程中未能满足上述结构混凝土材料的耐久性基本要求，便会影响整体建筑结构设计的质量[3]。
2 在建筑结构设计中提高建筑安全性的措施探究
2.1 充分重视建筑结构设计中的抗震设计
一方面，对于相关设计工作人员，需注重自身设计专业水平的提高，在建筑结构设计过程中，充分重视抗震的设计，明确自身工作职责，在实际设计工作过程中，加强现场调查，结合建筑体的实际情况，进行优化的抗震设计。另一方面，需汲取之前在汶川8.0级大地震的教训，认识到地震对通信设施产生的极大破坏，然后优化抗震设计，使建筑体的周围设施设备的抗震性能得到有效提高。此外，还有必要严格根据《建筑抗震设计规范》标准进行抗震设计，以抗震墙设置构造边缘构件的最大轴压比为例：（1）当抗震等级为一级，烈度为9度的条件下，需将轴压比控制在0.1；（2）当抗震等级为一级，烈度为7度或8度的条件下，需将轴压比控制在0.2；（3）当抗震等级为二、三级，需将轴压比控制在0.3[4]。具体如表1。
2.2 重视建筑结构设计的概念设计
在建筑方案设计前期积极引入结构专业设计人员参与，在方案初期，结构设计人员可以从概念设计上给予适当的建议，在方案的实用与美观前提下，重视结构的选型和平面、立面的布置的规则性，从初期就避免超限建筑的出现，从而从源头上杜绝建筑结构设计的安全隐患，进一步提高建筑设计的安全性。
2.3 注重先进科学技术的应用及加强与施工部门的交流
建筑结构设计少不了先进科学技术的应用，比如：BIM技术、荷载归纳技术以及建筑结构模型技术等，这些高新技术均有必要合理、科学地应用到建筑结构设计当中，从而提高建筑结构设计的安全性。与此同时，需加强与施工部门的交流，使施工单位能够严格按照建筑结构O计的方案进行安全施工，这样一方面能够使建筑结构设计的安全性得到有效体现，另一方面能够使建筑施工的质量及安全性得到有效提高。总之，建筑安全性的提高，需建筑结构设计方和建筑施工方的交流、配合，这一点需充分重视。
