成本控制与优化设计

专家观点：优化设计，带来的是多赢

中科院院士、校长程耿东：十届全国人大三次会议提出要节约能源，降低资源消耗，保护环境，建设节约型社会。在建筑领域应用优化设计，不仅可行且十分符合节约能源，保护环境的可持续发展观，而这也正与十届全国人大三次会议提出的的精神相吻合。结构优化设计作为一种基于计算机的快速自动设计过程，可以在满足规范等约束条件下得到优化的设计方案。他认为，降低结构造价，提高结构性能，增大使用空间，缩短施工工期，是建筑设计者追求的终极目标。而将结构优化设计理论应用到建筑领域后，就会使这一目的体现得更加完整和充分。经过几十年的发展，结构优化技术已成功应用于航空航天等许多领域。多年来，我校力学系在结构优化理论研究、软件开发和工程应用等方面取得了很多成果。与香港科技大学等国内外多所院校保持着密切合作。因此，在建筑领域应用和推广结构优化设计更有着不同寻常的意义。对设计单位、开发商、百姓都是利好消息，它是惠及百姓的一种环保设计理念，具有前瞻性，会带来多赢。
一、优化设计对建设投资的影响

1.设计方案直接影响投资
　　工程建设过程包括项目决策、项目设计和项目实施三大阶段。进行投资控制的关键在于决策和设计阶段，而在项目作出投资决策后，其关键就在于设计。据研究分析，设计费一般只相当于建设工程全寿命费用的1%以下，但正是这少于1%的费用对投资的影响却高达75%以上，单项工程设计中，其建筑和结构方案的选择及建筑材料的选用对投资又有较大影响，如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程造价5%～10%，甚至可达10%～20%，如某无线电厂的多层框架结构厂房(4层)，设计单位按常规设计为独立基础，由于多层厂房荷载较大，致使独立基础的单体尺寸较大，埋深较深(-3.2m)，事后经其他设计人员分析如采用 柱下条基，可节约大量的砼，并可降低埋深减少土方开挖，相比可节约投资20多万元；某两幢功能、结构、面积、基础形式均相近的综合楼，其中一幢因考虑立面效果设置了多处装饰柱及装饰线条，致使该部分费用相差10多万元，真可谓是笔下一条线，投资花万千扰。
2.设计质量间接影响投资
　　据统计，在工程质量事故的众多原因中，设计责任多数占40.1%，居第一位。不少建筑产品由于缺乏优化设计，而出现功能设置不合理，影响正常使用；有的设计图纸质量差，专业设计之间相互矛盾，造成施工返工、停工的现象，有的造成质量缺陷和安全隐患，给国家和人民带来巨大损失，造成投资的极大消费。震惊全国的宁波大桥事故就是这方面的典型例证。
3.设计方案影响经常性费用
　　优化设计不仅影响项目建设的一次性投资，而且还影响使用阶段的经常性费用，如暖通、照明的能源消耗、清洁、保养、维修费等，一次性投资与经常性费用有一定的反比关系，但通过优化设计可努力寻求这两者的最佳结合，使项目建设的全寿命费用最低。
4.注意优化设计工作的综合性
　　通过优化设计来控制投资是一个综合性问题，不能片面强调节约投资，要正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键环节。设计中既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求，使项目达不到功能的倾向，又要反对重视技术，轻经济、设计保守浪费的现象。设计人员要用价值工程的原理来进行设计方案分析，要以提高价值为目标，以功能分析为核心，以系统观念为指针，以总体效益为出发点，从而真正达到优化设计效果。