成都市工程造价协会
2019年优秀工程造价学术论文
三等奖
浅议建筑结构设计阶段影响工程造价控制的原因和解决建议
王东
（四川中佳信建设管理有限公司内江分公司，
四川 成都 610000）
建筑结构设计阶段对工程造价控制很重要。找到设计阶段工程造价控制难度增加的原因以及解决办法很有必要。本文从国家法律法规、规范标准和行业标准等宏观层面，以及建设项目中业主、设计、造价咨询等参建单位等微观层面，详细论述了设计阶段工程造价控制难度增加的原因，并提出了解决建议。
在设计阶段进行工程造价控制时，工程造价指标与建筑信息化模型紧密相关。工程造价指标可用于在设计阶段对工程造价进行有效的控制，而建筑信息化模型能为工程造价指标的应用提供有力支持，两者在设计阶段的工程造价控制中发挥着重要作用。
0 引 言
传统的民用建筑结构设计工作，把符合法律法规当作首要任务，将确保结构安全作为第一要务。近年，国家政策导向指引下，建筑的绿色节能、全寿周期成本理论等概念的重要性不断提升。绿色节能目标与功能目标、质量目标、安全目标同等重要。在项目的决策阶段，工程造价的控制大多时候被忽视，给后期的造价控制带来了更多被动和难度。作为工程造价咨询机构，通过无数次的工程量复核与分析，发现工程造价单方指标居高不下，混凝土钢筋等主要结构工程量的单方含量也总是很高。其实，从无数教科书中我们早就建立了结构安全和工程造价的辩证关系理念，但实际情况中，从大趋势看，工程造价的控制在设计阶段，尤其是建筑结构设计阶段，仍未得到足够重视。
1 宏观层面分析
我国法律法规政策及行业规范标准的强制规范和引导力度不足。国家的法律法规方面，部门的政策文件方面，国家的规范标准方面以及行业标准方面，从不同的层面和不同的维度来看钢结构课程设计摘要，都展现出了对工程质量和安全生产管理的重视程度。然而，对于直接影响建设项目投资或工程造价前期决策和设计阶段的法律法规却不是很多，并且也无法从行政管理的角度去对设计阶段的造价控制进行规范。初步设计审查阶段：《国务院关于投资体制改革的决定》（国发[2004]20 号）规定，对于政府投资项目，若采用直接投资和资本金注入方式，从投资决策角度只需审批项目建议书和可行性研究报告，除特殊情况外不再审批开工报告，并且要严格进行政府投资项目的初步设计、概算审批工作。其中涉及工程造价控制的是概算审批工作。在地方的政府政策文件中，对于工程造价是通过概算的符合性审查来进行控制的，例如规定“工程概算编制需按照国家和本地区现行工程造价有关规定进行，且深度要满足要求”等。然而，对于工程造价的经济合理性以及方案的经济性却较少予以强调。施工图审查阶段：建设部发布的《房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计文件审查管理办法》第十一条，其审查内容更多侧重于结构安全以及绿色节能的符合性审查。同时，该办法也未在施工图设计阶段对工程造价的控制提出要求。这就导致大部分项目的工程造价控制工作较为粗糙，进而错失了工程造价影响度约占 75%的设计阶段的最佳控制期。
2 微观层面分析
2.1组织管理的传统思维
建设项目业主在设计阶段对工程造价控制的需求现状较为粗放。由于受到传统设计任务书传达模式惯性的影响，项目业主向设计单位提出的需求，大多主要集中在投资规模、工程内容、经济技术指标、质量要求、建设进度等方面的总体要求上，而对于造价控制仅仅停留在总投资层面的概念性要求上。因此，推行精细化限额设计的范围不是很广泛。当然，在项目业主对精细化限额设计需求程度不高的情况下，他们对限额设计费用的投入相应也较低。这一情况成为了设计单位对精细化限额设计重视程度不高的一个因素，也孕育了设计阶段工程造价控制难度增加的第一颗微观层面的种子。
传统建筑工程项目的设计团队，其专业技能结构的配置存在不完善的情况，而这正是设计阶段工程造价控制的主要影响因素。传统建筑工程项目设计团队的配置通常有建筑、结构、给排水、电气、暖通、消防等专业。在常态下，虽然造价人员（造价咨询工程师）没有被正式配置到设计团队中，但仍能看到他们的工作痕迹。不过，大多时候是因为受到设计文件完整性需求的限制，他们才会编制设计概算和施工图预算，这类造价人员被俗称“概（预）算人员”。在这种组织结构模式之下，造价人员的工作职责是很明确的。他们以初步设计文件或施工图设计文件作为依据，以概（预）算指标或定额作为计价标准，以相关编制规程为原则，被动地反映既定设计文件的概（预）算价格。因为没有组织措施的规范，造价人员缺乏主动去发现和优化设计方案的积极性。对于经济合理性较差的方案或措施，他们没有足够的职权和职责来提出合理化建议，更不用说拥有否决权了。这样就使得经济合理的方案和技术措施在设计阶段有可能流失。
传统工程设计阶段，在大多数时候，工程造价并非初步设计文件以及施工图设计文件的审查重点。对于设计文件及相应造价文件的审查，设计团队内部会进行审核，国家规定的主管部门或审查机构也会进行评审或审查。从功能、质量、安全等方面来看，要符合国家法规及强制性标准，需要作出成熟和完善的符合性判断。对于设计概算和施工图预算，通常情况下，只是停留于造价文件编制的规范性，以及编制深度是否达到国家规定。因而，对于设计阶段造价控制还是体现于以被动控制为主的现状。
2.2技术措施和方案的优化和比选的误区或空白
忽略经济楼层层数或高度所产生的影响作用。边际造价系数并非仅仅随着层数的增多而减小，而是在特定的限度范围内，确定合理的层数或高度时，是以单方造价系数相对较为小，且边际造价系数的变化较为小作为标准的。以住宅建筑为例，依据我国的《民用建筑设计通则》(GB50352-2005)，民用建筑按层数和高度可作如下划分：1 至 3 层属于低层；4 至 6 层属于多层；7 至 9 层属于中高层；10 层及以上属于高层；当建筑物高度超过 100m 时，不管是住宅建筑还是公共建筑，都属于超高层。以 6 层以下的住宅建筑为例，依据相关资料进行测算：假如是 6 层，单方造价系数为 100。经测算得知，5 层的单方造价系数是 101.68，4 层的单方造价系数是 103.51，3 层的单方造价系数是 108.38，2 层的单方造价系数是 116.95，1 层的单方造价系数是 138.05。进而计算得出，5 层的边际造价系数是-1.68，4 层的边际造价系数是-1.83，3 层的边际造价系数是-4.87，2 层的边际造价系数是-8.57，1 层的边际造价系数是-21.1。由此可见，在 6 层的限度内。随着层数的增加，边际造价系数会随着层数的增加而成倍减少。并且，层数越接近 6 层，就越经济合理。建筑层数或高度突破多层之后，随着建筑高度或楼层层数的上升。主体结构材料和造价，在侧向荷载作用下会呈二次方增加，在竖向荷载作用下呈线性增加（图 1 所示）。很明显，对于内力和位移来说，侧向荷载起着控制作用。相应地，主体结构材料和工程造价，以及楼层层数或建筑高度的增减，成为了敏感度系数很高的因素。所以，在能满足使用功能以及保证结构安全的情况下，要是忽略了楼层层数或者高度对工程造价所产生的影响，那就不利于在设计阶段进行造价控制。
对于基础方案的经济性选择重视程度不足。统计显示，在高层建筑的土建总造价里，基础的工程造价占比大概在 15%到 25%之间。并且，地基与基础工程的工程造价控制所具有的挖掘潜力，在建筑工程的众多影响因素中处于较为靠前的位置。所以，地基与基础是对建筑楼层层数或高度变化产生影响的边际造价系数的重要因素。川南某项目的可行性研究报告中进行投资估算评审实践。此项目是政府投资建设的安置房项目，结构类型为剪力墙结构，地上有 26 层，地下 3 层。可行性研究报告里的基础方案是旋挖钢筋混凝土桩加倒无梁式片筏基础，地下室单方造价估算指标为 2600 元/㎡。在评审时选定的类似项目是该城市一年前建设的一个政府安置还房小区，其上部结构类型为剪力墙结构，基础方案是倒交梁楼盖式筏板基础，地上 26 层，地下 3 层。经过数据整理分析，在经评审的预算控制价中，地下室单方造价指标为 2100 元/㎡。充分考虑到投资估算与施工图预算在精度上存在差别，以及市场造价指数会发生变动，还有工程地质存在不确定因素需要调整等情况后，发现拟建项目的地下室单方造价比类似项目高出 8%-15%。由此可见，选择一个经济合理的基础方案，对于造价的影响程度确实是很大的。
设计人员的经济意识较为薄弱，他们过度强调结构安全意识，这是影响工程造价的潜在因素。在建筑工程主体结构的设计里，国家的规范标准以及建筑结构的安全可靠度钢结构课程设计摘要，对于结构设计人员来说是必须遵循的准则，理应被视为首要任务。然而，在很多项目中，建筑结构概念设计、工程量指标和工程造价指标却没有得到重视。利用主管部门发布的配套文件来调整定额。施工图预算编制完毕。发现工程造价超出中央预算内专项资金的额度较大。于是我们组织了建筑专家、结构专家以及造价专家，对该工程展开了合理性分析。其中钢筋工程量的单方含量为 110㎏/㎡，混凝土工程量的单方含量为 0.45m3/㎡，这两项指标都大幅度超出了类似工程的指标。对建筑结构的经济性进行了逐步分析，对 Y 横向框架梁的截面高度进行了核验。该梁的计算跨度为 7.8m，截面高度是 1000mm，混凝土强度等级为 C30，纵向受力钢筋选用 HRP335。接着查看了该项目 PKPM 软件中的 PM 三维结构计算模型，发现楼面结构恒载标准值取值为 10KN/㎡。
我们核算了楼面结构恒载的标准值，其中包括钢筋混凝土楼板以及楼面天棚建筑层。经核算，富裕计算的结果均未超过 4.5KN/㎡。基于此，我方致函向项目业主提出了建议：其一，建议设计单位对恒载数据的取定进行核查；其二，建议设计单位对结构构件尺寸取定的经济性进行优化，从刚度条件出发，将框架梁的截面高度取定为 1/12L0 - 1/10L0 是比较合理的。纵向受力钢筋建议使用 HRP400。设计单位采纳了以上这三条建议，并且优化了施工图。调整之后，钢筋的工程量指标约为 85㎏/㎡，混凝土的工程量指标约为 0.35m3/㎡。施工图预算工程造价的单方指标，相较于原来节省了 10.5%。从 2008 年“汶川 5·12”大地震来看，有几个学校地震破坏严重，人民群众的生命和经济损失都很大。设计人员考虑到恒载标准值加大以及结构柔性方面的因素，加大了结构的安全可靠度和结构延性。恒载标准值加大会使钢筋截面 AS 增大，进而导致梁截面配筋率ρ=AS/bh0>ρMAX=ξbfc/fy。解决这个矛盾的便捷办法是加大梁的截面高度，这成为导致混凝土工程量的单方含量较高的一个主要因素。同时，构件线刚度直接影响结构柔性，柱梁线刚度比减小，不利于“强柱弱梁”的概念设计，增加了柱端出现“塑性铰”的可能性，也不利于结构的可靠度。
3 设计阶段造价控制的思考和解决建议
3.1大力推行全过程咨询服务。
2019 年 3 月 15 日，国家发展改革委与住房建设部联合发布了《关于推进全过程工程咨询发展指导意见》的发改投资规［2019］515 号文件（以下简称“文件”）。此文件在房屋建筑和市政基础设施领域推行全过程工程咨询服务。起初就具备国家的政策引导，从宏观层面以及微观组织管理层面都有政策指导依据。文件从全过程服务咨询的意义、投资决策综合咨询促进投资决策科学化、全过程咨询的建设组织模式、全过程咨询的市场化发展、全过程咨询市场的环境条件、中央地方及部门联动强化保障措施这几个方面，全面且系统地规范和阐述了指导意见。当然，此文件为咨询单位进入设计阶段控制工程造价提供了政策依据和指导思路。可以明显看到，在不久的往后时光里，于建筑工程设计的各个阶段之中，工程造价控制（或者说是投资控制）将会和工程质量、结构安全、使用功能等目标一同，成为首要的设计目标。在建筑工程的设计阶段，将会越来越频繁地看到造价（咨询）工程师以及监理工程师的身影，他们的意见和建议的重要程度将会越来越接近结构工程师和建筑工程师。
建设行业主管理部门也应在设计阶段的造价控制上加强工作衔接。
在制作工程设计的招标文件范本和设计合同范本时，要强调并加大限额设计的力度，要借鉴发达国家的造价管理和控制力度。例如英国，其对政府工程造价管理采取集中管理的办法，会按照政府的有关面积标准和造价指标，在核定投资的范围内进行方案设计和施工设计，并且实施造价目标控制，不能让造价突破核定的范围。若遇到非正常因素，即便要保证使用功能，也宁可降低标准，同时要把造价控制在额定范围内。作为初步设计和施工图设计的审查部门及审查机构，会让造价（咨询）工程师进入设计阶段，并且进行经济方案的选择，这些都将被纳入审查范畴。投资决策管理部门需将必要的投资管理监督工作进行延伸，使其与建设行业主管部门的管理工作相融合。要把设计阶段工程造价控制（投资控制）目标当作设计文件行业管理目标的前置条件。可以利用大数据工具或者建立地区类似项目指标库，以此作为审查设计概算和预算文件的基准参考，同时还要加大对非正常造价指标项目的审查力度。
3.3 在确定建筑设计规模、楼层层数或高度时，除了要考虑功能需求之外，还应该将工程造价控制因素纳入考量范围。
低层或多层建筑要充分考虑建筑的边际造价系数。在使用功能能够满足的情况下，要尽量让设计方案的楼层或高度，定位在边际造价系数较小的楼层层数或高度上。对于高层建筑或超高层建筑而言，经济楼层层数或高度的定位情况较为复杂。需要充分研究起控制作用的侧向荷载，同时要研究建筑楼层层数或高度，以及工程造价这三者之间的关系。并且要多次进行方案比选，以此来定位合适的楼层层数或高度。
提高设计人员的造价控制意识，要合理地选择材料方案以及结构技术方案。在能够实现使用功能和结构安全的前提之下，进行精细化的设计，同时也要实现精细化的造价控制。
在高等院校工程专业教育阶段，于建筑设计、结构设计的课程里强调工程造价控制的重要性与必要性，消除传统不正确结构安全观念的影响，像“多配钢筋少动脑筋”这类不良粗俗惰性思想，让精细化造价控制从学校教育起步。对于结构材料的选择，需经过方案比选，构建并运用类似项目指标库，进行合理的换算调整。选择钢－混凝土组合结构体系，在超高层建筑（30 - 45 层）中，经济合理的优点很明显。据相关资料统计，钢－混凝土的造价约为钢筋混凝土结构的 63.3％，是纯钢结构的 54％。在合理的楼盖承重体系的经济选择方面，以四端简支为例。双向板比单向板在跨中钢筋用量上更为节约，大概能节约 60％左右。因为四端简支双向板的跨中正弯矩为 1/27Ｍｑｌ０２，而四端简支单向板的跨中正弯矩为 1/8Ｍｑｌ０２。在公共建筑中，对于较为规则的楼盖设计，选用井字梁楼盖体系比选用常规的主次梁承重体系，钢筋用量可节约 5％-20％。国家规范有要求，双向板的厚度取定值比单向板小。从刚度条件来看，双向板的厚度取定值为 1/40 - 50Ｌ，单向板的厚度取定值为 1/30 - 50Ｌ。楼面恒载标准值每减少 1KN/㎡，钢筋含量就会降低 5％ - 15％。
3.5大力推行建筑信息化模型（BIM）技术。
BIM 技术在我国建筑领域的运用十分火热。在重大项目建设中，它发挥了重要作用，也获得了良好的经济效益。从 10 多年前的导入期开始，到如今的成长期，它不断适应我国经济体制、产业和经济状况的发展以及技术要求，逐渐变得成熟。然而，其推广程度还远远不够。国家在建设领域大力推动 BIM 技术的发展。先后出台了建质函[2016]183 号《住房城乡建设部关于印发 2016－2020 年建筑业信息化发展纲要的通知》。举办了《宣传贯彻建筑业信息化发展纲要》（《中国建设报》2016.11.11 文捷）部质量安全监管司推动工程技术进步工作研讨会。还发布了住房和城乡建设部关于发布国家标准《建筑信息模型设计交付标准》的公告等文件。这表明我国在 BIM 技术运用上已成为大势所趋，在运用过程中更需科学、先进、高效的信息技术，逐步实现全方位（涵盖项目有关部门和单位）、全过程造价（包括策划、决策、设计、建设、竣工及后评价、运维、拆除阶段）的管理和控制。当然，在设计阶段进行造价控制会有历史性的飞跃。在设计阶段，造价（咨询）单位成为了重要的设计参与方。造价（咨询）工程师会与各专业设计工程师一起，在同一个建筑信息化平台上，为项目设计阶段的造价控制价发挥重要作用。
4 结语
工程总投资中，工程设计阶段的投入约占 5％。而在工程造价方面，工程设计阶段对其影响度达 75％以上。传统工程造价控制思路的重点需前移至设计阶段，甚至决策阶段。我国法律、法规及政策标准文件在不断完善，科学技术也在不断发展。在此情况下，我国工程造价控制的资源整合程度会越来越高，前馈化程度会越来越高，精细化水平会越来越高，社会投资效益化水平也会越来越高。
参考文献：
《国务院作出了关于投资体制改革的决定》（国发[2004]20 号）。
《房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计文件审查管理办法》，这是中华人民共和国住房和城乡建设部所颁布的第 13 号令。
中山市人民政府办公室发布了关于进一步规范和完善政府投资项目管理的通知，通知文号为中府办[2014]7 号。
全国造价工程师执业资格考试培训教材编审委员会编写的《建设工程计价》于 2017 年 5 月出版。
彭伟所著的《高层建筑结构设计原理》于 2004 年 9 月出版了第一版。
全国造价工程师执业资格考试培训教材编审委员会编写了《建设工程技术与计量》，该书出版于 2017 年 5 月。
国家发展改革委与住房建设部联合发布了《关于推进全过程工程咨询发展的指导意见》，其文号为发改投资规[2019]515 号。
全国造价工程师执业资格考试培训教材编审委员会编写了《建设工程造价管理》这本书，出版时间是 2013 年 5 月。
