增强建筑标准化 提高建筑经济效益

刘嘉利

（山西四建集团有限公司，山西太原 030012）

1 工程概况

以某学校建设工程为例，该学校为当地重点教育机构，属于基于小学与初中为一体的九年一贯制学校。其建筑项目主要包括内部教师办公楼、实验楼及教学楼，还涉及部分食堂、报告厅与体育馆，整体建设面积约为9.4 万m2，为响应中华人民共和国教育部长期发展政策，有关部门最终决定对其进行系统化改造，并整体以标准化绿色施工方式开展，进而在降低施工过程对周围环境所影响的同时，最大限度地提升工程经济效益。整体工程设计效果如图1 所示。

图1 工程项目效果

2 建筑施工难点及施工目标

由于本次案例项目地理位置较为特殊处于市区中心地段，对整体施工噪音控制要求严格，且在施工初期约有2.5 万m2施工场地属于未开发阶段，各个区域地质结构差异较大且分布极其分散。因此，如何控制施工成本投入，克服深基坑、施工空间狭窄及基础设施不完善等问题，则是工程项目的重要施工管理难点之一。此外，本次案例项目主要基于各种标准化绿色施工技术，以降低成本、减少污染及节能降耗为基本目标进行建设，并从施工技术应用、组织规划及评价等方面进行重点管理，对材料、方案、施工技术应用及验收等阶段进行标准化控制，进而实现工程项目最大化经济效益发展目标[1]。

3 建筑施工技术控制措施

3.1 材料与水资源技术控制措施

在材料技术应用方面，本次案例项目主要利用现代信息技术，结合CAD 软件及BIM 技术构建了一系列材料管理平台进行下料控制，并制定了一系列材料使用制度，具体如下：在钢筋材料应用方面，当其使用直径高于14mm 时，需要使用机械连接方式，这种连接方式具有接头强度高、连接速度快、性能稳定、应用范围广、操作方便、节省材料等优势。长度低于1m 以内的钢筋材料应将其运用于后续工程如马凳、洞口附加筋、定位筋等构件制作当中，应尽可能地降低钢筋材料浪费。而在木材控制方面，应严格控制板材、木方等材料入场，并对长度超过0.5m 的废旧木方进行统一收集，将其作为挡脚板、防滑条及墙柱护角等方面的制作材料。而在节水方面，本次案例项目人员已在项目初级策划阶段，就曾基于工程实际情况设计了完善的排水与供水系统，全部材料器具实施用水、供水操作。

3.2 能源与用地技术控制措施

本次案例项目能源节省方面的技术应用措施如下：①为有效降低能源消耗，本次案例项目在钢筋与木材加工区布设为相同位置，进而达到设备、资源共享。②现场质检、生产办公室及会议室均采用百叶窗帘设置，保障合理通风与采光。③生活区与办公室主要采用符合工程热工性能的防火型板房来建设，并采用PVC板主要顶棚吊板材料。④在生活区布设了各种太阳能热水装置，结合普通热水器来共同完成对区域性供水要求，且走廊、楼梯间的照明灯具均采用节能型LED 灯来制作，从而在最大限度上提升整体建筑设施的节能环保效果。

4 标准化施工技术应用及方法创新

4.1 建设技术改进措施

为满足工程项目标准化绿色施工要求，本次案例项目人员对部分区域施工技术及施工工艺进行了一系列技术改造，并将其逐步推广到其他建设环节当中，进而大幅度提升了整体建筑工程经济效益。具体改革环节如下。

（1）将传统建筑支撑系统采用小方钢构件进行加固处理，使其成为全新的承插式支撑结构。通过引进全新的定型钢踏步、U 托顶撑、小方钢背楞等装置，节省了大部分模板、木方扣件及钢管材料的使用，并始终秉承以钢代木的建设原则进行建设施工，进而为当地节约了大量森林资源投入。

（2）在主体施工阶段工程人员基于工程项目要求，采用了部分工厂化小型混凝土构件，实施工程预制剪力墙的建造，在保障施工建设质量的基础上，大大减少了工业垃圾产出量及垃圾处理费用。

（3）案例工程项目运用以钢代木的建设理念，所制成的钢制钢管构件可重复利用于各种其他施工环节当中，且对卫生间、空调洞采用套管装置进行提前预埋，从而在避免二次开洞作业的前提下，节约大量工程施工成本。图2 为定型化降板钢模，图3 为空调预留孔[2]。

图2 定型化降板钢模

图3 空调预留孔

（4）本次案例工程主要施工支撑系统主要以悬挑式花篮脚手架装置为主，其中螺杆头、定型化钢竹笆等构件，均可基于工程实际情况进行重复使用，且该脚手架装置外部采用钢板进行了封闭处理，不仅安全性较强且外部美观度较高。

4.2 安全技术改进措施

安全措施作为标准化施工及提升建筑经济效益的关键环节之一，同时也是施工人员及周围居民的重要安全保障，必须予以充分重视。因此，本次案例工程人员在安全技术应用方面同样布设了相应的标准化改良与设计，具体如下：①在本次案例项目中，将全部安全通道及附近防护装置均采用旧模板装置实施封闭处理，再经过一系列设计与制作实现重复利用。②工程建筑中的垃圾运输通道、后浇带封闭、临时维护及电梯井口，均是通过工程项目人员精心设计而成，而用于安全会议与安全教育的临时安全区也均为可拆卸板构造，其不仅安全使用且均可重复使用。③为保障工程施工场地安全、降低施工污染，工程人员已在不同施工区域合理布设了，如乙炔瓶支架、氧气推车、黄砂箱、垃圾桶及各种导向牌，从而大幅度提升了工程项目施工的安全系数。

4.3 施工PC 构件与生活区改良措施

工程人员在经过一系列分析研究后，最终决定采用叠合板作为大部分主楼PC 构件，并安排专门人员对入场PC 构件进行验收与核对，杜绝任何不合工程要求或存在质量问题的构件投入使用，重点检测构件厚度、拉毛深度、支架高度及尺寸偏差等，并采用预制楼梯结构建设方式，在最大限度上降低了各个扣件、钢管装饰及模板的使用量，进而节省大量工程施工成本。

4.4 BIM 系统的综合运用

4.4.1 模型校核与管线布设

随着现代信息技术水平不断提高，BIM 技术被广泛应用到建筑工程施工、工程安全、材料、人员及其他成本控制方面，一种三维方式将整体施工过程进行可视化展现，同时也是标准化建筑工程中不可或缺的重要技术之一。在以二维绘图为主的传统项目建设检验工作当中，构建空间碰撞问题通常无法得到应有的重视，而基于BIM 技术所呈现的三维设计方式，可更为直观清晰地展现各个构件之间的空间位置变化，一旦发现模型发生碰撞突出则会立即发出警示，进而保障整体工程设计的科学性与合理性，大幅度降低因设计不规范而引起返工及项目变更等不良现象发生。如通过三维立体电缆装置沟槽设计模型，便可发现其中所存在的断面不规整问题，从而帮助工程人员在最短时间内制定相应的解决方案，进而实现材料节约的目的。电缆沟槽断面检测如图4 所示[3]。

图4 电缆沟槽断面检测

4.4.2 数据集成与施工模拟

综合利用BIM 工程管理平台，可在基于工程施工进度与施工任务的基础上，对整体施工设计方案进行模拟操作，并以三维立体动画方式，对整体施工流程进行推演和模拟。此外，在BIM 系统录入各种工程数据信息，可实时掌控整体工程材料及设备使用情况，不仅便于工程人员施工过程中的各项使用成本，还可为后续工程竣工验收提供真实准确的数据依据。

4.4.3 材料管控与成本控制

通常，在建筑工程施工建设过程中难免涉及大量多种类型的建设材料，此类材料与施工使用成本及施工进度控制有着密不可分的关系，而BIM 系统可将整体施工材料库存量、使用量及采购量进行系统化保存，并进行一系列消耗量预估计算，既可方便施工人员及时准确地发放各种建设材料，也可为材料采购人员提供准确的市场信息，降低材料二次搬运所花费的时间与资金，进而在实现标准化施工目标的前提下，最大程度提升建筑工程的施工经济效益。而运用BIM 也可基于工程工序与时间来准确计算各种工程造价，进而实现精细化成本管理目标[4]。

5 施工成果对比分析

为整体标准化绿色工程施工所带来的经济效益，本次案例项目竣工后的一系列经济数据与原始目标进行了一系列对比分析，其中主要包括节材与资源数据、节水与水资源、节能与能源、节地与土地利用等方面的数据对比数据信息。

（1）节材与材料应用成果方面的相关数据对比如下：在木材材料使用方面，本次案例项目的设计损耗值为110m3，实际损耗值为45m3，意味着实际使用的木材材料比设计要求的少65m3。每万元产值节省了0.002m3的木材材料消耗量。在商品混凝土材料使用方面，设计损耗值为950m3，实际损耗为205m3，实际节约了745m3的商品混凝土材料。每万元产值节省了0.009m3的商品混凝土材料消耗量。在围挡与模板等装置材料使用方面，设计重复使用率为85%，而实际重复使用率达到了98%，说明材料的有效利用率显著提高。在扣件与钢管等构件使用方面，项目设计损耗值为1.5%，而实际损耗值仅为0.5%，每万元产值节省了0.015t 的构件损耗量。

（2）在节水与水资源实际应用方面的数据对比如下：本次案例工程通过建设集水池蓄水装置等装置，对区域道路进行绿化、冲洗及消防等方式，使得其在初期施工阶段所设定的标准耗水量，从每万元0.78m3产值降低至0.21m3。而后续主体建筑结构施工方面的标准耗水量，从每万元3.88m3产值降低到3.31m3，且整体节水设施配置应用率达到了100%。

（3）在节能与能源实际应用方面的数据对比如下：本次案例项目在基础施工阶段，设计总耗电量为145371kW·h、实际总耗电量为112339kW·h，共计节省约3.3 万kW·h 耗电量。在主体结构建筑工程施工阶段，设计总耗电量为541032kW·h、实际总耗电量为476943kW·h，共计节省约6.41 万kW·h 耗电量。在生活用电与办公用电方面，设计总耗电量为12248kW·h、实际总耗电量为84047kW·h，共计节省约3.82 万kW·h耗电量。在生产作业用电方面，设计总耗电量为934045kW·h、实际总耗电量为642145kW·h，共计节省约29.19 万kW·h 耗电量。

（4）在节地与土地资源实际应用方面的数据对比如下：本次案例项目生活办公作业区与生产业作业区设计面积占比为5%，实际面积占比为2.69%。绿化土地面积与实际占地设计占比为0.8%，实际面积占比为0.9%。生产区域设计占地面积为7.8 万m2，实际占地面积仅为6.5 万m2。生活与办公区设计占地面积为1800m2，实际占地面积则为1470m2。由此可见，本次案例项目在基于标准化绿色施工理念的基础上进行施工建设，取得了一定的经济成果[5]。

6 结语

综上所述，通过对支撑系统、样板材料、防护设施及其他PC 构件等方面的优化布设，并基于现代BIM技术构建信息化管理系统，对整体施工材料及各项施工成本进行标准化管理，从而在最大限度上提升工程施工的科学性与合理性，进而实现建筑经济效益优化目标。