摘 要 建筑幕墻的設(shè)計優(yōu)化是最優(yōu)化設(shè)計方法在建筑幕墻設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用。幕墻的最設(shè)計優(yōu)化，簡單地說，就是從所有可能的設(shè)計方案中，尋求最優(yōu)的設(shè)計方案，以最大限度地滿足設(shè)計所提出的目標(biāo)。設(shè)計優(yōu)化，不是以犧牲安全和質(zhì)量來求得經(jīng)濟效益的，而是以理論為基礎(chǔ)，以工程經(jīng)驗為前提，以對設(shè)計規(guī)范實質(zhì)內(nèi)涵的理解和靈活運用為指導(dǎo)，以先進的分析方法為手段，對設(shè)計進行深入調(diào)整、改善與提高，對成本進行審核和監(jiān)控，是對設(shè)計深化再加工的過程。

　　關(guān)鍵詞 外墻設(shè)計;優(yōu)化;降本增效

　　推薦閱讀：《中國醫(yī)院建筑與裝備》(月刊)創(chuàng)刊于2000年，是中華人民共和國衛(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)計優(yōu)化是降本增效中降本潛力相當(dāng)大的一個環(huán)節(jié)。其關(guān)鍵點主要體現(xiàn)在下面兩個方面：

　　1 首先，在設(shè)計初期需要將設(shè)計與工程成本結(jié)合起來考慮

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

　　(2)工程中標(biāo)后組織投標(biāo)人員、經(jīng)營人員、設(shè)計師、項目管理人員召開工程投標(biāo)交底會議。研究加工、安裝工藝存在的難點與盈虧項，分析造成成本增加的因素，優(yōu)化原招標(biāo)圖設(shè)計。

　　(3)設(shè)計人員在設(shè)計施工方案圖前，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)的增加項目，須取得設(shè)計院的變更通知，若新增項目必須在施工方案圖紙中反映時，須注明“屬新增項目，不在原招標(biāo)范圍內(nèi)”，否則，在結(jié)算時無法搞清最初招標(biāo)的范圍，造成業(yè)主僅憑著合同“以深化設(shè)計的施工方案圖作為工程承包的范圍”的條款，將新增項目全部歸咎為合同總價中，價格不予調(diào)整[1]。

　　2 在施工過程中的設(shè)計優(yōu)化對成本控制也起到關(guān)鍵性的影響

　　施工過程中因現(xiàn)場實際情況的變化會發(fā)生施工圖隨之相應(yīng)調(diào)整，此時設(shè)計優(yōu)化也是過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，合理控制施工過程中的各項費用，如原材料的采購、人工費等，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)濟利潤。在工程總的成本中，材料成本占大部分的比重，一般占總造價的70%左右，且有較大的節(jié)約潛能，在實際施工中如果產(chǎn)生成本虧損，可以通過節(jié)約材料來進行彌補，而且控制材料費也是施工企業(yè)爭取最大利潤的重要手段。幕墻工程施工過程中設(shè)計優(yōu)化主要體現(xiàn)在以下幾點：

　　2.1 幕墻立面分格優(yōu)化

　　在幕墻立面分格設(shè)計中，不同的分格形式不僅影響著幕墻產(chǎn)品的美觀性，而且對幕墻的主材使用量有很大的影響，合理的分格優(yōu)化，對幕墻成本的控制效果十分顯著。根據(jù)經(jīng)驗，分格優(yōu)化有時可降低總成本的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)計鋼立柱時，在滿足設(shè)計強度要求的前提下，盡量選擇工字鋼、槽鋼類的型材，避免選用矩形鋼。因為在相同界面的情況下，工字鋼、槽鋼的慣性矩大于矩形鋼，而計算的桿件撓度比矩形管小，且工字鋼、槽鋼的采購成本遠低于矩形管，石材商容易采購，矩形管本身的價格比槽鋼的價格高，且非常用的矩形管須定制，定制周期長，成本高;若用鋼板焊接制成的鋼管，焊接制作費亦相應(yīng)更高，且質(zhì)量不穩(wěn)定，故在設(shè)計時盡量選擇槽鋼、工字鋼類的型材。

　　2.3 幕墻支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化

　　一般來說，在結(jié)構(gòu)計算中要做到最大優(yōu)化是很難的。因為在幕墻構(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，也會受到實際條件如支點條件、外觀要求等的限制。因此，所有的優(yōu)化設(shè)計都必須結(jié)合實際工程的具體情況進行。在超高層的幕墻鋁立柱設(shè)計時，在滿足風(fēng)壓計算的前提下，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、維護要求的前提下，選擇一套好的節(jié)點系統(tǒng)，可有效地控制幕墻成本。一般來說，應(yīng)盡量采用材料相對單一、材料分配較為合理、構(gòu)造不復(fù)雜的系統(tǒng)。

　　一般來說，只有在個別建筑項目中才會出現(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度或剛度會滿足設(shè)計要求，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，可以通過技術(shù)、經(jīng)濟比較，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，并爭取業(yè)主和設(shè)計單位的認(rèn)同。凡合理的施工工藝，不僅在加快施工進度、縮短施工周期的情況下，都會有明顯的節(jié)約，而且也大大降低了成本。如石材幕墻工程中時常會遇見背栓式石材幕墻，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比短槽式的難度大很多，在人工和時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格，與預(yù)算人員共同做對比分析，選擇造價最低的方案。如了解鋁型材6063T5與T6的工藝差別、強度差異、價格差異，在達到同樣強度要求的條件下，對比一下兩種的方案的經(jīng)濟性：

　　方案1：選用6063-T6，材料單價高，但用量少;

　　方案2：選用6063-T5，材料單價低，但用量大。

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

　　3 結(jié)束語

　　設(shè)計優(yōu)化的目的就是在保證工程質(zhì)量的同時去除無效的結(jié)構(gòu)成本，達到最小的投入產(chǎn)出比，最終實現(xiàn)建筑安全、經(jīng)濟和美觀的完好統(tǒng)一。成本是個持續(xù)的過程，也是應(yīng)對市場變化的需要。管理提升、降本增效無止境，成本控制是企業(yè)發(fā)展的永恒主題。

　　參考文獻

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

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