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基于工程造价控制的工程设计优化研究

张金波

兴邑(武汉)工程技术股份有限公司,湖北省武汉市,430000

摘要: 在经济全球化的今天,建设项目的投资规模越来越大,如何有效地控制工程成本,是保证项目经济效益的关键。根据世界银行的统计,世界范围内约10%—30%的工程项目超预算,其中大部分原因是设计阶段的不完善。因此,从项目设计优化的角度对项目成本进行控制,不仅有利于提高投资效益,而且对促进资源合理分配,促进产业可持续发展具有重要意义。
关键词: ​工程造价控制;工程设计优化;策略分析
DOI:10.12721/ccn.2024.157396
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1工程造价

在工程设计中,工程造价是一个至关重要的概念,它涉及项目的经济可行性与成本效益。工程造价不仅包括建筑、设备、材料等直接成本,还涵盖了管理费用、财务费用、风险成本等间接成本。例如,一个大型基础设施项目,其初期设计阶段的决策可能会影响最终造价的30%以上,凸显了设计阶段造价控制的重要性。因此,设计人员需要深入理解造价构成,以便在满足功能和质量要求的同时,寻求成本的最优化。

例如,以某桥梁建设项目为例,设计团队在初步设计时,通过对比多种设计方案,发现采用预应力混凝土结构而非传统的钢筋混凝土结构,虽然初期投资增加约5%,但考虑到长期维护费用和耐久性,预计在项目全生命周期内可节省近20%的总成本。这个案例表明,设计阶段的深入分析和优化对于有效控制工程造价具有显著效果。

在实际操作中,可以运用价值工程、生命周期成本分析等工具,对设计方案进行经济性评估。价值工程强调功能与成本的平衡,通过创新设计提高性能的同时降低成本。而生命周期成本分析则考虑了项目全寿命周期内的成本,避免了因短期视角导致的长期成本过高。这些方法的应用,有助于在工程设计优化中更好地实现造价控制的目标。

2分析工程设计优化问题

当前,工程设计优化面临着多重挑战。随着建筑行业的快速发展,工程项目的规模和复杂性不断增加,设计阶段的决策对工程造价的影响日益显著。据统计,设计阶段的成本控制效果可以达到70%以上,但往往由于设计优化的不足,导致后期变更和超预算现象普遍。此外,传统的设计优化方法往往侧重于技术层面,忽视了经济性和可施工性的综合考虑,这在实践中造成了设计与施工的脱节,增加了额外的造价。

例如,以某大型基础设施项目为例,由于设计初期对新材料和新技术的评估不足,导致施工过程中发现原有设计方案成本过高,不得不进行大规模的修改,结果项目超预算近30%。这反映出当前设计优化过程中,对造价控制的前瞻性思考和跨学科整合能力的欠缺。

为应对这些挑战,工程设计团队需要建立更有效的优化策略,如引入更先进的成本估算模型,提高设计阶段的经济性分析精度。同时,加强设计与施工团队的协同,利用BIM等技术,实现设计、成本和施工的无缝对接。此外,政策层面也应鼓励创新,为设计优化提供更宽松的环境和支持,以推动整个建筑行业的可持续发展。

3制定关于造价控制的工程设计优化方法

3.1优化设计前期策划

在工程设计优化中,前期策划阶段起着至关重要的作用,它为整个项目的成本控制和效率提升奠定了基础。"未雨绸缪,胜于临时抱佛脚",在设计初期就应充分考虑工程造价因素。这包括对项目目标的明确,对工程规模、功能需求的详细定义,以及对预期投资的初步估算。例如,通过市场调研,可以了解到类似项目的历史造价数据,以此为依据设定合理的成本预算,避免后期因设计变更导致的额外费用。同时,前期策划还需进行多方案比较,通过成本效益分析,选择性价比最高的设计方案,以实现经济效益的最大化。

此外,前期策划阶段还应充分考虑法规环境、施工条件以及未来运营维护成本等因素。例如,选择符合环保标准的新技术可能在初期投资上较高,但长期来看,其节能效果可以显著降低运营成本,符合可持续发展的理念。在实际操作中,可以运用决策树模型或成本效益分析模型,量化这些因素对工程造价的影响,为设计优化提供科学依据。

3.2设计过程中的成本效益分析

在工程设计过程中,成本效益分析是一个至关重要的环节,它能够帮助决策者在满足项目功能和质量要求的同时,有效地控制和降低工程造价。设计阶段的成本效益分析通常包括对多个设计方案的经济性比较,以及对设计变更可能带来的成本影响的预测。例如,通过建立成本-效益模型,可以量化分析不同设计方案的生命周期成本,包括初始投资、运营维护成本以及可能的收益,从而选择出性价比最高的设计方案。在一项实际工程中,通过这样的分析,可能发现采用更环保的材料虽然初期投资增加10%,但长期的能源节省和维护费用降低可以带来20%的总成本节省,体现出显著的经济效益。

此外,设计过程中的成本效益分析也需要考虑时间价值因素。根据“机会成本”原理,早些时候节省的成本比后期节省的成本更具价值。因此,优化设计以缩短工期,即使增加少量的初期投资,也可能因为提前产生收益或减少贷款利息而产生积极的财务影响。

例如,一项桥梁建设项目中,通过优化施工方案,虽然增加了5%的建设成本,但成功将工期缩短了15%,这不仅减少了贷款利息,还使桥梁提前投入运营,提前产生的经济效益远超出了初期增加的成本。

在实际操作中,设计团队可以利用专业的成本估算软件和经济分析工具,如CostX或MicrosoftExcel,进行精确的成本效益计算。同时,设计师应与财务、运营等部门紧密合作,确保所有相关成本和效益都被充分考虑,以做出更为科学和合理的决策。

3.3采用新技术与新材料的优化设计

在工程设计优化中,采用新技术与新材料是降低成本、提高效率的重要途径。随着科技的快速发展,许多创新技术如BIM和3D打印技术已经逐步应用于工程设计中,显著改善了造价控制效果。

例如,BIM技术能够实现设计的三维可视化,提前发现并解决潜在的构造问题,从而避免了因设计变更导致的额外费用。同时,3D打印技术在某些结构复杂的部件制造中,可以减少材料浪费和加工成本。

新材料的应用也是设计优化的关键。通过选用高强度、轻质或具有特殊性能的新材料,可以在保证结构安全性的前提下,降低材料成本和运输成本。比如,现代建筑中广泛采用的碳纤维复合材料,其强度远超传统钢材,但重量却更轻,对于高层建筑或桥梁设计,可以显著减少基础工程的造价。

在实际操作中,设计团队需要与技术研发部门紧密合作,持续关注行业动态,及时引入具有成本效益的新技术与新材料。同时,建立有效的成本效益分析模型,对新技术新材料的引入进行经济性评估,确保设计优化的决策科学合理。

4结束语

综上所述,在工程项目管理中,成本控制显得尤为重要。对项目成本进行有效控制是保证项目经济效益、防止超出预算,甚至是失败的重要因素。据有关资料显示,工程造价80%以上是在设计阶段确定的,因此设计阶段成本控制显得尤为重要。因此,必须深刻认识项目成本构成,应用科学的理论框架,从源头控制造价,才能保证项目的高效经济运行。同时,设计优化也是一种有效控制成本的方法,通过创新设计和选择合适的材料,既能满足功能要求,又能减少不必要的费用支出,提升工程的总体价值。

参考文献

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[2]蔚存荣.工程设计阶段工程造价控制分析[J].山西建筑,2018,44(36):213-215.

[3]詹年熬.如何做好工程设计阶段的造价控制[J].山西建筑,2017,43(31):209-210.