浅析建筑节能对工程造价的影响

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1、浅析建筑节能对工程造价的影响1、相关定义1.1、功能定义 进行既有建筑节能改造工程功能分析,首先要对既有建筑的功能进行准确的 定义,再根据定义的结果绘制出功能层次模型图,并在此基础上才能进行科学的 功能分析。应用这种方法可以对既有建筑节能的需求进行系统的识别和明确的定 义,对既有建筑的设计从满足节能的角度进行优化,保证既有建筑节能有效实现。 功能定义也是功能分析的重要步骤,功能定义强调项目各方和专业人员共同 参与。定义的方法,通常是用一个动词和名词表明,定义下的准确与否,取决于 对分析对象精通的程度。定义使用的词尽量用可以衡量的量值名称,定义的顺序 一般是:对工程整体按功能目的给以定义,再划分

2、若干个子功能逐个定义。 功能定义是整个价值分析后续进行量化工作的基础,主要功能和次要功能的 区分对于后续工作有导向性的作用。在价值分析的创新阶段,团队需要寻找可替 代的方案,在保证能实现主要功能的同时削减或消除次要功能,对于降低项目的 成本以及提升项目的价值十分重要。 一个建设项目的功能是复杂的,想要建筑发挥怎样的作用,就要先对其进行 详细完整的功能定义,否则不能对项目有系统而整体的把握,不明白建筑物的使 用意义到底如何,是教学楼还是实验室还是宿舍楼,或是建筑的哪部分是商铺哪 部分是住宅,都必须明确定义,因此在功能定义时要严谨、细致。 1.2、价值分析的基本概念 价值工程(Value Engi

3、neering,简称 VE),也称为价值分析(ValueAnalysis), 起源于美国二战时期。它是用最低的总成本为用户提供所要求的产品功能的一种 的技术经济方法,用以提高产品的价值。不同文献对价值工程的定义有所差别, 但是这些定义中表达的基本思想是一致的,价值工程的含义是与”功能”、”生命 周期费用”、”价值”这三个概念是息息相关的。三者之间的关系可用公式 5-1 表示 48: V FC(5-1) 式中 V 表示产品价值; F 表示产品功能; C 表示产品成本。 1.3、工程造价的概念 工程造价的直接含义就是工程的建造价格。这里的工程泛指一切建设工程,它的范 围和内涵具有很大的不确定性。

4、我国的造价管理界对工程造价有多种不同的定义。中国建设工程造价管理协会 (China Association for the Management of Construction Cost-CAMCC)学术委员会朱思义 先生于 1994 年给工程造价下了定义,即”建设工程造价(Project Construction Cost ),是完 成一项建设工程所需花费(预期花费和实际花费)的费用总和,它包括建筑安装工程费, 设备、工器具购置费用,其他费用等。其中多数是以价格为基础构成的。”他还认为”建 安工程造价(Build and Erection Cost )是建设工程造价中的建筑安装工程费用。在涉

5、及承 发包的关系中,它与建安工程造价同义。”并指出”工程造价、造价系通称、泛指,在不 同的场合,含义不同。它可以指建设工程造价或建安工程造价,也可以指其他相应含义” 6。1995 年中国建设工程造价管理协会在其第二届理事会上制定的协会章程中对建设 工程造价定义为:”建设工程造价系指完成一项建设工程所需花费的费用总和。其中建 筑安装工程费,也即建筑、安装工程的造价,在涉及承发包的关系中,与建筑、安装工 程造价同义”。归结起来,在目前市场经济的条件下,在行业里对工程造价基本上有以 下两种含义。 第一种含义为工程投资(也可为建设成本或建设工程造价),它是对投资方、业主、 项目法人而言的。 第二种含义

6、为工程价格(也可为承包价格或建安工程造价),它是相对于承发包双方 而言的。 其实,中文中的”造价”与英文的”cost”是对应的,而”cost”同样既可以表示”费用”或 “成本”,也可以表示”价格”或”造价”。”cost”的具体含义同样取决于该词使用在何处和使 用者的用意7。 1.4、建筑结构设计的概念 建筑结构设计是建设项目进行全面规划和具体描述实施意图的过程,是工程建设的 灵魂,是科学技术转化为生产力的纽带,是处理技术与经济关键性环节,是具体实现技 术与经济对立统一的过程,是确定与控制工程造价的重点阶段。结构设计以充分实现建 6 1.5、概念优化设计 计算机应用于建筑的结构设计中,促使设计的

7、水平得以提高到一个新的高度。计算 机将设计人员从繁杂公式运算中解放出来,设计师应该根据结构的基础理论知识以及自 己的实践经验,将首要任务放在一些固定的公式不能解决的问题之上,通过自己的主观 分析和判断从而得出自己的选择,进而得出较为经济,合理、适用的设计方案,让设计 师将精力主要放在从事概念设计上。所谓的概念设计,就是让设计人员从结构最初的选 型,布置,分析,计算,截面设计一直到最后的细部构造处理的一整套设计方案形成的 过程中,对所遇到的各种关于结构问题,根据结构在不同种类的情况下工作的规律,结 合自己以及相关专家实践的经验,再综合考虑一些因素,最后得出合理的分析和处理方 案,进而确立出经济,

8、合理、适用的设计方案。 一个建筑设计方案,会有各种各样的结构布置方式;对于一个确定了结构布置的建 筑,在相同的荷载作用下也会有不一样的分析方法;在建筑结构分析过程一些参数、材 料、荷载的定义也不是一成不变的;关于建筑物细部结构的处理也相差深远。软件只是 一个没有思维的程序,对于上述问题它是无法独立解决的,这就要求设计人员概念清晰, 能够根据实践经验或者已有的理论知识作出主观的、正确的判断。但是这些判断都是基 于结构设计的一般规律和原则的基础之上的,按照自己及别人一些工程实践的经验之下 进行的,即上述的概念设计。所以说概念设计是寄存在设计人员对各种不同的结构方案 进行选择的过程中。 概念设计要解

9、决的问题有许多。例如经过概念设计,结构可以在不同的意外作用下 不产生破坏影响或者是将破坏影响降低到最小程度。概念设计的主要内容就是分析如何 应对建筑物可能遭遇的各种不确定因素和作用。例如地震力作用就最难定义,而且对结 构物的破坏力最大。于是在设计的过程中必须考虑这些因素,从计算分析以及构造要求 等方面采取能够提高建筑物抵抗地震能力的措施。 23 华南理工大学硕士学位论文 例如:刚度均匀、结构对称可以降低地震力作用对结构产生的不利影响;结构设计 中的延性设计可以防止结构发生不必要的脆性破坏,它是防止结构大震不倒的最根本途 径;合理增加建筑物四周的抗扭刚度,使扭转周期靠后,避免结构在地震时出现扭转

10、; 还有多道设防及增加赘余杆件的概念设计方法,能够显著减轻地震时建筑物的破坏程 度,有效应对高烈度的地震作用。因此,在设计过程中应高度重视概念设计。 1、结构布置的概念设计 对于结构布置,整体上应首先考虑整体结构的工作原理以及抗震设计的基本原则, 努力降低不必要的内耗,减小结构的扭转效应和刚度突变;细部结构上可从单个构件的 力学性能和其破坏特点考虑,让最终的构件都可以适得其所、各尽所能,从而达到预期 目的45。 在同建筑师交底的基础上,做好建筑物整体结构的选型和布置。建筑设计人员希望 通过建筑物的外在形式表达出设计构想和创意,在一定意义上把艺术与实用结合起来, 达到既美观又实用。而结构设计人员

11、则需要在保证结构安全性的条件下,敢于创新出新 的结构形式,让建筑设计人员原有的意图得以尽可能的实现。简单的单层与多层建筑, 由于工程规模的限制,在建筑表达上就会趋于简单,于是结构上的问题都是可以解决。 但高层建筑,首先应该从概念上察觉出区别于低层建筑的不同点,例如起控制作用的就 不是竖向荷载,最主要是风荷载以及地震作用。于是结构设计人员在初步设计阶段应该 介入和探讨建筑物的平面和竖向布置,以期达到合理性46。 也就是在大致满足建筑设 计人员构思的基础上,平面布置应简单、规则,尽量减少刚心与质心的距离;还要使建 筑物在水平荷载作用下不发生大的扭转。而对于竖向布置,尽可能使竖向承重构件上下 连续贯

12、通,例如可以不使用转换层的就尽量避免或者干脆不用,从而达到减小结构分析 和设计困难的目的;竖向刚度不要突变,而要渐变,不然就会导致在水平荷载作用时突 变处产生不必要的应力集中现象,从而对结构抵抗水平的动力荷载作用是有害的47。 在建筑设计方案确定之后,结构需应系统去考虑各方因素,努力采取最简单、最经 济、最合理的结构方案。对于每个受力的构件布置都需系统考虑未知的各种荷载。对于 竖向承重构件,例如柱、剪力墙等,不单单只是传递竖向荷载到基础上,而且还要承受 风荷载和地震作用,同时还要承受温度应力等一系列作用。所以在对于竖向构件布置, 要将其放在有利于承担水平荷载和温度应力的位置上。 同时对于水平承

13、重构件的布置,同样需要综合考虑各种因素。第一,要使其传力路 径简单明了。即以最快的方式将楼面上的荷载传递到梁、柱(剪力墙)然后最终传递到 24 1.6、节能建筑的概念 节能建筑是指依照气候设计和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体 和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后, 设计出的低能耗建筑。节能建筑实际上是要求从外到内,从屋面到地面, 从阴台到阳台,从窗到分户门等 所有材料要实现全面节能。其依据标准包 括夏热冬冷地区居住建筑节能标准、夏热冬暖地区居住建筑节能标准、 民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)、公共建筑节能标准、建 14 筑照明设计标准等,这些标准涵盖了

14、我国90%以上的建筑。其主要指标有: 建筑规划和平面布局要有利于自然通风,绿化率不低于35%;建筑间距应保 证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时等。 建筑节能和节能建筑两者既有区别又有关联,本质上建筑节能是手段, 节能建筑是目的。一个建筑物是否达到节能标准或者是否具有节能性能, 节能多少,需要通过对该建筑物采取的技术措施进行分析、技术手段进行 测试评价,其中所用材料的热工性能是最重要的评价依据。 1.7、建筑产业化的概念 了解建筑产业化的概念,先要了解什么是产业和产业化。产业指各种 形态的生产事业。产业化是以工业化的生产方式对传统产业的生产过程进 行改进,使传统产业的生产过程工

15、业化。在英国产业化的定义与工业化是 相同的,指一国的产业发展和技术进步发展到一定阶段所必须的过程,其 特征是产业经济重心由初级产品也就是由手工业向制造业转移。产业化的 特征就在于将产品的生产从手工业化生产转向以工厂制造为主的制造业化 生产38。 建筑产业化就是要将建筑的生产改变为以制造为主的机械化生产。建 筑产业化提供了一个以工业化生产的方式在工厂里制造建筑的建筑生产新 模式,范围包括承担建造和改造的建筑业,室内装修业,材料、设备、产 品制造业、流通与服务业,房屋改建和更新等等39。 建筑产业化通常是从大量的具有相同使用性能的、较容易抽象归类、 容易模数协调配合的住宅建筑开始,逐步实现建筑的全

16、面产业化。我国建 筑产业化同各个发达国家一样也是从住宅产业化开始的。 1.8、绿色建筑的概念及发展状况 2.1 绿色建筑的定义2.1 绿色建筑的定义 “绿色建筑”中的”绿色”,并不是指一般意义的绿化,也不是表面上的绿 色,而是代表了一种概念或是象征,涵指建筑对环境没有危害,可起到环保作用, 能充分利用到自然环境的资源,并在不破坏环境的生态平衡条件下而建造的一种 建筑,又被称为”可持续发展的建筑”、”生态建筑”、”回归大自然的建筑”、”节 能环保建筑”等。在我国建设部颁布的绿色建筑评价标准10中,对绿色建筑 的评价体系共有六类指标,由高到低依次划分为三星、二星以及一星。当今社会节 能减排成为制定联合国气候公约、联合国生物多样化公约以及京都议定 书的技术基础,发展绿色建筑成为世界各国的共同取向11。 图 2.1 绿色建筑环境网络搜集 绿色建筑的内部布局也应十分的合理,在条件允许的情况下,尽量的减少或 避免使用合成材料