幕墻投標之優化設計經驗借鑒

作為設計,下面內容借鑒借鑒!
作為現代建筑的象征,建筑幕墻在世界范圍內得到了越來越廣泛的應用。
同時各種投標競價在幕墻行業很激烈。這就要求幕墻在優化設計方面下足功夫,才能在市場上立足。本文根據多年工作經驗,對幕墻工程投標中的優化設計進行闡述,以供同行借鑒參考。
前言
建筑幕墻作為一個新興的行業,近年來逐漸被社會認可,并在建筑外裝飾工程當中得到廣泛的應用。
在我國現階段,幕墻的招標方式,大都采用技術分與商務分總評的綜合評標法。作為招標方,大多數對低報價感興趣。而投標單位為了中標,必然會權衡技術競爭力與價格競爭力的因素。在日益建筑幕墻造價的壓力和經濟因素作為首要考慮因素下,為了提高投標的競爭力,以低價打動業主的同時也要保證項目獲得較好的建筑效果。
因此,要求我們設計師構思一種構造簡明、性能卓越、價格合理、易于加工、方便安裝的設計。從整體來考慮,設計師不但要權衡各項參數,考慮設計目標、各項構件的作用、經濟因素等的影響,還要考慮施工安裝的分項過程、工序分解和降低成本的各組因素。而最終與這些因素掛鉤的是工程項目造價。
工程項目造價的控制應貫穿于項目建設的全過程,它是建筑產品的總造價,是反映建筑產品的經濟效益、社會效益非常重要的綜合指標。而在初步設計階段影響的可能性約50%-80%,由此可知,項目投資的關鍵在于施工前的決策和設計階段,而項目決策后控制項目投資就在于設計控制。
通常情況下我們把設計階段為兩個階段,即初步設計(包括技術設計)階段和施工圖設計階段。初步設計階段是控制基本建設投資規模和工程造價的最主要環節之一。現在就建筑幕墻工程設計階段的優化設計以及成本控制方面談談自己的一些心得與見解。
現階段,大部分的大型幕墻工程項目業主方都會請顧問公司來進行招標圖設計。作為投標方,主要的任務是對招標文件和招標圖的理解、響應應及報價,最終能否報出一個具有競爭力的報價,其中優化設計尤為重要。所以優化設計是技術設計階段成本控制的有效辦法,也是投標過程中重要的環節。
優化設計,牽涉到的環節很多,其中主要體現在以下幾方面:
一、對項目的理解和定位,
二、與業主及設計院的密切溝通,
三、系統構造優化以及優化細節的把握,
四、對相關材料的認識與應用等等……,
個人認為,只要做好以上幾個方面工作,作為投標方,是能做出一個價廉物美、富有競爭力的報價。
一、對項目的理解和定位
對投標的建設項目定位要準確。在制定優化設計方案前我們應當充分與業主溝通,在業主允許的條件下,根據該建設項目的功能、建筑檔次及業主的經濟實力策劃出一套行之有效的優化設計方案。它主要包括幕墻工程的種類、結構形式、不同材料組合及材料品牌檔次。
我們知道,建筑幕墻工程結構形式和材料種類較多,如單元式、框架式,全隱框幕墻、半隱框幕墻、明框幕墻、全玻璃幕墻、點支式玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻等,這些因素直接影響工程的外裝飾形象和工程總造價。
在對工程定位時,我們應避免一味追求高檔次結構和材料,致使工程造價超出業主工程概算,無法做出一套合理的報價。同時又要避免采用落后結構降低工程檔次,從而影響工程形象,因此應該因工程而宜準確地將其定位在適當合理的檔次上。通過對項目的理解和定位,投標方的投標成果業主可能更易于接受,從而提高投標的中標率。
二、與業主及設計院密切溝通
在方案設計中我們應當科學合理的尊重建筑師的設計。但在方案優化設計過程中,我們經常發現原建筑設計要求與現行建筑幕墻行業規范不符,又或者原建筑設計存在很多不合理和嚴重浪費的情況。
這時,我們應當以幕墻專業設計的角度及時準確地與業主和設計院溝通,使他們更深刻地了解我們的技術能力和水平,也讓業主感覺到我們是站在他們的立場為他們解決問題,降低成本。同時,對于一些可改可不改但又影響成本的設計,我們應該及時與業主和設計院溝通,說明其利害關系,一來取得了業主的信任,二來可以有效減低投標造價,為方案優化設計和中標打下良好的基礎。
三、系統構造及優化細節的把握
在對項目有準確的理解和定位,與業主及設計院有良好溝通的前提基礎上,接下來就是很關鍵的一個環節----系統構造優化以及優化細節的把握。首先,在優化工作進行之前,我們先要明確可優化的范圍和項目。這個要求我們的設計師要熟讀招標文件、技術文件以及相關的答疑文件。一般來說,完善成熟的招標項目都會有統一的優化框架和平臺。因此,項目投標能否報出富有競爭力的報價,就要求我們設計師對系統構造優化以及優化細節有很好的把握。
系統構造優化,以國外一些大型幕墻顧問公司出的招標圖紙為例,他們的要求基本都是在不改變原有設計方案的前提下進行深化設計報價的。對于類似的幕墻設計顧問,我們在優化設計的時候就要做到膽大心細。首先,無可否認,他們的設計方案經過多年的沉淀和實例工程驗證是成熟的。根據多年來和顧問打交道的經驗,設計師如果在投標的過程中改變了他們的設計方案,接下來一般會遇到不少麻煩,最后基本還得改回他們的設計方案。
因此,我們在投標優化設計的時候,精力盡量不要放在修改他們的設計方案上面。當然,如果顧問要求提供備選設計方案及報價的情況除外。其次,他們可視部位的外觀尺寸基本也不能改變,因為建筑師是非常痛恨別人修改它的外觀尺寸。在這樣的情況下,我們能做的是想辦法在基本設計方案不變、外觀尺寸不變的前提下完成優化設計。雖然也有不少顧問也要求不能改變構件的壁厚,避免發生安全事故。其實不然,在眾多投標項目看來,系統構件的壁厚大部分都是可以優化的,譬如橫梁、立柱等受力構件,在保證外觀尺寸、滿足結構受力安全的前提下,設計師可以根據規范的要求合理進行優化。
特別在一些裝飾性的構件上面,顧問公司常常做的異常的笨重繁瑣和耗料,這是我們設計師優化設計的方向,但前提是保證外觀尺寸。同時,在系統細部構造方面,特別是系統的內部構造,由于外觀尺寸已經是不可以改變的,那簡化內部的構造以及壁厚的優化尤為重要。但前提是保證系統的物理性能、使用性能不受破壞的前提下進行。最后,對一些在不可視區域的構件,大膽考慮,包括截面、壁厚、做法等都是進行優化設計的,畢竟在不可視區域,顧問不會非常敏感,前提是我們的做法合理、安全、先進,顧問都基本能接受。
優化設計細節,這個是設計師綜合能力的體現,要求我們對設計以及優化的每個細節做到細處,在滿足建筑師以及結構安全的前提下,把系統做得更加簡潔、合理,體現出更高的性價比,而最終體現在更富有競爭力的報價上面來。
我們知道,幕墻的成本主要構成部分為材料成本,而材料成本一般主要是鋁合金型材成本。鋁合金型材的成本取決于幕墻的設計,不同的幕墻形式,其造價會不同。而相同的幕墻形式,不同的設計方案,工程造價也是不一樣。如何合理的去設計和優化幕墻的鋁型材,降低材料使用是我們每個設計師都要面臨的問題。
首先從大方面來說,對不限制型材截面和做法的工程項目。以一棟高層建筑,單一的幕墻系統做來例子,常規的做法是至上而下都是用同一個幕墻系統,立柱及橫料都是用同一截面。但從經濟成本的角度來說,這樣的做法是不夠合理的,因為,在不同建筑標高對應著不同的風壓,風壓不一樣意味著幕墻系統承受著不同的荷載。所以,我們可以考慮在不同建筑標高段采用不同的型材截面,這樣做雖然增加了開模的費用,但對應高層建筑項目來說,鋁型材的用量巨大,通過這種方式反而使鋁型材的用量大大減少了,降低工程造價成本。
大家知道,規范對鋁合金立柱和橫梁的壁厚是有規定的。對鋁合金立柱,截面開口部位的厚度不應小于3.0mm,閉口部位的厚度不應小于2.5mm。在設計的時候要充分考慮由此帶來的型材用量的變化。而對鋁合金橫梁,當橫梁跨度大于1.2m的時候,橫梁截面主要受力部位的厚度不應小于2.5mm,當橫梁跨度小于1.2m的時候,橫梁截面主要受力部位的厚度不應小于2.0mm。這個很關鍵,譬如我們在設計一個幕墻分格的時候,橫向分格盡量尺寸不要大過1.2m,以接近1.2m為宜,這樣可以達到更好的性價比,鋁型材用量更少。
鋁合金裝飾構件,分小裝飾構件和大裝飾構件。它們一般只有裝飾或遮陽的功能,基本是不參與結構受力的。小構件譬如扣蓋、裝飾封邊等,在自身強度足夠、平面平整度有保證、使用功能不受影響、擠壓條件滿足的前提下越薄越好。而大裝飾構件,要充分考慮由于擠壓工藝要求所帶來的影響。裝飾構件越大,壁厚要求就越厚,可以考拆分成幾個小的模具進行擠壓,最后通過拼裝的方式形成大裝飾構件,可以達到省錢的目的。當然,這些優化設計上的改變,都是要在業主和設計院認同的前提下行進。還有一種思路,根據情況合理的把這些裝飾構件和主受力構件綜合設計,使其參與結構的受力也是節約成本的一種辦法。
鋁合金型材牌號和處理狀態的選用,合理的選用材料牌號和處理狀態可以有效減少型材的用量。大家知道,鋁合金不同的材料牌號,不同的處理狀態,材料的受力性能也不同,其市場價格也有差異。
因此,我們在設計的時候要根據情況,綜合考慮材料價格以及用量,來確定使用什么牌號和處理狀態的材料。以鋁合金型材為例,采用高牌號的鋁合金型材可能價格相對會高點,但由于該材料的強度大,其用量可能大大減少了,成本反而降低。譬如在一些大風壓的地區,立柱一般是由強度控制的,如果選用T5的鋁合金型材(價格相對較低),當計算強度不夠的時候,很多設計師都習慣性的通過加大截面來滿足強度的要求,缺忽略了鋁合金型材可以通過選擇材料的不同牌號和處理狀態來提高材料的強度這個細節。其實,如果合理的選用T6的鋁合金型材,強度就可能已經滿足,無需通過加大型材截面來彌補強度的不夠,從而降低型材的用量。
在相同的條件下,幕墻的鋁型材成本,取決于單位面積所用的鋁型材用量,也就是取決于型材的截面積。所以,在滿足荷載要求的前提下,如何減小型材的截面積,是優化設計的一個重點細節。在截面積不變的情況下,可以通過不同的截面設計,采用合理的截面形狀、壁厚及內腔構造,來提高型材的受力性能,從而降低單位面積所用的鋁型材用量。所以說,設計師在細部優化設計的時候,如何設計截面使該構件達到最大的受力性能也是節約成本的一種有效辦法。
當然,有效降低成本的辦法還可以從面板材料、硅酮膠、五金件、輔材等方面進行控制和優化。在這里就不一一做詳細的介紹。
四、對相關材料的認識和應用
要成為一名優秀的幕墻裝飾設計人員,既要掌握建筑幕墻的各種結構設計,構造設計,細節設計,又要掌握各種外裝飾材料的規格、性能、和施工工藝,并大膽的運用各種新材料,這樣才能設計出完美的作品,才做出經濟實惠的優化設計。
譬如,在某個工程中,原建筑設計的鋁板分格為2500×4000mm,這種現象就是建筑師可能沒有全面掌握外裝飾原材料的生產工藝造成的。如果我們的設計師也沒有掌握鋁板的生產工藝和規格,就很容易照搬建筑師的分格去設計。而目前的鋁板原材料的常用規格為1220X2440,短邊的寬度可以適當增加,但廠家會根據客戶的要求按照增加不同的尺寸加收超寬的費用,而且2500mm的鋁板寬度基本還是做不出來的。這樣一來,如果中標了,不但方案實施不了,還造成了不必要的成本增加,更談不上成本的優化了。
大膽的運用各種新材料同樣可以做到節約成本,在某個工程當中,原設計在層間梁不透光部位用的是單片鋼化玻璃+50mm厚保溫棉+2mm厚的鋁單板。這個配置是比較常規的設計,但設計師如果對新的材料比較了解,可能就會有其他新的優化設計方案。為何不嘗試一下改用一些新興材料來代替2mm厚鋁單板?在業主和設計院同意的情況下,采用單片玻璃+50mm厚保溫棉+硅酸鈣板(FC板)的做法,硅酸鈣板(FC板)比鋁單板背襯板的價格也低得多。對于大面積的公共建筑,這里面優化下來的成本不是個小數目。
總結
總而言之,幕墻的優化設計,主要取決于幕墻系統及其細節的優化設計、材料的合理選用。一個成功的優化設計,不但要體現出優化設計的先進行、合理性,而且在相同的條件下,還要保證其經濟性。只有從質量、成本上體現出優化設計的理念,才能更有效的保證項目的中標,才能在施工過程中給企業帶來更大的經濟效益。