基于价值工程理论的设计阶段造价控制方法研究

基于价值工程理论的设计阶段造价控制方法研究

董鹏

（北京中昌工程咨询有限公司，江苏 南通 226007）

摘  要：设计阶段的造价控制是确保项目成本控制达成的关键步骤之一，项目的设计元素、材料选择、技术解决方案等都将被审视和决定，这些选择将直接影响项目的总成本。本文以某工业厂房建设项目设计方案为例，采用价值工程基础理论，从建筑设计、结构设计、建筑材料选用、施工成本及运维成本5个方面对各参选方案进行价值工程指数对比，最终确定做优方案。本文的研究成果可为类似项目的设计方案必选提供参考。

关键词：价值工程；设计阶段；造价控制

0引言

设计阶段是确定项目总体成本的关键，通过在设计初期进行成本控制，可以确保项目不会超支，并且最终的设计方案能够在批准的预算内实现；设计阶段考虑不同材料和建筑方法的成本效益，可以选择性价比最高的选项，这不仅有助于节省资金，还能在不牺牲质量和功能性的前提下，实现经济效益的最大化。同时，在设计阶段进行严格的成本控制有助于减少后期施工过程中因预算问题需要进行的设计更改，频繁的设计变更常常会导致项目成本增加与工期延误；而有效的设计成本控制，可以帮助项目管理者更合理地分配资源，如人力、材料及设备等，在设计阶段预见并规划这些资源的使用，可以显著提高整个项目的运作效率。

通过实施前瞻性的成本评估和控制策略，项目团队能够更有效地驾驭项目向预期目标前进的过程，从而保证项目的成功完成。本文基于价值工程基础理论，以某工业厂房建设项目为例，在设计阶段的成本控制进行了研究与讨论，为项目管理过程中造价控制理论基础与实践经验。

1价值工程基础理论

价值工程（Value Engineering, VE）是通过对产品或服务的功能的评估，优化其生产成本、提升产品质量、提高企业竞争力。价值工程理论最早起源于第二次世界大战期间，由美国的劳伦斯·迈尔斯在通用电气公司发展起来，初衷是为了寻找成本削减同时又能维持产品功能的方法。价值工程首先要对产品或服务的功能进行详细分析，明确哪些功能是必要的，哪些可能是多余的或可以通过更经济的方式实现。功能分析帮助团队集中关注产品或服务真正需要实现的基本和次要功能。进行价值分析时，可将价值工程的三个基本因素：价值、功能和成本采用数学公式的形式表示，如式（1）所示。

                                (1)

式中：V为价值，F为功能，C为成本。

2案例分析

2.1项目背景

    华东地区某工业厂房项目，总建筑面积约334516.38m2，主要由24栋6层标准厂房、6栋9层高层厂房以及1栋12层办公组成，开发公司根据项目地块红线、规划要求及使用功能向设计单位征集优秀的规划设计方案。经过初步筛选，最终选择5项方案做进一步的经济性及使用功能的比选。根据造价工程师的估算，1号、2号、3号、4号及5号设计方案的造价分别为2365元/m2、2561元/m2、2144元/m2、2459元/m2及2665元/m2。

2.2设计阶段造价影响因素

    设计阶段是项目开发过程中至关重要的一部分，设计决策直接影响到后续的施工成本、运维成本以及项目的最终使用效果。设计阶段造价影响因素主要有建设设计标准、结构设计标准、建筑材料选用、施工成本及项目运维成本。建设设计标准对建筑的安全、功能性、美观及环保等标准的要求，更高或更严格的设计标准往往意味着更高的成本；结构设计标准反映了建筑的结构系统和结构安全要求，不同的结构系统（如框架结构、剪力墙结构等）会直接影响材料的种类和数量、施工方法及最终的成本，更复杂的结构设计往往需要更多的技术支持和材料投入；材料成本占据了建筑总成本的很大一部分，不仅是材料本身的价格，还包括运输、处理和安装等成本；施工成本涉及到施工过程中的所有费用，包括劳动力、施工设备、安全措施等。施工技术的选择，例如采用预制构件可以减少现场施工时间和成本，但可能需要更高的运输和制造成本。运维成本是在建筑使用过程中产生的成本，节能高效的设计可以大幅度减少能源消耗和维修费用，例如通过合理的自然光设计和有效的隔热材料使用可以显著减少日后的能源支出。

2.3基于价值工程理论的造价优化

为进一步对5个设计方案进行技术、经济及可行性方面进行评估，成立由行业专家组成的方案专家组，从建筑设计、结构设计、建筑材料选用、施工成本及运维成本5个方面对初步设计方案进行评估。首先由专家组采用1~10分制对设计方案进行评分，取平均分，其结果如表1所示。

表1 设计方案评分结果

针对以上5个影响因素，可采用层次分析法对其进行重要性评估。层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）通过将复杂的决策问题分解为更小的层级和元素进行分析、评价和综合，从而使决策者能够在多个因素和选择之间做出更为科学和合理的选择。

首先邀请专家组成员采用“1-3”标度法对建筑设计A、结构设计B、建筑材料选用C、施工成本D及运维成本E五个方面进行相对重要性赋分，1分表示A与B同样重要，2分表示A比B重要，3分表示A比B重要得多，1/2表示A比B次要，1/3表示A比B次要得多。建立式（2）所示判断矩阵。

                          (2)

根据层次分析法基本原理，通过对判断矩阵归一化处理，计算各指标权重，结果如式（3）所示。同时，根据归一化矩阵，计算判断矩阵的最大特征根，并进行一致性检验，经计算，式（2）的一致性检验结果复合要求。

                 (3)

根据权重计算结果，施工成本的权重为0.385，是5个因素中最高的，对建筑设计方案的选择影响最大，其次为建筑设计；影响最小的因素是建筑材料的选择。

确定好主要因素的权重后，根据价值理论计算各个方案的价值、功能及成本3个基本因素。综合评分计算结果如下：

H1=0.248×7.5+0.163×6.7+0.099×8.1+0.385×7.3+0.106×7.7=7.37

H2=0.248×8.2+0.163×8.3+0.099×8.1+0.385×7.3+0.106×7.9=7.83

H3=0.248×8.6+0.163×7.6+0.099×8.3+0.385×8.1+0.106×7.6=8.11

H4=0.248×8.9+0.163×9.3+0.099×8.3+0.385×8.3+0.106×7.8=8.56

H5=0.248×7.6+0.163×7.4+0.099×7.6+0.385×8.3+0.106×7.9=7.87

各方案的功能指数计算如下：

F1=7.37/(7.37+7.83+8.11+8.56+7.87)=0.186

F2=7.83/(7.37+7.83+8.11+8.56+7.87)=0.197

F3=8.11/(7.37+7.83+8.11+8.56+7.87)=0.204

F4=8.56/(7.37+7.83+8.11+8.56+7.87)=0.215

F5=7.87/(7.37+7.83+8.11+8.56+7.87)=0.198

各方案的成本指数计算如下：

C1=2365/(2365+2561+2144+2459+2665)=0.194

C2=2561/(2365+2561+2144+2459+2665)=0.210

C3=2144/(2365+2561+2144+2459+2665)=0.176

C4=2459/(2365+2561+2144+2459+2665)=0.202

C5=2665/(2365+2561+2144+2459+2665)=0.219

各方案的价值指数为：V1=0.186/0.194=0.956；V2=0.197/0.210；V3=0.201/0.176=1.16；V4=0.215/0.202=1.068；V5=0.198/0.219=0.906。

根据计算结果，3号方案具有较好的价值属性，可以通过采用较低的成本，获得较高的功能属性，因此可以确定本项目的方案比选阶段，3号方案为最优方案。

3结论

价值工程理论应用到建筑工程造价控制中，可以有效地提升建筑项目的经济性和功能性，实现资源的最优配置，增强项目的市场竞争力。本文以某工业厂房建设项目为例，采用价值工程理论，对项目方案设计阶段进行价值工程指数计算，最终确定了最优方案。通过价值工程应用，不仅可以有效控制工业厂房建设项目的成本，还能在满足所有功能需求的同时，提升项目的综合性价比和市场竞争力。

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