尤朝暉

（溫州市鐵路與軌道交通建設工程技術中心，浙江 溫州 325000）

0 引言

幕墻是一種重要的建筑外墻，對建筑的可靠性和美觀性有重要影響。研究表明，大多數(shù)幕墻中都包含大量的金屬結構，這些金屬結構的成本較高，嚴重降低了幕墻工程的經濟效益。除此之外，近幾年我國的科技進步越來越快，出現(xiàn)了許多新型幕墻材料。采用新型幕墻材料能降低材料成本，提高幕墻的綜合性能，還可以優(yōu)化施工效率，縮短施工時間，減少人工成本費用。黃靜[1]認為使用平價適宜的石材可以在一定程度上替代幕墻工程中的金屬結構，降低幕墻工程的總成本，在施工過程中，可以使用石材表面拋光加工法控制石材表面的平整度，選擇質量較高，單價較低的石材連接幕墻主體構件；劉仕杰[2]根據現(xiàn)有的幕墻工程建設原則，提出了立面造型線條處理技術，按照有效的幕墻操作空間處理隱蔽部位，提高幕墻工程的經濟性；杜嘉賓等[3]在層次分析和熵權法的基礎上，發(fā)現(xiàn)了幕墻施工規(guī)模與金屬結構施工機械費用問題，給出了相關的成本分析建議，構建了建筑幕墻造價控制模式。價值鏈預算可以根據不同的施工環(huán)節(jié)調整施工方向，從多個方面入手，降低工程成本，本文在此基礎上，總結了幕墻工程的施工特點，提出了一種全新的幕墻工程金屬結構成本控制方法。

1 幕墻工程中金屬結構成本價值鏈預算控制方法設計

1.1 基于價值鏈預算構建幕墻工程成本控制體系

價值鏈預算是一種新型的管理控制方法，因此，本文基于價值鏈預算構建了一套幕墻工程的成本控制體系。在前期準備階段，需要根據幕墻工程的具體要求預設施工工期，降低資金鏈的斷裂風險；在設計階段，需要根據目前工程的功能需求、施工方法、施工使用材料等進行估計，由相關人員按照要求完成采購；在施工階段，需要重點判斷金屬材料的消耗問題；在維護階段，需要考慮幕墻工程的維護與保養(yǎng)成本。結合上述的成本控制價值鏈可以得到幕墻工程成本影響因素，并對不同的因素進行賦權處理，構造的判斷矩陣如表1 所示。

表1 判斷矩陣

基于表1 的判斷矩陣可以進行一致性檢驗，計算不同行列的綜合權重，并進行有效的歸一化處理，此時計算的CI 權重如公式（1）所示。

公式（1）中，λmax代表各階段最高權重，n代表指標項數(shù)，根據上述計算方式可以對影響因素權重進行排序，消除量綱對該體系造成的影響，對數(shù)據進行無綱量化處理，待通過了一致性檢驗后，可以得到的基于價值鏈預算的幕墻工程金屬結構成本控制體系如表2 所示。

表2 幕墻工程金屬結構成本控制體系

由表2 可以對不同的金屬結構成本控制影響因素進行識別，得到的組合式λi如公式（2）所示。

公式（2）中，wj代表層次分析權重，vj代表熵權重，使用上述的金屬成本控制方法可以在幕墻工程的各個階段進行有效準備，在前期準備階段、設計階段、生產階段、運輸階段、施工階段進行合理預算，從而提高成本控制的關聯(lián)性，實現(xiàn)全面成本控制。

1.2 安裝幕墻龍骨骨架

常規(guī)的幕墻工程施工中，為了提高幕墻排布的可靠性，往往會設置多個金屬支撐鋼筋，導致金屬結構成本飛速上升。為了解決該問題，本文設計了一個大型的約束龍骨骨架[4]，該骨架的主體結構簡單，消耗的金屬材料總量較低，滿足金屬結構成本控制要求。

其安裝過程如下：首先對待安裝的龍骨骨架主體結構進行測量放線處理，降低幕墻外砌偏差，確定骨架的埋板位置，提高主體結構的受力效果；而后根據龍骨骨架的長度、錨栓尺寸等進行安裝打孔，對待安裝的部分進行防腐蝕處理，再使用M12錨栓進行固定；最后確定彈線位置，在不同的幕墻安裝層設置承重角鋼，與主體結構進行充分焊接。此時后置預埋件與主龍骨完成了有效連接，幕墻龍骨骨架的安裝示意圖如圖1 所示。

圖1 幕墻龍骨骨架安裝示意圖

由圖1 可知，上述安裝的幕墻龍骨骨架與外圍護墻的間距合理，使用EPDM 絕緣墊片進行充分處理，可以有效避免骨架出現(xiàn)腐蝕變形問題。

幕墻需要設置排水孔，因此本文設計的金屬結構成本控制方法使用石材防水板替代原本的金屬泛水板，利用密封膠進行了封閉處理。選取的石材泛水板為花崗巖，利用C25 混凝土進行灌注處理，施加防水透氣膜，提高幕墻的防潮特性。安裝龍骨骨架后，幕墻的砌筑方式發(fā)生了一定的改變，需要利用水平約束錨件進行荷載傳遞處理。在施工前需要對龍骨骨架安裝的位置進行核對，設置水平連續(xù)加強筋，提高幕墻鋼筋的抗剪切力。除此之外，需要使用砌筑砂漿調整錨件放置的卡槽，龍骨體系與螺栓進行有效連接。

然而不同位置的承重角鋼容易受磚內交錯布置影響，出現(xiàn)失穩(wěn)問題，需要額外增加不銹鋼棒支撐，這會導致幕墻工程的金屬成本大大提高。針對該問題，本文設計的方法使用砂漿進行了灌實處理，同時調整不銹鋼限位拉片的位置，可以最大程度上減少金屬材料的損耗。

1.3 優(yōu)化幕墻金屬結構板材排樣分布

幕墻金屬結構板材的排樣分布效果會直接影響消耗的材料成本。因此，為了實現(xiàn)成本控制，本文設計的方法優(yōu)化了幕墻金屬結構板材的排樣分布。假設板材分割的位置與空白區(qū)域，對該區(qū)域進行排列組合，得到的排樣分布示意圖如圖2 所示。

圖2 幕墻金屬結構板材排樣分布示意圖

由圖2 可知，為了提高金屬結構板材的排樣分布利用率，本文基于上述分布關系設計了金屬板材排樣目標函數(shù)f（x），如公式（3）所示。

公式（3）中，Li代表板材的長度，W代表板材的寬度，L代表分割后板材的長度，W代表分割后板材的寬度，金屬板材按照上述目標函數(shù)進行排布時，閑置面積最少，此時金屬板材的利用率最高，消耗的成本最低。面對多塊板材時，需要根據面積集合進行優(yōu)化布局，得到的最優(yōu)排樣分布式F如公式（4）所示。

公式（4）中，bi代表排布預設面積，aj代表切縫寬度，使用上述的排樣分布式可以有效降低金屬板材損耗，減少幕墻工程的綜合成本。

2 實例分析

2.1 概況及準備

為了驗證設計的基于價值鏈預算的幕墻工程中金屬結構成本控制方法的效果，本文選擇了X 國際大廈幕墻工程進行實例分析。

X 國際大廈是一座大型建設工程，包含60 層地上使用層和6 層地下使用層。該項目的建筑面積為165 842m2，高度為360m。它是一個商務辦公多元化超高層寫字樓建筑。通過結合幕墻排布優(yōu)化結果，將設計的基于價值鏈預算的金屬結構成本控制方法應用于X 國際大廈幕墻工程。該方法可以通過精確的成本估算和控制措施，對金屬結構成本進行有效控制。在實例分析過程中，可以綜合考慮幕墻材料的選用、加工和安裝成本等因素，對金屬結構的成本進行評估和預算。同時，還可以通過優(yōu)化幕墻的布置和設計，降低金屬結構的使用量和成本。該建筑的幕墻分布示意圖如圖3 所示。

圖3 X 工程建筑幕墻分布示意圖

由圖3 可知，X 工程的首堂為大堂，2F 為商業(yè)中心，3 ～5F為服務與餐飲，-1 ～-6F 為地下車庫。該項目的玻璃幕墻包括6 層以上部分，6 層以下使用連廊幕墻。其中塔樓頂部使用單元式玻璃、石材幕墻，連接處使用連廊幕墻。幕墻總面積為64 000m2，包括55 000m2的塔樓幕墻。

使用的幕墻材料單元板塊寬度為1.45m，符合標準層高要求，分格高度為1.4m，設置了高度為0.95m 的開啟扇。玻璃幕墻面與結構邊距離為300mm，使用的鋁材尺寸為300mm×250mm。幕墻層間使用8/10mm 鋼化玻璃，使用康寧膠完成幕墻固定。在施工前，需要加工幕墻板塊，完成單元吊裝重組，各個施工區(qū)段規(guī)劃的幕墻板塊如表3 所示。

表3 施工區(qū)段幕墻板塊

由表3 可知，待幕墻板塊規(guī)劃完畢后，即可控制安裝工藝流程，確保滿足實際工程要求，利用SAP ERP 項目成本分析軟件輸出最終的成本控制結果。

2.2 成本控制結果與討論

根據上述的概況及準備，可以得到幕墻工程中金屬結構成本控制實驗結果，本文選取的項目包括6 層以上的立面幕墻部分及6 層以下的裙樓幕墻部分，此時使用本文設計的基于價值鏈預算的幕墻工程金屬結構成本控制方法進行控制，將控制后各個項目的成本與工程預設成本對比，實例分析結果如表4 所示。

表4 實例分析結果

由表4 可知，本文設計的價值鏈預算的幕墻工程金屬結構成本控制方法在不同的控制項目中消耗的成本均低于工程預設成本，證明設計的成本控制方法的控制效果較好，具有一定的經濟價值和可行性。

3 結論

綜上所述，幕墻工程中的金屬結構成本控制是一個系統(tǒng)性的工作，需要從設計、采購、施工等多個環(huán)節(jié)進行全面的管理和控制。

（1）通過科學的預算和精細化的管理，可以有效降低成本，提高項目的經濟效益和社會效益。

（2）受市場波動與新材料生產的影響，我國的幕墻工程存在金屬材料成本過高，利潤偏低等問題。對此，本文設計了一種基于價值鏈預算的金屬結構成本控制方法。實例分析結果表明，設計的金屬結構成本控制方法的效果較好，具有一定的經濟價值。