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建筑材料对工程造价的影响
1.引言
建设项目的造价控制贯穿于项目的全过程,即项目决策阶段、项目设计阶段、项目招标阶段、项目实施阶段和竣工阶段都关系到建设项目的造价控制。统计资料显示,在项目决策阶段及设计阶段,影响建设项目造价的可能性为30%~75%,而在实施阶段影响建设项目造价的可能性仅为5%~25%。控制工程造价的关键就在于项目实施之前的项目决策和设计阶段,项目决策是决定因素,而设计则是关键因素。使人力、物力、财力有限的资源得到充分的利用,取得最佳的经济效益和社会效益。在建筑工程中,材料费约占工程总造价的60~70%左右,是整个费用的主体。所以从材料所占比重来看,其成本是对工程造价影响最大的因素。
随着市场经济的发展,构成工程成本比重最大的材料价格不断波动起伏,人工费、机械费也在不断变化,工程成本不断增加,一方面是由材料价格的不断上涨,施工费用不断增加造成的;另一方面是由于工程图纸来考虑经济实用的方法或设计不合理及施工中管理不善造成的。材料使用成本高低对有限的投资获取最大的经济效益,是工程技术人员和造价人员的一项重要课题。
从工程造价定额的构成来看,材料价格是相对较灵活的因素。工程造价主要是由人工费、材料费、机械费等构成的,其中人工费和机械费的计取和调整都是由定额价格主管部门统一规定的,比较稳定;而材料费是相对较灵活也是对工程造价影响较大的一个重要因素,特别是可调整差价的材料和未计价的材料,如果控制管理不到位,即便是工程量计算和定额套用再准确,费用计取再合理,也会使工程造价失真,严重影响工程造价的有效控制。因此搞好材料的管理工作对于有效控制工程造价具有重要意义。
2.当前建筑材料的发展概况及趋势
2.1 建筑材料的概念及分类
建筑材料是构成建筑工程结构物的各种材料之总称。建筑工程材料的品种繁多,性质各异,用途也不同,为了便于应用,工程中常从不同角度对其做出分类。
2.1.1 按基本成分分类
(1)有机材料
以有机物构成的材料,包括:天然有机材料(如木材等),人工合成有机材料(如塑料等)。
(2)无机材料
以无机物构成的材料,包括:金属材料(如钢材等),非金属材料(如水泥等)。
(3)复合材料
有机一无机复合材料(如玻璃钢等),金属一非金属复合材料(如钢纤维混凝土)。复合材料得以发展及大量应用,其原因在于它能够克服单一材料的弱点,发挥复合后材料的综合优点,满足了当代土木建筑工程对材料的要求。
2.1.2 按功能分类
(1)结构材料:承受荷载作用的材料,如构筑物的基础、柱、梁所用的材料
(2)功能材料
具有其他功能的材料,如起围护作用的材料;起防水作用的材料;起装饰作用的材料;起保温隔热作用的材料等。
2.1.3 按用途分类
包括:建筑结构材料;桥梁结构材料;建筑装饰材料;建筑防水材料,建筑保温材料等
2.2 建筑材料的地位
建筑材料是建筑事业不可缺少的物质基础。建筑工程关系到非常广泛的人类活动的领域,涉及生活、生产、教育、医疗、宗教等诸多方面。而所有建筑物或构筑物都是由建筑材料构成,建筑材料的数量、质量、品种、规格、性能、经济性以及纹理、色彩等,都在很大程度上直接影响甚至决定着建筑物的结构形式、功能、适用性、坚固性、耐久性、经济性和艺术性,并在一定程度上影响着建筑材料的运输、存放及使用方式和施工方法。
建筑材料与建筑、结构、施工之间存在着相互促进、相互依存的密切关系。建筑工程中许多技术问题的突破和创新,往往依赖于建筑材料性能的改进与提高。而新的建筑材料的出现,又促进了建筑设计、结构设计和施工技术的发展,也使建筑物的功能、适用性、艺术性、坚固性和耐久性等得到进一步的改善。
为了使建筑物满足适用、坚固、美观等基本要求,材料在建筑的各个部位,充分发挥着各自的功能作用,分别满足各种不同的要求。如钢材和混凝土的出现产生了钢结构和钢筋混凝土结构,使得高层建筑和大跨度建筑成为可能;轻质材料和保温材料的出现对减轻建筑物的自重、提高建筑物的抗震能力、改善工作与居住环境条件等起到了十分有益的作用,并推动了建筑节能的发展;新型环保装饰材料的出现使得建筑物的造型与建筑物的内外装饰焕然一新,生机勃勃。因此,建筑材料是加速建筑革新的一个重要因素。
2.3 建筑材料的发展概况
从建筑材料发展史可以看出,建筑材料的发展是随着人类社会生产力和科技水平的提高而逐步发展起来的。
建筑材料的发展经历了一个很长的历史时期。建筑材料的发展是随着人类社会生产力的发展而发展的。
在当今的社会,建筑材料犹如那令人目不暇接的商品一般,款款色色,不胜枚举。
随着人类文明的进步,生产工具得到极大改善, 又由于长期的自然生活以及石材本身给人的坚实安全感,人类开始利用大块石材建造房屋或构筑物。石材具有坚硬耐用等性质,在相当的一段时间里成就可观。如被称为世界七奇观之一的埃及吉萨金字塔,历经了5000余年沧桑仍然挺立,其结构就是石材结构,由250万重达2.5吨的石料砌成。公元前400-前500年古希腊雅典卫城主要建筑材料也是石料。中国万里长城有些残段构筑材料是石块。这段时间内的石材应用,给人类留下了宝贵而丰富的文化遗产。
在今天砌体结构发展成熟,各类砖体层出不穷,功能各异。砖瓦一直以来颜色形状各异的砖瓦构建成视觉美感强烈的建筑,典雅非凡,因而直到今天砖瓦依然是重要的建筑材料。
伴随漫漫发展过程,建筑材料日益丰富。在这个过程中除了石材外还有一种建筑材料贯穿历史,堪称经典——木材。例如一千多年前建成的杭州六合塔,始建于1056年的山西应县木塔,最大木结构建筑群北京故宫等。经历了漫长的石材砖瓦的砌体建筑史以及木结构建筑史,到18世纪工业革命之后,建材的发展成果更是令人瞩目,材料的多样性更令人眼花缭乱。
其中里程碑式的发展是水泥的出现。它与传统胶凝材料石灰胶相比,具有高强度以及硬行等特点,如果与砂石等骨料水拌形成混凝土,可使墙体更加坚固。混凝土自此后广泛应用,使土木工程活动范围和规模都得到了进一步发展。工业革命以后,钢材的建筑用途被世界重视,建筑材料家庭里于是加入了重要角色——钢材。从此钢筋混凝土地建筑主导地位被确立。此时,高层建筑如雨后春笋纷纷拔地而起。
1940年以后,钢材、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢骨钢筋混凝土令建筑物的规模产生飞跃性发展。与此同时,玻璃等采光材料也得以广泛应用,出现了玻璃墙体。合成工艺的发展又促使了根据功能需要而生产合成建筑材料,如木纤维水泥板、集成木材、化学塑胶材料等。传统建筑材料也大为改善,空(实)心砌替、配筋砌体、木材、石材应用多样化。一时间性能更加多样化的建筑材料纷纷出现。形成了百花齐放的局面。
20世纪以后,人们要求建筑物功能多样化,对建筑物安全性要求也增高,高分子有机材料、新型金属材料、智能化材料和各种复合材料迎来了建筑物的功能外观根本性的变革。例如纤维材料与混凝土混合弥补了混凝土材料的脆性缺陷。建筑材料的发展适应着社会发展以及社会要求,自此之后新型材料不断产生。
现代世界人口急剧增长,建筑用地日益紧张,高耸入云的摩天大楼不再是幻想,而是实实在在的要求,而仍不断要求建筑物向更高更深方向发展。人类渴望的不仅仅是舒适美观,更有渴望居住环境能和谐自然。质轻高强材料、高耐久材料等的产生以及性能深化已经刻不容缓,“绿色环保建材”的要求也应运而生。树立可持续发展的生态建材观,研究环保美观材料、耐火防火材料以及材料智能化,将材料的优良性能与环境协调,构建和谐自然的居住环境,是现代建筑工程工作者的努力方向和责任,也是建材发展的必然趋势。
4. 工程设计中材料选择对工程造价的影响
设计阶段是建设项目工程造价控制的龙头。在投资计划得以合理确定以后,进入设计阶段,它是把技术与经济有机结合在一起的过程。有效控制工程造价要求在施工图设计中严密、全面。当前我国的工程设计也实行招投标制、公平竞争,把对设计阶段有效控制工程造价作为选择中标单位的主要标准之一,对全过程造价进行控制的管理。但目前我国大部分设计单位对工程项目的技术与经济进行深入分析不够、在设计中大多重技术轻经济,设计人员似乎只对设计工程的质量负责,对工程造价的高低不太关心。以致无法通过优化设计方案,编制初步设计、概算起到控制总造价的作用。工程设计图的质量和深度等也不够,工程量清单中的工程量错算、漏算,也引起暂估项目的增多,使招投标工作的质量难以保证,因而也无法有效控制工程造价。
设计阶段是建设项目成本控制的关键与重点。尽管设计费在建设工程全过程费用中比例不大,一般只占建设成本的1.5%~2%,但材料对工程造价的影响可达75%以上,由此可见,设计中材料选择的价格直接影响建设费用的多少,直接决定人力、物力和财力投入的多少。合理科学的设计选材,可降低工程造价10%。但在工程设计中,不少设计人员重技术、轻经济,任意提高安全系数或设计标准,而对经济上的合理性考虑得较少,从根本上影响了项目成本的有效控制。
掌握各种工程材料的特性,正确地选择和使用材料是对从事工程设计人员的基本要求,因为建筑工程的设计不只是结构设计,还应该包括材料的选用。因此,材料选择是工程设计必不可少的重要环节,其对工程质量及工程造价有着至关重要的影响。
选材工作影响整个设计过程。但是就目前国内的状况而言,不少设计人员有一种倾向,只重视结构设计与计算,而把选材看成是一种简单而不太重要的任务,认为只要翻翻手头材料手册,找出一种通用材料,便可万无一失。材料选择与应用直接关系到工程的质量与造价。
所谓选材,就是在众多材料中,寻找既能满足工程上的要求,又能降低工程成本获得最大经济利益,同时还能符合使用环境条件和环保与资源供应情况的材料。选材不是一件容易的事情,困难之一是如何正确地选用材料,使其既满足工程的设计功能(如强度和耐久性要求),又符合技术、经济和美观的要求,以达到产品结构耐久与价廉物美的完美统一;困难之二是材料的类型和品种繁多,如何去确定可供选择的范围以及最终选定某一种最佳或最合适的材料;困难之三是材料选择与科学研究不同,科学研究对于所有的问题一般都具有惟一正确的答案,而材料选择则要求考虑候选材料各自的优点和缺点,再做必要的折衷和判断,因此,材料选择可能有不同的解决办法,每一种选材对造价都采生很大的因响。例采用大面积玻璃门窗(幕墙)是现代建筑的一种潮流。目前采用的几种节能玻璃材料主要有镀膜玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃。玻璃材料在建筑设计中具有重要的作用,除了满足建筑结构设计如强度,刚度,风压,抗震和温度变形等要求外,在节能设计时应满足节能围护结构功能要求。在建筑设计上要求建筑师能根据建筑的使用功能以及我国不同地区的气候特点,正确选用各种节能玻璃材料,创造出新型建筑节能技术和设计方法。做到减少能耗又控制造价,是建筑师注意的问题。
严格控制设计变更,以保证投资限额不轻易突破。建设单位的工程造价管理人员应与设计部门积极配合,及时提供可靠的工程基础资料。
优化选择设计方案,认真会审图纸,积极提出修改意见设计方案的优化选择,对工程造价起着举足轻重的作用。
7.结语
建筑工程造价预算管理是集专门性、知识性、政策性于一体的工作,是一门多学科、综合性的工作。建筑工程造价预算管理对造价预算管理人员提出了较高的要求,它要求造价预算管理人员不但要掌握工程预算的专业知识及其相关的法律、法规和政策,还要了解设计、材料设备采购、施工工艺、工程基本结构、投资控制等相关的基础知识。同时,建筑工程造价预算管理又是一项艰苦、细致的工作,工程造价预算管理人员经常要深入工程第一线,从事资料收集(特别是构成实体的建筑材料的市场价格))工作,因此,工程造价预算管理人员不但要有过硬的专业基本功,还要具备良好的职业道德,要养成实事求是的工作作风,具有爱岗敬业、无私奉献的精神。
先后被评为全国青年科技标兵、沈阳市十大杰出青年、教育部青年骨干教师、辽宁省学科带头人、辽宁省优秀拔尖人才。辽宁省青年科技奖,辽宁省科技进步二等奖、自然科学三等奖、辽宁省教学成果一等奖等。1992年先后被评为沈阳市十大杰出青年、沈阳市青年教师标兵和辽宁省优秀青年科技工作者;1994年被评为全国青年科技标兵;1995年获辽宁省科技进步一等奖。2003年“软岩巷道支护压力与变形的动态仿真及监测预报的研究”获辽宁省科技进步二等奖;2004年“可重构的制造过程管理系统”获辽宁省科技进步三等奖2005年“可重构的制造过程管理系统” 获辽宁省科技进步三等奖2006年 获国家自然科学基金委员会材料与工程学部“优秀项目奖”2005年 获国家教学成果二等奖。 《机电系统可靠性与安全性设计》,哈尔滨工业大学出版社,2006/09/01《见习机械设计工程师资格考试指南》(见习机械设计工程师资格考试培训教材),机械工业出版社,2007-03-01 第1版《机械可靠性基本理论与方法》,科学出版社,2009.01《结构分析中的有限单元法及其应用》,东北大学出版社,2000年12月《现代机械设计方法》(见习机械设计工程师资格考试培训教材),机械工业出版社,2005年05月《先进制造环境下的控制图技术》,东北大学出版社,2007-12-1《中国材料工程大典 第1卷 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第1期载荷共享并联系统疲劳累积损伤可靠性模型,《东北大学学报:自然科学版》2009年 第2期基于混合特征和支持向量机的抽油杆缺陷识别,《东北大学学报:自然科学版》2009年 第2期5mm厚6063铝合金搅拌摩擦对焊焊缝组织分析,《焊接技术》2009年 第1期 基于ARAMIS的搅拌摩擦焊焊接件拉伸试验分析,《焊接技术》2008年 第6期考虑载荷作用次数的齿轮可靠度计算模型,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第12期连续系统强度分布的确定方法与可靠度计算,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第12期基于混合硬化模型的ERW焊管排辊成形数值模拟,《塑性工程学报》2008年 第6期35CrMo钢缺口试件有限元分析与设计,《机械设计》2008年 第11期系统可靠性的贝叶斯网络评估方法,《航空学报》2008年 第6期多状态机械系统可靠性的离散化建模方法,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第11期钢缆类相关失效系统的可靠性分析,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第11期多状态系统共因失效机理与定量分析,《机械工程学报》2008年 第10期基于动态非线性模型的带式输送机滚筒有限元分析方法,《煤矿机械》2008年 第11期具有不确定性的恒幅循环载荷疲劳可靠度异量纲干涉分析方法,《机械强度》2008年 第5期连续系统可靠性分析方法研究,《机械制造》2008年 第9期考虑失效相关的系统动态可靠性模型,《兵工学报》2008年 第8期基于损伤等效原理的并联系统相关失效可靠性分析,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第8期系统共因失效概率分析的非经验模型,《中国机械工程》2008年 第15期失效相关系统动态可靠性建模与失效率研究,《中国机械工程》2008年 第12期搅拌摩擦焊接过程温度场动态仿真,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第7期基于ESPN的制造系统多任务可靠性研究,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第7期3-TPT型并联机床的精度分析与仿真,《中国机械工程》2008年 第11期考虑失效相关的k/n系统动态可靠性模型,《机械工程学报》2008年 第6期2A12铝合金搅拌摩擦焊缝孔洞和沟槽缺陷分析,《轻合金加工技术》2008年 第5期载荷相关结构系统的可靠性分析,《机械工程学报》2008年 第5期裂纹梁动力学仿真的有限元模型,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第5期应用Petri网的关联矩阵求最小割集的新方法,《中国机械工程》2008年 第9期ERW辊弯成形过程CAD/CAE集成建模方法研究,《机械设计与研究》2008年 第2期共因失效分析中不确定性数据的处理方法,《机械设计》2004年 第z1期基于生产费用的柔性作业车间调度优化,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第4期贝叶斯网络在机械系统可靠性评估中的应用,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第4期柔性作业车间多目标调度优化研究,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第3期搅拌摩擦焊工艺与机理的研究,《现代制造技术与装备》2008年 第1期考虑相关失效的管道类系统可靠性建模,《中国机械工程》2008年 第5期基于小波神经网络的抽油杆缺陷识别,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第2期基于高速转盘法的剩余污泥可溶化处理,《化工学报》2008年 第2期铝合金搅拌摩擦焊焊接过程缺陷分析,《机械制造》2008年 第2期共因失效系统动态可靠性模型,《中国机械工程》2008年 第1期考虑载荷作用次数的零部件可靠性模型,《机械强度》2008年 第1期2A12铝合金搅拌摩擦焊工艺与焊缝组织特征分析,《制造技术与机床》2008年 第1期基于人工神经网络的复杂机械结构安全性分析,《机械与电子》2008年 第1期随机恒幅循环载荷疲劳可靠度异量纲干涉模型,《机械工程学报》2008年 第1期基于RCMⅡ和CCF理论的隐蔽性故障的新评价模型,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第1期管道类连续系统可靠性建模方法,《东北大学学报:自然科学版》2008年 第1期 随机载荷作用下的零件动态可靠性模型,《机械工程学报》2007年 第12期ANSYS的网格划分在工程实例上的应用,《机械》2007年 第9期机械产品失效率预测的数学模型,《失效分析与预防》2007年 第4期机械零件动态可靠性模型及失效率研究,《东北大学学报:自然科学版》2007年 第11期零件动态可靠性建模及早期失效率研究,《航空学报》2007年 第6期基于广义随机Petri网的CIMS多任务可靠性研究,《计算机工程与应用》2007年 第33期某型飞机水平尾翼疲劳试验的声发射实时监测,《东北大学学报:自然科学版》2007年 第8期3-TPT平台误差的蒙特卡洛模拟,《工程设计学报》2007年 第4期基于小子样可靠性评估方法的软件开发与工程应用,《沈阳建筑大学学报:自然科学版》2007年 第4期考虑载荷作用次数的共因失效零部件可靠性模型,《机械科学与技术(西安)》2007年 第10期应用于IID变量的ARMA控制图性能分析,《仪器仪表学报》2007年 第10期含裂纹一维欧拉梁的裂纹无效位置分析,《应用力学学报》2007年 第1期失效概率计算中的信息遗失与系统级建模方法,《中国机械工程》2007年 第19期多种失效模式下的机械零件动态可靠性模型,《中国机械工程》2007年 第18期信噪比在分析残差控制图检测能力中的应用,《工业工程》2007年 第5期提高抽油杆微裂纹漏磁检测精度灵敏度新方法,《石油机械》2007年 第9期基于Pro/E的齿轮参数化设计系统开发,《煤矿机械》2007年 第10期载荷多次作用下的共因失效系统可靠性模型,《航空学报》2007年 第B08期一种集成SPO与EPO的过程控制方法,《东北大学学报:自然科学版》2007年 第9期基于随机Petri网的基本加工单元故障分析,《组合机床与自动化加工技术》2007年 第9期神经网络求解隐蔽性故障率,《机械制造》2007年 第6期Q控制图灵敏性分析,《高技术通讯》2007年 第2期应用MCEWMA控制图监视刀具磨损过程,《东北大学学报:自然科学版》2007年 第5期考虑载荷作用次数的失效相关系统可靠性模型,《东北大学学报:自然科学版》2007年 第5期COM技术在可靠性设计中的应用,《组合机床与自动化加工技术》2007年 第4期直母线锥盘金属带式无级变速器带的轴向偏移分析,《中国机械工程》2007年 第8期基于贝叶斯动态模型的自相关控制图,《北京航空航天大学学报》2007年 第3期高温压力蒸汽管道寿命预测方法的研究,《机械制造》2007年 第3期基于Petri网和GASA的双资源JSP动态优化调度,《东北大学学报:自然科学版》2007年 第3期监视过程均值变化的残差控制图检测能力分析,《东北大学学报:自然科学版》2007年 第3期发动机轮盘模拟技术理论与方法,《机械设计》2007年 第2期确定RCMⅡ中最佳维修间隔期数学模型的适用条件,《机械设计》2007年 第2期双资源生产车间调度问题的研究,《计算机工程与应用》2007年 第6期电机电流分析法在机床类设备诊断中的应用研究,《机床与液压》2007年 第3期考虑共因失效的机械零部件可靠性模型,《机械设计》2007年 第1期轮盘疲劳可靠性分析的Monte-Carlo数字仿真,《系统仿真学报》2007年 第2期某钛合金材料拉伸过程的声发射特征,《机械制造》2007年 第1期管道类连续系统可靠性建模与应用,《机械设计与制造》2007年 第1期集成统计过程监视与工程过程控制,《统计与决策》2007年 第1期 Q控制图初始性能的改进,《工程设计学报》2006年 第5期面向小批量制造环境的控制图理论的研究,《组合机床与自动化加工技术》2006年 第10期自相关过程的统计控制方法研究,《机械制造》2006年 第9期生产周期——交货期双目标生产车间调度优化,《组合机床与自动化加工技术》2006年 第12期裂纹检测的结构动力学方法研究进展,《机械制造》2006年 第12期金属带式无级变速器摩擦因数和传动效率的实验研究,《机械设计》2006年 第12期齿轮可靠度设计计算模型,《机械制造》2006年 第11期基于RCMⅡ的石油设备管理策略,《石油机械》2006年 第11期基于SVD方法的弱故障特征提取方法,《机床与液压》2006年 第10期低循环疲劳寿命预测的幂指函数模型,《机械强度》2006年 第5期压气机盘疲劳可靠性数字仿真分析,《东北大学学报:自然科学版》2006年 第9期裂纹梁的动态特性仿真,《工程设计学报》2006年 第4期基于遗传和禁忌搜索算法求解双资源车间调度问题,《东北大学学报:自然科学版》2006年 第8期裂纹梁的相似特性及模型误差分析,《机械强度》2006年 第4期重用ANSYS软件对压缩机定子的有限元分析,《通用机械》2006年 第7期应用循环平稳方法分离电机系统故障,《振动.测试与诊断》2006年 第2期压气机轮盘疲劳寿命影响参量的灵敏度分析,《东北大学学报:自然科学版》2006年 第6期基于SolidWorks的液压集成块虚拟设计,《东北大学学报:自然科学版》2006年 第6期应用幂变换法构造低周疲劳寿命预测的幂指函数模型,《航空学报》2006年 第2期可靠性干涉模型的扩展与应用,《机械工业标准化与质量》2006年 第3期基于IDEF&ML的生产过程管理系统的建模研究,《小型微型计算机系统》2006年 第5期矩形外伸板的弹性分析,《东北大学学报:自然科学版》2006年 第4期基于零件条件失效概率分布的共因失效模型,《中国机械工程》2006年 第7期某型飞机起落架收放试验过程中疲劳损伤的声发射监测,《无损检测》2006年 第3期基于遗传和禁忌搜索算法求解车间调度优化问题,《计算机应用》2006年 第4期发动机可靠性及其评价技术分析,《农机化研究》2006年 第3期系统共因失效分析及其概率预测的离散化建模方法,《机械工程学报》2006年 第1期冗余系统共因失效概率预测模型,《东北大学学报:自然科学版》2006年 第2期基于Monte Carlo-神经网络的系统相关失效概率模型,《系统仿真学报》2006年 第2期参数化零件可靠性设计在Pro/E上的实现,《机械设计》2006年 第1期齿轮失效概率分析的串联系统相关失效模型,《失效分析与预防》2006年 第1期