第10章：工程经济学在工程中的应用

第10章工程经济学在工程中的应用10.1工程设计中的经济分析10.2工程施工中的经济分析10.3设备的选择与更新※10.1.1工业建设设计与工程的经济性关系1.厂区总平面图设计1）总平面图设计原则：–节约用地–按功能分区，结合地形地质条件、因地制宜、合理布置车间及设施–合理布置场内运输，合理选择运输方式–合理组织建筑群体10.1工程设计中的经济分析2）评价总图设计的主要技术经济指标：（1）建筑系数，或建筑密度。反映总平面图设计用地是否经济合理。厂区内建筑物、构筑物和各种露天仓库及堆场、操作场地等占地面积/厂区建筑用地（2）土地利用系数。综合反映出总平面布置图的经济合理和土地利用效率。厂区内建筑物、构筑物和各种露天仓库及堆场、操作场地、铁路、道路、排水设施及地上地下管线等占地面积/厂区建设用地（3）工程量指标。反映工程总图投资的经济指标。场地平整土石方工程量、铁路、道路和广场铺砌面积等（4）运营费用指标。反映运输设计是否经济合理的指标。铁路、无轨道路、每吨货物的运输费用及其经常费用2.工业建筑的空间平面设计（1）合理确定厂房建筑的平面布置。（2）厂房的经济层数。单层厂房、多层产房（3）合理确定厂房的高度和层高。厂房内的运输方式、设备高度和加工尺寸（4）柱网的选择单跨：柱距不变，增加跨度多跨：跨不变，增加中跨数量（5）厂房的体积与面积尽量减少体积、面积10.1.2民用建设设计与工程的经济性关系1.住宅小区规划设计我国城市居民点的总体规划：城市居住区、居住小区、住宅组团三个层次。小区规划的主要评价指标：（1）人口毛密度每公顷居住小区用地上容纳的规划人口数量（2）人口净密度每公顷住宅用地上容纳的规划人口数量（3）住宅面积毛密度每公顷居住小区用地上拥有的住宅建筑面积（4）住宅面积净密度每公顷住宅用地上拥有的住宅建筑面积住宅容积率：住宅建筑总面积/住宅用地（5）建筑面积毛密度每公顷居住小区用地上拥有的各类建筑的总建筑面积容积率：总建筑面积/居住小区用地（6）住宅建筑净密度住宅建筑基底总面积/住宅用地（7）建筑密度居住小区用地内各类建筑基底总面积/居住小区用地（8）绿地率居住小区用地内各类绿地总和/居住小区用地（9）土地开发费每公顷居住小区用地开发所需前期工程的测算投资（10）住宅单方综合造价每平方米住宅建筑面积所需工程建设的测算综合投资2.住宅建筑的层数（1）层数与用地5~6层（2）层数与造价屋盖、基础、承重结构、门窗、楼板等（3）住宅层数的综合经济分析节约用地、降低造价物业管理费用、公用设备费用、供水（气）系统、建筑结构3.住宅的层高目前住宅的层高为2.8米墙体面积系数=墙体面积/建筑面积4.住宅建筑的平面布置主要的技术经济指标：（1）平面系数居住面积/建筑面积（2）辅助面积系数辅助面积/居住面积（3）结构面积系数结构面积/建筑面积（4）外墙周长系数建筑物外墙周长/建筑物建筑面积住宅平面设计参数：（1）建筑形状：矩形（2）住宅建筑的宽度进深（3）住宅建筑的长度变温伸缩缝、沉降缝、抗震缝框架结构：a)装配式：75m（室内或土中）；50m（露天）b)现浇式：55m（室内或土中）；35m（露天）剪力墙结构:a)装配式65m（室内或土中）；40m（露天）b)现浇式45m（室内或土中）；30m（露天）（4）结构面积系数10.1.3设计方案的经济分析与比较按设计深度：总体设计方案初步设计方案技术设计方案施工图设计方案按横向分为：专业工程方案：工艺方案、运输方案、给水系统方案、排水系统方案、供热系统方案建筑构造方案：建筑结构方案、屋盖系统方案、围护结构方案、基础结构方案、内外装饰结构方案、室内设计方案等1.多指标综合评价方案2.单指标评价方法效益指标费用指标：初期的一次性费用/全寿命周期费用3.价值分析方法例10-1某六层单元式住宅共54户，建筑面积3949.62m2。原设计方案为砖混结构，内外墙为240mm砖墙。现拟订的新方案为内浇外砌结构，外墙做法不变，内墙采用C20砼浇筑。新方案内横墙厚度为140mm,内纵墙为160mm。其他部位的做法、选材及建筑标准与原方案相同。两方案各项数据见表10.1。两方案的指标值见表10.2。设计方案建筑面积/m2使用面积/m2总投资/元（1）砖混结构3949.622797.208163789（2）内浇外砌3949.622881.988300342表10.1：两方案的数据（1）通过两方案的单位建筑面积造价和单位使用面积的造价等指标对两方案进行经济比较分析。（2）住宅楼作为商品房出售，在按使用面积出售和按建筑面积出售两种情况下分别进行经济分析。（3）按多指标综合评价的方案对两方案进行比较，那个方案为优？指标平面布局使用功能造价使用面积/m2经济效益结构安全权重0.150.200.200.150.200.10方案砖混889777内浇外砌888898表10.2：两方案指标值解:(1)砖混结构单位建筑面积造价=8163789/3949.62=2066.98(元/m2)内浇外砌单位建筑面积造价=8300342/3949.62=2109.57(元/m2)砖混结构单位使用面积造价=8163789/2797.20=2918.56(元/m2)内浇外砌单位使用面积造价=8300342/2881.98=2880.08(元/m2)由于只有使用面积才真正发挥居住的功能，因此，不考虑其他因素，显然方案2优于方案1。(2)假设方案1与方案2单位面积的售价是相同的。①按使用面积出售：对于购房人来说，单位使用面积花费是一样的，没有影响。对于房产商来说，按方案2有利，方案2比方案1单位面积多收益2918.56-2880.08=38.48(元/m2)，整栋住宅多收益38.48×2881.98=110898.59（元）。②按建筑面积出售：对于购房人来说，购房总额不变，方案2得到更多的使用面积，方案2有利。对于房产商来说，收入不变，方案2投资更大，方案1对房产商有利。(3)按综合指标评价法确定优选方案：方案1的综合评价值为：8×0.15+8×0.20+9×0.20+7×0.15+7×0.10=7.75方案2的综合评价值为：8×0.15+8×0.20+8×0.20+9×0.15+8×0.10=8.20方案2的综合评价值高于方案1，因此方案2为优。例10-2某建设项目有A、B、C、D、E、F六个功能块（如商务、餐饮、娱乐等）组成。项目总投资概算为5000万元，各功能投资依次分别为1800万、1210万、880万、710万、220万、180万。业主希望投资控制在4500万以内。现完成初步设计，请对该项目进行初步设计的价值工程工作。表10.3是该单位对项目各功能的重要程度进行评分结果。评价对象ABCDEF功能得分修正得分功能系数Ａ×１１０１１450.238Ｂ０×００１１230.143Ｃ０１×０１１340.190Ｄ１１１×１１560.286Ｅ００００×０010.048Ｆ００００１×120.095合计15211表10.3：评分结果解：１.根据功能重要程度的评分，确定功能系数。功能Ａ：功能得分=4修正得分=5同理：功能Ｂ：功能得分=2修正得分=3功能Ｄ：功能得分=5修正得分=6功能Ｆ：功能得分=1修正得分=2功能得分合计：15，修正得分21。Ａ功能系数=5/21=0.238同理：B功能系数=0.143，C功能系数=0.190，D功能系数=0.286，E功能系数=0.048，F功能系数=0.095。把各功能的功能得分和修正得分及功能系数填入表10.3中。功能Ｃ：功能得分=3修正得分=4功能Ｅ：功能得分=0修正得分=12.计算成本系数，结果见表10.4A1800/50000.360.242,0.176,0.142,0.044,0.036BCDEFCCCCCC同理：3.计算价值系数，结果见表10.4A/0.238/0.360.6610.591,1.08,2.014,1.091,2.639AABCDEFVFCVVVVV同理：评价对象功能系数概算K成本系数价值系数Ａ0.23818000.360.661Ｂ0.14312100.2420.591Ｃ0.1908800.1761.08Ｄ0.2867100.1422.014Ｅ0.0482200.0041.091Ｆ0.0951800.0362.639合计150001表10.4各系数计算结果4.按功能系数重新分配总投资概算额，计算各功能块的投资额变化，见表10.5。按Fi分配概算K=概算K×Fi；应增减概算K=按Fi分配概算K-概算K按Fi分配目标K=目标K×Fi；按目标K增减K指标=按Fi分配目标K-概算K45005000150001合计247.5427.52954752.6390.0361800.095F-4216202401.0910.0042200.048E577128772014302.0140.1427100.286D-25855709501.080.1768800.190C-566.5643.5-4957150.5910.24212100.143B-7291071-61011900.6610.3618000.238A按目标K增减K指标按Fi分配目标K应增减概算K按Fi分配概算KViCi概算KFi部件表10.5计算结果通过价值分析确定了ABDF为改进对象，根据表3中Fi和按Fi分配概算K进行分析：B：∆C1﹤0，Fi较小，功能不是很重要，但是投资额较大，可能功能过程。减少不必要的功能，降成本。Ａ：∆C1﹤0，Fi较大（︱∆C2∣较大），功能可能不存在过剩，但实现手段落后，应保持现有功能，通过设计变更、材料代换等减低建造成本。D：∆C1﹥0，Fi很大，功能重要，投资额占的比重低，一种可能方案合理，建造成本低；另一可能现方案中设计功能偏低，可提高功能设计标准，追加投资突出其功能。F：∆C1﹥0，Fi较小（︱∆C2∣较小），检查其功能是否得到保证，可以考虑现有投资额不变或者小幅度增加，完善F的功能。通过分析，减低指标的重点在A和B两个功能方面。10.1.4最优设计1.设计优化：结构设计本身的最优化问题给定的结构类型、材料、结构拓扑，优化各组成构件的截面尺寸，使结构最轻或者最经济。合理的设计标准（见图10.1）使得工程既能满足功能、质量和安全的要求，又能使得预期的工程全寿命期费用最低。工程全寿命总费用工程造价维护和修复费用设计标准最合理的设计标准费用图10-1最合理的设计标准2.优化的方法：（1）直觉优化直觉选择性优化直觉判断性优化（2）试验优化当设计对象机理不清楚或者经验不足时，根据模型试验结果择优（3）经济分析比较优化（4）数值计算优化用数学方法，比如建模等方法10.2.1施工工艺方案的技术经济评价指标施工工艺方案指分部（项）工程的施工方案，如：主体结构工程、基础工程、垂直运输、水平运输、构件安装、大体积砼浇筑、砼输送机模板、脚手架等方案。施工工艺方法和施工机械的选择1.技术性指标各种技术参数：模板型号数、模板尺寸、模板单件重☆10.2工程施工中的经济分析2.消耗性指标工程施工成本主要施工机械设备的选用及需要量施工中主要资源需要量（模板，卡具）主要工种人数需要量和劳动消耗量3.效果（效益）性指标工程效果指标施工工期、施工效率经济效果指标成本降低率、材料资源节约率4.其他效果指标10.2.2施工组织方案的技术经济评价指标1.技术性指标工程特征指标：建筑面积、工程量组织特征指标：施工工作面的大小、人员/机械设备的配备、施工段/流水步距与节拍等2.消耗性指标工程施工成本主要施工机械耗用量主要材料资源耗用量劳动消耗量3.效果指标1）工程效果指标（1）工程施工工期（2）工程施工效果（3）施工机械效率（4）劳动效率（5）施工均衡性主要工种工程施工不均衡性系数=高峰月工程量/平均月工程量主要材料资源消耗不均衡性系数=高峰月耗用量/平均月耗用量劳动量消耗不均衡性系数=高峰月劳动消耗量/平均月劳动消耗量2）经济效