老钢厂改造园区内路面方案决策研究

 武  乾1，宗一帆1，杨金涛2，刘  涛1

 （1．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055；2．青建集团股份公司，山东青岛  266071）

[摘要]旧工业建筑改造项目中设计变更多，且变更决策缺少科学方法支撑。文章围绕某老钢厂改造园区内路面设计方案变更决策案例，采用0-1评分法、二元对比法、熵权法对通过可研方案的功能系数进行分析；采用广联达软件定价法计算成本系数；运用价值工程法对可行方案的价值系数进行对比分析。最终选定老钢厂改造园区的最优路面方案。为今后改造项目中设计方案变更决策问题提供一个可行的方法。

[关键词]价值工程；改造；路面；方案决策；研究

[中图分类号]U416.2[文章编号]1002-8498( 2016)10-0082-04

0  引言

 旧工业建筑改造工程，设计变更频繁。施工现场设计方案变更与工期要求之间矛盾突出；改造项目对成本控制严，开发商既追求改造效果，同时又希望投资额低于将其重建的费用。而方案优化决策时缺少科学方法支撑，经常出现讨论无果现象，延误工期。针对改造项目重视工程价值的特点，提出采用价值工程法解决设计方案变更决策问题。

 本文结合某老钢厂改造项目中路面方案变更决策案例，研究改造项目中设计变更决策的方法。

1  改造园区内路面特点分析及可行性研究

 某老钢厂改造项目，项目定位为某市首家设计创意产业园。7，8号厂房及服务楼周围道路为园区内主要通行道路，道路总铺装面积达2 270m2。

1.1  老钢厂改造园区内路面特点分析

 1)改造园区内路面需兼顾周围旧工业建筑的现状。例如，原工业建筑周围无散水，建筑物周围路面下需重新布置排水系统；周围旧工业建筑墙面斑驳，需谨慎选择路面颜色。

 2)改造园区内路面施工障碍多。例如，原道路系统下管道覆土过浅，达不到施工要求，路面施工过程中常出现破损管网现象，因此需水电工程师进行现场勘查，配合路面施工；老钢厂改造园区内地下电缆埋设位置不明确，不宜进行夯实等。

 3)改造园区内路面应与既有路基良好结合。老钢厂园区内既有路基稳定，五六十年代修筑的路基基本性能良好，经过长期重型工程运输车碾压的作用，已基本完成沉降固结。而良好的路基使用性能将反映在路面结构上，延长路面的使用寿命。

 4)改造园区内道路路面应具有装饰性。选择路面的材料、质感、形式、尺度及路面图案的寓意、意境，应符合老钢厂与设计创意产业园混合的特色，使路面更好地融为园区的一部分。

1.2方案提出与可行性研究

 现结合老钢厂改造园区的整体风格及路面的要求，经广泛收集资料和方案创造，现有4种面层铺装方案，各设计方案做法、可行性分析陈述如下。

 1)方案1：仿古青砖贴面铺装  素土夯实，150mm厚3:7灰土，150mm厚的混凝土基层，20mm厚干硬性水泥砂浆(1：3)，青砖贴面铺装。青砖，营造出独特的复古情调，与老钢厂（城市中最后的工业遗产）相得益彰；拼花铺装，产生规律与错落重叠的美感；青砖材料体积小，容易控制平整度及坡度，排水效果较好；但存在诸多问题，如施工速度慢，材料费、人工费高。

 2)方案2：艺术混凝土路面  素土夯实，300mm厚3：7灰土，250mm厚C25混凝土收光磨平，嵌入20~ 30mm嵌料，嵌料间距80~120mm。嵌料为20~ 30mm红色石材和黑色石材，石材厚度≥20mm。嵌料安放尽量均匀，随机无规律，面层无破损，与混凝土面层高低误差控制在1mm。碎石镶嵌铺装，材料费较低，碎石材亦可收集园区内的建筑废料切割

下料。但人工费高，人工嵌料能达到200元/d。施工时要求注意面层平整度及坡度，保证排水通畅，杜绝积水。

 3)方案3：混凝土彩色路面压膜250mm厚混凝土基层，初凝前抹平。洒彩色强化料：第1次洒标准用量的2/3( 3kg/m2)，第2次补洒剩下的1/3。在彩色强化料洇湿后用镁合金大抹刀进行找平收光，表面干燥无明显水分时，均匀撒上脱模粉。用模具交替进行压模，并一次成型。在压模3d后，进行清洗、切缝。7d后，喷涂彩色艺术地坪保护剂。混凝土彩色压膜路面造型独特，色彩丰富，承载力高，使用寿命长；但根据老钢厂园区内原道路的设计方案，需重新开模，并为了达到设计效果，需采用分块分色施工法，将严重影响施工工期，增加施工成本。

 4)方案4：瓦片镶嵌铺装素土夯实，150mm厚3:7灰土，150mm厚C25混凝土基层，20mm厚干硬性水泥砂浆(1：3)，青瓦面层铺装。青瓦瓦片镶嵌出线条纹样，组合成基本图样。铺装结束后，用水泥砂浆灌缝。瓦片镶嵌铺装是设计院提供的最初设计方案，最能体现出改造老钢厂的韵味，是集美观、排水效果最好的一种设计方案。但存在一个不可忽视的缺点：承载力较低；同时施工速度最慢，人工费高，使用寿命短。

 经过设计方、甲方、施工方三方进行可行性研究分析，认为方案4可行性较差。主要原因如下。

 1)承载力不足  园区内这2条道路地理位置优越，位于服务楼周边。无法预测道路是否通行大型车辆，而瓦片镶嵌铺装承载力不足，容易破裂，影响使用寿命。

 2)施工不便，速度慢  实施这种施工工艺，无法保证在学生暑假结束前完成路面铺装，开放通行。学生人流量大，半成品路面容易破坏；若实行全封闭围挡，则成本较高，而且学生不易管理。

 3)施工成本高  不仅材料费、人工费高，其维护费用也较高。由此看来，瓦片镶嵌铺装路面全寿命周期费用较高。

 综上所述，决定放弃方案4。但是方案1、方案2、方案3均具有可行性，且各有利弊，难以抉择。

2  价值工程方法优化路面方案

 旧工业建筑改造工程往往采用BOT模式开发经营，因此，开发商较关心其改造成本、运营费用及美观效果。方案优化时，甲方有意降低成本，同时不愿牺牲效果。遂决定采用价值工程法优选设计方案。选定路面铺装为价值工程对象，前3种方案进入备选环节。

2.1  功能系数的确定

 经各专家讨论分析，将F1承载能力，F1排水能力，F3美观效果，F4日常维护方便，F5施工工期，F6使用寿命定义为此方案功能。下面从这六方面对方案进行评价。

 采用0-1评分法，抽取10位专家对各方案的功能进行初步评分。限于文章篇幅，省略0-1评分表。

 分析整理10位专家0-1评分的结果，得到二元对比矩阵表（见表1）。以F1与F2对比为例，4个专家给F1打1分，6个专家给F2打1分，则F1得0分，F2得1分；F1与F1比较，同等重要，各得0.5分。

 将0.1评分结果转换为二元对比矩阵的目的，一是避免直接采用二元对比打分法，个别专家的主观因素对评价结果的影响；二是转换为二元对比矩阵后，便于后续采用熵权法确定功能系数。该方法可以在很大程度上避免人为因素的影响。

利用二元对比矩阵，计算各功能的权重系数： 

从甲方和施工方技术组的专家中，随机抽取10人，分别对各方案的功能打分。采用10分制，取其平均值，则最终各功能得分结果如表2所示。

 将功能评分做归一化处理，得到相对评分表（见表3）。例如，方案1的F1承载力功能得分为8/(8 +10 +10) =0. 286。

 熵是系统无序程度的一个度量，熵权法是一种客观赋权方法。计算各方案的熵权值及相关系数。其中定义第j个功能评价指标的熵值为：

 引用Zadeh的定义计算空间距离，由于方案评价只注重偏差总和，因此取P=1，则海明距离为：

 若按照距离小的更接近理想方案为标准选择方案，则方案3为最优方案。

2.2成本系数的确定

 1)方案1  主要工序为：浇筑混凝土基层一铺砌青砖面层；主要材料为混凝土，水泥砂浆干料和青砖。

 2)方案2  主要工序：浇筑混凝土面层→嵌碎石材；主要材料为混凝土，红色和黑色碎石材。

 3)方案3  主要工序：浇筑混凝土→撒颜料→压模→刷油，切缝；主要材料：混凝土，颜料粉，模具。

 人工费采用市场询价法获得，材料费是按信息价计取，用广联达软件计算确定方案的综合单价，导出综合单价分析表（见表6）。

2.3价值系数的确定

 从表7可以看出，方案2、方案3的价值系数均大于1，且方案3的价值系数最大。因此从价值工程的角度，同样方案3为最优方案。

3  结语

 研究老钢厂改造园区内路面方案优化案例，运用价值工程方法，并结合可行性研究法，以定量分析为主，定性分析为辅，最终选择价值系数最高的混凝土彩色路面压模方案。方案3既能可靠地实现功能又使费用相对较低：方案3总费用41. 45万元，较方案1节省费用35. 31万元，而仅仅比方案2高3. 22万元。且工程效果和工程成本都得到了优化，更大限度地利用了资源。旧工业建筑改造工程中，面对方案优选决策较多，今后应加强采用科学方法进行方案优化，应杜绝通过管理者的实践经验拍板决策方案，以避免将来出现互相推卸责任的现象。