林海亮
华南理工大学建筑设计研究院有限公司
摘要：材料设计是项目实施中重要的一环，涉及到材料效果、造价控制等方面因素，材料设计服务针对不同的造价提供不同的材料比选,通过编制材料手册、配合材料招标、提供材料样板等方式全过程参与项目，控制材料质量，提升项目品质，其成功经验对其它项目有借鉴意义。
The role of material design services in project implementation-- Take the gymnasium of the new campus of central south university (including the swimming pool) and the project materials of zhuhai middle school as an exampl
关键词：材料比选；材料招标；材料手册；材料样板
ABSTRACT：Material design is an important part of the project implementation, involving material effect, cost control and other factors, the material design service for different cost provide different material than choice, through the formulation of material manuals, cooperate with the tender, participate in the project, provide material sample methods such as process control material quality, improve the quality of project, and its successful experience has reference significance to other projects. .
KEY WORDS：Material comparison and selection、Material bidding、Materials Data Book、Material sample
引言
材料信息中心自2016年成立以来，成功配合了设计院几十个实施项目，在材料控制、提升项目品质等方面起到一定的作用。材料设计服务包括材料技术服务、编制材料手册、提供材料样板三大部分，下面结合中南大学新校区体育馆（含游泳馆）(以下简称中南大学体育馆）和珠海中学两个项目，阐述材料配合在项目实施中的作用。材料设计贯穿建设项目的全过程，直接关系到项目品质。材料设计包括材料比选、材料造价控制、材料技术设定等多方面的内容，是一个综合考量、不断推进的过程。材料设计要满足设计师 “美”的追求，业主的功能需求，施工方的利润追求，努力寻求各方的结合点，顺利推进项目。但目前国内大部分设计单位材料设计的水平并不如人意，无论是设计师自身的认知，还是技术图纸文件的表达，都有所欠缺，因此形成一些行业的通病。
一、建筑项目材料设计的现存问题
1.1、图纸深度不足
在项目建设过程中，设计单位通过设计总说明、材料构造做法表、墙面大样等几部分技术图纸，对材料的名称、颜色、质感等作出要求。技术图纸仅仅是对材料进行文字性的描述，并不能完全界定材料的具体要求，甚至无法满足招标要求。体现在以下几个方面的问题。
a、材料定义不全面
以常用“10厚砖红色仿石砖”为例，从色彩的角度来看，砖红色是一个范围宽广的概念，中国建筑色卡里面，可以称为“砖红色”就有几十种，不同的人在不同的场景会有不同的理解。“仿石砖”表面质感包括等效果，即使是同一款质感粗一些，又是不同的效果。在工程实践，我们经常发现，设计师和施工队对“砖红色仿石砖”的理解会相差十万八千里，最基本的原因就是图纸无法全面具体表达材料的要求。
b、材料技术参数缺失
“仿石砖”以《陶瓷砖》为规范依据，对吸水率、强度等技术参数有明确的要求，这是产品质量最基本的保障。图纸根本没有列出这些技术参数，为伪劣假冒产品以有乘之机，为项目的事故埋下隐患。
技术参数缺失还影响到造价。同样是“仿石砖”，外资品牌报价超过100元，国产一线品牌80多元，而不知名的厂家只要40多元。从检测报告来看，它们都能满足国标要求，但外资及国产一线品牌在吸水率、强度几个指标上远高于规范要求，技术参数的高低直接反映出产品质量的优劣。设计单位希望选用优质的材料，技术图纸没有表达相关要求，施工单位按经验。
c、材料缺项漏项
材料散布在技术图纸中，复杂的工程项目，亲自“操刀”的设计师有时都说不清有多少种材料，如果是多人合作的群体建筑，材料可能就是一笔糊涂帐。无论是设计单位还是施工单位的造价工程师，在有限的时间内从繁多的图纸找材料是件难度很高的工作，缺项漏项有时在所难免。
1.2、凭感觉选材
选材必须以项目的造价为基础，脱离“钱”的因素来谈选材无异于痴人说梦。每个项目都要求设计单位根据造价情况，结合设计的意图和业主的需求，从实际情况出发，确定材料的种类和材料表面肌理效果，甚至材料的档次。
但有些设计师是理想主义者，往往为了追求效果不顾（或不知）实际情况，一味选用“高大上”的材料。施工单位是现实主义者，他们遵从有多少钱办多少事的原则，当造价不足时，他们只能选择偷工减料甚至替换材料来应付设计师的材料追求。为了满足个人爱好而做的设计，终究是海市蜃楼，会在现实面前打脸。
不同阶段的选材对造价有不同的要求。方案阶段的选材既要满足效果美观、打动业主目的，还要在造价上有一定的可行性，对材料的名称、颜色提出建议即可。初步设计和施工图阶段根据项目的造价，对主材进行比选，筛选最适合项目的材料，确定材料的名称、颜色和质感。在施工配合阶段，需要根据业主的需求和项目的实际情况提出材料替换方案，对材料造价的准确把握，可以帮助各方作出准确决策，提高方案的可行性。例如要提升材料档次，有哪些材料可以比选，对造价会有什么影响，业主不担心增加预算，担心的是不知道要增加多少预算。
1.3建筑项目材料造价管理
造价控制重施工，轻设计。多年来，我国的建设项目造价控制的重点主要放在项目建设的后期阶段甚至在工程决算阶段，因此经常出现投资超限的现象。有些项目甚至在建成后投资大幅超过计划，从而形成了大量效益不好的工程。近些年来，国际上发达国家对工程投资的要求是事前预控、事中控制。而我国传统的做法是把造价控制重点放在施工阶段，在客观上造成轻决策重实施、轻经济重技术、先建设后算账的后果。造价多为事后算账，被动地反映设计和施工。定额为主的计价模式落后，不适应建筑市场经济的发展。当前，我国的建设工程招标投标中所采用的工程造价计算模式仍然是以定额计价为主的计划经济模式。时间上的滞后性和内容的呆板常常会使人在使用定额时处于进退两难、十分尴尬的境地。另外，我国现行建设行政主管部门发布的工程预算定额消耗量和有关费用以及相应价格是按照社会平均水平编制的，以此为依据形成的工程造价基本上属于社会平均价格。这种平均价格可作为市场竞争的参考价格，但不能充分反映参与竞争企业的实际消耗和技术管理水平，在一定程度上限制了企业的公平竞争。
二、建筑材料配合比技术服务
材料技术服务包括材料比选、优化材料构造做法和提供材料招标技术规范书文件，在项目的不同阶段起到相应的作用。
2.1、材料比选
中南大学体育馆项目的主合同费用为1.434亿元，单价折合5120元/m2，在高校的体育场馆类型项目，造价相对有限（规模相近、早一年动工的武汉大学生活动中心为7800元/m2）。本着经济实用的原则，在维持原有造型的前提下，我们对表皮材料做了优化设计。例如把金属幕墙2.5厚穿孔铝单板调整为1.0厚铝镁锰板，仅材料一项，1.0厚铝镁锰板造价比2.5厚铝单板便宜，同时铝镁锰板也可以作为一道防水构造，因此防水构造层可以由1.2厚TPO防水卷材相应改为0.17厚防水透汽膜，通过材料优化设计，能节省100~150元/ m2的造价。（图1、图2）至于外墙其它材料则以仿清水混凝土涂料为主，金属幕墙和仿清水涂料的材料搭配，建筑既现代又不失内敛，符合校园建筑低调又有气质的性格特征。
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图1：中南大学体育馆穿孔铝板幕墙
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图2：中南大学体育馆铝镁锰板幕墙
项目开工后，业主认为使用清水涂料档次较低，经研究后决定追加造价替换材料，提高建筑品质。结构复核荷载，之前外墙材料按涂料考虑，预留荷载余量不多，如果采用干挂系统将会大大增加成本，建议用湿帖的施工工艺。我们从材料尺寸、施工工艺、荷载、造价等方面比较了涂料、陶板、陶瓷薄板和生态石四种材料（表1），根据项目的实际情况和材料的效果，还与专业厂家技术沟通，确定有类似工程案例后推荐业主采用湿帖10厚陶板。在构造做法上，针对湿帖容易出现泛碱现象，影响美观，要求采用兼有粘结和防水双重功能的益胶泥取代常规的玻璃胶或水泥砂浆作为粘结材料。
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考虑到湖南省的民用建筑保温工程禁止使用无机轻集料保温砂浆，我们还进一步比较了陶板岩棉一体板外保温、其它板材岩棉一体板外保温、岩棉板内保温三种方案的优缺点（表2），从安全性和经济性出发，推荐业主采取岩棉板内保温的方案。
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2.2、优化材料构造做法
中南大学体育馆屋面防水等级为II级，根据GB50345《 屋面工程技术规范》为一道防水设防要求，铝镁锰板具有质量轻，延伸展好、耐候性强等优点，广泛应用于钢结构大跨度金属屋面建筑中，可作为一道防水构造使用。另一方面，铝镁锰板容易因为施工过程中的踩踏、划伤等原因出现破损现象，防水材料反而成了漏水的源头，严重的甚至影响了后期正常使用，基于此考虑，我们多设一道防水构造，选用性价比最高的0.17厚防水透汽膜。
体育馆屋面构造需要考虑保温和吸音两种功能，岩棉和玻璃棉是目前最常用的保温和吸声材料，但这两种材料都属于多孔材料，密度小，容易因为施工过程中的踩踏而变形，甚至会影响到性能表现。我们在岩棉和玻璃棉上面分别铺设一道1.0mm厚100X100钢丝网，尽量减少因施工过程的踩踏对玻璃棉的损坏。（图3）
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图3：中南大学体育馆屋面构造
2.3、材料招标配合
在施工图设计阶段，我们把体育工艺主要材料，包括固定运动木地板系统、PVC运动地板、泳池专用瓷砖、固定看台座椅、贵宾席座椅和活动看台等的技术要求作为施工图设计图纸的一部分，提供给业主。
体育工艺技术文件明确了各系统的构造层次，并对材料的运动性能、力学性能、尺寸大小等提出具体要求。技术文件具有法律约束力，是确保各材料满足使用要求的法律依据。
在材料招标阶段，以施工图体育工艺技术文件为基础作为座椅招标和活动看台的招标技术文件，并在招标答疑过程中，公正客观，结合技术的发展及厂家的实际情况，对某些技术要求做优化调整，但对涉及结构安全关键参数，从高从严要求，把好质量关。另一方面，业主非常配合我们的工作，重视产品的质量，对投标品牌有所限定，结果是一家国内顶级专业体育座椅供应商中标，可谓皆大欢喜。
体育馆分隔幕是一种少而专的产品，其作用就是同一块场地举行不同运动时，可以把场地分隔成不同的区域，尽量减少彼此的干扰，对材料的韧性和密度要求较高，并且国内目前没有直接规范可以引用，一些工程项目，设计方没有明确要求或业主不够重视等各方面的因素，施工方往往会选择普通的卷帘来代替。本项目在体育馆的篮球场和排球场之间、游泳馆的游泳池和跳水池之间会设置分隔幕。材料招标时，总包按常规材料考虑，用北京某公司的图纸作为招标文件，使用的是普通的卷帘面料（聚酯纤维+PVC），而专业的分隔幕为PVC材质，韧性好，密度高，要与专用的电机配套使用。我们多次跟业主沟通，让业主充分了解分隔幕的作用，选用专业的材料供应商。
施工图设计时，运动木地板系统定位为满足学校日常教学和校队训练，兼顾一定级别的比赛（如全国大学生篮球联赛），能使用国产一线品牌就是一个很好的结果了。招标时，业主调整造价，提升地板档次和质量，并明确要求材料供应商为国际顶级品牌。根据行业知名度和市场占用率，我们向业主推荐科勒、盟多和郝耐尔三个国际品牌，并对地板、龙骨等配套系统做了更高的要求。考虑到各家的系统构造不尽相同的现实情况，我们建议业主不拘于之前设计图纸的构造做法，只规定运动场地的性能参数，具体构造做法由各家根据产品特点深化设计，以期招到性价比最高的厂家。
结束语
在建筑设计中控制费用比例,合理采购材料,优先选取性价比高的建筑材料进行设计和应用。提高造价控制成效,从而保障项目施工质量。在设计时注重设计技术创新,在设计过程中利用 BIM 技术全面提升设计成效。综上,建筑设计中应全面提升项目设计质量,注重新技术与新材料的应用,积极响应国家号召,遵循安全经济可持续发展原则,加强施工质量管理,提升设计人员的专业素养,根据施工现状优化建筑设计,保证方案合理有效,提高市场竞争的公正性与公平性,保障建筑企业长远可持续发展。
参考文献
[1]闫咏.建筑设计中新技术和新材料应用分析[J].建材与装饰,2018,(8
[2]贾瑞庆.新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用探讨[J].绿色环保建材,2019,(11
[3]孙琦.浅谈建筑设计中新技术和新材料的应用[J].建材与装饰,2020,(1