第10章：工程经济学在工程中的应用
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表10.3：评分结果 评价对象 A B Ａ Ｂ C D E F 功能得分 修正得分 功能系数 4 2 5 3 0.238 0.143 × １ １ ０ １ １ ０ × ０ ０ １ １
Ｃ
Ｄ Ｅ
０ １ × ０ １ １
１ １ １ × １ １ ０ ０ ０ ０ × ０
3
5 0
4
6 1
0.190
0.286 0.048
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。
A
B C D
计算结果 Vi 按Fi分 配概算K 应增减 概算K 按Fi分 按目标K增 配目标K 减K指标
Fi
0.238
0.143 0.190 0.286
概算 K
1800
1210 880 710
Ci
0.36
0.176
0.661
1.08
1190
715 950 1430
-610
-495 70 720
1071
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 工程施工中的经济分析
10.2.1施工工艺方案的技术经济评价指标
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
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
（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
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。
0.661
0.591 1.08 2.014 1.091 2.639
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K
表10.5 部 件
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
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。
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
(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。
Ｆ
０ ０ ０ ０ １ ×
合计
1
15
2
21
0.095
1
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 功能Ｃ：功能得分=3 修正得分=3 修正得分=4 功能Ｄ：功能得分=5 功能Ｅ：功能得分=0 修正得分=6 修正得分=1 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。
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
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。
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
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
643.5 855 1287
-729
-566.5 -25 577
0.242 0.591 0.142 2.014
E
F 合计
0.048
0.095 1
220
180 5000
பைடு நூலகம்
0.004 1.091
0.036 2.639 1
240
475 5000
20
295
216
427.5 4500
-4
247.5
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：
2.计算成本系数，结果见表10.4
CA 1800 / 5000 0.36 同理：CB 0.242, CC 0.176, CD 0.142, CE 0.044, CF 0.036
3.计算价值系数，结果见表10.4
VA FA / C A 0.238 / 0.36 0.661 同理：VB 0.591,VC 1.08,VD 2.014,VE 1.091,VF 2.639
（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？
表10.2：两方案指标值 指标 权重 方 案 砖混 内浇外砌 平面 布局 0.15 8 8 使用 功能 0.20 8 8 造价 0.20 9 8 使用面积 /m2 0.15 7 8 经济 效益 0.20 7 9 结构 安全 0.10 7 8
表10.1：两方案的数据 设计方案 （1）砖混结构 （2）内浇外砌 建筑面积/m2 3949.62 3949.62 使用面积/m2 2797.20 2881.98 总投资/元 8163 789 8300 342
（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。
表10.4 各系数计算结果 评价对象 功能系数 概算K
1800 1210 880 710 220 180 5000
成本系数 价值系数
Ａ
Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ 合计
0.238
0.143 0.190 0.286 0.048 0.095 1
0.36
0.242 0.176 0.142 0.004 0.036 1
（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）
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。
费用 工程全寿命总费用
工程造价
维护和修复费用 最合理的设计标准 设计标准
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
(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。
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 工程设计中的经济分析
※ 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
Ｃ
Ｄ Ｅ
０ １ × ０ １ １
１ １ １ × １ １ ０ ０ ０ ０ × ０
3
5 0
4
6 1
0.190
0.286 0.048
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。
A
B C D
计算结果 Vi 按Fi分 配概算K 应增减 概算K 按Fi分 按目标K增 配目标K 减K指标
Fi
0.238
0.143 0.190 0.286
概算 K
1800
1210 880 710
Ci
0.36
0.176
0.661
1.08
1190
715 950 1430
-610
-495 70 720
1071
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 工程施工中的经济分析
10.2.1施工工艺方案的技术经济评价指标
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
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
（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
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。
0.661
0.591 1.08 2.014 1.091 2.639
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K
表10.5 部 件
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
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。
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
(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。
Ｆ
０ ０ ０ ０ １ ×
合计
1
15
2
21
0.095
1
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 功能Ｃ：功能得分=3 修正得分=3 修正得分=4 功能Ｄ：功能得分=5 功能Ｅ：功能得分=0 修正得分=6 修正得分=1 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。
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
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。
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
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
643.5 855 1287
-729
-566.5 -25 577
0.242 0.591 0.142 2.014
E
F 合计
0.048
0.095 1
220
180 5000
பைடு நூலகம்
0.004 1.091
0.036 2.639 1
240
475 5000
20
295
216
427.5 4500
-4
247.5
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：
2.计算成本系数，结果见表10.4
CA 1800 / 5000 0.36 同理：CB 0.242, CC 0.176, CD 0.142, CE 0.044, CF 0.036
3.计算价值系数，结果见表10.4
VA FA / C A 0.238 / 0.36 0.661 同理：VB 0.591,VC 1.08,VD 2.014,VE 1.091,VF 2.639
（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？
表10.2：两方案指标值 指标 权重 方 案 砖混 内浇外砌 平面 布局 0.15 8 8 使用 功能 0.20 8 8 造价 0.20 9 8 使用面积 /m2 0.15 7 8 经济 效益 0.20 7 9 结构 安全 0.10 7 8
表10.1：两方案的数据 设计方案 （1）砖混结构 （2）内浇外砌 建筑面积/m2 3949.62 3949.62 使用面积/m2 2797.20 2881.98 总投资/元 8163 789 8300 342
（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。
表10.4 各系数计算结果 评价对象 功能系数 概算K
1800 1210 880 710 220 180 5000
成本系数 价值系数
Ａ
Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ 合计
0.238
0.143 0.190 0.286 0.048 0.095 1
0.36
0.242 0.176 0.142 0.004 0.036 1
（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）
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。
费用 工程全寿命总费用
工程造价
维护和修复费用 最合理的设计标准 设计标准
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
(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。
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 工程设计中的经济分析
※ 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