保温工程设计中如何减少无效成本
保温工程在兼顾节能与防火的同时，主要通过选择外保温方案、优化节点设计来进行设计与成本的协同管理。而工程条件复杂多变，失误难以杜绝。但如果能将失误案例逐一总结作为前车之鉴，并对可能的设计失误点一同制定针对性措施进行事前预控，则至少可以大幅减少无效成本。
下面以山东省住宅工程案例来详解保温工程成本管理中的设计细节。方案设计阶段，三项关注重点：建筑高度、材料变更、不同物业类型。
在方案设计阶段，建筑高度的影响、外保温材料的变更、不同物业类型的影响这三个方面都是与成本息息相关，系统性思考如何进行这三个方面的协同管理是成本管控的关键。
《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)6.7章节，明确提出了住宅高度小于27米(或24米)时对材料燃烧性能的具体要求，规范解读如下：
对于有空腔的建筑外墙外保温系统，当建筑高度H≤24m时，保温材料燃烧性能≥B1;
对于无空腔的建筑外墙外保温系统，建筑高度H≤24m的公共建筑或者建筑高度H≤27m的住宅建筑可以采用B1级外保温材料(无需做耐火窗)
注：燃烧性能是指材料燃烧或遇火时所发生的一切物理和化学变化，这项性能由材料表面的着火性和火焰传播性、发热、发烟、炭化、失重以及毒性生成物的产生等特性来衡量。
从设计管理的角度考虑，保温材料的选用只需要满足防火要求即可，避免因设计保守造成无效成本的增加。即如果规范要求可以采用B1级材料就可以满足防火要求时，没有必要采用A级材料。
案例1 山东省某项目6层住宅楼，建筑高度20.1米，地上建筑面积5840㎡，外保温面积约6700 ㎡。
成本分析本项目总建筑高度为20.1米<27米，按照规范要求可以采用B1级外保温材料EPS，那么如果设计失误采用A级岩棉保温时，我们来看一下保温变化所带来的成本变化并分析无效的成本增量。
由分析可知，采用A级保温材料比B1成本增加435,500元(50%)，地上建安成本增加约75元/㎡，成本的浪费明显。
① 设计师须掌握建筑高度和外保温材料的关系，满足规范要求即可，错误的选用燃烧等级更高的外保温材料对成本的浪费巨大。
② 外保温方案的选择，应从设计、施工、成本的角度，多方案比选才能做到技术合理、经济可行。
重视外保温材料的变更对成本和利润的影响
作为甲方的设计管理人员，因政策、规范等变动引起的外保温变更是比较常见的，由于变更会涉及到成本影响，以及面积影响(由于销售面积是测算在外保温外侧，保温面积的变化必然引起销售面积的变化)，所以须重视外保温材料的变更对成本的影响。
案例2 以山东省17层住宅(层高3米)建筑进行测算，轮廓线参见下图所示，由于政策变动导致原岩棉保温改为EPS外保温。(注：两种保温方案均满足节能设计要求)
1、成本影响
由成本测算知道，岩棉改为EPS时其成本能节省15,404元(45%)，每平方米降低了41元，单从这一角度而言成本有所降低，但千万不要忽略了另外一个因素的变化——销售面积。
2、销售面积的影响
由11cm的岩棉变更为9cm的EPS外保温，意味着即可售面积将减少了2㎡，我们以济南地区房价1.8万/㎡为例，该保温材料的变化导致销售面积减少2㎡，直接造成销售损失达3.6万元，可见外保温成本降低，但同时有可能带来销售面积的减少，设计管理人员必须综合考虑。
3、经济损失
即：销售收入减少3.6万元、成本节约1.5万元，综合来看，造成的经济损失为55元/㎡。那么，当销售价格为多少的时候，此时的成本节约才划算呢?下面我们来计算一下。
价格平衡点： 15404(成本节约)/2㎡(面积增加)=7702元/㎡，即当售价高于7702元时，改外保温减少的建安成本小于销售价格损失，此时改保温是不划算的，反之，当售价低于7702元时，改保温是节省成本的。
① 方案阶段外保温材料变更时，一定要注意对地上容积率的影响，避免损失容积率，否则得不偿失。可以提前介入节能试算，提高地上容积率。
② 外保温变更如果减少了销售面积，一定要考虑变更保温材料所带来的成本影响，并综合考虑对销售面积的影响。反之，如果保温材料变更增加了建筑面积，一定要考虑增加面积对规划指标的影响，从而减少设计风险。
重视住宅建筑中商业网点的节能设计要求
我们经常碰到住宅建筑首层或者二层布置了一些商店、理发店等小型的营业场所。对此部分商业网点的节能设计，如果属于公共建筑部分则按公共建筑节能标准设计，就可以减少无效成本。
参考《山东省居住建筑节能设计标准》(DB37 5026-2014)的要求：
居住建筑中的底部有公共建筑的部分(含商业服务网点)，其建筑面积大于地上总面积的20%，且大于1000㎡时，则应与居住建筑部分区别对待，公共建筑部分执行《公共建筑节能设计标准》DBJ14-036-2006，居住建筑部分执行本标准。
实际上，不管是否满足建筑面积大于地上总面积的20%且大于1000㎡的条件，属于公建部分的都可以按照公建节能标准设计，从而避免无效成本的增加。以下案例不考虑其他外围护结构，仅从外墙保温角度分析其中的原因。
案例3 本项目按照岩棉外保温体系，当商业网点满足不大于地上建筑面积20%，且小于1000㎡。以下对比分析按公共建筑节能设计标准与住宅设计标准所带来的成本变化。
按照公建，需满足传热系数0.60的要求——则保温厚度约 8cm;
按照住宅，需满足传热系数0.45的要求——则保温厚度约11cm。
① 不同的节能标准造成了保温材料3cm厚的差异，按目前容重大于140kg/m3的岩棉需要750元/m3左右进行测算，商业网点按住宅节能设计时，造成隐形成本损失约2~3元/㎡。
② 商业网点按公建节能设计标准计算时，其综合成本(外墙、门窗等)均比按住宅节能设计省。
施工图设计阶段，四项关注重点：屋面结构板厚度、非采暖空间、节点二次深化、保温体系
在施工图设计阶段，我们将从以下几点探讨保温工程设计与成本的协同管理：屋面板和楼板燃烧性能的要求，非采暖空间的保温，设计节点二次深化以及保温体系的粘接面积、锚栓数量、保温材料容重的选择。
重视屋面结构板厚度对屋面保温设计的影响
按照《建筑设计防火规范》中6.7.10要求(参见下列图框内容)可知：
当屋面板耐火极限≥1h时，屋面保温材料燃烧性能高于B2级;
当屋面板耐火极限<1h时，屋面保温材料耐火性能高于B1级。
建筑的屋面外保温系统，当屋面板的耐火极限不低于1.00h时，保温材料的燃烧性能不应低于B2级;当屋面板的耐火极限低于1.00时，不应低于B1级。
采用B1、B2级保温材料的外保温系统应采用不燃材料作防护层，防护层的厚度不应小于10mm。
屋面板的耐火极限不低于1.0h时的条件容易满足，一般情况下屋面结构板为120mm厚，耐火极限基本上都大于1.0小时，所以屋面保温材料可以采用B2级挤塑板。
经市场询价可知，挤塑板B2级比B1级便宜100元/m3左右，节约成本为10元/㎡，若屋面板耐火极限不足1h，则须选用B1级保温材料，此时产生无效成本10元/㎡。
①屋面板的保温材料燃烧性能以满足规范的限值为准，盲目的提高设计标准会增加无效成本。
②消防设计各地区在满足规范的前提下，也要遵循地方标准，减少设计变更带来成本增量。
重视非采暖空间的保温设计精细化
建筑节能设计只针对有节能要求的建筑，对于一些非办公、非居住的建筑不需要按照节能设计要求，设计管理人员应区分采暖空间及非采暖空间部位，有的放矢的进行精细化设计管理。
车库外墙、设备用房等，可不做保温设计。
有些非采暖空间，如车库外墙、设备用房这些不需要保温设计的部位，一定在设计之初就要进行精细化设计，防止后期非采暖空间按照采暖空间的保温做法施工，减少不必要的无效成本浪费。
特殊部位，为了减少热桥而造成的运营成本增加，须进行保温构造设计。
有些时候，为了非采暖空间的防潮、防结露，必要时也要进行保温构造的设计，此处为了减少热桥，故非采暖空间的保温设计可考虑2~3cm的保温浆料，这些费用的付出有一定的必要性。尽管加入保温浆料之后，成本略有增加，但却避免了后期因大规模的热桥现象的发生而造成的成本损失。所以，设计并不仅仅是为了降低成本，有时候也会为了获得更大的收益而增加成本。
重视节点二次深化
在上篇的《设计与成本的协同管理 | 保温工程成本总结(一)》中，我们说过一定要重视保温节点的深化，本篇我们来分享两个保温节点的优化案例，看甲方设计管理人员如何通过深化保温节点优化成本的。
1、 减少保温线条
案例4 下面的节点中，红色范围内的保温板厚度太厚，且此处并没有保温线条，考虑加气混凝土的导热系数影响后，原65厚EPS可以优化为25厚保温浆料的构造措施，参见优对比图。
小结：线脚大样的成本虽然占比很少，但是对施工及后期的结算都会有一定程度的影响，控制线条的施工合理性，可减少成本上的浪费，降低后期结算风险。
2、 封闭空间，规避容易产生纠纷的内置保温板
案例5 下图中优化前的大样，保温板置于封闭空间的内侧，竣工结算时很难确定外保温是否真正做(一般情况下总包单位做完砌块墙体后，内侧的保温板很难施工，有时候保温单位也会说内侧保温板已经做好)，这就造成了后期结算上的困难，优化后的保温板置于砌块墙体的外侧，这样就可以规避掉后期结算上容易有纠纷的问题。
重视保温体系的选择
对于保温体系的选择，我们可以从以下2个方面来考虑：
粘接面积和锚栓数量。任何一种保温体系都有一套成熟工法，有的保温体系如EPS薄抹灰体系，以粘接为主、锚栓锚固为辅;岩棉保温体系以锚栓锚固为主、粘接为辅，所以设计阶段的技术标准应以当地的保温体系构造为准，粘接面积和锚固数量不必过分加大，以免造成不必要的成本浪费。
保温材料的容重。保温材料的容重影响到材料价格，更影响到保温系统的安全稳定，在规范允许的范围内，选择容重较低的材料，对系统安全没有影响，但有利于成本控制，所以容重的选择也至关重要。以EPS薄抹灰为例，EPS容重一般在18~22kg/m3，薄抹灰体系时EPS容重通常选择18kg/m3。
以山东省EPS薄抹灰体系为例，根据山东省聚苯板《外墙外保温应用技术规程》、《外墙保温构造详图(三)聚苯板薄抹灰保温系统》的设计要求，当饰面层设计为涂料时，粘结剂涂抹面积与聚苯板面积之比不得小于40%;当饰面层设计为面砖时，粘结剂涂抹面积与聚苯板面积之比不得小于50%;锚栓的数量不宜小于3个(20~36米设置3~4个，36米以上设置不少于6个)。
粘结面积和锚栓的数量在当地的设计标准中均有明确的要求，设计管理人员在撰写技术标准的时候，一定要考虑当地的设计要求，人为加大粘接面积和锚固数量，将产生无效成本。
一方面对以往项目中的失误案例进行反思和总结，另一方面同时对可能出现的设计失误进行假设，并一同制定针对性措施进行事前预控，以避免发生不经济的设计、减少无效成本。
通过方案、施工图两大设计阶段共5个案例、7大关注要点的分析，结合成本数据、规范条文的详细解读，可以帮助设计与成本两个专业的交叉学习、减少技术性障碍，有利于跨界沟通和协同管理。设计与成本的协同管理，其最终目的是通过专业互补，减少无效成本，为项目的成功贡献专业价值。