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        基于TRIZ的樓房防水方案設計研究

        2018-09-10 01:39:44侯彥超潘惠如周濤朱妍蓉
        企業(yè)科技與發(fā)展 2018年2期
        關鍵詞:防滲漏施工

        侯彥超 潘惠如 周濤 朱妍蓉

        【摘 要】如今,樓房防水技術腳步遠遠趕不上房地產市場的發(fā)展速度,樓房滲漏現(xiàn)象頻出。針對這個問題,文章基于IE,通過實地調研分析,著重從方案設計和質量管理方面分析居民樓滲漏的主要原因。以鎮(zhèn)江市谷陽小區(qū)為研究對象,通過調研引入TRIZ,把技術參數、創(chuàng)新原理等理論同防水方案設計領域進行適配,并運用沖突矩陣來解決樓房防水質量管理的問題。文章提出的基于TRIZ理論的防水方案設計研究,可以為2018年啟動修訂的《屋面工程技術規(guī)范》和《屋面工程質量驗收規(guī)范》提供一個新思路。

        【關鍵詞】防滲漏施工;TRIZ;樓房防水方案設計

        【中圖分類號】U213 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688(2018)02-0142-03

        2014年7月零點發(fā)布的一組數據顯示:抽樣考查全國的28個城市、850個社區(qū)、2 849棟樓房、3 674名住戶,滲漏率達到95%[1]?,F(xiàn)階段,在我國房建工程中,滲漏問題較為突出,極大程度地影響了人們的居住舒適度,因此,增強防滲漏技術在房建施工中的運用,是我國房建工程必須解決的一個重要問題[2]。顯著影響防水工程質量的要素分別是設計、產品、施工和管理,設計是源頭,產品是基礎,施工和管理是保證,它們互相獨立且密切相關[3]。因而,我們需要從源頭出發(fā),研究樓房的防水方案設計。

        1 國內外研究現(xiàn)狀述評

        追根溯源,質量問題來源于投資方、建設單位對利益的追逐。據統(tǒng)計,我國防水工程的造價僅占建筑工程總造價的1%[4],而歐美等國家的防水工程造價占建筑工程總造價的5%~10%[5],經過對比可見,中國的樓房滲漏嚴重不足為奇。

        同時,我國的防水質量保障體系不夠健全,目前,我國針對樓房防水工程品質問題采用5年保修期制度和5%的質量保證金制度[6]。研究發(fā)現(xiàn),混凝土具有自防水功能,混凝土施工可以保證5年之內不滲漏,因而導致許多建筑商鉆空子,用劣質的材料與粗制施工來提升自身利益。2017年召開了中國防水協(xié)會年度常務理事會,會議指出:通過對歐美日等發(fā)達國家建筑防水市場普遍采用的工程質量保證期制度的借鑒,規(guī)定30年的保質期年限,在保質期內對防水材料和產品進行質量保障,施工承包商和制造商在期限內出現(xiàn)質量問題免費更換并承擔相應責任[7]。

        在國內,康香萍從質量因素考慮得出,滲漏事故頻發(fā)主要的風險要素是人和材料[8]。而為了保障建筑防水工程品質,要在施工材料及施工技術方面努力,尋覓高效果、低成本、更環(huán)保的防水材料[4]。目前,國內的防水產品由于標準規(guī)范繁多,使設計師難以選擇。因此通過優(yōu)選建筑物的材料,用其來滿足建筑物的建筑年限,體現(xiàn)建筑材料的最大化價值尤為重要[9]。同時應充分考慮系統(tǒng)的合理性和相容性的原則,并通過該原則來優(yōu)選材料[10]。鄧錦平認為,理念的不同造成我國過度重視第一次防水造價的費用,而忽視產品全過程的防水造價,從而造成了極大浪費[4]。同時宋瑛[6]、張勇[7]從經濟學角度指出,我國的防水保障體系較為落后,現(xiàn)階段的5年保修期制度和5%的質量保證金制度給了投機者鉆空子的機會,影響了樓房的防水質量。

        在國外,要求在防水保障上進行二次深化設計,由設計師提出使用性能和防水等級要求,由承包商進行二次深入設計[11]。

        因此,本文提出運用科學創(chuàng)新的方法TRIZ來解決樓房防水方案的設計研究問題,擬解決的問題如下:?譹?訛如何理解和描述TRIZ語言下的樓房防水問題??譺?訛如何識別和界定樓房防水方案設計中的矛盾和沖突??譻?訛如何通過TRIZ沖突矩陣來解決防水系統(tǒng)的矛盾和沖突?

        2 問題分析

        在樓房防水方案的建立過程中,樓房防水問題的無形性、滯后性導致該體系的創(chuàng)新與產品創(chuàng)新方式的不同,不可被預測和實驗。因此,需要一種新的方法來研究防水方案設計。

        2.1 問題的提出

        通過發(fā)明問題解決理論TRIZ來設計一個總防水造價較低且適合鎮(zhèn)江市地區(qū)的樓房防水方案。

        2.2 適用性分析

        發(fā)明問題解決理論TRIZ是結構化的問題解決工具[12]。作為解決問題的TRIZ理論,能在客戶需求分析的基礎上,識別需求實現(xiàn)過程中存在的沖突,進而描繪出解決問題的最終理想解[13]。其在防水保護外套的應用與開發(fā)過程中具有以下特征。

        (1)傳統(tǒng)問題解決思路通常是在相互矛盾的屬性之間進行妥協(xié),而TRIZ理論能夠實現(xiàn)在不損害其他屬性的情況下改善一個或多個屬性,進而有效解決矛盾。

        (2)在技術系統(tǒng)領域,TRIZ可以采用沖突矩陣,并結合創(chuàng)新原理來分析和解決問題[14]。沖突矩陣是由39個技術參數交互形成的矩陣,根據改善和惡化的參數來定位創(chuàng)新原理[15]。利用TRIZ沖突矩陣解決問題的前提是確定相互沖突的參數或屬性[16],而樓房防水經濟不可避免存在大量沖突,互相關聯(lián),并且抽象和無形化更為嚴重。所以需要利用此創(chuàng)新方法在全局上提出一個可行的策略,并且考慮到在實行中各方的沖突問題。而TRIZ正好有此效用。

        (3)要求設計者站在全局的角度,運用經濟學、管理學、工程學的知識系統(tǒng)建設一個切實可行的防水方案。TRIZ理論能系統(tǒng)性和全局性地創(chuàng)造新生事物,能根據實際狀態(tài),以消除矛盾為目標,提出理想解,識別實現(xiàn)的沖突,并做出反饋和調整,最終得到該問題的理想解。

        2.3 基本工具

        TRIZ提出的發(fā)明問題分析方法,主要包括功能分析、系統(tǒng)分析、理想化過程、資源分析和沖突分析。

        ?譹?訛功能分析。功能分析是TRIZ來解決發(fā)明問題的根本。給出了防水系統(tǒng)、其子系統(tǒng)、超系統(tǒng)的功能參數。通過對系統(tǒng)的功能分析找出系統(tǒng)中的有用、有害和過度的功能,并為之后的分析作參考。?譺?訛資源分析。尋找開發(fā)防水保護外套可以利用的一切資源,通過對該防水系統(tǒng)物質、能量、信息、空間、時間、功能的分析發(fā)現(xiàn),一些隱性資源使其顯性化。通過找出并改善可轉化資源、虛物資源、免費資源來降低解決問題的成本。?譻?訛構造理想化過程。通過對子系統(tǒng)的資源、系統(tǒng)分析,找出使系統(tǒng)不能處于理想化的部件,并使其向理想解過渡。

        2.4 實現(xiàn)步驟

        Step1:通過對谷陽新村小區(qū)的實地調研和對標分析,找出樓房防水方案存在的問題。Step2:將實際問題翻譯為TRIZ語言以解決目標問題。Step3:運用沖突矩陣和創(chuàng)新原理等手段,得出初步方案。Step4:評價方案以消除系統(tǒng)沖突得到最終理想解。Step5:方法創(chuàng)新分析,及討論本研究的現(xiàn)實意義。

        3 案例研究

        3.1 研究背景

        通過對國外相關標準的對比分析,對提高防水層的耐久性、防水層的厚度起著決定性的作用[17]。同時經過對歐美日等發(fā)達國家建筑防水市場普遍采用的工程質量保證期制度的對比可知,我國的5年保證顯然滿足不了建筑防水需求[7]。然而,通過對谷陽新村的實地調研發(fā)現(xiàn),防水施工方為了降低防水成本將防水層做得盡可能薄,同時因為防水材料市場標準不完善,假貨橫行,因此,一些防水施工方寧可擔著5年之內滲漏的風險而去采用質量較差防水材料。

        3.2 基于TRIZ的方案設計

        本文將防水問題沖突界定在“防水厚度”這一環(huán)節(jié)。提高防水厚度會增加建筑防水壽命,但同時會增加防水層成本,在國外往往通過較長的產品質量保證期來實現(xiàn)降低防水層成本。但在國內5年的防水保證期和5%的防水保證金遠遠不夠,導致較多防水施工方以質量為代價降低成本。提高防水層的厚度需改善的參數為:建筑防水壽命,用TRIZ語言描述為靜止物體的耐久性,惡化的參數為增加了防水成本,用TRIZ語言描述為物質損失。2003沖突矩陣推薦的創(chuàng)新原理編號為35、10、17、4、7、18、16。通過結合這些原理對鎮(zhèn)江谷陽新村小區(qū)的實地調研可得相應的解決方案:

        原理35為物理/化學參數的變化原理?;窘忉專焊淖兾矬w的物理狀態(tài)或化學狀態(tài)[18]。針對鎮(zhèn)江特殊的氣候條件,對不同化學性質的防水材料進行選擇或改進,以適應鎮(zhèn)江多雨潮濕的環(huán)境。

        原理10為預先作用原理?;窘忉專侯A先安置物體或做必要改變[18]。針對實際問題,質量檢驗部門可以預先設定質量驗收規(guī)范以防止防水投機行為發(fā)生。例如,規(guī)范室內設計防水年限與保修年限一致,15年之內不得滲漏;外墻防水同外墻保溫工程一致,外墻防水系統(tǒng)設計使用年限不少于25年,且不得滲漏[17]。同時,預先限制最低防水造價有助于規(guī)避防水材料橫行市場。

        原理17為維數變化原理。基本解釋:將物體從一維直線運動變?yōu)槎S運動以消除困難[18]。在具體運用于防水工程中時,可以將原來防水工程承包商的單一負責,改為防水產品制造商與承包商共同負責,這樣可以有效緩解雙方互相推諉責任的局面,督促雙方更好地注重建筑的質量問題。

        原理4為非對稱原理?;窘忉專簩⑽矬w變?yōu)椴粚ΨQ[18]??梢酝ㄟ^對樓房防水層的滲漏點分析,針對容易滲漏的位置比如衛(wèi)生間加厚防水層。

        3.3 方案評價

        本研究將技術上運用的發(fā)明問題解決理論TRIZ運用在實際問題的方案設計研究上,盡管方案設計具有許多不同于有型產品的屬性,但本研究通過將技術系統(tǒng)通用技術參數與方案設計需要解決的實際問題進行適配,借助TRIZ沖突矩陣解決方案產品的設計問題,證實了TRIZ理論在方案設計領域的適用性。通過將TRIZ與傳統(tǒng)工業(yè)工程方法結合,有效地提出了若干實用的樓房防滲方案。將技術性發(fā)明研究理論的擴展運用,可以很好地為之后服務業(yè)的擴展延伸提供借鑒。

        4 結論與啟示

        TRIZ理論發(fā)明人總結分析發(fā)明專利后認為,95%的管理問題可以依靠現(xiàn)有知識體系解決。由于近年來房地產迅速發(fā)展,質量欠缺導致的樓房滲漏問題嚴重影響人民的幸福生活,因此本文提出運用TRIZ解決樓房防水設計研究,通過對鎮(zhèn)江某小區(qū)的案例分析驗證TRIZ的適用性。

        通過以上對樓房防水問題的研究,針對樓房的防水方案設計提出如下方案:

        鎮(zhèn)江的樓房設計公司應該根據鎮(zhèn)江地區(qū)特殊的氣候環(huán)境選擇合適的防水材料,同時對提供該材料的企業(yè)進行質量審查。

        相關質量管理部門應該提高防水標準,并更加明確地規(guī)定不同房屋區(qū)域的使用年限。外墻防水使用年限可以同保溫年限一致為25年,室內保修年限應該同裝修工程保修年限一致為15年,這樣就不會由于質量保證年限的不同,導致質量保證趨于短板化。

        為了避免防水建造商的投機行為和現(xiàn)有市場的工程競標導致的防水質量缺失,應該對最低防水造價占總房屋造價比例做出規(guī)定,具體來說應以相對于發(fā)達國家的10%為最低標準。同時針對滲漏責任人,可以規(guī)定防水產品制造商與承包商共同負責,從而極大降低滲漏率,降低產業(yè)因質量帶來的損失。

        參 考 文 獻

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