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摘要:建筑給水系統(tǒng)的種類(lèi)眾多,對(duì)于工程設(shè)計(jì)而言,選擇給水系統(tǒng)的方案需要考慮的因素很多,原則上主要是系統(tǒng)壓力、建筑特征、供水可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等。對(duì)于不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)技術(shù)上看不出方案優(yōu)劣的情況,有必要借鑒價(jià)值工程的思想,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較分析來(lái)從中選出更優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。以建筑生活給水系統(tǒng)、建筑消火栓給水系統(tǒng)、建筑自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)方面的工程實(shí)例來(lái)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較分析、選擇系統(tǒng)方案并作總結(jié)。
關(guān)鍵詞:建筑給水系統(tǒng);經(jīng)濟(jì)比較分析;價(jià)值工程;成本函數(shù);方案選擇
1建筑給水系統(tǒng)的分類(lèi)與選擇原則
建筑給水系統(tǒng)主要包括建筑生活給水系統(tǒng)和建筑消防給水系統(tǒng),其中后者主要包括消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)。建筑給水系統(tǒng)按照水平配水干管的敷設(shè)位置,可以分為下行上給式、上行下給式、中分式和環(huán)狀式4種系統(tǒng)。對(duì)于高層建筑給水系統(tǒng),按照供水設(shè)備的選擇可分為增壓設(shè)備和高位水池(箱)聯(lián)合供水系統(tǒng)、變頻調(diào)速供水系統(tǒng)、疊壓供水系統(tǒng)和氣壓供水系統(tǒng)等。對(duì)于高層建筑,應(yīng)考慮豎向分區(qū),建筑生活給水系統(tǒng)宜采用垂直分區(qū)并聯(lián)供水或分區(qū)減壓的給水系統(tǒng),當(dāng)建筑高度超過(guò)100m時(shí)宜采用垂直串聯(lián)的給水系統(tǒng);消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)可采用消防水泵并行或串聯(lián)、減壓水箱和減壓閥減壓的給水系統(tǒng),當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力大于2.40MPa時(shí)采用消防水泵串聯(lián)或減壓水箱分區(qū)的給水系統(tǒng)。建筑給水系統(tǒng)的種類(lèi)眾多,對(duì)于工程設(shè)計(jì)而言,選擇給水系統(tǒng)的方案需要考慮的因素有很多,原則上主要是系統(tǒng)壓力、建筑特征、供水可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等,具體考慮因素有建筑物用途、層數(shù)、業(yè)主使用要求及偏好、材料設(shè)備性能、維護(hù)管理需要、節(jié)水節(jié)能等。對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的方法可分為多指標(biāo)對(duì)比法和多指標(biāo)綜合評(píng)分法,原理通常都是對(duì)反映工程設(shè)計(jì)的功能和耗費(fèi)特點(diǎn)的若干技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算、分析、比較和評(píng)價(jià)后擇優(yōu)選定方案,其中價(jià)值工程的方法不僅是技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的方法,還可以用來(lái)優(yōu)化工程設(shè)計(jì)方案。對(duì)于建筑給水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方案,工程師實(shí)際工作當(dāng)中,更多的是考慮了系統(tǒng)壓力、建筑特征和供水可靠性等原則,對(duì)于技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面則往往根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析判斷,缺乏實(shí)務(wù)性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與比較,但是隨著技術(shù)的日趨成熟,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行方案比較時(shí)經(jīng)濟(jì)性的考慮越來(lái)越具有重要影響,甚至是決定性因素。
2工程實(shí)例經(jīng)濟(jì)分析與比較
2.1建筑生活給水系統(tǒng)分層供水與分立管供水的系統(tǒng)方案比較
工程實(shí)例一:江蘇南京某公寓項(xiàng)目,24層,建筑面積約4萬(wàn)m2,建筑高度86.50m。該建筑生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)有兩個(gè)方案供選擇,其中方案一:系統(tǒng)分立管供水;方案二:系統(tǒng)分層供水。方案一系統(tǒng)見(jiàn)圖1a,其優(yōu)點(diǎn)是維修方便,管路較短;缺點(diǎn)是減壓閥數(shù)量較多,管路較長(zhǎng)。方案二系統(tǒng)見(jiàn)圖1b,其優(yōu)點(diǎn)是可以分層控制,減壓閥數(shù)量少;缺點(diǎn)是管路較長(zhǎng),吊頂維修不便。兩個(gè)方案各有利弊,需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析比較后做出最終選擇。是第i種材料設(shè)備單價(jià),yi是第i種材料設(shè)備數(shù)量,zi是第i種材料設(shè)備安裝費(fèi)用,ei是第i種材料設(shè)備擾動(dòng)因素費(fèi)用。方案一、二的成本函數(shù)分別為f1(xi,yi,zi,ei)和f2(xi,yi,zi,ei),其自變量取值見(jiàn)表1。計(jì)算得出f1(xi,yi,zi,ei)-f2(xi,yi,zi,ei)=-12600元。由兩個(gè)方案系統(tǒng)成本函數(shù)比較結(jié)果可以看出,兩個(gè)方案的成本相差很小,相對(duì)而言方案一較為經(jīng)濟(jì),系統(tǒng)選擇按方案一也就是按分立管供水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)方案一系統(tǒng)的分立管根數(shù)增多時(shí),則其上的DN32減壓閥數(shù)量會(huì)相應(yīng)增大,從而成本函數(shù)會(huì)變大,而方案二系統(tǒng)的成本函數(shù)基本不變,則當(dāng)方案一系統(tǒng)的分立管根數(shù)增多到一定程度的時(shí)候,比較成本函數(shù)f1(xi,yi,zi,ei)-f2(xi,yi,zi,ei)的取值會(huì)由負(fù)數(shù)變?yōu)檎龜?shù),此時(shí)方案二分層供水系統(tǒng)會(huì)變?yōu)楦鼉?yōu)。
2.2建筑消火栓給水系統(tǒng)采用減壓閥分區(qū)和采用減壓穩(wěn)壓消火栓的系統(tǒng)方案比較
工程實(shí)例二:江蘇鎮(zhèn)江某住宅小區(qū)多層商業(yè)項(xiàng)目,地上4層,建筑面積約4800m2,建筑高度21.60m。該建筑消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)有兩個(gè)方案供選擇,其中方案一采用進(jìn)戶管上設(shè)置減壓閥分區(qū)和采用普通消火栓,方案二全部采用減壓穩(wěn)壓消火栓滿足壓力使用要求。兩個(gè)方案都能滿足系統(tǒng)的功能要求,決定性的影響因素就是成本。從系統(tǒng)上看,兩個(gè)方案的系統(tǒng)價(jià)值功能相同,系統(tǒng)管材的成本也基本相同,成本差別主要集中在是否減壓閥和減壓穩(wěn)壓消火栓上面。計(jì)算得出f1(xi,yi,zi,ei)-f2(xi,yi,zi,ei)=7900元。由兩個(gè)方案系統(tǒng)成本函數(shù)比較結(jié)果可以得出,方案二更為經(jīng)濟(jì),系統(tǒng)選擇按方案二采用減壓穩(wěn)壓消火栓而不是減壓閥來(lái)滿足消火栓的壓力要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。顯然,比較成本函數(shù)f1(xi,yi,zi,ei)-f2(xi,yi,zi,ei)的取值和消火栓的數(shù)量有關(guān),當(dāng)系統(tǒng)的消火栓的數(shù)量增多到一定程度的時(shí)候,比較成本函數(shù)取值會(huì)由正數(shù)變?yōu)樨?fù)數(shù),此時(shí)方案一采用減壓閥分區(qū)系統(tǒng)會(huì)變?yōu)楦鼉?yōu)。
2.3建筑小區(qū)地下室自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)報(bào)警閥集中設(shè)置和分散設(shè)置的系統(tǒng)方案比較
工程實(shí)例三:江蘇鎮(zhèn)江某住宅小區(qū)地下車(chē)庫(kù),共2層,建筑面積約6萬(wàn)m2,停車(chē)約1100輛。該建筑自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨著報(bào)警閥集中設(shè)置和分散設(shè)置的兩個(gè)方案選擇,其中方案一報(bào)警閥可以集中管理但是報(bào)警閥后主供水管數(shù)量較多,方案二的優(yōu)點(diǎn)是報(bào)警閥后主供水管路線最短但是不如方案一的做法易于管理。兩個(gè)方案都能滿足系統(tǒng)的功能要求,需要從系統(tǒng)的成本來(lái)進(jìn)行比較從而作出系統(tǒng)選擇。地下一層自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)參見(jiàn)圖3。經(jīng)比較,兩個(gè)方案的系統(tǒng)價(jià)值功能相同,系統(tǒng)成本差別主要集中在供水管材的規(guī)格和數(shù)量上面。計(jì)算得出f1(xi,yi,zi,ei)-f2(xi,yi,zi,ei)=106250元。由兩個(gè)方案系統(tǒng)成本函數(shù)比較結(jié)果可以得出,方案二更為經(jīng)濟(jì),系統(tǒng)選擇按方案二即報(bào)警閥分散設(shè)置來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。從圖3系統(tǒng)可以看出,比較成本函數(shù)f1(xi,yi,zi,ei)-f2(xi,yi,zi,ei)的取值和報(bào)警閥的數(shù)量有關(guān),當(dāng)報(bào)警閥數(shù)量減少到一定程度的時(shí)候,f1(xi,yi,zi,ei)-f2(xi,yi,zi,ei)取值會(huì)出現(xiàn)由正值變?yōu)樨?fù)值的情況,此種情況下方案一報(bào)警閥集中設(shè)置的系統(tǒng)更為經(jīng)濟(jì)。
3小結(jié)
(1)工程設(shè)計(jì)上要求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理,經(jīng)濟(jì)性無(wú)疑是設(shè)計(jì)水平體現(xiàn)的重要方面,但是對(duì)于工程設(shè)計(jì),往往有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)技術(shù)上看不出方案優(yōu)劣的情況,需要通過(guò)對(duì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析來(lái)最終選擇方案。此種情況下,經(jīng)濟(jì)性分析對(duì)方案的選擇就會(huì)具有根本性和決定性的影響。(2)建筑給水系統(tǒng)在多種方案可以選擇的前提下,基本上都能滿足使用功能的要求,從價(jià)值工程的角度出發(fā),當(dāng)方案的功能評(píng)價(jià)系數(shù)相差無(wú)幾時(shí),方案優(yōu)劣比較的其實(shí)就是系統(tǒng)的工程成本,系統(tǒng)工程成本低則成本指數(shù)低,而價(jià)值系數(shù)等于功能評(píng)價(jià)系數(shù)與成本指數(shù)之比,因而此種情況下,以?xún)r(jià)值系數(shù)最大者為最優(yōu)的原則來(lái)選擇方案進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),同時(shí)就是基于經(jīng)濟(jì)性分析的以系統(tǒng)工程成本最低來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。(3)方案選擇的經(jīng)濟(jì)比較分析注意事項(xiàng):斟選出影響系統(tǒng)成本的主要因素作為成本函數(shù)的自變量,不必考慮所有影響因素。系統(tǒng)方案比較時(shí),重點(diǎn)是放在不同成本函數(shù)之間的比較上面,而不是成本函數(shù)自身,從而簡(jiǎn)化計(jì)算分析實(shí)質(zhì)。進(jìn)行比較分析的同時(shí),需要注意造成比較成本函數(shù)取值屬性產(chǎn)生突變的關(guān)鍵影響因素。另外,在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐當(dāng)中,需要進(jìn)行方案選擇的情況經(jīng)常出現(xiàn),不僅僅局限于建筑給水系統(tǒng),其他工程設(shè)計(jì)也可以借鑒價(jià)值工程的思想,通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較分析來(lái)進(jìn)行方案選擇。
參考文獻(xiàn)
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2全國(guó)造價(jià)工程師執(zhí)業(yè)資格考試培訓(xùn)教材編審委員會(huì).工程造價(jià)計(jì)價(jià)與控制.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2009.
作者:王鍵 單位:江蘇中和建筑設(shè)計(jì)有限公司