价值工程在既有砌体房屋改造中的应用

2013-08-23史沁亮

山西建筑 2013年15期

史沁亮

(山西太原 030001)

0 引言

目前我国中小城镇存在大量既有砌体结构房屋，由于这部分房屋建造年代久远，因此，在结构抗震上存在很大的安全隐患，在建筑能耗上存在很大的浪费。仅从技术经济上评价这些砌体房屋，应予以拆除，然而由于这些房屋的所有者、使用价值、投资方的需求及规划上要求或是其历史留存价值等因素，仍要保留它们，需要对它们加以维修和改造，显然用传统的方法对其进行技术经济评估不够准确，这就需要应用价值工程对其进行改造后的量化分析，进而选择最佳方案［1］。

1 价值工程的应用原理

价值工程是20世纪40年代由美国通用电气公司工程师迈尔斯创立的，该公司在运用这一方法时获得了显著的经济效益，在17年里共节约成本2亿多美元，如此大的经济效益，立刻引来了其他企业的关注。随后美国军方为刺激军工生产，海、陆、空军都应用了价值工程理论，并取得了巨大成效。20世纪60年代，日本的一些知名企业将价值工程、全面质量管理和工业管理工程结合起来，取得了低成本、高质量的效果。1975年日本对四个行业的100家企业进行抽样调查，该理论的平均应用率达90%，且松下电器公司的技术管理部门中能独立应用价值工程管理技术的人数达到80%。目前日本应用价值工程理论的范围和成效，均已超越美国且居世界第一［2］。

价值工程又称价值分析、价值研究、价值革新等。价值工程将技术与经济紧密结合，注重研究提高产品工程的价值，同时降低它们的成本，进而取得较好的经济效果。它不是单纯的从技术方面或经济方面去研究产品的开发设计、生产销售，而是将两者紧密结合，以最低的成本实现产品的最大功能的一种科学方法。它的最终目的是要提高价值，降低成本，其核心是要利用创造性思维方法提出创新的方案。

价值工程涉及到价值(Value)、功能(Function)和成本(Cost)三个基本要素。价值工程理论的目的是以最低的成本使产品或作业具有适当的价值，亦即实现其应该具备的必要功能。因此，价值、功能和成本三者之间的关系可以用数学公式表示为［3］:

其中，V为研究对象的价值;F为研究对象的功能;C为研究对象的成本，即寿命周期成本。

2 价值工程的实施步骤

2.1 价值系数计算

价值工程的运用是发现问题、分析问题、解决问题。首先要选择分析对象，采用的方法主要有不均匀分布定律法(又称ABC法)、价值系数法等［3］。

ABC法是根据事物在技术或经济方面的主要特征，进行分类、排队，分清重点和一般，以有区别地实施管理的一种分析方法。

价值系数法的主要步骤是:将各选项排列开来，一对一的进行重要性比较，重要的得一分，不重要的得零分，第一项与其他各项比过一轮，求出各自的重要性再得分累计，各项得分累计之和为总分，每一项得分累计与总分之比，即为该项的功能系数，也称为功能评价系数。

本文选取位于太原市周边某中学教学楼为改造对象，由于其建造于20世纪80年代，抗震不满足现行规范要求，能耗也存在巨大的浪费。因此，在基于对原房屋检测的基础上提出改造方案。目的是改造后的房屋既满足抗震要求也符合现阶段节能建筑的要求。通过对原结构的抗震鉴定分析以及节能诊断提出以下改造方案:

方案一:钢筋网片水泥砂浆面层加固，再在其表面固定聚苯板保温层，最后外装处理。

方案二:钢筋网片水泥砂浆面层加固，再在其表面抹保温砂浆，最后外装饰处理。

方案三:混凝土板墙加固后，再在其表面固定聚苯板保温层，最后外装饰处理。

方案四:混凝土板墙加固后，再抹保温砂浆，最后外装饰处理。

方案五:通过钢筋网片保温砂浆面层改造。

从改造后房屋全寿命周期费用角度考虑，采用价值系数法对五种方案进行分析。采用钢筋网片水泥砂浆面层加固和混凝土板墙加固后，相应的寿命周期为40年，采用保温砂浆改造后，其相应的寿命周期为40年，采用聚苯板保温层改造后的寿命周期为20年。价值系数计算结果见表1。

表1 价值系数计算表

价值系数小于1，即功能系数小于成本系数，如方案一、三、四，表明该方案可以实现既定功能要求，但费用偏高。

价值系数大于1，即功能系数大于成本系数，如方案五，表明该方案有可能成本偏低，或者功能过剩，或者为最优方案，应再具体分析。

价值系数接近1，说明该方案二比较合理。

2.2 功能分析

价值工程的核心和精髓是功能分析，对功能分析的目的就是用最少的成本实现既定的功能。房屋改造的功能是建立在对原房屋检测的基础上，通过检测，发现其不符合要求的地方，通过备选方案的制定、分析，发现问题最终得到最优方案。

制定备选改造方案一般从以下几个方面考虑:

1)设计方面:考虑方案的可行性以及理论依据，制定详细的操作步骤，尽可能对方案中有可能出现的问题进行事前控制。对房屋改造的方案要考虑加固后结构的整体抗震性，节能改造的冷热桥现象，以及两者的构造要求。

2)施工方面:施工质量直接决定房屋改造效果，实现既定功能的程度，因此制定完善的施工技术及组织方案至关重要。

3)成本方面:既有房屋改造在我国范围内难于全面开展的一个重要原因就是改造资金的来源，一方面业主不愿意出资，而政府也没有足够的资金全面实施既有房屋改造，因此在成本上更要控制。目前，这部分资金来源大部分需要当地政府解决，从价值工程的角度考虑，可以增加既有房屋的附加功能来获取部分资金，比如改造时通过加层实现功能增加。

2.3 方案评价

对新方案的评价一般包括技术、经济、社会三个方面，技术评价是指方案能否满足功能要求、技术上的完善性和可靠性;经济评价是指方案有无降低成本的可能性;社会评价是指新方案实施后给社会带来的效益和影响等。

经过价值分析发现第二方案和第五方案应为可选方案，这两个方案在技术、经济和社会上三个方面都有明显的优势，在经济方面，由于第二和第五方案所选用的技术更为先进，虽然前期的投资比较大，但是增加房屋的使用寿命，降低了建筑的寿命周期费用;在社会影响方面，由于其他方案中使用有机保温材料，因此对建筑消防防火十分不利，而我国消防部严格限制有机保温材料在建筑上的使用。因此，在使用安全方面都有其优越性。