建筑物生命周期診斷技術(shù)的研討

秦海東

(鹿島建設(shè)(中國)有限公司，上海 200050)

1 行業(yè)前景和前提條件

1.1 行業(yè)前景

據(jù)參考資料，2008年以后，國內(nèi)建筑的改造需求量年增長近50%，我國每年有一大批因生產(chǎn)規(guī)模及工藝等更新而需要技術(shù)改造和加層的建筑物。就上海市而言，滬政府辦2018年第8號文指出了“十三五”期間，上海計劃完成各類舊住房修繕改造5000萬m2，平均每年完成1000萬m2的舊改計劃，由此可見既存老舊建筑、歷史建筑的維護和舊改工程量大,涉及范圍廣。

既存建筑的舊改在歐美和日本開展得比較早，且卓有成效，但我國在這方面投入較少，尚處于發(fā)展初期階段，但是可以預(yù)見，未來隨著建筑存量的繼續(xù)增長、既存建筑逐步進入老化階段，建筑舊改行業(yè)將迎來巨大的藍海市場，行業(yè)處于朝陽期，對既存建筑物舊改的首要任務(wù)就是事前做好針對性的建筑物診斷工作，由此可見建筑物生命周期診斷工作也將變得越來越重要，正文將結(jié)合項目實例從三個方面對如何診斷建筑物生命周期做具體介紹和說明。

1.2 前提條件——提案報告書

首先應(yīng)聽取的客戶委托要求來作為依據(jù)，然后根據(jù)客戶的要求和本企業(yè)的實績經(jīng)驗或案例背景制作“診斷提案書”，包括如下內(nèi)容：

(1)編制診斷所需的事前信息的委托(客戶提供)。

(2)必要的診斷方法的提案。

(3)根據(jù)以往案例和經(jīng)驗估算診斷所需的時間和初期費用等信息。

制作完成提案書并提交客戶，獲得了客戶的承認即確立了前提條件，才能開始下一步的建筑物實體診斷工作的展開。

2 建筑物生命周期診斷的實施

對于一般既存建筑舊改，事前診斷主要從三個方面著手進行，即老化診斷、 二次構(gòu)件診斷、節(jié)能診斷，以下將對如何具體實施進行詳細說明。

2.1 建筑物的老化診斷

2.1.1 概述

建筑物經(jīng)過一定的年數(shù)都會出現(xiàn)一定程度的老化狀況，性能也開始逐漸下降。調(diào)查建筑物的老化程度，來建議修繕或更新的必要性和更新時期等，就是我們要做的工作，和人類一樣，建筑物在很長一段時間里也在不斷地老化，建筑企業(yè)可以針對客戶的這些苦惱，對建筑和設(shè)備進行“老化診斷”，并提出重新改造的方案。

2.1.2 內(nèi)容

建筑企業(yè)工程師和專業(yè)技術(shù)人員對建筑物的主體結(jié)構(gòu)、立面、內(nèi)裝、機電設(shè)備等進行綜合的調(diào)查，針對結(jié)構(gòu)安全等重要部位，需更加重點地進行抽樣調(diào)查其老化的程度，并考慮建筑物的使用周期來提出對策，例如:

(1)明顯缺陷的勘查，牽涉結(jié)構(gòu)安全的，作為重點診斷記錄，如圖1所示。主要手段是通過目測作外觀檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷做好詳細的位置記錄(包括缺陷的長、寬、高、面積等數(shù)據(jù))并拍照留證，在原始建筑的存檔圖紙上標(biāo)注缺陷編號記錄，作為編制文件的依據(jù)。

圖1 西安城堡大酒店改造項目外觀缺陷的勘查和記錄

(2)使用專用設(shè)備作檢測并記錄，比如墻面磚的張力抽檢，如圖2所示。

圖2 使用專用設(shè)備對墻磚張力進行檢測范例

用儀器檢測手段，主要是針對外墻面磚，通過抽檢確認現(xiàn)狀墻面磚的老化狀況并記錄測試點的位置和數(shù)據(jù)等，最后形成書面報告資料。

(3)做分區(qū)段抽查，如圖3所示。主要是針對內(nèi)墻大面積墻磚范圍，可以做分區(qū)敲診抽查，每面墻可以設(shè)置若干點位，作為抽查對象，如發(fā)現(xiàn)當(dāng)前墻面瓷磚有老化情況出現(xiàn)，則針對該墻面加大檢查范圍，并拍下照片，在現(xiàn)場和圖紙上分別做好記錄，最后形成書面報告資料。

圖3 墻面磚檢查案例

2.1.3 老化診斷流程

建筑物老化診斷的流程如圖4所示。

首先，是對周邊環(huán)境、圖紙、管理數(shù)據(jù)等資料的調(diào)查，收集并診斷必要的信息。然后主要根據(jù)現(xiàn)場的檢查進行第一次診斷，提交老化程度診斷結(jié)果和修繕更新所需要的成本。如果不能滿足客戶的要求或經(jīng)工程師判斷有必要的話，根據(jù)需要，可以進行更詳細的二次調(diào)查，并匯總所有完成的調(diào)查記錄和數(shù)據(jù)。

圖4 從事前調(diào)查至完成調(diào)查的流程示意

2.1.4 老化診斷報告書的編制

建筑物老化診斷報告書的形成是匯總了前期大量的檢查數(shù)據(jù)、照片等資料的集成文件，包括物理老化的位置、老化程度、受損尺寸和程度等，每一個點都有數(shù)據(jù)可查。將所有點位分類編號，歸納匯總修繕種類和數(shù)量，由此可以判斷修繕?biāo)枰墓て诤徒痤~，初步估算后一并編入在報告書，給客戶提供較為完整的信息,v如圖5所示。

圖5 2008年實際項目中的報告書實例

2.2 建筑物的二次構(gòu)件診斷

2.2.1 建筑物二次構(gòu)件診斷的重要性概述

東日本大地震的資料查證顯示，因二次構(gòu)件(天花板、設(shè)備等)大規(guī)模崩落事故造成的人員災(zāi)害和生產(chǎn)中斷的傷害，甚至超過了建筑物主體受損帶來的傷害。所以提出“天花板等二次構(gòu)件和機器設(shè)備的抗震性能評估”這一概念，通過日本建筑研究所提供的受害狀況調(diào)查和振動臺實驗等資料，鹿島(中國)也制定了一系列的對應(yīng)方針，并應(yīng)用于對現(xiàn)有建筑物的性能評估和對策討論，以下簡述一些這方面的內(nèi)容

2.2.2 場所概述

參考日本建筑規(guī)范JASS，下述場所是需要重點關(guān)注和把握的，包括重要物資或資料存放場所、公共場所、人員密集區(qū)域場所以及大空間場所、重荷載場所等，歸納如下：

體育館，室內(nèi)游泳池，劇場，酒店，航站樓(機場等)，展覽會等的主要房間

幼兒園、中小學(xué)、醫(yī)院、養(yǎng)老院等主要房間；

居室、走廊等的人在日常站立生活的地方；

天花板高度超過6 m，水平投影面積超過200 m2；

天花板表面構(gòu)成部件平均每平方米重量超過2 kg；

2.2.3 內(nèi)容

(1)根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計圖紙和存檔資料的勘察以及當(dāng)?shù)卣{(diào)查的實施，把握現(xiàn)狀的詳細的工藝和老化狀況。

(2)以調(diào)查結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范或行業(yè)協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn)，建筑施工企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員對吊頂?shù)榷螛?gòu)件和設(shè)備進行抗震性的調(diào)研和評價，或聘請專家和專業(yè)機構(gòu)做專業(yè)評估。

(3)措施及方案決定之前，對修繕計劃和成本估算進行討論，此時可以邀請客戶客戶一起參與研討，提高工作效率。

2.2.4 二次結(jié)構(gòu)診斷的流程

對于二次構(gòu)件的診斷流程如圖6所示，具體如下:

(1)事前調(diào)查：也就是目標(biāo)的設(shè)定，根據(jù)建筑物的屬性，首先設(shè)定好需要診斷的項目和基本的內(nèi)容，然后根據(jù)設(shè)定的方向收集原始資料，可以是客戶提供或檔案調(diào)查等，根據(jù)這些資料確認客戶傳達的信息，可以初步判斷當(dāng)前建筑物的當(dāng)前使用狀況。

(2)調(diào)查和診斷：根據(jù)原始資料有針對性的做現(xiàn)場實地考察和取證工作，對實地的二次構(gòu)件做抗震性能的細致檢查、經(jīng)過分類整理，由專業(yè)技術(shù)工程師或?qū)＜易鲎罴言u估。

(3)對策檢討：二次構(gòu)件診斷及修繕的方案形成后，還要提出概略的修繕計劃、概略的修繕金額等內(nèi)容。

圖6 實績?nèi)召Y項目中采用的診斷流程范例

2.2.5 二次構(gòu)件診斷報告書的編制

報告書的形成是對建筑物二次結(jié)構(gòu)診斷的一個匯總性文件，應(yīng)包括如下主要內(nèi)容：

(1)編制依據(jù)。

(2)建筑物原始參考資料。

(3)現(xiàn)場調(diào)研資料(含照片和數(shù)據(jù))。

(4)歸類匯總資料(如分樓層歸類)。

(5)概略的修繕提案、概略工期計劃、概略的估算金額等。

(6)交底記錄、會議記錄、論證資料、計算書、參考案例及文獻資料等。

報告書完成后，經(jīng)技術(shù)負責(zé)人審核后裝訂成冊給到客戶，式樣如圖7所示。

圖7 實績工程項目報告書范例

2.3 建筑物的節(jié)能診斷

2.3.1 概述

主要是希望通過建筑物節(jié)能診斷達成既定目標(biāo)。

(1)對于不同建筑物的能源消耗，建筑企業(yè)應(yīng)當(dāng)以不同的手段和技術(shù)措施進行綜合診斷，確定可以降低建筑物能耗的方案。

(2)提出有效利用能源、減輕環(huán)境負荷的有效節(jié)能方案。

2.3.2 依據(jù)和判斷

(1) 通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和全年各月能耗分析,對擬改造建筑的能耗狀況及節(jié)能潛力作出評價并出具報告,作為節(jié)能改造的依據(jù)，如圖8所示。

圖8 能源資源調(diào)查圖標(biāo)范例

(2) 對于剩余生命周期較短的建筑物、改造價值不大或改造收益明顯很低的且不合理的，經(jīng)過診斷得出結(jié)論后，可不予考慮節(jié)能改造。

(3) 建筑整體性能的評估應(yīng)以各部分性能的實測值為基礎(chǔ),，以建筑物的運行使用能耗作為評價指標(biāo),并輔以節(jié)能改造的預(yù)期投資回收期作為考核指標(biāo)。

2.3.3 內(nèi)容和要求

建筑物節(jié)能診斷的主要內(nèi)容是從能源消耗來分析的，此外可以通過復(fù)檢分析建筑物屋面和外墻保溫材料的性能衰減，外墻玻璃的節(jié)能效果等綜合計算分析來評價節(jié)能改造的可行性，具體要求如下：

(1)降低使用成本是本質(zhì)目標(biāo)。即通過對建筑物能源消耗的診斷提出了有效的方案，來降低實際要支付的能源費用。

(2)降低環(huán)境負荷的研討。根據(jù)診斷報告來綜合判斷、研討有效利用能源和有效使用的方法。討論不僅僅局限于能源資源，也可以是何減少二氧化碳等溫室氣體的排放等多層次的問題。

2.3.4 節(jié)能診斷的流程

根據(jù)節(jié)能診斷的內(nèi)容和要求，要做充分的事前調(diào)查，收集所需的資料和數(shù)據(jù)，對既存建筑物的設(shè)施概要、竣工圖紙、耗能數(shù)據(jù)等資料進行事先調(diào)查，通過技術(shù)分析和論證，從而提出與目的相符的恰當(dāng)?shù)脑\斷方法,如圖9所示。

圖9 實績?nèi)召Y項目中采用的診斷流程范例

2.3.5 節(jié)能診斷報告書的編制

節(jié)能診斷報告書應(yīng)包括以下主要內(nèi)容，式樣如圖10所示。

(1)建筑企業(yè)需依靠豐富的技術(shù)和經(jīng)驗并通過數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，來進行綜合判斷實施診斷的可行性，并提出有效的實施方案。

(2)報告書必須包含經(jīng)過計算和論證的材料以及預(yù)期達成的效果。

(3)報告書應(yīng)預(yù)估實施和改造所需的金額。

(4)按照預(yù)先制定的格式做成正規(guī)的報告書，提交客戶確認和檢查。

圖10 上海日領(lǐng)館改造項目節(jié)能診斷報告書范例

3 總結(jié)

當(dāng)前我國既存建筑物逐年增加，舊改將成為建筑行業(yè)將來發(fā)展的一個趨勢，既存建筑物生命周期的診斷為舊改提供了必要的前提條件。

建筑物舊改行業(yè)巨大的發(fā)展空間對在這個行業(yè)注入新的技術(shù)也提出了更高的要求。隨著科技的進步，新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備會在今后建筑物生命周期的診斷技術(shù)中也會得到進一步的發(fā)展和應(yīng)用。此外，計算機BIM軟件已經(jīng)在建筑企業(yè)中大量應(yīng)用，在建筑物生命周期的診斷報告書中如果能夠以BIM系統(tǒng)作為輔助，將平面圖紙和資料信息進行3D模塊化，并展示成果，那么此項工作的開展將更有實效和說服力。

4 愿景

目前在國內(nèi)尚未對建筑物的生命周期診斷工作有很大的投入，也沒有明確的規(guī)范文件作為行業(yè)指導(dǎo)來展開此項工作，但是隨著時間的推移，建筑物的老化不可逆轉(zhuǎn)且基數(shù)龐大，這項工作的重要性也會逐步體現(xiàn)出來。建筑企業(yè)、行業(yè)、協(xié)會、專家、通過探討和組織完成相應(yīng)的規(guī)范性文件來引導(dǎo)企業(yè)開展此項工作，并將此納入規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，從而保障建筑物和客戶的安全使用，將成為一項非常有意義的工作。