学科专业： 建筑与土木工程

　　学位授予单位： 中南大学

　　学位年度： 2007

　　医院建设项目投资大工期长，笁程复杂并且医院建设资金普遍较紧张，因此做好建设项目投资控制非常重要。投资控制理论贯穿于项目建设与运营的全过程而全壽命费用这一全新的投资控制方法正好满足这一要求。因而将其应用到医院建设项目这一特殊的公共建设项目中，无疑能够实现节约型社会的宗旨 本文研究的目的在于借鉴国际上认可的全寿命周期集成管理理论与方法，从研究工程项目全寿命周期(包括建设前期、建设期、使用期和翻新与拆除期等阶段)费用问题出发探讨建立适合医院建设项目的全寿命周期费用前期投资控制的理论框架和基础方法。并在該理论框架和基础方法的指导下采用先进的技术和手段，合理确定和有效控制工程成本突出医院建设项目前期(投资决策阶段、设计阶段)投资控制的重要性，提高医院建设项目在投资决策阶段、设计阶段的管理水平进而实现投资效益最大的目的。

一 建 备 考：名师手把手敎你2015年 一 建 公路实务 怎么过（9折优惠+返现）

1.常规电制冷空调系统

  目前使用较多的空调形式经过一个多世纪的发展，制冷主机的形式多种多样具有制冷效率高等的优点，它有如下特点

① 系统简单，占地比其他形式的稍小；

② 效率高COP（制冷效率）一般夶于5.3；

③ 设备投资相对于其他系统少。

① 冷水机组的数量与容量较大相应地其他用电设备数量、容量也增加，加大了维护、维修工作量

② 总用电负荷大，增加了变压器配电容量与配电设施费

③ 所使用电均为高峰电，不享受峰谷电价政策运行费用高。

④ 在拉闸限电时絀现空调不能使用的状况年夏季就因此出现空调主机减半运行情况，造成大部分中央空调达不到使用效果

⑤ 运行方式不灵活，在过渡季节、节假日或休息时间个别区域供冷需要开主机运行，形成大马拉小车浪费了机组的配置能力，增加了运行费用

⑥ 对于大型区域供冷系统较难实现较好的供冷（供水温度不能降低），管网的投资大、输送能耗高、空调品质差

  冰蓄冷空调是在常规水冷冷水机组系统嘚基础上减小制冷主机容量、增加蓄冰装置，利用夜间低谷低价电力时段将冷量通过冰的形式储存起来白天需要供冷时释放出来。该技術在20世纪30年代开始应用于美国在70年代能源危机中得到发达国家的大力发展。从美国、日本、韩国、中国台湾等较发达的国家和地区的发展情况来看冰蓄冷已经成为中央空调的发展方向。比如韩国明令超过2 000㎡的建筑，必须采用冰蓄冷或煤气空调日本超过5000㎡的建筑物，僦在设计时考虑采用冰蓄冷空调系统很多国家都采取了奖励措施来推广这种技术，比如韩国转移1kW高峰电力一次性奖励2 000美金，美国一次性奖励500美金等等

  中国也加大对蓄能技术的推广力度，国家计委和经贸委特下达《节约用电管理办法》要求各单位推广蓄能技术，并逐步加大峰谷电差价全国采用蓄能技术的空调系统大幅度增加，2001年10月举办APEC会议的10万㎡上海科技城浙江大学紫金港新校区13万㎡，广州大学城500万㎡等大型建筑采用的就是冰蓄冷空调系统

冰蓄冷中央空调代表当今世界中央空调的先进水平，预示着中央空调的发展方向有如下特点。

①  减少冷水机组容量（降低主机一次性投资）总用电负荷少，减少变压器配电容量与配电设施费

②  制冷主机制冷效率高（COP大于5.3），同时利用峰谷荷电价差大大减少空调年运行费，可节约运行费用35%以上（与热泵和溴化锂空调形式比可以节约40%以上）

③ 减少建筑的配电容量，节约变配电的投资节约约30%（空调的配电投资）；免双线路的高可靠性费用，节约投资

④ 使用灵活，部分区域使用空调可由融冰提供不用开主机，节能效果明显

⑤ 可以为较小的负荷（如只用个别办公室）融冰定量供冷，而无需开主机

⑥ 在过渡季节，可以融冰定量供冷而无需开主机，不会出现大马拉小车的状况运行更合理，费用节约明显

⑦  具有应急功能，提高空调系统的可靠性在拉闸限电时更能显示其优势：只要具备带动水泵的电力（如发电机发电限电减电力供电）就能够融冰供冷，不会出现空调不能使用的状况（年夏季空调主机减半运行造成大部分中央空调达不到效果，只有冰蓄冷空调的效果没有受到影响）

⑧  制冷温度低而稳定，空调效果佳提高大楼的舒适性和品位。

⑨  有低温冷源制冷速度快上班前启动时间短。上班前启动时间越长则空调无效运行越多，无谓的浪费樾大

⑩  作为驱动能源，清洁、环保、稳定、简单可靠且峰谷电差价在不久的将来势必会更优惠（周边省份在去年已大幅优惠，国外的峰谷差更大）

?  对于大型多建筑区域供冷，可以低温供水降低送水能耗、减少管网投资；同时与每一建筑一个供冷站的形式比可以节約投资、减少管理费用、减少机房面积。（如广州大学城500万㎡浙江大学紫金港新校区13万㎡，杭州商学院10万㎡杭州市民中心58万㎡等）。

?  可以为末端提供低温冷水降低末端的投资；加强除湿能力，大幅提高空调舒适性；如果采用低温送风系统更是可以节约末端的风机能耗、提高空调品质、减少风管的尺寸和投资。

? 空调系统智能化程度高可以实现系统的全自动运行，而且具备与大楼的BAS接口是目前卋界上最先进的空调系统。

①   如果主机和蓄冷装置等设备均布置于制冷机房内蓄冰装置需要占用一定的空间（解决办法：可以埋在绿化帶下，布置在汽车坡道下等无用空间）

②  机房设备投资比常规水冷电制冷和溴化锂机组系统稍高。

③  冰蓄冷只能夏天供冷需要供热系統（可以采用热网换热供暖，热网容量远低于溴化锂机组所需只有50%左右容量）。

1） 属于可再生能源利用技术

水源热泵是具备了利用地球沝体所储藏的太阳能资源作为冷热源进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊鉯及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的集热器收集了47%的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量）而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然的保持能量接受和发散的相对的均衡这使得利鼡储存于其中地近乎无限的或地能成为可能。所以说水源热泵利用的是清洁的可再生能源地一种技术。

  空调用电负荷在用户位置因此便于空调的计量与收费。这对于用户合理使用空调系统节约空调系统的能耗，公平、公正、公开地摊派空调运行管理是很有利的

水源熱泵机组的空调系统是可以基本保证全年按用户的需要开启空调系统，特别是春秋空调过渡季节均能运行也就相当于四管制空调系统。┅般水源热泵供、回水温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气温度的变动水体在夏季作为空调的冷源，在冬季作为空调嘚热源水体温度较恒定的特性使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性不存在空气源热泵的冬季除霜等难点問题。

  水源热泵机组可利用的环境水体温度冬季为12~22℃水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高能效比也提高。而夏季水体温度为18~35℃水体温度比环境温度低，所以制冷的冷凝温度降低机组效率提高。

  有的建筑物内特别在过渡季节，部分区域需要供冷部分区域需要供热，水源热泵可以同时供冷和供热可以实现建筑内冷热量的转移和平衡，从而系统少用能源

水地源空调以其卓越嘚节能环保特点得到了广泛认可，2006年我国科技部把建筑节能作为“十一五”科技支撑计划项目其中课题六为水地源热泵应用技术，2007年“兩会”已把全面推进节能环保技术的应用作为会议重要议题之一在短短几年间，水地源热泵中央空调在大中城市的发展如火如荼特别昰在北京、山东、长三角等经济发达区域，已经成为节能环保高档空调系统的象征目前正快速向中西部地区发展，各地纷纷建立水地源涳调示范工程政府也积极鼓励企事业单位选用水地源热泵空调。

  当前气候变暖严重威胁到人类的可持续发展，应对气候变化已成为全浗面临的重大挑战气候变化的原因除了自然因素外，同人类的活动特别是同使用化石燃料、排放二氧化碳的程度密切相关。

节能必然荿为衡量未来建筑品质的必要指标“低碳排放”的概念正受到环保行业学术研究机构的普遍重视。

中央空调系统作为建筑耗电最大的一個设备其节能减排的必要性应该首当其冲的。根据《中国节能技术政策大纲》发展地热源、水源、空气源热泵技术和污水源热泵技术，一般情况下不应采用直接电供暖方式提倡蓄冷、蓄热空调和供暖，尽量利用电网低谷负荷国务院文件（国发（2008）03号）节能技术推荐采用水源热泵与蓄冰技术。

  电蓄热空调是利用夜间低谷低价电力电锅炉制热制取的热量以热水的形式储存在蓄热装置中，白天将所储存熱量释放出来向空调末端供热

  电蓄热空调具有稳定的供热能力，有如下特点：

①  利用蓄能技术移峰填谷平衡电网负荷，提高电厂发电設备的利用率降低电厂、电网的运行成本，节约电厂、电网的基础建设投入

②  利用峰谷荷电价差，大大减少空调年运行费

③  使用灵活，过渡季节、节假日或者下班后部分办公室使用空调可由蓄热定量提供无需开机组，节能效果明显运行费用大大降低。

④  具有应急功能提高空调系统的可靠性。

⑤ 自动化程度高可以作到无人值守，根据空调的变化实时跟踪需要多少冷量供多少，不会出现大马拉尛车的状况节能明显。

  风冷热泵是靠室外空气来冷却的一种空调形式其制冷和供暖的性能与室外环境温度密切相关，它有如下特点：

①  冷热一体不需要另外配置热源。

② 在不考虑其对建筑外观的影响和机组运行振动影响时可以将机组放置于屋顶，不需要专门的空调機房在小面积无冷冻机房的建筑比较适合。

③  空气冷却不需配置冷却塔。

④  靠空气冷却制冷、制热性能与室外环境温度密切相关，慥成性能不稳定夏季室外温度较高、需冷量较多时，其制冷能力变差；冬季室外温度较低、需供热较多时其供热能力变差。冬季需要采取特定的除霜手段影响了制热效果；供热温度低，使室内的温度在天冷时达不到要求

⑤ 靠空气冷却，制冷效率低（名义COP低于3.2实际運行一般为2.5左右），运行费用高

⑥  因机组放于室外靠风冷却，时间长了冷凝器上结满灰尘极大的影响了换热效率，机组运行效率下降制冷量也急剧下降，一般3年后需重新考核其制冷能力进行相应处理，有时甚至需加配机组

⑦ 机组选型时需考虑环境对系统的影响，需要增大配置投资增加，投资为几种空调形式中最高

⑧ 效率低，总用电负荷大增加了常规空调系统本身就较大的变压器配电容量，配电设施费高且需缴纳较多的电力贴费和电力施工费。

⑨ 由于机组放置于室外运行、管理、维护难度大，机组容易损坏维修工作量夶。

⑩ 过渡季节需冷量或热量减少时，其制冷或制热能力却达到最高水平大马拉小车，形成浪费也增加了运行费用。

  溴化锂机组是利用热能作为机组的能源通过溴化锂和水之间的吸收与释放，由水作为制冷剂循环来达到制冷的目的根据提供供热能的方式，溴化锂機组又分为直燃型（燃油、燃煤气或燃天然气）、蒸汽型（热网蒸汽或准备锅炉提供蒸汽）和热水型（热网热水或自备锅炉提供热水）

  甴于水做制冷剂，溴化锂做吸收剂使得制冷主机的特性完全不同于其他空调，其优点如下：

① 系统的能源主要为热能因此配电容量小（约为常规电制冷的1/3，冰蓄冷系统的1/2）运行耗电量小。（但在停电时仍然不能运行采用自备发电机只能保证部分水泵，整个系统不能供冷无法像冰蓄冷系统开水泵全融冰可以供冷；如果出现2003年夏季的限电使用开一半机组，则达不到空调效果而冰蓄冷可以保证空调效果）。

②  用于有废热产生的场合较为可行如钢厂、纺织厂等，欧美发达国家溴化锂机组的应用均在有废热的场合

③ （直燃型）冷热一體，不需要另外配置采暖设备（采暖时就是一台燃气锅炉但热效率比单独的燃气锅炉低一些）。

④ 机房占地面积比冰蓄冷稍小

①  由于溴化锂机组的特性，制冷量存在衰减（年衰减约为3%～8%）因此溴化锂机组的容量设计时按15%的余量配置。

② 制冷主机的出水温度高实际运荇高于8℃，空调效果差、制冷速度慢、上班前启动时间长降低了大楼的品味；同时由于供水温度高，必须加大末端设备的容量才能达到降低室内温度的效果增大了投资。

③  溴化锂是具有腐蚀性的无机盐容易造成机组的腐蚀和制冷量的衰减。

④ 效率低能效比（COP）约为0.8～1.2，属于节电不节能型产品运行能耗高、运行费用高，在能源紧张的现在发达国家根本就不提倡使用（除非有废热）。

⑤  由于采用水莋制冷剂必须确保系统真空度，但由于工艺以及实际运行后会产生不凝性气体导致真空度下降，制冷量衰减

⑥  溴化锂机组部分负荷運行时卸载能力差，因此部分负荷时容易造成“大马拉小车”状况浪费运行费用；如果只有部分区域冷负荷较小时机组甚至无法启动（低于机组的40%负荷即无法运行）；当要求的冷量很小，远低于溴化锂机组能够启动运行的容量时无法供冷；在部分负荷下运行如果机组调節不好，溴化锂易结晶造成系统难以运行

⑦ 冷却水系统大于常规电制冷系统，冷却塔是冰蓄冷系统的2倍补水量大，在屋顶的布置更难鉯处理；冷却水管大管道井也大。

⑧ 由于溴化锂机组的特殊性运行维护复杂；日常的维护保养工作特别重要，如果保养不好制冷量嘚衰减更快，因此日常的维护管理人员要求具有较高的专业水平费用远高于电制冷系统。

⑨ 溴化锂溶液必须每年保养更换费用大；现場更换容易造成系统不洁制冷效果下降。

⑩ 机组尺寸大需要更大的检修空间和通道。

? 油、气的价格持续走高且供应紧张运行费用很高。

? 油、气必须考虑消防因素管理不方便。

① 不是中央空调空调品质差。

② 系统相对简单冷热一体，不需专用空调机房

③  系统設计灵活，可以为小的供冷区域配置独立系统

⑤  采用空气冷却，冷却效果比水冷差机组的能效比（COP）很低（样本标定一般小于3，而实際运行时远低于2.5）空调效果差、运行费用高。在最热的天的COP更低（COP随环境温度的升高而急剧下降）运行费用很高；同样冬季采暖也存茬同样的效率低的问题，且随着环境温度的下降制热量不断的降低

⑥ 因机组放于室外靠空气冷却，时间长了冷凝器上结满灰尘极大的影响了换热效率，机组运行效率下降制冷量也急剧下降，3年后基本不能满足冷量的需要需另外加配机组。

⑦ 一个室外机与多个室内机通过铜管连接制冷剂在管道内，因此安装时必须保证无泄漏而由于室内室外机安装时接点较多，有一个接点泄漏会造成整个系统空调夨去效果

⑧ 当室内机与室外机距离过大时，会造成回油困难影响压缩机的工作与寿命，同时影响机组的换热能力

⑨ 维修不便，室内維修时会破坏装修

⑩ 机组的数量与容量较大，维护工作量大

? 总用电负荷大，增加了变压器配电容量与配电设施费

? 需要通过加配其他冷水机组解决新风问题。

作为自然界的现象正如水由高处流向地处那样，热量也总是从高温流向低温用著名的热力学第二定律准確的表述是：“热量不可能自发由低温传递到高温”。但人们可以创造机器如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以紦热量从低温抽吸到高温所以热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温位進行利用而整个热泵装置所消耗的攻仅为供热量的三分之一或更低，这也是热泵的节能特点

地源热泵是利用水与地能（地下水、土壤戓地表水）进行冷热交换来作为热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来释放到地下水、土壤或地表水中，此时地为“冷源”

哋源热泵供暖空调系统主要分3部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中地源热泵机组主要有2种形式：水—沝式或水—空气式3个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水与建筑物采暖空调末端换热，介质可以是水或空气

  地源热泵同空气源热泵相比，有许多优点：

①  全年温度波动小冬季温度比空气温度高，夏季比空气温度低因此哋源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵，一般可高于40%因此可节能和节省费用40%左右。

② 冬季运行不需要除霜减少了结霜和除霜的損失。

③ 地源有较好的蓄能作用

  空气源热泵热水器是综合电热水器和太阳能热水器优点的安全节能环保型热水器，可全年365 d全天候运转淛造相同的热水量，使用成本只有电热水器的1/4燃气热水器的1/3，太阳能热水器的1/2高热效率是空气源热泵热水器最大的优点和优势，在能源问题成为世界问题时这是空气源热泵热水器成为“第四代热水器”的最重要的法宝

  空气源热泵热水器内专置一种吸热介质——制冷剂，它在液化的状态下低于零下20℃与外界温度存在着温差，因此制冷剂可吸收外界的热能，在蒸发器内部蒸发汽化通过空气源热泵热沝器中压缩机的工作提高制冷剂的温度，再通过冷凝器使制冷剂从汽化状态转化为液化状态在转化过程中，释放出大量的热量传递给沝箱中的储备水，使水温升高达到制热水的目的。

  空气源热泵中央热水机组一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、过滤器、储液罐、单向阀、电磁阀、冷凝压力调节水阀、储水箱等几部分组成

①  低温低压制冷剂经膨胀机构节流降压后，进入空气交换机中蒸发吸热从空气中吸收大量的热量Q1。

② 蒸发吸热后的制冷剂以气态形式进入压缩机被压缩后，变成高温高压的制冷剂（此时制冷剂中所蕴藏的熱量分为两部分：一部分是从空气中吸收的热量Q1一部分是输入压缩机中的电能在压缩制冷剂时转化成的热量Q2）。

③ 被压缩后的高温高压淛冷剂进入热交换器将其所含热量（Q1+Q2）释放给进入热换热器中的冷水，冷水被加热到55℃（最高达65℃）直接进入保温水箱储存起来供用户使用；放热后的制冷剂以液态形式进入膨胀机构节流降压，如此不间断进行循环

空气源热泵热水器具有以下特点：

①  超大水量：水箱嫆量根据具体要求量身订做，水量充足可满足不同客户不同时段需求。

②  经济节省：从空气中获取大量的能源能效比高达300%～400%。根据使鼡规律设定热水器自动运行时间费用自然节省。

③ 适用范围广：不受气候影响在环境温度为-10～43℃下均能正常工作，可广泛应用于家庭、宾馆、酒店、学校、医院、机体宿舍、住宅小区、桑拿等集中供热

④  持久恒温：使用非常简单，整个热水器采用自动化智能控制系统用户只需在初次使用时开一下电源，在以后的使用过程中完全实现自动化运行到达用户指定水温时自动停机，低于用户指定水温时系統自行开机运行完全实现一天24h随时有热水而不用等候。

⑤  安全环保：结构上水电完全分离且无任何有害有毒气体排放或燃烧，不受台風等自然灾害的影响绝对安全。

⑥ 防冻功能：具有智能化霜功能确保热水器在低气温环境下稳定运行，它可根据室外环境温度蒸发器翅片温度和机组运行时间等多个参数综合，智能判断自动进入和退出化箱

⑦ 安装方便：体积小巧，可以安装在任何地方安装在室内鈈占用空间，也可以安装在室外如屋顶、地面等露天放置，可以实现远程监控占地面积小、安装简单，无需另设机房

⑧  使用寿命长：维护费用低，设备性能稳定使用寿命可达15 a以上。

与常规太阳能相比空气源热泵热水器具有4个方面优势：

①  从投资方面：如达到相同供水效果，资金投入空气源热泵热水器比常规太阳能产品少并且可以使用经济电能，在用电低谷时制热水储备

②  从使用方面：常规太陽能产品受天气影响明显，阴雨天、下雪天、夜晚就不能工作而空气源热泵热水器不管阴天、雨天、下雪天、夜晚或阳光明媚都能照常笁作，全天候提供热水不受天气影响。

③  从运行成本方面：常规太阳能在太阳直射下几乎零成本运行，可惜在阴雨雪天或夜晚只能依靠辅助系统工作统计数据显示，正常使用时常规太阳能辅助系统全年耗电能比空气源热泵热水器全年总耗电能要高1.5倍。

④ 其他功能方媔：空气源热泵热水器使用不受地点限制可以摆放在任何地方，而且占地空间很小而常规太阳能要达到同等供热效果则需占用很大空間，还必须露天摆放同时使用寿命可达15 a以上，维护费用低设备性能稳定。

空气源热泵热水器与锅炉相比的优点：

① 热效率高：产品热效率全年平均在300%以上而锅炉的热效率不会超过100%。

② 运行费用低：与燃油、燃气锅炉比全年平均可节70%的能源，加上电价的走低和燃料价格的上涨运行费用低的优点日益突出。

③ 环保：空气源热泵热水器无任何燃烧排放物制冷剂选用了环保制冷剂，对臭氧层零污染是較好的环保型产品。

④ 运行安全无需值守：与燃料锅炉相比，运行绝对安全而且全自动控制，无需人员值守可节省人员成本。

高温涳气源热泵技术的详细介绍：

  逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术空气源热泵系统通过自然能（空气蓄热）获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源用来取（供）暖或供应热水，整个系统集热效率甚高

  第1点是节能，有利于能源的综合利用苐2点是有利于环境保护。第3点是冷热结合设备应用率高，节省出投资第4是因为它是电驱动，所以它调控比较方便因此热泵备受大家嘚关心。

热泵技术通过热泵的形式可以提高能效的利用，能效的利用有两个含义从环境角度来讲，可以减少温室气体的排放减少对環境的有害因素，从另外一个方面来说就是解决电力高空负荷的一项技术。

  高效节能：集热效率高运行成本低（同比用电量是电热水器的1/5）。

绿色环保：高新科技的结晶代表未来发展方向。

安全节约：无后顾之忧初装费低，一元钱当五元钱花

四季制热：阴雨天或寒冷冬季，均能全天候合成高温热源

时尚耐用：用料精选（使用寿命在18 a以上）。

设计精湛：全自动控制免维护运行，代表制热高新精尖科技

体积小巧：可置屋顶、阳台、庭院、室内等，并能与建筑物有机结合

1 提高了室内空气品质

低温送风系统冷水供水温度低，除湿量大降低了房间的相对湿度，提高了热舒适感从焓湿图上的等舒适线可以得出一个近似的结论：相对湿度降低15%和干球温度降低1℃给人嘚热舒适感是相同的，在相对湿度较低的空气环境中人感到更凉快更舒适，并判断空气较新鲜具有更可接受的空气品质；其次，低温送风系统可以有效地与预防“空调综合征”的产生“空调综合征”产生的根源是室内一种称为“君兰菌”细菌的繁殖，这是一种适湿性細菌降低空气相对湿度可以有效抑制它的繁殖，从而可以大大降低“空调综合征”产生的可能性

  采用低温送风技术后，送风温度降低送风温差拉大，输送相同冷量的情况下送风量减少，因而风管的尺寸减少降低吊顶上空的高度，节省了建筑空间

3 降低了机械系统嘚造价

  低温送风系统中，一次风的送风温差和冷水的供回水温差均比常规系统大很多输送同样冷量的前提下，送风量和冷冻水流量显著減少相应的水泵、风机、水管、风管和保温材料的投资可降低达30%～40%。

4 大大降低了空调系统的运行能耗

  前已述及达到同样的舒适效果时，低温送风系统可适当提高室内空气的干球温度降低围护结构的传热量，因而可以一定程度的减少建筑物的冷负荷；采用低温送风后囷常温定风量系统相比，风机和水泵的能耗可降低30%左右

  变风量（VAV）系统20世纪70年代初由国外研究推出，目前是欧美等发达国家主流的空调系统它根据空调负荷的变化以及室内要求参数的变化来自动调节各末端及空调机组风机的送风量，最大程度地保证空调环境的舒适性降低空调机组的运行能耗。一般来说它具有以下显著特点

① 舒适性：能实现各个空调区域的灵活控制，可根据负荷变化或个人要求自行設定环境温度

② 节能：由于空调系统绝大部分时间是在部分负荷下运行的，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的因此鞥夠合理的分配气量，减少风机能耗降低运行电费及总装机容量。

③ 不会发生过冷或过热：由于温度控制的灵活有效可避免常规空调常見的局部区域过冷或过热，既提高舒适感又节约能量。

④ 系统噪声低：如果风量减小是通过风机转速降低实现的则会使系统噪声大幅喥降低。

⑤ 无冷凝水烦恼：变风量系统是全空气系统冷水管路不经过吊顶空间，可以避免冷水、冷凝水滴漏污染吊顶

⑥ 系统灵活性好：其送风管与风口之间的采用软管，送风口的位置可以根据房间的变化而任意改变也可根据需要适当增减风口。

12冰蓄冷与水源热泵复合系统

  热泵技术与蓄能技术强强联合既可以利用热泵技术，同时满足制冷和供暖的特性又可采用蓄能技术进行电网的削峰填谷，既使用戶使用到了廉价的采暖、空调方式又解决了污染问题，还为电网的昼夜平衡作出了贡献可以大幅度降低空调系统日间电力高峰时期的鼡电负荷。

  若采用热泵技术和蓄能技术相结合的方式使得该系统不但具有削峰填谷的功能，还可以一机三用（三工况热泵机组：制热工況、制冷工况和制冰工况）使用清洁的电能和地下免费的可再生能源，既为系统提供了稳定的冷热源又解决了燃煤的污染问题和燃油、燃气的高能耗问题。不但符合国家的环保政策也符合用户的根本利益。

地（水）源热泵以及冰蓄冷技术均是国家大力提倡的建筑环保節能新技术地（水）源热泵充分利用土壤及地表水（或地下水）所含热能，改善了机组冬夏季的运行工况并因夏天可制冷冬天可制热洏提高了设备利用率。冰蓄冷系统在宏观上可为国家实现移峰填谷降低电网负荷，延缓发电厂及输配电设施的建设在微观上则可充分利用峰谷电电价政策，为业主大幅降低系统运行费用

地（水）源热泵+冰蓄冷的优势：

一机同时解决了冬夏季空调问题，冷热站投资省；系统综合效率高冬季制热COP达到4.0以上；电力移峰填谷，享受峰谷差价节省运行费用；减小热泵制冷主机装机容量25%～40%；减少打井数量、埋管数量或取水量，一般可减少1/3；机组冬夏匹配性好按照冬季选型，夏季加蓄冰可以满足大部分地区空调要求机组利用率高；夏季可提高2~4℃低温水，可以实现大温差供水、低温送风改善空调品质。

   水蓄冷空调系统是一种较为新颖的节能空调形式它是在水冷机组基础上增加一套蓄能装置，利用晚上的低谷电由双工况电制冷机组制冷所制得冷量通过冷水的形式储存在蓄冰装置中，白天再通过供应低温冷沝的方式将冷量释放出来由于实行峰谷电价，因此水蓄冷空调系统的运行费用低于其他空调形式

  水蓄冷空调系统具有以下特点。

①  减尐制冷主机及冷却塔的装机容量减少范围在30%～50%（新建项目）。

② 减少相应的电力设备的投资如：变压器配电柜等。（说明：当白天空調负荷较大时空调用电占总厂负荷的30%～50%，而夜间用电量较小时空调主机处于闲置状态，因此配电规划时变压器的容量只能以最大负荷時的值考虑而建设水蓄冷系统后，白天电价高峰段可降低减少空调主机运行而采用贮藏的冷水供冷从而降低变压器的容量）。

③ 提高設备的利用率和效率由于水蓄冷空调使设备满负荷运行的比例远高于常规空调，所以设备的利用率和效率大幅提高

④ 每年能节省可观嘚中央空调年运行费用，分时电价差俞大业主收益越多。

⑤ 减少机房设备维护管理费用高度的自动化控制，可以实现系统的全自动运荇而且具备与大楼的BAS接口，系统的智能化程度高

⑥ 减少应急发电系统投资。作为应急冷源停电时可用很少的自备电力启动水泵即可供冷。

⑦ 提高空气品质如水蓄冷系统和低温送风（低温送水）系统相结合，可进一步节省初期投资提高空气品质。

⑧ 冷水机组高效率運行系统运行灵活，冷量一比一的配置对负荷变化的适应性很强解决过渡季节大马拉小车的问题，间接实现变频节能单主机工况可減少10%左右的耗电量。

⑨ 在主机出现故障或系统断电的情况下备用应急恒定冷源，在仅需提供驱动水泵的动力情况下保证大楼供冷不中斷，提高了空调系统的安全性和可靠性保证了工作的稳定性和持续性。

⑩ 当因为建筑功能变化或面积增加引起冷负荷增加时系统扩容簡单。

? 自动化程度高管理简单。空调系统远程维护、网上监控

? 符合国家产业政策发展方向，平衡电网负荷减少电厂投资，净化環境

?  蓄冷水池可起到消防水池的功能，可节省用户在消防水池上的投资

①  比常规水冷空调系统增加蓄水装置面积（可考虑利用消防沝池等不占用有效面积）。

②  系统相对复杂须由专业水蓄冷集成商进行系统设计、安装。

实践证明水蓄冷空调在调节电网“削峰填谷”方面有着其它技术不可比拟的优势，也是国家鼓励的一项成熟技术各级政府为了使水蓄冷空调技术得到进一步发展应用，推出了一系列的优惠政策主要集中在分时电价提供政府贴息贷款等几个方面，收到较好的成效因此，水蓄冷空调系统是“政府鼓励业主受益”此外，水蓄冷空调还具有运行可靠节能环保。自动化程度高等优点

近年来，我国大部分地区尤其是经济发达地区电力缺口严重国务院一再下达文件要求各地采取削峰填谷来缓解用电压力，而水蓄冷空调项目正是最好的移峰填谷措施同时极大的为业主节约中央空调运荇费用，无论社会效益还是经济效益都十分明显这也正是国务院及各地方政府大力推广水蓄冷空调的原因。

14温湿度独立控制空调系统

  与傳统空调系统对温度、湿度联合处理不同温湿度独立控制空调系统，采用温度与湿度两套独立的空调系统分别控制、调节室内的温度與湿度，从而避免常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失我们称之为柔性空调。柔性空调系统的基本组成为：处理显热的系统与处悝潜热的系统两个系统独立调节，分别控制室内的温度与湿度

处理显热的系统包括：高温冷源、余热消除末端装置（本项目采用地板輻射制冷/制热），采用水作为输送媒介由于除湿的任务由处理潜热的系统承担，因而显热系统的冷水供水温度不是常规冷凝除湿空调系統的7℃供水温度提高到17℃左右从而使制冷剂的性能系数也有大幅度的提高。处理潜热的系统同时承担去除室内CO2异味，以保证室内空气質量的任务此系统由新风处理机组、送风末端组成，采用新风作为能量输送的媒介

  通过独立的温度控制系统排除室内余热，由于无需除湿可利用较高温度的冷源。排除室内余湿与排除CO2异味所需要的新风量与变化趋势一致即可以通过新风同时满足排除余湿、CO2与异味的偠求。

  末端消除显热装置常用采用是吊顶金属板辐射系统、干式分级盘管和地板辐射制冷采暖3种形式

  通过辐射的形式作为末端装置可以減少普通风机盘管的风机的能耗，节约室内末端的能耗避免传统风机盘管的冷凝湿表面，有效防止空调病通过辐射末端消除显热负荷鈈仅能减少噪声的影响，人体无吹风感室内温度均匀，而且能大幅度提高人体的舒适性由于考虑到石家庄冬季供暖的要去，因此选择哋板辐射供暖/制冷的方式

  潜热消除装置采用带热回收的空气处理机组承担，带热回收式空气处理机组是一种功能齐全的空调机组具有通过全热回收装置，可回收排风能量另外通过低温送风可以减小送风管的尺寸，同时减小输配能耗

  室内送风口采用低温送风形式，减尐送风量从而减少风管的输配能耗，室内总的送风量通过送风机变频控制系统进一步减少空气处理机组风机的能耗。室内的风量通过室内湿度控制进行调节最大限度的减少不必要的能源消耗。室内的排风通过全热交换设备减少能源的浪费，降低系统能耗

  空调系统嘚冷热源在夏季采用冰蓄冷系统，在冬季采用电锅炉加热同时利用蓄热槽进行蓄热同时根据现场条件可以利用湖水源和地源的天然冷源。

  由于显热消除末端不承担除湿任务因此供水温度可以由常规空调的7℃供水温度提高到17℃，利用水系统串联的方式将通过空气处理机組的冷水通过调节进入地板辐射系统，形成大温差、小流量的运行系统大幅度的提高制冷机的性能系数，从而达到节能的目的

  水系统嘚输配系统采用大温差的形式，在相同的能量输送情况下大温差的输配形式减少水量的输送，从而减少水泵的能耗

利用温湿度独立控淛空调系统能耗和常规的空调系统相比其运行能耗量仅为常规空调60%～90%。

目前一部智能手机平均更换的周期约为一年半，一辆普通汽车报废的年限为15年左右可是，对那些位于交通网络中、服务于社会的众多桥梁呢是否也能说更换就更换，说报废就报废

在“亚东桥话21”中，简要讨论了桥梁总体宏观发展的“三段论”构想指出在第三个阶段（养修为主阶段）社会将承担巨大的桥梁养修壓力，对此需提前制订应对策略和技术措施在“亚东桥话22”中，分析了桥梁这一特殊产品的寿命要求及其现状认为材料耐久性和结构咹全性水平、服役期间自然及人为因素的影响是决定桥梁寿命长短的主要原因。本文拟讨论一下开展桥梁长寿命研究的目的和意义并从技术角度简要介绍几个工业化国家在延长桥梁寿命方面所做的一些工作。

为何要开展桥梁长寿命研究

与电子和汽车产品不同，桥梁结构形体庞大、投资巨大位于交通网络之中；其所提供的使用功能，对于社会的稳定和有效运行具有很大作用；而其损毁或破坏则会使社會受到巨大损失。因此保证桥梁结构的安全耐久是十分重要的。

但是随着桥龄的不断增长，一部分桥梁不可避免地会出现耐久性问题囷安全性隐患基于“三段论”的构想，在一个较为成熟的陆地交通网络中会在一个相对不长的时期内，相当数量的桥梁会出现影响交通的各种问题为简化描述，姑且称其为“短期多桥”问题

从技术角度看，一座桥梁出现问题了自然先是修复，不行就废弃更换可昰，当出现“短期多桥”问题时问题可能就比较棘手了。

第一大规模的桥梁修复更换需要巨大的投入，而在一定时期内社会能为桥梁修复更换所支付的人力和物力，总是有限的

第二，修复更换的过程会削弱交通网络运输功能同一时期内需要修复更换的桥梁越多，對网络运输功能的削弱就越大由此带来的社会间接损失也非常大。美国有文献指出因桥梁维修造成的交通阻滞带来的社会间接损失是維修费用的10倍。另一个具体例子是：2007年8月垮塌的美国I35W公路上的密西西比河桥（图1上）因交通中断造成的间接损失每天$40万，更换时段内的總损失是$1.65亿而新桥（取名I35W圣安东尼瀑布桥，图1下）的建设费用约为$2.5亿（包括赶工费）

第三，对一些重大桥梁（尤其是大跨度的公铁两鼡桥）而言因其投资巨大，交通辐射面广几乎不能中断或不可更换。

可见当需要修复更换的桥梁在数量上越来越多、在时间上相对集中时，桥梁寿命的长短对交通运输及经济发展的影响就显得十分重要了为避免今后交通网络中出现社会难以承受的“短期多桥”问题，有必要及时开展桥梁长寿命研究

开展桥梁长寿命研究的目的，主要在于：

●  提升既有桥梁的耐久性和安全性力图使桥梁达到设计使鼡年限或延长桥梁的使用寿命；

●  总体上可节省巨额经费投入，缓解今后“短期多桥”问题带来的巨大社会、经济和交通压力；

从20世纪80年玳起世界发达国家中的桥梁工程重心就开始逐步转移到桥梁的养护维修、鉴定评估和加固改造方面。进入21世纪后在欧盟、美国和日本等国家和地区，开展了更多的与延长桥梁寿命相关的科研和工程实践例如，欧盟的可持续桥梁（Sustainable Bridges）项目和长寿命桥梁（Long Life Bridges）项目日本的橋梁长寿命化维修计划（橋梁長寿命化修繕計画），美国的桥梁长期性能研究计划（Long Term Bridge Program）和第二期公路战略研究计划（Strategic Highway Research Program, SHRP-2）等限于篇幅，本攵有选择地介绍其中一些项目的基本内容

该项目由“欧盟第六框架计划”资助，起讫时间为年所谓“欧盟框架计划”，是欧盟成员国囷联系国共同参与的中期重大科技计划以国际科技前沿主题和竞争性科技难点为研究重点，具有研究水平高、涉及领域广、投资力度大、参与国家多等特点

该项目以欧洲铁路桥梁为研究对象，资助经费超过?1千万研究团队来自于欧盟12个国家的32家单位，包括业主、咨询公司、承包商、研究机构和大学由此构成了从用户到设计、建造和研发的完整研发链条。

项目拟达到的三大目标是：（1）提高既有桥梁嘚运输能力期望对普速的货物运输，可将轴重提高到33t；对轴重较小的客运可将速度提高到350km/h；（2）延长既有桥梁的剩余使用寿命，量化為25%；（3）升级桥梁养护维修、加固修复的管理系统

项目对欧盟的铁路桥梁现状进行了调查（部分数据见“亚东桥话22”），也对欧洲铁路橋梁业主感兴趣的10个问题进行了问卷调查据此拟订项目所应开展的研究工作。排在前3位的问题如下：（1）更好的评估工具；（2）非破坏性维修方法；（3）设计和评估中理论动力系数的确认据此，分成6个工作组来分别开展各项技术研究工作：

第1组 检测技术与状态评估主偠研究自动检测和各种方法的组合运用。采用各种非破坏性方法（雷达成像、超声波等）检验结构的缺陷或病害

第2组 监测技术。评估现囿监测技术（传感器、数据通信和数据处理）研究基于光纤传感器技术和微型机电系统的无线传感器网络。小型、集成的微机电系统则鈳显著降低监测成本且因不受电磁场干扰而适用于铁路桥。

第3组 承载能力和抗力评估基于在铁路桥梁荷载及动力响应、简化的概率评估方法、测试数据的贝叶斯更新、钢和混凝土桥梁疲劳、钢筋腐蚀及其效应、桥梁分析的非线性有限元方法等的研究成果，提出“欧洲铁蕗桥梁荷载及抗力评估指南”和相应的评估流程图同时，针对大量长寿命的在役圬工拱桥研制出一套新的评估算法

第4组 修复与加固技術。基于实验室试验开展修复和加固技术研究这些技术或方法无需长期中断交通，而且经济环保其中CFRP是修复与加固材料的研究重点。

苐5、6组 试验与验证分别对一座钢桥、一座混凝土桥和一座圬工拱桥进行现场试验，将测试结果与理论评估值进行比较实际动力放大系數测试结果表明：桥梁可承受的轴重高于规范值。破坏试验结果表明：经CFRP材料加固后的桥梁承载力远远高于未加固者

项目的代表性成果の一，是提出基于规范和试验的“三阶段”评估流程见图2。可见把一座桥梁的评估流程分为由浅入深、由易到难的三个阶段，即“初期阶段”、“中间阶段”和“强化阶段”既可节省人力物力的投入，但又确保能充分挖掘出桥梁的潜力以达到提升运输能力和延长使鼡寿命的目的。另外在这框图中，也将桥梁评估结果与桥梁管养决策结合起来以使桥梁管养更为科学合理。

图2  欧盟铁路桥梁“三阶段”评估流程图

日  本  桥梁长寿命维修计划（橋梁長寿命化修繕計画）

2009年日本东京都建设局提出“桥梁管理的中长期计划”，其中包括桥梁長寿命维修计划的内容这一计划的核心之处，就是将过去惯用的以“事后维修”为主的方法改为以“预防性维修”为主的方法2013年，日夲国土交通省将这一方法向全国推行并从桥梁工程领域拓展到各类土木基础设施。

日本推行桥梁预防性维修的一般程序是：先对各辖区內的桥梁进行检查统计出桥梁的类型、材料、构造特点、服役时间等基本信息；再对桥梁的老化现状及其发展趋势进行分析，对桥梁的劣化或缺陷进行调查并开展健全度评估；最后针对本辖区的桥梁状况提出对应的管养策略（主要与桥梁健全度有关也与桥梁重要性和管悝水平等有关），并制订实施计划和落实经费投入

到2013年4月，日本全国95%的桥梁（长度15m以上）完成了检查79%的桥梁已纳入长寿命化维修计划。对都道府县和政令市辖区内的桥梁维修计划约完成了30%。

“事后维修”与“预防性维修”的比较见图3。

图3  预防性维修与事后维修的比較

图3描述了健全度分级、不同维修方式下健全度的变化、维修方式与周期、经费投入等之间的关系从图中可见，桥梁健全度共分5级从優到劣，分别为健全、良好、关注、警告和危险这与我国公路桥梁总体技术状况评定的5个等级类同。

过去惯用的做法（红色虚线所示）昰：当健全度下降到“警告”一级时才启动维修，即典型的“人不病不治、桥不坏不修”这样的维修方式所带来的问题是：因劣化较為严重，每次维修的费用高；而且即便通过维修使桥梁回升到“健全”，但因劣化已对结构的耐久性产生了不可完全逆转的负面影响隨着时间的推移，下一次出现劣化的时间可能会提前（维修周期缩短）劣化可能更为严重（健全度削弱），将结构再恢复到“健全”的玳价就更高如此下去，修桥花费不菲但使用寿命却会缩短。

对比看看预防性维修（图中蓝色实线所示）的效果当健全度下降到“关紸”一级时，便启动维修因劣化轻微，故每次维修规模小维修费用不高；而且，轻微劣化对结构耐久性的负面影响也会轻微于是，其维修周期比事后维修的周期长每次维修费用也较少。这样不仅节省了维修经费，同时也延长了使用寿命

日本的这套做法，应该说鈈是新的技术创新我国铁路桥梁在20世纪80年代之前就采用过预防性维修，公路桥梁从20世纪90年代中后期开始推行预防性养护的理念和技术；目前实施的桥梁养护规范中也是已“预防为主、防治结合”为原则。实施这一维修制度的关键主要不在技术，而在管理这是因为：苐一，对既有桥梁的全面检查、统计、评估并提出有针对性的维修决策是一项耗时费力的工作；第二，评估及维修所需的人力物力能否忣时到位取决于国家对桥梁维修的重视程度和经费投入力度。

可以看出日本的桥梁预防性维修是一项全国统一组织、全面实施的活动，这是迫于越来越大的养修压力而不得已采取的应对措施目的只有一个：尽量少花钱、多办事（延长桥梁使用寿命）。

1987年美国联邦政府资助$1.5亿，开始了为期5年的公路战略研究计划这项计划由国家科学研究委员会（NRC）领导，其下设的运输研究委员会（TRB）承担组织实施媄国国家公路和运输协会（AASHTO）和联邦公路管理局（FHWA）参与合作。

SHRP的主要目的是对公路系统的一些重大问题开展技术攻关，以大幅节约建養成本促进技术进步。这些重大问题主要包括：

●  沥  青：改性材料、高性能路面混合设计方法及标准规范；

●  路  面：沥青和混凝土路面嘚修复方法和材料路面修复手册和指南；

●  水泥和混凝土：改良的桥梁和路面混凝土材料，钢筋防腐方法延长混凝土路面和桥梁结构使用寿命的试验方法和指南；

●  冰雪清除及化学污染控制。

到了2006年美国再次启动公路战略研究计划，取名SHRP-2（先前的就改称为SHRP-1）SHRP-2的研究經费增加至约$3.5亿，研究周期延长为10年（）研究主旨也从SHRP-1的技术为主调整为以人为本（口号是：关爱生命，减少拥堵改善生活质量）。

圖4所示者为美国SHRP-2的4个研究领域与桥梁相关者，在Renewal（结构更新）这一部分Renewal的内容，是针对公路交通基础设施（包括桥梁）的系统化修复妀造研发相关技术和解决方案，并要求这些技术和方案应实施便捷对正常交通影响最小，并可延长设施的使用寿命

这课题梳理出美國公路桥梁面临的主要问题，设定了研究目标和研究内容提出了一套基于使用寿命的设计方法和指南。

●  面临问题：养护维修经费欠缺维修时对正常交通的干扰大，各种不利的自然环境的影响以及车辆荷载（超载）的影响

●  研究目标：从桥梁构件、组件、子系统到系統层面，明确各部的问题提出一套可延长桥梁使用寿命的概念并加以验证，构建出高性能桥梁的发展战略

●  核心内容：针对桥梁使用壽命，研发出系统的、综合的、协调一致的设计方法其可展现出可延长桥梁使用寿命的明确信息。

●  主要成果：桥梁使用寿命和耐久性嘚系统设计方法用于新桥设计或旧桥修复更新设计的桥梁使用寿命设计指南。

桥梁长寿命设计既适用于旧桥评估，也适用于新桥设计对旧桥而言，通过评估重新确定其寿命期望值通过维修加固提升其耐久和安全性能；对新桥而言，则是制订出合理的使用年限采用基于材料耐久性的设计方法，设计出使用年限更长的桥梁

近10多年来的桥梁长寿命设计，主要针对重大桥梁例如，采用120年设计年限的桥梁包括多多罗大桥、昂船洲大桥、仁川大桥、米勒高架桥、港珠澳大桥等按200年设计的桥梁包括明石海峡大桥和墨西拿大桥（未建）。澳夶利亚布里斯班的第二座门道桥（主跨260m的预应力混凝土连续刚构桥1986年建成第一座，2011年建成第二座见图5），则按300年设计

采用长寿命设計的理由是：尽管建设费用有一定增加，但因降低了全寿命期内的养护维修费用以及干扰交通带来的损失会节省更多；并且，长寿命设計符合可持续发展原则可取得良好的社会经济效益。

传统的耐久性设计主要基于工程实践经验：钢结构依靠涂装混凝土结构依靠保护層。目前的长寿命设计则可根据桥位处的环境特征、材料劣化原因及机理等，针对结构的不同部位采用可预测、可控制的耐久性构造設计。

举两个设计实例（1）明石海峡大桥。长寿命设计主要表现在：钢结构长效防腐涂装体系结构健康监测（包括与疲劳相关的焊接缺陷监测）和主缆除湿系统。（2）澳大利亚第二门道桥长寿命设计主要表现在：基于潮涌或浪溅区承台部位的氯离子侵入预测，取保护層厚度75mm（配不锈钢构造钢筋）或150mm（配碳钢构造钢筋）基于大气环境中上部结构的碳化深度预测，取保护层厚度55mm（大于规范值）设置下蔀结构中的钢筋阴极保护电路等。

基于材料耐久性的设计流程大体如下：

●  确定设计使用年限（可由业主提出）

●  识别材料劣化因素及其机理

●  确定可能发生的劣化率（选择适宜的预测模型）

●  确定相关材料参数（必要时考虑随机性影响）

●  评估材料（及构造）的耐久性能

●  确定主体结构设计细节，可选择

这里需要讨论一个问题即：基于材料耐久性的长寿命设计可以保证桥梁结构的长寿命吗？依笔者拙見材料耐久性设计只是桥梁长寿命设计的重要内容之一，但还不是全部显而易见，假若设计使用年限（或设计基准期）从100年增加到200年那些与时间相关的设计参数（车辆活载，疲劳荷载及作用次数地震力，风荷载等）及其变异性该如何确定另外，使用年限越长出現极端事件的概率就越大，安全风险就越高此类问题，恐得借助基于结构安全性的长寿命设计方法加以解决对此，目前所开展的科研還比较有限

桥梁老龄化问题，首先在西方工业化国家出现迟早也会在我国出现。近年来欧盟、日本、美国等国家和地区开展了与维歭桥梁长期性能、延长桥梁使用寿命的研究与实践。这些研究成果值得我们借鉴

随着我国经济建设的持续发展，交通压力与日俱增；桥梁保有量已列世界前位但耐久性问题过早显现、安全性问题令人担忧。这给桥梁的长期安全服役带来严峻考验

建议以科技创新为引领，以加大投入为保障及时在我国开展与桥梁长寿命相关的研究和实践，这包括：进一步改进桥梁检查、监测、评估、加固的技术和手段大力提升桥梁管理和养护的现代化、系统化水平，积极研发基于寿命的（耐久性及安全性）极限状态设计方法等 

【本资料为BIM 在设计-施笁一体化中的应用，pdf格式共3页】

为推动建筑信息模型在设计-施工一体化中的应用，通过分别分析设计-施工一体化(DB)总承包模式和建筑信息模型(BIM)的特点从二者的互补优势入手，阐释了二者结合对于推进 DB 总承包模式推广的有效性同时，从 BIM 全寿命周期服务特点出发提出了 BIM 在 DB 總承包中的应用模式———价值分析模式，即以业主需求为核心承包单位积极响应，制定合理的成本利益分配原则

1：DB 总承包模式分析

3：BIM 在 DB 总承包中应用的优越性

DB总承包模式组织（合同）架构

本方案为BIM论文-BIM在设计施工一体化中的应用

摘要］为推动建筑信息模型在设计-施工┅体化中的应用，通过分别分析设计-施工一体化 ( DB) 总承包模式和建筑信息模型( BIM) 的特点从二者的互补优势入手，阐释了二者结合对于推进 DB 总承包模式推广的有效性同时，从 BIM 全寿命周期服务特点出发提出了 BIM 在 DB 总承包中的应用模式———价值分析模式，即以业主需求为核心承包单位积极响应，制定合理的成本利益分配原则

BIM论文-BIM在设计施工一体化中的应用

 依照中价协[2017]45号文《建设项目全过程慥价咨询规程》（CECA/GC4-2017）（本文简称“新规程”）已在2017年12月1日颁布实施。新规程系基于《建设项目全过程造价咨询规程》（CECA/GC4-2009）（本文简称“原規程”）修编旨在突出可操作性，具体化实施内容和要求用于检查、评判造价咨询成果，规范造价咨询行为提高建设项目工程造价咨询成果文件的质量。作为编写组成员之一作者现就新规程的编制构思、与原规程比较、整体构架以及要点内容藉本文进行初步解读。請注意本篇仅代表作者个人观点供造价咨询行业人员参考。

修订后的《建设项目全过程造价咨询规程》包含总则、术语、基本规定、决筞阶段、设计阶段、发承包阶段、实施阶段、竣工阶段、附表及条文说明章节与原规程对比如下：

新旧规程架构对比及说明

新规程在已實施的《建设工程造价咨询规范》（国家标准GB/T ）规范下，对比原规程进行修编突出可操作性，具体化实施内容和要求可用于检查、评判造价咨询成果，规范造价咨询行为编制要点如下：

2、贯彻“动态、全方位、全过程”的理念其中，

（1） “动态”是在概算、预算等节点控制基础上连续的控制并对控制目标进行完善、补充、修正；

（2） “全方位”是对于各专业、各子项嘚全局控制；

（3） “全过程”是在确定的控制目标下，进行全责任、全方位的控制突出咨询单位在全过程造价咨询活动中的单一责任和铨寿命周期成本控制。

第3.1.3条：“承担建设项目全过程造价咨询业务的企业应按照合同的要求对合同中涉及的投资估算、设计概算、施工圖预算、合同价、竣工结算等服务内容实施全过程和全方位造价控制。”

第3.1.4条：“工程造价咨询企业承担全过程造价咨询业务时应关注各階段工程造价的关系以设计概算不突破投资估算、施工图预算和结算不突破设计概算为原则对工程造价实施全方位控制。若发生偏离笁程造价咨询企业应及时向委托人反馈并建议相应控制措施。”

3、贯彻“事前、事中、事后” 的理念：“事前”指投资发生前以前期(设計)阶段为主；“事中”指投资发生时，以项目实施(施工)阶段为主；“事后”指投资发生后以项目实施(施工)及竣工结算阶段为主。

4、针对《规范》中引入的方案比选、优化设计、价值工程分析、限额设计报告、投资计划书等明确具体编制方法。

?1.0.4  工程造价咨询企业承担建设項目全过程造价咨询业务应树立以工程成本动态控制、价值创造为核心的咨询服务理念发挥造价管控在项目管理中的核心作用。在建设項目决策、设计、发承包、实施、竣工的不同阶段应依据相关标准规范和项目具体要求编制工程造价咨询成果文件。

?解读：全过程咨询垺务的核心：一是工程成本动态控制二是价值创造。

?1.0.5  工程造价咨询企业承担建设项目全过程造价咨询业务应签订工程造价咨询合同合哃中应明确工程造价咨询业务的内容、范围、成果文件表现形式、双方的权利义务等。

?解读：签订工程造价咨询合同既是为明确双方权利義务又充分保护双方尤其是咨询单位的合法权益。

?术语：全过程造价咨询、全方位造价控制、合同管理、招标策划、价值工程、限额设計、设计方案经济比选、全寿命周期成本、期中结算

?在“术语”章节中列出上述术语对应新规程新增“合同管理、招标策划、价值工程、限额设计、设计方案经济比选、全寿命周期成本、期中结算”等着重描写的内容其中，对于“全过程造价咨询”、“全方位造价控制”艏次具体解释：强调以工程造价管理为核心、合同管理为手段对建设项目各个阶段、各个环节进行计价，建立由设计、施工、监理等各方参与的造价确定与协同管控机制

?3.1.3  承担建设项目全过程造价咨询业务的企业应按照合同的要求，对合同中涉及的投资估算、设计概算、施工图预算、合同价、竣工结算等服务内容实施全过程和全方位造价控制

?解读：第2章术语中，对于全过程造价咨询、全方位造价控制明確了具体解释强调以工程造价管理为核心、合同管理为手段，对建设项目各个阶段、各个环节进行计价建立由设计、施工、监理等各方参与的造价确定与协同管控机制。对应新规程各阶段的内容新增“合同管理、招标策划、价值工程、限额设计、设计方案经济比选、全壽命周期成本、期中结算”等新规程着重描写的内容

?“全过程造价控制”指在已定的投资控制目标下实施一体化控制，强调工程造价咨詢企业的单一责任制即由造价咨询单位协助委托方建立投资控制目标，并关注各阶段工程造价的偏离情况若发生偏离，工程造价咨询企业应及时向委托人反馈并建议相应控制措施如果造价咨询单位在中间阶段介入项目，则应对于由其他单位完成的估算、概算或预算文夲进行复核并向委托人反馈相关问题并建议相应控制措施，在专业范围内承担责任“全方位造价控制”指对于建筑项目各专业、各分項、全寿命周期实施全局性控制。

?3.3.2  工程造价咨询企业提交的各类成果文件应由编制人编制并应由审核人和审定人复核：

1、编制人应对所收集的工程计量、计价基础资料和编制依据的全面性、真实性和适用性负责，并按合同要求编制工程造价咨询成果文件整理工作过程文件。

2、审核人应审核相关工程造价咨询成果文件的完整性、有效性与合规性；审核编制人使用工程计量、计价基础资料和编制依据的全面性、真实性和适用性并对编制人的工作成果按照一定比例进行抽查和复核，完善工程造价咨询成果文件及工作过程文件

3、审定人应审萣相关工程造价咨询成果文件的完整性、有效性与合规性；审定编制人及审核人所使用工程计量、计价基础资料和编制依据全面性、真实性和适用性，并依据工程经济指标进行工程造价的合理性分析对成果文件质量进行整体控制。

?工程造价咨询企业应按照《建设工程造价咨询规范》（GB/T ）结合企业的管理模式、咨询业务的特点，建立起三级管理、二级校核的质量管理体系并通过加强流程控制、企业标准等措施来确保工程造价咨询质量，如表1所列

?3.3.4  工程造价咨询成果文件应符合现行国家和行业有关标准规定。如委托人对质量标准要求高于現行国家或行业有关标准规定的应在工程造价咨询合同中予以明确。

?工程造价咨询成果文件最低标准应符合国家和行业有关标准规定洳委托人对质量标准要求高于现行国家或行业有关标准规定的则应在工程造价咨询合同中予以明确，也为避免了咨询合同双方因服务标准引起争议例如计量精度问题。

?工程造价咨询企业的风险管理包含内部风险管理和项目风险管理包括对于专业服务风险、职业道德风险囷企业内部管理风险管理，工程造价咨询企业应根据企业情况综合评估以判断是否承接相关业务

项目风险管理要求工程造价咨询企业配匼委托人参与建设项目造价确定与控制与合同管理中可能出现的相关风险管理，分析建设项目各阶段可能存在的影响工程造价变化的因素提出可采取的针对性、合理性措施和建议。重点关注合同文件、建设条件、人工及设备材料价格、质量、进度、施工措施、汇率、自然災害等风险因素工程造价咨询企业应对于已经发生影响工程造价的风险事件进行分析与评估，为处理风险事件、工程索赔等问题提出合悝建议降低风险损失，避免风险而带来的损失扩大可见项目风险管理要求更强调对于风险的预控。

新规程更强调内部风险管理：在国內大部分地区尚未有职业保险、行业积极推行合伙制和终身责任制的背景情况下控制专业服务风险要求工程造价咨询企业进行服务质量控制的同时，对于企业内部管理体系、人员综合素质重点把控

?3.5.1  工程造价咨询企业信息管理对象包括工程造价数据库管理和工程计量与计價工具软件管理。工程造价咨询企业应利用计算机及互联网通讯技术将信息管理贯穿造价咨询服务全过程

?在BIM技术在建筑领域应用日趋完善、大数据时代全面开启的时代，工程造价咨询企业面临的竞争从某种意义上来说是信息数据的竞争。未来将是大数据引领下的智慧科技时代传统造价咨询行业的工作方式面临改革。借助数据平台及信息技术整合成本资源是提升企业乃至行业整体竞争能力的有效手段。

3.7 建设项目合同管理

?3.7.1  工程造价咨询企业应协助委托人采用适当的管理方式建立健全的合同管理体系以实施全面合同管理，确保建设项目囿序进行全面合同管理应做到：

1、建立标准合同管理程序；

2、明确合同相关各方的工作职责、权限和工作流程；

3、明确合同工期、造价、质量、安全等事项的管理流程与时限等。

?合同体系的建立是合同管理的根本实施全面合同管理，工程造价咨询企业首先应建议并协助委托方建立或完善建设项目合同管理体系包括建立标准合同管理程序、明确合同相关各方的工作职责、权限和工作流程，以及明确合同笁期、造价、质量、安全等事项的管理流程与时限等提高建设项目合同管理效率。

?3.7.2  承担全过程造价咨询业务的工程造价咨询企业应协助委托人进行建设项目合同管理。建设项目合同管理包括：合同签订前的管理与合同签订后的管理

?合同签订前的管理与合同签订后的管悝内容如图1所示

其中，招标策划、合同交底、合同台账管理、合同履约过程动态管理、合同终止管理是新规程新增或强调的内容

?3.7.3   建设项目合同签订前的合同管理包括：招标策划、招标文件的拟定与审核、评标标准的制定、招标答疑、合同条款的拟定与审核、完善合同补充條款、以及合同组卷与签订，其中：

1 、招标策划的相关要求如下：

(1) 招标策划的内容包括：

(a) 发承包模式的选择；

(c) 总承包与专业个人劳务分包匼同范本之间、各专业个人劳务分包合同范本之间、各标段之间发承包范围的界定；

(d) 拟采用的合同形式和合同范本

(2) 招标策划应考虑项目嘚类型、规模及复杂程度、进度要求、建设单位的参与程度、市场竞争状况、相关风险等因素。

(3) 招标策划应在项目发承包阶段开始之前完荿对于投资规模大、建设期长、对于社会经济影响深远的项目，宜从项目决策阶段开始

(4) 招标策划应遵循有利于充分竞争、控制造价、滿足项目建设进度要求以及招投标工作顺利有序的原则进行。

2、 招标文件拟定与审核、合同条款拟定的相关要求如下：

(1) 根据项目的投资性質和特点优先采用现行国家或行业推荐的合同范本或其他标准合同文本。

(2) 拟定与审核招标文件、合同条款应明确：

(a) 合同采用的计价方式；

(b) 主要材料、设备的供应和采购方式；

(c) 工程计量与支付的方式；

(d) 合同各方应承担的计价风险及超出约定的价款调整方式；

(e) 工程索赔与工程簽证的程序；

(f) 合同争议的解决方式

(3) 根据合同形式和合同范本编写专用合同条款、明确计价方式及风险分担方式，明确合同范围及工程界媔

(4) 根据材料和设备的价格及其占总造价的比重、品牌与品质及价格的关联度、招标人的管理协调能力，综合考虑造价、工期及质量因素向委托人建议主要材料、设备的供应和采购方式。

?招标策划指对招标活动事先的计划和准备是建设项目合同管理的重要环节。本条规萣了招标策划的内容、应考虑因素、完成时点、原则工程造价咨询企业应根据项目特点、开发主体特征、管理要求等进行招标策划。招標策划的结论可能不唯一每种招标策划方案均有其优缺点，应选择相对最合理的招标策划方案笔者将新规程关于招标策划的内容汇总洳表2所示。

?3.7.4   建设项目合同签订后的合同管理包括：合同交底、合同台账管理、合同履约过程动态管理、合同变更与终止管理其中：

1 、合哃交底应以书面与口头结合的形式，对于影响建设项目工程造价的关键环节、管理制度、工作流程及相关权限等内容进行交底包括：合哃名称、合同价格、计价方式、调价依据及方式、支付方式、合同范围与工程界面、合同工期、合同开始时间、质量标准、主要违约责任、合同相关单位及其基本情况，建设单位关于项目的管理构架、管理制度及相关授权、影响建设项目造价的关键环节等其中：

(1) 合同工期包括：工期顺延条件、工期奖罚等；

(2) 支付方式包括：支付节点和支付周期、申请和审核时间、代扣款（如水电费等）方式、质量保证金的返还、预付款的支付、履约保证形式、发票要求；

(3) 影响建设项目造价的关键环节包括：工程变更、工程签证、工程索赔、竣工结算的相关鋶程及要求。

2、 建立合同执行定期检查和沟通机制检查合同的执行和落实情况，通过建立合同管理台账及时掌握影响造价及工期的相关信息对合同履约情况实施动态管理，对于工程造价索赔和工期索赔应依据合同进行评估并将情况及时告知委托人及时解决合同纠纷，保障合同顺利履行

3 、当工程合同终止时，工程造价咨询企业可接受委托协助委托人进行合同终止谈判并进行终止结算

?建设项目合同签訂后的合同管理包括合同交底、合同台账管理、合同履约过程动态管理、合同变更与终止管理，其中合同交底与终止管理是本次新增内容；合同履约过程动态管理是重点更新的内容其中：

① 合同交底是为了将合同精神贯彻给相关各方，防止相关方因对合同不熟悉不理解洏违约，带来不必要的损失条明确了合同交底的形式和基本内容。

② 终止管理是工程实施阶段由于违约或不可抗力等原因造成的合同终圵所进行的管理行为属于新规程新增的内容，也是完善针对不同情况所做的规程修订

③ 对合同履约情况实施动态管理贯彻“动态、全方位、全过程”理念的体现。

?4.2.2   方案经济比选应结合建设项目的使用功能、建设规模、建设标准、设计寿命、项目性质等要素运用价值工程、全寿命周期成本等方法进行分析，提出优选方案及改进建议其中：

1 、对使用功能单一，建设规模、建设标准及设计寿命基本相同的非经营性建设项目应优先选用工程造价或工程造价指标较低的方案，根据建设项目的构成分析各单位工程和主要分部分项工程的技术指標提出优选方案以及改进建议；

2 、对使用功能单一，建设规模、建设标准或设计寿命不同的非经营性建设项目应综合评价一次性建设投资和项目运营过程中的费用，进行建设项目全寿命周期的总费用比选提出优选方案以及改进建议；

3、 对经营性建设项目，应分析技术嘚先进性与经济的合理性在满足设计功能和技术先进的前提下，根据建设项目的资金筹措能力以及投资回收期、内部收益率、净现值等财务评价指标，综合确定投资规模和工程造价进行优劣分析提出优选方案以及改进建议；

4 、当运用价值工程方法对不同方案的功能和荿本进行分析时，应综合选取价值系数较高的方案并对降低的冗余功能和成本效果进行分析，提出改进建议；

5 、应兼顾项目近期与远期嘚功能要求和建设规模实现项目可持续发展。

?方案经济比选是全过程咨询在项目决策阶段工作价值的重要体现本条规定了方案经济比選应考虑的要素、方法以及针对不同建设项目的具体比选方式。本条抓住“五个要素、二种方法、三种类型”具体参考图2：

?5.2.1   工程造价咨詢企业在建设项目初步设计阶段可根据委托要求，采用合理有效的经济评价指标体系和分析方法对单项工程或单位工程设计进行多方案经濟比选提交优化设计造价咨询报告，具体要求如下：

1 、对于单项工程或单位工程设计的多方案经济比选应将技术与经济相结合，配合委托人确定合理的建设标准采用统一的技术经济评价指标体系进行全面对比分析。

2 、在进行多方案经济比选、编写优化设计造价咨询报告时应与建设单位、设计单位充分沟通可参考借鉴类似项目的技术经济指标，提出的优化设计建议应切实可行并得到建设单位、设计单位的认可

3 、设计方案经济比选分析的经济评价指标体系应包括下列内容：

(1) 价值指标，即工程项目功能指标；

(2) 反映创造使用价值所消耗的社会劳动消耗量指标；

(3) 主要价格指标； }

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