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系统工程在建筑幕墙工程施工中的应用
来源: | 作者:陈光华 | 发布时间: 2023-12-22 | 12563 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ ▶ | 分享到:
摘要：近年来，随着人们对系统工程认识的深化及系统工程本身的丰富和发展，系统工程理论已广泛深入到建设工程、交通运输、社会管理、经济运行的各个方面，并极大地推动了建设工程理论和实践的发展。系统工程的理论、技术及方法已成为人们认识和解决建设工程问题的重要理论基础和工具。在我国，建筑幕墙经过近40年的发展取得了巨大成就，目前正处于高质量发展的新时代。本文从建筑幕墙工程施工的视角，简述系统工程在保证和提高建筑幕墙工程质量和质量保证能力等方面的重要作用和应用前景。


关键词：建筑幕墙工程；系统工程；系统管理与控制
1 引言
系统工程以大规模复杂系统为对象，从系统的整体观念出发，研究各个组成部分，分析各种因素之间的关系，运用定性与定量分析相结合的方法，寻找系统的最佳方案，使系统总体效果达到最优。著名科学家钱学森曾指出：“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法”。系统工程作为一门组织管理的技术，在我国工程建设、生产管理、商业经营、资源利用、环境保护、经济体制改革和科学研究等诸多领域均已取得了显著成效，应用领域日益广泛，其重要作用已被人们广泛认识和接受，在我国社会经济建设过程中必将发挥越来越重要的作用。
建筑幕墙是建筑设计师表达建筑个性，满足建筑功能和性能，充分表现建筑艺术思想的重要手段。在我国，真正意义上的建筑幕墙工程是以1983年建成的北京长城饭店为标志的。经过近40年的快速发展，建筑幕墙工程建设取得了巨大成就，中国已经成为全球最大的建筑幕墙工程生产国和使用国，成为建筑幕墙工程的世界大国，正在向世界强国迈进。大国和强国的根本区别是质量。当前，我国经济社会已经处在高质量发展的新时代，建筑幕墙高质量发展也成为必然。
建筑幕墙工程是一个复杂的大系统。它是建筑幕墙应用于建筑工程的实践产生的，由相关联的环境系统、建筑幕墙系统、生产制造系统、施工安装系统、管理系统和人文系统等组成的，由许多要素构成的、具有特定构造和功能性能的有机整体。用系统的观点考虑问题，用工程的方法解决问题，是新时代提高建筑幕墙工程质量和质量保证能力的有效方法。
2 建筑幕墙工程的系统观
“系统”一词最早出现于古希腊德莫克利特著的《宇宙大系统》一书中，原意是指事物中共性部分和每一事物应占据的位置，也就是部分组成整体的意思。从系统基本特征的角度，钱学森给出的对系统的描述性定义为：系统［1］是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体，记为
S=<E,R>
式中，S(systems)为系统；E(elements)为系统S(systems)中所有元素构成的集合；R(relationship)为系统S(systems)中所有关系的集合。
2.1 建筑幕墙工程系统的构成
建筑幕墙［4］是由面板与支承结构体系（支承装置与支承结构）组成的、可相对主体结构有一定位移能力和自身有一定变形能力、不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙。它是由其内部要素集合而成，基于复杂结构、具有特定功能和性能、处于特定应用环境的大系统。
我们将建筑幕墙应用于具体的建筑工程，就会产生新的建筑幕墙工程系统。为寻找建筑幕墙工程系统的最佳方案，使系统总体效果达到最优，提高建筑幕墙工程质量，利用系统工程的理论、技术及方法，研究建筑幕墙工程系统的构造和特点，厘清各个子系统之间、各要素之间的相互关系十分重要。建筑幕墙工程系统构造如下图所示：


建筑幕墙工程系统包括若干相关的子系统，如建筑幕墙系统、生产制造系统、施工安装系统、使用维护系统和其他辅助系统等。这里所指的建筑幕墙系统特指建筑幕墙的技术体系和管理体系，是建筑幕墙工程系统在研发设计阶段的输出结果。建筑幕墙系统的科学性、合理性和可靠性等是建筑幕墙工程质量的根本保证。
任何系统本身都会经历从孕育、产生、发展到衰退、消亡的过程［2］。系统的变化、发展不是随意的，而是有其自身的发展规律。建筑幕墙工程全生命周期如下图所示：
对建筑幕墙工程系统而言，建筑幕墙工程施工是保证和提高建筑幕墙工程质量的关键环节，也是影响建筑幕墙工程质量的关键因素。因此，研究和分析影响建筑幕墙工程施工环节各要素之间以及内部要素与外部环境之间的内在联系，认识建筑幕墙工程系统运行的基本规律，依据系统工程的理论、技术及方法，按照科学的工法进行施工和验收，对保证建筑幕墙工程质量具有十分重要的意义。
2.2 建筑幕墙工程施工的相关性
研究系统，首先要研究系统的相关性，也就是要研究系统内部的要素与要素之间、要素与系统之间、系统与其环境之间存在的联系。通过定性和定量的方法，使系统总体效果达到最优。作为建筑幕墙工程系统的组成要素，各个子系统都有其独立的内在构成方式和运行机制，但各要素的独立机能只能统一和协调于系统的整体之中，它们之间相互联系、相互依存、相互制约。
以施工安装系统为例，它是由若干个不同功能层次的要素按照一定的衔接关系或空间布局组合到一起，由相关安装施工工艺工法、施工安装设备装备、运输设备和人员组成的子系统。该子系统运行的有效性对保证建筑幕墙工程质量具有关键作用。
2.3 幕墙工程施工的动态平衡性
按系统与时间的依赖关系划分，可以将系统划分为静态系统和动态系统［5］。当一个系统的状态不随时间而变化时，这种系统称为静态系统。当一个系统的状态是时间的函数，即随着时间而发生各种变化时，这种系统称为动态系统。实际上，静态系统只是动态系统的一种特例，或者是对真实系统的简化和抽象。
建筑幕墙工程安装施工的过程实际上是施工安装系统发生动态变化的过程，同时也是建筑幕墙工程系统及其外部系统随着时间发生变化的动态过程。基于此，在建筑幕墙施工过程中，除了考虑施工过程中空间的变化外，还要考虑建筑幕墙工程在不同时间相关系统的变化。比如，随着建筑幕墙工程安装施工进度的推进，荷载的变化、位移的变化和外部施工环境和条件的变化等。因此，建筑幕墙工程施工的动态平衡性要求参与者在制订建筑幕墙工程施工方案时，既要考虑三维空间的变化，还必须考虑在不同时间的系统状态，也就是从四维或者多维度进行思考和计划。
3 幕墙工程施工的系统工程理论和方法
3.1 幕墙工程施工目的多元化
系统工程理论指出，系统的目标对系统的发展起着决定性的作用。建筑幕墙是建筑的外围护结构，是建筑的“霓裳”。建筑幕墙工程系统除了要满足建筑整体要求外，还需要具备相应的功能和性能。如能够满足提供安全、健康和舒适的生活工作空间的要求，满足建筑美化、装饰的要求，而且还要考虑经济、社会、人口、资源和环境的协调发展。
3.2 幕墙工程施工的管理与控制
在建筑幕墙工程施工过程中，运用系统工程理论和现代先进技术，控制管理人、机、料、法、环境共同构成的施工安装系统，使其处于最佳状态，是保证建筑幕墙工程质量和提高质量保证能力最有效的手段和方法。
3.2.1 推动施工安装系统的智能化
利用先进的智能化手段，获取施工安装过程中的信息和数据，并对相关信息进行加工处理，便于对施工安装系统进行管理和控制。管理者只需设定管理目标，其他的都由智能化系统来保证实施，并反馈实施效果，自动优化施工安装系统。
3.2.2 施工安装系统管理与控制的评价
科学的评价体系和评价方法是保证施工安装系统有效运行、不断优化的一个不可或缺的重要内容。对建筑幕墙工程的施工安装系统进行动态、综合评价，不断加以完善和提高，是保证建筑幕墙工程质量和提高质量保证能力的必要手段。
4 建筑幕墙系统的研发和评价
系统工程理论表明，建筑幕墙工程系统的质量与其全生命周期的相关阶段有关，与其组成要素和各子系统有关，也与其所处外部环境有重要关联。虽然严谨完美的加工制造、科学合理的施工安装、周到细致的使用维护对保证建筑幕墙工程质量都有十分重要的作用，但也应该看到，建筑幕墙工程质量的来源是研发设计的质量，也就是建筑幕墙系统的质量。建筑幕墙系统是指涵盖建筑幕墙工程全生命周期的完整技术体系和管理体体系，是建筑幕墙工程研发设计阶段的输出成果。它是指为达到建筑幕墙工程设定功能、性能和质量要求，经系统研发而成的，由材料、构造、形式、技术、性能等要素构成的一个有机整体。
建筑幕墙系统在研发设计完成后，应对其构造、选材、相关因素、制作工艺、安装工法、能否达到预期目标等问题进行专业化的技术评价。但在我国，长期以来，建筑幕墙系统并未经过严谨、专业的评价过程就直接用于指导建筑幕墙的制作、安装等工程实践，造成工程质量不稳定、存在隐患。为了保证建筑幕墙工程能够达到预定要求，在建筑幕墙系统应用于工程实践之前对其进行技术评价，从而保证建筑幕墙系统的科学性、适用性、安全性和完整性就显得尤为重要。
本文认为建筑幕墙系统是建筑幕墙工程系统的技术体系和管理体系，是建筑幕墙工程在研发设计阶段的输出结果，这是狭义的概念，有其现实意义。这有别于传统意义上将建筑幕墙工程系统也称为建筑幕墙系统。其意义就在于，从观念上更加重视建筑幕墙的研发设计，更加强调建筑幕墙工程的质量来源于研发设计。因此，坚持系统工程从系统的观点出发，立足于整体，并统筹全局，将系统分析和系统综合有机地结合起来，采用定性与定量相结合的方法，将为研究、解决建筑幕墙工程的施工安装问题提供新思路、新方法。
 

 


参考文献

［1］钱学森.论系统工程［M］.长沙：湖南科学技术出版社.1982.

［2］肖艳玲.系统工程理论与方法［M］.北京：石油工业出版社.2012.

［3］梁军，赵勇.系统工程导论［M］.北京：化学工业出版社.2013.

［4］国家标准.建筑幕墙（GB/T21086-2007）

［5］陈磊，李晓松，姚伟召.系统工程基本理论［M］.北京：北京邮电大学出版社.2013.



（作者：浙江正和建筑装饰有限公司  陈光华)





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