給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中價(jià)值工程分析

巫特瑜

摘 要：城市給水系統(tǒng)目前已然成為了一個(gè)城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，隨著城市和經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，其更改和擴(kuò)建的步伐也逐漸加快，因此給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中不得不提到一個(gè)新概念：價(jià)值工程分析與應(yīng)用。價(jià)值工程作為一種分析管理技術(shù)，目的是使用最低的壽命周期成本，實(shí)現(xiàn)給水管網(wǎng)工程所需要的全部功能。文章主要從價(jià)值工程方法研究分析的角度出發(fā)，對給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)以及運(yùn)行管理進(jìn)行優(yōu)化，從而為給水管網(wǎng)評價(jià)方法提供參考。

關(guān)鍵詞：城市給水管網(wǎng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；價(jià)值工程

引言

在城市給水建設(shè)總投資中，給水管網(wǎng)部分的投資一般占工程總投資的50%～80%，不僅如此，一旦投入使用每年巨額的運(yùn)行管理費(fèi)以及不斷的折舊維護(hù)費(fèi)用將隨之而來。當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷刷新，我國城市化的步伐逐漸加快，居民的用水要求和城市的用水需求也加速上升，城市給水管網(wǎng)面臨擴(kuò)建、改建需求，甚至有些城市開始尋求給水系統(tǒng)的技術(shù)與管理的突破。由此而產(chǎn)生的相關(guān)工程投資也面臨增加，而對于給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，則要求必須合理、科學(xué)、有效、經(jīng)濟(jì)、切實(shí)，綜上所述，給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的價(jià)值工程直接與其投資總額以及運(yùn)行管理費(fèi)掛鉤。綜上所述，分析如何在縮減投資總額的前提下完成工程就顯得至關(guān)重要。

1 給水管網(wǎng)研究的現(xiàn)狀

給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，因此需要對設(shè)計(jì)的一些不合理地方進(jìn)行取舍，科學(xué)合理的運(yùn)用數(shù)學(xué)理論、給水設(shè)計(jì)要求，將給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，抽象為便于理解和解決的數(shù)學(xué)模型，要以數(shù)學(xué)建模、水力建模為橋梁，得出設(shè)計(jì)的最優(yōu)解或次優(yōu)解。在當(dāng)前形勢下，給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是：在達(dá)到用戶用水量以及水管水壓要求并且符合其他設(shè)計(jì)要求的情況下，研究設(shè)計(jì)有效期內(nèi)給水管網(wǎng)投資額和運(yùn)行管理費(fèi)用之和最低的價(jià)值工程方案。

現(xiàn)代化城市給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)原則：（1）要結(jié)合用水用戶和地理分布的層次性進(jìn)行優(yōu)化；（2）按城市發(fā)展的當(dāng)前需求和未來計(jì)劃，既遠(yuǎn)近期需求來設(shè)計(jì)統(tǒng)籌安排；（3）要將優(yōu)化整改的重點(diǎn)突顯；（4）優(yōu)先優(yōu)化殘舊老化、漏損嚴(yán)重的管網(wǎng)。

目前，確定性優(yōu)化方法和現(xiàn)代的隨機(jī)性優(yōu)化方法是當(dāng)前較為廣為人知的兩種給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)算法。具體如圖1所示?，F(xiàn)代技術(shù)條件下，現(xiàn)代的隨機(jī)性優(yōu)化方法是以后技術(shù)優(yōu)化的發(fā)展趨勢，因此備受關(guān)注。當(dāng)前給水管網(wǎng)在經(jīng)驗(yàn)及數(shù)理方面，已經(jīng)逐步建立了數(shù)學(xué)模型、水力模型，設(shè)計(jì)已有一定改進(jìn)。同時(shí)也開始步入“科學(xué)設(shè)計(jì)和合理管理”的階段。國內(nèi)大型給水管網(wǎng)，多以環(huán)狀為主，目前出現(xiàn)的主要問題有，管網(wǎng)的布置分布層次不適當(dāng)；水質(zhì)越來越差；管線連接繁雜混亂；管網(wǎng)泄漏、破損情況嚴(yán)重；事故維修時(shí)停水面積大、時(shí)間久；管網(wǎng)復(fù)雜運(yùn)行調(diào)度不靈活；管網(wǎng)數(shù)學(xué)模型與實(shí)測統(tǒng)計(jì)有很大的出入等。除此之外，隨著城市化建設(shè)的發(fā)展，給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)落后的問題愈加嚴(yán)重。也由此看出，給水管網(wǎng)優(yōu)化管理問題亟待解決。

圖1 給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)算法的分類結(jié)構(gòu)圖

2 價(jià)值工程在給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的意義

價(jià)值工程中，價(jià)值的定義：產(chǎn)品與作業(yè)的功能與項(xiàng)目壽命周期成本的比值（V=F/C）。主要功能是實(shí)現(xiàn)工程的效用要求以及價(jià)值需求，以功能分析為主體，是一種結(jié)合了系統(tǒng)理論，創(chuàng)造性方法的科學(xué)管理方法論。價(jià)值工程的核心支柱是評價(jià)系統(tǒng)，價(jià)值工程的靈魂是追求創(chuàng)新。因此，價(jià)值工程作為一種管理技術(shù)在給水管網(wǎng)中，可以實(shí)現(xiàn)C（全壽命周期成本）的最低化，從而達(dá)到價(jià)值工程V的最大化，為給水管網(wǎng)工程所需要功能添磚加瓦。

給水管網(wǎng)中應(yīng)用價(jià)值工程具體意義有以下幾方面：（1）將價(jià)值工程應(yīng)用到給水管網(wǎng)中不僅提高了工程管理的效率，還使得供水工程少走彎路；（2）價(jià)值工程是集體智慧造就的成果，所以在給水管網(wǎng)中應(yīng)用價(jià)值工程能使管理者更好地投入到管理工作當(dāng)中；（3）在給水管網(wǎng)中運(yùn)用價(jià)值工程是提高工程設(shè)計(jì)正確率以及提高工程建設(shè)水平的重要方法；（4）將價(jià)值工程應(yīng)用到給水管網(wǎng)中充分體現(xiàn)了“價(jià)值第一”的觀念，這樣就有助于給水管網(wǎng)盡快的適應(yīng)嚴(yán)峻的供水形勢。

3 價(jià)值工程研究方法的關(guān)鍵

城市給水管網(wǎng)屬于城市公共設(shè)施之一，涉及面廣，且關(guān)系重大，其系統(tǒng)復(fù)雜且運(yùn)行管理維護(hù)量大，因此，要對其進(jìn)行價(jià)值工程分析，只能把給水管網(wǎng)部分組成作為研究對象。研究對象的選擇過程應(yīng)遵循以下方式：首先是逐步縮小對象范圍，然后鎖定目標(biāo)，最后確定目標(biāo)方向。選擇過程有兩個(gè)注意的地方，分別是注意定性分析以及定量分析。價(jià)值工程關(guān)鍵在于研究對象的選取，產(chǎn)品功能的確定，主要功能的評估，方案的創(chuàng)新性研究。而給水管網(wǎng)的價(jià)值工程核心在于其功能分析，目的在于低成本，高效率，高回報(bào)。因此價(jià)值工程的推廣應(yīng)用，在給水管網(wǎng)行業(yè)中，包括項(xiàng)目的整體投資設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、方案選擇、施工管理、材料采購等各個(gè)方面都可以應(yīng)用到其中去。

表1中，施工圖設(shè)計(jì)階段各環(huán)節(jié)包括初步設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段和技術(shù)階段，這些環(huán)節(jié)的具體工作目的和內(nèi)容雖然都有所差異，但不難發(fā)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的共同點(diǎn)，也就是進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的逐步優(yōu)化及方案設(shè)計(jì)的對照選擇。在符合既定功能要求的情況下，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化、最優(yōu)化，從而完成經(jīng)濟(jì)價(jià)值與技術(shù)設(shè)計(jì)的完美融合。價(jià)值工程的主體：是通過創(chuàng)新研究設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)工程的新思路和新方法，為達(dá)到項(xiàng)目全壽命周期的經(jīng)濟(jì)利益的最大化作鋪墊，最后以實(shí)現(xiàn)價(jià)值工程的主要功能。因此，價(jià)值工程中的功能研究與開發(fā)必須非常精確，局部細(xì)化要合理科學(xué)的細(xì)化到方案對比選擇，除此之外，在方案對比選擇的同時(shí)還要敢于嘗試采用新材料新技術(shù)，參與設(shè)計(jì)的員工要毫無保留地列出各種創(chuàng)新的思維和方法。只有這樣給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)階段采用價(jià)值工程的意義與目的才能夠彰顯無遺。

表1 設(shè)計(jì)理念和評估方法關(guān)鍵點(diǎn)

4 結(jié)束語

文章首先分析城市給水管網(wǎng)的現(xiàn)狀，以高效率，低成本，節(jié)能減排為理念，對應(yīng)地提出了價(jià)值工程在給水管網(wǎng)中的作用。在優(yōu)化基礎(chǔ)上構(gòu)建了給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中價(jià)值工程的初步理論，同時(shí)明確了給水管網(wǎng)價(jià)值工程體系中，價(jià)值指數(shù)平均值是管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)決策的重要指標(biāo)這一核心。為有效地加強(qiáng)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)和管理的科學(xué)合理性工程，提供了一定的理論分析。

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