基于TRIZ的楼房防水方案设计研究

侯彦超 潘惠如 周涛 朱妍蓉

【摘 要】如今，楼房防水技术脚步远远赶不上房地产市场的发展速度，楼房渗漏现象频出。针对这个问题，文章基于IE，通过实地调研分析，着重从方案设计和质量管理方面分析居民楼渗漏的主要原因。以镇江市谷阳小区为研究对象，通过调研引入TRIZ，把技术参数、创新原理等理论同防水方案设计领域进行适配，并运用冲突矩阵来解决楼房防水质量管理的问题。文章提出的基于TRIZ理论的防水方案设计研究，可以为2018年启动修订的《屋面工程技术规范》和《屋面工程质量验收规范》提供一个新思路。

【关键词】防渗漏施工；TRIZ；楼房防水方案设计

【中图分类号】U213 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）02-0142-03

2014年7月零点发布的一组数据显示：抽样考查全国的28个城市、850个社区、2 849栋楼房、3 674名住户，渗漏率达到95%[1]。现阶段，在我国房建工程中，渗漏问题较为突出，极大程度地影响了人们的居住舒适度，因此，增强防渗漏技术在房建施工中的运用，是我国房建工程必须解决的一个重要问题[2]。显著影响防水工程质量的要素分别是设计、产品、施工和管理，设计是源头，产品是基础，施工和管理是保证，它们互相独立且密切相关[3]。因而，我们需要从源头出发，研究楼房的防水方案设计。

1 国内外研究现状述评

追根溯源，质量问题来源于投资方、建设单位对利益的追逐。据统计，我国防水工程的造价仅占建筑工程总造价的1%[4]，而欧美等国家的防水工程造价占建筑工程总造价的5%～10%[5]，经过对比可见，中国的楼房渗漏严重不足为奇。

同时，我国的防水质量保障体系不够健全，目前，我国针对楼房防水工程品质问题采用5年保修期制度和5%的质量保证金制度[6]。研究发现，混凝土具有自防水功能，混凝土施工可以保证5年之内不渗漏，因而导致许多建筑商钻空子，用劣质的材料与粗制施工来提升自身利益。2017年召开了中国防水协会年度常务理事会，会议指出：通过对欧美日等发达国家建筑防水市场普遍采用的工程质量保证期制度的借鉴，规定30年的保质期年限，在保质期内对防水材料和产品进行质量保障，施工承包商和制造商在期限内出现质量问题免费更换并承担相应责任[7]。

在国内，康香萍从质量因素考虑得出，渗漏事故频发主要的风险要素是人和材料[8]。而为了保障建筑防水工程品质，要在施工材料及施工技术方面努力，寻觅高效果、低成本、更环保的防水材料[4]。目前，国内的防水产品由于标准规范繁多，使设计师难以选择。因此通过优选建筑物的材料，用其来满足建筑物的建筑年限，体现建筑材料的最大化价值尤为重要[9]。同时应充分考虑系统的合理性和相容性的原则，并通过该原则来优选材料[10]。邓锦平认为，理念的不同造成我国过度重视第一次防水造价的费用，而忽视产品全过程的防水造价，从而造成了极大浪费[4]。同时宋瑛[6]、张勇[7]从经济学角度指出，我国的防水保障体系较为落后，现阶段的5年保修期制度和5%的质量保证金制度给了投机者钻空子的机会，影响了楼房的防水质量。

在国外，要求在防水保障上进行二次深化设计，由设计师提出使用性能和防水等级要求，由承包商进行二次深入设计[11]。

因此，本文提出运用科学创新的方法TRIZ来解决楼房防水方案的設计研究问题，拟解决的问题如下：？譹？訛如何理解和描述TRIZ语言下的楼房防水问题？？譺？訛如何识别和界定楼房防水方案设计中的矛盾和冲突？？譻？訛如何通过TRIZ冲突矩阵来解决防水系统的矛盾和冲突？

2 问题分析

在楼房防水方案的建立过程中，楼房防水问题的无形性、滞后性导致该体系的创新与产品创新方式的不同，不可被预测和实验。因此，需要一种新的方法来研究防水方案设计。

2.1 问题的提出

通过发明问题解决理论TRIZ来设计一个总防水造价较低且适合镇江市地区的楼房防水方案。

2.2 适用性分析

发明问题解决理论TRIZ是结构化的问题解决工具[12]。作为解决问题的TRIZ理论，能在客户需求分析的基础上，识别需求实现过程中存在的冲突，进而描绘出解决问题的最终理想解[13]。其在防水保护外套的应用与开发过程中具有以下特征。

（1）传统问题解决思路通常是在相互矛盾的属性之间进行妥协，而TRIZ理论能够实现在不损害其他属性的情况下改善一个或多个属性，进而有效解决矛盾。

（2）在技术系统领域，TRIZ可以采用冲突矩阵，并结合创新原理来分析和解决问题[14]。冲突矩阵是由39个技术参数交互形成的矩阵，根据改善和恶化的参数来定位创新原理[15]。利用TRIZ冲突矩阵解决问题的前提是确定相互冲突的参数或属性[16]，而楼房防水经济不可避免存在大量冲突，互相关联，并且抽象和无形化更为严重。所以需要利用此创新方法在全局上提出一个可行的策略，并且考虑到在实行中各方的冲突问题。而TRIZ正好有此效用。

（3）要求设计者站在全局的角度，运用经济学、管理学、工程学的知识系统建设一个切实可行的防水方案。TRIZ理论能系统性和全局性地创造新生事物，能根据实际状态，以消除矛盾为目标，提出理想解，识别实现的冲突，并做出反馈和调整，最终得到该问题的理想解。

2.3 基本工具

TRIZ提出的发明问题分析方法，主要包括功能分析、系统分析、理想化过程、资源分析和冲突分析。

？譹？訛功能分析。功能分析是TRIZ来解决发明问题的根本。给出了防水系统、其子系统、超系统的功能参数。通过对系统的功能分析找出系统中的有用、有害和过度的功能，并为之后的分析作参考。？譺？訛资源分析。寻找开发防水保护外套可以利用的一切资源，通过对该防水系统物质、能量、信息、空间、时间、功能的分析发现，一些隐性资源使其显性化。通过找出并改善可转化资源、虚物资源、免费资源来降低解决问题的成本。？譻？訛构造理想化过程。通过对子系统的资源、系统分析，找出使系统不能处于理想化的部件，并使其向理想解过渡。

2.4 实现步骤

Step1：通过对谷阳新村小区的实地调研和对标分析，找出楼房防水方案存在的问题。Step2：将实际问题翻译为TRIZ语言以解决目标问题。Step3：运用冲突矩阵和创新原理等手段，得出初步方案。Step4：评价方案以消除系统冲突得到最终理想解。Step5：方法创新分析，及讨论本研究的现实意义。

3 案例研究

3.1 研究背景

通过对国外相关标准的对比分析，对提高防水层的耐久性、防水层的厚度起着决定性的作用[17]。同时经过对欧美日等发达国家建筑防水市场普遍采用的工程质量保证期制度的对比可知，我国的5年保证显然满足不了建筑防水需求[7]。然而，通过对谷阳新村的实地调研发现，防水施工方为了降低防水成本将防水层做得尽可能薄，同时因为防水材料市场标准不完善，假货横行，因此，一些防水施工方宁可担着5年之内渗漏的风险而去采用质量较差防水材料。

3.2 基于TRIZ的方案设计

本文将防水问题冲突界定在“防水厚度”这一环节。提高防水厚度会增加建筑防水寿命，但同时会增加防水层成本，在国外往往通过较长的产品质量保证期来实现降低防水层成本。但在国内5年的防水保证期和5%的防水保证金远远不够，导致较多防水施工方以质量为代价降低成本。提高防水层的厚度需改善的参数为：建筑防水寿命，用TRIZ语言描述为静止物体的耐久性，恶化的参数为增加了防水成本，用TRIZ语言描述为物质损失。2003冲突矩阵推荐的创新原理编号为35、10、17、4、7、18、16。通过结合这些原理对镇江谷阳新村小区的实地调研可得相应的解决方案：

原理35为物理/化学参数的变化原理。基本解释：改变物体的物理状态或化学状态[18]。针对镇江特殊的气候条件，对不同化学性质的防水材料进行选择或改进，以适应镇江多雨潮湿的环境。

原理10为预先作用原理。基本解释：预先安置物体或做必要改变[18]。针对实际问题，质量检验部门可以预先设定质量验收规范以防止防水投机行为发生。例如，规范室内设计防水年限与保修年限一致，15年之内不得渗漏；外墙防水同外墙保温工程一致，外墙防水系统设计使用年限不少于25年，且不得渗漏[17]。同时，预先限制最低防水造价有助于规避防水材料横行市场。

原理17为维数变化原理。基本解释：将物体从一维直线运动变为二维运动以消除困难[18]。在具体运用于防水工程中时，可以将原来防水工程承包商的单一负责，改为防水产品制造商与承包商共同负责，这样可以有效缓解双方互相推诿责任的局面，督促双方更好地注重建筑的质量问题。

原理4为非对称原理。基本解释：将物体变为不对称[18]。可以通过对楼房防水层的渗漏点分析，针对容易渗漏的位置比如卫生间加厚防水层。

3.3 方案评价

本研究将技术上运用的发明问题解决理论TRIZ运用在实际问题的方案设计研究上，尽管方案设计具有许多不同于有型产品的属性，但本研究通过将技术系统通用技术参数与方案设计需要解决的实际问题进行适配，借助TRIZ冲突矩阵解决方案产品的设计问题，证实了TRIZ理论在方案设计领域的适用性。通过将TRIZ与传统工业工程方法结合，有效地提出了若干实用的楼房防渗方案。将技术性发明研究理论的扩展运用，可以很好地为之后服务业的扩展延伸提供借鉴。

4 结论与启示

TRIZ理论发明人总结分析发明专利后认为，95%的管理问题可以依靠现有知识体系解决。由于近年来房地产迅速发展，质量欠缺导致的楼房渗漏问题严重影响人民的幸福生活，因此本文提出运用TRIZ解决楼房防水设计研究，通过对镇江某小区的案例分析验证TRIZ的适用性。

通过以上对楼房防水问题的研究，针对楼房的防水方案设计提出如下方案：

镇江的楼房设计公司应该根据镇江地区特殊的气候环境选择合适的防水材料，同时对提供该材料的企业进行质量审查。

相关质量管理部门应该提高防水标准，并更加明确地规定不同房屋区域的使用年限。外墙防水使用年限可以同保温年限一致为25年，室内保修年限应该同装修工程保修年限一致为15年，这样就不会由于质量保证年限的不同，导致质量保证趋于短板化。

为了避免防水建造商的投机行为和现有市场的工程竞标导致的防水質量缺失，应该对最低防水造价占总房屋造价比例做出规定，具体来说应以相对于发达国家的10%为最低标准。同时针对渗漏责任人，可以规定防水产品制造商与承包商共同负责，从而极大降低渗漏率，降低产业因质量带来的损失。

参 考 文 献

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