建筑物生命周期诊断技术的研讨

秦海东

(鹿岛建设(中国)有限公司，上海 200050)

1 行业前景和前提条件

1.1 行业前景

据参考资料，2008年以后，国内建筑的改造需求量年增长近50%，我国每年有一大批因生产规模及工艺等更新而需要技术改造和加层的建筑物。就上海市而言，沪政府办2018年第8号文指出了“十三五”期间，上海计划完成各类旧住房修缮改造5000万m2，平均每年完成1000万m2的旧改计划，由此可见既存老旧建筑、历史建筑的维护和旧改工程量大,涉及范围广。

既存建筑的旧改在欧美和日本开展得比较早，且卓有成效，但我国在这方面投入较少，尚处于发展初期阶段，但是可以预见，未来随着建筑存量的继续增长、既存建筑逐步进入老化阶段，建筑旧改行业将迎来巨大的蓝海市场，行业处于朝阳期，对既存建筑物旧改的首要任务就是事前做好针对性的建筑物诊断工作，由此可见建筑物生命周期诊断工作也将变得越来越重要，正文将结合项目实例从三个方面对如何诊断建筑物生命周期做具体介绍和说明。

1.2 前提条件——提案报告书

首先应听取的客户委托要求来作为依据，然后根据客户的要求和本企业的实绩经验或案例背景制作“诊断提案书”，包括如下内容：

(1)编制诊断所需的事前信息的委托(客户提供)。

(2)必要的诊断方法的提案。

(3)根据以往案例和经验估算诊断所需的时间和初期费用等信息。

制作完成提案书并提交客户，获得了客户的承认即确立了前提条件，才能开始下一步的建筑物实体诊断工作的展开。

2 建筑物生命周期诊断的实施

对于一般既存建筑旧改，事前诊断主要从三个方面着手进行，即老化诊断、 二次构件诊断、节能诊断，以下将对如何具体实施进行详细说明。

2.1 建筑物的老化诊断

2.1.1 概述

建筑物经过一定的年数都会出现一定程度的老化状况，性能也开始逐渐下降。调查建筑物的老化程度，来建议修缮或更新的必要性和更新时期等，就是我们要做的工作，和人类一样，建筑物在很长一段时间里也在不断地老化，建筑企业可以针对客户的这些苦恼，对建筑和设备进行“老化诊断”，并提出重新改造的方案。

2.1.2 内容

建筑企业工程师和专业技术人员对建筑物的主体结构、立面、内装、机电设备等进行综合的调查，针对结构安全等重要部位，需更加重点地进行抽样调查其老化的程度，并考虑建筑物的使用周期来提出对策，例如:

(1)明显缺陷的勘查，牵涉结构安全的，作为重点诊断记录，如图1所示。主要手段是通过目测作外观检查，发现缺陷做好详细的位置记录(包括缺陷的长、宽、高、面积等数据)并拍照留证，在原始建筑的存档图纸上标注缺陷编号记录，作为编制文件的依据。

图1 西安城堡大酒店改造项目外观缺陷的勘查和记录

(2)使用专用设备作检测并记录，比如墙面砖的张力抽检，如图2所示。

图2 使用专用设备对墙砖张力进行检测范例

用仪器检测手段，主要是针对外墙面砖，通过抽检确认现状墙面砖的老化状况并记录测试点的位置和数据等，最后形成书面报告资料。

(3)做分区段抽查，如图3所示。主要是针对内墙大面积墙砖范围，可以做分区敲诊抽查，每面墙可以设置若干点位，作为抽查对象，如发现当前墙面瓷砖有老化情况出现，则针对该墙面加大检查范围，并拍下照片，在现场和图纸上分别做好记录，最后形成书面报告资料。

图3 墙面砖检查案例

2.1.3 老化诊断流程

建筑物老化诊断的流程如图4所示。

首先，是对周边环境、图纸、管理数据等资料的调查，收集并诊断必要的信息。然后主要根据现场的检查进行第一次诊断，提交老化程度诊断结果和修缮更新所需要的成本。如果不能满足客户的要求或经工程师判断有必要的话，根据需要，可以进行更详细的二次调查，并汇总所有完成的调查记录和数据。

图4 从事前调查至完成调查的流程示意

2.1.4 老化诊断报告书的编制

建筑物老化诊断报告书的形成是汇总了前期大量的检查数据、照片等资料的集成文件，包括物理老化的位置、老化程度、受损尺寸和程度等，每一个点都有数据可查。将所有点位分类编号，归纳汇总修缮种类和数量，由此可以判断修缮所需要的工期和金额，初步估算后一并编入在报告书，给客户提供较为完整的信息,v如图5所示。

图5 2008年实际项目中的报告书实例

2.2 建筑物的二次构件诊断

2.2.1 建筑物二次构件诊断的重要性概述

东日本大地震的资料查证显示，因二次构件(天花板、设备等)大规模崩落事故造成的人员灾害和生产中断的伤害，甚至超过了建筑物主体受损带来的伤害。所以提出“天花板等二次构件和机器设备的抗震性能评估”这一概念，通过日本建筑研究所提供的受害状况调查和振动台实验等资料，鹿岛(中国)也制定了一系列的对应方针，并应用于对现有建筑物的性能评估和对策讨论，以下简述一些这方面的内容

2.2.2 场所概述

参考日本建筑规范JASS，下述场所是需要重点关注和把握的，包括重要物资或资料存放场所、公共场所、人员密集区域场所以及大空间场所、重荷载场所等，归纳如下：

体育馆，室内游泳池，剧场，酒店，航站楼(机场等)，展览会等的主要房间

幼儿园、中小学、医院、养老院等主要房间；

居室、走廊等的人在日常站立生活的地方；

天花板高度超过6 m，水平投影面积超过200 m2；

天花板表面构成部件平均每平方米重量超过2 kg；

2.2.3 内容

(1)根据现有设计图纸和存档资料的勘察以及当地调查的实施，把握现状的详细的工艺和老化状况。

(2)以调查结果为基础，根据现行国家规范或行业协会的标准，建筑施工企业专业技术人员对吊顶等二次构件和设备进行抗震性的调研和评价，或聘请专家和专业机构做专业评估。

(3)措施及方案决定之前，对修缮计划和成本估算进行讨论，此时可以邀请客户客户一起参与研讨，提高工作效率。

2.2.4 二次结构诊断的流程

对于二次构件的诊断流程如图6所示，具体如下:

(1)事前调查：也就是目标的设定，根据建筑物的属性，首先设定好需要诊断的项目和基本的内容，然后根据设定的方向收集原始资料，可以是客户提供或档案调查等，根据这些资料确认客户传达的信息，可以初步判断当前建筑物的当前使用状况。

(2)调查和诊断：根据原始资料有针对性的做现场实地考察和取证工作，对实地的二次构件做抗震性能的细致检查、经过分类整理，由专业技术工程师或专家做最佳评估。

(3)对策检讨：二次构件诊断及修缮的方案形成后，还要提出概略的修缮计划、概略的修缮金额等内容。

图6 实绩日资项目中采用的诊断流程范例

2.2.5 二次构件诊断报告书的编制

报告书的形成是对建筑物二次结构诊断的一个汇总性文件，应包括如下主要内容：

(1)编制依据。

(2)建筑物原始参考资料。

(3)现场调研资料(含照片和数据)。

(4)归类汇总资料(如分楼层归类)。

(5)概略的修缮提案、概略工期计划、概略的估算金额等。

(6)交底记录、会议记录、论证资料、计算书、参考案例及文献资料等。

报告书完成后，经技术负责人审核后装订成册给到客户，式样如图7所示。

图7 实绩工程项目报告书范例

2.3 建筑物的节能诊断

2.3.1 概述

主要是希望通过建筑物节能诊断达成既定目标。

(1)对于不同建筑物的能源消耗，建筑企业应当以不同的手段和技术措施进行综合诊断，确定可以降低建筑物能耗的方案。

(2)提出有效利用能源、减轻环境负荷的有效节能方案。

2.3.2 依据和判断

(1) 通过数据统计和全年各月能耗分析,对拟改造建筑的能耗状况及节能潜力作出评价并出具报告,作为节能改造的依据，如图8所示。

图8 能源资源调查图标范例

(2) 对于剩余生命周期较短的建筑物、改造价值不大或改造收益明显很低的且不合理的，经过诊断得出结论后，可不予考虑节能改造。

(3) 建筑整体性能的评估应以各部分性能的实测值为基础,，以建筑物的运行使用能耗作为评价指标,并辅以节能改造的预期投资回收期作为考核指标。

2.3.3 内容和要求

建筑物节能诊断的主要内容是从能源消耗来分析的，此外可以通过复检分析建筑物屋面和外墙保温材料的性能衰减，外墙玻璃的节能效果等综合计算分析来评价节能改造的可行性，具体要求如下：

(1)降低使用成本是本质目标。即通过对建筑物能源消耗的诊断提出了有效的方案，来降低实际要支付的能源费用。

(2)降低环境负荷的研讨。根据诊断报告来综合判断、研讨有效利用能源和有效使用的方法。讨论不仅仅局限于能源资源，也可以是何减少二氧化碳等温室气体的排放等多层次的问题。

2.3.4 节能诊断的流程

根据节能诊断的内容和要求，要做充分的事前调查，收集所需的资料和数据，对既存建筑物的设施概要、竣工图纸、耗能数据等资料进行事先调查，通过技术分析和论证，从而提出与目的相符的恰当的诊断方法,如图9所示。

图9 实绩日资项目中采用的诊断流程范例

2.3.5 节能诊断报告书的编制

节能诊断报告书应包括以下主要内容，式样如图10所示。

(1)建筑企业需依靠丰富的技术和经验并通过数据为基础，来进行综合判断实施诊断的可行性，并提出有效的实施方案。

(2)报告书必须包含经过计算和论证的材料以及预期达成的效果。

(3)报告书应预估实施和改造所需的金额。

(4)按照预先制定的格式做成正规的报告书，提交客户确认和检查。

图10 上海日领馆改造项目节能诊断报告书范例

3 总结

当前我国既存建筑物逐年增加，旧改将成为建筑行业将来发展的一个趋势，既存建筑物生命周期的诊断为旧改提供了必要的前提条件。

建筑物旧改行业巨大的发展空间对在这个行业注入新的技术也提出了更高的要求。随着科技的进步，新技术、新材料、新工艺、新设备会在今后建筑物生命周期的诊断技术中也会得到进一步的发展和应用。此外，计算机BIM软件已经在建筑企业中大量应用，在建筑物生命周期的诊断报告书中如果能够以BIM系统作为辅助，将平面图纸和资料信息进行3D模块化，并展示成果，那么此项工作的开展将更有实效和说服力。

4 愿景

目前在国内尚未对建筑物的生命周期诊断工作有很大的投入，也没有明确的规范文件作为行业指导来展开此项工作，但是随着时间的推移，建筑物的老化不可逆转且基数庞大，这项工作的重要性也会逐步体现出来。建筑企业、行业、协会、专家、通过探讨和组织完成相应的规范性文件来引导企业开展此项工作，并将此纳入规范标准来执行，从而保障建筑物和客户的安全使用，将成为一项非常有意义的工作。