給水管網設計中價值工程分析

巫特瑜

摘 要：城市給水系統目前已然成為了一個城市的重要基礎設施，隨著城市和經濟的逐步發展，其更改和擴建的步伐也逐漸加快，因此給水管網設計中不得不提到一個新概念：價值工程分析與應用。價值工程作為一種分析管理技術，目的是使用最低的壽命周期成本，實現給水管網工程所需要的全部功能。文章主要從價值工程方法研究分析的角度出發，對給水管網設計以及運行管理進行優化，從而為給水管網評價方法提供參考。

關鍵詞：城市給水管網；優化設計；價值工程

引言

在城市給水建設總投資中，給水管網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行管理費以及不斷的折舊維護費用將隨之而來。當今全球經濟發展不斷刷新，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，城市給水管網面臨擴建、改建需求，甚至有些城市開始尋求給水系統的技術與管理的突破。由此而產生的相關工程投資也面臨增加，而對于給水管網的設計，則要求必須合理、科學、有效、經濟、切實，綜上所述，給水管網設計的價值工程直接與其投資總額以及運行管理費掛鉤。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重要。

1 給水管網研究的現狀

給水管網的設計關系錯綜復雜，因此需要對設計的一些不合理地方進行取舍，科學合理的運用數學理論、給水設計要求，將給水管網的設計進行優化，抽象為便于理解和解決的數學模型，要以數學建模、水力建模為橋梁，得出設計的最優解或次優解。在當前形勢下，給水管網設計的主要目標是：在達到用戶用水量以及水管水壓要求并且符合其他設計要求的情況下，研究設計有效期內給水管網投資額和運行管理費用之和最低的價值工程方案。

現代化城市給水管網設計原則：（1）要結合用水用戶和地理分布的層次性進行優化；（2）按城市發展的當前需求和未來計劃，既遠近期需求來設計統籌安排；（3）要將優化整改的重點突顯；（4）優先優化殘舊老化、漏損嚴重的管網。

目前，確定性優化方法和現代的隨機性優化方法是當前較為廣為人知的兩種給水管網優化設計算法。具體如圖1所示。現代技術條件下，現代的隨機性優化方法是以后技術優化的發展趨勢，因此備受關注。當前給水管網在經驗及數理方面，已經逐步建立了數學模型、水力模型，設計已有一定改進。同時也開始步入“科學設計和合理管理”的階段。國內大型給水管網，多以環狀為主，目前出現的主要問題有，管網的布置分布層次不適當；水質越來越差；管線連接繁雜混亂；管網泄漏、破損情況嚴重；事故維修時停水面積大、時間久；管網復雜運行調度不靈活；管網數學模型與實測統計有很大的出入等。除此之外，隨著城市化建設的發展，給水管網設計落后的問題愈加嚴重。也由此看出，給水管網優化管理問題亟待解決。

圖1 給水管網優化設計算法的分類結構圖

2 價值工程在給水管網設計中的意義

價值工程中，價值的定義：產品與作業的功能與項目壽命周期成本的比值（V=F/C）。主要功能是實現工程的效用要求以及價值需求，以功能分析為主體，是一種結合了系統理論，創造性方法的科學管理方法論。價值工程的核心支柱是評價系統，價值工程的靈魂是追求創新。因此，價值工程作為一種管理技術在給水管網中，可以實現C（全壽命周期成本）的最低化，從而達到價值工程V的最大化，為給水管網工程所需要功能添磚加瓦。

給水管網中應用價值工程具體意義有以下幾方面：（1）將價值工程應用到給水管網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）價值工程是集體智慧造就的成果，所以在給水管網中應用價值工程能使管理者更好地投入到管理工作當中；（3）在給水管網中運用價值工程是提高工程設計正確率以及提高工程建設水平的重要方法；（4）將價值工程應用到給水管網中充分體現了“價值第一”的觀念，這樣就有助于給水管網盡快的適應嚴峻的供水形勢。

3 價值工程研究方法的關鍵

城市給水管網屬于城市公共設施之一，涉及面廣，且關系重大，其系統復雜且運行管理維護量大，因此，要對其進行價值工程分析，只能把給水管網部分組成作為研究對象。研究對象的選擇過程應遵循以下方式：首先是逐步縮小對象范圍，然后鎖定目標，最后確定目標方向。選擇過程有兩個注意的地方，分別是注意定性分析以及定量分析。價值工程關鍵在于研究對象的選取，產品功能的確定，主要功能的評估，方案的創新性研究。而給水管網的價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。因此價值工程的推廣應用，在給水管網行業中，包括項目的整體投資設計、設備選型、方案選擇、施工管理、材料采購等各個方面都可以應用到其中去。

表1中，施工圖設計階段各環節包括初步設計階段、施工圖設計階段和技術階段，這些環節的具體工作目的和內容雖然都有所差異，但不難發現各環節的共同點，也就是進行方案設計的逐步優化及方案設計的對照選擇。在符合既定功能要求的情況下，達到經濟效益的最大化、最優化，從而完成經濟價值與技術設計的完美融合。價值工程的主體：是通過創新研究設計給水管網工程的新思路和新方法，為達到項目全壽命周期的經濟利益的最大化作鋪墊，最后以實現價值工程的主要功能。因此，價值工程中的功能研究與開發必須非常精確，局部細化要合理科學的細化到方案對比選擇，除此之外，在方案對比選擇的同時還要敢于嘗試采用新材料新技術，參與設計的員工要毫無保留地列出各種創新的思維和方法。只有這樣給水管網設計階段采用價值工程的意義與目的才能夠彰顯無遺。

表1 設計理念和評估方法關鍵點

4 結束語

文章首先分析城市給水管網的現狀，以高效率，低成本，節能減排為理念，對應地提出了價值工程在給水管網中的作用。在優化基礎上構建了給水管網設計中價值工程的初步理論，同時明確了給水管網價值工程體系中，價值指數平均值是管網優化設計經濟決策的重要指標這一核心。為有效地加強給水管網設計和管理的科學合理性工程，提供了一定的理論分析。

參考文獻

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