广州大学 土木工程学院 广州 510006
摘要：对高层建筑的施工安全防护系统进行研究，主要目的是解决我国建筑行业施工环境紊乱、不安全、不文明施工的现状。通过对全生命周期成本优化以及区域优化进行研究，建立了高层建筑施工安全防护体系，为现代高层建筑的安全施工指明了方向以及道路，有利于极大改善国内目前的施工环境现状。
关键词：防护系统；高层建筑
A Brief disscusion on the Assembly of multi-tall building safety protection system
CAO Ging-sheng
（School of Civil Engineering，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China）
Abstract The construction safety protection system of high-rise buildings is studied，the main purpose is to solve the current situation of construction environment disorder，unsafe and uncivilized construction in China's construction industry.Through the study of the whole life cycle cost optimization and regional optimization，the construction safety protection system of high-rise buildings is established，which points out the direction and road for the safe construction of modern high-rise buildings.It is helpful to improve the present situation of construction environment in China.
Keywords standardization of safety protection；Multi-tall building
1 高层建筑安全防护体系研究的关键问题
国内高层建筑施工安全存在的主要问题有全生命周期成本优化问题以及区域优化配置问题[1，2]，防护产品的全生命周期成本优化是防护产品在建筑施工全过程中的一个重要体现，区域优化配置问题主要是指高层建筑安全防护产品在地方区域上存在不平衡使用[3-5]。目前国内对这两个问题的研究甚少，急须研究以解决这两个问题，为国内的安全施工防护体系提供保障。
1.1 全生命周期成本优化问题
对于我国建筑业而言，在防护产品全生命周期成本优化方面还没有人开展研究。以扣件式楼梯栏杆为例，传统的扣件式楼梯防护栏杆由于没有设置底座固定钢管，所有栏杆整体稳定性较差，工地上随处可见楼梯临时防护栏杆东倒西歪，致使防护栏杆在不同程度上被损坏，另外采用传统的扣件式钢管楼梯栏杆防护，由于搭设防护栏杆的操作人员对安全规范理解不准确，每一个操作人员搭设的栏杆高度、垂直度、钢管连接方式均不尽相同，造成扣件式防护产品得不到二次利用。防护栏杆得不到二次利用，处理方式只能是作为建筑垃圾进行回收，这既增加了对生态环境的压力，又潜在的提高施工成本，更重要的是浪费资源。由此可见，要优化防护产品的成本问题，就需要考虑多次重复使用情况。如果周转使用次数较少，带来的经济效益不佳；而周转使用次数越多，需要重视防护产品的抗疲劳破坏设计，对其力学性能要求就越高。所以以装配化防护产品全生命周期成本最优作为优化目标，进行全生命周期问题的研究是十分有价值的，也符合当下倡导的绿色发展趋势。
1.2 区域优化配置研究问题
现阶段众多区域建筑行业的资源仍然存在配置不合理、供需不平衡等问题，首先，对于绝大数建筑工地而言，防护产品的使用在工程竣工后，往往不会考虑防护产品的再次利用问题，而直接作为废弃物处理，造成资源的浪费；再者对于大型建筑业巨头而言，其施工项目遍布城市的各个地区，防护产品的区域优化配置对这种大型企业而言无疑是一项复杂而又重要的问题。对于不同项目间防护产品的优化配置，需考虑防护产品的最小运输半径与最佳运输经济圈。由于大多数防护产品材质为金属材质，借鉴钢材的合理运输半径150公里进行优化配置，最大限度的提高区域内防护产品的使用效率，减小合理运输距离，使区域内的防护产品能够高效快速的共享使用，进一步提高资源的使用效益。
2 防护系统装配化研究的主要技术思路
综上所述，针对当前装配化研究存在的主要问题，高层建筑安全防护产品研究的主要方向和技术路线如下：
（1）全生命周期优化设计研究
改变传统的防护产品的连接方式，设计一种组装可拆卸式楼梯临边防护栏杆，该临时栏杆通过将各个构件设计为模块标准化构件，各标准化构件使用螺栓安装，拆卸方便，实用性强。合理设置产品的周转使用次数，建立产品前期投入成本、周转使用次数，维护成本及合同收入、经济效益的函数，以经济效益最优作为目标函数，研究合理的截面型式和结构构造。通过进行冲击试验研究，得出各类防护产品的使用周期与损耗之间的关系，在充分考虑安全因素的基础上，计算出防护产品的最佳使用寿命，保证资源使用效率和产生经济价值的最大化。
（2）防护产品区域化优化配置问题研究
利用BIM技术的虚拟现实功能，在BIM信息模型中建立各个防护产品的信息，如材料尺寸、材质、造价、力学性能指标等，充分考虑产品最优半径、在建与拟建项目防护产品使用情况等因素，对防护产品区域化问题进行优化处理。防护产品产生效益的高低取决于其全生命周期内的周转使用效率和搬运距离，研究构建防护产品的区域信息平台，构建区域内装配式安全防护产品使用成本的目标函数，通过其优化求解，确定区域内的优化配置，控制成本，实现防护产品区域工程项目的最优资源调配。并充分考虑影响资源调配的离散变量，如：防护拆卸安装费用、防护产品的运输成本、防护产品的当前市场价格、全生命周期内最佳周转使用次数等，使整个建筑施工体系安全防护系统得以最大化、最经济性的利用。
3 结语
对高层建筑安全防护系统进行研究，有利于提高施工安全防护产品周转使用率与区域内的优化配置，节省资源与施工成本，还能够进一步提高施工现场管理水平。本文全面分析了我国防护产品装配化的研究现状及其存在的主要问题，全生命周期优化设计、区域化优化配置等方面有待深入研究。在高层建筑拔地而起的同时，施工安全防护系统为整个建筑产品的质量提供技术服务，研究安全防护产品的全生命周期成本优化以及区域优化配置有利于高层建筑施工安全防护系统得以更好地使用与推广，为国内高层建筑施工以及环境创造一个更好的环境。
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