陳光華

著名科學(xué)家錢學(xué)森曾指出：“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對所有系統(tǒng)都具有普遍意義的方法”。系統(tǒng)工程以大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)為對象，從系統(tǒng)的整體觀念出發(fā)，研究各個(gè)組成部分，分析各種因素之間的關(guān)系，運(yùn)用定性與定量分析相結(jié)合的方法，尋找系統(tǒng)的最佳方案，使系統(tǒng)總體效果達(dá)到最優(yōu)。建筑幕墻工程是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)。它是建筑幕墻應(yīng)用于建筑工程的實(shí)踐產(chǎn)生的，由相關(guān)聯(lián)的環(huán)境系統(tǒng)、建筑幕墻系統(tǒng)、生產(chǎn)制造系統(tǒng)、施工安裝系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和人文系統(tǒng)等組成，是由許多要素構(gòu)成、具有特定構(gòu)造和功能性能的有機(jī)整體。用系統(tǒng)的觀點(diǎn)考慮問題，用工程的方法解決問題，是新時(shí)代提高建筑幕墻工程質(zhì)量和質(zhì)量保證能力的有效方法。

1.建筑幕墻工程的系統(tǒng)觀

“系統(tǒng)”一詞最早出現(xiàn)于古希臘德莫克利特著的《宇宙大系統(tǒng)》一書中，原意是指事物中共性部分和每一事物應(yīng)占據(jù)的位置，也就是部分組成整體的意思。從系統(tǒng)基本特征的角度，錢學(xué)森給出的對系統(tǒng)的描述性定義為：系統(tǒng)[1]是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定功能的有機(jī)整體，記為：

式（1）中，S（systems）為系統(tǒng)；E（elements）為系統(tǒng)S（systems）中所有元素構(gòu)成的集合；R（relationship）為系統(tǒng)S（systems）中所有關(guān)系的集合。

1.1 建筑幕墻工程系統(tǒng)的構(gòu)成

建筑幕墻[2]是由面板與支承結(jié)構(gòu)體系（支承裝置與支承結(jié)構(gòu)）組成的，可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力和自身有一定變形能力，不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)墻。它是由其內(nèi)部要素集合而成，基于復(fù)雜結(jié)構(gòu)、具有特定功能和性能、處于特定應(yīng)用環(huán)境的大系統(tǒng)。

將建筑幕墻應(yīng)用于具體的建筑工程，就會產(chǎn)生新的建筑幕墻工程系統(tǒng)。為尋找建筑幕墻工程系統(tǒng)的最佳方案，使系統(tǒng)總體效果達(dá)到最優(yōu)，提高建筑幕墻工程質(zhì)量，利用系統(tǒng)工程的理論、技術(shù)及方法，研究建筑幕墻工程系統(tǒng)的構(gòu)造和特點(diǎn)，厘清各子系統(tǒng)之間、各要素之間的相互關(guān)系十分重要。建筑幕墻工程系統(tǒng)構(gòu)造如圖1 所示。

圖1 建筑幕墻工程系統(tǒng)構(gòu)造示意圖

建筑幕墻工程系統(tǒng)包括若干相關(guān)的子系統(tǒng)，如建筑幕墻系統(tǒng)、生產(chǎn)制造系統(tǒng)、施工安裝系統(tǒng)、使用維護(hù)系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)等。這里的建筑幕墻系統(tǒng)特指建筑幕墻的技術(shù)體系和管理體系，是建筑幕墻工程系統(tǒng)在研發(fā)設(shè)計(jì)階段的輸出結(jié)果。建筑幕墻系統(tǒng)的科學(xué)性、合理性和可靠性等是建筑幕墻工程質(zhì)量的根本保證。

任何系統(tǒng)本身都會經(jīng)歷從孕育、產(chǎn)生、發(fā)展到衰退、消亡的過程[3]。系統(tǒng)的變化、發(fā)展不是隨意的，而是有其自身的發(fā)展規(guī)律。建筑幕墻工程全生命周期如圖2 所示。

圖2 建筑幕墻工程全生命周期示意圖

對建筑幕墻工程系統(tǒng)而言，建筑幕墻工程施工是保證和提高建筑幕墻工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是影響建筑幕墻工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。因此，研究和分析影響建筑幕墻工程施工環(huán)節(jié)各要素之間以及內(nèi)部要素與外部環(huán)境之間的內(nèi)在聯(lián)系，認(rèn)識建筑幕墻工程系統(tǒng)運(yùn)行的基本規(guī)律，依據(jù)系統(tǒng)工程的理論、技術(shù)及方法，按照科學(xué)的工法進(jìn)行施工和驗(yàn)收，對保證建筑幕墻工程質(zhì)量具有十分重要的意義。

1.2 建筑幕墻工程施工的相關(guān)性

研究系統(tǒng)，首先要研究系統(tǒng)的相關(guān)性，也就是要研究系統(tǒng)內(nèi)部的要素與要素之間、要素與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與其環(huán)境之間存在的聯(lián)系。通過定性和定量的方法，使系統(tǒng)總體效果達(dá)到最優(yōu)。作為建筑幕墻工程系統(tǒng)的組成要素，各個(gè)子系統(tǒng)都有其獨(dú)立的內(nèi)在構(gòu)成方式和運(yùn)行機(jī)制，但各要素的獨(dú)立機(jī)能只能統(tǒng)一和協(xié)調(diào)于系統(tǒng)的整體之中，它們之間相互聯(lián)系、相互依存、相互制約。

以施工安裝系統(tǒng)為例，它是由若干個(gè)不同功能層次的要素按照一定的銜接關(guān)系或空間布局組合到一起，由相關(guān)安裝施工工藝工法、施工安裝設(shè)備裝備、運(yùn)輸設(shè)備和人員組成的子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)運(yùn)行的有效性對保證建筑幕墻工程質(zhì)量具有關(guān)鍵作用。

1.3 幕墻工程施工的動態(tài)平衡性

按系統(tǒng)與時(shí)間的依賴關(guān)系劃分，可以將系統(tǒng)劃分為靜態(tài)系統(tǒng)和動態(tài)系統(tǒng)[4]。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)不隨時(shí)間而變化時(shí)，這種系統(tǒng)稱為靜態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)是時(shí)間的函數(shù)，即隨著時(shí)間而發(fā)生各種變化時(shí)，這種系統(tǒng)稱為動態(tài)系統(tǒng)。實(shí)際上，靜態(tài)系統(tǒng)只是動態(tài)系統(tǒng)的一種特例，或者是對真實(shí)系統(tǒng)的簡化和抽象。

建筑幕墻工程安裝施工的過程實(shí)際上是施工安裝系統(tǒng)發(fā)生動態(tài)變化的過程，同時(shí)也是建筑幕墻工程系統(tǒng)及其外部系統(tǒng)隨著時(shí)間發(fā)生變化的動態(tài)過程?；诖?，在建筑幕墻施工過程中，除了考慮施工過程中空間的變化外，還要考慮建筑幕墻工程在不同時(shí)間相關(guān)系統(tǒng)的變化。比如，隨著建筑幕墻工程安裝施工進(jìn)度的推進(jìn)，荷載的變化、位移的變化和外部施工環(huán)境和條件的變化等。因此，建筑幕墻工程施工的動態(tài)平衡性要求參與者在制訂建筑幕墻工程施工方案時(shí)，既要考慮三維空間的變化，還必須考慮在不同時(shí)間的系統(tǒng)狀態(tài)，也就是從四維或者多維度進(jìn)行思考和計(jì)劃。

2.幕墻工程施工的系統(tǒng)工程理論和方法

2.1 幕墻工程施工目標(biāo)多元化

系統(tǒng)工程理論指出，系統(tǒng)的目標(biāo)對系統(tǒng)的發(fā)展起著決定性的作用。建筑幕墻是建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是建筑的“霓裳”。建筑幕墻工程系統(tǒng)除了要滿足建筑整體要求外，還需要具備相應(yīng)的功能和性能。不僅能夠滿足為人們提供安全、健康和舒適的生活工作空間的要求，滿足建筑美化、裝飾的要求，而且還要考慮經(jīng)濟(jì)、社會、人口、資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.2 幕墻工程施工的管理與控制

在建筑幕墻工程施工過程中，運(yùn)用系統(tǒng)工程理論和現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，控制管理人、機(jī)、料、法、環(huán)境共同構(gòu)成的施工安裝系統(tǒng)，使其處于最佳狀態(tài)，是保證建筑幕墻工程質(zhì)量和提高質(zhì)量保證能力最有效的手段和方法。

2.2.1 推動施工安裝系統(tǒng)的智能化

利用先進(jìn)的智能化手段，獲取施工安裝過程中的信息和數(shù)據(jù)，并對相關(guān)信息進(jìn)行加工處理，便于對施工安裝系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制。管理者只需設(shè)定管理目標(biāo)，其他的都由智能化系統(tǒng)來保證實(shí)施，并反饋實(shí)施效果，自動優(yōu)化施工安裝系統(tǒng)。

2.2.2 施工安裝系統(tǒng)管理與控制的評價(jià)

科學(xué)的評價(jià)體系和評價(jià)方法是保證施工安裝系統(tǒng)有效運(yùn)行、不斷優(yōu)化的一個(gè)不可或缺的重要內(nèi)容。對建筑幕墻工程施工安裝系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)、綜合評價(jià)，不斷加以完善和提高，是保證建筑幕墻工程質(zhì)量和提高質(zhì)量保證能力的必要手段。

3.建筑幕墻系統(tǒng)的研發(fā)和評價(jià)

系統(tǒng)工程理論表明，建筑幕墻工程系統(tǒng)的質(zhì)量與其全生命周期的相關(guān)階段有關(guān)，與其組成要素和各子系統(tǒng)有關(guān)，也與其所處外部環(huán)境有重要關(guān)聯(lián)。雖然嚴(yán)謹(jǐn)完美的加工制造、科學(xué)合理的施工安裝、周到細(xì)致的使用維護(hù)對保證建筑幕墻工程質(zhì)量都有十分重要的作用，但也應(yīng)該看到，建筑幕墻工程質(zhì)量的來源是研發(fā)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，也就是建筑幕墻系統(tǒng)的質(zhì)量。建筑幕墻系統(tǒng)是指涵蓋建筑幕墻工程全生命周期完整的技術(shù)體系和管理體系，是建筑幕墻工程研發(fā)設(shè)計(jì)階段的輸出成果。它是指為達(dá)到建筑幕墻工程設(shè)定功能、性能和質(zhì)量要求，經(jīng)系統(tǒng)研發(fā)而成的，由材料、構(gòu)造、形式、技術(shù)、性能等要素構(gòu)成的一個(gè)有機(jī)整體。

建筑幕墻系統(tǒng)在研發(fā)設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)對其構(gòu)造、選材、相關(guān)因素、制作工藝、安裝工法、能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)等問題進(jìn)行專業(yè)化的技術(shù)評價(jià)。但我國長期以來建筑幕墻系統(tǒng)并未經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)、專業(yè)的評價(jià)過程就直接用于指導(dǎo)建筑幕墻的制作、安裝等工程實(shí)踐，造成工程質(zhì)量不穩(wěn)定、存在隱患。為了保證建筑幕墻工程能夠達(dá)到預(yù)定要求，在建筑幕墻系統(tǒng)應(yīng)用于工程實(shí)踐之前對其進(jìn)行技術(shù)評價(jià)，從而保證建筑幕墻系統(tǒng)的科學(xué)性、適用性、安全性和完整性就顯得尤為重要。