運用TRIZ理論改善高層樓房的布局

殷月竹　夏磊　殷志祥　許峰

摘要：現(xiàn)代社會中大量人群不斷地涌入城市中去生活，為滿足人們的居住需求，城市就不得不啟動大量的高樓建設(shè)項目。而高層樓房的布局設(shè)計好壞是影響樓房質(zhì)量和人們生活質(zhì)量和安全的重要因素，本文運用TRIZ創(chuàng)新理論，分析了現(xiàn)代高層樓房所遇到的種種技術(shù)問題，從中提取技術(shù)矛盾，利用相應(yīng)的創(chuàng)新原理，得到一些改善目前高層樓房布局設(shè)計的可行方案。

關(guān)鍵詞：高層樓房；TRIZ創(chuàng)新理論；抗震性；采光性；交通堵塞

中圖分類號：TS103：TU972

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1672-1098（2016）04-0039-03

TRIZ理論即“發(fā)明問題解決理論”，它是60多年前由前蘇聯(lián)天才的發(fā)明家阿奇舒勒和他帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊歷經(jīng)50多年分析世界各國近250萬份高水平的發(fā)明專利并綜合多學(xué)科領(lǐng)域的知識進(jìn)行研究、整理和歸納，最終建立起來的一套系統(tǒng)化的、實用的、解決發(fā)明問題的理論和方法體系。后來，TRIZ理論傳人歐美等西方國家和我國，并得到進(jìn)一步的研究、發(fā)展和更加廣泛的應(yīng)用。目前，TRIZ理論已經(jīng)走向全世界。

TRIZ理論成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，對研發(fā)或解決問題的思路有明確的指導(dǎo)性，這種指導(dǎo)性避免了耗費大量人力、物力、財力的盲目試錯，讓解決問題變得有律可循、有法可依，從而大大加快了發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)程，提高了創(chuàng)新速度。因此，TRIZ理論在全球的創(chuàng)新、創(chuàng)造學(xué)研究領(lǐng)域中占有重要的地位，已被公認(rèn)為是一種世界級的創(chuàng)新方法。

本文運用TRIZ創(chuàng)新理論，分析現(xiàn)代高層樓房所遇到的技術(shù)問題，從中提取技術(shù)矛盾，利用相應(yīng)的創(chuàng)新原理：分割原理、復(fù)合材料原理、自服務(wù)原理、動態(tài)特性原理等，得到一些可行的方案，以期改善目前高層樓房的布局設(shè)計。

1.問題描述

在現(xiàn)代社會，大量人群不斷地涌入城市中生活，為滿足人們的居住需求，城市就不得不啟動大量高樓建設(shè)項目。日益增高、增多的樓房雖然讓人們有房可住，但帶來了一系列的負(fù)面問題，比如樓房的抗震性能下降，周邊樓房的采光效果差，過于集中的樓房和人群造成交通堵塞等等。而人們顯然要求這些高樓大廈在滿足居住需求的同時，還要有良好的抗震性和采光性以及交通方便性等。因此，如何解決這些問題是目前高層建筑最重要的也是最迫切的問題。

2.問題分析

在上述問題中，顯然存在許多技術(shù)矛盾。下面逐一分析并提?。?/p>

（1）在樓房的地理位置、建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)、施工質(zhì)量、戶型體形等條件均相同的情況下，若增加樓房的高度，雖然使房子增多了，人們的居住面積增加了，但會引起樓房的抗震性能下降。

將這一矛盾雙方抽象為描述技術(shù)特性的兩個通用工程參數(shù)之間的矛盾，于是，得到技術(shù)矛盾1：

改善的參數(shù)：靜止物體的面積

惡化的參數(shù)：對象產(chǎn)生的有害作用

通過查找TRIz理論的矛盾矩陣表，得到解決該技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理有：01號原理：分割原理，22號原理：變害為利原理，40號原理：復(fù)合材料原理。

從這些創(chuàng)新原理，我們得到啟示并找到一些解決問題的方案：

方案1利用01號原理即分割原理中的第一點：“把一個物體分成相互獨立的幾個部分”，可將樓房由高層分割即變?yōu)槎鄬印?/p>

方案2利用40號原理：復(fù)合材料原理一用復(fù)合材料代替均質(zhì)材料，使用抗震性能好的復(fù)合建筑材料，比如新型復(fù)合保溫板節(jié)能墻體、發(fā)泡水泥復(fù)合板、鋼筋焊接網(wǎng)架復(fù)合混凝土等等。

（2）樓層增高了，遮擋了周邊樓房，使其采光效果很差即照度變差；

我們?nèi)杂?9個通用工程參數(shù)中的兩個來表示矛盾雙方，得到技術(shù)矛盾2：

改善的參數(shù)：靜止物體的長度

惡化的參數(shù)：照度

查找矛盾矩陣表，得到解決該技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理有：3號原理：局部質(zhì)量原理，25號原理：自服務(wù)原理。

根據(jù)3號原理即局部質(zhì)量原理中“讓物體的各部分均處于完成各自動作的最佳狀態(tài)”，和25號原理即自服務(wù)原理中“物體通過執(zhí)行維護(hù)功能為自身服務(wù)”，得到

方案3：合理設(shè)計樓房的窗戶的位置和大小來增加采光面積，比如利用側(cè)窗采光。

（3）過于集中的樓房，使房子的數(shù)量增多了，但導(dǎo)致居住人增多、車輛也多了，交通堵塞，即使得系統(tǒng)積極響應(yīng)外部變化的能力降低。

仍將這一矛盾雙方標(biāo)準(zhǔn)化，得到技術(shù)矛盾3：

改善的參數(shù)：物質(zhì)的量

惡化的參數(shù)：適應(yīng)性、通用性

翻閱矛盾矩陣表，查到相應(yīng)的創(chuàng)新原理有：3號原理：局部質(zhì)量原理，15號原理：動態(tài)特性原理，以及29號原理：氣壓和液壓原理。

由3號原理：局部質(zhì)量原理中“將物體、環(huán)境或外部作用的均勻結(jié)構(gòu)，變?yōu)椴痪鶆虻摹钡奶崾荆玫剑?/p>

方案4：將過于集中的樓房分散布置。

利用創(chuàng)新原理的15號原理：動態(tài)特性原理中的“如果一個物體是靜止的，使之移動或可動”的提示，得到：

方案5：建設(shè)會移動的房子一房車

3.方案評價與決策

運用工程經(jīng)驗及實例的應(yīng)用情況對上述備選方案進(jìn)行評價與決策。

方案1：將樓房由高層變?yōu)槎鄬?，國?nèi)外早已推廣應(yīng)用。其優(yōu)點是使樓房的抗震性大大增強，缺點是土地利用率低，浪費土地資源，觀景效果也差些。

方案2：使用抗震性能好的復(fù)合建筑材料，比如新型復(fù)合保溫板節(jié)能墻體、發(fā)泡水泥復(fù)合板、鋼筋焊接網(wǎng)架復(fù)合混凝土等等。其優(yōu)點是抗震性能好；缺點是有的復(fù)合材料價格比較昂貴，使得建筑成本提高。該方案國內(nèi)外已有應(yīng)用，若能研發(fā)出大量價格低廉的抗震性能好的復(fù)合建筑材料，再結(jié)合下面的方案3和方案4，就是一個比較完美的方案了。

方案3：合理設(shè)計樓房的窗戶的位置和大小來增加采光面積，比如利用側(cè)窗采光。該方案使采光性能很好，且設(shè)計簡單、綠色環(huán)保、成本低廉，應(yīng)大力研發(fā)推廣。但目前的做法主要是從增大樓間距方面考慮，無法全面、徹底地解決問題。

方案4：將過于集中的樓房分散布置。該方案使居住場地寬敞，采光性好，交通便利；但浪費土地資源，且易造成混亂的城市形象。應(yīng)用時應(yīng)結(jié)合方案2和方案3。

方案5：建設(shè)會移動的房子——房車，它會移動，能旅游¨引，解決了固定高層樓房的抗震性、采光性等問題；缺點是房車的居住面積偏小，不可能太大。房車國內(nèi)外已有，若再結(jié)合方案2和方案3，即會移動的房車配以運用抗震性能好的復(fù)合建筑材料建造的且采光性能好的固定高層樓房，就比較完美了。

根據(jù)上面的分析，選擇采用方案2、方案3、方案5為主要的執(zhí)行方案，若將這幾個方案相互結(jié)合，揚長避短則更佳。

4.結(jié)束語

本文運用TRIz創(chuàng)新理論，分析現(xiàn)代高層樓房所遇到的種種技術(shù)問題，提取其中技術(shù)矛盾，運用相應(yīng)的創(chuàng)新原理所給啟示，提出了一些切實可行的方案，以期改善目前高層樓房的布局設(shè)計，解決高層樓房面臨的嚴(yán)重又迫切的問題。從而使居住環(huán)境更加優(yōu)美舒適且環(huán)保節(jié)能，使城市更加便利漂亮且能可持續(xù)性發(fā)展。