国际及欧美土木工程相关技术标准体系
第一部分 国际标准组织
1.1 概述
在联合国管理之下的国际标准机构共有28个(如:国际原子能机构、国际航空运输协会、国际法制计量组织、世界知识产权组织等),每个机构都在某一领域制订一些国际标准;其中85%的国际标准是ISO/IEC 制订的,剩下的15%由其他国际标准机构制订。
国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)和国际电信联盟(ITU)是世界上最大国际标准化组织,ISO、IEC、ITU标准为国际标准。
国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)是世界上最有权威,涉及专业面最广的国际标准化组织,他们联系密切,但分工明确,IEC负责与电子、电工有关的领域;ISO的标准则涉及除电子、电工及军工、石油、船舶制造之外的很多重要领域。
IEC、ISO的标准编制都采用技术委员会(TC)、分技术委员会(SC)、工作组(WG)的组织形式,用以协调标准的制定,保证同一门类,甚至不同门类之间的标准能组成一个完整的体系,并且各标准之间不致出现矛盾的内容。
1.2 国际电工委员会(IEC,International Electrotechnical Commission)
IEC成立于1906年,是世界上成立最早的专业国际标准化机构,负责有关电气和电子工程及相关技术领域国际标准的编制和发布。IEC的中心任务是:成为电工、电子及相关技术领域全球公认的促进国际贸易所需标准和合格评定服务的提供者。IEC标准有6000多个,涉及国际市场中35%的产品。
IEC采取理事会制,每个国家只能有一个机构作为其成员。目前IEC有67个正式成员国,另有70个国家参与“联合国家计划”(IEC开发的利用电子手段接触发展中国家的新方法,为发展中国家参与IEC标准制定提供机会)。IEC正式成员国的人口占世界人口的80%,制造和使用的电气、电子产品占全世界产量的90%。目前,中国国家标准化管理委员会代表我国参加IEC的工作。IEC常任理事国为美国、中国、英国、法国、德国、日本。
1.3 国际标准化组织(ISO,International Organization for Standardization)
ISO是世界上最大的非政府性的国际标准化组织,其主要功能是为人们制订国际标准提供一种机制,要推动实现“一个标准, 一项测试, 全球接受”的目标。
一个国家只有一个标准化团体参加ISO。ISO现有143个成员,其中93个正式成员。中国2008年成为常任理事国。ISO共有现行标准2万多个。
1.4 采用国际标准
部分国家承担ISO、IEC秘书处数量
国别 | 2002 | 2004 | 2006 | 2008 |
美国 | 136 | 135 | 148 | 152 |
德国 | 124 | 123 | 151 | 165 |
英国 | 106 | 98 | 125 | 102 |
法国 | 84 | 80 | 102 | 96 |
日本 | 36 | 41 | 60 | 74 |
中国 | - | 12 | 13 | 30 |
由于CEN与ISO/IEC的密切联系,采用ISO标准的形式是直接利用ISO的编号,前面冠以EN或BS,例如:
标准号 | 标准名称 | 关联性 |
BS ISO 6707-2: 2014 | 建筑物和土木工程:词汇-合同条目: | ISO6707-1:2014, ISO9000:2005, ISO10845-1:2010, ISO15686-5:2008 |
BS EN ISO 14122-1: 2001+A1 (2010) | 机械安全:接近机械的永久方式 – 选择在两层间接近机械的固定通道 | EN ISO 14122-2,EN ISO14122-3, EN ISO12100-1:2003, EN ISO12100-2, EN ISO14121-1, EN ISO14122-4:2004 |
BS ENISO 14688-1: 2002+A1 (2013) | 土工调查和试验:土的识别和分类 - 识别和描述 | ISO 11259, ISO 14688-2,ISO 14689, ISO 710-1, ISO 710-2 |
BS ENISO 14689-1: 2003 | 土工调查和试验:岩石的识别和分类 -识别和描述 | ISO 710-1, ISO 710-2, ISO 710-3, ISO 710-4, ISO 710-5, ISO 710-6, ISO 710-7, EN 12670, ISO 14688-1,ISO 14688-2,ISO 22475 |
BS EN ISO 17892-1: 2014 | 土工调查与试验:土料试验室试验 – 确定含水量 | ISO 386, ISO 14688-1,DIN.ISSMGE:1998, EN1997-1, EN1997-2 |
中国标准采用相应国际标准的编号方式是在中国标准号的后面标注ISO/IEC编号,并注明一致性程度:等同、修改和非等效。
等同(IDT):采用翻译起草法,仅作编辑性修改;
修改(MOD):采用重新起草法,修改相应国际标准,并对技术差异进行标识和解释;
非等效(NEQ):两者间存在技术内容和文本结构的不同,并且没有进行标识和解释。
目前,我国在国际标准制定方面的影响力和话语权日益增强,由中国提出和主导制定的国际标准数量逐年增加。截止2016年5月,已有189项标准提案成为ISO标准,主要在高铁、核电、通信、汽车等领域的产品标准。
第二部分 美国标准化组织
2.1 概述
世界各国主要标准体系,都有其自身的显著特点。政府的约束、法律的约束、行业的技术水平要求直接决定了这些特点的形成。美国重视行业自律,依靠多个行业协会的专业能力和号召力,制定和推广标准。英国、法国和德国依靠国家标准化组织或机构进行标准的制定和管理工作。
欧美国家各类标准的编制是建立在市场经济基础上的自愿行为。任何一个组织都可以自己投资编制技术标准。他们编制技术标准, 并不是出于赢利的目的, 而是要突出自己在行业的地位, 事实上,正是由于英特尔确立了中央处理器(CPU)标准、微软把持了操作系统的标准、苹果主导了手机应用标准,这些巨头才能牢牢掌握国际市场竞争和价值分配的话语权。
欧美国家的标准体系大多数是技术法规与技术标准相结合的,在这种体系中,技术法规仅限于保护国家安全、防止欺诈行为、保护人身健康或安全、保护动物或植物的生命和健康、保护环境5个方面的内容,是强制性的,必须严格贯彻执行。技术标准是指由公认机构核准或认可的,非强制执行的,供共同和反复使用的,为产品或有关的加工和生产方法提供准则、指南或特性的技术文件,是自愿采用的。
我国的工程建设标准体系采用强制性标准与推荐性标准相结合的方式。
2.2美国标准化组织
由于美国社会的多元性和自由化状态,形成了其独特的分散的自愿标准管理体制。美国的标准体系是政府与民间团体合作建立的,有近700个专业机构和学会、协会团体制订和发布各自专业领域的标准。这些专业机构和学会、协会团体在标准化活动中发挥主导作用,使美国的工程行业标准具有多元化、分散却十分完备的特点。此外,美国的政府部门, 如:国防部、农业部、环保局等,也分别制定其各自领域的标准以及政府的采购标准。
美国政府鼓励:“联邦机构尽可能采用美国国内开发的行业标准,以节省政府资源”。这种自愿标准管理体制政府不需要在标准制订方面投入太多的经费。各标准化团体的生存依赖于会员的会费以及销售标准文本的收入,体现了“谁使用,谁受益”的市场经济的资源配置原则。
(1)美国国家标准学会(ANSI, American National Standards Institute)
ANSI成立于1918年,系非赢利的民间性质标准化团体,是美国自愿标准体系的协调中心,负责协调并推动美国国内标准化活动,认可标准制定组织,批准美国国家标准。但是否接受ANSI的认可/批准则是由各标准制订组织自主选择的,而且ANSI的认可/批准并不保证美国市场的认可,采用什么标准是用户自由选择的。ANSI本身很少制订标准,而是由相应的标准化团体、技术团体及行业协会和自愿将标准提交ANSI批准的组织按照一系列程序编写标准草案,由此产生的候选文献通过审核批准后冠以ANSI代号,成为美国国家标准。
ANSI代表美国参加国际或区域性标准化组织(如:ISO、IEC),在标准及合格评定程序方面与世界其他同类组织沟通交流。尽管其地位重要,但是ANSI的身份仍然是民间机构,不接受政府的监督,只是获得官方认可并赋予其相应职能,无政府补贴。
ANSI现有工业学(协)会等团体会员约200个,公司(企业)会员约1400个。
(2)美国材料与试验协会(ASTM, American Society for Testing and Materials)
ASTM是美国最老、最大的非盈利性的标准学术团体之一,其宗旨是:成为世界一流的、自愿协商一致的、具有国际认可品质和市场实用性标准的制定者,相关技术信息和服务的提供商。ASTM委员会是美国国家标准协会(ANSI)的成员,但ASTM标准不提交ANSI批准,因此不属美国国家标准。
虽然ASTM标准是非官方学术团体制定的标准,但由于其质量高,适应性好,从而赢得了美国工业界的官方信赖,而且被美国国防部和联邦政府各部门机构采用。
ASTM标准制定由相应的技术委员会负责,目前共有141个技术委员会、2000多个分委会,拥有来自140个国家的35000多会员。ASTM标准制定一直采用自愿达成一致意见的制度,每5年修订一次。ASTM标准以每年出版一套ASTM标准全集的方式确认其有效性,目前已出版发布了12583项在用标准,每年出版的ASTM标准全集分15类(Section)81卷(Volume)。
ASTM标准也被世界上许多国家和企业借鉴和应用,诸多国际检测认证机构及各国标准化组织都采用或参照ASTM制定的相关标准进行产品认证。目前,世界上共有80多个国家引用了ASTM的6600项标准作为制定其国标和法规的基础,中国的国家标准中引用了1000多项,行业标准中引用了3000多项。
引用例
1)ASTM 标准种类
① 试验方法(Test Method),是为鉴定、检测和评估材料、产品、系统或服务的质量、特性及参数等指标而采用的规定程序。
例:C29/C29M-16 Standard Test Method for Bulk Density (Unit Weight) and Voids in Aggregate骨料密度(单位重量)和孔隙率的试验方法
② 技术要求(Specification) ,对材料、产品、系统,或项目提出技术要求并给出具体说明,同时还提出了满足技术要求而应采用的程序。
例:A36-14 Standard Specification for Carbon Structural Steel碳素结构钢技术要求
③ 实施规程(Practice),对一种或多种特定的操作或功能给予说明,但不产生测试结果的程序。
例:C31/C31M-03a Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens inthe Field混凝土试样的现场制备和养护
④ 指南(Guide),不推荐具体实施方法的一套信息或一系列选择。
例:C295-12Standard Guide for Petrographic Examination of Aggregates for Concrete混凝土骨料的岩相检验
⑤ 标准术语(Terminology),对名词或符号、缩略语等进行说明、描述或定义。
例:D8-16 Standard Terminology Relating to Materials for Roads and Pavements与道路和铺面材料相关术语
⑥ 标准分类(Classification),根据其来源、组成、性能或用途,对材料、产品、系统或特定服务进行区分和归类。
例:B224-15 Standard Classification of Coppers铜材的分类
2)ASTM 标准的表示形式
ASTM标准用标准代号+字母分类代码+标准序号+制定年份+标准名称来表示。
字母分类代码的含义:
A— — 黑色金属;
B— — 有色金属;
C— —水泥,陶瓷,混凝土与砖石材料;
D— —其它各种材料(石油产品,燃料,低强塑料等);
E— —杂类(金属化学分析,耐火试验,无损试验,统计方法等);
F— —特殊用途材料(电子、防震、医用外科等),材料的腐蚀、变质与降级。
引用例
(3)美国混凝土协会 (ACI)
ACI是一个非盈利性的技术和教育组织,是世界混凝土技术方面的权威。ACI致力于有关混凝土和钢筋混凝土结构设计、建造和保养技术的研究。
ACI发布的技术文件分为标准和非标准两种。
ACI的标准是强制性的(written in mandatory language),包括设计和施工两类:
设计标准:涉及规范要求、规范案例、验收标准、设计技术要求。
施工标准:涉及施工技术要求和材料技术要求
非标准的文件包括导则和报告(Non-standards Guides and Reports):
导则:非强制性的(written in non-mandatory language),提出对混凝土材料或结构的分析、设计、规定、选择、评定、试验、施工或修补活动的建议;
报告:提供委员会专业领域内有关混凝土技术的信息
制订了363个有关混凝土的技术文件、报告、指南、技术要求和规范,其标准的分类是以制订委员会的代号为分类号的,代号分配情况如下:
ACI 100 — 一般规定
ACI 200 — 混凝土材料与性能
ACI 300 — 设计施工规程
ACI 400 — 结构分析
ACI 500 — 特殊应用与修复
(4)美国土木工程师学会标准(ASCE)
ASCE成立于1852年,是美国历史最悠久的专业工程师学会,专业涵盖建筑设计、施工、运输、能源、环境、工程力学、土力学、水力学、水资源、城市规划、基础设施等土木工程类的所有学科。ASCE设6个专业学会:建筑工程、施工、海岸港口和河流、环境和水资源、地质研究、结构工程
ASCE是美国建设工程领域权威的非赢利学术性团体,亦是全球最大的土木工程文献的出版机构,出版物包括31种技术和专业期刊、会议录、委员会报告,以及标准、工程实践手册和专论等。ASCE为美国政府机构及国会提供包括环境工程与水处理、危险废物处理、结构等土木工程方面的技术培训和指导,参与一些行业法规与技术标准的制定工作,如建筑结构、环境工程与水处理技术标准等。ASCE已和其他国家的65个土木工程学会有合作协议,所服务的会员有来自159个国家超过13万名专业人员。
目前ASCE共发布有60多个标准,这些标准是由各领域专家编写,通过ASCE标准委员会的达成共识程序,最终由ANSI(美国国家标准学会)批准。ASCE的很多标准都是与其他学会共同制定的(如:EWRI - 美国环境与水资源协会、SEI - 美国科学工程学学会)。
ASCE工程实践手册与报告(MOP):介绍某特定主题的深入技术信息,详细分析所述方法及技术的局限性及应用。MOP中所含的实用信息对土木工程师的日常工作非常有用。实践手册在ASCE相关部门、委员会或研究所的指导下编制,并专家组审核和批准;并经相应的执行委员会批准。
ASCE技术报告:提供土木工程领域的最新实践信息,内容涵盖最新的现场实践、灾害破坏评定、工程案例研究。这些报告由专业技术委员编制。
第三部分 欧盟标准化组织
欧盟是当今世界上最大的发达国家集团,目前有28个成员国。
欧洲标准化委员会(CEN)与ISO、IEC有着极其密切的联系。根据ISO与CEN之间缔结的协定, CEN先行制定的标准,ISO将不再另行制定,直接用CEN制定的标准作为ISO相应部分标准的草案。CEN发布的欧洲标准,优先采用ISO/IEC的工作成果。
(1)欧盟协调标准(EN, harmonised standard)
根据欧委会和欧洲标准化委员会(CEN)、欧洲电工技术标准化委员会(CENELEC)、欧洲电讯标准化组织(ETGSI)与各成员国商议后达成的指导原则起草,并被欧委会所采用的标准。
普通的欧盟标准与欧盟法规没有关联,而协调标准必须与相关的基本要求相匹配。由于指令仅仅涉及对产品的基本要求和基本规定,某些技术细节在相关的标准中规定,这样,技术法规和标准出现了必然的联系,使协调标准成为相关指令的一个组成部分而具有法律效力。欧盟的技术法规只涉及产品投放市场前必须达到的安全、卫生、财产和环境保护的"基本要求",而满足基本要求的技术规范则由欧洲标准化组织以"协调标准"制定。在制定标准过程中充分考虑所有相关方(制造商、消费者协会、贸易团体等)利益,并允许其参与。协调标准的标题和代号必须在欧共体官方公报上发布,并指明与其相对应的新方法指令。
EN标准是 CEN 各类标准中执行力最强的一种,是一套在欧盟成员国中具有高于其国家标准地位的区域性国际标准。由于历史原因,非洲许多国家则直接将其作为国家标准使用。
建筑产品指令涉及的协调标准有50多个,包括:① 与建筑和土木工程相关的材料与制品标准,涉及建筑材料的规格、物理特性和材料特性、试验方法和分类;②相关的施工标准,涵盖产品、材料和结构;③相关的试验标准,包括材料(如混凝土、圬工、木材及金属材料)试验、无损探伤以及防火试验标准。
(2)欧洲建筑和土木工程技术标准(Eurocodes)
为消除欧洲统一市场内部的贸易技术壁垒,1975年欧洲经济共同体委员会(EEC)决定编制一套适用于欧洲的建筑和土木工程的标准,简称欧洲标准(Eurocodes)。至今,已形成包括10卷58分册的完整配套的工程技术标准体系,成为在工程建设领域中具有较大影响力的一套区域性国际标准,代表当代主流设计理念、体系完整。
欧洲建筑和土木工程技术标准体系具有如下特点:
通用性 — 欧洲国家对建筑和土木工程的定义比较宽泛,基本覆盖所有的土建工程领域,包括工民建、公路、铁路、水利水电、港口码头等。
系统性 — 欧洲建筑和土木工程技术标准偏重于大土木工程通用知识的系统性,只有研究其系统背景才能准确地指导工程行业的实际应用。
理论性 — 欧洲建筑和土木工程技术标准偏重于理论、原理和设计概念的更新,专业设计人员在应用欧洲建筑和土木工程技术标准时必须具备扎实的理论知识。
欧洲结构规范共包括10 个规范(编号从ENI990至EN1999),每本规范又分为若干分册,内容涵盖了所有主要的建筑材料(混凝土、钢材、木材、圬工和铝材)、所有主要的结构工程领域(结构设计基础、荷载、防火工程、岩土工程、抗震设计等)以及多种结构类型(桥梁、房屋建筑、筒仓、储罐、管道、塔、桅杆、烟囱等),共计58 个分册。EN1991~ EN1999必须与EN1990一同使用,一些特殊的结构(如核电站、大坝等) 则在EN1991~ EN1999 的附加规定中加以考虑。规范所有条款分为两类,一类为原则性条款(Principles),一类为应用性条款(Application Rules):原则性条款描述结构性能的基本要求,必须满足;应用性条款则是满足原则性条款要求可采用的方法(非强制性)
EN 1990结构设计基础:确立了设计的一般准则。主要规定了工程结构的安全性、适用性、耐久性的原则和要求;阐明了以概率论为基础的极限状态分析系数法,设计和校核结构可靠性的规则;建立了材料和结构的模型,并评价了可靠性公式中的数值。
EN 1991结构上的作用:提供了建筑物和土木工程结构设计的一般原则和作用。涵盖施工过程中的结构设计和临时结构设计,不直接用于已建结构的评估以及对修复和更改设计的评估;不包括某些涉及公众安全的特殊结构设计要求(例如核设施)。
EN 1992混凝土结构设计:基于分项系数法的极限状态概念描述各类混凝土结构安全性、适用性和耐久性的原则与要求,给出了一般结构、建筑物、桥梁及储罐设计的一般规则和特殊规定。适用于素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土的建筑物和土木工程的设计。
EN 1993钢结构设计:给出了各种类型钢结构、各种接缝的弹性、塑性设计的详细规则,针对半刚性接缝、钢板桩、壳体、筒仓及不锈钢结构给出了设计规定,对于冷铸钢结构提出了更先进的设计方法。适用于钢结构建筑与土木工程的设计。
EN 1994钢-混凝土组合结构设计:给出了有关钢与混凝土组合结构的安全性、适用性和耐久性的原则和要求,以及有关房屋建筑、桥梁结构设计和防火设计的具体规定,适用于建筑和土木工程中的组合结构和构件的设计。
EN 1995木结构设计:用于建筑物和土木工程中木结构(实心木、锯木、刨木或杆状木、胶合层木、木质结构产品)或者用胶合剂或机械紧固件组装的木基板的设计。
EN 1996砌体结构设计:用于以无筋的、加筋的、预应力约束的砌体修建的建筑和土木工程或其中部分结构的设计。
EN 1997岩土工程设计:描述了适用于岩土工程设计的总则和要求,给出了场地勘察的一般规定,土壤和岩石的取样、常用现场试验和实验室试验的基本要求、实验结果的评估和运用。
EN 1998结构抗震设计:规定了混凝土结构、钢结构、钢-混凝土组合结构、木结构、铝结构的抗震设计细则,内容涵盖地震区域建筑及其它土木工程结构(房屋建筑、桥梁、筒仓、容器、管道、地基、支护结构、塔架、桅杆、烟囱等)的抗震设计和施工。给出了结构抗震性能评估的原则和方法,为加固改造措施的设计设定了标准。
EN 1999铝结构设计:适用于土木工程和建筑物中铝结构的设计。
考虑各国可能存在的地理或气候条件差异、生活方式差异,以及可能采用的不同保护级别,Eurocodes将某些值、类别或方法留待各国选择。这些有待从国家层面上确认的值、类别和方法称为国家确定参数(NDP),以附件的形式附于每个标准之后。每个国家都可以在自己的国家附件中发布选用值。由国家确定的参数一般为分项安全系数和结构的设计寿命;特定数据,如雪图,风图,等温线图和地震图,其他与安全有关的参数。国家附件是欧洲规范的重要补充。
第四部分结束语
目前我们的国家标准、行业标准和地方标准总数超过10万项,企业标准超过百万项,但工程建设标准国际化程度不足,国际认可度不高。
2000年之前,我国企业以劳动密集型的施工总承包为主,以成本优势参与国际竞争;2000年以后,中国企业的技术优势显现,自主承建项目越来越多。当前,中国作为全球第二大经济体、第一大货物贸易国,在中国企业“走出去”的过程中,输出“中国标准”一直都被视为最高追求。我们首先要了解和采用国际标准和国外先进标准,掌握国际标准制定的游戏规则,积极参与其中。中国标准走出去的方式可以有多种,例如提出并主导制定国际标准ISO。要证明我们的标准更好,先要清楚别国的标准是怎样的;要说服别人使用我们的标准,理由肯定是:更先进、更安全、更环保、更经济等,而不是为了我们方便,因为我们的工程师只会用中国标准。在中国标准走出去的过程中,希望有更多的人能成为技术强、语言好、国际规则通的高端人才。
中国企业在大量国际工程承包业务实践中取得长足进步的同时,积累了丰富经验,但也付出了不少代价。
长期以来,国际通用标准、欧美标准是国际工程主流技术标准,标准化对经济全球化有积极推动作用,但对中国企业开展国际工程业务带来了一定挑战。中国工程技术标准体系建立时间短,系统性和协调性相对较弱;与国际标准体系接轨不够;同时中国国际工程企业对国际标准体系和基本规则了解不深入,一定程度上阻碍了海外项目投资、建设和运营等阶段相关工作的高效开展。
为此,国际工程“技术规范、技术标准应用差异性、合规性分析、标准体系应用问题分析及风险管理”高端指导班定于2024年10月26-27日在北京举办。
本期活动将邀请一线实操专家就国际工程标准体系、标准应用问题分析、中外标准差异对比合规性、国际工程标准应用案例进行讲解,有助于工程技术人员加深对国际标准及欧美技术标准的理解,熟知国际工程技术标准的差异,准确使用国外标准,推广中国工程技术标准,将是“走出去”承担国际工程的中国企业开展海外经营,识别工程风险,顺利执行合同起到很好的指导、参考和借鉴作用。欢迎各有关单位积极组织安排相关人员参与参与/交流/提升。