時(shí)間:2022-06-19 19:31:47
開(kāi)篇:寫(xiě)作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑分析論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
人類對(duì)于建筑的審美追求,一直伴隨著人類文明進(jìn)步的腳印。即便是原始狀態(tài),也包含有審美的意念,如索爾茲伯里的巨石圈,便表現(xiàn)了原始人類對(duì)建筑所營(yíng)造的神秘的、宗教式的美感追求,無(wú)論中外建筑,概莫能外。
1999年6月,國(guó)際建協(xié)第20屆大會(huì)在北京舉行,通過(guò)了《北京》,其核心內(nèi)容來(lái)源于吳良鏞教授多年心血的結(jié)晶——廣義建筑學(xué)。
20世紀(jì)80年代中期,我國(guó)改革開(kāi)放事業(yè)如日中天,吳良鏞教授感到傳統(tǒng)建筑學(xué)難以滿足我國(guó)當(dāng)前建筑領(lǐng)域的要求,適時(shí)提出了廣義建筑學(xué)理論。概括而言,就是“一法得道,變法萬(wàn)千”,“一法”指建筑的一些本質(zhì)、基本原理、行動(dòng)指南,是指導(dǎo)建筑發(fā)展的基本準(zhǔn)則,是“道”,是必然;“變法萬(wàn)千”則是指以基本原理準(zhǔn)則為基準(zhǔn)的城市建筑具體形象的創(chuàng)造,應(yīng)盡可能千變?nèi)f化,容許并鼓勵(lì)其多樣性,亦即通過(guò)“必然”就能獲得自由,無(wú)須也不可能定于“一尊”,至少在建筑師思想上沒(méi)有創(chuàng)作的桎梏和藩籬,而將諸多學(xué)派括入囊中,高瞻遠(yuǎn)矚,博采眾長(zhǎng),并針對(duì)所承擔(dān)的規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)象的特殊點(diǎn)為我所用,隨機(jī)應(yīng)變,進(jìn)行意匠獨(dú)造,以至無(wú)窮。
在現(xiàn)實(shí)生活中,建筑審美需求越來(lái)越受到重視,那么,現(xiàn)代建筑有什么審美特性呢?
2建筑的審美特性
藝術(shù)來(lái)源于生活,藝術(shù)的宗旨則是還原生活,服務(wù)生活,情同此理,我們探索建筑的審美特性,目的就是進(jìn)行歸納總結(jié),提煉基本的設(shè)計(jì)方法,更好地為用戶服務(wù)。
現(xiàn)代建筑的審美特性大致可分為以下幾類:
2.1建筑的結(jié)構(gòu)美
作為北京奧運(yùn)會(huì)新建場(chǎng)館,“鳥(niǎo)巢”、“水立方”以其獨(dú)特的建筑造型受到世人矚目,享譽(yù)海內(nèi)外。尤其是“鳥(niǎo)巢”,堪稱結(jié)構(gòu)美的杰作,“鳥(niǎo)巢”采用全鋼結(jié)構(gòu),暴露主體結(jié)構(gòu),使承受荷載的結(jié)構(gòu)件成為建筑審美主體,體現(xiàn)出建筑的力度和美感。通過(guò)材料的虛實(shí)對(duì)比、質(zhì)感變化和節(jié)點(diǎn)處理,取得精致的外觀效果(圖1)。
“鳥(niǎo)巢”這樣的宏大工程,但處處留心皆學(xué)問(wèn),我們?cè)谄匠TO(shè)計(jì)工作中也可以進(jìn)行有益的嘗試。
案例1:安陽(yáng)鋼鐵公司2800m3高爐主控樓參觀通廊(河南安陽(yáng),2006)
根據(jù)業(yè)主要求,在高爐出鐵場(chǎng)廠房與高爐主控樓間增設(shè)一條參觀通廊,要求美觀大氣,成為廠區(qū)的一個(gè)亮點(diǎn)。經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲,我決定采用全鋼結(jié)構(gòu)形式,通廊斷面設(shè)計(jì)為半圓形,將結(jié)構(gòu)件納入審美元素,弧形結(jié)構(gòu)件上打上園孔,通廊表面為銀灰色,并穿插不銹鋼管裝飾,整體感覺(jué)如一架飛行器,獲得業(yè)主的好評(píng)(圖2,圖3)。
2.2建筑的雕塑美
具有雕塑美特征的建筑通常利用簡(jiǎn)單幾何形體的切削、組合,即我們通常所說(shuō)的加減法,形成豐富的空間與審美效果,此一流派的代表作有美籍華裔建筑師貝聿銘先生設(shè)計(jì)的美國(guó)華盛頓國(guó)家美術(shù)館東館(圖4)。貝聿銘用一條對(duì)角線把梯形分成兩個(gè)三角形。西北部面積較大,是等腰三角形,底邊朝西館,以這部分作展覽館。三個(gè)角上突起斷面為平行四邊形的四棱柱體。東南部是直角三角形,為研究中心和行政管理機(jī)構(gòu)用房。對(duì)角線上筑實(shí)墻,兩部分只在第四層相通。這種劃分使兩大部分在體形上有明顯的區(qū)別,但整個(gè)建筑又不失為一個(gè)整體,東館造型清新簡(jiǎn)潔而莊重典雅,具有現(xiàn)代風(fēng)格,與鄰近的國(guó)會(huì)大廈等古典建筑在對(duì)比中和諧共處。
建筑的雕塑美是我在設(shè)計(jì)實(shí)踐中通常體驗(yàn)的一種手法。
案例1:江南冷軋薄板廠門衛(wèi)室(江蘇常州,2004)
門衛(wèi)室雖小,卻是一個(gè)企業(yè)的門戶,是面子工程。正因其小,卻往往給建筑師帶來(lái)困惑,似乎難以施展,其實(shí),我們可以利用一些簡(jiǎn)單的幾何形體進(jìn)行造型,如圓形、弧形、三角形,或兩種幾何體互相穿插,也可以獲得意想不到的效果。一個(gè)體面的門衛(wèi)室能給客人留下先入為主的印象,自然能為企業(yè)形象加分不少。小小的門衛(wèi)室經(jīng)過(guò)精心處理,也能傳遞友好宜人的信息(圖5)。
案例2:江南冷軋薄板廠浴室(江蘇常州,2004)
位于同一工廠的一個(gè)浴室,采用與門衛(wèi)室相同的處理手法,平面由大小兩片月牙形對(duì)扣,經(jīng)過(guò)對(duì)形體的切削處理,建筑物顯得玲瓏剔透,如同有了生命,呼吸自如了(圖6),它靜靜地蹲在草地里,像一片樹(shù)葉?一片貝殼?還是一個(gè)小飛碟?
案例3:昆明鋼鐵有限公司新區(qū)廠前食堂浴室方案(云南昆明,2008)
這是一棟兩層樓的建筑,面積5910m2,平面布局呈等腰直角三角形,一側(cè)為浴室與存衣室,一側(cè)為食堂的廚房,中間為食堂餐廳,通過(guò)對(duì)三角形平面進(jìn)行減法處理,形成大的體量關(guān)系,同樣獲得豐富的立面效果(圖7,圖8)。
由于生產(chǎn)工藝的要求,發(fā)電廠主廠房平面為簡(jiǎn)單矩形,但仍然可以進(jìn)行空間創(chuàng)作,以避免形成火柴盒樣的單調(diào)感,盡量弱化工廠的形象。
通過(guò)三角形體與廠房主體空間的交錯(cuò),與圓柱體的穿插,加入各種活躍元,如斜橋,格架,張拉膜,一個(gè)清新前衛(wèi)的建筑形象立刻躍然眼前,呼應(yīng)廠房本身超前的環(huán)保理念(圖9)。
2.3建筑的裝飾美
細(xì)節(jié)決定成敗,建筑的細(xì)部裝飾也是建筑審美的重要手段,細(xì)部的設(shè)計(jì)就像是決定交響樂(lè)中的一個(gè)音符該如何彈奏?是激昂一點(diǎn)還是溫柔一點(diǎn)?綜合來(lái)說(shuō),對(duì)于細(xì)節(jié)的創(chuàng)造,一個(gè)建筑師需要:熱情和創(chuàng)造力、自律和毅力。
案例:武漢鋼鐵集團(tuán)公司新3#高爐綜合樓(湖北武漢,2003)
綜合樓在形體塑造的基礎(chǔ)上,對(duì)建筑的細(xì)部裝飾作了細(xì)致的刻畫(huà),光潔的玻璃幕墻嵌上水平不銹鋼線條,帶形窗上部的不銹鋼遮陽(yáng)構(gòu)件既有實(shí)用功能,又起裝飾作用,底層的毛石飾面,山墻處的裝飾構(gòu)架,主入口弧形墻頂部的白色大理石裝飾塊,既有材料的對(duì)比,又有色彩的對(duì)比,于平淡中體現(xiàn)了一種精致的美(圖10)。
2.4建筑的韻律美
建筑的韻律美表現(xiàn)在重復(fù)上,可以是間距不同、形狀相同的重復(fù);也可以是形狀不同、間距相同的重復(fù);還可能是別的方式的單元重復(fù)。這種重復(fù)的首要條件是單元的相似性,或間距的規(guī)律性;其次是節(jié)奏的合邏輯性。
從藝術(shù)角度來(lái)看,建筑和音樂(lè)類似,是人類特有的抽象思維和創(chuàng)造力的表達(dá),是對(duì)韻律、重復(fù)、節(jié)奏等宇宙規(guī)則的重新編織,在現(xiàn)代工業(yè)廠房建筑中得到廣泛應(yīng)用。
案例1:上海市寶山鋼鐵集團(tuán)公司五冷軋工程主廠房(上海,2008)
主廠房總長(zhǎng)1291.5m,總寬323m。一期總建筑面積20萬(wàn)m2(圖11),2008年底順利投產(chǎn)。
為避免立面顯得單調(diào)乏味,在設(shè)計(jì)上引入新的構(gòu)圖元素,以區(qū)別于傳統(tǒng)廠房,側(cè)墻采光窗按豎向帶窗設(shè)計(jì),材料為PC瓦楞板(聚碳酸酯板),在色彩處理上,主色調(diào)以淺青蘭色為主,在采光帶兩側(cè)設(shè)深蘭色系豎向色帶,具有很強(qiáng)的韻律感。
沿著廠房漫步,會(huì)給人以極強(qiáng)的動(dòng)感和視覺(jué)沖擊力,同時(shí)又不失整體協(xié)調(diào)(圖12)。
案例2:馬鞍山鋼鐵有限公司新區(qū)鋼軋總廠辦公樓(安徽馬鞍山,2005)
辦公樓共5層。總建筑面積:7900m2。在造型設(shè)計(jì)上,力求打破呆板的構(gòu)圖,外窗采用豎向帶形窗,局部采用大玻璃幕墻,入口對(duì)稱設(shè)置兩根大尺度圓柱,一直頂?shù)轿蓍埽瑲鈩?shì)恢宏,屋頂檐口外挑,使建筑顯得輕靈、飄逸。
端部側(cè)墻作大尺寸懸挑,也使建筑增色不少。外墻采用灰白色系列色彩裝飾,建筑造型簡(jiǎn)潔大方,剛?cè)岵?jì),富有韻律感和感染力(圖13,圖14)。
2.5建筑的詩(shī)意美
詩(shī)意建筑也稱浪漫主義建筑,是十八世紀(jì)下半葉到十九世紀(jì)下半葉,歐美一些國(guó)家在文學(xué)藝術(shù)中的浪漫主義思潮影響下流行的一種建筑風(fēng)格。
浪漫主義在藝術(shù)上強(qiáng)調(diào)個(gè)性,提倡自然主義,主張用中世紀(jì)的藝術(shù)風(fēng)格與學(xué)院派的古典主義藝術(shù)相抗衡。這種思潮在建筑上表現(xiàn)為追求超塵脫俗的趣味和異國(guó)情調(diào)。
“我有一所房子,面朝大海,春暖花開(kāi)”,這大概是詩(shī)人海子對(duì)建筑審美的浪漫詮釋吧。每個(gè)人都有自己的心靈家園,卻“近在心靈,遠(yuǎn)在天涯”。如何將人們心中的理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),正是建筑師所追求的。
案例1:京珠高速公路湖北省南段服務(wù)區(qū)綜合樓(湖北大悟,2002)
上世紀(jì)末,一首臺(tái)灣歌曲《驛動(dòng)的心》紅遍大江南北,“曾經(jīng)以為我的家,是一張張的票根,……”,歌曲抒發(fā)了現(xiàn)代人人在旅途,漂泊異鄉(xiāng)的孤獨(dú)與寂寞,充滿了對(duì)家的渴望與無(wú)奈。
在進(jìn)行大悟服務(wù)區(qū)綜合樓的設(shè)計(jì)中,我的出發(fā)點(diǎn)就是基于對(duì)“家”的隱喻,營(yíng)造一種溫馨浪漫的氣氛,綜合樓如同一幢鄉(xiāng)村別墅,挑檐深深,坡屋頂錯(cuò)落穿插,處處打上傳統(tǒng)民居的印記,白墻紅瓦,在陽(yáng)光下形成豐富的光影效果,過(guò)往旅客來(lái)到這里小憩,就像回到家一樣,是否能大大緩解旅途的疲勞呢(圖15)?
案例2:武漢市青山區(qū)工人村派出所(湖北武漢,2003)
派出所作為社會(huì)基層的執(zhí)法單位,與每個(gè)人的生活息息相關(guān),對(duì)維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)揮著重要的作用,但隨著我國(guó)民主化改革的深入,基層派出所由最初的管理職能轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)職能。基于這種認(rèn)識(shí),在青山區(qū)工人村派出所的設(shè)計(jì)中,仍然以鄉(xiāng)村別墅作基調(diào),營(yíng)造一種溫馨平和的氣氛,使其融入到小區(qū)環(huán)境中,成為居民的友好鄰居,既改善了民警的工作環(huán)境,又拉近了警民關(guān)系(圖16)。
3建筑審美的升華
《易經(jīng)》被稱作“天人之學(xué)”,是我國(guó)傳統(tǒng)文化的根源及一切學(xué)術(shù)思想的源泉。其宗旨在于闡釋宇宙大自然的陰陽(yáng)、剛?cè)帷?dòng)靜的變化,變易而不易,復(fù)雜而簡(jiǎn)易,在變化中生成發(fā)展,于反復(fù)中保持統(tǒng)一與和諧,面對(duì)各種復(fù)雜情況而能知變,應(yīng)變,適變。正所謂“觀宇宙于一砂,窺天國(guó)于一花”,做設(shè)計(jì)如同做學(xué)問(wèn),要善于小中見(jiàn)大,融會(huì)貫通,掌握了建筑的基本審美特性,我們可以在設(shè)計(jì)中進(jìn)行綜合應(yīng)用,而不必拘泥于一種或幾種手法,一朵花代表不了春天,百花齊放才能春色滿園。
案例:山西省海鑫鋼鐵有限公司辦公大樓(山西聞喜,2004)
海鑫辦公大樓是一個(gè)具有多種功能的綜合體,地下一層,地上部分:主樓14層,裙房1至2層。總建筑面積:16044m2。
在造型設(shè)計(jì)上,表現(xiàn)了建筑的多種審美特性,力求打破呆板的構(gòu)圖,通過(guò)體塊及片墻的穿插,形成豐富的光影效果,整體上追求不對(duì)稱的均衡美,單側(cè)高塔拔地而起,具有強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊力。
主樓屋頂為懸挑的大觀景平臺(tái),像一只飛翔的翅膀,直指藍(lán)天,是整個(gè)大樓的點(diǎn)睛之筆,顯得個(gè)性張揚(yáng)。
裙房會(huì)議室及游泳池館采用弧形鋁板屋面,富有動(dòng)感,同時(shí)與主樓觀景平臺(tái)相呼應(yīng),取得整體的和諧統(tǒng)一。
外墻以鋁板及花崗巖作裝飾,使建筑既富麗堂皇,造型又簡(jiǎn)潔大方,剛?cè)岵?jì),有較強(qiáng)的時(shí)代氣息(圖17)。
一、二層以兩層高的展銷大廳為核心,氣勢(shì)恢弘,體現(xiàn)了企業(yè)騰飛的形象(圖18)。
海鑫辦公大樓的設(shè)計(jì)立足先進(jìn)技術(shù),利用新結(jié)構(gòu)、新材料,創(chuàng)造全新的建筑空間。為解決觀景平臺(tái)、游泳池等大跨度空間與結(jié)構(gòu)的矛盾,在大樓設(shè)計(jì)上引進(jìn)了網(wǎng)架結(jié)構(gòu),并采用不銹鋼材質(zhì),無(wú)需另外裝飾,做到結(jié)構(gòu)與形式的完美統(tǒng)一。
4結(jié)束語(yǔ)
一只木桶能盛多少水,并不取決于桶壁上最長(zhǎng)的那塊木板,而是取決于最短的那塊木板,只有桶壁上的所有木板都足夠高,水桶才能盛滿水,這就是“短板效應(yīng)”。一位優(yōu)秀的建筑師應(yīng)該兼容并蓄,全方位提高自己的審美修養(yǎng),在建筑技術(shù)與藝術(shù)上都能并駕齊驅(qū),避免“短板效應(yīng)”,才能為用戶設(shè)計(jì)理想的建筑作品。
新年里,朋友寄給我一張賀卡:“肥沃的土地上看不到你忙碌的身影,卻留下你沉甸甸的腳印!”回首來(lái)時(shí)的路,朋友的激勵(lì),既讓我欣慰,亦催我?jiàn)^進(jìn)。
面對(duì)新的挑戰(zhàn),我充滿信心,一如奧巴馬競(jìng)選美國(guó)總統(tǒng)時(shí)的豪情:“……,Yes,wecan!”
參考文獻(xiàn):
[1]劉力.建筑審美的五大趨勢(shì).建造師.2006年第10期.
[2]吳良鏞.世紀(jì)之交展望建筑學(xué)的未來(lái)-國(guó)際建協(xié)第20屆大會(huì)主旨報(bào)告.建筑學(xué)報(bào).1999年第8期.
真實(shí)的呈現(xiàn)出參考文獻(xiàn)表明了作者對(duì)前人學(xué)術(shù)研究勞動(dòng)成果的尊重和認(rèn)可,也表明了作者對(duì)科學(xué)的態(tài)度,更表明了論文作者對(duì)論文的參考閱讀量的大小。下面是千里馬網(wǎng)站小編整理的關(guān)于建筑材料論文參考文獻(xiàn),供大家閱讀借鑒。
建筑材料論文參考文獻(xiàn):
[1]郭建嶺.淺論建筑材料的發(fā)展對(duì)中國(guó)節(jié)能及環(huán)保的影響[J].廣東化工,2007(12):44-47+106.
[2]鈕冰.環(huán)保型建筑節(jié)能材料的發(fā)展與應(yīng)用[J].建材世界,2012(06):115-117.
[3]戴兵.節(jié)能環(huán)保建筑材料的發(fā)展現(xiàn)狀及解決措施[J].江西建材,2015(03):294.
[4]馮桂香.建筑節(jié)能環(huán)保材料發(fā)展與技術(shù)應(yīng)用[J].民營(yíng)科技,2015(02):157.
[5]王永飛.新型節(jié)能環(huán)保建筑材料的性能及發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(11):233.
[6]杜麗娟.環(huán)保節(jié)能型建筑材料的應(yīng)用與發(fā)展分析[J].中華民居(下旬刊),2014(01):18-19.
建筑材料論文參考文獻(xiàn):
[1]陳琳,李書(shū)全.行動(dòng)者網(wǎng)絡(luò)理論的建筑低碳化動(dòng)力機(jī)制研究[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2012(01):87-92.
[2]王長(zhǎng)江,周洪光,馬明.基于有序Logistical回歸的低碳建筑影響因素研究——以河北省建筑業(yè)為例[J].建筑經(jīng)濟(jì),2012(08):99-101.
[3]李積權(quán).城市建筑生態(tài)位原理探析及其生態(tài)位策略研究——日本東京中城規(guī)劃設(shè)計(jì)案例分析[J].城市發(fā)展研究,2012(08):28-35.
[4]陳力蒞,丁太威,耿化民.低碳建筑全生命周期碳排放影響因素分析[J].四川建筑,2012(05):79-80+82.
[5]高源,劉叢紅.我國(guó)傳統(tǒng)建筑業(yè)低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)的創(chuàng)新研究[J].科學(xué)管理研究,2014(04):72-75.
建筑材料論文參考文獻(xiàn):
[1]陳靜.淺談建筑材料檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].建筑知識(shí),2016(2):1.
[2]朱繼紅.建材檢測(cè)系統(tǒng)中常用控件與界面編輯工具的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2014.
[3]代方遠(yuǎn).建筑材料質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D].沈陽(yáng)航空航天大學(xué),2014.
[4]朱桐.建設(shè)工程材料檢測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013.
[5]劉文.水利材料自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的研究及設(shè)計(jì)[D].南京郵電大學(xué),2011.
[6]吳賢國(guó),李惠強(qiáng),郭勁松.垃圾廢料作為建筑材料的綜合回收利用途徑[J].建筑技術(shù),2000.
[7]夏煒,盧余權(quán),賈琳.瀝青路面再生技術(shù)概述[J].
論文關(guān)鍵字:外墻滲漏原因防治措施
論文摘要:外墻防滲漏的質(zhì)量好壞,直接影響到建筑物的使用效果,給人們的生活、工作帶來(lái)一系列的煩惱。為了解決這個(gè)問(wèn)題,需要從技術(shù)的角度分析滲漏問(wèn)題的成因,抓住重點(diǎn),從根本上解決問(wèn)題。本文分析了建筑中常見(jiàn)滲漏部位的產(chǎn)生原因,并提出了一些紡織措施,以供參考。
為解決外墻的滲漏,在技術(shù)上曾經(jīng)采用過(guò)各種不同的方法,大都是在防水層上進(jìn)行考慮。由于外墻立面裝飾功能的特殊要求,當(dāng)采用柔性防水材料時(shí),防水效果較好,也能抵抗外墻在溫度變化下所產(chǎn)生的變形,但柔性防水材料外表的可裝飾性較差,在其表面上做的抹灰,貼的瓷片均難以持久;當(dāng)采用剛性防水材料時(shí),如抹灰中加防水劑等添加劑,其防水效果也較理想,也能滿足外墻裝飾功能的需要,但剛性防水材料卻無(wú)法抵抗外墻在溫度變化下所產(chǎn)生的變形,容易出現(xiàn)裂縫。因此要解決外墻的滲漏問(wèn)題,作者認(rèn)為必須從根本問(wèn)題著手,以墻體的自身防水功能為重點(diǎn),找出滲漏隱患,對(duì)癥下藥。
一、常見(jiàn)滲漏部位及原因
⑴框架梁下與砌體交接處的開(kāi)裂、滲漏。填充墻砌至接近梁、板底時(shí),未能嚴(yán)格按規(guī)范要求操作,砌體一次砌筑到頂,因重力作用,砂漿擠壓下沉,砌體產(chǎn)生一定變形,結(jié)合部位出現(xiàn)水平裂縫。
⑵外墻找平層空鼓、開(kāi)裂、滲漏。找平層抹灰施工不規(guī)范,造成局部找平層空鼓、開(kāi)裂、引起滲水。
⑶腳手眼滲漏。外墻抹灰時(shí),腳手眼堵抹不嚴(yán)或堵抹的方法不正確,造成腳手眼部位抹灰層空鼓、裂縫。
⑷陽(yáng)臺(tái)根部滲漏。現(xiàn)澆砼陽(yáng)臺(tái)板與墻體連接部位由于溫度變形影響,造成該處抹灰層出現(xiàn)裂紋,雨水滲入。
二、防治措施
1、抓好墻體砌筑質(zhì)量
砌體質(zhì)量是外墻防水的先決條件,砌體的水平縫、豎縫中的砂漿必須飽滿密實(shí),從根本上杜絕滲水通道;
(1)禁止干磚上墻
用干磚砌墻時(shí),磚會(huì)吸收砂漿中的水分,砂漿很難鋪攤均勻,磚縫砂漿不易飽滿,砌體粘結(jié)性差,抗剪強(qiáng)度低,按照《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50203-2002)規(guī)定:“砌筑磚砌體時(shí),磚應(yīng)提前1~2d澆水濕潤(rùn)”。因此,磚在砌筑前應(yīng)澆水濕潤(rùn),根據(jù)多孔磚、空心磚、輕骨料砼小砌塊的吸水、失水特性,合適的含水率分別為:多孔磚、空心磚宜為10~15%;輕骨料砼小砌塊宜為5%~8%。加氣砼砌塊施工時(shí)的含水率宜控制在小于15%(對(duì)粉煤灰加氣砼砌塊宜小于20%)。
(2)嚴(yán)格控制填充墻的沉縮裂縫
砌體與框架柱間的縫隙要用砂漿填嵌密實(shí),框架柱中伸出的拉結(jié)筋要砌入磚縫中。當(dāng)填充墻砌至接過(guò)梁、板底時(shí),留出一定空隙,待填充墻砌筑完并應(yīng)至少間隔7d后,再將其補(bǔ)砌擠緊。
(3)采用揉壓法砌筑
采用揉壓法砌筑,施工人員必須掌握揉壓砌磚的技術(shù),用“三一”砌磚法,即一鏟灰,一塊磚、一揉壓的操作法砌筑。
2、堵塞墻體一切滲水通道
外墻裝飾施工前,由專職質(zhì)檢員檢查墻體上的空頭縫、孔洞,填充墻上口的縫隙、門窗周邊的縫隙和腳手架的穿楞洞等,并記錄其位置和數(shù)量,安排有經(jīng)驗(yàn)的技工按要求逐一堵塞。待檢查合格后,方可進(jìn)行外裝飾施工。來(lái)源于/
(1)堵塞墻體的空頭縫和孔洞
清除空頭縫中酥松的砂漿,瞎縫要剔鑿,寬度大于8mm,深度大于30mm。鏟除腳手架穿楞洞中的砂漿。堵塞孔隙前先用水泥漿涂刷一遍,隨即用摻10%UEA膨脹劑的1∶2.5水泥砂漿嵌補(bǔ)密實(shí),深度大的孔隙要分層嵌補(bǔ),每層厚度不大于8mm。施工腳手眼補(bǔ)砌時(shí),灰縫應(yīng)填滿砂漿,不得用干磚填塞。
(2)填充墻上口的縫隙填嵌密實(shí)
框架結(jié)構(gòu)的柱邊、梁底縫隙處,先要削除灰疙瘩,洗刷干凈,隨即用干硬性1∶2.5水泥砂漿填嵌密實(shí)。
(3)處理好門窗周邊的縫隙清掃門窗周邊及接觸處墻體,沖水濕潤(rùn)、刷水泥素漿一遍。隨即用摻10%UEA膨脹劑的1∶2.5水泥砂漿分二次嵌塞,嵌好后外邊留5mm深的凹槽,待外裝飾完成后,縫內(nèi)嵌防水密封膠。
窗臺(tái)下砌體的灰縫必須飽滿。不得將抹灰抹到窗框下檻口以上,必須從下口坐進(jìn)2~3mm,無(wú)遮陽(yáng)板的窗臺(tái)均做10mm×10mm的滴水線。
(4)防止陽(yáng)臺(tái)滲漏水
挑陽(yáng)臺(tái)在荷載作用下變形,常使其與墻相接觸處產(chǎn)生裂縫而漏水,有的陽(yáng)臺(tái)面因倒泛水而漏水。施工時(shí)應(yīng)注意靠墻邊的陽(yáng)臺(tái)板灌縫要比板面低20mm,待干硬后用柔性防水密封膏密封嵌平。找平層施工要從水落口面標(biāo)高拉坡度線,清掃沖洗板面,先刷一遍素水泥漿,用細(xì)石砼或砂漿找平,拍實(shí)抹光,隔24h澆水養(yǎng)護(hù),檢查排水情況,不得有倒泛水和積水現(xiàn)象。還要防止雨水從挑梁斜面流淌滲入內(nèi)墻,要在挑梁底做滴水線。
3、確保外墻抹灰質(zhì)量
⑴抹灰前對(duì)基層進(jìn)行澆水濕潤(rùn)。外墻抹灰到一步腳手架甩搓時(shí),在槎端抹實(shí)壓平、定漿后,用尺板貼著,用鐵抹子切成反槎。當(dāng)下層接槎抹灰前,向槎內(nèi)充分灑水浸潤(rùn),然后刷一道素水泥漿,待漿液吸入墻體后再抹灰。
⑵抹灰工程應(yīng)分層進(jìn)行。為了增強(qiáng)抹灰層的抗裂能力,在砂漿中摻入一定量的聚丙烯纖維。
⑶因?yàn)轫排c砌體的線膨脹系數(shù)差異較大,所以易引起砌體與砼梁板交接處抹灰層開(kāi)裂。施工中應(yīng)按照《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50210-2001)規(guī)定:“不同材料基體交接處表面的抹灰,應(yīng)采用防止開(kāi)裂的加強(qiáng)措施,當(dāng)采用加強(qiáng)網(wǎng)時(shí),加強(qiáng)網(wǎng)與各基體的搭接寬度不應(yīng)小于100mm”。同時(shí)對(duì)框架柱、梁表面進(jìn)行甩漿處理,以利抹灰砂漿粘結(jié)牢固。
4、確保外墻面磚的施工質(zhì)量
⑴鑲貼面磚前,先檢查找平層有無(wú)空鼓、起殼、裂縫和不平處,如有應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)合格,然后用純水泥漿(摻10%802膠)滿刷一遍。
⑵面磚采用1∶1水泥細(xì)砂漿鑲貼,并壓緊搓擠到位,漿縫飽滿,確保面磚無(wú)空鼓。
⑶為提高外墻磚縫防水能力,采用摻加水泥用量20%益膠泥的水泥砂漿勾縫,并做到接縫平直、光滑,填嵌連續(xù)密實(shí),寬度和深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
5、外墻節(jié)點(diǎn)細(xì)部處理
⑴窗臺(tái)向外坡度應(yīng)大于5%。
⑵窗上口面磚作鷹嘴處理。
⑶陽(yáng)臺(tái)面磚作45°倒口后,用水泥砂漿(摻20%益膠泥)做表面抹縫處理。
關(guān)鍵字:土建預(yù)算審查
工程預(yù)算是確定工程造價(jià)和工、料消耗的文件,是考核工程投資經(jīng)濟(jì)合理的依據(jù)。所以做好工程預(yù)算的審查工作,將有利于提高設(shè)計(jì)水平和投資效益。
現(xiàn)筆者結(jié)合多年的工作實(shí)踐,淺談建筑工程土建預(yù)算的審查技巧。
一、重視搜集完備的依據(jù)性文件
審查人員必須向有關(guān)部門和人員搜集完備的編制預(yù)算的依據(jù)文件、材料,包括:
1、建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)提交的全套土建施工圖;
2、總圖專業(yè)提交的土石方工程和道路、擋土墻、圍墻等構(gòu)筑物的平立剖圖;
3、工程所在地區(qū)的綜合預(yù)算定額、建筑材料預(yù)算價(jià)格、間接費(fèi)用和計(jì)取費(fèi)用的有關(guān)規(guī)定文件;
4、工程所在地的類似工程預(yù)算文件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(供參考)。
二、抓住審點(diǎn)
工程量計(jì)算、單價(jià)套用和間接費(fèi)的計(jì)取是審查工作的重點(diǎn),應(yīng)認(rèn)真對(duì)待,一絲不茍。
1、工程量和單價(jià)的審查
審查時(shí)應(yīng)注意:A、編制預(yù)算時(shí)所使用的綜合預(yù)算定額是否適用于本工程;B、預(yù)算書(shū)中不得重列綜合定額中已包含的工程量范圍;C、是否按定額規(guī)定的規(guī)則計(jì)算工程量;D、防止出現(xiàn)張冠李戴,錯(cuò)套單價(jià)的現(xiàn)象。
各分部審核的重點(diǎn)不同,現(xiàn)按分部分述如下:
(1)土石方分部
應(yīng)注意、本分部?jī)H適用于土石方、滿堂基礎(chǔ)及基礎(chǔ)定額中未綜合的土石方項(xiàng)目。
運(yùn)土數(shù)量中,是否已扣除了回填土數(shù)量。如有地下室土石方工程時(shí),在計(jì)算承臺(tái)或砼基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)扣減挖、填、運(yùn)土的含量。計(jì)算挖土高度時(shí),不得把底板(或承臺(tái))的底標(biāo)高作為挖土高度,應(yīng)扣除原泥皮線標(biāo)高。地下室土方量要計(jì)入工作面的土方量。
要辨明挖土的土壤類別,以防止套錯(cuò)單價(jià)。對(duì)高地下水位地區(qū)應(yīng)注意增列地下水排水費(fèi)用。
(2)基礎(chǔ)分部:
打樁分部的定額僅適用于工業(yè)和民用建筑的陸上樁基工程,不適用打試樁及在室內(nèi)或支架上打樁。
審查時(shí)應(yīng)注意有否忘列各類樁基所對(duì)應(yīng)的機(jī)械進(jìn)、退場(chǎng)費(fèi)用及組裝、拆卸費(fèi)用。對(duì)于沖(鉆)孔樁、灌注樁、人工挖孔樁等1米內(nèi)的砍樁頭費(fèi)用,定額已包括,不得重列。超過(guò)1米砍樁頭及吊運(yùn)機(jī)械費(fèi)用,不得漏計(jì)。
人工挖孔樁定額已包含擴(kuò)孔5cm砼工程量,預(yù)算中不得重計(jì),人工挖孔樁的棄土工程量不得漏列。
(3)墻體分部
砧石墻定額僅適用于平墻,非平墻每m3應(yīng)增加1.4工日。
墻基與墻身的分界線劃分應(yīng)符合規(guī)定。內(nèi)墻、外墻、框架間墻與非框架間墻應(yīng)分別計(jì)算。墻體工程量不應(yīng)包括門、窗洞口及0.3m3以上的孔洞數(shù)量。
計(jì)算墻身長(zhǎng)度中,屬于框架間墻應(yīng)扣柱位。墻體高度計(jì)算,墻頂是梁應(yīng)扣梁高,墻頂是板應(yīng)扣板厚;設(shè)有構(gòu)造柱的砧砌體應(yīng)計(jì)算拉接筋的工程量,一層砌體檐高在3.6M以下者,均應(yīng)扣除定額內(nèi)的垂直運(yùn)輸機(jī)械費(fèi)。墻體計(jì)算中不得把門連窗、異形門窗按矩形門窗扣除。
(4)腳手架分部
審查時(shí)應(yīng)注意滿堂腳手架的計(jì)算有否漏計(jì)增加層;住宅底層層高低于2.2M的柴火間不能計(jì)算腳手架;六層以上或檐高達(dá)20M以上應(yīng)計(jì)算高層建筑增加費(fèi);臨街房屋應(yīng)增加防護(hù)措施增加費(fèi);天棚高度超過(guò)3.6m時(shí)應(yīng)計(jì)算滿堂腳手架;有裝飾墻面(天棚)之一為裝飾、刷漿或勾縫時(shí)滿堂腳手架應(yīng)計(jì)算50%;墻面和(天棚)均為勾縫或刷漿時(shí)應(yīng)計(jì)算20%的滿堂腳手架。
砧砌女兒墻高度超過(guò)1.2M者應(yīng)計(jì)算雙排腳手架。
在高層建筑中,裙房和主樓由于標(biāo)高不一,應(yīng)分別套用相應(yīng)腳手架定額。
(5)柱、梁、板分部
本分部適用于按圖示尺寸以立方米實(shí)體積計(jì)算梁、板、柱的工程量。
審查鋼筋砼圈梁、過(guò)梁與板,圈梁、過(guò)梁與有梁板、平板的界線要分清楚,鋼筋砼挑檐反口高度(或者懸掛檐高度)在1M以上者應(yīng)按相應(yīng)鋼筋砼墻計(jì)算,小于1M者,按鋼筋砼檐溝計(jì)算。
有梁板計(jì)算中要注意梁高必須扣除板厚,主梁長(zhǎng)應(yīng)扣柱位,次梁長(zhǎng)應(yīng)扣主梁寬。
柱與板交接,當(dāng)柱斷面大于0.3m2者,應(yīng)扣板中柱位(柱頭)體積。
鋼筋砼陽(yáng)臺(tái)、雨蓬的長(zhǎng)、寬超過(guò)定額規(guī)定范圍及寬雨蓬或帶反梁雨蓬,不能按陽(yáng)臺(tái)、雨蓬套價(jià),應(yīng)按有梁板計(jì)算,鋼筋砼量也由投影面積改為立方米體積計(jì)算。
(6)門、窗分部
門、窗工程量慶與砧墻中所扣除的門、窗面積相符;不同種類的門、窗(如門連窗)應(yīng)分別套價(jià)。審查門、窗數(shù)量時(shí)要注意門窗表中數(shù)量與各層平面圖的門、窗數(shù)之和是否相符。門、窗數(shù)量計(jì)算還要注意配套玻璃種類、厚度是否與定額相同,否則必須換算。
(7)樓地面分部
審查時(shí)要注意各層地面面積總和應(yīng)與相應(yīng)建筑面積相符。
地面是水磨石,防滑地砧面層時(shí),計(jì)算面層工程量后還需另計(jì)水泥砂找平層工程量,整體面層設(shè)計(jì)圖紙與定額規(guī)定含量不同時(shí)要按比例進(jìn)行換算。塊料面層設(shè)計(jì)所采用材料與定額不符時(shí)應(yīng)進(jìn)行換算。當(dāng)設(shè)墻裙時(shí),應(yīng)在相應(yīng)的地面項(xiàng)目中扣除所含踢腳線含量。
(8)屋面分部
定額中屋面防水及檐溝防水已包括防水粉用量,如與定額不同時(shí)應(yīng)予換算。定額中規(guī)定屋面隔熱層墊磚高為3皮磚(12×12×18厘米),如設(shè)計(jì)不同時(shí)應(yīng)予換算。
屋面找坡:用砂漿防水層,找坡套用細(xì)石砼找平層,不用砂漿防水層,找坡就直接套細(xì)石砼面層。
屋面面積之和應(yīng)和一層相應(yīng)建筑面積相符。
(9)裝修分部
審查時(shí)應(yīng)注意勒腳裝修有否漏計(jì),檐口高度在3.6M以內(nèi)的單層建筑外墻粉刷應(yīng)扣卷?yè)P(yáng)機(jī)費(fèi);嚴(yán)格區(qū)分普通、中等、高級(jí)抹灰,按類套價(jià);刷“106”(或水泥漆)等涂料時(shí),應(yīng)扣除室內(nèi)抹灰定額內(nèi)的石灰漿含量;外墻面噴塑應(yīng)增列打底子項(xiàng);主梁凈高超過(guò)50cm或每個(gè)井面積在5M2內(nèi)的井字架梁天棚和梁凈距在0.7M內(nèi)的有梁板天棚,其抹灰工程量應(yīng)乘1.4系數(shù);塊料面層按實(shí)鋪面積計(jì)算。
(10)構(gòu)配件分部
應(yīng)注意:不得把陽(yáng)臺(tái)臺(tái)板及墻合并套用欄桿單價(jià),以引起造價(jià)增加。
審查構(gòu)配件項(xiàng)目時(shí)要注意不得漏計(jì)面層裝飾工程量。
2、各項(xiàng)費(fèi)用審查:
各項(xiàng)費(fèi)用計(jì)取基數(shù)應(yīng)按一般工程項(xiàng)目、打樁項(xiàng)目、裝修項(xiàng)目分別計(jì)算。
打樁:制作兼打樁按一般土建取費(fèi)率的80%計(jì)算間接費(fèi);單獨(dú)打樁(不施工上部工程)按土建取費(fèi)率的40%計(jì)算間接費(fèi)。無(wú)論是“單打”和“制打”都以樁的制作和打樁的直接費(fèi)合計(jì)數(shù)為計(jì)費(fèi)基數(shù)。打樁不計(jì)取塔吊費(fèi)用。
高級(jí)裝飾:按規(guī)定其取費(fèi)率為土建工程取費(fèi)率的40%計(jì)算間接費(fèi)。
對(duì)無(wú)定額可套而用市場(chǎng)造價(jià)套價(jià)的特殊材料項(xiàng)目不能計(jì)取間接費(fèi)只能計(jì)取稅金。
三、做好復(fù)核工作
完成預(yù)算審查之后,為了檢驗(yàn)審核成果的可行性,必須采用類比法。即利用工程所在地的類似工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行分析比較,進(jìn)行可行性判斷。如差距過(guò)大,應(yīng)尋找原因,如設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,應(yīng)予糾正。
預(yù)算審核是一項(xiàng)細(xì)致的技術(shù)經(jīng)濟(jì)工作,雖有技巧,但應(yīng)在正確的工作方法和豐富的業(yè)務(wù)知識(shí)指導(dǎo)下,才能收到事半功倍的效果。
參考文獻(xiàn)
建筑外墻不論什么原因,只要飾面就有裂縫存在,就必然會(huì)滲水進(jìn)水,進(jìn)水就會(huì)引起浸蝕和凍漲,其結(jié)果就會(huì)造成面層的破壞。裂縫的原因主要有如下幾點(diǎn):
1.1砌體與混凝土的膨脹收縮程度不同的原因。由于砌體與混凝土兩者的熱膨脹系數(shù)不同,并且長(zhǎng)時(shí)間暴露在大自然中,受熱膨脹冷熱的影響,砌體與混凝土它們各自的膨脹收縮程度都不同,因此形成了裂縫,進(jìn)入雨季,雨水順著裂縫滲透進(jìn)入砌體內(nèi),一遇凍融,砌體與抹灰層分層剝落。
1.2基層過(guò)濕引起的裂縫。飾面抹灰時(shí),往往習(xí)慣于隨抹灰隨澆水濕潤(rùn)基層,有時(shí)由于澆水過(guò)量或末經(jīng)晾干,在基層有浮水的情況下就急于抹面,容易產(chǎn)生流墜開(kāi)裂。在雨季施工時(shí),基層含水飽和,面層及易滑動(dòng),也容易出現(xiàn)裂縫。
1.3基層過(guò)干引起的裂縫。澆水不勻,局部干濕差別過(guò)大,面層也會(huì)因干縮不勻而產(chǎn)生裂縫;抹砂漿前,基層沒(méi)有用水充分濕潤(rùn),使抹上去的砂漿水分被基層吸收,脫水過(guò)快而出現(xiàn)干縮裂縫,造成空鼓,埋下滲漏的隱患。
1.4由于操作不當(dāng)引起的飾面裂縫。①砌體墻面、混凝土墻面等基層面的灰塵、污垢和油漬沒(méi)有清除干凈,光滑的混凝土墻面沒(méi)有進(jìn)行“毛化處理”,使打底砂漿與基層粘結(jié)力差;②在干粘石、水刷石施工時(shí),有時(shí)由于拍打過(guò)分出現(xiàn)翻漿或面層流動(dòng)滑動(dòng)而產(chǎn)生裂縫;③當(dāng)基層偏差較大時(shí),若局部一次抹灰太厚,面層也會(huì)出現(xiàn)裂縫;④當(dāng)面層砂漿收水后,在失去塑性的情況下,再用力搓抹或糾偏,容易造成面層整體移動(dòng)而脫離基層;⑤施工人員圖方便,外腳手眼堵塞不密實(shí);窗框頂?shù)耐鈮Σ涣舻嗡€;外墻抹灰分格縫不標(biāo)準(zhǔn);⑥陽(yáng)角結(jié)合處,由于抹灰時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)、操作方法不當(dāng),封口結(jié)合不好等原因引起的裂縫。
1.5基層打底砂漿過(guò)厚的原因。由于主體結(jié)構(gòu)施工中垂直度控制不準(zhǔn),造成部分外墻打底砂漿過(guò)厚,施工中沒(méi)有分層完成,而是一次完成,打底砂漿的自重量超出了與基層的粘結(jié)力而與基層分離,因此形成了裂縫,給雨水提供了容身之所。
2預(yù)防措施
從以上幾個(gè)方面的原因分析,造成滲水的原因是多方面的,防治外墻抹灰滲漏,必須針對(duì)成因,對(duì)癥下藥,必須從源頭封堵,才能達(dá)到根治的目的。
2.1對(duì)于砌體與混凝土的熱膨脹系數(shù)不同。首先,在砌體與梁、柱交接部位,用射釘固定300mm寬鋼絲網(wǎng),然后開(kāi)始抹灰,防止由于各自的膨脹程度不同而形成的裂縫。
2.2基層澆水要適時(shí)提前進(jìn)行,要保證均勻適量,必須待晾干之后再開(kāi)始抹灰。如遇雨季施工,則應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
2.3對(duì)于基層處理問(wèn)題。首先,基面層的灰塵、污垢和油漬,用高壓水沖洗,用鋼刷刷。另外,對(duì)于光滑的混凝土,進(jìn)行涂抹混凝土界面劑等“毛化處理”。另外,隔夜將基層濕潤(rùn),然后再在基層面抹砂漿。基層表面要粗糙,抹灰要均勻平整。
2.4對(duì)于由于結(jié)構(gòu)垂直度控制不好,而造成打底砂漿過(guò)厚的問(wèn)題,解決的方法;
2.4.1首先在基層抹第一層砂漿,然后待砂漿硬化后再在第一層砂漿面釘鋼絲網(wǎng),繼續(xù)抹第二層砂漿。
2.4.2打底砂漿應(yīng)分二層抹,第一層厚度宜采用5mm左右,等第一層砂漿強(qiáng)度達(dá)到70%時(shí),即可抹第二層砂漿,厚度約為8~10mm,砂漿面用木抹子打平壓實(shí)成麻面。
2.5對(duì)于腳手眼,打底前用細(xì)石混凝土縫補(bǔ),再用水泥砂漿封堵密實(shí),以防外墻滲漏透。對(duì)于外窗頂?shù)嗡€,在抹底砂漿時(shí)就應(yīng)嵌入成品塑料滴水槽,另外,窗框四周應(yīng)留5mm左右的凹縫,縫內(nèi)打硅膠,杜絕了雨水從窗框邊深入墻體的通道。
2.6加強(qiáng)飾面的保護(hù)和養(yǎng)護(hù)。施工規(guī)范規(guī)定,水泥砂漿的抹灰層,應(yīng)在濕潤(rùn)的條件下養(yǎng)護(hù)。特別在暑期施工時(shí),飾面經(jīng)暴曬后,常常因脫水過(guò)快而干燥發(fā)白,面層強(qiáng)度降低,嚴(yán)重者甚至強(qiáng)度完全喪失,飾面吸水性增大,一遇凍融,就會(huì)酥松剝落。
2.7裝飾抹灰整體性強(qiáng),一旦出現(xiàn)問(wèn)題,返工或處理都很困難。因而,施工操作時(shí)一定要按程序施工,確保一次成活。如一旦出現(xiàn)面層空鼓墜裂等情況時(shí),即使不影響觀感,也要返工重來(lái),否則將會(huì)給飾面的防水留下隱患。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,滲漏形成的原因是多方面的,只要其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題就可能產(chǎn)生滲漏。滲漏是質(zhì)量通病,但在實(shí)際的施工過(guò)程中只要嚴(yán)格切實(shí)按規(guī)范、規(guī)定執(zhí)行,認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)步驟,同時(shí)積極學(xué)習(xí)、應(yīng)用新技術(shù)和新材料,就能有效地控制滲漏問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:建筑業(yè)發(fā)展瓶頸
根據(jù)我國(guó)《民用建筑設(shè)計(jì)通則(JGJ37-87)》的規(guī)定,我國(guó)的建筑主要分為兩類:建筑和民用建筑,其中民用建筑根據(jù)功能分為居住建筑和公共建筑。在本文的討論中主要針對(duì)的是民用建筑。
1建筑的雙重屬性
從人類和建筑的發(fā)展史中可以看到,人類所從事的大規(guī)模建筑事業(yè)是從奴隸社會(huì)建立以后才開(kāi)始的。也就是從這個(gè)時(shí)候開(kāi)始,整個(gè)建筑活動(dòng)的意義不再僅僅是為了滿足人類在社會(huì)中生活與生產(chǎn)的需要,更重要的價(jià)值是在于反映當(dāng)時(shí)的思想與的要求[1]。正是在這些需求的引導(dǎo)下,逐步形成了建筑的雙重屬性。
首先是建筑的社會(huì)學(xué)屬性。當(dāng)人類社會(huì)出現(xiàn)階級(jí)的劃分后,建筑的形式就不再是為了適應(yīng)遮風(fēng)避雨、逃避野獸攻擊而存在,而是通過(guò)自己的形象和空間來(lái)表達(dá)當(dāng)時(shí)的、經(jīng)濟(jì)、文化的需求。
其次是建筑的自然科學(xué)屬性。任何建筑形式的出現(xiàn)和演變都離不開(kāi)當(dāng)時(shí)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的約束,發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)水平是建筑發(fā)展的最基本條件之一。
建筑的雙重屬性決定了建筑的發(fā)展具有歷史的必然性。
2建筑發(fā)展的歷史必然性
某個(gè)的建筑是這個(gè)時(shí)代的政治、經(jīng)濟(jì)、物質(zhì)文明、生活水平、文化的綜合反映。整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展則體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程。例如下圖一反映了上海市1949年以后歷年房屋竣工面積的變化情況。將它與上海市1949年后的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體情況相對(duì)照,可以非常容易地得出結(jié)論:社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)期也必然是建筑業(yè)的迅速發(fā)展期[2]。
與此同時(shí),建筑業(yè)的發(fā)展反過(guò)來(lái)也推動(dòng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展。以上海經(jīng)濟(jì)發(fā)展的統(tǒng)計(jì)資料為依據(jù),如果將上海歷年的國(guó)民經(jīng)濟(jì)總值進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),可以發(fā)現(xiàn)上海市的建筑業(yè)與房地產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為推動(dòng)上海經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的幾個(gè)重要支柱之一,而且從1995年開(kāi)始,建筑業(yè)與房地產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為上海市繼工業(yè)之后的第二大經(jīng)濟(jì)支柱(圖二)。
現(xiàn)在,黨的“十六大”提出了全面建設(shè)小康社會(huì)的奮斗目標(biāo),屆時(shí)人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值超過(guò)3000美元,城鎮(zhèn)居民人均可支配收入由2000年的6280元增加到18000元,居民家庭人均純收入由2000年的2253元增加到8000元。其結(jié)果就是:無(wú)論城鎮(zhèn)還是農(nóng)村人均收入水平的提高,都將對(duì)生活條件和水平提出更高要求。其中一個(gè)重要的表現(xiàn)就是老百姓對(duì)人均公共服務(wù)設(shè)施的占有量、環(huán)境舒適度的要求越來(lái)越高。世界銀行的報(bào)告和相關(guān)專家的研究結(jié)果,我國(guó)新建建筑將主要集中在未來(lái)10~15年內(nèi)完成。其中,公共建筑在1998~2010年間增長(zhǎng)速度為6.6%[3]。
可見(jiàn),建筑發(fā)展是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和政治建設(shè)的進(jìn)一步深入,公共建筑在上海乃至全國(guó)必將得到更加快速的發(fā)展。
圖一:上海市76年前歷年房地產(chǎn)竣工面積(萬(wàn)平方米)
圖二:各產(chǎn)業(yè)對(duì)上海國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)
3建筑發(fā)展的環(huán)境制約性
建筑的發(fā)展具有歷史的必然性,建筑的形式和功能也是多種多樣,但是建筑正常運(yùn)行的基礎(chǔ)卻是相同的:任何建筑的正常運(yùn)行都以消耗一定能源為代價(jià),如照明系統(tǒng)需要電能、空調(diào)系統(tǒng)需要電能或油、天然氣等等,所有這些為了維持建筑正常功能所必需消耗的能量統(tǒng)稱為建筑能耗。
仍然以上海為例。1978年改革開(kāi)放之后,上海的房屋竣工面積已經(jīng)翻了幾番(圖三),其中公共建筑的面積在2001年底已經(jīng)達(dá)到8696萬(wàn)平方米。與之相對(duì)應(yīng)的是建筑能耗的增長(zhǎng)。根據(jù)上海市終端能耗統(tǒng)計(jì)資料,以建筑能耗為主的第三產(chǎn)業(yè)能耗從1980年到2001年也翻了一番(圖四),如果再加上生活消費(fèi)能耗,上海市建筑能耗在2001年已經(jīng)接近國(guó)民總能耗的30%[4][5]。
?
圖三:上海市76年后房地產(chǎn)竣工面積(單位:萬(wàn)平方米)
圖四:上海主要年份能源終端消費(fèi)比例
在技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,地球上可以使用的、具有成熟技術(shù)的能源主要是礦石性能源,如煤炭、石油、天然氣等,他們的使用都會(huì)帶來(lái)對(duì)環(huán)境的污染。建筑對(duì)能源的消耗也就意味著建筑的發(fā)展必然帶來(lái)環(huán)境污染。特別是上海,主要能源是煤炭,由煤炭燃燒引發(fā)的大氣污染物,如SO2、CO2、粉塵等,每年需要消耗上億人民幣來(lái)治理,從整個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度說(shuō),環(huán)境的污染實(shí)際上已經(jīng)構(gòu)成了對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的制約作用[6][7][8]。
4建筑節(jié)能對(duì)建筑業(yè)發(fā)展的重要意義
建筑的發(fā)展一方面推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一,是發(fā)展的必然趨勢(shì);但是另一方面,建筑的發(fā)展帶來(lái)了巨大的能源消耗,這在目前的技術(shù)水平條件下,則意味著不可再生能源的加速消耗和地球環(huán)境的日益惡化,為人類的可持續(xù)性發(fā)展設(shè)置障礙,成為自身發(fā)展的絆腳石。因此,如何調(diào)整兩者的關(guān)系成為建筑業(yè)今后發(fā)展的一個(gè)重要。
應(yīng)該看到,建筑業(yè)的發(fā)展是必然的,那么建筑正常運(yùn)行需要消耗能量也是必然的,所以建筑業(yè)發(fā)展中所存在的關(guān)鍵在于建筑消耗的是什么能量以及如何消耗能量。
從可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)說(shuō),經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展包括建筑業(yè)的迅速發(fā)展都在加劇著能源危機(jī),尤其是不可再生能源的危機(jī)。如果建筑消耗的能量都來(lái)自可再生能源,那么建筑業(yè)的發(fā)展將不會(huì)受到能源消耗的制約;而消耗的可再生能源通常都不是礦石性能源,它們的使用不會(huì)加重環(huán)境的負(fù)擔(dān),對(duì)環(huán)境的影響也較小,這也有助于保護(hù)環(huán)境。不過(guò)這或許是若干年后的事情,從目前的技術(shù)水平來(lái)講,做到這一點(diǎn)是有很大難度的,因此現(xiàn)階段影響建筑業(yè)發(fā)展的主要因素在于建筑中不可再生能源的消耗方式。
從上個(gè)世紀(jì)70年代,人類就已經(jīng)開(kāi)始建筑如何消耗能量的問(wèn)題,而且所有的研究?jī)?nèi)容都圍繞著“節(jié)能”展開(kāi),因?yàn)閷?shí)現(xiàn)建筑節(jié)能是建筑業(yè)持續(xù)發(fā)展的基本保證。然而可惜的是,到目前為止,我國(guó)新建建筑的百分之九十五以上都是大量浪費(fèi)能源的建筑,所以有關(guān)專家呼吁,為了緩解能源緊張的局面和國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展,必須加快推進(jìn)建筑節(jié)能。我國(guó)建筑能耗總量大、比例高、能效低、污染重,已經(jīng)成為影響可持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題,可以通過(guò)對(duì)既有建筑的節(jié)能改造、新建建筑按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)和設(shè)計(jì),以及發(fā)展建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)等方式開(kāi)展建筑節(jié)能。
有專家出:如果從現(xiàn)在開(kāi)始對(duì)新建建筑全面強(qiáng)制實(shí)施建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)既有建筑有步驟地推行節(jié)能改造,到二O二O年,建筑能耗可減少三點(diǎn)三五億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,空調(diào)高峰負(fù)荷可減少約八千萬(wàn)千瓦時(shí)(大約接近四點(diǎn)五個(gè)三峽電站的滿負(fù)荷出力,相應(yīng)可減少電力建設(shè)投資約六千億元人民幣),由此造成的能源緊張狀況必將大為緩解[9]。
由此可以很輕易地看出建筑節(jié)能對(duì)建筑業(yè)發(fā)展的重大意義,建筑節(jié)能的開(kāi)展不僅減少了建筑自身的能源消耗,緩解了國(guó)家的能源緊張局面,還保證了自身及其他建筑的正常運(yùn)行,可謂有百利而無(wú)一害。
:
1)楊深。建筑七千年。天津:翻譯出版社,1990.7
2)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所。中國(guó)可持續(xù)發(fā)展能源暨碳排放情景綜合報(bào)告。“中國(guó)可持續(xù)發(fā)展能源暨碳排放情景分析”課題組,2003.5
3)中國(guó)上海網(wǎng)站:/
4)同濟(jì)大學(xué)與上海市建筑節(jié)能辦公室。上海市建筑節(jié)能現(xiàn)狀與未來(lái)展望。2003年上海市公共建筑調(diào)查報(bào)告。
5)同濟(jì)大學(xué)。節(jié)能工作在上海——能源基金會(huì)項(xiàng)目《上海地區(qū)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》結(jié)題報(bào)告,2003年。
6)上海市環(huán)境保護(hù)局網(wǎng)站:/gongbao/linian2002.asp
7)鄧孝成。優(yōu)化生態(tài)關(guān)鍵在防治燃煤污染。
/index.htm。
關(guān)鍵詞:配電室接地裝置配電系統(tǒng)保護(hù)總等電位聯(lián)結(jié)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,土地資源越來(lái)越珍貴,因此,高層民用建筑也就發(fā)展迅猛。而一個(gè)好的高層建筑,必須有一個(gè)完善的、安全的、可靠的供電系統(tǒng)作保證。
1.高層民用建筑配電室的選擇
參考GB5003-94《10kv及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定,高層民用建筑的總配電室或總配電箱間宜選在地下層或一層,這樣進(jìn),出線方便,且便于運(yùn)行維護(hù)。
低壓配電室內(nèi)布置的配電屏,其屏前屏后的通道最小寬度應(yīng)按GB50053-94規(guī)定設(shè)計(jì),并考慮相關(guān)的問(wèn)題,如配電室的高度、耐火等級(jí),以及門向外開(kāi)設(shè),房間長(zhǎng)度超過(guò)7m的應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口等問(wèn)題。
2.高層建筑配電系統(tǒng)接地裝置的設(shè)定
由于高層建筑的鋼筋混凝土基礎(chǔ)較深、較牢固,為節(jié)約投資,要充分利用這一自然接地體。設(shè)計(jì)時(shí)
(1)根據(jù)公式
RE=0.2ρV1/3
ρ_土壤電阻率(Ω.m)
V_鋼筋混凝土基礎(chǔ)的體積(m3)
算出自然接地體的電阻
(2)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定允許的接地電阻值
1kv以下系統(tǒng):
與總?cè)萘吭?00KV.A以上的發(fā)電機(jī)或變壓器相聯(lián)RE≤4Ω;
與總?cè)萘吭?00KVA及以下的發(fā)電機(jī)或變壓器相聯(lián)的接地裝置RE≤10Ω。
(3)比較自然接地電阻與規(guī)范要求允許的接地電阻
a、若RE(nat)≤RE
且滿足熱穩(wěn)定度,即鋼接地線的最小允許截面(m2)滿足:Amin=Ik①tk1/2/70
Ik①_單相接地短路電流(A)
tk_短路電流持續(xù)時(shí)間(S)
則不用再裝設(shè)人工接地電阻
b、若RE(nat)自然接地電阻不滿足
則必須按下面的公式補(bǔ)充人工接地電阻
RE(man)=REnat·RE/REnat-RE
在設(shè)計(jì)高層建筑配電系統(tǒng)接地裝置時(shí),應(yīng)注意與其防雷擊的接地裝置有一定的安全距離,應(yīng)按GB50057-94規(guī)定實(shí)施。
3.配電系統(tǒng)的選定
(1)高層建筑的負(fù)荷分級(jí)
一級(jí)負(fù)荷:消防用電設(shè)備,應(yīng)急照明,消防電梯
二級(jí)負(fù)荷:客用電梯,供水系統(tǒng),公用照明
三級(jí)負(fù)荷:居民用電等其它
(2)配電系統(tǒng)
因?yàn)楦邔咏ㄖ嬖谥患?jí)或二級(jí)負(fù)荷,因此高層建筑配電系統(tǒng)的供電電源應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立的回路供電或采用一條回路電源和備用電源(發(fā)電機(jī))供電。
配電電壓采用220/380V。配電系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷大小用單相(共三線:L線,N線,PE線)220V配電或三相(五線:即L1L2L3線,N線,PE線)配電。
高層住宅的垂直干線宜采用電力電纜,分支電纜或母線槽配電、干線應(yīng)在電氣豎井內(nèi)敷設(shè),而電纜截面應(yīng)按發(fā)熱條件選(即:使其允許載流量不小于通過(guò)相線的計(jì)算電流),再校驗(yàn)電壓損和機(jī)械度。
高層住宅中只有一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷才用雙電源供電,設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意。
每個(gè)住宅單元應(yīng)設(shè)宅配電總箱、樓層電表箱和住戶配電箱,樓層電表箱與住戶配電箱應(yīng)分開(kāi)設(shè)置。公用走廊、樓梯間照明負(fù)荷應(yīng)單獨(dú)設(shè)公用電表計(jì)量。住宅電能計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)采用總線式集中抄表或自動(dòng)抄表系統(tǒng),以便物業(yè)管理。
住戶配電箱應(yīng)設(shè)照明回路和一般電源插座回路、廚房插座回路、衛(wèi)生間插座回路、空調(diào)插座回路。除照明回路導(dǎo)線截面選擇外,其余回路導(dǎo)線截面選擇參照前面所述的電纜截面選擇。
照明回路對(duì)電壓要求較高。按GB50034-92規(guī)定,燈的端電壓一般不應(yīng)高于其額定電壓的105%,也不宜低于其額定電壓的95%。因此照明回路導(dǎo)線截面選擇應(yīng)按下式:
A=∑M+∑αM′/CΔUal%
∑M——為計(jì)算線段及其后面各段(指具有與計(jì)算線段相同導(dǎo)線根數(shù)的線段)的功率矩(M=PL)之和
∑αM′——為由計(jì)算線段供電而導(dǎo)線根數(shù)與計(jì)算線段不同的所有分支線的功率矩(M′=PL)之和,這些功率矩應(yīng)分別乘以對(duì)應(yīng)的功率矩?fù)Q算系數(shù)后再相加
α——為功率矩?fù)Q算系數(shù)(如下表)
ΔUal%′——為從計(jì)算線段的首端起至整個(gè)線路末端上的允許電壓降對(duì)線路額定電壓的百分值
C——為計(jì)算系數(shù)。
計(jì)算時(shí),應(yīng)從靠近電源的第一段干線開(kāi)始,依次往后計(jì)算各線段的導(dǎo)線截面。計(jì)算出截面后,應(yīng)選取相近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)截面。而每段導(dǎo)線截面均應(yīng)按機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)。
住宅配電線路應(yīng)設(shè)短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、接地保護(hù)以及漏電保護(hù)。為了防止電源電壓波動(dòng)對(duì)家用電器的影響,宜在住戶配電箱內(nèi)裝設(shè)浪涌抑制保護(hù)裝置,住宅室內(nèi)配線宜用PVC管暗敷。
4.高層建筑的保護(hù)接地系統(tǒng)、等電位聯(lián)結(jié)、接地保護(hù)的設(shè)定
(1)高層建筑若是城市公用變壓器供電,低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地形式應(yīng)采用TT接地系統(tǒng),且設(shè)專用保護(hù)線。若是住宅小區(qū)或單位內(nèi)變壓器供電,低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地形式應(yīng)采用TN-S形式。
(2)等電位聯(lián)結(jié)是使電氣裝置各外露可導(dǎo)電部分和裝置外可導(dǎo)電部分電位基本相等的一種電氣聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)的作用,在于降低接觸電壓,以保障人員安全。
按GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,采用接地故障保護(hù)時(shí),在建筑物內(nèi)應(yīng)作總等電位聯(lián)結(jié)。而當(dāng)電氣裝置或其某一部分的接地故障保護(hù)不能滿足規(guī)定要求時(shí),尚應(yīng)在局部范圍內(nèi)做局部等電位聯(lián)結(jié)。因此高層建筑住宅中的浴室、衛(wèi)生間、廚房等應(yīng)做局部等電位聯(lián)結(jié)。
(3)接地保護(hù)
a.TN-S系統(tǒng)中接地保護(hù):對(duì)己有總等電位聯(lián)結(jié)的措施;
若配電線路只供給固定式用電設(shè)備的末端線路,接地故障保護(hù)動(dòng)作時(shí)間不宜大于5s,即top(E)≤5s
若供電給手握式和移動(dòng)式電氣設(shè)備的末端線路,則
top(E)≤0.4s
而系統(tǒng)配電線路接地故障保護(hù)的動(dòng)作電流Iop(E)應(yīng)滿足:
Iop(E)≤Uφ|Z∑φ|
Uφ_系統(tǒng)相電壓
|Z∑φ|_接地故障回路總阻抗模
接地保護(hù)可由過(guò)流保護(hù)或零序電流保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn),如達(dá)不到保護(hù)要求時(shí),則應(yīng)采用漏電電流保護(hù)。
b.TT系統(tǒng)中的接地保護(hù)
己采用總等電位聯(lián)結(jié)措施的,其接地保護(hù)滿足下式:
Iop(E)RE≤50v
其中:Iop(E)_接地故障保護(hù)動(dòng)作電流
RE_電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地電阻和PE線電阻
當(dāng)采用過(guò)流保護(hù)時(shí),反時(shí)限特性過(guò)流保護(hù)電器Iop(E)應(yīng)保證5s內(nèi)切斷接地故障回路;而當(dāng)采用瞬時(shí)動(dòng)作特性過(guò)流保護(hù)時(shí),Iop(E)應(yīng)保證瞬時(shí)切斷接地故障回路。
若過(guò)流保護(hù)達(dá)不到上述要求時(shí),則采取漏電電流保護(hù)。
參考文獻(xiàn)
1《電氣工程師技術(shù)手冊(cè)》劉介才機(jī)械工業(yè)出版社出版
世界各地的建筑業(yè)都非常依賴分包程序。分包制度不但被普遍應(yīng)用,亦可能成為企業(yè)經(jīng)濟(jì)體系的一個(gè)永久特色。它從傳統(tǒng)的建筑業(yè)延伸至其他行業(yè)。職業(yè)安全專業(yè)人士對(duì)分包制度如何影響工地安全甚表關(guān)注,而其他人士同樣關(guān)注環(huán)繞分包對(duì)品質(zhì)控制的問(wèn)題。雖然安全與產(chǎn)品品質(zhì)有密切關(guān)系,但本文的目的在于探討工地分包制度對(duì)安全的影響,并描述客戶、承建商與法例在改善分包商的安全水平方面所作出的貢獻(xiàn)。要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是,在任何討論有關(guān)分包制度問(wèn)題中,它是不能獨(dú)立考慮的。同樣地,分包商與總承建商的關(guān)系及互相配合對(duì)工地安全極為重要,承建商與客戶及其代表的關(guān)系亦然。因此,探討客戶與總承建商的角色,作為找出如何影響分包商對(duì)工地安全所作出的貢獻(xiàn)。客戶、總承建商與分包商亦須在社會(huì)厘定的法律架構(gòu)范圍內(nèi)營(yíng)運(yùn),以防工業(yè)意外發(fā)生。因此,有必要探討有關(guān)分包商的安全標(biāo)準(zhǔn)的充裕程度或在其他情況下所涉及的法律問(wèn)題。
建造業(yè)的分包制度
分包制度有兩種不同的模式,首先是提供專業(yè)技能的分包商,它們并非由總承建商提供特殊技術(shù)或非其資源所能承擔(dān)者,例如升降機(jī)安裝承建商、涉及機(jī)電設(shè)施或搭棚工人。其次,是有慣例將分包工作再分多重轉(zhuǎn)包。這可能曾發(fā)生在專業(yè)分包商身上,但最有可能與半技術(shù)或非技術(shù)性勞工的工作有關(guān)。最明確的一點(diǎn)是,分包制度是建造業(yè)不可缺少及永久性的特色。減少過(guò)度分包是可行及適宜的,但事實(shí)上采用分包對(duì)建造業(yè)的效率及競(jìng)爭(zhēng)力能作出重大貢獻(xiàn),任何想將分包制度廢除均不切實(shí)際。基于分包制度不會(huì)消失,安全專業(yè)人員應(yīng)考慮如何對(duì)分包商作出更有效的控制,以期改善工地的安全水平。
分包制度有關(guān)的安全問(wèn)題
首先,是如何可以有效安全管制工地安全。大部分國(guó)家的法例都規(guī)定總承建商須建立有效監(jiān)管工地安全的制度及程序。在多重分包制度的情況下,要履行此責(zé)任變得難上加難。相關(guān)的問(wèn)題是安全培訓(xùn)與安全意識(shí)方面。這是工地安全策略方面的主要關(guān)鍵因素。理想的做法是為工地的所有工人提供安全培訓(xùn)最基本的標(biāo)準(zhǔn)水平,不論個(gè)別工人的雇主是誰(shuí)。但如有多層分包制度,此實(shí)難以達(dá)致,而逃避培訓(xùn)責(zé)任機(jī)會(huì)亦較大。香港許多承建商規(guī)定地盤(pán)所有工人參加了基本工地安全培訓(xùn)課程。但這并非一個(gè)適用于全球的規(guī)定,1999年一個(gè)數(shù)據(jù)顯示(由香港大學(xué)史提芬遜博士Dr.Stevenson提供),有14%工地受傷的工人完全沒(méi)有接受過(guò)培訓(xùn)。有些工地規(guī)定平安訓(xùn)練卡作為基本培訓(xùn)的雇傭條件。有很大機(jī)會(huì)是此等受傷工人可能屬多層分包及趨向低層。
從過(guò)多分包導(dǎo)致的安全問(wèn)題乃工程層層分包,每層都賺取利潤(rùn)。最后承包者常沒(méi)有,甚至全無(wú)資源用作安全,即使他們有意識(shí)及興趣投資于安全方面。加上這種分包制度鼓勵(lì)推行每日支薪制度,這在香港是非常通行的,亦導(dǎo)致工人經(jīng)常轉(zhuǎn)工,尤其在勞工短缺時(shí)。工地勞工轉(zhuǎn)工率高層構(gòu)成對(duì)安全培訓(xùn)、有效管制,以及承諾訂立安全制度及程序方面的問(wèn)題。這均對(duì)希望改善安全水準(zhǔn)的承建商及專業(yè)安全人士構(gòu)成難以控制及解決的問(wèn)題。
下面將提出可使用的方法,其中一些有實(shí)踐成功的例子。
客戶扮演的角色
客戶委托承建商進(jìn)行興建工作并支付工程費(fèi)用。作為給予承建商報(bào)酬,客戶在工地安全問(wèn)題上是具有權(quán)力及影響力,但在許多情況下客戶對(duì)這問(wèn)題漠不關(guān)心甚至不知道問(wèn)題存在,有時(shí)候客戶的要求更不利于工地施工的安全標(biāo)準(zhǔn)。這多發(fā)生在客戶的首要考慮是工程以最低價(jià)格及在最快的時(shí)間內(nèi)完工。這直接導(dǎo)致削減安全基本要求,及對(duì)需要盡快完成工程的承建商增加壓力,這同時(shí)會(huì)危及承建商在考慮安全的基本要求。在此等情況下,總承建商對(duì)工程速度的要求及缺乏提供基本安全的資源,均極大影響分包商的表現(xiàn)。
當(dāng)客戶想改善工地安全的水準(zhǔn),成效可以很顯著。香港多個(gè)主要客戶對(duì)承建商及分包商采用一系列獎(jiǎng)勵(lì),因而工地安全達(dá)致及維持在良好的水平。這些客戶的工地意外率在過(guò)去十年間,相比私營(yíng)機(jī)構(gòu)工地持續(xù)及顯著地低。他們是怎樣做到的?
過(guò)程的關(guān)鍵在于投標(biāo)/承包階段。客戶在投標(biāo)階段擬訂對(duì)有關(guān)承建商安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。這包括承建商必須符合的目標(biāo)意外率、提供安全資料及競(jìng)投承建商的歷史,以及明了良好安全表現(xiàn)可獲獎(jiǎng)勵(lì),而持續(xù)表現(xiàn)欠佳的將面對(duì)重罰。在工地展開(kāi)工程時(shí),承建商知悉在安全表現(xiàn)施行財(cái)政上的獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃,安全制度適當(dāng)?shù)闹朴喖坝行н\(yùn)作者可以得到獎(jiǎng)金。反之,將向其施以財(cái)務(wù)上的處罰,方式通常是在未來(lái)一段時(shí)間不能投標(biāo)。這大力推動(dòng)承建商確保所有分包商在安全制度下運(yùn)作,并驅(qū)使承建商對(duì)工地上的分包商的活動(dòng)施行更有效的管制。表現(xiàn)佳的客戶亦可推選一些承建商地盤(pán)安全標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)常監(jiān)管措施,從而建立長(zhǎng)遠(yuǎn)的承建商資料,有助于厘定批出未來(lái)的承包合約。
客戶亦可利用承包條件,以減少分包及多層分包至合理的水平。這并非否定承建商或分包商的法定權(quán)益,而是清楚確定多層分包不獲客戶接納。因此,客戶如欲對(duì)工地安全水準(zhǔn)有一定影響,可透過(guò)承建商,利用分包制度之利,發(fā)揮最佳功用,減低甚至消除因分包工程而導(dǎo)致的工地安全問(wèn)題。此等權(quán)力乃屬客戶自愿行使者。在下文將討論將客戶納入工地安全法定范圍的論據(jù),并研究有關(guān)國(guó)家在這方面累積的經(jīng)驗(yàn)。
承建商扮演角色之一:確保分包商在工地達(dá)到可接受的安全水平
許多承建商在投標(biāo)/承包階段制定一個(gè)安全計(jì)劃。而積極進(jìn)取的客戶要求有一個(gè)安全計(jì)劃,計(jì)劃涵蓋面需詳盡廣泛及直接和承包工程有關(guān)。承建商須確保所有工地的分包商對(duì)計(jì)劃均明了,并預(yù)備與計(jì)劃所制定的制度及程序配合。承建商須確保透過(guò)對(duì)分包商在工地上的安全表現(xiàn)的的監(jiān)察,(通常透過(guò)安全主任)分包商實(shí)在地將承建商擬訂的安全標(biāo)準(zhǔn)付諸實(shí)踐。安全標(biāo)準(zhǔn)及安全意識(shí)的培訓(xùn)及預(yù)防地盤(pán)意外極其重要的一環(huán),且此亦為承建商的部分責(zé)任,以確保分包商工人均訓(xùn)練有素。有多個(gè)承建商認(rèn)為培訓(xùn)問(wèn)題的關(guān)鍵在于向分包商的雇員提供適當(dāng)培訓(xùn)。基本培訓(xùn)可透過(guò)定期的工地座談去加強(qiáng),且承建商須確保分包商的工人均參與此重要的推動(dòng)計(jì)劃。地盤(pán)安全委員會(huì)可以在改善安全方面扮演一角色,委員會(huì)的成功,需要有分包商的代表列席會(huì)議及聆聽(tīng)意見(jiàn)。概言之,承建商須透過(guò)訂立良好標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管實(shí)施,嚴(yán)格執(zhí)行基本培訓(xùn)及安全持續(xù)訓(xùn)練,并呼吁所有分包商參與所有相關(guān)活動(dòng)。在香港法例規(guī)定下,承建商基本上須負(fù)責(zé)工地的安全事宜。這責(zé)任只能實(shí)際地做到如果承建商能依從上述因素去做,即是確保所有分包商確認(rèn)明了及接受其職責(zé)在于和總承建商所訂的制度及程序相配合。
角色之二:評(píng)估法律規(guī)定,確立安全狀況及管制分包商的活動(dòng)
最重要的一點(diǎn)是法律的規(guī)定只是代表監(jiān)管的最低要求,而多于現(xiàn)行安全慣例的最佳標(biāo)準(zhǔn)。其目的在于確保工地有一個(gè)基本安全的水平,并對(duì)未能符合基本水平者施以懲罰。在大部分發(fā)達(dá)國(guó)家,安全法例的規(guī)定乃低于表現(xiàn)最佳公司所施行的水準(zhǔn)。在香港,工地安全法例適用于開(kāi)展的建筑工程,并與承建商的活動(dòng)大有關(guān)系。目前,法例本身并不涉及客戶及負(fù)責(zé)建筑進(jìn)程的設(shè)計(jì)師。大部分發(fā)達(dá)國(guó)家都采用此策略。歐盟成員國(guó)根據(jù)歐盟指令的條款立法,將建筑法例的范圍擴(kuò)展涵蓋包括客戶及設(shè)計(jì)師。上文提出論據(jù)乃客戶對(duì)提高及達(dá)致工地安全有重大影響,而在香港,我們有有形及數(shù)量性證據(jù)支持此論據(jù)。但目前并無(wú)法律規(guī)定客戶在任何方面需要涉及建筑工地的安全事務(wù)。基于客戶參與所累積的正面及有效結(jié)果,有足夠的說(shuō)服力去建議草擬實(shí)施此等法例。勞工處必定表明對(duì)概念有興趣,但一如大多數(shù)法例一樣,問(wèn)題所涉及的在于時(shí)間性多于其是否適宜。
安全法例傳統(tǒng)上不愿意具體地針對(duì)分包問(wèn)題,以及承建商與分包商在工地安全一環(huán)的法定關(guān)系。一般方法是識(shí)別須承擔(dān)主要責(zé)任的實(shí)體,即總承建商。此方法是正確的,主要或總承建商須對(duì)工地發(fā)生一切負(fù)整體責(zé)任。法例在界定廣義歸納范圍以外的分包商的職責(zé)方面可更具體化。此情況亦發(fā)生于歐洲聯(lián)盟指令適用于所有會(huì)員國(guó),而在英國(guó),指令改為1994年的《建筑(設(shè)計(jì)及管理)規(guī)例》。規(guī)例規(guī)定分包商須負(fù)有特定職責(zé),這包括以下要求:
1.與總承建商合作,以期雙方能遵從健康及安全職責(zé)。
2.向總承建商迅速提供有關(guān)可能影響工地工人的健康及安全的資料,而此資料可能須對(duì)工地安全計(jì)劃作出修訂。例如,分包商攜帶到工地的特別設(shè)備,及/或?qū)儆卸净蚋叨纫兹夹晕矬w。
3.遵從總承建商在健康與安全問(wèn)題方面的指示。
4.遵守地盤(pán)安全計(jì)劃。
5.向總承建商提供屬分包商雇員發(fā)生的意外、受傷或危險(xiǎn)事件的詳情。
可能引起爭(zhēng)論的是,其中一些規(guī)定其實(shí)在現(xiàn)有法例中雖無(wú)明言,但已有暗示這有足夠理?yè)?jù)去支持將分包商須承擔(dān)的法律責(zé)任詳細(xì)列出。此點(diǎn)可減少爭(zhēng)議,并有助于協(xié)助急于履行法律職責(zé)者。
以歐盟為根據(jù)的法例亦界定有關(guān)總承建商向分包商須付的職責(zé)。此等職責(zé)包括以下規(guī)定:
1.總承辦商須采取合理步驟,以確保所有分包商合作及遵從安全法例。
2.對(duì)進(jìn)出工地的途徑作有效管制。
3.可向分包商發(fā)出指引,以確保他們遵從安全標(biāo)準(zhǔn)。
4.可以納入其安全計(jì)劃規(guī)則,以期有效管理工地。
三方長(zhǎng)期的伙伴關(guān)系
總承建商及分包商必須知道一系列緊扣相連的規(guī)定,以確保健康及安全問(wèn)題應(yīng)視作在工地上每個(gè)人須負(fù)的責(zé)任,而非單一方面所須承擔(dān)。總承建商及分包商如能認(rèn)識(shí)到對(duì)其相互職責(zé)與責(zé)任在法律上有較明確的定義將有所得益。香港是否希望跟隨這模式,將取決于政府。假如我們希望對(duì)與分包有關(guān)的安全問(wèn)題有所進(jìn)展,則此類法例會(huì)有所幫助,并對(duì)已自動(dòng)采取此方法的客戶及承建商提供支援。
最后,再談?wù)効蛻簟⒊薪ㄉ膛c分包商之間的關(guān)系。我們須通過(guò)發(fā)展三方長(zhǎng)期的伙伴關(guān)系,而非僅憑單一份承包合約偶然特地靠攏一起,這在質(zhì)地、成本及安全方面所取得的成效均已被確認(rèn)。承建商,尤其是與專業(yè)分包商之間的長(zhǎng)期伙伴關(guān)系,促使雙方為良好的安全水平努力,制定工作安全的有效方法,以及培養(yǎng)工地的相互職責(zé)。其意義在于各合約能否都如此,并加以發(fā)揮效用,而非每份新合約從頭開(kāi)始。但這卻是世界建筑業(yè)的一個(gè)普遍特色。
1.1常微分方程求解器分析。在高層建筑結(jié)構(gòu)分析中利用有限元技術(shù),并借助能量泛函的變分,將控制的偏微分方程半離散化為用結(jié)線函數(shù)表示的常微分方程組,然后用常微分方程求解器直接求解。這種方法,能夠有效的解決高層建筑結(jié)構(gòu)中考慮樓板變形時(shí)的靜力計(jì)算、動(dòng)力計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算。
1.2有限條法和樣條函數(shù)法分析。在高層建筑中,幾何形狀和物理特性沿高度方向比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系,采用有限條法合理地選擇結(jié)構(gòu)計(jì)算模型,等效連續(xù)體的物理常數(shù)和條元的位移函數(shù),沿著某些方向采用簡(jiǎn)單多項(xiàng)式,而其它方向則為連續(xù)、可微、并且事先滿足條端邊界條件的級(jí)數(shù)。
2高層建筑結(jié)構(gòu)分析的基本假定
2.1彈性假定。彈性假定計(jì)算法只有在結(jié)構(gòu)處于彈性的狀態(tài)下才能使用,目前這種分析方法使用也非常普遍。但這種方法并不適合于當(dāng)建筑物遭到某些外在的因素的影響,如滑坡、地震、臺(tái)風(fēng)等,其位置發(fā)生了改動(dòng)。因?yàn)檫@時(shí)的建筑物處于塑性狀態(tài),也就是隨時(shí)都有改變的可能,所以只能采取塑性假定法計(jì)算。
2.2小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。但有不少人對(duì)幾何非線性問(wèn)題(P-$效應(yīng))進(jìn)行了一些研究。一般認(rèn)為,當(dāng)頂點(diǎn)水平位移$與建筑物高度H的比值$/H>1/500時(shí),P-$效應(yīng)的影響就不能忽視了。
2.3剛性樓板假定。這一假定大大減少了結(jié)構(gòu)位移的自由度,簡(jiǎn)化了計(jì)算方法。并為采用空間薄壁桿件理論計(jì)算筒體結(jié)構(gòu)提供了條件。
2.4計(jì)算圖形的假定。高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計(jì)算圖形有三種:一維協(xié)同分析。在水平力作用下,將結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化為由平行水平力方向上的各榀抗側(cè)力構(gòu)件組成的平面結(jié)構(gòu)。根據(jù)剛性樓板假定,同一樓面標(biāo)高處各榀抗側(cè)力構(gòu)件的側(cè)移相等,由此即可建立一維協(xié)同的基本方程。二維協(xié)同分析。二維協(xié)同分析雖然仍將單榀抗側(cè)力構(gòu)件視為平面結(jié)構(gòu),考慮了同層樓板上各榀抗側(cè)力構(gòu)件在樓面內(nèi)的變形協(xié)調(diào)。三維空間分析。三維空間分析的普通桿單元每一節(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度,按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節(jié)點(diǎn)還應(yīng)考慮截面翹曲,有7個(gè)自由度。
3高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法
3.1剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開(kāi)洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開(kāi)口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開(kāi)洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻,其截面應(yīng)力分布也不同,計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)需采用相應(yīng)的計(jì)算方法。但因其自由度較多,機(jī)時(shí)耗費(fèi)較大,目前一般只用于特殊開(kāi)洞墻、框支墻的過(guò)渡層等應(yīng)力分布復(fù)雜的情況。
3.2筒體結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對(duì)計(jì)算模型處理手法的不同可分為三類:等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續(xù)化的方法的主要工作原理就是在離散桿件中做連續(xù)化處理,一種用連續(xù)函數(shù)描述它的內(nèi)力,一種是將離散桿件在幾何和物理的基礎(chǔ)上替換成一種彈性薄板。具體的操作方法就是能量法、有限條法和微分方程解析法等。第二種等效離散化方法無(wú)非就是將連續(xù)墻體離散作為等效桿件,通過(guò)這種間接的方法將其化為我們熟悉的桿系結(jié)構(gòu)法。通常會(huì)采用平面框架結(jié)構(gòu)法、展開(kāi)平面框架法以及核心筒框架分析法等。三維空間分析法就是利用空間桿-薄壁桿系的位移法。空間干系由空間元柱、薄壁元柱和空間梁元構(gòu)成。目前使用最廣泛的就是第三種方法,因?yàn)樗木_度高,自由度大,使用起來(lái)也不是很費(fèi)時(shí)。
本文分析了建筑熱過(guò)程的隨機(jī)特性的背景,提出一種研究室外隨機(jī)氣象條件和室內(nèi)隨機(jī)自由得熱共同作用下的建筑熱過(guò)程的隨機(jī)分析的方法,并給出該方法在暖通空調(diào)中的幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,以及對(duì)該方法的理論和實(shí)測(cè)的驗(yàn)證過(guò)程。
關(guān)鍵詞:建筑熱過(guò)程隨機(jī)分析供暖空調(diào)
1.背景
建筑熱過(guò)程是研究建筑環(huán)境特性、分析評(píng)價(jià)節(jié)能建筑、設(shè)計(jì)建筑環(huán)境的控制系統(tǒng)(供熱、通風(fēng)、空調(diào))的基礎(chǔ)。建筑熱過(guò)程是由于室外氣象條件和室內(nèi)各種熱源(人、照明及設(shè)備)作用在建筑物上而造成的建筑室內(nèi)環(huán)境的溫濕度變化。因此它取決于室外氣象狀況、室內(nèi)熱源狀況及建筑物結(jié)構(gòu)的熱性能參數(shù)。然而,由于室外氣象參數(shù)與室內(nèi)的各種熱源均不是確定的過(guò)程,而是具有很大的不確定成分的隨機(jī)過(guò)程,因此,這些隨機(jī)因素作用于建筑物,使建筑內(nèi)的熱環(huán)境變化過(guò)程(理論變化過(guò)程)亦成為一隨機(jī)過(guò)程。
長(zhǎng)期以來(lái),建筑熱過(guò)程基本上都是按照確定性過(guò)程來(lái)研究,即在確定的氣象參數(shù)和室內(nèi)熱源發(fā)熱量的條件下,做建筑熱過(guò)程的計(jì)算,設(shè)計(jì)熱環(huán)境控制系統(tǒng),分析建筑物能耗情況。這樣,如何選取計(jì)算用氣象參數(shù)和室內(nèi)熱源發(fā)熱量,便出現(xiàn)很多問(wèn)題。
在供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算中,根據(jù)室外氣象參數(shù)的概率分布,統(tǒng)計(jì)出在一定的不保證率下的室外最不利條件作為計(jì)算依據(jù),來(lái)進(jìn)行供暖負(fù)荷計(jì)算。但不同的建筑物結(jié)構(gòu)對(duì)室外氣象條件的變化具有不同響應(yīng)(不同窗墻比,不同內(nèi)外墻面積,輕、中、重結(jié)構(gòu)等),再者外溫的不保證率并非室內(nèi)溫度的不保證率,于是導(dǎo)致一些建筑計(jì)算負(fù)荷偏大,設(shè)備選擇過(guò)多,造成系統(tǒng)初投資和運(yùn)行費(fèi)的浪費(fèi)。因此,應(yīng)該追求的是要使室內(nèi)溫度在一定水平的不保證率下,供暖負(fù)荷應(yīng)為多少?
在建筑物熱性能評(píng)價(jià)中,按照當(dāng)?shù)氐哪骋惶讟?biāo)準(zhǔn)氣象數(shù)據(jù)(參考年TRY、典型年TMY、標(biāo)準(zhǔn)年SY等)進(jìn)行分析。但實(shí)際上每一年的氣象過(guò)程均會(huì)與此標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程不同,而不同的氣象過(guò)程將會(huì)使不同的建筑出現(xiàn)不同的熱響應(yīng)。例如:冬季日照時(shí)數(shù)多時(shí)窗墻比大可以減少供熱負(fù)荷,而日照時(shí)數(shù)少時(shí)窗墻比大又會(huì)增加供熱負(fù)荷。一個(gè)地區(qū)的日照時(shí)數(shù)每年不同,根據(jù)一組確定的數(shù)據(jù)得到的該地區(qū)最佳的窗墻比如何能適合于該地區(qū)實(shí)際上變化多端的氣象環(huán)境呢?由于在隨機(jī)的外界氣象條件下,室內(nèi)溫度或供暖負(fù)荷亦為隨機(jī)過(guò)程,因此,評(píng)價(jià)建筑物是否節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為室內(nèi)溫度低于某一給定值的時(shí)間的概率最小(不供暖時(shí))或冬季累計(jì)供熱量高于某一給定值的概率最小(供暖時(shí))。
在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備選擇、空調(diào)系統(tǒng)模擬分析等設(shè)計(jì)和研究工作中,亦存在這些問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外空調(diào)設(shè)計(jì)都廣泛存在比較大的設(shè)備富裕量。有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明,國(guó)內(nèi)或國(guó)外設(shè)計(jì)的北京、廣州等地的一些飯店和賓館的空調(diào)系統(tǒng)選用的制冷機(jī),在一般季節(jié)只運(yùn)行不到裝機(jī)容量的一半,最熱季節(jié)也不到三分之二,有三分之一的制冷機(jī)幾乎不需要用到[1]。空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中往往對(duì)每個(gè)不確定環(huán)節(jié)乘以一個(gè)大于1的安全系數(shù),如此層層加碼設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)不可避免會(huì)造成設(shè)備容量選擇偏大。由于各種不確定因素的作用,實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是隨機(jī)變化的,因此應(yīng)根據(jù)空調(diào)負(fù)荷這一隨機(jī)變量的概率分布來(lái)選擇空調(diào)設(shè)備,也就是在不同概率信度下確定不同的設(shè)備容量,而概率信度的確定則與建筑物的使用功能和業(yè)主的經(jīng)濟(jì)觀念密切相關(guān),體現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中功能與投資的辯證關(guān)系。盡管目前國(guó)內(nèi)外在建筑能耗分析領(lǐng)域不斷開(kāi)發(fā)和研究出細(xì)致、準(zhǔn)確和更完善的新方法,然而不解決這個(gè)隨機(jī)性的問(wèn)題,使用再準(zhǔn)確的方法也不能全面地反映出室外氣象條件和室內(nèi)熱源的隨機(jī)性,也無(wú)法得出真正反映實(shí)際建筑物熱過(guò)程狀況的結(jié)果。
由以上分析可見(jiàn),在建筑熱過(guò)程的分析與研究中,真正追求的不應(yīng)該是在一定條件下的建筑物室內(nèi)溫度變化或需要的冷、熱量,而是在一定條件下建筑物室內(nèi)溫度變化的概率分布及所需冷熱量的概率分布(由于建筑物的熱慣性,此概率分布往往不同于室外氣象參數(shù)的概率分布),將能比較完善地解決上述一些問(wèn)題,得出符合實(shí)際的結(jié)論。
2.研究的基本問(wèn)題和方法
計(jì)算上述概率分布的方法之一就是直接用當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)的50年或100年的氣象數(shù)據(jù),再通過(guò)現(xiàn)行的各種建筑物能耗分析程序進(jìn)行模擬計(jì)算,得到這個(gè)建筑物50年或100年內(nèi)的室內(nèi)溫度或所需冷熱量的變化情況,然后再通過(guò)統(tǒng)計(jì)得到其概率分布。這種方法從理論上講可以妥善解決上述問(wèn)題,但計(jì)算量非常大,同時(shí)也很難使每個(gè)實(shí)際工作者都掌握50年或100年的氣象數(shù)據(jù),這就使它很難被真正用來(lái)解決任何實(shí)際問(wèn)題。
再一條途徑就是直接的隨機(jī)的分析方法。建筑熱過(guò)程的求解實(shí)際是求解一組微分方程組,而外界氣象條件及室內(nèi)熱擾動(dòng)就是此微分方程組的邊界輸入?yún)?shù)。如果這些邊界輸入?yún)?shù)均為隨機(jī)過(guò)程,則此方程組成為隨機(jī)微分方程組。直接求解這組微分方程組,找出作為解的隨機(jī)過(guò)程的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù),即可以得到上述這種概率分布,從而有可能發(fā)展成一種較為簡(jiǎn)單的方法,直接用來(lái)解決上述這些實(shí)際問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者從80年代初就開(kāi)始探討隨機(jī)分析的方法。1981年泰國(guó)學(xué)者Tanthapanichakoon等人采用MonteCarlo法研究太陽(yáng)房的隨機(jī)特性[8],他們考慮到熱平衡方程方程組邊界條件和方程系數(shù)的隨機(jī)性共,引進(jìn)32個(gè)正態(tài)分布的隨機(jī)變量,規(guī)定它們的期望值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和最大最小允許值,再用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生這32個(gè)隨機(jī)變量的樣本,然后求解太陽(yáng)房的熱平衡方程組,得到逐時(shí)室溫和輔助熱源功率。如此進(jìn)行多次隨機(jī)模擬,最后統(tǒng)計(jì)出室溫和輔助熱源功率的期望值和方差。這種方法效率極低,而且無(wú)法考慮隨機(jī)因素在時(shí)間上的自相關(guān)和互相關(guān)關(guān)系。1985年加拿大學(xué)者Haghighat等人研究房間在室外氣象等隨機(jī)因素作用下的室溫隨機(jī)過(guò)程[9],他們同樣把隨機(jī)因素當(dāng)成相互獨(dú)立的變量,然后用It?隨機(jī)積分方法求解房間的熱平衡方程組,得到室溫的期望值和二、三個(gè)階矩。這種方法雖然提高了效率,但也無(wú)法考慮各種隨機(jī)因素之間的相關(guān)性。1987年瑞士學(xué)者Sxartezzni等人采用有限MarkovChain方法研究被動(dòng)式太陽(yáng)房的能耗和熱舒適性[10],他們把外溫和太陽(yáng)輻射離散成Markov狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,然后用顯式差分求解狀態(tài)空間法描述的房間的熱平衡方程組,得到由各狀態(tài)點(diǎn)溫度的狀態(tài)組成的轉(zhuǎn)移矩陣,進(jìn)一步求得室溫或熱舒適指標(biāo)PMV處于某個(gè)狀態(tài)的概率。這種方法也存在同樣的不足。1990年日本學(xué)者Hokoi等人采用優(yōu)化控制理論研究間歇空調(diào)熱負(fù)荷的隨機(jī)特性[11],他們建立了室外氣象參數(shù)的ARMA模型,然后把氣象模型代入狀態(tài)空間描述的房間的熱平衡方程組,再采用龍格庫(kù)塔法(積分時(shí)間步長(zhǎng)為0.01小時(shí))求解得到的狀態(tài)點(diǎn)溫度的一、二階矩方程組。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是考慮到室外氣象參數(shù)在時(shí)間上的自相關(guān)和互相關(guān)關(guān)系。但是由于要直接求解矩方程組,因此只能用少數(shù)的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度來(lái)表達(dá)房間的熱狀態(tài),否則計(jì)算量相當(dāng)之大。所以這種方法求解的結(jié)果不適合于實(shí)際結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑物。
筆者在十幾年的研究過(guò)程中,逐步提出一種新的隨機(jī)分析方法--STOAN(Sto-chasticAnalysis)方法,這主要解決以下四個(gè)基本問(wèn)題。
2.1建立隨機(jī)氣象模型和室內(nèi)熱擾動(dòng)模型
其目的是找到一種描述這兩個(gè)隨機(jī)過(guò)程的方法,從而做到進(jìn)一步的分析。對(duì)于氣象條件本研究建立了外溫、絕對(duì)濕度、太陽(yáng)直射和散射這四個(gè)參數(shù)的隨機(jī)模型[2]。這個(gè)模型由逐日和逐時(shí)兩個(gè)子模型構(gòu)成。取日均外溫、外溫波幅、日均濕度、濕度波幅和水平日總輻射系數(shù)KT這五個(gè)參數(shù)作為逐日模型的基本量,通過(guò)平穩(wěn)性變換將其變換為一個(gè)確定的時(shí)變過(guò)程和一個(gè)平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程,利用多維時(shí)間序列方法建立ARMA模型來(lái)描述此平穩(wěn)過(guò)程。在逐日參數(shù)的基礎(chǔ)上,逐時(shí)模型則是用"型函數(shù)"的方法,直接由逐日參數(shù)表出:
(1)
其中φt,φw,φQd和φQf為根據(jù)大量實(shí)際氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出的型函數(shù),tm,tp,Wm,Wp,KT則為上述五個(gè)逐日參數(shù)。這個(gè)模型通過(guò)大量統(tǒng)計(jì)方法檢驗(yàn),證明比較好地反映了實(shí)際的氣象變化過(guò)程。對(duì)于室內(nèi)熱源熱擾動(dòng),可以看作一個(gè)正態(tài)分布的隨機(jī)變量,但不同場(chǎng)合下其均值與方差的隨機(jī)變量,但不同場(chǎng)合下其均值和方差的變化范圍還有待于大量的統(tǒng)計(jì)工作來(lái)確定。
2.2建筑熱過(guò)程模型的建立
現(xiàn)行的一些方法不適合于這種隨機(jī)分析,為此采用現(xiàn)代控制論中"狀態(tài)空間"的概念,提出"狀態(tài)空間法"[3]。此方法可以對(duì)具有多個(gè)區(qū)域(ZONE)的建筑物的熱過(guò)程給出用熱平衡法描述的細(xì)致過(guò)程。對(duì)域內(nèi)各表面間的長(zhǎng)波輻射、各域間的空氣流動(dòng)、內(nèi)外遮陽(yáng)等過(guò)程,均能細(xì)致描述。對(duì)于一個(gè)建筑物的動(dòng)態(tài)熱過(guò)程,此模型可以表述為
C·t=A·t+B·u(2)
t為包括建筑物各圍護(hù)體表面及其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和室內(nèi)空氣節(jié)點(diǎn)的溫度構(gòu)成的向量;u為外擾向量,由室外氣象環(huán)境及室內(nèi)熱源發(fā)熱量構(gòu)成;A、B、C則為由建筑結(jié)構(gòu)熱特性構(gòu)成的矩陣,上式的解可以寫(xiě)作
(3)
y(τ)為我們所關(guān)心的輸出參數(shù),如室溫、圍護(hù)體表面溫度等。φi,λi則為由A、B和C導(dǎo)出的系數(shù)向量序列和系數(shù)序列。式(2)、式(3)的形式使我們能比較方便地進(jìn)行下一步的隨機(jī)分析。
2.3隨機(jī)微分方程的求解
將隨機(jī)氣象模型作為u代入式(2)即得到反映建筑物隨機(jī)熱過(guò)程的隨機(jī)微分方程。它的解可由一個(gè)確定部分與一個(gè)隨機(jī)部分之和表出。這樣,確定部分即是隨機(jī)過(guò)程的期望過(guò)程,而通過(guò)計(jì)算隨機(jī)部分的各階矩即可得到解的各種統(tǒng)計(jì)特性,這一部分的詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)[4]。
2.4過(guò)門檻問(wèn)題的求解
僅得到室溫這一隨機(jī)過(guò)程的概率分布,還不能直接分析和解決實(shí)際問(wèn)題。實(shí)際工程的設(shè)計(jì)與分析問(wèn)題是;對(duì)于一個(gè)隨機(jī)過(guò)程,求此過(guò)程通過(guò)一給定上限或下限值的時(shí)間與總時(shí)間之比的概率。例如冬季供暖負(fù)荷計(jì)算,我們要求的是在已知設(shè)備容量下,在供暖期內(nèi)室溫低于一指定值(例如18℃)的時(shí)間占整個(gè)供暖期時(shí)間的百分比這一隨機(jī)變量的概率分布,由此才能真正得到在某一不保證率下所要求的供暖負(fù)荷。同樣對(duì)于被動(dòng)式太陽(yáng)房的評(píng)價(jià)則是看此太陽(yáng)房室溫低于一指定值的時(shí)間占整個(gè)冬季時(shí)間之比的概率分布;對(duì)于評(píng)價(jià)建筑物夏季過(guò)熱問(wèn)題則是看此建筑夏季室溫超過(guò)一指定值的時(shí)間占整個(gè)夏季時(shí)間的百分比這一隨機(jī)變量的概率分布。這一類問(wèn)題都是典型的過(guò)門檻問(wèn)題,當(dāng)室溫t是一隨機(jī)過(guò)程時(shí),對(duì)于給定溫度t0,求概率
(4)
式中g(shù)(x)為單位階躍函數(shù),C0為過(guò)熱比,(τ1,τ2)為夏季時(shí)間。
STOAN給出一種積分方法可直接求取此隨機(jī)變量的期望值和二階矩,基本上得到它的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,并用來(lái)解決一些工程實(shí)際問(wèn)題[6][7]。已開(kāi)發(fā)出的STOAN軟件可以在PC機(jī)上運(yùn)行,在PC386/33上使用,對(duì)于一個(gè)2~3個(gè)域的建筑,可以用2~3分鐘得到全部隨機(jī)解。
3方法的檢驗(yàn)
STOAN方法在真正用于解決實(shí)際問(wèn)題之前,還需要對(duì)其進(jìn)行深入的驗(yàn)證,證實(shí)其正確性。檢驗(yàn)和驗(yàn)證按如下方法進(jìn)行:
3.1隨機(jī)氣象模型的檢驗(yàn)
檢驗(yàn)包括對(duì)建模過(guò)程的檢驗(yàn)和對(duì)比模型模擬產(chǎn)生的隨機(jī)氣象參數(shù)的檢驗(yàn),詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)[2]。建模過(guò)程的檢驗(yàn)包括:
用已知的10年的實(shí)測(cè)氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)平衡性變換,檢驗(yàn)其變換后的過(guò)程是否為平衡過(guò)程;
檢驗(yàn)平穩(wěn)性變換后的過(guò)程是否為正態(tài)過(guò)程;
用此平穩(wěn)過(guò)程擬合成時(shí)間序列模型,再將原平穩(wěn)過(guò)程代入,檢查其殘差過(guò)程是否為白噪聲。上述三個(gè)檢驗(yàn)均在95%的置信度上通過(guò),因此模型的建立過(guò)程是正確的。
用此隨機(jī)氣象模型模擬出10年的氣象參數(shù),再將各月的溫度、濕度和太陽(yáng)輻射的概率分布與由10年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的結(jié)果相比較,亦表明模型的可靠性。
3.2狀態(tài)空間法的建筑熱過(guò)程模型的檢驗(yàn)
通過(guò)IEA(InternationalEnergyAgency)組織的annex21國(guó)際合作,對(duì)目前世界上流行的十幾個(gè)建筑模擬程序進(jìn)行比較,BTP程序也被列為比較和檢驗(yàn)的程序之一。檢驗(yàn)的方法是對(duì)兩個(gè)輕、重型標(biāo)準(zhǔn)建筑,使用丹麥哥本哈根的典型年氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算。計(jì)算無(wú)供熱和空調(diào)時(shí)自然室溫的全年變化情況和給定室內(nèi)溫度上下限,通過(guò)理想的加熱器和冷卻器,使房間溫度處于此上下限之間,計(jì)算其加熱器熱量和冷卻器冷量。各種程序的上述模擬計(jì)算結(jié)果被送到英國(guó)建筑研究中心(BRE)去進(jìn)行統(tǒng)一的分析比較。從自然室溫的變化、最大加熱和冷卻量、全年累計(jì)加熱和冷卻量等一系列指標(biāo)上看,BTP軟件均處于十幾個(gè)被檢驗(yàn)軟件的模擬結(jié)果的平均值附近,從幾個(gè)參數(shù)看均優(yōu)于目前在歐洲滸的模擬軟件ESP。由此證明了BTP亦即狀態(tài)空間法的正確性,詳細(xì)的比較驗(yàn)證文件見(jiàn)[5]。
3.3隨機(jī)微分方程的求解與過(guò)檻問(wèn)題的解的檢驗(yàn)
這里檢驗(yàn)的問(wèn)題是,采用此種直接求解的方法所得到的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)是否就是實(shí)際隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。也就是說(shuō),采用這種直接求解的方法所得到的結(jié)果與直接利用50年或100年的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算再通過(guò)統(tǒng)計(jì)所得到的結(jié)果是否一致。由于氣象模型與建筑熱過(guò)程模型均已通過(guò)檢驗(yàn),因此可以直接利用隨機(jī)氣象模型產(chǎn)生50年的氣象數(shù)據(jù),再用這50年的氣象數(shù)據(jù)通過(guò)BTP程序進(jìn)行模擬,統(tǒng)計(jì)其模擬結(jié)果再與STOAN方法解出的結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明STOAN方法給出的解與模擬統(tǒng)計(jì)得到的解基本一致,因此STOAN方法可以用來(lái)分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題。
4.實(shí)際應(yīng)用
作為初步嘗試,利用STOAN方法解決了兩個(gè)建筑熱環(huán)境研究的實(shí)際問(wèn)題。
4.1冬季供暖負(fù)荷計(jì)算(詳見(jiàn)[6])
要求建筑物在一定的概率P0下(如97%)室溫不保證率為C0(例如0.02)時(shí)的供暖負(fù)荷,也就是計(jì)算在此概率P0下供暖期的1-C0的時(shí)間內(nèi)(98%的時(shí)間內(nèi))房間無(wú)供暖的自然室溫的最下限t0,亦即求t0使
(5)
這樣求得的t0即可以作為供暖室外綜合計(jì)算溫度按照穩(wěn)定傳熱計(jì)算供暖負(fù)荷。這樣確定的室外綜合計(jì)算溫度便與建筑結(jié)構(gòu)有關(guān),[6]以北京地區(qū)一典型結(jié)構(gòu)的房間為例,求得不同概率信度下不同室溫不保證率下的供暖室外綜合計(jì)算溫度。
在對(duì)建筑形式和圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行分類后,有可能分別計(jì)算出北方各地區(qū)不同建筑類型不同概率信度下的不同不保證率時(shí)的供暖室外綜合計(jì)算溫度,從而使供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)際更相符,解決設(shè)備容量偏大,造成投資高和運(yùn)行效率低的問(wèn)題。
4.2夏季建筑物室內(nèi)過(guò)熱度(overheating)分析(詳見(jiàn)[7])
什么樣的建筑物能在夏季室內(nèi)溫度不太高或過(guò)高的時(shí)間較少,這是做建筑環(huán)境設(shè)計(jì)中考慮的重要因素,而合理的建筑形式和結(jié)構(gòu)又與建筑物所在地的氣象條件有關(guān)。采用隨機(jī)分析方法,可以得到不同的建筑形式與結(jié)構(gòu)下夏季室溫的概率分布,和室溫超過(guò)某一設(shè)定值的時(shí)間所占夏季總時(shí)間之比這一隨機(jī)變量的概率分布。對(duì)北京市典型住宅建筑的過(guò)熱情況進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明:室內(nèi)熱源、陽(yáng)面外窗墻比和房間的換氣次數(shù)對(duì)夏季室溫過(guò)熱度影響大,外窗的遮陽(yáng)情況(如帶窗簾否)和房間的通風(fēng)制度也有一定影響,而圍護(hù)結(jié)構(gòu)的輕、中、重型的影響較小。
5.今后進(jìn)一步開(kāi)展的工作
建筑熱過(guò)程的隨機(jī)分析在實(shí)際建筑物HVAC系統(tǒng)及太陽(yáng)房設(shè)計(jì)中有廣闊的應(yīng)用前景,進(jìn)一步的應(yīng)用性研究將包括:
5.1供暖負(fù)荷計(jì)算用室外綜合計(jì)算溫度的簡(jiǎn)化算法
通過(guò)對(duì)建筑物分類和對(duì)我國(guó)各地區(qū)氣象模型的建立,得到各地區(qū)不同形式不同結(jié)構(gòu)的建筑物在不同概率信度下的不同不保證率所要求的供暖室外綜合計(jì)算溫度,通過(guò)簡(jiǎn)單的圖表或PC機(jī)Database的形式給出,以供設(shè)計(jì)人員在做供暖工程設(shè)計(jì)時(shí)使用。
5.2空調(diào)設(shè)備的選擇
由于建筑物空調(diào)負(fù)荷實(shí)際上是隨機(jī)過(guò)程,新風(fēng)負(fù)荷也是隨機(jī)過(guò)程,因此空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備負(fù)荷是隨機(jī)過(guò)程,設(shè)備容量選擇應(yīng)以設(shè)備負(fù)荷的最大值的概率分布為依據(jù),只有這樣設(shè)計(jì)出的空調(diào)系統(tǒng)才能體現(xiàn)出功能與投資的辯證關(guān)系,根據(jù)不同的概率信度去選擇不同容量的空調(diào)設(shè)備,即節(jié)省總投資,又保證空調(diào)設(shè)計(jì)要求。
5.3被動(dòng)式太陽(yáng)房的評(píng)價(jià)和優(yōu)化分析
被動(dòng)式太陽(yáng)房的評(píng)價(jià)應(yīng)以冬季室溫低于某一給定值(如18℃)的時(shí)間占冬季總時(shí)間的百分比或?yàn)榫S持室溫不低于18℃所需投入的冬季輔助熱源總熱量為依據(jù),這兩個(gè)指標(biāo)均為隨機(jī)變量,用STOAN方法可以求出它們的概率分布,從而才能合理地評(píng)價(jià)太陽(yáng)房性能,并指導(dǎo)太陽(yáng)房的設(shè)計(jì)。
6.參考文獻(xiàn)
1李娥飛.暖通空調(diào)設(shè)計(jì)通病分析手冊(cè).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1991.
2江億.空調(diào)負(fù)荷計(jì)算用的隨機(jī)氣象模型.制冷學(xué)報(bào),1981,(3):45
3JiangY.State-spacemethodforthecalculationofair-conditioningloadsandthesimulationofthermalbehaviouroftheroom.ASHRAETrans.1981,88(2):122~132.
4江億,洪天真.建筑熱過(guò)程的隨機(jī)分析.清華大學(xué)學(xué)報(bào),1993,(6)
5BloomfieldD,HamondS.IEA21SUBTASKBBENCHMARKTESTS,IEA21RN256/92
6洪天真,江億.冬季供暖系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算用的室外綜合計(jì)算溫度.暖通空調(diào),1993,(3):10
7JiangY.HongTZ.Stochasticanalysisofbuildingthermalprocesses.Building&Environment,1993,(11)
8TanthapanichakoonW,HimmelblauDM.Astochasticanalysisofasolarheatedandcooledhouse,ASMETrans.1981,103:158~166
9HaghighatF,etal.Thermalbehaviourofbuildingsunderrandomconditions.Appl.Math.Modelling,1987,11:349~356
1)氣候因素。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于民用建筑而言,其氣溫以及相對(duì)氣溫對(duì)建筑的能耗水平有著非常明顯的影響。有關(guān)研究中指出:能耗與氣溫之間有一定的反相關(guān)關(guān)系。特別是對(duì)于我國(guó)廣大的冬冷夏熱地區(qū)而言,冬季極低溫狀態(tài)下民用建筑因供暖所產(chǎn)生的能耗是非常巨大的,這也是能耗受氣溫影響的最主要表現(xiàn)之一。因此,在民用建筑設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中,需要特別注意建筑室內(nèi)在冬季低溫狀態(tài)下采暖的便利性以及節(jié)能型。除此以外,相對(duì)氣溫與民用建筑能耗水平之間也存在非常密切的關(guān)系,一般而言,相對(duì)氣溫越高,則對(duì)應(yīng)的民用建筑能耗也就越大。而相對(duì)氣溫較高的主要影響因素就是極端的過(guò)冷或過(guò)熱氣候條件。從這一角度上來(lái)說(shuō),在這種極端的氣候條件下,為了能夠使民用建筑室內(nèi)的環(huán)境溫度維持在一個(gè)比較適中的狀態(tài)下,就需要使用更多的能源,通過(guò)供冷或者是采暖的方式,確保室內(nèi)熱量環(huán)境的穩(wěn)定性。
2)熱工因素。在民用建筑這一完整的能耗結(jié)構(gòu)當(dāng)中,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)同樣對(duì)能耗水平有著非常明確的影響。當(dāng)前,工作人員多建議通過(guò)對(duì)民用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能進(jìn)行優(yōu)化改造的方式以達(dá)到提高建筑節(jié)能效應(yīng)的目的。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能方面,對(duì)建筑能耗影響最為顯著的部分是外窗傳熱系數(shù),然后是屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù),然后是外墻傳熱系數(shù)。特別是在夏季高溫狀態(tài)下,太陽(yáng)輻射通過(guò)外窗進(jìn)入建筑室內(nèi),由此導(dǎo)致室內(nèi)維持熱量穩(wěn)定前提下所產(chǎn)生的冷負(fù)荷水平增大,導(dǎo)致能耗問(wèn)題更為嚴(yán)重。同時(shí),民用建筑內(nèi)窗墻比例的增大會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行期間所產(chǎn)生的能耗水平上升,兩者之間呈線性相關(guān)的關(guān)系。除此以外,有關(guān)研究中認(rèn)為遮陽(yáng)系數(shù)與民用建筑能耗水平之間同樣存在一定關(guān)系,舉例來(lái)說(shuō),在窗墻比例為30%的情況下,遮陽(yáng)系數(shù)下降0.1,則建筑室內(nèi)空調(diào)能耗會(huì)對(duì)應(yīng)下降4%~7%比例。
2民用建筑節(jié)能對(duì)策
煤礦民用建筑主要包括行政辦公樓,職工食堂,職工宿舍,以及聯(lián)合建筑等,其建筑能耗是普通民用建筑的20~30倍,因此在節(jié)能方面有著非常巨大的潛力。根據(jù)煤礦民用建筑的一般特點(diǎn),認(rèn)為在對(duì)建筑節(jié)能節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中,主要有以下幾個(gè)方面的優(yōu)化策略:
1)朝向方面。已有的研究證實(shí):在煤礦的大部分冬冷夏熱地區(qū)居住建筑的總體規(guī)劃和建筑單體設(shè)計(jì)中,為居住建筑的主要空間爭(zhēng)取良好朝向,滿足冬季的日照要求,充分利用天然能源,無(wú)疑是最基本的改善室內(nèi)熱環(huán)境的設(shè)計(jì),是最基本的節(jié)能設(shè)計(jì)手段。以某煤礦為例,礦區(qū)內(nèi)包括工業(yè)園區(qū),生活福利區(qū),居住區(qū)在內(nèi)的相關(guān)民用建筑朝向均設(shè)置為南—北朝向,在這種朝向設(shè)計(jì)下,為民用建筑的采光通風(fēng)創(chuàng)造了便捷條件。
2)綠化方面。區(qū)域綠化率的提高對(duì)居住區(qū)和工業(yè)區(qū)氣候條件起著十分重要的作用,如果草坪溫度是32℃,同一地段的水泥地面溫度就可達(dá)到57℃。根據(jù)這一規(guī)律,認(rèn)為從民用建筑節(jié)能的角度上來(lái)說(shuō),民用建筑用地綠化率需要至少符合35%的基本要求,而對(duì)于能耗問(wèn)題非常嚴(yán)重的礦區(qū)民用建筑而言,若其綠化率能夠達(dá)到60%以上標(biāo)準(zhǔn),則對(duì)于控制熱島效應(yīng)能夠起到非常確切的效果。礦區(qū)可在政府部門資金扶持下,對(duì)礦區(qū)地面及其周邊綠化進(jìn)行建設(shè)與維護(hù),通過(guò)綠地覆蓋與綠化遮陽(yáng)的方式,使建筑室內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行成本得到有效控制。除此以外,在風(fēng)沙季節(jié)下,綠化換環(huán)境周邊沙塵量可得到有效控制,在節(jié)能的同時(shí)減緩風(fēng)速,改善環(huán)境空氣質(zhì)量。
3)既有建筑節(jié)能改造。針對(duì)礦區(qū)既有的民用建筑而言,由于其之前的能耗問(wèn)題非常嚴(yán)重,故而節(jié)能潛力是非常顯著的。在對(duì)既有民用建筑進(jìn)行節(jié)能改造的過(guò)程當(dāng)中,可以采取的技術(shù)方案類型眾多。例如,針對(duì)以往建筑內(nèi)所使用的木質(zhì)門,可以在木門中間或內(nèi)外兩側(cè)粘貼聚苯乙烯板,以達(dá)到改善保溫效果的目的;同時(shí),民用建筑屋頂可進(jìn)行平改坡技術(shù),配合內(nèi)置保溫材料的方式,促進(jìn)屋頂熱工性能的改善,同時(shí)達(dá)到理想的防水效果,當(dāng)然也可在屋頂進(jìn)行綠化處理,根據(jù)本建筑所處地區(qū)的氣候環(huán)境條件,選擇合適的植物進(jìn)行配置;而從照明系統(tǒng)角度上來(lái)說(shuō),也可通過(guò)選用節(jié)能燈具,對(duì)照明布線進(jìn)行智能優(yōu)化,與自然光源充分結(jié)合等方式,促進(jìn)建筑室內(nèi)節(jié)能效果的提升。
4)建立健全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。為了能夠使明用建筑的節(jié)能改造與優(yōu)化有理可循,有法可依,避免在節(jié)能設(shè)計(jì)與改造的過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)操作不規(guī)范等問(wèn)題,就需要政府部門以及相關(guān)職能機(jī)構(gòu)從自身工作的角度入手,促進(jìn)相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)與的建立與健全。例如,可以在民用建筑節(jié)能領(lǐng)域當(dāng)中大力推行節(jié)能建筑認(rèn)定制度,鼓勵(lì)企業(yè)將相關(guān)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于建筑施工與改造過(guò)程當(dāng)中,通過(guò)認(rèn)定的建筑能夠享受相應(yīng)的優(yōu)惠政策,從而激發(fā)企業(yè)參與建筑節(jié)能的主動(dòng)性,促進(jìn)民用建筑節(jié)能管理質(zhì)量的提升。
3結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:智能建筑設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)收規(guī)范監(jiān)理
隨著科技發(fā)展進(jìn)步的日新月異,信息資訊已大量充斥到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,電子化和無(wú)紙化辦公等的推廣,使得智能建筑的數(shù)量近年不斷增多,其智能化水平也日益提高,成為今后建筑業(yè)發(fā)展的一種新趨勢(shì)。筆者結(jié)合參與某地方稅務(wù)局監(jiān)理工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),著重就智能建筑工程電氣設(shè)備部分的監(jiān)理內(nèi)容及其要點(diǎn)進(jìn)行探討。
1開(kāi)工準(zhǔn)備階段的監(jiān)理
1.1深入了解業(yè)主的各種需求,并據(jù)此制定詳細(xì)的實(shí)施計(jì)劃,提出能滿足其需求的智能建筑標(biāo)準(zhǔn),使智能系統(tǒng)具有可靠性、開(kāi)放性和先進(jìn)性。
根據(jù)該工程業(yè)主屬稅務(wù)系統(tǒng)的特點(diǎn),按照《智能建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》和“金稅”工程要求建立建筑平臺(tái)。
(1)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CNS):主干采用光纖與電信部門直接相連,交換設(shè)備為CISCO產(chǎn)品,帶寬10M,語(yǔ)音采用匯線通方式,電話用戶線對(duì)數(shù)暫定為680個(gè)。大樓內(nèi)部數(shù)據(jù)主干采用光纖,語(yǔ)音采用五類大對(duì)數(shù)電纜,各數(shù)據(jù)點(diǎn)、語(yǔ)音點(diǎn)均采用與光纖產(chǎn)品同一廠家生產(chǎn)的五類雙絞線敷設(shè),確保數(shù)據(jù)點(diǎn)、語(yǔ)音點(diǎn)可互換,并為以后的需求打下基礎(chǔ)。
(2)綜合布線系統(tǒng)(GCS):水平布線子系統(tǒng)采用五類雙絞線做層間數(shù)據(jù)路由,在交接間用CISCOcatalyst3500SERIESXL交換機(jī)進(jìn)行本層數(shù)據(jù)交換。在主干布線系統(tǒng)用六芯多膜光纖,層間數(shù)據(jù)通過(guò)機(jī)房光端設(shè)備進(jìn)行交換,確保數(shù)據(jù)信息設(shè)備的可靠運(yùn)行。設(shè)計(jì)鏈路支持D級(jí)標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)點(diǎn)共2578個(gè)。
(3)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS):因稅務(wù)部門有其專用的辦公軟件,故只考慮考勤和消費(fèi)方面,解決方案為“一卡通”,實(shí)施時(shí)稅務(wù)人員持非接觸感應(yīng)卡進(jìn)行消費(fèi)和考勤,通過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化成表格文檔再儲(chǔ)存到可共享的數(shù)據(jù)庫(kù)中,使稅務(wù)辦公軟件直接讀取獲取數(shù)據(jù)信息,從而保證了業(yè)主月末的結(jié)算發(fā)薪工作。在多媒體應(yīng)用方面,主會(huì)議室采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將其影音和會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)資訊,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)議或多會(huì)議室共享視頻、音頻信號(hào),保障辦公會(huì)議需要,提高設(shè)備的利用率,節(jié)省投資。
(4)建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng):按當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的要求,該工程在投入使用后需設(shè)專人對(duì)電力系統(tǒng)24h值班。考慮該實(shí)際情況,取消對(duì)高、低壓變電設(shè)備的監(jiān)控,但保留對(duì)室內(nèi)照明和環(huán)境照明的監(jiān)控;至于安防、車庫(kù)管理,按業(yè)主要求暫不集成到系統(tǒng)中,只預(yù)留接口;空調(diào)、給排水則按《智能建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),所有設(shè)備控制程序集成在一臺(tái)電腦中,進(jìn)行集中監(jiān)視和控制。
1.2征求業(yè)主對(duì)施工圖紙的意見(jiàn)。
智能施工圖雖然經(jīng)過(guò)大量調(diào)研才繪制,但因智能建筑具有其獨(dú)特性,如綜合布線的線纜不可駁接,最大長(zhǎng)度受到限制等,因此要充分考慮業(yè)主裝修的要求和具體需求,盡量避免數(shù)據(jù)點(diǎn)、語(yǔ)音點(diǎn)的返工和增加,從而保證工期和質(zhì)量。
1.3認(rèn)真負(fù)責(zé)地對(duì)待圖紙會(huì)審。
智能建筑設(shè)計(jì)復(fù)雜,相關(guān)專業(yè)多,互相影響密切,如在空調(diào)未制冷的情況下,智能監(jiān)控系統(tǒng)就需主動(dòng)判斷可能出現(xiàn)的問(wèn)題如主機(jī)啟動(dòng)與否、電力供應(yīng)和給排水情況是否正常等,并將所有判斷結(jié)果輸出,供管理人員參考。又如在設(shè)計(jì)所選用的變頻泵控制柜中無(wú)預(yù)留運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)輸出,我們?cè)趫D紙會(huì)審中發(fā)現(xiàn)后及時(shí)進(jìn)行了更改,避免了可能造成的經(jīng)濟(jì)或工期損失。因此,圖紙會(huì)審應(yīng)認(rèn)真細(xì)致,不僅要檢查各專業(yè)圖紙有否存在錯(cuò)漏或重復(fù),還要對(duì)各專業(yè)所設(shè)計(jì)的設(shè)備型號(hào)、參數(shù)等進(jìn)行對(duì)比復(fù)核,確認(rèn)其準(zhǔn)確無(wú)誤和安全,才能確保工程的按時(shí)按質(zhì)完成。
1.4嚴(yán)格審查施工組織設(shè)計(jì),確保施工正常。
智能建筑具有很高的科技含量,其設(shè)備、部件大多為大規(guī)模的集成電路芯片,故其產(chǎn)品選用前必須進(jìn)行必要的安裝前測(cè)試。安裝施工時(shí)由兩人負(fù)責(zé),一裝一檢,確保接線無(wú)誤,通信正常。本工程施工工藝要求高,如綜合布線施工中選用的光纖電纜產(chǎn)品有長(zhǎng)達(dá)15年的質(zhì)量保證,為確保業(yè)主利益,還必須強(qiáng)化施工質(zhì)量控制體系,做到責(zé)任到崗到人,每工序均有技術(shù)交底,并督促總包單位指派專人對(duì)分包單位完成工段進(jìn)行專檢。
1.5根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)和施工圖編制監(jiān)理細(xì)則。
按照現(xiàn)行有關(guān)的國(guó)家規(guī)范,如《智能建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》、《建筑電氣工程施工驗(yàn)收規(guī)范》,并參照廠家提供的產(chǎn)品安裝技術(shù)要求、測(cè)試工具產(chǎn)品性能等,制定智能建筑綜合布線及電氣設(shè)備的監(jiān)理工作內(nèi)容和要求。監(jiān)理細(xì)則分為主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目,以文字、圖表進(jìn)行描述,確實(shí)做到有項(xiàng)目就有檢測(cè)手段、合格的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。如采用FLUKEDSP100測(cè)試五類雙絞線的敷設(shè),包括其長(zhǎng)度、打線、近端串?dāng)_是否符合五類標(biāo)準(zhǔn),采用FLUKEDSP4100測(cè)試光功率損耗和光纖安裝情況等。
2施工階段的監(jiān)理
2.1綜合布線系統(tǒng)(GCS)
(1)材料的驗(yàn)收
監(jiān)理人員首先應(yīng)了解物料的存取情況,督促施工方及時(shí)對(duì)主材進(jìn)行報(bào)驗(yàn)。我們按《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)所進(jìn)五類雙絞線進(jìn)行抽查,每批次隨機(jī)抽驗(yàn)3箱,并在任意段按100m的倍數(shù)進(jìn)行抽驗(yàn),降低了因抽驗(yàn)可能造成的線纜損耗。對(duì)于端接元件,采用本工程的設(shè)備如RJ45PS100E-262模塊鏈路測(cè)試,測(cè)試儀器為FLUKEDSP100。主干光纖的驗(yàn)收主要核對(duì)廠家證明材料,以及光纜型式、規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)的規(guī)定和合同要求。光纜開(kāi)盤(pán)后應(yīng)先檢查光纜外表有無(wú)損傷,其端頭封裝是否良好,并對(duì)端頭用放大鏡觀察是否有損傷或破裂。
(2)施工中的監(jiān)理
綜合布線施工嚴(yán)格按廠家技術(shù)要求進(jìn)行監(jiān)理,采用的監(jiān)理手段主要有對(duì)線纜敷設(shè)情況進(jìn)行巡查,
如線槽截?cái)嗵幖皟删€槽拼接處應(yīng)平滑和無(wú)毛刺,金屬橋架及線槽節(jié)與節(jié)間應(yīng)接觸良好,安裝牢固,纜線的布放應(yīng)自然平直,不得產(chǎn)生扭絞、打圈接頭等現(xiàn)象,不應(yīng)有外力造成的擠壓和損傷等;纜線兩端標(biāo)明編號(hào)的標(biāo)簽應(yīng)書(shū)寫(xiě)正確和清晰端正,且選用不易損壞的材料;對(duì)主要施工工藝如模塊打接、光纖打磨等實(shí)行旁站;工段完成后隱蔽前應(yīng)進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收,使用FLUKEDSP100自動(dòng)測(cè)試鏈路情況和編號(hào)記錄,銅纜鏈路測(cè)試見(jiàn)圖1。光纖傳輸系統(tǒng)的敷設(shè)質(zhì)量關(guān)系到光衰減,要求敷設(shè)光纜的彎曲半徑大于38.1mm,此外STII連接器(陶瓷)的連接也非常重要,打磨后
的連接測(cè)試需用光學(xué)儀器進(jìn)行檢查,使用儀器為FLUKEDSP4100,光纖測(cè)試見(jiàn)圖2。
2.2建筑設(shè)備系統(tǒng)(BAS)
本工程建筑設(shè)備的控制器選用瑞士產(chǎn)SAIA產(chǎn)品,它是在傳統(tǒng)控制器基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子制造技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)開(kāi)發(fā)的先進(jìn)的樓宇控制產(chǎn)品。它是基于現(xiàn)代控制論中分布式控制理論而設(shè)計(jì)的集散型系統(tǒng),具有集中操作、管理和分散控制功能的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。
該產(chǎn)品具有廣泛的通信能力,其支持的標(biāo)準(zhǔn)通信包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,PROFIBUSDP,PROFIBUSFMS,LONWORKS,以太網(wǎng)TCP/IP,遠(yuǎn)程通信等,甚至支持MP-BUS,M-BUS,EZR-BUS,GENI-BUS等非標(biāo)準(zhǔn)通信。
本工程中選用的SAIADDCPLUS系列產(chǎn)品中的每個(gè)類型都是由處理器模塊和其他功能模塊組成,各類PCD處理器在模塊結(jié)構(gòu)上具有相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指令集,唯一的差別是用戶存儲(chǔ)器的大小、輸入輸出點(diǎn)數(shù)和CPU的處理速度有所不同。通過(guò)中央通信總線S-BUS將各分站的信息傳至中央工作站,通信速度為9600~38400bps。SAIADDCPLUS提供的現(xiàn)場(chǎng)控制器是全智能型設(shè)計(jì),能完成順序控制、DDC控制、PID調(diào)節(jié)、能量管理程序等功能,無(wú)需借助中央工作站的幫助。
控制方式為集散控制系統(tǒng)即通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)處理機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制,系統(tǒng)可在任何地方加插現(xiàn)場(chǎng)控制器及操作終端而不受影響。實(shí)現(xiàn)對(duì)照明、空調(diào)、給排水的控制,在對(duì)安防和車庫(kù)部分留有接口,在需要的時(shí)候并入網(wǎng)絡(luò),即可實(shí)現(xiàn)辦公樓內(nèi)任意點(diǎn)的分控功能。
本工程BAS的監(jiān)理,采用先硬件后軟件的方法進(jìn)行質(zhì)量控制,對(duì)SAIADDCPLUS系列產(chǎn)品PCD處理器模塊先用萬(wàn)用數(shù)字表對(duì)開(kāi)關(guān)量測(cè)試,然后用手提電腦通過(guò)接口轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)的輸入或接收信號(hào),檢測(cè)處理機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)能否正常工作。對(duì)程序部分的監(jiān)理,本工程采用現(xiàn)場(chǎng)控制軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制,反饋數(shù)據(jù)信息,以大慶華科(FOCECONTROL)為主控軟件,其編譯速度快,輸出界面好,人機(jī)對(duì)話易懂易用。對(duì)程序的測(cè)試采用人為發(fā)生錯(cuò)誤或設(shè)置錯(cuò)誤信息,觀察BAS系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性和靈敏性,以保證將來(lái)使用的正常可靠。BAS完成監(jiān)控內(nèi)容除高、低壓配電設(shè)備外,照明、空調(diào)、給排水按《智能建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》要求進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)收。
2.3智能建筑通信系統(tǒng)
主要在語(yǔ)音設(shè)備區(qū)對(duì)110DW2-300無(wú)腳配線架的語(yǔ)音管理進(jìn)行監(jiān)理,根據(jù)電信部門提供的電話編碼核對(duì)打線情況,確保電話的開(kāi)通。在無(wú)線通信方面,根據(jù)施工進(jìn)度安排電信部門進(jìn)場(chǎng)施工,對(duì)其施工線路架設(shè)進(jìn)行指導(dǎo),避免以其他管道作支架或掛在其上或破壞天花等。
2.4辦公自動(dòng)化系統(tǒng)
因業(yè)主已有稅務(wù)系統(tǒng)專業(yè)軟件,故本工程主要完成事務(wù)處理級(jí)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中的辦公考勤和在大樓內(nèi)消費(fèi)方面的軟件設(shè)計(jì),通過(guò)“一卡通”的方案,利用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,監(jiān)理時(shí)對(duì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入測(cè)試,按該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在各消費(fèi)、考勤點(diǎn)逐一進(jìn)行讀卡或多人在不同的消費(fèi)點(diǎn)、考勤點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)讀卡,核對(duì)軟件是否能準(zhǔn)確記錄消費(fèi)和考勤信息。
2.4工程驗(yàn)收
按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行驗(yàn)收,其內(nèi)容包括:①對(duì)已驗(yàn)收的工段抽查其產(chǎn)品、布線有否存在異常情況,并注意提醒施工方做好成品保護(hù);②在整體驗(yàn)收時(shí),應(yīng)確保單機(jī)已能正常穩(wěn)定地運(yùn)行,施工竣工資料是否齊備;③要求施工方編寫(xiě)驗(yàn)收程序步驟,做好試機(jī)時(shí)的安全、技術(shù)交底;④與設(shè)備供應(yīng)商如空調(diào)主機(jī)、水泵廠家等人員聯(lián)系,要求聯(lián)合調(diào)試時(shí)在調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助弱電工種進(jìn)行設(shè)備調(diào)試,保證設(shè)備安全。
2.5結(jié)語(yǔ)
本工程安裝設(shè)備較先進(jìn),投資額較大,建筑物智能系統(tǒng)化程度高,因此業(yè)主對(duì)監(jiān)理提出了相當(dāng)嚴(yán)格的要求。經(jīng)過(guò)一年多的系統(tǒng)運(yùn)行,數(shù)據(jù)、通信均暢通,實(shí)現(xiàn)稅務(wù)大區(qū)域的管理要求,BAS系統(tǒng)運(yùn)行正常,設(shè)備運(yùn)行達(dá)到設(shè)計(jì)要求,起到節(jié)約能源和資金的效果,符合可靠性、先進(jìn)性和開(kāi)放性要求,受到業(yè)主及相關(guān)部門的好評(píng),成為該地區(qū)建筑群中的一個(gè)亮點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
1智能建筑設(shè)計(jì)規(guī)范
2建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范