時間:2023-03-17 18:12:08
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隨著我國國民經濟的發展,土地資源越來越珍貴,因此,高層民用建筑也就發展迅猛。而一個好的高層建筑,必須有一個完善的、安全的、可靠的供電系統作保證。
1.高層民用建筑配電室的選擇
參考GB5003-94《10kv及以下變電所設計規范》的規定,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,出線方便,且便于運行維護。
低壓配電室內布置的配電屏,其屏前屏后的通道最小寬度應按GB50053-94規定設計,并考慮相關的問題,如配電室的高度、耐火等級,以及門向外開設,房間長度超過7m的應設兩個出口等問題。
2.高層建筑配電系統接地裝置的設定
由于高層建筑的鋼筋混凝土基礎較深、較牢固,為節約投資,要充分利用這一自然接地體。設計時
(1)根據公式
RE=0.2ρV1/3
ρ_土壤電阻率(Ω.m)
V_鋼筋混凝土基礎的體積(m3)
算出自然接地體的電阻
(2)根據設計規范要求確定允許的接地電阻值
1kv以下系統:
與總容量在100KV.A以上的發電機或變壓器相聯RE≤4Ω;
與總容量在100KVA及以下的發電機或變壓器相聯的接地裝置RE≤10Ω。
(3)比較自然接地電阻與規范要求允許的接地電阻
a、若RE(nat)≤RE
且滿足熱穩定度,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_短路電流持續時間(S)
則不用再裝設人工接地電阻
b、若RE(nat)自然接地電阻不滿足
則必須按下面的公式補充人工接地電阻
RE(man)=REnat·RE/REnat-RE
在設計高層建筑配電系統接地裝置時,應注意與其防雷擊的接地裝置有一定的安全距離,應按GB50057-94規定實施。
3.配電系統的選定
(1)高層建筑的負荷分級
一級負荷:消防用電設備,應急照明,消防電梯
二級負荷:客用電梯,供水系統,公用照明
三級負荷:居民用電等其它
(2)配電系統
因為高層建筑存在著一級或二級負荷,因此高層建筑配電系統的供電電源應有兩個獨立的回路供電或采用一條回路電源和備用電源(發電機)供電。
配電電壓采用220/380V。配電系統根據負荷大小用單相(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、干線應在電氣豎井內敷設,而電纜截面應按發熱條件選(即:使其允許載流量不小于通過相線的計算電流),再校驗電壓損和機械度。
高層住宅中只有一級和二級負荷才用雙電源供電,設計系統時應注意。
每個住宅單元應設宅配電總箱、樓層電表箱和住戶配電箱,樓層電表箱與住戶配電箱應分開設置。公用走廊、樓梯間照明負荷應單獨設公用電表計量。住宅電能計量系統應采用總線式集中抄表或自動抄表系統,以便物業管理。
住戶配電箱應設照明回路和一般電源插座回路、廚房插座回路、衛生間插座回路、空調插座回路。除照明回路導線截面選擇外,其余回路導線截面選擇參照前面所述的電纜截面選擇。
照明回路對電壓要求較高。按GB50034-92規定,燈的端電壓一般不應高于其額定電壓的105%,也不宜低于其額定電壓的95%。因此照明回路導線截面選擇應按下式:
A=∑M+∑αM′/CΔUal%
∑M——為計算線段及其后面各段(指具有與計算線段相同導線根數的線段)的功率矩(M=PL)之和
∑αM′——為由計算線段供電而導線根數與計算線段不同的所有分支線的功率矩(M′=PL)之和,這些功率矩應分別乘以對應的功率矩換算系數后再相加
α——為功率矩換算系數(如下表)
ΔUal%′——為從計算線段的首端起至整個線路末端上的允許電壓降對線路額定電壓的百分值
C——為計算系數。
計算時,應從靠近電源的第一段干線開始,依次往后計算各線段的導線截面。計算出截面后,應選取相近而偏大的標準截面。而每段導線截面均應按機械強度和發熱條件進行校驗。
住宅配電線路應設短路保護、過負荷保護、接地保護以及漏電保護。為了防止電源電壓波動對家用電器的影響,宜在住戶配電箱內裝設浪涌抑制保護裝置,住宅室內配線宜用PVC管暗敷。
4.高層建筑的保護接地系統、等電位聯結、接地保護的設定
(1)高層建筑若是城市公用變壓器供電,低壓配電系統保護接地形式應采用TT接地系統,且設專用保護線。若是住宅小區或單位內變壓器供電,低壓配電系統保護接地形式應采用TN-S形式。
(2)等電位聯結是使電氣裝置各外露可導電部分和裝置外可導電部分電位基本相等的一種電氣聯結。等電位聯結的作用,在于降低接觸電壓,以保障人員安全。
按GB50054-95《低壓配電設計規范》規定,采用接地故障保護時,在建筑物內應作總等電位聯結。而當電氣裝置或其某一部分的接地故障保護不能滿足規定要求時,尚應在局部范圍內做局部等電位聯結。因此高層建筑住宅中的浴室、衛生間、廚房等應做局部等電位聯結。
(3)接地保護
a.TN-S系統中接地保護:對己有總等電位聯結的措施;
若配電線路只供給固定式用電設備的末端線路,接地故障保護動作時間不宜大于5s,即top(E)≤5s
若供電給手握式和移動式電氣設備的末端線路,則
top(E)≤0.4s
而系統配電線路接地故障保護的動作電流Iop(E)應滿足:
Iop(E)≤Uφ|Z∑φ|
Uφ_系統相電壓
|Z∑φ|_接地故障回路總阻抗模
接地保護可由過流保護或零序電流保護來實現,如達不到保護要求時,則應采用漏電電流保護。
b.TT系統中的接地保護
己采用總等電位聯結措施的,其接地保護滿足下式:
Iop(E)RE≤50v
其中:Iop(E)_接地故障保護動作電流
RE_電氣設備外露可導電部分的接地電阻和PE線電阻
當采用過流保護時,反時限特性過流保護電器Iop(E)應保證5s內切斷接地故障回路;而當采用瞬時動作特性過流保護時,Iop(E)應保證瞬時切斷接地故障回路。
若過流保護達不到上述要求時,則采取漏電電流保護。
參考文獻
在惡劣的天氣狀況下進行施工,是非常容易導致建筑后來出現滲漏的問題,尤其是雨水多的天氣,因為這樣會導致施工用的材料質量降低。
1.2材料的選擇
民用建筑防漏的關鍵在于施工材料的選用,對于防水涂料的選擇,在進入施工現場之前,要做好抽檢工作,確保質量合格以后才能進入施工現場,不合格的堅決不能用于施工。
二、建筑中具體部分的防漏技術
2.1外墻的滲漏
想要找到解決問題的辦法,通常首先要找到問題出現的原因,建筑工程外墻滲漏的原因有很多,必須分析清楚這些愿意,之后再根據原因進行相關的分析,找出正確的防治措施。外墻滲漏的原因一般都以下幾點:一是施工過程中,墻上有空洞,當時沒有采取及時的措施加以解決,在墻體完工以后又不容易發現,一旦下雨,墻面就有可能滲漏;二是施工中所用的材質,如磚塊,在運輸途中出現了損壞,這樣的磚塊砌到墻里,墻體就出現不平整的現象。繼續施工,外面刷的灰的厚度就不出現差距,有的地方的墻面就會鼓起來。雨水一沖刷墻體就會出現滲漏的現象。針對外墻滲漏原因,可采取如下防治措施:一是對外墻體施工時,必須保證墻體的密度,不能出現縫隙,各種縫隙一定要填充完整,最好在第一次施工完成以后,進行一遍細致的檢查,以免遺漏;二是在進行門窗安裝之前,有一個必經的步驟,就是安裝樣板門窗,等到一段時間過去以后,各種膠縫都曬干以后,對安裝的樣板門窗用水沖一下,看看有沒有滲漏的情況出現,如果沒有問題出現,就開始安裝其它所有的門窗;三是門窗的質量必須要有保障,不能才有劣質的門窗,保證本身的堅固度和加工的完善情況,加工完了以后,一定要進行試驗,試驗沒有問題,不出現滲流,才能正式安裝。
2.2門窗防漏
門窗屬于建筑物上的活動范圍內,且是面積和活動次數最多的地方,因此門窗的防滲漏工作難度也比較高,不僅需要建筑人員的操作技術含量較高,而且要有較強的建筑理論知識,通過將兩者進行結合,才能夠做好門和窗區域的防滲漏工作。在門窗防滲漏工作中對于門窗的安裝和今后的功能使用方面,都要給予充分的重視,包括活動次數的多少和門窗的面積,都會對建筑物的美觀造成影響,且對居住者以后的使用也有著較為重要的影響。在進行外墻鋁合金窗的施工工作時,選用的鋁材一定要符合國家的相關標準,并要滿足圖紙設計規定的要求,在搬運和安置的過程中要注意盡量不使半成品發生變形、損壞和扭曲等情況,禁止在半成品變形后人工的進行修正,選用的配件也要符合相關標準,確保安裝牢固且開啟緊密后,要在室內封閉的狀態下,切身感受有沒有風吹入,如果發現有風吹入,那么要對不密實的地方進行重新的封閉,直到感覺沒有風吹入為止。另外在窗框安裝完成之后,要在四周進行塞縫處理,一般都采用干硬物和集合物防水砂漿。經過各種檢驗和處理,門窗能才會真正的實現防漏。
2.3衛生間的防滲漏技術
衛生間出現滲漏原因一般有以下幾點:一是因為衛生間的防水層沒有安裝好而導致的;二是因為衛生間管道的周邊沒有安裝好,出現了漏水的情況;三是在房屋裝修的時候,衛生間的防水層被裝修隊伍破壞了;四是衛生間冷水管和熱水管的銜接出現了問題,導致了漏水;五是衛生間墻壁采用的施工材料質量不合格,管道外部遇冷的氣體通過物理的凝化作用而出現的水滲透到了墻體的,導致墻面被泡壞。對此,要采取相應的策略來解決問題:衛生間的防水層地基必須按照國家的標準和要求進行設計,地基的表面一定要堅固,地基的高度和位置必須符合要求;衛生間防水層要安裝好,采用質量合格的原材料,按照科學合理的方法進行安裝;在衛生間的管道進行安裝的時候,要把所有的邊邊沿沿都安裝好,防止漏水;在房屋裝修的時候要提醒施工隊小心保護防水層不被破壞;在管道安裝時,要做好冷水管和熱水管的銜接;衛生間墻壁的施工材料要保證質量合格,不會輕易漏水;對于衛生間的施工要加強各方面的監督工作,發現質量問題能夠及時解決。
2.4屋面的防滲漏技術
這里所說的屋面防漏就是對房屋要求最基本的防漏技術,因為屋面達到防漏的標準是人生活的基本要求。屋面的防漏就是對屋面板的防漏。在專業人員的施工過程中要嚴格要求,對于屋面板的質量一定要嚴格把關。因為如果出現了屋面板的斷裂及裂痕,不僅存在著嚴重的安全隱患,還會使整個房屋建筑的防滲漏工作功虧一簣,也不能很好的起到隔熱保溫承重的作用。屋面的滲漏問題主要表現在以下幾個方面,比如屋檐的雨水滲漏,天溝積水滲漏。在處理這些問題時,專業人員應當認真考察原因,而不應該一概而論。根據考察出來的具體的原因采取相應的解決方法,做到對癥下藥。
2.5地下室防漏
因為地下室處于最低處,水流一般都會流到地下室,所以地下室的漏水現象是很常見的,地下室的防漏難度也是最大的。對于地下室的防漏就要采取更為先進的技術,從選材到規劃,再到施工,都要有科學的方法來指導,做到全方位的封閉,保證地下室沒有縫隙可以漏水。只要做到了這點,水就沒有地方滲漏,地下室的滲漏問題就不會出現了。
2橡膠隔震支座的性能
對于民用建筑的隔震裝置來說,必須具備以下幾種性能,否則其隔震效果就不是很明顯。第一,隔震裝置要承受多方的壓力,不僅是建筑結構的上部,同時還有水平的應力以及豎向的負載。在承重這些壓力之后不能發生較大的形變。第二,為了有效地減少建筑結構的自震性,必須要求隔震裝置具有一定的剛度,減少層間剪力。第三,通常情況下建筑結構會發生位移現象,安裝隔震裝置要充分考慮到這一點。裝置需要在減少建筑結構位移的前提下,降低振動的頻率,進而達到隔震的效果。第四,需要對建筑隔震裝置的支座加強重視,要盡量延長其使用壽命,通常情況下是50年左右。同時面對突發狀況,支座也要具有一定的承受力。疊層橡膠支座的水平性能參數主要包括:水平極限變形能力和水平剛度。對于帶有鉛芯的支座還包括:等效粘滯阻尼比和屈服后水平剛度。國內外的大量試驗表明,在保持恒定設計壓應力時,出現水平剪切破壞時剪應變將超過400%,而剪應變小于350%時,疊層橡膠支座不會出現破壞。所以,《規范》規定:疊層橡膠支座在豎向平均壓應力限值下的極限水平變位,應大于其橡膠層總厚度的3倍和有效直徑的0.55倍兩者中的較大值。疊層橡膠支座的水平剛度與支座的形狀和橡膠的硬度有關,橡膠越硬,支座的水平剛度越大;支座越細長,水平剛度越小。設計人員應通過試驗得到的“滯回曲線”確定支座的剛度。普通橡膠支座的滯回曲線所含的面積很小,說明其幾乎不能消耗能量。鉛芯橡膠支座的滯回曲線可等效為雙線性模型。滯回環的豐滿程度反映了屈服后的剛度大小,滯回環的面積大小反映了等效粘滯阻尼比的大小。
3隔震建筑的設計
3.1隔震裝置設計
隔震裝置是由普通疊層橡膠墊和特殊鋼棒構成的阻尼器組成。建筑中各柱與基礎間放入了14個疊層橡膠墊,隔震層平面內均勻布置了96個鋼棒阻尼器。阻尼器是利用特殊鋼棒進入彈塑性階段后的耗能特性產生的阻尼。特殊鋼棒貫穿鋼板,在接觸部位插入內藏滾珠軸承的轉動支座,使其可以在水平方向有較大位移,并在垂直方向上容易滑動。上部的兩塊鋼板與上部結構的底層樓板、下部的兩塊鋼板與基礎分別用螺栓固定。鋼棒的布置以8根為一個單位,在對稱位置每邊六處共使用了96根。
3.2防護措施
3.2.1設計用地震波。設計用的地震波,其中人工地震波的做法是,家丁震級為8級,震中距為50km,輸入水平各種波相同,彈性分析時,輸入速度為25cm/s,彈塑性分析時為50cm/s。
3.2.2隔震裝置。隔震裝置在輸入地震波計算時,分別取大震時固有周期的目標值為3s,等效粘性阻尼比的目標值為10%。
3.2.3上部結構的截面計算。采用基于長期應力和一次設計用剪力的地震應力,對上部結構的桿件進行容許應力設計。此時,以一次設計用剪力超過輸入25cm/s的地震反應剪力。輸入波為50cm/s時,以上部結構基本上不屈服為目標來進行設計。
3.2.4地震反應分析。隔振裝置采用雙線型恢復力模型:即標準疊合橡膠墊為彈性,鋼棒為完全彈塑性,隔震結構整體為剪切多質點系模型。
1.1外墻保溫常見質量問題及原因外墻保溫常見的質量問題為開裂、剝落、厚度不達設計要求、室內結露或發霉等現象,主要原因有以下幾個方面:1)節能材料不符合設計要求。施工單位對保溫板質量重視不夠,或因為眼前利益,把一些不合格的保溫產品應用在工程中。a.保溫板厚度與設計值有一定偏差;保溫板自然養生和陳化時間不足,造成收縮率高,局部收縮和溫差應力不均,產生裂縫;保溫板導熱性能、密度、抗壓強度、燃燒性能指標不完整或不達設計要求;b.膠粘劑成本低質量低劣,無法保證外保溫的抗裂性和耐久性;c.玻纖網格布的耐堿性差、抗拉強度低,以致出現龜裂和剝離現象;d.外保溫飾面層采用了涂膜堅硬的無機涂料,出現抹面層龜裂和脫落現象。2)施工工藝及施工方法不當。a.保溫板拼縫過大,沒有做保溫填塞處理,容易造成熱橋;
1.2;b.錨栓沒有錨固在基層墻體上或進入墻體深度不達總長度的1/3,起不到錨栓作用;c.保溫板與基層粘結不牢,造成空鼓、保溫結構滲水、外墻飾面脫落;d.粘結劑用量不夠,粘結面達不到要求,或不按規定配比,影響粘結強度;e.保溫板及保護層垂直度和平整度不符合要求;f.基層表面的油污、脫模劑、混凝土或砂漿渣滓等未處理干凈,基層表面平整度差。g.保溫層施工時墻面的含水率過小或過大。3)局部不做或漏做。a.建筑物裝飾線條過多,而且多以混凝土挑出,施工單位為了省工或不影響立面表現形式,放棄對該部分的保溫處理,從而導致室內返霜、結露現象;b.外門窗洞口四周位置未做保溫處理;c.女兒墻的壓頂與內側未做保溫處理,引起頂層房間的頂板根處產生結露、返霜現象,或造成保溫層與女兒墻剝離、脫落。
1.2建筑外窗質量常見問題及原因建筑外窗存在的常見問題主要為氣密性差、室內玻璃結露、流水、結冰等現象。主要原因有以下幾個方面:1)部分工程窗戶采用普通雙玻塑鋼窗,未按照中空玻璃的工藝標準制作,密封性能差,冬季易造成玻璃結露、流水、結冰等現象。2)部分中空玻璃空氣層厚度不達設計要求,從而降低節能功效。3)現場安裝不規范,有變形的,吊扇的、膠條短缺,有的甚至沒有密封或嚴重破損。4)窗洞口與墻體連接處不嚴密,有漏風、漏水現象。5)不能提供型式檢驗報告或合格證。
1.4監理單位存在的主要問題1)對施工過程履行監理責任不夠,發現問題聽之任之,既不制止也不向相關部門報告,導致一些工程質量差,甚至存在安全隱患。2)監理單位對節能材料和部件把關不嚴,對進場產品抽樣檢驗或見證取樣制度落實不到位,對檢測報告的參數和實物質量情況心中無底,有些節能項目在完工后或竣工驗收時才委托檢測進行抗拉拔擊實驗。致使有的項目選用的產品質量差。3)旁站制度不落實。施工過程中需要監理旁站的部位,如保溫板的粘貼、保溫砂漿的粉刷等,均未按規定旁站。
2對存在問題的監管措施
針對民用建筑節能工程施工中存在的問題,現結合工作實踐,主要從以下幾個方面加以監管和控制,以更好地保證民用建筑節能施工質量。1)加強宣傳教育,不斷完善地方推行建筑節能的有關配套制度,從而增強建設單位的節能觀念,為推行建筑節能提供強有力的全面保障。2)嚴格審查施工圖節能專項設計,審查設計成果是否符合國家強制性標準及地方相關的技術標準和施工技術規程,從而提高施工圖設計質量,全面指導施工。3)嚴格控制施工各個環節,嚴把施工過程質量控制關。施工階段是控制施工質量的關鍵階段,是控制施工成敗的關鍵階段。要采取以下措施控制施工質量:a.嚴把材料進場關,外墻保溫材料、膠粘劑、網格布和外窗等嚴格按規定、按程序復檢合格后再投入使用。b.嚴格監管設計圖紙技術交底工作和節能施工專項施工方案的編制、審批和落實關。施工單位要根據工程項目實際情況,編制切實可行的專項施工方案,指導施工。c.嚴格執行工程樣板制和首檢制。在施工中,將所有涉及建筑節能的材料、部件和系統都要做樣板或提供實樣,并提供完整的質保資料(包括型式檢驗報告),經參建各方確認后再進行施工。樣板確認的內容涵蓋外墻保溫及典型節點做法、幕墻及門窗型材、中空玻璃規格和鍍膜類型或固定外遮陽、電線電纜、空調用保溫材料等。采取這一措施,可有效減少不符合圖紙設計和規范要求的材料、部件、系統等進入工程。首檢制即在建筑節能各分項大規模施工初期,對實體的施工質量進行抽查,對材料進行抽檢。這種做法能及時發現施工工藝中的質量隱患并給予糾正,避免造成返工等不必要的經濟損失。d.嚴格建筑節能專項驗收關。專項驗收是總結評價建筑節能施工質量的重要手段,應避免走過場現象。為此,可將專項驗收盡量提前,以便對發現的各類問題能有足夠的時間進行整改。在參建各方行為基本規范的情況下,專項驗收中的系統性問題一般不多,但是局部漏做外墻保溫、門窗局部玻璃使用錯誤等現象還時常存在。通過提前驗收時間節點,這些問題基本能夠得到有效整改。對于少量未達到建筑節能設計要求的工程,堅決不予驗收通過。4)加強建筑節能工程施工過程中的監理行為的監管。監理單位應負起責任,緊密結合工程施工組織設計和專項施工方案編制好監理規劃和監理實施細則。細則中應明確進場材料控制要求、施工過程中的旁站、巡視、平行檢測的部位、隱蔽驗收部位、質量關鍵控制點等等。建筑節能工程在開工前,總監理工程師應組織專業監理工程師審查承包單位報送建筑節能專項施工方案和技術措施并且提出審查意見。對發現施工單位違規行為不作為的監理行為予以堅決遏制,造成嚴重后果的按照相關規定進行處罰。
1民用建筑節能必要性
節能源于全球性的能源危機,能源是社會經濟發展不可缺少的動力,但是它又是有限的,存在枯竭、用完的時間。我國當前能源形勢十分嚴峻,能源高速生產,煤、電、油、運持續緊張。建筑是耗能大戶。建筑運行能耗占我國能源總消費量的比例已由上世紀70年代末的10%上升到目前的26.7%,發達國家的實踐經驗表明,這個比例還將提高到35%左右。建筑能耗不僅是消費過程的運行能耗,還應包括建造房屋生產環節的能耗,據估算,加上這部分間接能耗,建筑能耗的總量應占到社會總能耗的46.7%上下。建筑節能已是我國節能工作的重點內容。
我國建筑規模巨大,發展迅速。每年新建建筑竣工面積大于各發達國家每年新建建筑竣工面積之和,我國正以世界上前所未有的規模和速度建造高耗能建筑。這些高耗能建筑已帶來嚴重的環境問題,建筑用能排放的溫室氣體已占全國總量的25%,北方城市冬季煤煙型污染指數超過世界衛生組織提出的最高值的2~3倍,已對公眾健康造成較明顯的損害,這明顯背離了科學發展觀和可持續發展戰略。
改革開放后。我國國民經濟的迅速發展,人民生活水平的不斷提高,促使了人們對建筑熱舒適性的要求越來越高,采暖和空調的使用越來越普遍;也促使了居民家庭家用電器品種數量日益增多,家用熱水明顯增加。這些都造成了建筑能耗的快速增加,帶來了能源緊張和環境污染等許多問題,但我們不能因噎廢食,發展是硬道理,建設要繼續,環境要改善,生活質量要提高,出路就在全面推進建筑節能。
2民用建筑節能技術原理
2.1影響建筑節能的幾個建筑因素
2.1.1建筑物體形系數
建筑物體形系數愈大,其傳熱量也就愈大。從建筑節能的觀點出發,毫無疑問應盡力減小建筑物體形系數。
2.1.2圍護結構的傳熱系數
圍護結構的傳熱耗熱量占建筑物總耗熱量的71%~77%,因此,大幅度降低圍護結構的傳熱系數,選擇合適的圍護材料是重要的。
2.1.3窗墻面積比
開窗面積增大,會增加傳熱耗熱量和空氣滲透耗熱量,對建筑節能不利,理論上應盡可能降低窗墻面積比。然而,窗墻面積比還受建筑立面、室內采光、通風因素控制。因此,建筑節能設計中,應針對不同地區的環境和習慣區別對待,不宜過分縮小窗墻面積比。
2.1.4建筑朝向和建筑布局
相關研究結果表明,無論是為了降低冬季采暖能耗,還是為了降低夏季空調制冷負荷,建筑物朝向均宜采用南北向或者接近南北向,盡量避免東西向。建筑平面布局總的原則應根據地形、地勢和朝向等條件靈活布置。
2.2民用建筑節能技術措施
2.2.1墻體節能
墻體節能,關鍵要降低墻體傳熱系數值。目前墻體節能措施主要有:
(1)單一材料外墻,指采用保溫、隔熱性能較好的材料所做的外墻。(2)保溫夾心復合墻,指把保溫材料放在墻體中間,形成夾心墻。(3)外墻內保溫,指在外墻內側增加保溫措施。有貼保溫板做法、粉刷石膏做法和聚苯顆粒膠粉做法等。(4)外墻外保溫,指在外墻外側粘結保溫層,并在保溫層的外側抹聚合物砂漿、加網格布和做飾面層。
2.2.2門窗節能
門窗能量損失方式主要是輻射、對流、傳導和空氣滲透,輻射是門窗能量損失的主要方式。提高門窗節能效果的技術措施主要有:
(1)重視門窗的節能設計,尤其要綜合考慮好門窗朝向和窗墻面積比。(2)合理選用原片玻璃,控制通過門窗的輻射傳熱。(3)改進中空玻璃間隔層氣體性能。(4)優化節能窗框材料,進一步改善窗框密封性能。
2.2.3屋頂節能
屋面由于直接受太陽大面積、長時間輻射,而成為節能設計的關鍵部位。常有如下幾種做法:架空型保溫屋面、倒鋪型保溫屋面、蓄水屋頂和種植屋頂等。
倒鋪型保溫屋面是把保溫層置于防水層的上側,類似于外墻外保溫墻體,屋面結構層不直接受太陽輻射,表面溫度升降幅度較小。延緩防水層老化,是一種比較保險的做法,值得大力推廣應用。
2.3新能源在建筑中的應用
2.3.1太陽能應用
我國是太陽能十分豐富和得天獨厚的國家,三分之二以上的國土面積日照在2200小時以上。當今,將被動太陽采暖、太陽熱水、太陽電池發電應用于建筑,并與建筑一體化的新型太陽能建筑已在我國得到應用,公眾反映熱烈。
2.3.2地熱的應用
地熱是一種可再生的能源,跟民用建筑相關的地熱利用主要是地源熱泵技術。地源熱泵技術是利用包括土壤、井水、湖泊等與建筑物室溫的差別,通過熱交換達到采暖降溫的目的,其優點是耗電量低,節省空間和土地。
3民用建筑節能經濟原理
3.1節能建筑相關主體的利益關系
與節能建筑相關的主體包括政府、房地產商、業主和建材產商等。
3.1.1政府
節能、環保,利于國家今后的長期可持續發展,政府要自上而下地推動建筑節能工作的開展。
3.1.2房地產商
房地產商開發節能建筑是否有成熟的節能技術支持和有利可圖是至關重要的。一般而言,房地產商可以從以下幾點獲得良好的效益:
(1)節能建筑圍護結構重量輕,減輕了荷載,在地基和基礎上節省了費用。(2)節能建筑室內熱環境好,相應減少了鍋爐、空調等設備和場地的投資。(3)試點先行可以得到國家經濟上的支持和政策上的優惠。
3.1.3業主
在現行體制下,由于各方面的政策法規和相應的技術沒有跟上,節能建筑的吸引力并不高,業主只是一個被動的參與者。只有將業主的經濟利益和建筑能耗切實的聯系起來,才有可能從根本上推動節能建筑的發展。節能建筑能使業主獲得如下好處:
(1)舒適健康的居住工作環境。(2)日后維持費用低。(3)節能建筑墻體薄,在建筑面積相同的情況下擴大了使用面積。
3.1.4建材廠商
隨著節能建筑的推廣,市場對新型建材的需求量大幅增加,無疑為建材廠商提供了廣闊的市場機會。
3.2對我國建筑節能經濟激勵政策的建議
(1)繼續加強新型墻體材料專項基金的征收和使用管理。充分發揮專項基金的調控作用,促進墻體革新工作的快速健康發展。(2)對于執行建筑節能標準的房地產商可以給予適當的稅收優惠。(3)對于達到節能標準的建筑適當減免市政配套設施費。(4)經過認證合格的節能門窗、保溫隔熱材料減半征收增值稅。(5)制定可行的鼓勵太陽能、地熱、風能和生物能等清潔可再生能源在建筑上應用的經濟激勵政策。
4民用建筑節能措施
(1)建立健全建筑節能法規、政策和標準體系。立法是推進建筑節能的根本。我國應盡快完善《節約能源法》、《可再生能源法》和《建筑法》中與現狀脫離的內容,繼續加大《建筑節能管理條例》的執行監督力度。此外,要加快編制各類有關節能的技術法規和標準規范,以盡快覆蓋建筑節能的各個領域和環節。
(2)深化供熱體制改革,理順熱價。只有堅持供熱的商品化、市場化,才能徹底改變寧可欠熱費、降低供熱質量。也不愿建設節能建筑的情況。為此,我國應加快推行小區采暖系統分室調控室溫和熱量按戶計量收費的技術和管理政策。
(3)開展既有建筑節能改造。與新建筑相比,既有建筑總是占絕大多數,能耗要高得多,只有既有建筑節能改造取得成效,全國建筑能耗才能大幅度降下來。
(4)推動建筑節能技術進步。不少開展建筑節能的地區,反映建筑節能技術選擇困難,為此,要盡快開發并形成不同地區不同建筑適用的多種建筑節能配套技術。同時,大力推進太陽能、地熱、風能等可再生能源的開發和利用。
(2)局部抗震設計。局部抗震設計主要包括以下幾個方面:其一,在詳細的分析了地震的破壞機理之后,發現地震縱波的傳播速度比地震橫波快,地震縱波在建筑結構的主體部位以及連接構件之間形成了一個相對容易被破壞的環節,當地震橫波抵達后會直接作用在工業與民用建筑結構主體,導致工業與民用建筑出現倒塌的問題,通過對工業與民用建筑發生的地震資料進行分析,工業與民用建筑的后砌墻結構和樓板很容易出現損壞與坍塌的問題,因此,應該充分的考慮建筑主體結構與連接構件之間的質量,科學的設計截面形式以及接觸面積,同時深入探討和設計后砌墻和模板之間的連接狀況,有效的提高工業與民用建筑結構設計的抗震能力;其二,科學的選擇建設場地,工業與民用建筑場地對建筑的抗震性能具有直接的關系,全面的分析工業與民用建筑場地的巖土工程、工程地質遺跡地形地貌等環境條件,確定最為合理、科學的場地條件,盡可能的降低建筑上部結構對建筑接觸的影響,以此降低在地震作用下對建筑結構的損壞程度,因此,在選擇建筑場地時,應該盡可能的避免選擇軟弱粘土區、采空區、非巖質陡坡區等,如果需要在軟土地基中上建筑工業與民用建筑,應該采取合理的地基處理基礎有效的提高地基的整體性與剛性,以此保證工業與民用建筑在地震作用下具備較強的抗震能力;其三,提高施工質量,根據近幾年較大地震的相關資料顯示,影響工業與民用建筑抗震能力的原因與施工質量具有直接的關系,因此,為了保證人們的生命和財產安全,工業與民用建筑的抗震設計人員以及施工人員,應該以國家、社會以及人們的生命財產安全為出發點進行抗震設計和施工,以此保證工業與民用建筑具備足夠的抗爭能力。
2強化工業與民用建筑結構抗震設計的有效措施
(1)選擇合適的抗震結構形式。目前,我國工業與民用建筑的結構形式相對較多,主要包括鋼筋混凝土結構、磚混結構、鋼結結構等形式,各種建筑結構形式的抗震性能存在一定的差異。因此,為了提高工業與民用建筑的抗震性能,應該根據建筑現場的具體狀況,選擇具有較強承載能力、變形能力、柔性以及抗爭能力的抗震結構形式,防止工業與民用建筑在地震作用下受到破壞。
(2)選擇合適的建筑場地。全面的熟悉和了解我國相關的抗震減災法,尤其是對于可能發生自然災害的地區的工業與民用建筑工程來說,更應該重視工業與民用建筑的抗震性能,通過評價工業與民用建筑的抗震性能符合國家的相關標準之后,設置相應的抗震標準。通常狀況下,抗震設防主要分為甲、乙、丙、丁四種,對于容易發生地震災害的工業與民用建筑,在選擇建筑場地時,應該選擇能夠降低或者消除地震影響的地理位置,盡量避免在容易影響工業與民用建筑工程安全的區域建造工業與民用建筑,特別是軟弱地基,在地震的作用下很容易出現液化現象,降低工業與民用建筑地基的抗震能力,導致工業與民用建筑出現傾斜甚至倒塌的問題。
1.施工人員施工技術能力有限
民用建筑混凝土施工技術雖然很容易掌握,但是在其應用中還是包含了很多的實際操作知識和專業化理論知識,只有經過系統的培訓和學習,才能充分的發揮出混凝土施工技術的優勢,才能更好的把握施工中各項技術細節,保證混凝土施工質量。目前在民用建筑施工中混凝土施工人員普遍存在施工能力差、施工效果粗糙、施工技術不足等問題。這些問題的存在一方面是因為在民用建筑施工中大部分施工作業人員是農民工,他們在施工前沒有經過系統的施工知識培訓,直接造成施工技術地下;另一方面是由于施工管理人員過于重視如何控制施工工期和施工成本,將混凝土施工技術的合理應用完全忽視。
2.缺少混凝土施工技術規范
科學全面的施工技術規范,有利于施工作業人員更好的開展技術施工工作,從而提升民用建筑施工質量。可見,技術規定的重要性。然而,目前的民用建筑施工中,混凝土施工技術還存在施工技術規范不健全、約束力差,不能對民用建筑施工形成有效的規范。這種問題的存在,與國家對建筑施工領域約束力度不夠有直接的關系,同時也與建筑業對施工技術規范不嚴格有關。雖然國家也出臺了建筑施工技術規范,其中也包括混凝土施工技術規范,但是這些規范的不夠細致全面,十分的籠統,并且無法與建筑施工的實際情況相符,所以缺少應用的實際性。目前,民用建筑施工中應用的大部分混凝土施工技術規范都流于表面形式,在實際應用中缺乏技術規范的監督工作,導致無法發揮出技術規范的作用,無法通過有效的技術規范,提高民用建筑施工質量。
3.施工人員對施工技術認識不足
在民用建筑施工中,普遍存在施工人員對施工技術不夠重視的情況。施工人員作業全部按照自身的經驗施工,而缺少對施工技術圖紙的參照,存在過于重視施工效率,輕視施工技術的情況。這些情況的存在非常不利于民用建筑施工質量的提升,更約束了施工技術對提升建筑質量的作用。施工作業人員不重視混凝土施工技術情況,應引起管理人員的重視,并采取有效的方法改變這種情況,從而促進施工企業長期可持續發展。
二、混凝土施工技術在民用建筑施工中的運用
1.提升混凝土施工技術人員技術能力
民用建筑混凝土施工技術人員技術能力的提升,需要施工管理人員從思想上認識到混凝土施工技術的重要性,然后采取有效的措施提升混凝土施工技術人員的技術能力。建立完善的混凝土施工人員的準入制度,施工人員上崗前必須要進行專業的技術培訓和實踐考核,保證上崗人員具有足夠的施工能力,定期對混凝土施工人員進行考核,發現技術不足的人員,要再次對其進行技術培訓,通過考核后可繼續上崗,確?;炷潦┕り犖榈恼w素質。
2.嚴把施工材料質量關
在民用建筑施工中,如果施工材料不合格,那么即便是應用先進的施工技術,也是無法保證建筑工程質量的。所以,要嚴把施工材料質量關,提升民用建筑施工質量。混凝土施工的材料包括砂石、水、水泥等,這種材料的質量也要嚴把把控,從而確?;炷潦┕べ|量。在混凝土施工過程中,要重視起混凝土施工材料的采購、保存等工作,確?;炷潦┕ぶ袘貌牧系馁|量。另外,在施工中還要有專業的材料檢測人員,對混凝土施工材料進行質量檢測,加強施工過程監管,從而提高混凝土施工質量。
3.嚴把混凝土澆筑過程
混凝土澆筑是混凝土施工重要環節,該環節會對混凝土施工質量產生直接的影響。在混凝土澆筑中,要制定科學的澆筑方案,保證施工過程的合理流暢。施工人員要結合施工現場的實際情況,合理安排混凝土澆筑順序,澆筑中施工人員要做好配合工作,避免出現澆筑空洞情況。
4.混凝土結構裂縫控制
雖然通過科學有效的方法可以控制混凝土施工裂縫問題,但是仍然無法完全的避免施工裂縫,所以,在施工中要采取科學的方法控制混凝土結構裂縫?;炷两Y構裂縫的控制要結合施工現場的氣候條件,當混凝土裂縫出現后,要根據裂縫的實際類型,采取相應的裂縫控制方法,如表面修復法、填充法、注入法等方法,從而確保民用建筑施工質量和建筑的安全性。
2民用電氣管線結構分析
在建筑施工過程中,電氣管線的埋設是極其重要的組成部分,由于現代民用建筑電氣要求較為復雜,功能較為齊全,因而在電氣管線的安裝鋪設上就特別復雜,尤其是管線的平面布置,而墻體中的垂直管線以及樓板中所埋設的管線都會對結構造成影響,具體分析如下:
2.1承重墻中的管線埋設
當在混凝土剪力墻以及柱體中埋設管線時,埋設方法較為簡便,只需要用鋼管代替套管即可,同時利用結構鋼筋進行固定,目的在于防止鋼管在振搗過程中發生位移。電氣管線直徑不大,因而不會對混凝土結構產生太大的影響,可以靈活的進行位置調整,但是若埋設位置為砌體墻,那么在埋設方式上就會相對復雜些,這也是民用建筑電氣安裝工程最重要的內容。
2.2填充墻中的管線埋設
在混凝土結構中,填充墻無需承擔額外的重量,其負重僅僅是墻體自身的重量,在進行填充墻的砌筑中往往會使用加氣混凝土材料、空心砌塊以及粉煤灰混合的混凝土的材料,這類材料具有低強度、質量輕的特征,即便是發生破壞,也不會對民用建筑結構主體造成損害。在填充墻中進行管線的預埋,僅僅需要對抗裂進行考慮,隔聲也是填充墻預埋的一個原因,另外需要注意的是,在管線埋設時,開槽深度應當小于墻體厚度的一半。
2.3水平管線的埋設
這里主要指在樓板中的管線埋設,在樓蓋中的裝配埋設主要有在雙向應力大樓板中的埋設以及預應力空心板的埋設,這些結構往往需要進行預制,采用最多的便是預應力空心板。在預制樓板中進行管線的埋設首先需要向專業機構進行預制板結構的了解,使得管線在進行埋設的過程中能夠依照材料中的圓孔或者縫隙進行布置。另外需要注意,在預制板圓孔中進行管線的埋設過程中,必須將引出鑿孔同板材的主筋位置錯開。另外對管線在板材縫隙中進行布置時需要注意,通常板縫的寬度在25mm左右,預埋管線的設置會令灌縫無法達到密實的程度,因而同結構施工方商量后,可以加大板縫至35mm左右,并在縫中加裝鋼筋對密實度問題予以解決。
3民用建筑電氣設計中的強電和弱電
在民用建筑電氣設計中,由于設計的要求較為嚴格,因而針對設計往往過于注重質量和技術使用,而沒有注重經濟性,這就使得很多電氣設備在設計施工的初始階段便出現了很大程度的投資浪費。而民用電氣設計不但在技術和質量上有所要求,同時也要求具有經濟性,即在設備的投資初期,其運行費用能夠具有經濟合理性。在當前的電氣設計之初,設計主要分為強電和弱電兩方面,下面進行討論分析。
3.1監控技術
監控技術已經開始被廣泛的應用在民用建筑中,而監控技術在上世紀八十年代還采用了計算機集中監控模式,但是這種模式下的監控不具有可靠性,同時運行速度也相對較為緩慢,到了九十年代后期,這種方式已經開始被集散式的控制模式所取代,隨著網絡技術的發展以及計算機技術的進步,網絡通信技術的發展使得民用建筑的監控技術得到了進一步的發展。
3.2布線技術
綜合布線是民用建筑智能化的主要依據,采用的是建筑中的數據、語音以及多媒體通訊基礎平臺,自從該項技術進入我國市場以后,由于該項技術的優異的性能,給國內的智能化民用建筑市場帶來了一種新理念、新技術,并立即在建筑行業引起了巨大的反響,被各類智能建筑所廣泛采用。也進一步推進了民用建筑的發展,是當前民用建筑電氣設計以及施工的重點發展方向。
3.3安全防范技術
安保是民用建筑所注重的基礎內容之一,安防系統從最初的各個子系統相互獨立,發展到現在,各個子系統之間已經聯系緊密、配合默契,極大的提高了安全防范的嚴密性、可靠性以及實時性,為人們的工作、學習以及生活提供了安全保障。
城區房地產的開發和舊城改造,使深入市中心的變電站越來越多,其建設難度也越來越大,主要面臨下列幾個問題:
a)用地緊張,站址難覓,即使能征得用地,面積也非常小,設計難度大、要求高。
b)征地拆遷費用非常昂貴,已遠遠超出建變電站的費用,致使每千伏安造價很高。
c)市中心往往為繁華的商業用地,有著極高的商業價值,特別對于廣州這樣的城市來說,土地資源十分有限和寶貴,如僅建1座3~4層的變電站,則土地得不到充分利用,是一種極大的資源浪費。
d)與周圍環境協調的要求高,建筑的格調與景觀和環境要融為一體。
e)防火、防爆、防噪聲的要求特別高。
由于上述原因,我們在對變電站進行設計時,就必須綜合考慮,全面衡量各方面的利與弊。為解決這些問題,借鑒國外的經驗,特別是如何降低造價,提高土地的利用價值,考慮在地下建變電站,地面上進行物業開發,不失為一種新的途徑、新的思路。
2基本技術原則
由于變電站建設在繁華的商業區,對消防、噪聲的要求特別高,因此,在這種特殊環境中建地下變電站,就必須確定以下幾點作為主要設計原則:
a)簡化接線,盡量采用線路-變壓器組單元接線形式,10kV采用單母線分段接線,分段開關設備自投。當1臺主變或1條線路故障時,可保證不間斷供電。
據了解,香港已投入運行多年的地下變電站,也是采用線路-變壓器組單元接線方式;但變壓器高壓側不設開關,只設負荷開關,且負荷開關裝在SF6氣體絕緣變壓器上,成為一整套裝置。多年的運行表明這一做法是成功的,不僅節省了投資,且可減少占地面積。
b)設備選型宜小型化,以減少占地面積,使整體布置趨于緊湊合理。
c)全站設備無油化,包括主變壓器采用進口的SF6氣體絕緣變壓器。這樣全站無易燃、易爆物,既能簡化消防系統,又可將火災的影響局限在地下,而不致影響到地面。
d)簡化總體布置,盡量減少挖方量,減少設備布置層數,以方便運輸和安裝,簡化消防、通風系統,同時為將來的運行維護創造良好的條件。
e)按無人值班站考慮,設“四遙”系統。
通過以上幾項措施,簡化設計,減少運行維護工作量,從而為地下變電站結合地面民用建筑的建造提供了現實的可行性。下面以一個100kV終端變電站為例進行闡述。
3變電站建設規模及主設備選型
3.1建設規模
由于變電站地處繁華市區的負荷中心,其負荷密度相當高,故應盡量提高主變壓器容量??紤]到10kV開關拒的容量一般為3150A,最大不超過4000A,所以主變壓器容量取50MVA為宜。如確需采用63MVA的主變壓器容量,也可將2臺開關柜并列運行,當然需要設置平衡保護。為此,可按表1規模考慮。
3.2主要設備選型
a)主變壓器選用進口的SF6氣體絕緣、三相雙卷風冷有載調壓變壓器。
b)110kV設備采用GIS,或組合式電器。使采用的負荷開關可直接與主變壓器組成一整套裝置,使設備布置更簡明緊湊。
c)10kV高壓開關柜可選用合資廠生產的中置式手車柜,或采用XGN型箱式固定封閉開關柜,內裝真空開關。
d)無功補償裝置選用干式成套電容器裝置。
表1110kV地下變電站推薦考慮規模
名稱規模
主變壓器3×50MVA
110kV出線回路數3回
10kV出線回路數3×12回
無功補償6×4200kvar
e)變電站用變壓器、接地變壓器選用干式變壓器,且可將兩者功能合為一體,以減少設備用房。
f)蓄電池選用閥控式全封閉酸性電池。
g)二次設備全站采用微機保護裝置,同時裝設綜合無功自動調壓裝置。
當然上述的設備選型只是根據地下變電站建在城市商業區的特點進行的,主要從節省用地,滿足消防,方便維護的角度考慮,也可作適當的修改。
4總體布置與建筑結構的考慮
鑒于征地情況的千變萬化,不可能給出一種特定的模式,這里我們僅討論總體布置方案的一些原則性要求,以說明地下變電站的技術可行性。
首先,要考慮的是大型設備的運輸通道。而且,既要考慮地下部分通道,也要滿足地面上運輸和消防通道的要求,同時還有垂直通道的要求。一般地面上可利用公路或規劃路等;垂直通道則可在人行道、綠化帶上預留吊物井,井口設可拆裝蓋板,平時蓋上板,必要時掀開蓋板,即可進行吊裝運輸。如吊物井設在綠化帶上,則該通道還可以作為通風系統的風口。
其二,應考慮一次主設備間的連接。由于采用了簡化接線,變壓器高壓側設備的連接較易解決。110kV如采用負荷開關與ST6氣體絕緣變壓器整套設備,則只需將電纜引出即可。而主變壓器低壓側與10kV高壓開關柜之間既可用電纜,也可采用母排連續。當然采用電纜具有靈活方便的優點,但由于電流大,使電纜的截面和數量也隨之增大,并使電纜與高壓開關柜的連接難度增大,有可能加多一個過渡連接柜。這將使本已有限的空間更為困難。母排則具有載流量大,連接直觀的優點,但一般要求變壓器與高壓室靠近布置。在受地形條件限制時,則難以采用。
其三,應考慮地下變電站的結構與地面上民用建筑結構的協調關系。既要滿足地下變電站的工藝要求,又要滿足地面上民用建筑間隔和采光的合理性。特別對高層建筑,整幢大樓的電梯井簡力筒位于中央,應注意其對地下站布置的影響。協調關系的好壞,是整個項目的關鍵,也是我們進行設計的重點,因為這直接影響到整個綜合建筑的經濟性。
眾所周知,主變壓器室和10kV高壓室占的空間最大,也是變電站的核心部分。因此,設計時應充分考慮到其運行維護的方便性,使布置清晰,便于操作、便于巡視,梁柱結構簡單,且能滿足上層民用建筑的合理性要求,使間隔合理,采光充足,不產生暗間。上層民用建筑的功能可根據具體情況而定,或為寫字樓,或為商住樓等。一般,裙房可考慮首層為商鋪,第2~4層為停車場。
其四,盡量使設備布置在1層,使之清晰明了,緊湊合理,便于電纜的敷設連接,便于運輸安裝和操作維護。
最后,應根據站址周圍的環境來確定地面上民用建筑的功能,以獲得最佳的經濟效益。同時還應考慮與環境的協調,增強城市建筑的美學效果。
曾對廣州地區某站進行了方案研究。該站總用地面積1512m2,可用地面積1100m2左右??傮w方案布置:地下為變電站,主變壓器、高壓室分布在南北兩側,中間設大樓的電梯井,其它如控制室、電容器室布置在東西端。除主變壓器在-8.00m層外,其它設備均布置在-5.50m層,下方設電纜層以利電纜敷設。變壓器低壓側采用母排連接。站內設U型通道,另外在東北和西北角各設1個樓梯專供地下變電站平時巡視維護和疏散人員用。整個站的布置清晰明了,緊湊合理,既便于運輸安裝,也便于操作維護。地面上首4層為裙房;第5~28層為住宅,每層的建筑面積488.9m2,分為6戶。間隔有兩房一廳和三房一廳,面積由55.2~81.4m2不等。由此可見,采用地下變電站與民用建筑合建的形式,技術上是可行的。
5消防、通風及噪聲處理
5.1消防系統
變電站常用的滅火裝置通常有以下幾種:水噴霧滅火系統、固定式氣體滅火系統以及移動式或手提式氣體滅火器。
地下變電站的上部為民用高層建筑,地處繁華的商業區,所以對消防的要求特別高。這一點在我們進行設備選型時就已經充分地考慮到了。由于采用無油化設備,如變壓器為SF6氣體絕緣,10kV高壓柜采用真空開關,變電站用變壓器、接地變壓器為干式變壓器,以及采用干式電容器等,使得全站無易燃、易爆物,從根本上解決了消防難題,從而相應地簡化了消防系統,也提高了防火的安全性。為此,可不再設水噴霧系統和固定式滅火系統,只需在各電氣設備間配備移動式或手提式CO2滅火器。當然,樓層走道分層設置CO2氣瓶,并設安全指示燈或指示牌,便于火災時人員疏散。
站內各電氣設備間、電纜層均應設置火警探測器,可采用感溫感煙探頭、線型感溫電纜等。由于地下站環境潮濕,尚應考慮探測器的防潮功能。
控制系統應具有監視、自動、手動、遠動等功能,且可將報警及控制信號通過RTU傳輸到調度中心或消防部門。
5.2通風系統及噪聲處理
地下變電站的通風系統與地面站不同,其設備的散熱通風必須依靠機械通風。主變壓器是全站最大的熱源,有水冷和風冷2種冷卻方式。由于水冷方式的復雜性及給運行維護帶來的困難,一般盡量采用風冷方式。
為此,可考慮采用由地面綠化帶自然進風,流經各設備用房,然后由排風機通過風管將室內的熱空氣抽至室外。主控室和10kV高壓室可設空調。
值得注意的還有對噪聲控制的要求。由于所有設備均放置在地下,而混凝土墻及樓板本身已具有良好的隔聲效果,因此只要在進、排風口采取消聲措施,就可有效降低噪聲。
降低噪聲的主要措施:
a)采用低噪聲軸流風機;
b)進出風井處設置厚片式消聲器;
c)進出風口處設綠化帶吸聲;
d)降低風管的設計風速。
另外,還可通過加裝吸音材料來降低噪聲。一般,經上述方法處理后,均能滿足環保要求。
另一個必須考慮的問題是電磁干擾問題。首先,在設計中,我們應盡量避免選用對外電磁干擾大的設備,如空芯電抗器等。其次,在地面層設置好的屏蔽層,以減少對外界的電磁干擾影響。除此之外,還可采用一些屏蔽電纜以免受電磁場的干擾。
6綜合利用的經濟性
通過前面的闡述,我們知道,為滿足消防要求,我們選用SF6氣體絕緣變壓器和小型化、無油設備,從而使部分設備需從國外進口。為此,設備購置費成倍增長,整個地下變電站的投資約為常規地面站的2倍及以上。但綜合利用后,將地面上民用建筑產權出售,則可收回投資。曾對廣州地區某站進行的可行性研究表明,對1個110kV終端站(規模如前所述),其技術經濟指標如下:
總用地面積1512m2
總建筑面積15231.6m2
裙房2280m2
住宅11733.6m2
地下站1218m2
建筑密度37.7%
容積率10.0
土方量9744m3
變電站投資6386萬元
工程總投資9580萬元
住宅等銷售價9520萬元
在征地費用不變的情況下,雖然地下站比地面站的費用增多約3400萬元,但考慮在地面上建1幢28層的商住樓后,收益與支出基本持平。
7結束語
1民用建筑節能必要性
節能源于全球性的能源危機,能源是社會經濟發展不可缺少的動力,但是它又是有限的,存在枯竭、用完的時間。我國當前能源形勢十分嚴峻,能源高速生產,煤、電、油、運持續緊張。建筑是耗能大戶。建筑運行能耗占我國能源總消費量的比例已由上世紀70年代末的10%上升到目前的26.7%,發達國家的實踐經驗表明,這個比例還將提高到35%左右。建筑能耗不僅是消費過程的運行能耗,還應包括建造房屋生產環節的能耗,據估算,加上這部分間接能耗,建筑能耗的總量應占到社會總能耗的46.7%上下。建筑節能已是我國節能工作的重點內容。
我國建筑規模巨大,發展迅速。每年新建建筑竣工面積大于各發達國家每年新建建筑竣工面積之和,我國正以世界上前所未有的規模和速度建造高耗能建筑。這些高耗能建筑已帶來嚴重的環境問題,建筑用能排放的溫室氣體已占全國總量的25%,北方城市冬季煤煙型污染指數超過世界衛生組織提出的最高值的2~3倍,已對公眾健康造成較明顯的損害,這明顯背離了科學發展觀和可持續發展戰略。
改革開放后。我國國民經濟的迅速發展,人民生活水平的不斷提高,促使了人們對建筑熱舒適性的要求越來越高,采暖和空調的使用越來越普遍;也促使了居民家庭家用電器品種數量日益增多,家用熱水明顯增加。這些都造成了建筑能耗的快速增加,帶來了能源緊張和環境污染等許多問題,但我們不能因噎廢食,發展是硬道理,建設要繼續,環境要改善,生活質量要提高,出路就在全面推進建筑節能。
2民用建筑節能技術原理
2.1影響建筑節能的幾個建筑因素
2.1.1建筑物體形系數
建筑物體形系數愈大,其傳熱量也就愈大。從建筑節能的觀點出發,毫無疑問應盡力減小建筑物體形系數。
2.1.2圍護結構的傳熱系數
圍護結構的傳熱耗熱量占建筑物總耗熱量的71%~77%,因此,大幅度降低圍護結構的傳熱系數,選擇合適的圍護材料是重要的。
2.1.3窗墻面積比
開窗面積增大,會增加傳熱耗熱量和空氣滲透耗熱量,對建筑節能不利,理論上應盡可能降低窗墻面積比。然而,窗墻面積比還受建筑立面、室內采光、通風因素控制。因此,建筑節能設計中,應針對不同地區的環境和習慣區別對待,不宜過分縮小窗墻面積比。
2.1.4建筑朝向和建筑布局
相關研究結果表明,無論是為了降低冬季采暖能耗,還是為了降低夏季空調制冷負荷,建筑物朝向均宜采用南北向或者接近南北向,盡量避免東西向。建筑平面布局總的原則應根據地形、地勢和朝向等條件靈活布置。
2.2民用建筑節能技術措施
2.2.1墻體節能
墻體節能,關鍵要降低墻體傳熱系數值。目前墻體節能措施主要有:
(1)單一材料外墻,指采用保溫、隔熱性能較好的材料所做的外墻。(2)保溫夾心復合墻,指把保溫材料放在墻體中間,形成夾心墻。(3)外墻內保溫,指在外墻內側增加保溫措施。有貼保溫板做法、粉刷石膏做法和聚苯顆粒膠粉做法等。(4)外墻外保溫,指在外墻外側粘結保溫層,并在保溫層的外側抹聚合物砂漿、加網格布和做飾面層。
2.2.2門窗節能
門窗能量損失方式主要是輻射、對流、傳導和空氣滲透,輻射是門窗能量損失的主要方式。提高門窗節能效果的技術措施主要有:
(1)重視門窗的節能設計,尤其要綜合考慮好門窗朝向和窗墻面積比。(2)合理選用原片玻璃,控制通過門窗的輻射傳熱。(3)改進中空玻璃間隔層氣體性能。(4)優化節能窗框材料,進一步改善窗框密封性能。
2.2.3屋頂節能
屋面由于直接受太陽大面積、長時間輻射,而成為節能設計的關鍵部位。常有如下幾種做法:架空型保溫屋面、倒鋪型保溫屋面、蓄水屋頂和種植屋頂等。
倒鋪型保溫屋面是把保溫層置于防水層的上側,類似于外墻外保溫墻體,屋面結構層不直接受太陽輻射,表面溫度升降幅度較小。延緩防水層老化,是一種比較保險的做法,值得大力推廣應用。
2.3新能源在建筑中的應用
2.3.1太陽能應用
我國是太陽能十分豐富和得天獨厚的國家,三分之二以上的國土面積日照在2200小時以上。當今,將被動太陽采暖、太陽熱水、太陽電池發電應用于建筑,并與建筑一體化的新型太陽能建筑已在我國得到應用,公眾反映熱烈。
2.3.2地熱的應用
地熱是一種可再生的能源,跟民用建筑相關的地熱利用主要是地源熱泵技術。地源熱泵技術是利用包括土壤、井水、湖泊等與建筑物室溫的差別,通過熱交換達到采暖降溫的目的,其優點是耗電量低,節省空間和土地。
3民用建筑節能經濟原理
3.1節能建筑相關主體的利益關系
與節能建筑相關的主體包括政府、房地產商、業主和建材產商等。
3.1.1政府
節能、環保,利于國家今后的長期可持續發展,政府要自上而下地推動建筑節能工作的開展。
3.1.2房地產商
房地產商開發節能建筑是否有成熟的節能技術支持和有利可圖是至關重要的。一般而言,房地產商可以從以下幾點獲得良好的效益:
(1)節能建筑圍護結構重量輕,減輕了荷載,在地基和基礎上節省了費用。(2)節能建筑室內熱環境好,相應減少了鍋爐、空調等設備和場地的投資。(3)試點先行可以得到國家經濟上的支持和政策上的優惠。
3.1.3業主
在現行體制下,由于各方面的政策法規和相應的技術沒有跟上,節能建筑的吸引力并不高,業主只是一個被動的參與者。只有將業主的經濟利益和建筑能耗切實的聯系起來,才有可能從根本上推動節能建筑的發展。節能建筑能使業主獲得如下好處:
(1)舒適健康的居住工作環境。(2)日后維持費用低。(3)節能建筑墻體薄,在建筑面積相同的情況下擴大了使用面積。
3.1.4建材廠商
隨著節能建筑的推廣,市場對新型建材的需求量大幅增加,無疑為建材廠商提供了廣闊的市場機會。
3.2對我國建筑節能經濟激勵政策的建議
(1)繼續加強新型墻體材料專項基金的征收和使用管理。充分發揮專項基金的調控作用,促進墻體革新工作的快速健康發展。(2)對于執行建筑節能標準的房地產商可以給予適當的稅收優惠。(3)對于達到節能標準的建筑適當減免市政配套設施費。(4)經過認證合格的節能門窗、保溫隔熱材料減半征收增值稅。(5)制定可行的鼓勵太陽能、地熱、風能和生物能等清潔可再生能源在建筑上應用的經濟激勵政策。
4民用建筑節能措施
(1)建立健全建筑節能法規、政策和標準體系。立法是推進建筑節能的根本。我國應盡快完善《節約能源法》、《可再生能源法》和《建筑法》中與現狀脫離的內容,繼續加大《建筑節能管理條例》的執行監督力度。此外,要加快編制各類有關節能的技術法規和標準規范,以盡快覆蓋建筑節能的各個領域和環節。
(2)深化供熱體制改革,理順熱價。只有堅持供熱的商品化、市場化,才能徹底改變寧可欠熱費、降低供熱質量。也不愿建設節能建筑的情況。為此,我國應加快推行小區采暖系統分室調控室溫和熱量按戶計量收費的技術和管理政策。
(3)開展既有建筑節能改造。與新建筑相比,既有建筑總是占絕大多數,能耗要高得多,只有既有建筑節能改造取得成效,全國建筑能耗才能大幅度降下來。
(4)推動建筑節能技術進步。不少開展建筑節能的地區,反映建筑節能技術選擇困難,為此,要盡快開發并形成不同地區不同建筑適用的多種建筑節能配套技術。同時,大力推進太陽能、地熱、風能等可再生能源的開發和利用。
1、墻體節能設計
墻體的主要功能是承重、防水、防潮、隔熱、保溫,是建筑護結構的主體。外墻應采用低傳熱值的新型節能墻體材料,如加氣混凝土砌塊、新型建筑模網、外墻保溫材料等。墻體復合保溫方式主要包括內保溫和外保溫兩種。內保溫是指在外墻內側增加保溫措施,施工簡便宜行。內保溫熱穩定性差,室內溫度調節的速度快,適用于間歇使用的空調房間。外保溫即保溫材料在墻體的外側,有利于室內水蒸汽通過墻體向外散發,可避免墻體受潮,對保護建筑結構有利,能夠延長建筑物的使用壽命,墻體可以作為蓄熱材料且能解決維護結構通常存在的冷橋問題。其特點是熱穩定性好,室內溫度調節的速度慢,適用于連續采暖、空調的房間。相比較而言,推薦外保溫作為墻體保溫的首選措施。此外,空氣也是一種優良的保溫材料,在建筑物中常用材料圍成的空氣隔離層,不但可以保溫隔熱,而且具有切斷液態水份的毛細滲透、防止保溫材料受潮的功能。
2、門、窗節能設計
相對墻體而言,門、窗的保溫隔熱性能較差。普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物夏季降溫及冬季保溫能耗的50%-60%以上,所以改善其絕熱性能是節能設計的重點,主要措施有:
(1)控制建筑窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值。
(2)提高建筑外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料、彈性密閉型材料、密封膏以及邊框設企口等密封??蚺c扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等。扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等。扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。
(3)改善建筑門窗的保溫隔熱性能。戶門、陽臺門除應結合防火、防盜要求外,在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其隔熱性能。窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗,這樣可避免金屬窗產生的冷、熱橋;可設置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,低輻射玻璃。合理地設計可開啟的窗扇面積,保證南方地區室內自然通風和降低北方地區室外冷風的直接滲透。
(4)設置“溫度阻尼區”。所謂溫度阻尼區就是在室內與室外之間設立一個中間層次,這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透,減少外墻、外窗的熱耗損。在北方地區住宅中,采用密封陽臺,外門設防風門斗,防止冷風倒灌,將樓梯間設計成封閉式,對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能取得良好的節能設計效果。
3、地面節能設計措施
在建筑圍護結構中,通過地面向外傳導的熱(冷)量約占圍護結構傳熱量的3%-5%。目前樓、地面的保溫隔熱技術一般分為兩種:一是采用地板輻射采暖的樓地面,在樓地面基層完成后,在該基層上先鋪保溫材料,將聚乙烯管固定在保溫材料上,然后回填細石混凝土,經平整振實后鋪設地板。二是在辦公樓地面周邊地區2米范圍內作6厘米厚擠塑聚苯板保溫。
4、屋頂節能設計措施
近年來在城市建設和居住小區開發中,坡面屋頂發展較快。據調查坡屋頂與平屋頂的頂層房間,室內溫度可相差5℃左右。這就表明在室內熱環境相同時,坡屋頂建筑的使用能耗比平屋頂少。屋頂應當采用傳熱系數、熱惰性指標符合標準的、高效的保溫隔熱屋面。目前用于屋頂保溫的各種材料的開發和應用發展較快,保溫材料有整體的、塊狀的以及松散的。屋頂保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料,也不適宜選用吸水率高的保溫材料以防保溫層大量吸水,降低保溫效果。
5、建筑物細部的節能設計
建筑物圍護結構細部的節能設計對于建筑物的整體節能設計也非常重要,應從以下各部位著手:
①熱橋部位應采取可靠的保溫與斷橋措施。
②外墻出挑構件及附墻部件,如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施。
③窗口外側四周墻面,應進行保溫處理。
④門、窗框與墻體之間的縫隙,應采用高效保溫材料填堵。
⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開裂,影響門、窗的熱工性能。
⑥采用全玻璃幕墻時,隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應填充保溫材料。