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傳統的給水管材一般采用鍍鋅鋼管,由于鍍鋅鋼管易銹蝕,使用壽命短,用于輸送生活用水不能滿足水質衛生標準等缺點,建設部正大力推廣塑料給水管的應用。許多地市已明文規定:禁止設計使用鍍鋅鋼管,推廣使用塑料給水管,與金屬管道相比較,塑料水觀具有重量輕,耐壓強度好,輸送液體壓力小,耐化學腐蝕性能強,安裝方便,使用壽命長等特點。目前排水管道普遍使用塑料管道,但是普通UPVC管道的排水噪音要比鑄鐵管高,若排水立管靠近臥室,加上現澆樓板的隔音效果較差,住戶能明顯感覺到排水管道的噪音,降低了生活質量。所以衛生器具布置時要盡量考慮使排水立管遠離臥室和客廳,管材盡量考慮新型降噪產品。芯層發泡UPVC管道和UPVC螺旋管則能明顯降低噪音,市場上也新出現了一種超級靜音排水管則假如了特殊吸音材料,噪音低于排水鑄鐵管,在室內排水設計中,可以考慮使用超級靜音排水管,要盡量使排水立管遠離臥室和客廳,以減少對居民用戶的噪音污染。超級靜音塑料管道安裝時還要注意搬運和安裝管道時應避免碰撞到尖銳物體,以防管道破損。管道安裝過程中,應防止油漆等有機污染物與管材、管件接觸。安裝中斷或完畢的敞口處,一定要臨時封閉好以免雜物進入。
二、管道敷設
(一)給排水立管的敷設
1.立管安裝在廚房、衛生間的墻角處。在以往的住宅設計中較多采用這種施工方便的敷設方式,但明露管道有礙居室美觀,所以在二次裝修時需要用輕質材料隱藏。管道明裝在室內時,應注意要不影響廚房、衛生間各衛生設備功能的使用。
2.立管裝在建筑物外墻陰角處,要盡量避免管道全天暴露在陽光直射下,導致管道爆裂。管道如果在外墻敷設,會影響建筑美觀,不便于維修。
3.敷設在管道井內。這種方式使居室潔凈美觀,但管道井占用了衛生間的面積,且管道施工、維修都比較困難。衛生間設立集中管道井,把給水管、排水管都集中在管道井里布置,這是小康住宅廚房、衛生間居住文明的重要體現。在中高檔的商品房建筑方案設計時應考慮衛生間管道井的設置,這樣既可以提高衛生間的使用質量,又可解決硬聚氯乙烯排水管水流噪聲大的問題,提高居室的環境質量水平。
4.在實際應用中經常遇到排水立管無法穿越樓層伸出屋面的情況,此時只能加大排水管徑以增加排水能力,因為排水效果不理想,容易形成負壓進而破壞水封,若在立管頂部設置吸氣閥即可解決,吸氣閥在負壓時即會自動開啟吸氣,正壓時關閉,使臭氣無法逸進室內。
(二)給水支管敷設
住宅給水支管管徑一般de≤32mm,小管徑的塑料給水管,呈彎曲狀態,故住宅給水支管提介采用暗設。給水支管暗設的方式有:
1.暗設在磚墻里。施工時在磚墻面開管槽,管槽寬度為管子外徑de+20mm,深度為管子外徑de,管道直接嵌入管槽,并用管卡將子固定在管槽內。
2.小管徑給水支管de≤20mm,可暗設在樓(地)面找平層里。施工時在樓(地)板面上開管槽,槽寬為de+10mm,深為1/2de,管道半嵌入管槽里,并用管卡將管子固定在管槽內。
3.墻體內埋水管,要做到合理布局;槽內抹灰圓滑,然后在凹槽內刷防水涂料,提倡水管凹槽做防水;管道施工完畢,應由土建統一抹灰,并在墻體上統一用紅油漆或水泥漿把管道走向在墻體上標記清晰。
(三)排水支管敷設
住宅室內排水橫支管應敷設在本層套內,這樣排水橫管滲透時可避免污水進入鄰戶,管道維修時也不會影響到鄰戶的正常生活。即使管道有安裝和使用問題,也可以很輕易地在本層戶內解決。
三、衛生間器具布置
目前無論經濟適用房還是中高檔商品房,其衛生間均可設計成無外窗(或高窗)的內室(衛生間)和外室(洗滌間),面積宜為6平方米以上,內外室用不通頂的毛玻璃推拉門隔開,便于通風,外室中設置洗臉盆和洗衣機的預留位置,內室中設有浴盆(或淋浴器)、大便器和拖布池,經濟適用房可不設浴盆僅在內室一角設置淋浴器其下設置集水池內置排水栓集水池可砌300mm高,面積以1人使用為宜平時可作為室內拖布池使用;中高檔商品房可在內室便于管路敷設處設置尺寸適中的拖布池。
四、水表戶外設置問題
水表設在戶內不但增大了抄表的工作量而且使住宅的安全性和私密性大大降低,隨著電表熱表的相繼出戶,住宅的分戶水表或分戶水表的數字顯示也宜設在戶外,多層住宅水表戶外設置主要有以下兩種形式:(1)把普通水表(含熱水表)換成遠傳水表由1根信號線連接水表與數據采集機再傳至智能管理(微機)處,它的優點在于節省大量人力抄表數據準確,缺點是造價高,在物業管理完善的中高檔商品房住宅小區可采用遠傳水表,它是今后水表應用發展的方向。(2)對于大多數住宅可將普通水表設在戶外管道井內,水表集中設置(水表組)在底層,各層住戶給水支管在管道井內敷設,也可在建筑物陰角處沿外墻敷設;這種方式增加給水支管敷設長度、管道沿外墻敷設影響建筑物美觀,但工程造價低。水表出戶布置的方式選擇,須結合住宅廚房、衛生間平面布置特點和開發商的具體要求
五、空調冷凝水排放問題
空調在現代商品房中被廣泛應用,若無組織地排放空調凝結水容易引起上下樓層居民糾紛。建筑給排水設計時應充分考慮多數住戶的生活習慣,預留空調板并設計凝結水排水管,可在預留空調外機位置旁設置冷凝水排水管,排水管應設專用管道并散流至附近雨水口,不宜直接接入雨水井。排水立管選用PVC-U排水管de40,在每層空調機高度預留排水三通,便于空調機排水軟管直接接入。
六、家用熱水器的設置
2.多層住宅建筑結構體系分析
多層住宅建筑的結構體系主要包括以下三大類:第一、混凝土空心砌塊多層建筑體系,但其主要問題在于雨水容易從砂漿縫隙滲入,如果雙面抹灰,又大大增加抹灰量;并且在光潔的砌塊上抹灰難度很大,易空鼓、開裂;第二、框架輕板結構體系,結構多為鋼筋混凝土框架結構,內外墻均為非承重墻??捎锰樟?招钠鰤K、加氣混凝土砌塊或其它非粘土砌塊以及陶?;炷凛p質兩面光條板、3E板等做內外墻;第三、鋼筋混凝土剪力墻結構體系,內外墻全部采用現澆鋼筋混凝土墻,目前已開發出多種配套的外墻保溫體系。這類結構體系,亦可以把外墻做成預制墻板在現場預制生產后就地安裝。
3.多層住宅建筑施工管理的特殊性總結
3.1局部質量問題等同于全部質量問題
因為多層住宅工程涉及到眾多住戶的個人利益,業主及住戶都很重視,對工程質量要求比較嚴格。在施工中,即使工程質量控制得很好,若在一處出現小小失誤,對住戶來說,就是全部的問題。這就要求后期管理要過細、過硬。
3.2各工種相互制約問題
一個環節考慮不周就會產生連鎖反應影響另一個環節,或更多的環節,產生難以控制的負面效應。如工序先后問題處理不當,就會影響成品保護,甚至給整個工程質量帶來隱患。
3.3施工面過于分散
因為多層住宅樓墻體比較多,房間多,施工洞堵住以后,同一樓層不相通,往往造成對某處施工管理不到位,出現問
題。
4.如何做好多層住宅建筑的管理
4.1做好施工預案的重要性
要針對整個工程的特點編制有針對性的施工方案。其中應包括:關鍵部位的施工方法,工序的安排,不同工種的插入時間,對易出現的質量問題提出預控措施,制定出成品保護措施等。工程管理中,要抓住關鍵問題,使管理處于“受控”狀況,才可能達到工期縮短,質量提高,經濟效益增長的效果。
4.2嚴格控制多層住宅工程的變更
工程變更和設計變更的造價占整個工程造價的比例有近10%,有時甚至更多.在施工過程中,各方面可能會提出各種各樣超出原設計圖紙的要求,或者由于設計考慮不周造成與實際情況不符合等,就會出現工程變更和設計變更,而這些變更必須會帶來工程造價的增加.也就可能出現工程造價難于控制好的局面.目前,導致絕大多數多層住宅工程造價突破控制的主要原因就在于此。
4.3做好多層住宅施工工程監理工作
工程監理一個很重要的任務就是投資控制.即工程造價控制.其次,執行工程監理的監理工程師都是工程技術專家.他們的經驗、閱歷比較豐富.在設計及施工監理過程中能提出許多積極的降低工程造價的建議、尤其在施工階段關系到是否要設計變更和工程變更的決定時,他們往往能根據自身的技術優勢做出合理正確的選擇,這一點許多建設方代表因其經驗、閱歷及技術受各方面的條件制約而無法做到。再者,在施工過程中。甲、乙兩方因各自的立場、觀點不同,有時會出現一些影響施工正常進行的情況,監理單位作為公正的第三方,在施工過程中協調雙方關系,確保工程施工正常進行,這樣能為完成工程造價控制提供有利條件。
5.多層住宅建筑施工的管理控制方法研究
5.1多層住宅建筑施工的質量管理方法
要根據多層住宅建筑工程的質量目標,制定相應的質量驗收標準,而且要使企業質量驗收標準高于國家驗收標準。嚴把材料質量關。采購的材料要符合國家規范標準(含環保標準)和設計要求,嚴格執行材料驗收制度。確保主體結構質量。主體結構質量關系到整體工程質量和安全,關系到每個職工生命安全,因此,必須確保主體結構質量。重視裝飾質量。在施工裝飾階段,一定要克服質量通病,搞好細部處理,在裝飾水準上要高人一籌,要有創新和特色。抓好地下室、一層、頂層、屋面、衛生間以及樓梯走道等關鍵部位施工。同時,要積極推廣應用新技術新材料。隨著科技進步,新材料、新技術不斷涌現,施工企業要及時掌握這些信息、積極應用到工程中來。
5.2多層住宅建筑施工的成本管理方法
多層住宅建筑的成本控制就是在項目成本的形成過程中,對生產經營所消耗的人力資源、物質資源和費用開支進行指導、監督、調節和限制,把各項生產費用控制在計劃成本范圍之內,保證成本目標的實現。項目經理是項目成本控制第一責任人,應及時掌握和分析盈虧狀況,并迅速采取有效措施。
5.3多層住宅建筑施工的安全管理方法
要訂立安全責任書,發生安全事故,各級責任人和班組都要承擔一定經濟責任。確保安全設施投資到位。安全設施投入不能省,特別是企業改制以后,安全設施投入更不能省,一旦發生安全事故,造成的損失要比你安全投入的費用大得多,而且,造成的影響很大。
最后,在現有多層住宅建筑施工管理水平的基礎上,應針對影響工程質量品質的一些關鍵問題,從技術、人事制度上建立更有效的、更加科學的管理體制,明確每一個施工人員的目標責任,從而達到進一步提高管理水平的目的。
參考文獻
[1]布賴恩?愛德華茲.可持續性建筑[M].中國建筑工業出版社,2003.
[2]李惠強.基于成本分析的多層建筑施工方案評價[J].華中科技大學學報,2006.
[3]苑振芳,劉斌.我國多層建筑的發展狀況與展望[J].建筑結構,2007.
[4]CitherletS,etal.WindowandAdvancedGlazingSystemsLifeCycleAssessment,EnergyandBuilding,2000.
[5]NilsonA.H,andAmmar
近些年來,我國建筑工程的質量問題時有發生,眾所周知,建筑工程質量的好壞,嚴重的影響到住戶的人身財產安全。所以,為了提高我國建筑工程的質量,保證住戶的利益和人身安全,我們要從多層建筑的主體結構抓起,加強多層建筑主體結構的施工管理,重視多層建筑主體結構中存在的問題,并針對這些問題建立一些有效的對策和措施,以免因為施工管理不到位而為整個建筑工程留下隱患。
1 多層建筑結構施工管理中需要注意的問題
1.1 磚砌體工程
在多層建筑結構的施工過程中,要注意對原材料的使用,磚作為多層建筑結構施工過程中的主原料,如果磚的外觀與尺寸無法符合相關規定的要求,就會導致多層建筑結構施工的質量下降。因此,要加強對磚砌體工程的管理,對磚的質量要進行嚴格的檢查,不能存在尺寸偏差,缺角、掉棱、彎曲、斷裂的情況發生。
在調配砂漿的過程中,一定要嚴格按照相關計量進行調配,不能按照自己的工作經驗或者是其他施工工程的砂漿調配比例進行隨意調配,這樣會導致砂漿強度嚴重不足,或者是砂漿無法調勻的情況發生。在磚墻砌筑的過程中,要注意對磚墻進行找平,如果第一層的磚墻就沒有進行找平過,那么接下來砌筑的磚墻也會出現灰縫不直、大小不均勻的情況發生。
另外,在進行磚砌體工程施工的過程中,要重視磚的濕潤程度,以免因為砌筑時攤漿時間過長導致磚的濕潤程度不夠,使得砂漿的飽滿度無法達到相關規范的基本要求。
1.2 鋼筋、混凝土分項工程
在混凝土分項工程中,需要注意混凝土配比的問題。在進行混凝土的配比時,一定要根據施工項目的要求進行配比,保證配比的準確。在混凝土的澆筑過程中,要嚴格按照混凝土澆筑的步驟來施行,振搗工作也要嚴格按照正確的方法的步驟來執行,不能胡亂澆筑、振搗,影響多層建筑結構施工的質量。
在鋼筋分項工程中,要注意加強對鋼筋質量的控制,使鋼筋的質量與規范要求保持一致,以免發生以次充好的現象。在具體施工的過程中,要對施工圖紙進行詳細的研究,對需要使用到鋼筋的部分做到了若指掌,加強對施工單位使用鋼筋情況的管理,避免偷工減料的事情發生。要提高施工人員的警覺性,以免在施工的過程中,以免不法分子趁人不備,為了獲取經濟效益而偷取建筑工程施工需要使用的鋼筋,給多層建筑結構施工工程帶來不便。
1.3 樓板分項工程
樓板的施工過程中存在的問題較多,主要有成品質量差,樓板鋼筋直徑過細不符合相關規定的要求,樓板加固筋放置的數量和長度不夠,或者端頭彎勾的長度不足等。
2 加強多層建筑結構施工管理的對策
2.1 加強對圖紙審核的認真程度
在正式對多層建筑結構的施工設計進行會審前,要對多層建筑結構的施工圖紙進行詳細研究,對其中的內容做到了若指掌,并在之后內部的會審中,經多方討論逐漸形成管理意見。在多層建筑結構施工開始以前,一定要對圖紙中存在的不清楚、不詳細的情況搞清楚,并要求與設計單位始終保持一致。對施工組織設計進行認真的審查,以確保施工設計的可行度。
2.2 完善施工單位的自身質量保證體系
在多層建筑結構的施工管理過程中,很多施工單位自身并沒有形成一套行之有效的質量保障系統,即使有的施工單位有,也是作為應付檢查用的空架子,在實際的管理過程中起不到任何作用。無質保體系的情況使得工程管理成為了防止多層建筑結構施工質量出現問題的唯一一道屏障,發生問題也是在所難免的了。所以,一定要強行要求施工單位建立一套行之有效的質保體系,增強對多層建筑結構質量保護體系建設重要性的認識,對于沒有自檢、專業檢查體系的施工項目不予驗收,只有這樣才能提高施工單位的自身素質,保證施工項目的質量。
2.3 加強質量預控,多做技術交底
在多層建筑結構的施工管理過程中,許多施工管理人員的專業知識水平不足,導致了其對施工的相關規范要求了解不夠。因此,要在項目施工開始以前,多開展專題會或者是技術交流會,給施工管理人員進行技術交底,提高施工管理人員對相關規范要求的認識,并把相關要求傳遞給各個單位部門。以保證各單位部門從管理層到操作層都能夠理解建立的意圖,減少施工中出現的錯誤。
2.4 加強對原材料、半成品的把關
在建筑工程的施工過程中,材料永遠是主體。所以,必須要按照相關規定對原材料和半成品進行檢查,檢查的過程中一定要嚴格認真,按照規定的程序來執行。對材料質量的檢查要按照完全符合標準的要求來檢查,所謂的完全符合標準就是材料必須與材料需求單上的尺寸、大小、重量、體積等相關數據完全吻合,才能給予通過檢查,對于有破損,尺寸有偏差的材料,只能要求供貨單位退貨,不能允許入場。對于一些有合格證的材料,我們不能只檢查材料的合格證,還要對材料實物的質量進行現場檢查,以免因為合格證造假而導致一些質量差的次品流入施工工地。例如:建筑施工中最常見的材料――磚。磚作為建筑施工中最常見的材料之一,其造假的形式與情況也是多種多樣的,煤灰磚、空心磚、碎石磚等各種各樣的質量不過關的磚。一旦在對磚的檢查中沒有按照相關規定去進行嚴格的質量檢測,就很有可能導致這些假磚進入施工場地,使用煤灰磚的建筑承重能力差,大批量使用容易導致建筑的坍塌??招拇u的御寒能力差,尤其在北方的建筑中,如果使用空心磚,寒冬來臨的時候,室內溫度會很低,為住戶的日常生活帶來不便。如果使用碎石磚,會使得建筑物墻體滲水嚴重,一旦遇到降雨天氣,雨水便會順著碎石中的縫隙深入墻體,導致房屋墻體滲水、漏水,使住戶蒙受損失。所以,加強原材料和半成品的質量檢查,對建筑質量的好壞,有著巨大的影響。
2.5 加強施工開始后的管理工作
由于多層建筑結構的施工復雜,工程量巨大,施工管理工作不可能做到對所有項目的同時管理與檢查,這就要求施工管理工作人員明確多層建筑結構中需要注意的重點問題以及管理方法,對重點問題進行重點關注。例如:混凝土的澆筑問題,原材料和半成品的質量問題等。在保證這些重點問題的質量的同時,也要對一些容易出現質量問題的部分進行嚴格的管理與檢查,尤其是存在安全隱患的部分,在保證多層建筑施工質量的同時,也要確保施工人員的人身財產安全。
3 結束語
多層建筑結構由于其施工方面的特殊性,使得其施工管理工作方面存在著許多困難,這就要求我們施工管理人員在對多層建筑結構施工管理的過程中,要加強自身的管理意識,要多對施工安全和質量檢測的重要性進行宣傳,使得施工單位的管理層和施工工作人員從思想上重視工程質量問題。在制定相應的管理規劃時,要將多層建筑結構施工過程中,經常容易出現問題的部分納入管理重點,進行重點關注,保證建筑工程的施工質量。遇到施工工程質量問題的時候,要及時將問題處理,以免留下隱患。
參考文獻
[1]金楚熔,占建芬.淺論多層住宅建筑施工管理[J].中華民居,2013(05).
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[3]劉軍.論多層建筑的施工技術要點[J].赤子,2013(13).
在我國,住宅建筑按其層數分為:低層、多層、和高層三類。我國在《民用建筑設計通則》(GB50352—2005)中明確規定:1~3層為低層住宅;4~6層為多層住宅;7~9層為中高層住宅;10層以上為高層住宅。在這里我們著重筆墨論述一下多層住宅的建筑施工管理問題。
1. 多層住宅建筑的特點歸納
正如引言部分所說,多層住宅一般指4~6層高的住宅,借助公共樓梯解決垂直交通,是一種極具代表性的城市集合住宅。多層住宅在我國目前新建或正在建造的城鎮住宅中占90%以上。多層的優點在于:第一、它比低層住宅在占地上要節省,同時又比高層住宅建設工期短,一般開工一年內即可竣工;第二、公攤面積少,無需像高層住宅需要增加公共走道、電梯、高壓水泵等方面的投資,物業費也較低,整體的性能價格比高;第三、結構設計成熟、通常采用磚混結構,建材可就地生產,可大量工業化、標準化生產。因此,多層住宅造價較低,價格適中,易于被普通消費者接受。
2. 多層住宅建筑結構體系分析
多層住宅建筑的結構體系主要包括以下三大類:第一、混凝土空心砌塊多層建筑體系,但其主要問題在于雨水容易從砂漿縫隙滲入,如果雙面抹灰,又大大增加抹灰量;并且在光潔的砌塊上抹灰難度很大,易空鼓、開裂;第二、框架輕板結構體系,結構多為鋼筋混凝土框架結構,內外墻均為非承重墻??捎锰樟?招钠鰤K、加氣混凝土砌塊或其它非粘土砌塊以及陶?;炷凛p質兩面光條板、3E板等做內外墻;第三、鋼筋混凝土剪力墻結構體系,內外墻全部采用現澆鋼筋混凝土墻,目前已開發出多種配套的外墻保溫體系。這類結構體系,亦可以把外墻做成預制墻板在現場預制生產后就地安裝。
3. 多層住宅建筑施工管理的特殊性總結
3.1局部質量問題等同于全部質量問題
因為多層住宅工程涉及到眾多住戶的個人利益,業主及住戶都很重視,對工程質量要求比較嚴格。在施工中,即使工程質量控制得很好,若在一處出現小小失誤,對住戶來說,就是全部的問題。這就要求后期管理要過細、過硬。
3.2各工種相互制約問題
一個環節考慮不周就會產生連鎖反應影響另一個環節,或更多的環節,產生難以控制的負面效應。如工序先后問題處理不當,就會影響成品保護,甚至給整個工程質量帶來隱患。
3.3 施工面過于分散
因為多層住宅樓墻體比較多,房間多,施工洞堵住以后,同一樓層不相通,往往造成對某處施工管理不到位,出現問
題。
4. 如何做好多層住宅建筑的管理
4.1 做好施工預案的重要性
要針對整個工程的特點編制有針對性的施工方案。其中應包括:關鍵部位的施工方法,工序的安排,不同工種的插入時間,對易出現的質量問題提出預控措施,制定出成品保護措施等。工程管理中,要抓住關鍵問題,使管理處于“受控”狀況,才可能達到工期縮短,質量提高,經濟效益增長的效果。
4.2 嚴格控制多層住宅工程的變更
工程變更和設計變更的造價占整個工程造價的比例有近10%,有時甚至更多.在施工過程中,各方面可能會提出各種各樣超出原設計圖紙的要求,或者由于設計考慮不周造成與實際情況不符合等,就會出現工程變更和設計變更,而這些變更必須會帶來工程造價的增加.也就可能出現工程造價難于控制好的局面.目前,導致絕大多數多層住宅工程造價突破控制的主要原因就在于此。
4.3 做好多層住宅施工工程監理工作
工程監理一個很重要的任務就是投資控制.即工程造價控制.其次,執行工程監理的監理工程師都是工程技術專家.他們的經驗、閱歷比較豐富.在設計及施工監理過程中能提出許多積極的降低工程造價的建議、尤其在施工階段關系到是否要設計變更和工程變更的決定時,他們往往能根據自身的技術優勢做出合理正確的選擇,這一點許多建設方代表因其經驗、閱歷及技術受各方面的條件制約而無法做到。再者,在施工過程中。甲、乙兩方因各自的立場、觀點不同,有時會出現一些影響施工正常進行的情況,監理單位作為公正的第三方,在施工過程中協調雙方關系,確保工程施工正常進行,這樣能為完成工程造價控制提供有利條件。
5. 多層住宅建筑施工的管理控制方法研究
5.1多層住宅建筑施工的質量管理方法
要根據多層住宅建筑工程的質量目標,制定相應的質量驗收標準,而且要使企業質量驗收標準高于國家驗收標準。嚴把材料質量關。采購的材料要符合國家規范標準(含環保標準)和設計要求,嚴格執行材料驗收制度。確保主體結構質量。主體結構質量關系到整體工程質量和安全,關系到每個職工生命安全,因此,必須確保主體結構質量。重視裝飾質量。在施工裝飾階段,一定要克服質量通病,搞好細部處理,在裝飾水準上要高人一籌,要有創新和特色。抓好地下室、一層、頂層、屋面、衛生間以及樓梯走道等關鍵部位施工。同時,要積極推廣應用新技術新材料。隨著科技進步,新材料、新技術不斷涌現,施工企業要及時掌握這些信息、積極應用到工程中來。
5.2 多層住宅建筑施工的成本管理方法
多層住宅建筑的成本控制就是在項目成本的形成過程中,對生產經營所消耗的人力資源、物質資源和費用開支進行指導、監督、調節和限制,把各項生產費用控制在計劃成本范圍之內,保證成本目標的實現。項目經理是項目成本控制第一責任人,應及時掌握和分析盈虧狀況,并迅速采取有效措施。
5.3 多層住宅建筑施工的安全管理方法
要訂立安全責任書,發生安全事故,各級責任人和班組都要承擔一定經濟責任。確保安全設施投資到位。安全設施投入不能省,特別是企業改制以后,安全設施投入更不能省,一旦發生安全事故,造成的損失要比你安全投入的費用大得多,而且,造成的影響很大。
最后,在現有多層住宅建筑施工管理水平的基礎上,應針對影響工程質量品質的一些關鍵問題,從技術、人事制度上建立更有效的、更加科學的管理體制,明確每一個施工人員的目標責任,從而達到進一步提高管理水平的目的。
參考文獻
[1]布賴恩?愛德華茲.可持續性建筑[M].中國建筑工業出版社,2003.
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[3]苑振芳,劉斌.我國多層建筑的發展狀況與展望[J].建筑結構,2007.
0前言
舟山群島存在大面積的海積、沖海積和山前沖海積平原,地基土存在厚10~50m的高壓縮性、低強度、大孔隙比和高含水量的淤泥質粘土層。在其頂部大多存在厚1~2m的粉質粘土(俗稱硬殼層),當量大面廣的多層住宅等建筑采用淺基礎時以該層為持力層,一般情況下地基承載力和軟弱下臥層承載力均能滿足要求。但由于軟土層太厚,將產生過大的沉降,不滿足使用要求,因此該地區1~6層建筑大部分均采用樁基礎,且多數采用預應力管樁,樁長達40~60m,甚至某公園一單層廁所也打了6根直徑0.4m、樁長30m的預應力管樁[1],因此基礎造價相對較高。和常規樁基相比,減沉樁的復合樁基可以減小沉降和降低造價,所以在上海、天津等軟土地區已有較多的應用,但在舟山還未曾用過。某3層辦公樓減沉復合疏樁基礎設計工程在舟山是首例,可為這項技術的推廣使用積累經驗。
1、減沉復合疏樁基礎工作機理
減沉復合疏樁基礎是在軟土天然地基承載力基本滿足要求的情況下,為了減小建筑物沉降采用疏布樁(樁距>6d,d為樁徑)的復合樁基礎,外荷載由樁和樁間同承擔,樁的截面較小,樁間距較大,以保證樁間土的荷載分擔足夠大。隨著上部結構荷載增加,荷載開始主要由樁承擔,樁、土間的變形以受基礎底壓力作用影響為主,受樁土相互作用影響次之,基礎底的樁和土沉降是相等的,而承載力的可靠度主要由淺基礎承載力作保證。
減沉樁設計為變形控制設計方法,主要對存在深厚軟土層的多層建筑的絕對沉降和整體傾斜、撓曲和結構支點間的差異沉降進行控制。減沉樁的工作機理很復雜,其受力性狀與常規樁距的樁基礎有明顯的不同,對此目前還研究得不夠,尤其現場足尺試驗資料不多,學術上有不同的觀點,爭論焦點之一是在正常使用條件下,減沉樁是在承載力特征值還是在極限承載力下工作或在兩者之間工作。本文[2]通過減沉樁模型試驗和有限元分析認為,樁在80%~90%的單樁極限承載力下工作;文[3],[4]建議樁承載力按0.9Qu設計(Qu為單樁極限承載力),按單樁極限承載力設計復合樁基可為充分發揮承臺底地基土的直接承載作用創造條件;文[5]認為,當淺基礎(承臺)產生一定沉降時,樁能充分發揮并始終保持其全部極限承載力,即有足夠的“韌性”;文[6]提出上海地區可令樁發揮極限承載力的樁與承臺摩擦樁基礎的設計建議;上海規范[7]規定,復合樁基、樁和同作用,當荷載達群樁極限狀態時,荷載全部由樁承擔,地基土不承受荷載,當荷載超過極限承載力時,超過的部分由基底地基土承擔。文中工程減沉樁復合樁基設計采用《建筑樁基技術規范》(JGJ94―2008)[8]中的設計方法,基底附加壓力按總荷載扣除單樁承載力特征值進行計算。
2工程概況
六橫沙浦一3層辦公樓,建筑面積1600m2,框架結構,上部結構荷載效應基本組合設計值32442kN,基礎埋深0.9m,地下水位0.9m,采用梁板式筏型基礎,平面尺寸39.24m×17.4m,板厚250mm,縱向地基梁500mm×650mm和500mm×800mm,橫向地基梁400mm×600mm,基礎平面見圖1,承臺構造見圖2。
3、天然地基沉降計算
(1)基底平均壓力為:
pk=Fk+Gk
A=32442P1135+68218×019×2068218=5312kPa
(2)軟弱下臥層承載力按下式驗算:
pz+pcz≤fazpz=lb(pk-pc)(b+2Ztanθ)(l+2Ztanθ)式中:pz為軟弱下臥層頂面附加壓力;pcz為軟弱下臥層頂面自重壓力,pcz=2413kPa;faz為經深度修正軟弱下臥層承載力特征值,faz=6216kPa;pc為基礎底面處自重壓力,pc=1711kPa;Z為基礎底面至軟弱下臥層頂面距離,Z=018m;θ為擴散角,由ZPb=018P1714=0105,Es1
PEs2=811P212=317,故θ=0°。計算得:
pz=39124×1714×(5312-1711)(1714+2×018×tan0°)(3914+2×018×tan0°)
=3611kPapz+pcz=3611+2413=6014kPa≤faz=6216kPa滿足要求。
(3)按分層總和法計算筏板基礎沉降:
s=ψsΣn1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)式中:ψs為沉降計算經驗系數,根據地基規范[13]由.Es=2146MPa查表得ψs=111;p0為荷載效應準永久組合的平均附加壓力,p0=33kPa;Esi為基底下第i層土壓縮模量;.αi,.αi-1為承臺等效面積角點平均附加應力系數;zi,zi-1為承臺底至第i,i-1層土底面距離。最終計算得出s=25414mm。
4、減沉樁復合疏樁基礎設計和沉降計算
由上述計算結果可知,采用天然地基的筏板基礎的基底壓力和軟弱下臥層承載力驗算均滿足要求,但沉降s=254.4mm,已超過各地規范[7,9,12]規定的地基變形容許值:上海規范[7]規定,多層框架結構天然地基筏板基礎中心點容許沉降為15~20cm;天津規范[9]規定,多層建筑容許沉降值為10~15cm;北京規范[12]規定,多層建筑框架結構長期最大容許沉降量為3~12cm。
為減少筏基沉降,采用減沉復合疏樁基礎,即在每一根柱下各布設一根預制樁,樁截面250×250,樁長21m,樁端持力層為層③含角礫粉質粘土,總樁數44根。
根據表1中的參數,單樁承載力特征值為:
Ra=uqsiaLi+qpaAp=376.5kN
減沉復合疏樁基礎底板中點最終沉降由兩部分組成:一是基礎底面土在附加壓力作用下的壓縮變形的沉降ss,二是樁對土影響產生的沉降ssp。
s=ψ(ss+ssp)(1)
式中ψ為沉降計算經驗系數,無當地經驗ψ取1.0。
由于基礎底面樁和土的沉降是相等的,式(1)是通過計算樁間土沉降的方法計算基底中點最終沉降量。
4.1基底地基土附加壓力產生的沉降ss
基底地基土附加壓力產生的沉降ss,是按Bouissinesg解計算土中附加應力,由單向壓縮分層總和法計算:
ss=Σui=1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)(2)承臺等效寬度為:
Bc=BAcPL(3)
式中:Ac為承臺底凈面積;B,L分別為承臺基礎平面的寬度和長度。經計算Ac=680m2,B=17.4m,L=39.24m,Bc=11.56m。
根據荷載效應準永久組合計算假想天然地基平均附加壓力p0
p0=ηp(F-nRa)/Ac(4)
式中:ηp為基樁刺入變形影響系數,取1.2;F為荷載效應準永久組合荷載值,F=33918kN;n為樁數,n=44。計算得出p0=30.6kPa。
基底附加壓力作用下的沉降計算見表2。
滿足σz=011σc確定的沉降計算深度zn=15m,由基底地基土附加壓力作用下產生的筏板基礎中點沉降ss=131.3mm。
4.2樁對土影響產生的沉降ssp
因減沉樁端阻力相對較小,同時l/d=84(d為樁徑),單樁沉降受樁端持力層性狀影響不大,所以忽略端阻力對基底地基土沉降的影響,僅考慮樁側阻力引起樁周土的沉降。按剪切位移傳遞法計算,當軟土層樁側剪切位移影響半徑按8d考慮時,可得到ssp的簡化公式:
ssp=280.qsu.Esi×d(SdPd)2(5)
式中:.qsu,.Es分別為樁身范圍內按厚度加權極限側阻力和平均壓縮模量;d為樁身直徑,方樁d=1.25b(b為單樁截面邊長);Sd/d為等效距徑比,方樁Sd/d=0.886A/(nb)。經計算.qsu=2318kPa,.Es=2179MPa,SdPd=14,ssp=318mm。
故減沉復合疏樁筏基中點沉降為:
s=ψ(ss+ssp)=1.0×(131.8+3.8)=135.6mm所以減沉復合疏樁筏基比筏板天然地基中點沉降(254.4mm)減小47%,且沉降值滿足規范要求。
5、結論
(1)計算的基礎中點沉降比天然地基沉降減小47%,說明設計少量減沉樁可使沉降滿足規范要求。從結構封頂后的沉降觀測知,其最大沉降量為45mm,預計最終沉降達128mm左右(假設封頂后沉降完成35%),當沉降速率0.01mm/d為沉降基本穩定標準時[10],預計沉降穩定時間不超過10年[11]。而不遠處類似土層的框架結構,采用十字交叉梁條形基礎,結構封頂后的最大沉降達105mm。
(2)該辦公樓周邊有多層住宅樓,道路下有自來水管線,當采用常規的預應力管樁或預制方樁時,無論是錘擊法或靜壓法沉樁都將產生擠土效應,擠土范圍達1~1.5倍樁長,所以要設置應力釋放孔等減少擠土效應,同時設置測斜孔監測深層土移來控制打樁速率,就會增加工程造價。而減沉樁樁間距很大,達15.2d~16.4d,大大減少了擠土效應,甚至可不用考慮樁施工的擠土效應。
(3)該工程與采用常規樁基比較,采用減沉復合樁基可減少樁數30%,降低造價35%(含防擠土措施和監測費用)。
參考文獻:
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我國改革開放以來,建筑業有了突飛猛進的發展,近十幾年我國已建成高層建筑萬棟,建筑面積達到2億平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層,高325米;廣州中天廣場80層,高322米;上海金茂大廈88層,高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓:地王國際商會中心即地王大廈共54層,高206.3米。隨著城市化進程加速發展,全國各地的高層建筑不斷涌現,作為土建工作設計人員,必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系,只有這樣才能使設計達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的基本原則。
一、高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較,結構專業在各專業中占有更重要的位置,不同結構體系的選擇,直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有:
(一)水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中,往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中,盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響,但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力,是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面,對一定高度建筑來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
(二)側移成為控指標
與低層或多層建筑不同,結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加,水平荷載下結構的側向變形迅速增大,與建筑高度H的4次方成正比(=qH4/8EI)。
另外,高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大,在設計中不僅要求結構具有足夠的強度,還要求具有足夠的抗推剛度,使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內,否則會產生以下情況:
1.因側移產生較大的附加內力,尤其是豎向構件,當側向位移增大時,偏心加劇,當產生的附加內力值超過一定數值時,將會導致房屋側塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞,使機電設備管道損壞,使電梯軌道變型造成不能正常運行。
4.使主體結構構件出現大裂縫,甚至損壞。
(三)抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計,除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外,還必須使結構具有良好的抗震性能,做到小震不壞、大震不倒。
(四)減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮,如果在同樣地基或樁基的情況下,減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施,可以多建層數,這在軟弱土層有突出的經濟效益。
地震效應與建筑的重量成正比,減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了,不僅作用于結構上的地震剪力大,還由于重心高地震作用傾覆力矩大,對豎向構件產生很大的附加軸力,從而造成附加彎矩更大。
(五)軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中,框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力,中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時,此種軸向變形的差異將會達到較大的數值,其后果相當于連續梁中間支座沉陷,從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
(六)概念設計與理論計算同樣重要
抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的,盡管分析手段不斷提高,分析的原則不斷完善,但由于地震作用的復雜性和不確定性,地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性,可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多,尤其是當結構進入彈塑性階段之后,會出現構件局部開裂甚至破壞,這時結構已很難用常規的計算原理去進行分析。實踐表明,在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。
二、高層建筑的結構體系
(一)高層建筑結構設計原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合,做到安全適用、技術先進、經濟合理,并積極采用新技術、新工藝和新材料。
2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造,擇優選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與平、立面布置方案,并注意加強構造連接。在抗震設計中,應保證結構整體抗震性能,使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。
(二)高層建筑結構體系及適用范圍
目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有:框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等。
1.框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架,它是主要承重結構,各平面框架再由連系梁連系起來,即形成一個空間結構體系,它是高層建筑中常用的結構形式之一。
框架結構體系優點是:建筑平面布置靈活,能獲得大空間,建筑立面也容易處理,結構自重輕,計算理論也比較成熟,在一定高度范圍內造價較低。
框架結構的缺點是:框架結構本身柔性較大,抗側力能力較差,在風荷載作用下會產生較大的水平位移,在地震荷載作用下,非結構構件破壞比較嚴重。
框架結構的適用范圍:框架結構的合理層數一般是6到15層,最經濟的層數是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間,平面布置靈活,可適合多種工藝與使用的要求,已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫院、旅館、學校及多層工業廠房和倉庫中。
2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度,在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”,剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度,墻體同時也作為維護及房間分格構件。
剪力墻結構中,由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載,剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置,它剛度大,空間整體性好,用鋼量省。歷史地震中,剪力墻結構表現了良好的抗震性能,震害較少發生,而且程度也較輕微,在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點,而且可以使房間不露梁柱,整齊美觀。
剪力墻結構墻體較多,不容易布置面積較大的房間,為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求,以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求,可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架,形成框支剪力墻結構。
在框支剪力墻中,底層柱的剛度小,形成上下剛度突變,在地震作用下底層柱會產生很大內力及塑性變形,因此,在地震區不允許采用這種框支剪力墻結構。
3.框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數量的剪力墻,可以組成框架—剪力墻結構,這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點,又有較大的剛度和較強的抗震能力,因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結構體系。隨著建筑層數、高度的增長和抗震設防要求的提高,以平面工作狀態的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系,往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體,成為豎向懸臂箱形梁,加密柱子,以增強梁的剛度,也可以形成空間整體受力的框筒,由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有:
(1)框架—筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒,由它受大部分水平力,周邊布置大柱距的普通框架,這種結構受力特點類似框架—剪力墻結構,目前南寧市的地王大廈也用這種結構。
(2)筒中筒結構。筒中筒結構由內、外兩個筒體組合而成,內筒為剪力墻薄壁筒,外筒為密柱(通常柱距不大于3米)組成的框筒。由于外柱很密,梁剛度很大,門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%),因而框筒工作不同于普通平面框架,而有很好的空間整體作用,類似一個多孔的豎向箱形梁,有很好的抗風和抗震性能。目前國內最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈(88層、420.5米)、廣州中天廣場大廈(80層、320米)都是采用筒中筒結構。
(3)成束筒結構。在平面內設置多個剪力墻薄壁筒體,每個筒體都比較小,這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。
(4)巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱(通常由電梯井或大面積實體柱組成)以及巨梁(每隔幾層或十幾個樓層設一道,梁截面一般占一至二層樓高度)組成一級巨型框架,承受主要水平力和豎向荷載,其余的樓面梁、柱組成二級結構,它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小,使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。
除以上介紹的幾種結構體系外,還有其他一些結構形式,也可應用,如薄殼、懸索、膜結構、網架等,不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結構。
[參考文獻]
[1]GB50011-2001建筑抗震設計規范.
0引言
建筑結構優化,即在一些建筑結構的設計方案中選取最優的或最適宜的設計方案,它參照數學中的模型最優化原理應用到建筑工程結構設計方案的優化比選中。研究發現,建筑結構在使用過程中是否穩定、耐久、合理等,主要決定于在建筑結構設計時選定的結構類型是否最優、是否最符合工程結構的需要。對于同一座建筑工程項目,不同的結構設計師知識儲備不同,因此可能會設計出不同的結構類型、結構體系,但經過結構方案的優化、從而選取最優化的結構類型,提高建筑結構的使用壽命、穩定性能。
1建筑結構優化的主要因素
1.1荷載設計
研究發現,任何一座建筑結構都需要受到水平力和豎向荷載的作用,同時建筑還要承受較大的風荷載、地震力的作用等。當建筑結構的整體高度比較低時,由結構本身的重力引起的豎向荷載對結構的作用比較明顯,而水平荷載作用在結構上,產生的內力和位移比較小,往往在計算時不考慮水平荷載的作用;若在較高層建筑設計中,雖然所受到的豎向荷載仍對結構產生較大程度的影響,但水平荷載對建筑結構本身的影響比豎向荷載產生的影響更加強烈。研究表明,隨著建筑結構整體高度的逐漸增加,水平荷載對建筑結構產生的影響越將會越來越大,因此,在建筑結構高度較高時,結構所承受的水平荷載對結構的影響則不可忽視。
1.2選取結構類型較輕的
在建筑結構優化過程中,要盡量選取結構體較輕的。在現代結構優化設計中,設計人員越來越重視選用輕質高強材料,從而做大程度上減輕整體結構的自重。由于在多層建筑結構中,水平荷載對結構產生的影響處于較次要地位,結構所承受的主要荷載是豎向荷載。由于多層建筑樓層較少,整體高度相對比較低,結構自重相對來說較輕,對材料的強度要求不是特高。
但隨著建筑結構高度的增加,在較多的樓層作用下,結構產生的自重荷載則會比較大,使得建筑結構對基礎產生較大的豎向荷載,同時在水平荷載的作用下,結構的豎向構件(柱)中會產生較大的水平剪力和附加軸力。為了使得結構滿足剛度和強度的要求,通常采取加大結構構件的截面尺寸,但是加大構件的截面尺寸會使得結構的整體自重增加。因此在高層建筑結構首先應該考慮如何減輕結構的自重。
研究表明,當在高層或超高層建筑結構優化設計時,選用結構強度高、自重較輕的鋼結構、高強混凝土結構可以很大程度上減小建筑結構的自重。
1.3 側向位移
據相關資料表明,建筑結構的側向位移隨著建筑高度的增加而逐漸增大,因此,在建筑結構的優化設計中,對層數較少、高度較低的結構,可以不考慮其側向位移對結構的影響。但隨建筑結構高度的增加,整體結構的側移對結構產生的影響則不可忽視。
研究表明,由于水平荷載對結構作用產生的側移隨著建筑高度的增加而逐漸增大,且側移量與結構高度成一定的關系。
在進行高層建筑結構優化設計時,既需要充分考慮建筑結構整體是否具有足夠的承載能力,能否承受風荷載的沖擊作用,又要求結構具有足夠的抗側移性能,當建筑結構受到較大的水平力作用下,其可以很好地控制產生過大的側移量,確保結構整體的穩定性能。
與低層或多層建筑相比,高層建筑結構的剛度稍微差一些,在發生地震災害時,結構的側向變形更大。為了確保高層建筑結構在進入塑性階段后,結構整體仍具有較強的抗側移性能,保持結構的穩定性,則需要在高層建筑結構的構造上采取合適的措施,確保結構具有足夠的延性,從而滿足結構的剛度要求。
2建筑優化方法綜述
2.1基本假設
(1)彈性體假設
目前,對建筑結構進行工程分析時,均采用彈性的分析方法。當結構受到風荷載或豎向荷載時,假設結構處于彈性工作狀態,符合建筑結構的實際受力狀態。但是當受到地震災害或臺風襲擊時,結構產生較大的側向位移,更甚出現裂縫,使得結構進入到塑性階段,此時不可以再用彈性變形計算,應采用彈塑性理論進行分析。
(2)小變形假設
小變形假設普遍應用于結構變形分析中。但當結構頂點的水平位移與結構的高度比值大于0.002時,就不可以忽略P―Δ效應對結構的影響了。
(3)剛性樓板假設
在高層建筑結構分析時,假設樓板的自身平面內剛度無限大,而自身平面外的剛度則忽略不進行計算。采用這一假設,在很大程度上減少了高層建筑結構位移的自由度,減小了計算的難度,并為筒體結構采用空間薄壁桿的計算理論提供了保障。研究發現,剛性樓板假設一般適用于框架結構體系和剪力墻結構體系中。
2.2結構優化方法
(1)并行算法
由于高層建筑結構的主要因素是結構的抵抗水平力的性能。因此,抗側移性能的強弱成為高層建筑結構設計的關鍵因素,且是衡量建筑結構安全性、穩定性能的標準。
由于在建筑結構中,單位建筑結構面積的結構材料中,用于承擔重力荷載的結構材料用量與房屋的層數近似成正比例線性關系。此外,用于建筑結構樓頂的結構材料用量幾乎是定值,不隨結構的層數變化;但是用于墻、柱等結構構件的材料用量隨樓房的層數成線性正比例增加;而對于抵抗側向移動的結構材料用量,與樓房結構層數的二次方的關系增長。圖3-1表示在風荷載作用下的5跨鋼框架結構,不同的結構層數結構材料各個構件用量。
研究表明,樓房結構所采用的結構體系是否具有較好的抗側力性能,在很大程度上影響結構材料的用量,綜合考慮各方面的條件,通過精心設計確定結構的最優化設計方案,使結構體系的材料用量降低到最小程度。從上圖中的虛線以上陰影部分就是結構優化設計節約的鋼材用量,因此高層建筑結構方案的優化設計可以在很大程度上節約工程的總造價。
(2可靠度優化法
在建筑結構的優化設計時,必須進行結構的整體可靠度優化。在地質災害發生不活躍的地區,風荷載是主要的水平荷載。因此,在非地震災害區高層建筑結構的方案選型時,應優先選用抗風性能比較好的結構體系,也就是選用風壓體型系數較小的建筑結構體系。比如結構外形呈曲線流線型變化的建筑結構圓形、橢圓形等,或是結構從下往上逐漸減小的截錐形體系的風壓體形系數較小,有利于很好地抗風。此外,在對結構進行平面布置時,適合選取結構平面形狀和結構剛度分布均勻對稱的結構體系類型,這樣可以在很大程度上減小風荷載作用下的扭轉效應引起的結構變形和內力的影響。同時,還要限制高層建筑結構的高寬比,避免結構發生傾覆和失穩現象。
(3)高層體系優化法
由于建筑使用性能的不同,所以其對內部空間的要求不同。同時,高層建筑結構使用功能不同,則其平面布置也發生改變。通常,住宅和旅館的客房等宜采用小空間平面布置方案;辦公樓則適合采用大小空間均有;商場、飯店、展覽廳以及工廠廠房等則適宜采用大空間的的平面布置;宴會廳、舞廳則要求結構內部沒有柱子的大空間。由于不同的結構體系可以提供的內部空間的大小不同,因此,在建筑結構設計階段,應該首先根據建筑結構的使用功能,選用合適的結構類型。
3結束語
綜上所述,在確定高層建筑結構方案時,要全面考慮結構的使用功能、場地類別、設防烈度、建筑高度、地基基礎類型、結構材料和施工工藝,同時還要考慮結構的設計、技術以及經濟保障等,選擇最優化的結構體系。
參考文獻
1現實意義
隨著我國經濟的不斷發展,改革的不斷深入,許多既有建筑物受到當時經濟條件和建筑技術的制約,使用功能和結構形式已不能滿足時代需要,若將這些建筑拆除,重新規劃建設,目前我國經濟條件尚不能滿足,但如果采用增層改造的方法,改造既有建筑,就能夠達到經濟、適用的目的。
增層改造的優點:
(1)將大幅度地增加建筑面積,節約征地費用和配套費;
(2)在既有建筑上增層,占地面積不變的情況下,增加該區域的建筑密度,節約用地還不影響該區域周邊環境的協調;
(3)在增層改造的過程中,通過合理調整原建筑的平面和立面格局,更新了原有水暖、電等配套設備,達到調整使用功能、美化環境的要求;
(4)增層改造的建設周期短、投資小,對于目前13益增長的建設需求具有十分重要的作用 ;
(5)增層改造是既有建筑由低層或多層建筑變為多層、中高層或高層建筑的有效途徑;
(6)充分利用既有建筑物長期荷載作用下地基承載力的增長剩余,在地基不作處理或略加處理的條件下,直接進行增層改造,其經濟效益十分顯著。
目前,我國城鎮現有房屋中相當數量的既有建筑具備增層改造條件,增層與改造不僅節約投資,還對緩解13趨緊張的城市用地矛盾具有重要的現實意義。
2適用條件和設計要點
既有建筑是否滿足增層改造的條件,應由建造年代、破損程度、結構情況、建筑物重要程度及使用要求等進行鑒定,通常對于現狀不錯的建筑增加二三層是比較合理、經濟的,一般適用于磚混結構或磚木結構類建筑物,該類建筑鋼性結構體系較多,幾乎無橫向側移,通常不需要計算風荷載引起的結構內力,受力特征主要是承受豎向載荷,受長期載荷作用,沉降基本完成,地基基礎強度得有剩余。
增層改造設計時首先要分析該建筑經濟效益、社會效益,勘測、調查研究其結構體系荷載分析、受力狀況、初步安全鑒定和地基基礎的受載作用情況,在確定可以進行增層改造后,設計的重點是處理好地基和基礎及結構設計,并注意新舊建筑物各部位的連接。
3工程實例
3.1工程概述
某 5層辦公樓位于哈爾濱市道外區,建于20世紀 70年代,長 41.8m,寬 19m,建筑面積 2820m,整個樓體采用縱墻承重 ,外墻490mm,內墻 240mm,基礎為毛石條形基礎,墻體材料為粘土實心紅磚,混合砂漿砌筑,屋面為預制鋼筋混凝土樓板平屋面,現建設單位要求增--層,使用功能不變。
3.2基礎加固方案
地基承載力的確定是增層設計中至關重要的問題,其大小決定增加層數和上部結構方案的選擇,所以首先計算既有建筑現在的地基承載力,使增層后基礎底面處的平均壓力設計值應不大于地基承載力設計值。我國 混結構房屋加層技術規 酚 按建筑物下實際地基反力與原地基承載力的比值確定原有房屋地基承載力,規范規定:當房屋經長期使用,未出現裂縫和異常變形,地基沉降均勻,上部結構剛度較好,原基底地基承載力在 80KPa以上,且使用 6年以上的粉土、粉質粘土地基;使用 4年以上的砂土地基 ;使用 8年以上的粘土地基;結合當地實踐經驗,其原地基承載力可適當提高。一般認為既有建筑的地基承載力在自身荷載作用下,地基固結,產生壓密效應而得到提高,經現場檢查,地基使用情況較好,人工挖孔取樣檢測基礎強度時發現,該樓地基土質為粘性土,密實性較好 ,然后計算地基變形,增層后的地基變形計算值,不得大于《健筑地基基礎設計規范》規定的允許值,經驗算有地基容許荷載力不能滿足增層改造要求,經與建設單位協商后決定,采取加固措施,保證使用階段的安全,其中基礎加固尤為重要,慎重考慮 ,采用擴大基礎底面的辦法較為經濟,并在構造上需采取有效措施作為保證,最后經論證,確定采用。
基礎加固過程中,根據原設計基礎圖,確定了基礎增寬加固部位 ,并根據原設計基礎寬度及增層荷載情況進行結構計算 ,確定基礎增加寬度 ,然后采用在毛石基礎兩側分別設置了 “L”枕頭墊塊 (墊塊長度可以取 1.2m左右),交替施工 ,避免一次性大開挖對地基承載力影響過大。
33構造措施
(1)為進一步提高整體性,增加層每層要求設置鋼筋混凝土圈梁,使增層部分新增荷載均勻傳到基礎上,防止增層后產生不均勻沉降,圈梁應作內外墻設置;
(2)鏟除屋面防水層,減輕增層部分自重,承重墻可采用承重多孔空心磚,非承重可采用石膏板、加氣混凝土等輕質材料,屋面結構采用木屋架或輕鋼屋架承重體系;
(3)增層部分結構上保持一致,上下對應,在原結構上直接增層時,原地基基礎和承重結構保持統一,窗口位置設置和原建筑應相同,煙囪及上下水管、煤氣、暖氣、電器設備的布局要考慮原有系統的布局和走向,盡量做到統一;
(4)在對地基基礎及墻體強度進行復核驗算并滿足抗震設防要求后,可采用輕質高強材料來砌筑增加層墻體,當個別墻段基礎強度不足時,可先進行局部加固處理;
(5)該建筑經長期使用,墻體強度下降較大,增層驗算時,上部結構的砌體強度降低10%~20%,通過試驗確定準確的砌體結構承載力,墻體強度不足,為提高墻體的承載力和穩定性,從增層建筑的安全儲備考慮,采用在原墻兩面加鋼絲網水泥砂漿的辦法加強。
4結論
既有建筑物的增層改造,在當今社會具有相當的普遍性,這對改善生活條件、美化環境和緩解建設用地緊張具有現實意義,在給既有建筑做增層加固中,要認真做好現場調查,認真分析資料,正確地進行理論分析 ,準確計算,綜合運用多種加固方法,確定合理的建筑方案和結構方案,以科學、簡便且經濟的加固手段來確保原建筑物結構安全和正常使用。
參考文獻
論文摘要:隨著我國社會經濟的飛速發展,建筑科學技術的不斷提高,建設規模較大、結構形式多樣的高層建筑是緩解我國日益緊張的土地問題和充分發揮土地綜合利用率的一條重要途徑。然而,由于高層建筑工程施工的特殊性,使得施工難度增大。
一、工程概況
六枝特區泰華大廈,地上18層,總建筑面積21500平方米, 框架剪力墻結構。地下層分別為人防、車庫、配電、水泵設備用房,地上1層~3層為商務樓,4層~5層為辦公樓,6層為架空層及休閑會所,7層~18層為住宅。該工程集商務、辦公、購物、休閑及多檔住宅為一體,工程特點為:主體施工周期長,樓層多,現澆混凝土量大,工序復雜,工期緊,施工難度大。
二、框架剪力墻結構
框架結構是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構成承重體系的結構,即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。
剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱,能承擔各類荷載引起的內力,并能有效控制結構的水平力,這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結構稱為剪力墻結構。
框架結構建筑布置比較靈活,可以形成較大的空間,但抵抗水平荷載的能力較差,而剪力墻結構則相反。但框架-剪力墻結構(也稱框剪結構)使兩者結合起來,取長補短,在框架的某些柱間布置剪力墻,從而形成承載能力較大、建筑布置又較靈活的結構體系。在這種結構中,框架和剪力墻是協同工作的,框架主要承受垂直荷載,剪力墻主要承受水平荷載。由于這種結構的優點突出,因此,在現代建筑中被廣泛采用。
三、確保小高層建筑工程施工質量安全的措施
高層建筑的樓層多、高度大,但并非是低、多層建筑的簡單疊加,而是從建筑結構和使用功能等方面,針對高層建筑的特點,提出了一些新的要求。高層建筑要求施工具有高度連續性和高質量,施工技術和組織管理復雜,除具有一般多層建筑施工的一些特點外,還具有以下施工特點:工程量大、工序多、配合復雜;施工準備工作量大;施工周期長、工期緊;基礎深、基坑支護和地基處理復雜;高處作業多、垂直運輸量大;層數多、高度大,安全防護要求嚴;結構裝修、防水質量要求高,技術復雜;平行流水、立體交叉作業多,機械化程度高。這就加大了其施工難度,使其施工安全風險大大增加。因此,我們在保證其施工質量的同時要做好施工安全防范措施。
(一)確保施工質量的一些技術措施
框架剪力墻結構建筑工程主體施工的現澆混凝土方量大,鋼筋多,由于框剪結構的大量使用,為了提高鋼筋混凝土的施工質量,縮短工期,降低消耗來提高工程的經濟效益。因此,施工中應采用一些改進的工藝和方法。
1.框架-剪力墻配置結構的設計
墻體設計計算是考慮水平和豎向作用下進行結構整體分析,求得內力后按偏拉進行截面承載力和斜截面受剪承載力驗算。為了保證墻體的穩定性及便于施工,使墻有較好的承載力和地震作用下的耗散能力,規范要求一,二級抗震墻的厚度應≥160mm,底部加強曲宜≥200mm,三,四級抗震等級應≥140mm,豎向鋼筋應盡量配置于約束邊緣。
2.鋼筋工程
因墻體采用的鋼筋較細,上下層鋼筋的接長一般采用綁扎連接,在澆筑時,鋼筋網片極易發生向內或向外的位移,為了防止這種現象的發生,可在豎向鋼筋搭接范圍點焊通長水平筋以防止由于澆筑和振搗石全而使鋼筋位移。樓板鋼筋綁扎時,要放置足夠的墊塊和馬凳筋,以保證鋼筋有足夠的保擴層厚度和間距。
4.混凝土工程
根據工程特點和施工條件,墻內混凝土同所在樓層的梁柱墻一樣為一次性澆筑。一般采用商品預制混凝土,混凝土設計強度等級為C40,應按高強混凝土的有關規定進行施工。在澆筑時,型鋼柱內混凝土表面不得有積水和雜物,先澆筑一層100~200mm厚與混凝土強度等級相同的水泥砂漿,以防止自由下落的混凝土粗骨料產生彈跳,影響接頭質量。 (二)確保施工安全的一些措施
高層建筑施工中的安全問題一方面來自于高層建筑自身的特點,另一方面來自于施工安全管理和控制的問題。
1.實行安全管理,全面增強施工人員的安全意識
全面增強施工人員的安全意識。要牢固樹立安全生產第一的方針。以專業安全知識為內容、用行政獎勵、法律、法規為手段,全面增強施工人員的安全意識不斷提高施工人員的自我安全防范能力,明確自己安全生產責權、利的關系,以達到施工安全效益最佳的目的。如可以通過加強專業安全知識、技術的日常教育與培訓,用安全典型事例和事故教訓進行教育,對照法律法規認真地進行分析、討論。將安全法律、法規逐件公示在安教宣傳欄中。積極組織各類管理人員,參加好的安全講座和參觀受表彰表揚的項目工程。通過重視人員的管理、機制的建立、系統的完善、營造出施工企業的安全文化。明確建筑工程項目的安全生產責任人。在施工中,明確安全控制由項目經理全面負責,要制定安全管理工作的要點。明確施工安全的承諾與目標,要編制工程項目安全計劃,建立安全生產責任制,完善安全保證體系。
2.加強施工中的事前預控和過程控制
所有進入高層建筑施工現場的人員都必須符合國家省市有關部門頒布的各項安全規程的規定,用工手續要完備;施工單位在開工前要建立完善的安全生產各崗位細則責任制。建立可操作的細則,細分到每一個具體的崗位,建立安全生產領導組織機構,編制安全管理網絡,使之成為整個工程的完整監督、監控體系;嚴格實行書面安全交底,責任落實到人,施工單位安全部門應編制教育計劃大綱,編制相應的安全知識考試,每個參與工程施工的新進場人員均要進行安全考核,嚴格控制施工人員準入制度。同時,施工單位專職安全人員應巡查工序和工序交接環節,隨時了解施工過程,檢查施工中的防范措施是否按施工組織設計執行,檢查安全制度情況,督促施工過程中對施工機械設備的使用狀況,加強日常的檢查和維護保養工作,及時發現問題并排除隱患。
參考文獻
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Abstract: this article through to in the architectural design of non-standard situation and the defects of the dynamic analysis and investigation, this paper illustrates the design process to prevent harm measures to reduce the cause of the construction of because of personal produce damage
Keywords: architectural design; Personal injury; safety
中圖分類號: TU2 文獻標識碼:A 文章編號:
人類社會一直追求經濟的不斷發展和建筑的文明,建筑設計作為建筑學科的重要內容,是社會文明的體現。隨著我國社會主義市場經濟的不斷發展和現代化水平的不斷提高,建筑業也有了飛速的發展,建筑設計十分繁榮,但是伴隨著上述現象而產生的是設計缺乏規范性和沒有完善的安全措施的現象,使人身傷害的事件經常發生,很多安全隱患始終伴隨著建筑物,無法得到有效的補救和糾正。本文闡述了建筑設計過程中人身傷害的形成原因,并采取了相應的對策。
1、我國建筑設計中人身傷害設計的現狀
在我國很多的建筑中,存在著設計缺陷,很容易造成人身傷害,主要表現在以下幾個方面。在很寬的樓梯中沒有設計雙面扶手和中間扶手。樓梯段存在著過長、過陡和高度不均勻的現象。在一些頂層樓梯和超寬的樓梯中存在著欄桿高度不符合規定的現象,在室內沒有按照相關規范,設置了很陡峭的坡道和一步臺階,在室內平臺中存在著踏步太陡或者尺寸不夠的現象,室內的臺階中沒有設置欄桿,平臺的高度超出規范的需求,在敞開式的樓梯中,結束處和起步處沒有緩沖的距離,在電梯四周沒有完善的防護措施,沒有滿足需求的安全凈空,雖然有小心碰頭的安全提示,但是依然很容易產生安全隱患,在二層以上的樓層中沒有設計供疏散使用的樓梯,也缺少包括陽臺在內的維護措施。在高層建筑之中,陽臺的欄桿沒有滿足高度的需求,在開啟房間門的時候,阻礙了交通,相鄰的門如果一起開啟會造成阻礙,在設計落地窗的時候沒有欄桿進行保護,或者缺乏足夠的高度,沒有專門的防止兒童攀爬的設計措施,在高層建筑和多層建筑之中,由于女兒墻太低,發生了意外墜落的事件,在高層和多層建筑之中,由于沒有安全措施對公共區域進行保護,很容易在外人進入的時候,發生意外事故,一些寒冷地區的門距太小,一旦行人位于兩扇門之間,很容易受到傷害,建筑沒有符合相關標準的無障礙設計,在衛生間、餐廳和廚房等室內環境中,沒有使用符合要求的材料,很容易造成意外摔倒,一些氣溫較低地區的建筑物應該重視室外臺階的材料選擇,減少行人摔倒的現象。在上述的現象之中,雖然國家有相關的規定,但是由于沒有形成完善的監督體系,因此,缺乏執行力度,同時,我國的法律法規還存在著不完善的地方,需要依靠建筑人員的職業道德和設計經驗進行建筑設計,很容易產生人身安全的隱患。
2、我國建筑設計中防止人身傷害的措施
在建筑設計的過程中應該重視安全性設計,重視結構設計過程中的安全性特征,設計完善的安全疏散措施,在暖通設計的過程中重視消防給水的設計,同時,重視設計電氣設計過程中的防止觸電和漏電等。在使用建筑物的過程中,應該將相關的設計規范落實到實處,避免因為人為因素而導致的安全隱患,一旦發生了安全事故,受害人有權利提出賠償需求,由于國家的法律法規空白而產生的設計缺陷,應該在實踐的過程中進行探索,將人身傷害降到最低。因此,應該將設計過程中防止人身傷害的措施向法制化的方向推進,培養建筑師的責任意識。同時,應該重視建筑物之中窗戶的設計。建筑中門窗的主要要求是荷載能力和抵抗風的能力,一旦在設計中出現問題,會產生嚴重的人身傷害,因此應該重視窗戶的結構問題,一些結構失效會使圍護結構的性能受到損害,增加了長期能耗。當風力作用在窗戶上的時候,其方向和大小都不是固定的,很可能在很短的時間中發生變化,因此,工程師在對結構進行設計的過程中,應該對建筑表面承載的負壓和正壓的狀況進行考慮。在設計的過程中應該使用相關的規范對窗戶的載荷進行計算,同時綜合性的考慮建筑中各個因素對荷載的影響,在進行整體的設計之前,應該對建筑高度、建筑重要性、建筑周圍水域等進行確定,例如,考慮是否能夠在極端天氣之后提供服務。在對設計要求進行設置之后,建筑設計者還應該對玻璃和窗框進行考慮,在一些極端的天氣條件下,應該將雪荷載計算在內。在設計玻璃結構的過程中,還應該重視熱應力,減少因為受到太陽輻射而產生的熱炸裂現象,如果在設計的時候窗框無法對玻璃進行遮擋,會使玻璃表面產生熱量分布不均衡的狀況,如果在這種情況下,使用的不是鋼化玻璃,很容易發生炸裂。在設計的時候,還應該針對廠商的產品指南進行分析,計算玻璃的熱應力現象。在建筑設計的過程中,應該對窗戶的荷載和熱工性能進行考慮。如果使用鋼材和鋁合金作為窗框的材料,需要承受很大的剛度和強度,但是,上述材料具有較高的導熱系數,因此,需要使用橡膠或者塑料等材料將窗框隔離,使窗框的熱工性能和抗結露性滿足建筑的需求,因為隔熱材料沒有較高的力學性能,因此,使用上述的措施很可能造成結構強度的不斷降低。在設計門窗的過程中,還應該重視其防雨性和防風性的需求,在一般情況下,應該盡量減少滲出和滲入的空氣,在設計的過程中,主要有以下幾個因素會導致上述問題的產生。施工設計、加工控制和生產的低水平,會導致空氣的滲入或滲出。同時,應該明確當開窗之后獲得的新鮮空氣屬于自然通風,和空氣的滲出和滲入屬于不同的含義,因為自然通風能夠實現對空氣流動的控制。在進行防水設計的過程中,應該減少水的破壞能力,減少室內家具的損壞,將窗戶滲水的狀況降到最低,因此,應該重視對墻體結構的設計,使用優質的門窗產品,同時提高建筑設計人員對窗戶滲水原理的了解程度。玻璃的結露現象很難察覺,會造成室內裝飾和墻體結構的霉菌或損壞。在門檻和窗臺中出現的雨水可能是墻面和屋頂漏水引起的,因此,在設計的過程中,應該重視墻體內部、陽臺、排水溝和女兒墻的設計,選擇具有排水性能的門窗,提高設計師的水平,從多方面找出漏水的原因,并及時進行解決。
3、結語
總之,建筑設計十分繁榮,但是伴隨著上述現象而產生的是設計缺乏規范性和沒有完善的安全措施的現象,使人身傷害的現象經常發生,很多安全隱患始終伴隨著建筑物,無法得到有效的補救和糾正。在我國很多的建筑中,存在著設計缺陷,很容易造成人身傷害。
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中圖分類號: S73 文獻標識碼: A
1概述
在全球面臨能源危機和氣候危機的形勢下,我國政府提出到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的發展戰略目標。隨著經濟的高速增長,中國的城市建筑規模持續以5%-8%的速度增長,每年新增10億多平方米的新建筑,城市建筑排放已經成為中國碳排放的主要來源之一,針對綠色建筑有技術評價而無碳排放評價的問題,對綠色建筑的減碳進行量化研究是很有必要的。通過對綠色星級建筑全生命周期中主要階段的重要低碳技術策略的總結,以二氧化碳排放量為指標,對這些技術的效用進行量化分析,從而實現綠色星級建筑技術策略“低碳實效”的顯性化。該研究對我國綠色建筑碳排放進行測算,為建筑業低碳化發展提供決策依據具有很強的指導和參考作用,同時為實現我國全局性的“節能減排”目標具有重要意義。
2綠色建筑碳排放因素分析
綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材),保護環境和減少污染,為人們提供健康,適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。
基于低碳節能建筑的基本原理進行集成設計,要綜合考慮外界環境、綠色能源、規劃場地、建筑景觀、室內環境、技術措施、具體構造、設備選型等因素??傊?,在建筑系統中的節能要素主要包括建筑外部條件、技術設備系統、建筑主體等三方面要素。
1、低碳技術運行的外部條件
在低碳節能技術設計中,建筑物外部環境和條件不僅影響到建筑物的舒適度與能耗,但同時也可以為低碳節能技術提供能源支持,為改善室外條件,降低能源消耗發揮重要作用。
2、低碳技術設備
在建筑熱環境中可采用的技術設備系統種類繁多,按照技術設備系統的特點可以分為主動式系統和被動式系統;按照技術設備所使用的能源和功用可分為采暖系統、制冷系統、電力系統、照明系統,供水系統及智能控制系統。
3、建筑結構本體
在建筑低碳設計中,一些重要的建筑部位和構建發揮了重要作用。建筑為人提供一個圍護結構,直接與外界環境接觸,并且其技術性能的好壞也直接影響建筑的能耗以及人們的舒適度。所以在建筑低碳設計中要充分利用好建筑要素。
3綠色建筑碳排放量化分析研究
本次綠色建筑減碳量化研究是通過進行能耗模擬分析,再通過數學模型計算轉化為二氧化碳排放量的方法進行計算。
3.1綠色建筑能耗模擬
本次計算選取了具有代表性的十座綠色建筑,包括七座高層建筑和三座多層建筑,其中一星級建筑一座,二星級建筑五座,三星級建筑四座,所選取算例的計算結果基本能代表天津市綠色建筑現有的能耗水平。
表1 項目概況
類型 序號 建筑面積 建筑高度 建筑層數 綠建星級
高層建筑 1 107125 142 31 二星
2 158903 190 44 二星
3 200000 250 54 二星
4 110300 130 28 一星
5 119700 160 34 二星
6 121826 180 31 三星
7 160401 176 39 二星
多層建筑 1 5175 15 4 三星
2 3467 15 2 三星
3 14186 47.8 9 三星
(1)eQuest軟件介紹
本項目的能耗模擬分析采用了eQuest軟件,該軟件是基于DOE-2的圖形化界面軟件,DOE-2是在美國能源部(U.S. Department of Energy)和電力研究院的資助下,由美國勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)和J.J. Hirsch及其聯盟(Associates)共同開發。該軟件適用于建筑設計的各個階段,能模擬全年8760小時逐時能耗。
(2)建筑能耗模擬的基本原理
用來模擬建筑能耗的數學模型由三個部分組成:
a.輸入變量,包括可控制的變量和無法控制的變量(如天氣參數)
b.系統結構和特性,即對于建筑系統的物理描述(如建筑圍護結構的傳熱特性、空調系統的特性等)
c.輸出變量,系統對于輸入變量的反應,通常指能耗。在輸入變量和系統結構和特性這兩個部分確定之后,輸出變量(能耗)就可以得以確定。
建模方法從建筑系統和部件的物理描述開始,例如,建筑幾何尺寸、地理位、圍護結構傳熱特性、設備類型和運行時間表、空調系統類型、建筑運行時間表、冷熱源設備等。建筑的峰值和平均能耗就可以用建立的模型進行預測和模擬。
(3)模型簡化
為了便于模擬計算,對模擬進行一些簡化處理,主要有以下幾個方面:
① 合并參數、功能布局相同的樓層;
② 同一朝向的周邊區合并成同一個區;
③ 內部區域參數、功能相同的,合并成同一個分區;
④ 保證每個朝向的窗戶面積與實際相同,不用按圖紙尺寸畫出。
(4)模擬結果
表2 能耗模擬結果
類型 序號 單位面積能耗
高層建筑 1 123.95
2 114.23
3 119.18
4 126.28
5 121.66
6 117.1
7 128.42
多層建筑 1 69.8
2 52.4
3 117.3
3.2碳排放計算結果
對于CO2排放量的計算,根據模擬的電消耗量估算,CO2排放量=電消耗量×電排放因子。
據《2010年中國區域及省級電網平均二氧化碳排放因子》所提供的天津區域電網碳排放因子,本次選取的電力排放因子取值為0.8733kgCO2/kWh。
通過計算對比,得到高層和多層公共建筑不同星級綠色建筑單位建筑面積能耗量以及估算的二氧化碳排放量。
表3 綠色建筑二氧化碳排放量模擬結果比較
星級 單位建筑面積能耗量(KWh) 二氧化碳排放量(kg)
一星(高層) 126.28 110.28
二星(高層) 121.49 106.10
三星(高層) 117.10 102.26
三星(多層) 79.83 69.72
星級建筑平均值 109.03 95.22
3.3天津市綠色建筑與普通公共建筑碳排放數據對比分析
本次選取了部分國家辦公機關辦公建筑和大型公共建筑能耗,能耗數據來源于天津市公共建筑能耗監測平臺對實際運行能耗數據的監測值, 本次共選取天津市一般公共建筑樣本17個,大型公共建筑樣本33個。通過計算,得到的公共建筑年運行二氧化碳排放量并與計算數據進行比對。
表4 不同星級綠色建筑與普通節能公共建筑相比的減碳量
星級 二氧化碳排放量
(kg/(m2.a)) 減碳量(%)
一般公共建筑 100.07 ---
大型公共建筑 155.81 ---
一星(高層) 110.28 29.22
二星(高層) 106.10 31.91
三星(高層) 102.26 34.36
三星(多層) 69.72 30.33
星級建筑平均值 95.22 30.43
4結論
本文首先通過大量的文獻調研,對公共建筑能耗和二氧化碳排放方面的研究做了整理,并對數據進行了比較分析。然后通過進行能耗模擬分析,再通過數學模型計算轉化為二氧化碳排放量的方法對多個不同綠建星級公共建筑進行碳排放量計算。通過與天津市典型公共建筑能耗實測數據對比,分析研究了綠色建筑與天津市完成兩步節能公共建筑碳排放數據對比。通過模擬計算,得到綠色公共建筑運營階段減碳量約為29.22%~34.36%。
參考文獻:
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