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關鍵詞:高層住宅;給水;排水;消防
中圖分類號:TU823 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2012)26-0130-02
在當今人們對高層建筑各方面設計提出更高要求的背景下,更應注重給排水系統的科學、合理設計,文章試圖從以下幾個方面的來探討高層住宅建筑給排水系統的設計。
1 高層建筑給水系統設計
1.1 給水設計
從目前高層建筑給水方式來看,主要有如下三種:第一,市政管網供給;第二,水池水泵房屋面水箱用水點供給;第三,水池變頻供水設備用水點供給。
第一種市政管網供給方式,在投資、安裝、維護、節能方面具有很大的優點,但其可靠性、持續性比較差,由于在建筑內部供水貯備設施,一旦市政管網出現停水現象,則建筑內部也會隨之出現斷水,但由于內部無貯備水量,當外網停水時,將使內部斷水。第二種供水方式具有水量貯備環節,因此彌補了第一種供水方式供水可靠性缺點,保證供水的持續性和穩定性,但在其它方面與第一種方式相比,明顯處于劣勢狀態,如安裝麻煩、維護不便、投資較大、節能不足等,而且該方式中的水泵在工作時,會產生振動和噪音,對居住者的生活有可能產生一定的影響,同時也有可能帶來給水的二次污染,相關設施的增加,造成了整個建筑物荷載的增加,對建筑物本身的安全性、穩定性或多或少會帶來一定的影響。第三種給水方式雖說在一定程度上考慮到了第一種方式和第二種方式存在著的明顯不足,如供水可靠、維護方便、消耗較少,但由于該方式的應用所需要水泵型號較多,技術要求較高,因此,在投資成本方面會有所偏高。
通過以上分析,可以明顯看出,各種供水方式各有有缺點和適用范圍,需要結合高層建筑實際情況,選擇經濟、科學、合理的給水方式。
1.2 減壓設計
用水點水壓偏高是高層建筑給水設計中經常遇到的問題,超壓的出現,不但會給居住者的用水帶來諸多不便,還不可能造成潔具配件的損壞,因此,需要注意減壓設計,據筆者的歸納總結,主要有以下幾種減壓設計方式。
①分區設水箱。該減壓方式保證了給水的可靠性,但由于需要水箱設備,需要一定的建筑空間,同時對建筑的荷載會產生一定影響。
②設置減壓閥。減壓閥是減壓設計中的常用方式,主要包括以下兩種方式:其一,將減壓閥裝設在立管上。該方式在一定程度上會節約投資,因為所需減壓閥數量較少,只需要在立管分區處設一組減壓閥即可。但由于減壓閥裝設在立管上,當減壓閥維修時,會對諸多用戶的正常供水產生影響,可靠性方面稍微較弱,且此種方式的進戶支管在室內貫穿距離較長,面積較大,會給居住者的室內裝飾帶來諸多的不便。第二,將減壓閥裝設在用戶分支管上。這種方式便于維修,且維修時不會對太多用戶的給水產生影響,可靠性與減壓閥裝設在立管上相比較高,但由于分支管數量較多,從而也增加了減壓閥的數量,同時也增加了建設成本。
1.3 水表設置與建設管理
①水表設置。傳統的分戶水表布置方式即將一個或多個水表裝設在每個單元住宅的廚房或衛生間處,但此方式在長期的應用過程中產生了諸多的問題,如抄表會干擾居住者生活,也不利于住戶居住的安全性,同時也給抄表人員增加了工作強度,不利于水表的集中管理,甚至有偷水現象出現。這一系列問題促使要不斷創新水表設置方式,出戶設置水表已經成為了新時期水表設置方式的必然發展趨勢。目前,主要有兩種出戶水表設置方法,即管道井集中設置與地面集中設置,可根據建筑物的實情,在綜合比較兩種方式的特點基礎上,選擇經濟、合理的水表設置方式。
②水表建設管理。高層及坡地建筑可采用二次加壓方式進行水表建設和管理,即供水公司以小區為單位建設總水表,建筑開發商通過蓄水池及水泵房的建設來實施二次加壓,供水給住戶。而收費和水表管理工作則由小區物業管理來實施。多層建筑可采用一戶一表方式對水表進行建設和管理,即由供水公司以建筑為單位統一建設水表,當然收費和管理也由供水公司直接進行。為了更大程度的節約用水,方便水表管理,建議高層建筑采用一戶一表的方式對水表進行建設和管理。
2 高層建筑排水系統設計
2.1 下沉式衛生間排水設計
雖說《住宅設計規范》規定,衛生器具排水管不宜進入他戶,但在實際的衛生間排水設計過程中,大部分住宅的衛生器具排水管還穿過和樓板進入到了他戶,這就難免因為排水管理質量問題漏水而造成鄰里關系的不合,甚至是產生矛盾糾紛,影響社區和諧。因此,筆者提出通過下沉式衛生間排水設計來解決這一問題,可作參考:衛生間為下沉地面樓板,而污水橫管設于本層下沉板以上的戶內。這給排水管理的施工帶來了便利,但檢修且有所不便。同時,為了避免由于管道漏水而影響下層居住者的生活,要提高衛生間的整體防水施工工藝和施工質量,在暗封衛生間所有管道之前必須按照相關規范實施嚴格的試壓注水試驗。在不違背《住宅設計規范》規定,又滿足設計功能的前提下,建議衛生間下沉400mm為宜。
2.2 廚房排水設計
筆者認為常規的廚房地漏設置已無太大價值,完全可取消傳統廚房的地漏設計。因為廚房少量的污漬直接用除污工具清洗即可,無需進行全部沖洗。而且地漏容易使水封內積存污漬,若長時間沒有對廚房進行沖洗,水封內容易向廚房散發出臭氣,影響廚房的衛生狀況。同時,若設置地漏,建議將洗滌池排水支管直接接到排水立管,從而可以使地漏排水支管無需進入下層建筑。
2.3 通氣管的設置
3 室內消火栓系統設計
《建筑設計防火規范》規定,7層以上住宅應在室內裝設消火栓系統,但由于空間的限制,這一規定確有難處,使得諸多單元式住宅的消火栓明設于樓梯休息平臺。筆者建議為了達到《建筑設計防火規范》規范要求,可只設置不帶消火栓箱的DN65和干式消防豎管對室內消火,若按照常規方法安裝消火栓,有一道梁正好處于消防箱安裝高度,這樣就只能明裝,不僅不利于休息平臺正常功能的發揮,還影響了休息平臺的美觀,因此,筆者建議可以把栓箱分離暗裝于梁的上下部,位置方面要保證能夠取到消防設備,或者消火栓只留栓口,不裝消防箱、水槍水龍帶。
4 工程應用分析
4.1 給水系統設計
4.2 排水系統
4.3 自動噴灑系統設計
4.4 消火栓系統設計
為了滿足室內消火栓水泵和噴淋水泵吸水滅火,室外設有1座消防池,為550 m3。當任一水泵進水管管道檢修時,另一管仍能供應全部消防水量。為滿足栓水泵故障時由消防車加壓供水,室外上下兩區各設3套防水泵接合器。
5 結 語
給排水設計是一個復雜的過程,涉及到諸多的因素,文章只是結合筆者實際工作經驗總結出了相關設計要點,在具體工程實踐中,還需要根據工程實際,結合工作經驗,參照相關規范,設計出經濟合理的給排水方案。
關鍵詞:房屋建筑,施工,監理,制度,質量
Abstract: housing project construction supervision work in the project quality guarantee, to protect the interests of the state and public interest of society as well as the owner and the construction enterprise legal rights and played a big role, and supervision engineer to do this one phase of work, can realize the project is the key to all the control target of this housing construction project management at present the problems are analyzed, and puts forward concrete strategies of the supervision work well.
Keywords: housing construction, construction, supervision, system, quality
中圖分類號: U415.1 文獻標識碼:A文章編號:
房屋建筑工程施工的監理工作是工程項目建設中的一項重要程序,對工程項目的質量、安全、進度、經濟起著重要作用。筆者結合多年的監理工作經驗,針對當前房屋建筑工程監理工作存在的問題進行分析,并提出了做好監理工作的具體策略。
1.當前住宅工程監理工作存在的問題
1.1監理制度僅局限于施工階段。監理制度應該貫穿于工程建設項目的始終,包括前期的投資決策階段、設計階段、施工招投標階段和工程實施期的施工階段以及工程試運行階段。我國監理工作一般僅限于工程建設項目的施工階段,而且監理單位接受委托后,工程立即就開工,造成監理人員沒能首先熟悉項目情況和施工圖紙,對工程并未深入的掌握和熟悉便開始施工監理。因此,不利于監理工作的順利開展。
1.2監理有責無權。在《建筑法》、《建設工程質量管理條例》及有關監理實施細則和委托合同中,雖然明確了監理單位及監理工程師的責任和權利,但多年來,在監理的責任和權利方面完全按要求實施的工程項目很少。在工程建設中,建設單位對監理工作的干擾相當普遍。從監理方面來講,由于監理公司發展較快,市場競爭激烈,招投標不規范。監理單位為了生存,即使業主違反監理合同要求,也不愿意得罪業主。這樣導致施工現場監理有心無力,不能對工程質量進行正在公正的監督控制。因而在實際監理工作中監理只有責任,而相應的權利得不到保障。
1.3監理企業自身不健全。目前我國建筑業,特別是工程監理市場發展尚不規范,監理企業良莠不齊、形式各異。工程監理企業組織結構、管理制度等很多方面不夠完善,使相當一部分業主對監理承擔全過程管理不放心。由此,監理單位雖然承擔了在建項目質量、投資、進度控制、合同管理、組織協調等服務活動,但業主很難放棄對施工隊伍的選擇、物資采購、工期進度的要求等一系列管理權限。同時監理企業管理體制不完善、考核激勵機制不健全、技術培訓少、人員流動性太大,這些都令監理企業難以良好的向前發展。
1.4監理人員整體素質普遍不高。目前,我國建設工程領域的從事工程監理的從業人員普遍存在專業技術素質不高、專業知識單一、年齡老化,兼職掛名多、在職專業技術人員嚴重不足等問題。其中最突出的問題是這些監理人員對國家法律法規、各種建設規范以及工程技術知識的掌握程度均較為欠缺。
2.做好監理工作的具體策略
2.1做好施工前準備階段的質量管理工作。(1)在加強監理工作人員自身素質教育的同時,對施工企業人員的專業技術素質和人員結構進行監控,使參與施工的人員技術水平與項目工程技術要求相適應。(2)對施工組織設計和質量控制計劃進行審查,施工企業在投標時已有該工程的技術標準,但由于這些都是在投標階段編制的,施工企業掌握的工程資料還不是很完備,這就要求監理單位督促施工企業進駐現場后,根據現場實際情況和企業的實際人員和設備進場情況作一些調整。(3)對施工機械設備的監控。檢查施工機械設備的型號、數量是否與投標文件列出的型號、數量相吻合,是否與工程實際想匹配。其分批進場時間是否能足夠保證施工質量和進度,機械設備安裝后是否報安檢部門檢查備案,并在取得合格證后投入使用。(4)在進行工程監理投標時,應由監理單位的技術部編訂了監理大綱。監理組進駐現場后,在收集工程信息后,結合施工單位的具體情況,制定更為詳細的監理規劃和監理細則。
2.2做好施工過程和竣工驗收階段的質量控制工作。(1)對施工單位的質量管理實施全方位的監控。 (2)對進場材料的質量控制。(3)對關鍵質量控制點的跟蹤監控。在工序施工過程中,重點監督檢查施工人員、施工機械設備、材料、施工方法及工藝或操作是否符合設計和規范要求。(4)做好施工過程中的檢查驗收工作。(5)在竣工驗收階段的質量控制,需對工程項目進行分項質檢,檢查其是否達到設計和規范的要求。當出現不合格產品時,要求施工單位采取措施予以返工,并跟蹤檢查,直到合格為止。
2.3加強對相關質量合同的管理。合同管理是監理工作的重要內容之一,是保證工程四大目標和監理目標實現的重要手段。合同確定了業主與承包商的權利義務關系,是工程實施過程中雙方的最高行為準則,是工程質量發生爭議后的評判標準。工程過程中的一切活動都是為了履行合同,都必須按合同辦事,雙方的行為主要靠合同來約束,所以監理對質量目標的控制必須以施工承包合同為依據。
2.4提高監理隊伍人員素質。實行監理行業準入制度以來,我國監理隊伍的相應專業知識和基本素質有了很大的提高。但是,從綜合素質來講,仍然還不能適應監理市場的需要。因此,要想適應監理工作,必須不斷的學習。(1)堅持不斷、積極主動地學習,盡快掌握相關的法律法規,經濟合同和相近相鄰專業的基礎知識,拓寬知識面,掌握從建筑業的基本構架,形成建設行業的思維特點,同時也要時刻關注建筑市場的發展情況,了解新知識、新技術,跟上建筑市場的發展。(2)要在工作實踐中加強自我鍛煉,注重同行業之間的經驗交流,積極摸索積累經驗,使從業能力逐步提高。
3.結語
總之,住宅建筑工程建設監理在保證工程項目質量、保護國家利益和社會公共利益以及建設單位和施工單位的合法權益等方面發揮了巨大作用。以上是筆者根據多年的建筑工程監理工作經驗總結,對當前房屋建筑工程監理工作存在問題的淺顯分析,提出了一些具體的監理策略,以期待從根本上提高房屋建筑工程質量。
參考文獻:
[1]劉全霞,李慧竹. 房屋建筑施工質量監理過程常見的問題及措施[J]. 河南建材. 2011(01) .
[2]陳小忠. 房屋工程監理的內涵及措施[J]. 中國新技術新產品. 2010(05).
關鍵詞:高層建筑;結構設計;問題分析
Abstract: this article is the author of in recent years work experience of the summary, combined with the author's practical work experience and combining with high-rise residential buildings structure design of the experience to a certain research and discussion.
Keywords: high building; Structure design; Problems analysis
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A文章編號:
1高層建筑結構設計的特點
1.1軸向變形不容忽視
高層建筑中,豎向載荷很大,能在柱中引起較大的軸向變形,對連續梁彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩減小,跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大;此外還會對預測構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整;另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。
1.2結構延性是重要設計指標
相對于低層建筑而言,高層建筑的結構更柔和一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。
1.3水平荷載成為決定因素
一方面,因為高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎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構件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,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,其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度變化。
2高層建筑結構的相關問題分析
2.1結構的超高問題
在抗震規范和高規中,對結構的總高度有著嚴格的限制,尤其是新規范中針對以前的超高問題,除了將原來的限制高度設定為A級高度以為,增加了B級高度,處理措施與設計方法都有較大改變。在實際工程設計中,出現過由于結構類型的變更而忽略該問題,導致施工圖審查時未予通過,必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況,對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。
2.2短肢剪力墻的設置問題
在新規范中,對墻肢截面高厚比為5~8的墻定義為短肢剪力墻,且根據實驗數據和實際經驗,對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制。因此,在高層建筑設計中,結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。
2.3嵌固端的設置問題
由于高層建筑一般都帶有2層或2層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設置在地下室項板,也有可能設置在人防頂板等位置,因此,在這個問題上,結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的問題。如:嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等問題,而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。
2.4結構的規則性問題
新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動,新規范在這方面增添了相當多的限制條件,例如:平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此,結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意,以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
3高層結構設計的參數控制
高層結構設計中各參數的控制將直接影響結構的安全性、合理性,特別有些參數在高層結構中顯得更重要。因此,合理的選取各控制參數,同時調整參數將有助于提高結構整體控制的效率,同時可使結構設計更加安全、經濟合理。以下這些參數控制與調整是工程實踐證明相當重要的參數之一。
1)軸壓比:限制結構的軸壓比,以保證結構的延性要求,當不滿足規范要求時可以通過增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度的辦法調整;
2)層間位移角:限制結構在正常使用條件下的水平位移,確保高層結構應具備的剛度,避免產生過大的位移而影響結構的承載力、穩定性和使用要求,當不滿足規范要求時,只能通過調整增強豎向構件,加強墻、柱等豎向構件的剛度的辦法調整;
3)周期比:限制結構的抗扭剛度不能太弱,使結構具有必要的抗扭剛度,減小扭轉對結構產生的不利影響。當不滿足規范要求時,只能通過調整改變結構布置,提高結構的抗扭剛度;
4)剪重比:限制各樓層的最小水平地震剪力,確保周期較長的結構的安全,當偏小且與規范限值相差較大時,可通過增強豎向構件,加強墻、柱等豎向構件的剛度的辦法調整;
5)剛重比:規范上限主要用于確定重力荷載在水平作用位移效應引起的二階效應是否可以忽略不計,當不滿足規范下限要求時,可以通過調整增強豎向構件,加強墻、柱等豎向構件的剛度的辦法調整;
6)剛度比:主要為限制結構豎向布置的不規則性,避免結構網Ⅱ度沿豎向突變,形成薄弱層。當不滿足規范要求時,可以適當加強本層墻、柱和梁的剛度,或適當削弱上部相關樓層墻、柱和梁的剛度以滿足要求。
4結語
1.為此鶴崗分公司中心機房新購置了具有來電以后空調自啟動,輸入功率4.7kW,制冷量12kW海爾空調3臺,并將空調外機并安裝于7樓樓頂之上使其有良好的通風,能使空調外機熱交換率好,保證空調主機的制冷效果。有溫度傳感報警器,機房溫度要控制在2O℃~25℃。以免服務器設備及網絡元器件過早老化,出現數據丟失或無法存取的故障。通過定期凈化、過濾、通風、除塵,防塵措施消除影響。
2.靜電防護靜電主要來源于機房地板、機房設施及人員的衣物。因此消除和防止靜電的最直接方法是使中心機房內的設備及設施進行可靠接地,采用抗靜電活動地板和防靜電材料設施;工作人員避免易產生靜電的衣物,佩戴防靜電的儀器等;定期使用靜電消除劑,以減少靜電的產生。
3.消防預警及防盜保護中心機房內應常備防火器材,配有專門的干粉式滅火器且保持良好狀態,防盜安全將是中心機房十分重視的一項工作任務,做好防盜工作必須內外結合。
4.供電及防雷在原來建立網絡支出時由于對于北方的雷電災害考慮不足,沒有對機房機器網絡配套設備進行供電防雷。幾年前曾造成過公司內網計算機受到雷擊饋電,致使13臺北電NORTEL420接入交換機損壞,以及核心主交換機電口板卡損壞。按中心機房發展的供電需求,做到有冗余的規劃分配。中心機房供電系統應具備連續、穩定、平衡和分類的特點,以滿足日益增長的機房服務器設備、網絡系統及設施需求。
常用的電源防護技術是采用不間斷電源UPS,以提供良好的供電方式和穩定的電壓,保證中心機房里的服務器設備、網絡及設施系統避免因電源的波動、干擾、停電造成機房內敏感元件受損,信息丟失、磁盤程序被沖等嚴重危害。配備有2臺20kVA的UPS供電。對網絡接入交換機使用RJ45,24口4芯線路保護百兆網絡防雷器,并將地線統一穩固焊接與接地極引線上,做到良好接地。過電壓保護在電子設備的信號線、電源線上安裝相應的過電壓保護器,利用其非線性效應,將線路上過高的脈沖電壓濾除,保護設備不被過電壓破壞。在接入設備前配置有防浪涌防護終端。良好的接地是保障中心機房安全運行的另一個重要措施。地線接法的合理直接影響中心機房供電的穩定可靠運行,而且地線亦能保護人員及設備的安全。接地種類包括工作接地、安全接地、靜電接地、屏蔽及建筑物防雷電保護接地等。其中屏蔽接地應注意直接地與交流地;防雷接地極設在一樓地下,由10根接地極串聯形成接入中心機房。確保進入中心機房的供電持續、平穩、安全。并保證靜電及時導出。
二、規章制度
它包括《機房安全管理制度》、《技術文檔管理制度》、《密碼管理制度》、《信息技術人員管理制度》、《軟件安全性管理制度》、《網絡安全管理制度》等,沒有長時間機房工作經驗的積累,很難制訂出完善且適合本單位的具體詳細的制度。
三、結語
【關鍵詞】房屋建筑;細部構造;設計問題
伴隨著我國建筑行業的日益發展,房屋建筑設計與施工已經在多年的發展進程中積累了非常多的經驗,而且從趨勢發展來看,我國建筑行業已經開始從初期的高速發展走向如今的平穩過渡期。但是,我們不得不承認在房屋建筑細部構造設計中還是存在一些問題或不足之處,作為工程人員的我們只有在今后的設計與施工工作過程中仍然不斷地總結經驗與教訓,以利于發現問題、解決問題和彌補不足之處。
1 房屋建筑細部構造設計中應注意的問題
房屋建筑細部構造設計作為房屋建筑整體設計工作中的關鍵環節之一,往往會直接涉及到在工程竣工完成交付使用后的便利與否。這就要求我們的房屋建筑設計人員一定要具有絕對的工作經驗和專業技能,必須要善于觀察、思考和總結設計工作,可以說房屋建筑細部構造設計是否具有科學合理性一定是衡量一個建筑工程整體設計水平高低與否的重要因素之一。以下內容主要是筆者通過自己自身具備的施工經驗淺談一些關于房屋建筑細部構造設計中應注意問題的看法:
1.1地下室細部構造設計
房屋建筑地下室如果在設計上出現問題,對于建筑工程整體的抗震性能會產生極大的影響。通常,房屋建筑地下室細部構造設計的內容主要包括頂板、底板、基礎、外墻等。首要考慮到的房屋建筑地下室細部構筑設計問題應是荷載問題,地下室結構一般所能考慮到的承受荷載有上部建筑物自重荷載、土壓力、水壓力以及地下室結構自重荷載等,這些應根據房屋建筑地下室設計規范給予準確合理地荷載計算,荷載取值與組合要嚴格按照設計規范控制操作。
房屋建筑地下室頂、底板結構是作為房屋建筑上部結構的一種水平約束支座,一般主要要求其自身結構剛度要絕對好,這樣才能夠對建筑上部結構起到更好的約束作用。在設計工作中常見的問題主要是地下室頂、底板厚度不足、混凝土強度不足以及配筋率不符合《GB5001-2001 建筑抗震設計規范》等。其中底板結構還需要注意要滿足地下室抗滲水和防水的要求,而頂板則需要滿足樓層間的側向剛度要求等。
基礎結構是整個房屋建筑所要承受荷載的總支承結構構件,它所發揮的作用主要是將上部結構及自身結構的荷載間接地通過地基基礎結構均勻地分散給基礎之下的土體結構。房屋建筑基礎的設計內容主要涉及基礎選型和基礎埋深兩方面的問題。它的設計選型問題主要是根據擬建施工現場的地質水文條件和建筑自身對基礎的要求進行基礎選型,一般地基礎選型可籠統地分為淺基礎和深基礎兩種,而淺基礎包括獨立基礎、條形基礎、筏型基礎、箱型基礎和殼型基礎等,深基礎包括預制混凝土樁基礎、預應力混凝土樁基礎、鉆孔灌注樁基礎、人工挖孔樁基礎以及鋼管樁基礎等。對于如何選擇基礎型式,要求工程設計人員要嚴格依據現場地質勘查情況和安裝設計規范進行基礎的選型工作。而房屋建筑基礎的埋深設計則主要是與基礎型式和抗震設防烈度相關,設計過程需要嚴格依據《建筑結構設計規范》內容規定的要求。一般要求建筑設防烈度在七度或七度以上時,對于天然的地基埋深不宜小于建筑物整體高度的1/12,樁基礎埋深不宜小于建筑物整體高度的1/15。特別強調,建筑物埋入地下部分是否具有可靠的側向限制是建筑整體高度的起算標高,如果擬建工程周邊存在裙房,房屋建筑的基礎埋深應從裙房的地下室地面標高算起。
房屋建筑地下室外墻結構的設計計算時需要進行結構的彎矩調幅,底板結構一般作為外墻結構的嵌固端即固定支座,調幅過程中必須要充分考慮到對于地下室結構承載各種荷載的分項系數,外墻側壁底部的彎矩大小應與相鄰底板之間的彎矩大小保持一致,且底板結構自身的抗彎能力不能夠小于側壁的抗彎能力,要求其設計厚度和設計配筋率要相互協調。值得強調的是,如果設計存在與垂直于外墻的鋼筋混凝土內隔墻的外墻板的情況,需要對外墻板進行雙向的最小配筋率計算設計。另外,對于地下室外墻結構的裂縫寬度控制也需要嚴格設計計算,裂縫的出現不得貫通且寬度要控制在0.2毫米以內。在地下室結構設計中地下水位也是地下室抗浮設計的一項重要指標,在實際的地下室抗浮設計工作當中經常出現的問題是只考慮在地下室正常使用狀態下的極限值,往往對于在施工過程中或地下水位增長期的抗浮承受能力設計重視不足,極有可能導致在施工過程中出現由于抗浮能力不足地下室結構局部破壞的情況。抗浮能力不足的情況一般都比較難以處理,設計工作必須嚴格縝密。另外,地下室防滲水的設計工作也要到位。主要是由于鋼筋混凝土構件一般都是帶縫工作的,在設計過程中應多考慮針對鋼筋混凝土裂縫的補救措施,如可以考慮補償收縮混凝土、增加后澆帶、增加構件中的抗變形鋼筋以提高鋼筋混凝土的抗拉能力以及加大鋼筋混凝土構件的養護力度等。
1.2 門窗預留洞的結構構造設計
目前,房屋建筑結構施工與設計越來越青睞于房屋外窗的固定扇設計,從實際設計經驗來看,固定扇窗的玻璃面積通常不宜過大,這主要是會給入住居民的正常生活帶來不便,通風條件一般都不能達到預期的效果。
門窗預留洞口的窗墻比在對于房屋結構節能設計方面會起到關鍵性作用,這方面主要存在的問題是在許多房屋建筑設計當中所有的外窗都設計為大窗口,以圖能夠獲得更好的采光和立面效果,但是我們知道并不是所有的窗口都能實現采光效果的,并沒有必要一味地把每一扇窗戶預留洞設計為大洞口窗戶。因此,可以根據每一扇設計窗戶的位置和朝向適當地減小或縮放窗墻比以達到節能設計和居用便利的“雙贏”效果。
為了能夠在安裝門、窗框時可以減少損壞預留門、窗洞口結構保護層,可以改進傳統的內凹型式設計,以外凸型式取而代之。在避免損壞結構保護層的同時還可以改善外窗的防水性能。應用外凸型式窗就需要注意到窗口頂、底板結構和側壁結構的保溫設計,這就要求保溫設計既要滿足整體節能的設計要求,同時還需要考慮到結構最小傳熱系數的要求。 我們都知道居住房屋保溫和隔熱最薄弱的地方就是門和窗,而真正成為設計人員所忽略的重要關鍵在于門窗結構與洞口結構保護層之間的縫隙。而從我國制定的有關節能設計標準規范的文件內容來看,對于房屋建筑門窗的節能設計標準是具有明確規定的,但是實際情況是設計工作不容易到位,或部分施工企業在安裝門窗施工過程中往往出現質量問題。因此,必須針對對這一方面的問題,做到徹底地規范和整治。
2 結束語
房屋建筑結構設計是一項事無巨細的工作工程,往往容易被忽略。篇幅所限,筆者僅對地下室細部結構和門窗預留洞口結構的設計作了一些淺顯地闡述與分析。旨在于能夠通過歸納總結學習房屋細部構造設計方面的專業知識,以供同行朋友們相互交流學習與探討。
參考文獻
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作者簡介:
結合工作經驗,分析了提升鋼結構耐火性能的主要措施,介紹了鋼結構防火涂料的類別與選用原則,并針對鋼結構防火涂料在使用中存在的問題,提出了具體的解決策略,從而提高鋼結構建筑的安全性。
關鍵詞:
鋼結構;耐火性能;防火涂料
0引言
鋼結構主要由鋼柱、鋼梁等結構組成,通常采用的是焊縫、柳鋼釘、螺栓等結構方式。房屋的骨架結構使用鋼材作為建筑材料,其主要性能特點是耐磨耐久、重量比較輕、安全便捷和工期短等優勢。自20世紀80年代以來,我國的鋼結構技術不斷進步,其應用范圍也比較廣泛,比如商務大廈、酒店、圖書館、工業建筑等多功能建筑物。超高層在建設過程中,采用鋼結構是必然的,這主要是混凝土結構太重,會影響到建筑荷載;采用鋼結構自身結構較輕,能夠托起更多的承重量。
1鋼結構建筑耐火性能的分析
鋼結構雖然不具備燃燒性能,但是導熱性能非常好,自然狀態下導熱率高達58.2W/(m•K)。如果鋼結構遭遇火災影響,鋼構件溫度超過200℃后強度開始減弱,溫度達到350℃,500℃,600℃時,強度分別下降1/3,1/2和2/3,到500℃左右,其強度下降到40%~50%,當溫度超過700℃時,構件強度要減少90%以上。通常情況下,火災發生5min時間內,火場中的高溫會上升到55℃。最典型的就是美國“9•11”事件,導致世貿大樓出現垮塌原因主要是受到高溫烘烤而倒塌的。鋼結構因為受熱變形巨大,而自身重量卻較重,就出現了垮塌現象。依據GB50016—2014建筑設計防火規范5.1.2條規定:針對耐火等級為二級的民用建筑,它們的柱梁以及模板和屋頂承重結構的耐火級別,不能小于2.50h,1.50h,1.00h。當前,我們新建的無論是民用還是工業建筑耐火等級均要求在二級以上。而試驗表明:如果鋼結構建設完成后,沒有布置任何的防火設施,經過0.25h火燒后,就會出現大面積變形,因此,鋼結構的防火性能研究,主要是對于其如何進行防火保護入手,其實際效果具有非常好的推廣意義。
2提升鋼結構耐火性能的主要措施
如果建筑物采用的鋼結構作為主要支撐結構,則必須要進行必要的防火措施,以保證在高溫下性能不被改變。根據國內外大量經驗總結得出,主要有如下幾種方法。
2.1鋼結構外表面均勻涂抹混凝土或者耐火磚
鋼梁、鋼柱的主要防火措施是在其結構的外部纏繞一些鋼絲后,再涂抹一層混凝土,鋼結構外表面就用混凝土外墻或者使用耐火磚將鋼構件完全封閉起來,以對鋼結構進行保護。單由于保護層太厚,就會增加建筑的荷載力,因此,在當前的建設過程中,使用并不是非常廣泛。
2.2使用防火板對鋼結構進行“包裝”
使用一些不燃材料進行包裝,比如水泥板、石膏板以及硅酸鈣板等。防火板直接置于火災高溫中。但是,在我國當前建筑過程中,防火板的應用處于啟始階段,在應用的過程中該類應用方式運用較少。
2.3水冷卻法
水冷卻法包含多個方面,其中以水噴淋和疏導兩種方法應用最為廣泛。水噴淋方法的主要內容是在鋼結構頂部設置一些噴淋設施,與市政網絡聯系起來,一旦發生火情,自動或者手動噴灑水,在鋼構件外側形成一個完整的水膜,達到降溫的效果。疏導方法指的是將傳遞到鋼結構件上的溫度通過一定的方法及時傳導出去,保證鋼結構件的溫度不會達到其極限溫度,進而保護其不備損壞。雖然水冷卻法從技術上可行性較強,但是實際工作中使用的數量非常少。
2.4表面噴涂防火材料
在鋼結構外表面涂上一層具有防火性能的材料,從而將鋼結構件與外界火源隔離開,避免其受到外部熱源的傷害,也就保證其不會出現大面積塌陷現象。上述四種方法比較得出,噴涂防火涂料的方法施工最簡便,成本低廉,可以根據構件不同進行工作,使用范圍比較廣,工程效率也比較高。所以,本文將重點以噴涂防火涂料作為主要研究對象,總結出最佳的防火方案。
3鋼結構防火涂料的運用
3.1防火涂料的類別鋼結構
防火涂料的種類非常多,但是可以大致概括為:以無機材料為主的厚型非膨脹涂料、有機材料為主要組成的薄型涂料以及超薄型膨脹涂料等三種。厚型非膨脹涂料的噴涂厚度一般在10mm~40mm,耐火極限可達0.5h,甚至需要更長時間。厚型防火涂料的主要成分一般是無機材料,由于其防火性能極佳,且經過大量實踐經驗總結出,其可靠性較強,但是整體質量較高,涂料的顆粒也比較大,外表面不美觀,造成整體建筑物外形不能達到工程要求,所以此種方法通常使用在不暴露在外的表面上。薄型膨脹涂料,其通常情況下的厚度在3mm~10mm之間,該種材料受熱后會膨脹,進行在其表面形成一個耐火層,防止鋼結構表面溫度過高,保護其不被損壞。這種涂料一般使用的是乳膠聚合物再加之阻燃劑和添加劑而成。超薄型涂料主要是指厚度在3mm的涂料,其在受外界熱量影響時,會形成一個外表隔熱層,是近年來才發明的新技術。其可以選擇噴涂、刷涂或者滾涂的施工方式,多用在耐火不超過2h的鋼結構上。與其他兩種材料相比較來說,其更具有粘度細、使用便捷以及外觀非常美觀等優點。
3.2鋼結構防火涂料的品種選用
CECS200∶2006建筑鋼結構防火技術規范第9.1.3條規定,鋼結構應如何選擇防火涂料,遵循以下幾個條件:
1)高層建筑或者其他隱藏的位置,必須保證耐火極限在1.5h以上,一般使用非膨脹型防火涂料。
2)室內或者其他需要裝修的部分,可以選擇耐火極限在1.5h以內的,多選擇膨脹型涂料。
3)如果要求耐火極限必須在1.5h以上時,或者室內的建筑結構,此時不應選擇膨脹型防火涂料。
4)露天建筑應根據環境選擇防火涂料,并且在施工完成后的一年內,涂料性能不會因為環境的侵蝕受到限制。
5)復層涂料混合使用,底層必須能夠與防銹漆搭配使用,增強鋼結構的防銹功能。
6)膨脹型防火涂料在開始使用前,必須經過嚴格的耐火試驗,確定合格后方能進行使用。CECS24∶90鋼結構防火涂料應用技術規范規定,應用鋼結構和防火涂料時,應遵循以下幾個方面:
1)室內外露結構或者有裝飾性要求的結構部分,要選在耐火性能在1.5h或者以下的,通常使用的是薄型防火涂料。
2)室內隱蔽結構、高層建筑或者工業廠房,一般選擇耐火極限超過1.5h的防火涂料,一般是厚型涂料。
3)露天結構要選擇能夠在外部使用的涂料。不管依據什么原則選擇防火涂料,都應該遵循以下原則:
1)使用安全,無毒無害;
2)與鋼結構部分融合在一起;
3)選擇能夠達到結構預定的耐火極限;
4)鋼結構構件遇火發生變形后,防火涂料還應該保持原有形態,性能不會發生變化;
5)有效降低工程成本。
4鋼結構防火涂料使用問題
4.1市場亂象多,不合格產品猖獗
就目前來說,鋼結構防火涂料市場非常混亂,存在大量的不合格產品,當這些產品流入到建筑工程中時,必然會造成非常嚴重的后果。因為鋼結構涂料的驗證時間非常長,投入資金比較多,風險也比較大,所以在工程驗收時,通常是進行涂料的厚度檢測。因此,當生產、銷售企業將樣品送到國家防火檢測中心檢測時,往往與其銷售的產品完全不同。市場管理機制也存在很大的缺陷,對于那些生產、銷售不合格產品的企業懲罰力度不夠,違法成本低。目前很多地方在工程驗收時,都要求其提供具有國家檢測資質的防火涂料檢測報告,但是因為檢測部門利益關系,并沒有根據國家規定進行檢測,無論是檢測樣品、數量還是種類,都存在較大偏差,有的檢測機構還會提供一些虛假報告。
4.2偷工減料,給工程帶來安全隱患
鋼結構防火涂料的耐火性能與其噴涂厚度有著很大關系,在進行施工時,必須嚴格按照標準噴涂,保證其能夠達到國家規定的防火標準。如果在進行建筑物裝修時破壞了防火涂料,必須要進行補救措施,保證其達到預定效果。目前市場上包工包料的涂料價格在20元/m2~60元/m2都有,價格低廉的部分必然存在偷工減料、以次充好的現象。
5鋼結構防火涂料的現場驗收
在實踐過程中,為了能夠保證鋼結構防火涂料使用要求,能夠滿足《建筑設計防火規范》的相應規定,在實踐過程中,除抓好防火涂料的生產,銷售源頭管控以外,做好施工現場的監督驗收也非常重要,相關單位和部門應嚴格按照標準進行驗收,保證質量達標。對工程驗收時,應遵循以下幾個方面。
5.1薄型防火涂料的具體要求
1)厚度達到設計要求。
2)無漏涂、裂縫等現象,如果出現裂縫,寬度必須保證在0.5mm以內。3)涂層應牢固附著在鋼結構表面,無鼓包、脫層現象。
4)涂層外觀符合要求,表面平整度較高。
5.2厚涂層涂料必須遵循的要求
1)涂層厚度符合國家標準。如果厚度不達標,必須保證達到在規定范圍的85%,同時長度范圍不能超過1m,間隔5m范圍內不能出現相同的地區。
2)涂層接縫部門嚴密,鋼結構部分無。
3)涂層施工完畢后不能有裂縫,如果存在,其寬度應控制在1mm范圍內。
4)涂層與內部鋼結構結合牢固,無鼓包和松散現象。
5)涂層表面無乳突。有具體外觀要求時,應保證外觀美觀,母線不直度和失圓度必須控制在8mm以內。
6結語
當前,在建筑領域中,鋼結構已成為建設的重要組成內容,并且隨著建筑高度的不斷升高,鋼結構的應用越來越廣泛,而為了能夠提升公共安全性能,對鋼結構的防火性能進行研究,已然成為當前建筑工程師需要解決的問題。在實踐過程中,不管我們是鋼結構防火涂料的生產者、銷售者,還是使用方、施工方,尤其是監管和驗收部門,在工作的過程中,需要本著對人民群眾生命和財產高度安全的態度嚴格把關,確保施工質量。
參考文獻:
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高層建筑結構的設計是一個復雜繁瑣的內容,其中需要注意的內容涉及也十分廣泛,根據多年的工作經驗總結,主要集中在以下幾個方面:
1高層建筑結構方案的選擇
合理的結構設計方案對于工程來講是十分關鍵的,好的設計方案在滿足結構形式和體系的基礎上,還要充分考慮造價成本,把經濟適用發揮到最大程度。結構體系的最基本的原則是受力明確、傳力簡單,結構方案盡滿足使用、安全要求的基礎上,盡量的簡潔。在相同的機構單元中的結構體系選擇應該統一,如果高層所在的地域地震頻發,那么在應力的設計上應該滿足平面和豎向的全部規則。最終的結構方案的確定,需要對地理條件,工程設計需求,材料的選擇,施工條件進行全面的考量和整合,并且和建筑水、暖、電各個分項相互協調,綜合各方面因素進行最后的敲定。
2高層建筑結構后計算簡圖的選擇
計算簡圖是進行高層建筑結構設計的基礎,是所有計算數據的出處和根源所在。關系到各環節的建筑尺寸和誤差。如果不能選擇合理的計算簡圖,對于結構安全就會埋下隱患。因此,高層建筑結構設計的安全保障前提,就是合理計算簡圖的選擇。同時,在選擇了計算簡圖之后,還應該采用相應的構造方法保證其安全性。在結構的實際施工中,結構節點不單單是鋼節點或者鉸接點,要使得計算簡圖的誤差在規定的允許范圍之內。
3計算結構進行準確的分析
科技的發展也推動建筑領域不斷的進步,計算機作為現在科技發展的集中產物,自然在建筑結構設計中也得到了廣泛的應用。經過幾年的發展,市場上的計算機軟件種類和數量都大大提升,但問題也隨之涌現出來,很多時候,統一種類的計算數據在不用軟件中處理產生的結果并不一致。這就對計算數據的準確程度提出了嚴苛的校對要求,也對結構設計人員的能力提出了更高水平的要求。在全面了解軟件的使用范圍和條件的基礎上,選擇最為合理準確的軟件也成為設計人員必須完成的課題。與此同時,建筑結構受到各種不可掌控的實際情況制約,與計算機得出的理想結果不能達到完全的吻合,因此在計算機輔助設計的同時,設計人員的主導能力還是最為關鍵的。另外在計算過程中,應該盡量減少人工輸入誤差或者軟件自身存在缺陷所造成的計算結果不準確,加強得出結果后的校正工作,加以合理的主觀判斷,得出最終準確有效的計算成果。
4高層建筑基礎設計的選擇
高層建筑的基礎設計應該以地質條件作為依據,地層結構的不同,在地基的類型方面也會有所差異。不僅如此,在建筑基礎方案的選擇方面,還應該充分考慮高層建筑上部的結構類型、荷載的分布特征、施工的技術條件以及相鄰的結構物基礎之間是否存在影響等方面的因素。基礎方案的選擇,最終目的是能夠使得地基的潛力在最大程度上得到開發和利用。必要的時候,應該以模型的形式對地基的變形情況進行檢驗。在建筑區域的地質勘探報告有在缺陷時,應該進行現場勘查,參考附近相鄰建筑物的基礎結構資料,制定出最為合理的基礎設計方案。
5高層建筑應采取相應構造措施
強剪切力弱彎變,強壓力弱拉力是高層建筑結構設計的基本原則。在柱子的設計方面強度要高,梁相對較弱。在架構的設計過程中,要充分遵循以上原則,做好薄弱部分的處理工作,對鋼筋的強度和錨固長度給予足夠的重視,特別是結構構件的延性和溫度應力要經過重點探究之后,才能敲定最后的構件方案。
高層建筑結構設計中常見問題與對策
1超高問題
基于抗震性能以及風壓雪壓等方面的考慮,我國在建筑結構的高度方面有著比較嚴格的要求,但近年來高層建筑超高現象時有出現。針對這種情況,新高規給出了明確的限制,不僅將高度規定為A級,而且增加了B級高度,在高層建筑結構處理的方法和措施也有了明顯的改善。若想解決這樣的問題,就要在圖紙的審核上對高度問題給予足夠的重視,出現超高現象要嚴格禁止施工,對于不能通過審核的圖紙,應該重新進行設計。避免由于超高現象造成的安全隱患。
2斷肢剪力墻的設置問題
在新的高規中對斷肢剪力墻有了全新的定義,主要是指墻肢的截面高度和厚度比在五到八之間剪力墻。按照實際的經驗和數據,由于斷肢剪力墻在強度和結構性能上存在的缺陷,新的規定中對于斷肢剪力墻的使用也進行了進一步的限制。斷肢剪力墻的設置一直都是高層建筑中比較棘手的問題之一,最為有效的解決方式就是使用其他的墻體結構取而代之,盡量減少或者避免斷肢剪力墻在高層結構設計中的出現。
3結構規則性問題
在有關高層建筑的諸多相關規定中,都不約而同的對于高層建筑結構的規則性做出了制約,可見其重要的地位。諸如結構嵌固端上層與下層的剛度比、平面和立面的規則設計等都被重點的進行了描述,并且對于高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案給予了強制性的規定,為了能夠解決這樣問題,避免后期施工的設計階段出現返工現象,要在設計之初就仔細研究好結構規則性的各方面約束,對于硬性規定不可越界進行施工。
結束語
關鍵詞:高層建筑;節能設計
Abstract: this article is the author of in recent years work experience summarized according to the present situation of the huge energy consumption now from various aspects of building energy saving technology and the development in the future for a preliminary discussion.
Keywords: high building; Energy saving design
中圖分類號:TU201.5文獻標識碼:A 文章編號:
1優化建筑位置朝向設計及體形設計
高層建筑的定位首先應考慮對城市環境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量。在寒冷地區人們十分珍惜陽光帶來的溫暖。據有關資料分析,地球每年接收的能量有60億千瓦,這么大能量棄之可惜,從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器,陽光不僅對人的身體健康有著很大影響,對建筑的節能也有著十分重要意義。寒冷地區城市規劃應注重應用日照原理。合理的確定建筑位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能,因此,建筑的方位與節能有著直接關系。
如在北緯40~45度地區,冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多兩倍,而在夏天東、西向所得到的能量比南向多2.5倍,不同朝向,不同季節,建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同,熱損失也不同,尤其是在冬至前后,由于太陽高度角低,房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多。在確定建筑的方位時首先應考慮環境情況,按其太陽高度角做出日影響圖,以確定冬季每天的日照時間,建筑南向開窗面積盡可能大些,在滿足采光條件下,北向、東向窗盡可能小些,從而獲得更多的太陽光線,減少熱損失,保持室內舒適的溫度環境。
合理的建筑體形能夠減少高層建筑物與外界的熱量交換,在其他條件相同時,體型系數(建筑物護面積與其所包圍體積之比)越大,單位面積散熱量也越大,對節能不利。因此,正確處理建筑形式多樣化和節能的關系,是高層建筑設計中應當引起重視的問題。
另外,高層建筑物的外形越簡單,其外殼的表面積越小,熱交換量亦越少。因此,高層建筑物的造型宜簡潔、完整,盡量避免復雜的輪廓線。
2優化圍護結構墻體設計
2.1外墻是圍護結構的主體部分,高層建筑的圍護結構不同于磚石結構房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重,因此,圍護結構屬于填充材料,為了減輕荷載,達到保溫、隔熱要求,采用輕質高效保溫材料,目前在寒冷地區常用的墻體做法有、頁巖陶粒混凝土空心砌塊;粘土空心磚與實心磚復合墻體;粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等。但存在問題較多,節能的效果仍達不到標準的要求。圍護結構的材料布置分外側和內側,在寒冷地區的同一氣候條件下,由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止墻體內產生冷凝水,保溫層設在外側更為妥些。
2.2高層建筑的圍護墻體不宜采用外側保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板),巖棉板等輕質保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年,多則上百年,材料的應用與建筑整體的壽命應同步。對于輕質的外保溫復合墻體,筆者認為存在以下不足之處:(1)抗震能力差,易松散,與結構構件結合不好,整體性能差。(2)不能承受外部裝修貼、掛荷載,如:貼石材,安裝裝飾構件等。(3)不能承受有振動的鑿、刨的裝修,如:剁斧石面層、予留洞。槽易出現冷橋。(4)墻表面易出現裂紋。除此之外,復合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環節。據測定,高層建筑所出現的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應引起設計者重視,采取有效構造措施盡可能避免產生冷橋。
2.3國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護結構保溫,歐、美各國取得不少先進經驗。某些歐美國50%左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強度,避免了輕質復合材料墻體的一些弊端。
2.4受陽光照射的高層建筑物屋頂,表面溫度比其他圍護結構高得多,對室內溫度影響很大,頂層住房冬冷夏熱現象十分明顯。對此,除必須考慮屋面隔熱保溫措施以外,還可從建筑設計角度考慮在頂屋設置通風隔熱層或將頂層做為設備間等,形成2次隔熱,減少屋面溫度的影響;在炎熱地區的屋面可通過蓄水(如屋頂游泳池)和屋面定時噴水系統使屋面顯著降溫。
3圍護結構的節能
3.1外墻的節能技術。外墻的節能措施,目前主要是使用環保節能型建筑材料,可以有效減少通過圍護結構的傳熱,從而減少各主要設備的容量,達到顯著的節能效果。采用新型墻體材料與復合墻體圍護結構。復合墻板構造復雜一些,但它將材料區別使用,可采用高效的隔熱材料,能充分發揮各種材料的特長,板體較輕,熱工性能較好,適用于住宅、醫院、辦公樓等高層建筑的外墻。在進行經濟性、可行性分析的前提下,在墻體內外側敷設保溫隔熱的新材料。另外,目前還有可調節的外墻,即采用多向、多層、可開、可閉的外墻,以適應不同的氣候,減少空調,采暖的時間,降低能耗。
3.2窗的節能技術。玻璃窗不僅傳熱量大,而且由于其熱阻遠小于其他圍護結構,造成冬季窗戶表面溫度過低,對靠近窗口的人體進行冷輻射,形成“輻射吹風感”,嚴重地影響室內熱環境的舒適。目前,就窗的節能措施,主要是從以下幾個方面考慮:
首先,控制窗墻面積比。窗戶既有引進太陽輻射熱的有利方面,又有因傳熱損失和冷風滲透損失都比較大的不利方面。就其總效果而言,窗戶仍是保溫能力最低的構件。由于通過窗戶的熱損失比例較大,因此我國規定:南向的窗墻比≤0.35,東西朝向的窗墻比≤0.25(單側窗)、≤0.30(雙側窗),北向的窗墻比≤0.20。其次,提高氣密性,減少冷風滲透。最后,提高窗戶的保溫能力。包括改善窗框的保溫性能以及使用中空玻璃來改善窗玻璃部分的保溫能力。
中空玻璃是由兩片(或兩片以上)平行的玻璃板粘合而成的玻璃組件。其兩片玻璃板間通過間隔條(注滿專用干燥劑一高效分子篩吸附劑)隔出一定寬度的空間,并使用高強度密封膠沿著玻璃的四周邊部進行密封。由于中空玻璃在構造上存在空氣夾層,從而有效地降低了傳熱系數,達到節能的目的,同時隔聲性能也很好。根據玻璃構造不同,中空玻璃又有PET雙中空玻璃、LOW-E中空玻璃等多個品種。若中空玻璃中充裝氬氣等惰性氣體,將進一步增大中空玻璃的熱阻;若采用熱反射鍍膜玻璃或低發射率鍍膜玻璃組成的中空玻璃,更可以顯著提高外窗的保溫性能。關于使用中空玻璃的實例,紅谷灘的紅谷大廈就是一個例子。它使用的是LOW-E玻璃,這樣可以減少每天的運行成本,減少能源消耗,降低環境污染。
結語
關鍵詞:管道;燃氣設計;安全設計
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
本文對高層建筑管道燃氣設計中管道的安全設計問題進行了探討,認為高層建筑的燃氣管道設計過程中,應綜合考慮燃氣管道安裝建筑的氣源、壓力、建筑、安全、環境以及消防安全、建筑結構的特點以及高層建筑長期發展等多方面的因素,由此確定切實可行的燃氣管道設計方案。我通過對高層建筑燃氣管道設計的安全設計和實踐經驗分析,總結出了解決燃氣管道設計中的常見問題和解決的措施。
1.計算管道附加壓力
1.1管道附加壓力
通過對相應文獻資料的研究,民用低壓天然氣燃具的額定壓力為2000Pa,高層建筑允許燃具前壓力存在一定范圍內的波動。而當燃具的壓力在額定壓力的0.75-1.5倍范圍內波動,從而能達到高層建筑燃燒器的要求,若是超過了一定的范圍,燃具的熱效率較低,燃燒并不穩定,燃燒過程中的噪聲較大,將導致脫火或者回火等現象。此外由于燃具的不完全燃燒,煙氣中的一氧化碳含量超過了一定的范圍和限度,從而引發了相應的事故。
高層建筑的燃氣管道的設計過程中,在一般狀況下而言具有四個方面的問題,也就是燃氣管道輸送介質由于高程差產生的附加壓頭、建筑沉降對管道的補償以及燃氣管道溫差變形應力補償和管道自重所引發的燃氣管道的下沉。如合肥市高層建筑的天然氣管道設計中,一般采用低壓進戶模式,在低壓燃氣管道的壓力損失計算過程中,應考慮由于高層建筑高度所引發的燃氣的附加壓力,由于高層建筑中的低壓管道網絡中只有極少數的部分是使用燃氣,然而高層建筑離調壓器距離較近時,自調壓器的出口管道和燃氣計量表之間的整個燃氣管道壓力的壓降數值十分小,從而可認為引入燃氣管道前壓力接近于調壓器的出口壓力。附加的壓力疊加容易造成部分層次上的用戶燃氣灶前的壓力超過最高允許的壓力范圍,這樣的燃氣管道設計狀況并不利于燃氣管道的設計和運行。
1.2附加壓力計算
以具體的附加壓力為特征分析,由于高層建筑管道燃氣設計過程中附加壓力的作用,當附加的壓力值超過一定的高度時,將導致燃氣的燃具的前壓力將超過額定壓力的-1.5倍。如在高程建筑引入燃氣管的壓力為p1,2000Pa,假設處于最不利于燃氣管道安裝狀況,也就是高層建筑中中只有幾處用戶使用天然氣,附加的阻力實際僅為燃氣表阻力以及燃氣管道主管和支管的阻力。燃氣用戶的燃具前壓力為p2,那么可得出如下公式:
p2=p1+ΔH-150Pa=1850Pa+5.83h
(ΔH為附加壓力,計算方法詳見《城鎮燃氣設計規范》)
當燃氣用戶燃具前壓力值達到3000Pa時,h的值為197m。由此,當相應的建筑高度超過197m時,對燃氣管道附加的壓力將導致灶前壓力大于燃氣燃燒器的運行范圍。為了減小燃氣灶前的壓力波動范圍,使燃氣系統的壓力與額定壓力相近,在燃氣管道的安裝過程中,還應采用必要的措施,有效減小附加壓力對燃氣管道所造成的影響。
1.3附加壓力影響的消除
通過對較低的高層建筑,由于其附加壓力較小,由此可以采用縮小燃氣立管的直徑以及設置分段閥門的方式減少高層建筑燃氣管道附加壓力的影響。而對于較高層的高程建筑燃氣用戶,可在燃氣表前設置低壓調壓器,或者將高層的供氣系統與低層的供氣系統分開,滿足高層建筑中不同樓層用戶燃氣需求。超高層的建筑可通過中壓進戶、燃氣表前調壓等方式,在用戶的燃氣表前設置低壓調壓器,使燃具前壓力大約為2000Pa。
2.高層建筑的沉降
2.1建筑物下沉的補償
高層建筑一般整體較大,建筑基礎所承受的靜動載荷十分大,由此高層建筑在某個層面上而言容易導致整體的沉降,高層建筑的竣工后三年,建筑的沉降速度較大,大約可達到5~10cm。高層建筑的沉降將導致燃氣管道遭到破壞,最主要的由于建筑物內的燃氣管道隨著建筑物整體沉降,然而建筑物外部埋地或者架空管道則靜止不動,由此在管道的引入處產生了阻止建筑物下沉的力。隨著建筑物沉降的增加,燃氣引入管受到的抗力增加,沉降達到一定的數值后,燃氣管道將產生形變和斷裂,最終導致燃氣泄露,導致燃氣供應中的事故。
高層建筑沉降所帶來的對燃氣管道的不良影響,在高層建筑的燃氣管道設計中應綜合考慮,并根據高層建筑狀況調整燃氣管道工藝設計,從而實現更為優化的設計。也可在燃氣引入管位置安裝伸縮補償管或者金屬軟管抵消高層建筑沉降所帶來的不良影響,由此高層建筑的沉降過程中由于伸縮補償管吸收相應的抗力,有效防止了燃氣管道的斷裂等破壞。同時對金屬軟管的引入,利用波紋管隨著外力變化而撓變的特點,減少了燃氣引入管位置所遭受的應力,由此實現了高層建筑沉降力度的補償,由此保護了燃氣管道。金屬波紋管補償量較大、耐腐蝕、抗震、抗疲勞,具有良好的密封性、耐溫性,同時使用時間較長等特點,由此在各行各業中實現了廣泛的應用。
2.2立管的變形補償
高層建筑的燃氣管道立管長度較大,而當燃氣管道安裝到投入運行后,由于環境溫度的變化,導致管內存在的溫差使管道產生了應力,并且燃氣管道自身的重量也將壓迫管道,導致管道下沉,并沿著軸向產生形變。高層建筑室內的燃氣管道一般使用鋼管,其變形量的計算公式為:ΔL=0.012ΔtL
其中,ΔL為燃氣管道的變形量,L為立管的長度,Δt為燃氣管道安裝以及燃氣供應運行中產生的最大溫差。在對立管的應力補償設計中,首先,應根據高層建筑燃氣設計的具體數值計算出立管的最大變形量,同時在立管上設置波紋管,進行分段設置,由此設置的波紋管將根據立管的形變而伸縮,并且抵消立管的溫差應力;其次可在立管的底部設置支撐墩,減少立管由于溫度差異導致的管道形變;最后,還可在立管上使用撓變管道補償裝置,在一定程度上還可減少高層建筑震動對燃氣管道的影響。
3.高層建筑燃氣管道設計中的安全設施
燃氣易燃易爆,一旦建筑的燃氣管道發生泄露,由于高層建筑人員較為密集,由此燃氣的泄露和相應的事故將造成較大的損失或者傷亡,帶來嚴重的社會影響。由此高層建筑的燃氣設計應嚴格執行相應的標準和規范嚴格施工,同時還應采取一定的安全措施:在燃氣引入建筑室外設置燃氣供應的快速切斷閥門,在室內的燃氣管道上設置自動切斷閥和燃氣快速切斷閥門;在燃氣的供應點以及燃氣管道經過的高層建筑房間設置安全警報,同時將安全警報系統與自動切斷系統及排風系統結合起來,實現集中監控體系。
4.結語
高層建筑管道燃氣應與建筑主體同步設計、同步施工,從而達到最佳的效果。當然,安全防范在各個部門中均需要進一步提起重視,只有充分認識到安全的重要性,才有可能實現優秀的安全設計。
參考文件
[1] 淺談住宅樓室內外燃氣管道的設計與施工.曾海靜.中國科技信息,2005第12C期.