時間:2023-03-17 18:13:56
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從其本質(zhì)上來講,諧波是電流中交流電所含有的頻率是基波的整數(shù)倍的電量。簡而言之,就是非正弦的電量進行的傅里葉級數(shù)的分解產(chǎn)生的電量。在我們的日常生活中交流電為一般頻率,因此在廣義的諧波概論中分有:分級諧波,間諧波和次諧波等多種分類方法。諧波原被定義為聲學(xué),后來由于使用靜止汞弧變流器造成了電壓電流波形的畸變。由此諧波與電氣系統(tǒng)有了深刻的結(jié)合,也有了廣泛的運用。造成諧波的主要非線性負(fù)載有ups,開關(guān)電源,整流器,變頻器等。
(2)諧波的產(chǎn)生:在一般的供電系統(tǒng)中
電流和電力系統(tǒng)相應(yīng)產(chǎn)生的額定電壓值就會因為電磁共振而有非正弦波的產(chǎn)生。所以當(dāng)我們把該種波形進行簡易的分解從而產(chǎn)生出現(xiàn)的一種波就是諧波,因此在一個電力系統(tǒng)中,諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時,其所承受的電流可能會有不穩(wěn)定的非正弦電流出現(xiàn),由此而形成的非正弦電流就是諧波。因為在一個電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的頻率不同,我們也可以把諧波分為奇次諧波,偶次諧波和分量諧波。
(3)在平衡的三相電力系統(tǒng)中
直流與工頻之間的間諧波是由非正弦性電流疊加在主電流上的,所以諧波通過諧震在民用建筑管理方面也有諸多運用。我國也在諧波領(lǐng)域有極好的檢測和管理。例如電能質(zhì)量測量儀。該設(shè)備可以有效的利用諧波來監(jiān)測電力系統(tǒng)是否已經(jīng)平衡。可以測量三相電壓、三相電流的諧波和序分量。該產(chǎn)品可以廣泛的應(yīng)用于變電場、風(fēng)電場以及民用建筑的電力系統(tǒng)的維護中。
2諧波給民用建筑的電力系統(tǒng)帶來的影響和危害
(1)諧波容易降低電力系統(tǒng)容量,如變壓器、斷路器、電纜等。
當(dāng)在一個電力系統(tǒng)中系統(tǒng)的容量降低,會引起阻抗的變化,從而導(dǎo)致電流系統(tǒng)的不穩(wěn)定和電壓的不穩(wěn)定,長此以往容易加速設(shè)備老化,縮短設(shè)備使用壽命和家庭電路電器的電能耗損,使電能被浪費,加重了居民的電費開銷。在理想的公用電網(wǎng)所提供的電壓應(yīng)該是單一而固定的頻率以及規(guī)定的電壓幅值。然而諧波電壓和諧波電流的出現(xiàn)對公用電網(wǎng)是一種污染。它使電設(shè)備的環(huán)境被惡化。也對周邊的電磁訊號造成了干擾。如當(dāng)我們接聽電話,看電視都會因為諧波的影響而造成通訊不良等情況。
(2)諧波在電力系統(tǒng)中的出現(xiàn)對電力造成了浪費,更重要的是使供電的可靠性降低。
如果諧波不加治理,那么它是不會自然消除的,就如永恒磁場一樣,它會干擾很多設(shè)備的正常運行,因此諧波也會干擾整個電力系統(tǒng)的平衡,使大量游集在電網(wǎng)中的諧波電壓電流增加損耗,從而使得電力設(shè)備過熱,從而電網(wǎng)的電阻增大。嚴(yán)重時會使整個電力系統(tǒng)癱瘓,導(dǎo)致大面積停電。如果電網(wǎng)中的諧波源太過密集,則可能會出現(xiàn)電磁共振現(xiàn)象。可致使家用變壓器和電器產(chǎn)生負(fù)載。這些電氣設(shè)備長期處于諧波引起的電磁共振中,容易發(fā)生串聯(lián)和并聯(lián)諧振條件,危及整個電力系統(tǒng)的運行。
(3)諧波容易引發(fā)電力系統(tǒng)的不平衡運行。
當(dāng)輸電電網(wǎng)與通訊線路相臨近時,由于兩者間的電磁感應(yīng)。使諧波分量產(chǎn)生異訊號的聲波干擾,破壞信號的正常傳輸,嚴(yán)重情況下會使電訊號中斷。諧波對電容器的影響也是造成電力系統(tǒng)不平衡的因素。當(dāng)電容器與諧波發(fā)生共振時,會引起電流諧波的超標(biāo)。諧波使工頻正弦發(fā)生畸變,產(chǎn)生鋸齒狀類頂波,長時間的局部放電,容易加速介質(zhì)的老化導(dǎo)致電容器的損壞。其次對電力變壓器的影響,當(dāng)諧波產(chǎn)生時。會干擾到變壓器變壓器的參數(shù)使電力系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。
(4)諧波對于避雷設(shè)備也會有較大的影響。
如避雷針、以及避雷網(wǎng)等避雷設(shè)施在與有諧波的干擾時會使其在高負(fù)荷的情況下運作。致使相關(guān)避雷設(shè)施由于放電時間過長或者過熱而損壞。
3如何抑制諧波在在民用建筑電力體系中的危害
(1)為解決電子設(shè)備裝置和其他諧波的污染問題通常會從兩方面著手。
一是裝配諧波補償裝置,使諧波頻率發(fā)生平衡。從而致使整個電力系統(tǒng)平衡。這是一種比較經(jīng)濟的治理措施;二是對電力電子裝置進行改進,從其波源的產(chǎn)生來抑制諧波的產(chǎn)生,以消除波源為目標(biāo),從源頭上把諧波的產(chǎn)生扼殺在搖籃中。這就要在設(shè)備的本身上下功夫,才能用最直接最有效的方法來處理諧波的污染,采取切實可行的治理措施。
(2)現(xiàn)如今諧波濾除裝置已經(jīng)逐漸的應(yīng)用于民用建筑的電力系統(tǒng)中
它通過分析、檢測可以把每一組諧波產(chǎn)生的頻率在不干擾電力平衡的情況下給穩(wěn)定的過濾出來,然后在多組濾波器的過濾下使諧波頻率不再為非正弦。但是多組濾波器常常會帶來電力體系的控制電路過度復(fù)雜,增加配電難度,成本增高,并且由于諧波所產(chǎn)生的頻率過于密集,因而想要將諧波全部濾除在電力系統(tǒng)中,是濾波器的一個難題。所以我們會增加無源濾波器的阻抗,通常會使諧波源產(chǎn)生更大的諧波電流,由此會帶來濾波器裝置自生帶來的諧波干擾。我們常常會把并聯(lián)濾波器安裝前后的諧波情況做過對比,就會發(fā)現(xiàn),即使我們在電力系統(tǒng)中安裝濾波器使諧波頻率和電流頻率完全穩(wěn)定,但是濾波器本身在控制電路和主電路中所造成的電流負(fù)荷增大,從側(cè)面增加了諧波的產(chǎn)生。所以在工業(yè)和民用建筑中我們常常會將無源濾波器進行適當(dāng)?shù)拇?lián)或者并聯(lián)使用。從而達(dá)到機械平衡,電力平衡以及諧波頻率平衡。
(3)無源串聯(lián)濾波器也是一種常見的消除諧波的有效方法
當(dāng)濾波器在無源串聯(lián)的作用下,電力體系中的電流會處處相等,使濾波器的頻率時時保持在一個穩(wěn)定的情況下,如此就能保證諧波可以在不額外產(chǎn)生的情況下被濾除的條件。當(dāng)諧波由內(nèi)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生而影響系統(tǒng)時,接入無源串聯(lián)濾波器,電網(wǎng)設(shè)備的阻抗會增大,從而減小電流不平衡運行的因素。值得我們關(guān)心的是,串聯(lián)濾波器使電網(wǎng)體系的電流減小,電阻增大??梢杂行Ф€(wěn)定的節(jié)約電力,經(jīng)濟而效益的解決了諧波的隱患。而并聯(lián)濾波器并不能減小諧波源產(chǎn)生的諧波,相反的是它擴大了諧波的范圍將諧波的密集度給大幅度的擴散化,避免諧波電流污染系統(tǒng),是一種以大化小的治標(biāo)手段。不僅如此,因為并聯(lián)濾波器對諧波的阻抗很低,人們常常會采用并串聯(lián)結(jié)合的方式或者單純采用串聯(lián)方式來消除諧波的隱患。
(4)有源濾波裝置也是抑制諧波的重要裝置。
有源濾波裝置主要是由電力電子元件組成電路,在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生一個頻率磁場域,同幅度、反方向的來對諧波進行抵消,以達(dá)到中和的效果,避免諧波發(fā)散。它能促進和引導(dǎo)諧波的穩(wěn)定。所以在民用建筑中是抑制諧波的重要裝置。
(5)無源濾波器主要是由電感器與電容器構(gòu)成。
無源濾波器裝配簡單,且不會為電力系統(tǒng)帶來負(fù)荷。為民用建筑帶來了經(jīng)濟、效益、安全的美譽。所以抑制諧波使用無源濾波器已經(jīng)成了民用建筑的一種共識。
1.1基于整體性的結(jié)構(gòu)設(shè)計
民用建筑的功能比較單一,內(nèi)部通常不涉及負(fù)責(zé)的功能模塊,除了基礎(chǔ)的水電煤氣網(wǎng)等內(nèi)容之外,主要提供的是居住環(huán)境和活動空間。這與生產(chǎn)性建筑明顯不同,生產(chǎn)性建筑如工業(yè)車間,其內(nèi)部構(gòu)造的材料必須與生產(chǎn)能力相適應(yīng),包括地面材料也有特殊的標(biāo)準(zhǔn)。民用建筑在功能結(jié)構(gòu)上側(cè)重整體性,即通過整體性的構(gòu)造來實現(xiàn)單一功能要求,因此在抗震設(shè)計中要盡量規(guī)避掉可能出現(xiàn)的不連續(xù)缺陷,例如承重墻附近的輔助部分,不能夠喧賓奪主而出現(xiàn)裂縫?;谶@一要求,抗震設(shè)計索要遵循的整體性原則并保持連續(xù)性,已經(jīng)形成了建筑定勢思維,甚至在會弱化建筑的風(fēng)格要求和功能需求,重點突出安全性。否則,建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計就無法完成,所謂的整體性也就是一紙空談。
1.2基于連接性的結(jié)構(gòu)設(shè)計
盡管民用建筑的功能較為單一且突出整體性特點,但從建筑學(xué)角度考慮,任何一個工程都是由部分結(jié)構(gòu)組成的,并通過相互連接的方式組成整個建筑。例如,樓梯與樓層之間的連接,房間墻壁分隔的連接等等,連接部分直接影響了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,因此在設(shè)計中必須深度考慮,即對連接性進行優(yōu)化。一般的抗震元素中,良好的連接性需要承重墻的作用,保護機構(gòu)的預(yù)應(yīng)力也要達(dá)標(biāo),這是確??煽啃缘谋厝灰蟆M瑫r,連接性的另外一個優(yōu)勢是體現(xiàn)在震動過程中的,在出現(xiàn)地震災(zāi)害的過程中,物理連接性可以轉(zhuǎn)化為抗震連續(xù)性,確保建筑的安全。
1.3基于剛度性的結(jié)構(gòu)設(shè)計
所謂剛度性,是指建筑材料在受到震動之后產(chǎn)生抵抗彈性變化的能力,始于柔度相對應(yīng)的一個變量。剛度設(shè)計在民用建筑中非常重要,也比較難把握,因為存在的數(shù)據(jù)信息量過少,無法進行詳細(xì)的測算。建筑企業(yè)在施工過程中,主要從主承受結(jié)構(gòu)的豎向剛度入手,同時將橫向延展性作為抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中的重點(地震的橫波破壞性較大)。簡單地說,剛度設(shè)計是綜合考慮承載力之后實現(xiàn)的。
2影響民用建筑抗震施工構(gòu)造的要素
民用建筑的抗震施工結(jié)構(gòu)設(shè)計并不比其他類型建筑簡單,甚至在某些方面表現(xiàn)的更為復(fù)雜,這關(guān)鍵是由于環(huán)境因素造成的。民用建筑的分布范圍廣泛,不同的地質(zhì)環(huán)境千差萬別,沒有統(tǒng)一的施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。同時,基于受力結(jié)構(gòu)而言,抗震設(shè)計中的整體性原則是在施工完成后才可以整體評估的,目前還缺乏更有效的建筑手段。作者通過研究認(rèn)為,影響民用建筑抗震施工構(gòu)造的因素主要有以下幾種:
2.1設(shè)計結(jié)構(gòu)與實際偏移量
在設(shè)計過程重要盡量減小控制結(jié)構(gòu)偏移量,這樣可以減小地震發(fā)生環(huán)境下的能量干預(yù)。而民用建筑結(jié)構(gòu)中的偏移量,需要實現(xiàn)進行計算,這已經(jīng)成為當(dāng)前主要的方法;但存在的不利因素在于,民用建筑抗震施工構(gòu)造中的偏移量計算方式缺乏有效的數(shù)據(jù)參考。為了解決這一問題,結(jié)構(gòu)設(shè)計中通常會放大偏移量的數(shù)據(jù)測量范圍,從而實現(xiàn)在建筑發(fā)生地震的環(huán)境下,結(jié)構(gòu)變形的總量不會超出安全范圍,尤其是建筑基礎(chǔ)部位的位移量;地基發(fā)生的偏移量超出安全范圍,必然導(dǎo)致建筑的坍塌,這也是地基使用抗震材料和構(gòu)件較多的原因。
2.2隔震消能技術(shù)的應(yīng)用
民用建筑的規(guī)模小,建筑穩(wěn)定性缺乏實踐標(biāo)準(zhǔn),因此對地基以下的地質(zhì)選擇非常重要。為了應(yīng)對地基存在的天然抗震缺陷,人們發(fā)明了隔震消能技術(shù),并取得了很好的效果。我國對隔震消能技術(shù)的研究和應(yīng)用始于上世紀(jì)六十年代,隨著時間的推移,已經(jīng)演化成為民用建筑中主要的抗震手段。隔震消能技術(shù)是通過控制結(jié)構(gòu)的剛度來實現(xiàn)的,在承重部分中加入有效的抗震構(gòu)件,用來抵消發(fā)生地震時的能量輸入。經(jīng)過長期的檢驗發(fā)現(xiàn),使用隔震消能技術(shù)的民用建筑可以有效地提升穩(wěn)定性,在發(fā)生地震(或模擬實驗)過程中做到“列而不倒”。
2.3建筑材料的選擇
建筑材料因素對民用建筑的抗震性影響很直接。我國傳統(tǒng)的磚瓦木質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)被逐步淘汰掉,響應(yīng)的,鋼筋、水泥、架構(gòu)等新型的建筑形式開始成為民用建筑的主體。從建筑學(xué)的角度來說,要提高抗震性,應(yīng)該減少材料自身的質(zhì)量并提升剛度,例如對鋼材的選取要求,要做到與建筑規(guī)模匹配的原則,將自身質(zhì)量與承重能力維持在一個平衡點上。同時,建筑材料的選擇,也是對建筑成本影響最大的因素。一般來說,建筑材料占建筑成本的50%左右,其次為人工成本。由于民用建筑的主體投資能力并不是很強,在針對抗震重要性不了解的情況下,會導(dǎo)致建筑材料不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象,這是十分危險的。因此,適當(dāng)出臺民用建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)型法規(guī),對人民群眾的生民財產(chǎn)安全具有重要保護作用。
1引言
隨著社會的發(fā)展與進步,人們對于生活居住條件的要求越來越高,這就要求建筑設(shè)計者轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的建筑設(shè)計理念,將綠色建筑理念融入到建筑設(shè)計中,大力發(fā)展綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計,而這也是新時期經(jīng)濟環(huán)境建設(shè)的的發(fā)展方向。因此,應(yīng)通過相關(guān)手段和措施,使綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計更加完善,推進綠色建筑生態(tài)意識的發(fā)展,真正地促進綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計水準(zhǔn)的提高。那么如何更好地實現(xiàn)綠色建筑的生態(tài)節(jié)能設(shè)計是工作者重點思考的問題。
2綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計原則
2.1實現(xiàn)與自然相和諧的綠色生態(tài)原則
綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計的宗旨是實現(xiàn)建筑與自然的和諧共處,真正實現(xiàn)在建筑過程中的生態(tài)化、綠色化和可持續(xù)性。與自然相和諧的綠色生態(tài)原則是綠色建筑最基本的因素,對有限的生態(tài)資源進行合理運用,并且實現(xiàn)經(jīng)濟有效增長與自然規(guī)律相統(tǒng)一,實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)合理化。此外,在將自然生態(tài)的綠色植被融入到建筑過程中,真正實現(xiàn)了建筑與自然相和諧,為人們創(chuàng)造和諧的居住環(huán)境,體現(xiàn)綠色建筑真正存在的價值,促進建筑行業(yè)有序健康發(fā)展,進而為社會和人們帶來更多的經(jīng)濟效益。
2.2體現(xiàn)經(jīng)濟適度、高效健康原則
現(xiàn)代綠色建筑是一種新型的建筑模式,除了充分實現(xiàn)與自然相和諧的生態(tài)原則,保證綠色建筑的生態(tài)化、綠色化和環(huán)境可持續(xù)性的基礎(chǔ)上,還應(yīng)該堅持綠色建筑的經(jīng)濟適用性、高效健康性的原則。在建筑實施過程中,考慮人們在建筑的外觀設(shè)計以及性能上的實際需求,以此來滿足消費者日益增長的消費意識和審美觀意識的轉(zhuǎn)變。這就要求建筑設(shè)計者在設(shè)計建筑過程中不僅僅要考慮建筑的生態(tài)節(jié)能性,還要重視人們對建筑外觀設(shè)計和審美的實際需求,實現(xiàn)綠色建筑的經(jīng)濟適度原則和高效健康原則,不斷優(yōu)化建筑設(shè)計過程,節(jié)約資源和降低成本,更好地促進綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計工作的發(fā)展,從而實現(xiàn)社會的長遠(yuǎn)發(fā)展。
3綠色建筑設(shè)計在高層民用建筑設(shè)計中的應(yīng)用
3.1高層民用建筑設(shè)計規(guī)劃
常規(guī)情況是,開發(fā)商首先固定了建筑項目的場地,所以建筑的設(shè)計者只能盡可能多的利用當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境,開發(fā)可利用的自然資源,考慮施工的難易程度等一系列因素來確定建筑物的規(guī)模,格局和朝向,合理地安排并組織建筑與其它領(lǐng)域相關(guān)因素之間的關(guān)系,使其與環(huán)境之間成為一個有機組合體的構(gòu)筑物。
3.2合理利用自然環(huán)境
①對高層建筑的地下空間進行充分利用,通過對地下空間結(jié)構(gòu)的合理利用可以削弱地上建筑設(shè)計中存在的不利因素的負(fù)面影響,從而為工程整體設(shè)計方案的優(yōu)化墊底基礎(chǔ)。在居住區(qū)域內(nèi)進行綠色建筑施工時,會存在噪音等,噪音的來源主要為中水處理站以及泵房。所以在設(shè)計過程中可將設(shè)備放置于地下,有效控制噪音源。在設(shè)計居住區(qū)的相關(guān)建筑時,需通過通風(fēng)、消防以及防滲防水優(yōu)化設(shè)計方法實現(xiàn)地下室的最大化利用。在設(shè)計過程中,相鄰建筑之間存在一些空間,可以利用這些空間設(shè)計半地下車庫,并配置相應(yīng)的綠化帶,節(jié)約土地資源,改善整體綠化效果。②設(shè)計透水地面。在建筑區(qū)域設(shè)計過程中,主干道以及人行道等采用的材料有所差異,應(yīng)采用差異化設(shè)計方法。例如,對于主干道可以使用瀝青混凝土材料,但是人行道位置需選用透水性能較為突出的材料,對于地面的停車場可以使用植草磚進行鋪設(shè),用于地面積水消納。③設(shè)計科學(xué)合理的道路系統(tǒng)。需對道路景觀各要素進行綜合考量,滿足人們的生活及安全要求。在居住區(qū)域內(nèi),需要區(qū)分車道以及園路,按照功能的不同進行合理配置,保證交通順暢,也避免安全隱患。這樣可形成有規(guī)律的環(huán)形結(jié)構(gòu),保證交通的快捷通暢,同時可以使消防隱患大大減少。在設(shè)計車行道的時候,在保證消防使用的基礎(chǔ)上,使各條道路的寬度滿足正常的需要。對于園路而言,寬度以1.5~2.5m為宜。
4實例分析高層民用綠色設(shè)計
某項目總建筑面積313063m2,建筑高度達(dá)200m,屬超高層建筑。項目地上層數(shù)45層,地下層數(shù)3層,建筑面積90895.9m2,地下建筑面積10832.30m2。4.1室外風(fēng)環(huán)境本項目建筑群統(tǒng)籌布局,采用連廊架空設(shè)計,改善了導(dǎo)風(fēng)性能。通過對該建筑所處地區(qū)各主導(dǎo)風(fēng)向下的室外風(fēng)環(huán)境進行計算機模擬,項目建筑周圍室外全年風(fēng)速均小于5m/s,滿足規(guī)范要求;部分區(qū)域存在少量風(fēng)影區(qū);總體室外風(fēng)環(huán)境較為理想。①當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)北風(fēng)時,氣流可通過住宅區(qū)內(nèi)架空層流入中心廣場地帶,項目內(nèi)各建筑周圍室外氣流組織較均勻,流場形態(tài)簡單,且在行人高度大部分區(qū)域風(fēng)速在1.7~3.0m/s之間。部分住宅樓的北風(fēng)面有較長的風(fēng)影區(qū),該區(qū)域風(fēng)速小于0.6m/s。②當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向為東風(fēng)時,項目東側(cè)小區(qū)建筑并未對來流風(fēng)速產(chǎn)生明顯不利影響,反而起到了對來流的“導(dǎo)風(fēng)作用”,氣流透過項目內(nèi)各建筑之間的開闊地帶進入項目中心廣場地帶,并有一部分氣流穿過架空層向北流走。該工況下,大部分區(qū)域風(fēng)速在1.1~1.9m/s之間,風(fēng)速較為舒適。③當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)時,和東風(fēng)工況相似,只是該工況下,項目西北側(cè)有面積較大的風(fēng)影區(qū),該區(qū)域內(nèi)風(fēng)速在0.6m/s以下,但其他大部分區(qū)域風(fēng)速在1.7~3.0m/s的適宜區(qū)間內(nèi)。4.2圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計項目在圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能方面尤其注重幕墻的遮陽性能。采用單元式和框架式的幕墻系統(tǒng),幕墻玻璃主要采用TP8(Low-E)+12A+TP6mm中空鋼化玻璃和TP8(Low-E)+12A+TP6+1.52PVB+TP6mm中空鋼化夾膠玻璃,玻璃自遮陽系數(shù)≤0.30,可見光透射比≥0.40,較好地兼顧了采光與節(jié)能的需求;幕墻豎向挑出300mm鋁合金裝飾條,具有一定的固定外遮陽效果,但效果較不明顯;同時,主要功能房間內(nèi)設(shè)有窗簾;綜合上述自、外、內(nèi)遮陽措施,項目整體提高了幕墻的遮陽效果,有效減少夏季空調(diào)能耗,改善室內(nèi)熱舒適性。4.3室內(nèi)質(zhì)量環(huán)境在室內(nèi)自然通風(fēng)方面,項目幕墻設(shè)有大量上懸式可開啟扇,開啟扇執(zhí)手高度適宜,方便室內(nèi)人員自由調(diào)節(jié)開啟。此外,各層人員密度較高且隨時間變化較大的區(qū)域,如地下一層超市等區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)采用了CO2監(jiān)控系統(tǒng),地下車庫采用CO監(jiān)控,實時監(jiān)測室內(nèi)CO2/CO濃度并與通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)動,在保證室內(nèi)的新風(fēng)需求的同時按需調(diào)節(jié)送風(fēng)工況,兼顧健康與節(jié)能。項目住宅樓造型方正,部門商業(yè)功能區(qū)域室內(nèi)布局主要圍繞核心筒采用大開間,辦公室和會議室主要沿外區(qū)布置,房間進深均在9m以內(nèi)。隔斷內(nèi)區(qū)功能以資料室、儲物室等輔助功能房間為主,避免內(nèi)區(qū)壓抑空間對室內(nèi)人員的影響。通過對部分標(biāo)準(zhǔn)層的自然采光模擬分析,主要功能房間采光系數(shù)均可滿足要求,模擬結(jié)果見表1。同時,為了改善地下空間采光效果,在項目用地東北角設(shè)計下沉式廣場,大大加強了該區(qū)域的自然通風(fēng)、采光環(huán)境。并且首層地面綠化帶設(shè)置了12根導(dǎo)光管,使負(fù)一層部分地下空間也可享受到室外自然光。
5結(jié)束語
綠色建筑是一個非常復(fù)雜且宏觀的概念,要考慮的因素非常多且范圍大,包括循環(huán)利用建筑材料和自然資源,包括開發(fā)利用新能源,應(yīng)放眼大局,不能只停留在獨立的建筑上,應(yīng)將其與整個城市的規(guī)劃相結(jié)合進行設(shè)計。要實現(xiàn)這一目標(biāo),需要建筑師同其它方面的工程師相互協(xié)作,相互配合,運用科學(xué)的設(shè)計方法和手段,不僅僅依靠政府機構(gòu),還需調(diào)動全社會的積極性,共同參與到構(gòu)建綠色建筑的過程里,促進綠色建筑在我國建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。
作者:胡 娟 單位:成都基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計有限公司重慶分公司
參考文獻
[1].綠色建筑設(shè)計在高層民用建筑設(shè)計的應(yīng)用[J].四川水泥,2014,13(11):239.
2)熱工因素。在民用建筑這一完整的能耗結(jié)構(gòu)當(dāng)中,圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)同樣對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對民用建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能進行優(yōu)化改造的方式以達(dá)到提高建筑節(jié)能效應(yīng)的目的。在圍護結(jié)構(gòu)熱工性能方面,對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,太陽輻射通過外窗進入建筑室內(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)致能耗問題更為嚴(yán)重。同時,民用建筑內(nèi)窗墻比例的增大會導(dǎo)致室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)運行期間所產(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,舉例來說,在窗墻比例為30%的情況下,遮陽系數(shù)下降0.1,則建筑室內(nèi)空調(diào)能耗會對應(yīng)下降4%~7%比例。
2民用建筑節(jié)能對策
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,認(rèn)為在對建筑節(jié)能節(jié)能設(shè)計的過程當(dāng)中,主要有以下幾個方面的優(yōu)化策略:
1)朝向方面。已有的研究證實: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)計中,為居住建筑的主要空間爭取良好朝向,滿足冬季的日照要求,充分利用天然能源,無疑是最基本的改善室內(nèi)熱環(huán)境的設(shè)計,是最基本的節(jié)能設(shè)計手段。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)能的角度上來說,民用建筑用地綠化率需要至少符合35%的基本要求,而對于能耗問題非常嚴(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,對礦區(qū)地面及其周邊綠化進行建設(shè)與維護,通過綠地覆蓋與綠化遮陽的方式,使建筑室內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)運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。針對礦區(qū)既有的民用建筑而言,由于其之前的能耗問題非常嚴(yán)重,故而節(jié)能潛力是非常顯著的。在對既有民用建筑進行節(jié)能改造的過程當(dāng)中,可以采取的技術(shù)方案類型眾多。例如,針對以往建筑內(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,民用建筑屋頂可進行平改坡技術(shù),配合內(nèi)置保溫材料的方式,促進屋頂熱工性能的改善,同時達(dá)到理想的防水效果,當(dāng)然也可在屋頂進行綠化處理,根據(jù)本建筑所處地區(qū)的氣候環(huán)境條件,選擇合適的植物進行配置;而從照明系統(tǒng)角度上來說,也可通過選用節(jié)能燈具,對照明布線進行智能優(yōu)化,與自然光源充分結(jié)合等方式,促進建筑室內(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)計與改造的過程當(dāng)中出現(xiàn)操作不規(guī)范等問題,就需要政府部門以及相關(guān)職能機構(gòu)從自身工作的角度入手,促進相關(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程當(dāng)中,通過認(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)能的主動性,促進民用建筑節(jié)能管理質(zhì)量的提升。
(一)磚混結(jié)構(gòu)磚混結(jié)構(gòu)是建筑物的主要豎向受力構(gòu)件,為磚墻或其他類砌體,橫向承重的梁、樓面、屋面為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。適合房間面積小、開間進深不大的低層和多層建筑。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,墻體做為主要受力構(gòu)件,要保證墻體的厚度和抗震性,保證建筑物整體的穩(wěn)定性。同時在設(shè)計時,還要注意施工過程的方便快捷,節(jié)省工期。
(二)框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)是建筑物中由鋼筋混凝土柱和梁共同組成框架來承擔(dān)豎向荷載和側(cè)向水平力荷載的結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能和抗彎能力,平面布置比較靈活,有利于布置較大空間,可以滿足多功能的使用要求。由于構(gòu)件截面尺寸的影響,框架結(jié)構(gòu)的房層高度受到限制。
(三)剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土墻共同承擔(dān)豎向荷載和側(cè)向水平力荷載的結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土墻不僅承受荷載,而且對空間起分割作用。由于主要受力構(gòu)件均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墻,所以該結(jié)構(gòu)具有剛度大、抗震性能好、整體性強的特點,適用范圍較大,可建造較高的建筑。但受剪力墻間距的影響,開間距太大,對大空間建筑該結(jié)構(gòu)的靈活性就比較差。
(四)筒體結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代的高層建筑中筒體結(jié)構(gòu)被廣泛地應(yīng)用,最主要的特點是該結(jié)構(gòu)剛度好、防震能力強。筒體結(jié)構(gòu)主要由核心筒和框筒結(jié)構(gòu)組成。建筑布置靈活、抗側(cè)剛度大、整體性好,能夠提供較大的使用空間。筒體結(jié)構(gòu)能有效地抵抗水平荷載,因此比較適用建筑高層及超高層的建筑。在民用建筑設(shè)計中還有其他建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計形式,對這些建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時不僅要考慮結(jié)構(gòu)的選型、適用條件,還要考慮建筑物的功能和使用年限等多方面因素,才能使民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加符合需要,更加科學(xué)合理。
二、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題
現(xiàn)階段,民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在著許多不合理設(shè)計現(xiàn)象,許多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計為了追求較大的使用空間沒有設(shè)計抗震墻,使建筑物存在著很大的安全隱患。與此同時,施工與設(shè)計方案不一致,擅自更改設(shè)計方案,使得建筑施工不合理,設(shè)計粗糙簡單,也使得建筑存在著安全隱患。在一些設(shè)計圖紙中,存在著許多漏洞,沒有對建筑結(jié)構(gòu)的消防、耐火等級、安全等級進行詳細(xì)標(biāo)注,使得建筑結(jié)構(gòu)不符合工程施工要求,達(dá)不到居住標(biāo)準(zhǔn)。
三、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的新要求
在新時期,各種新情況不斷出現(xiàn),土地、原材料、施工設(shè)備的成本不斷上漲,因此必須在設(shè)計時考慮到施工成本,在保證結(jié)構(gòu)安全和施工質(zhì)量的同時還要做到經(jīng)濟適用。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要根據(jù)相關(guān)知識、工程經(jīng)驗以及建筑功能,根據(jù)建筑的實際情況對建筑結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計,這樣才能使設(shè)計更加合理。與此同時,業(yè)主對建筑物的審美追求更加強烈,在業(yè)主選擇戶型時不僅僅考慮建筑質(zhì)量,還注重建筑的個性化。因此在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要充分考慮到當(dāng)前市場的需求,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要具有靈活性,方便業(yè)主在裝修時能夠根據(jù)自身的需求進行改造,所以必須對墻體結(jié)構(gòu)、門窗位置、梁柱結(jié)構(gòu)、樓梯間等進行合理設(shè)計,方便業(yè)主改造。隨著城市化進程不斷加快,人們環(huán)保意識的增強,人們對民用建筑的環(huán)保要求也越來越高,因此在進行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要保證建筑物的采光、通風(fēng)符合環(huán)保要求,盡量利用自然能源,提高建筑能源的利用效率,使建筑更加符合環(huán)保要求。隨著時代的發(fā)展,社會和市場對民用建筑的要求還會越來越多、越來越高,在對民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要符合這些要求,這樣才能使民用建筑的市場更加廣泛,保證民用建筑的質(zhì)量和使用壽命。
四、民用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施
為了保證民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性,就必須對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行合理優(yōu)化,保證民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量,使其達(dá)到工程要求。
(一)提升民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量針對民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在標(biāo)注不全、設(shè)計粗糙和違反規(guī)范條文等問題,應(yīng)在出施工力之前予以解決,這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員具有一定的專業(yè)知識和職業(yè)素養(yǎng)。定期對設(shè)計人員進行專業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí),不斷提升設(shè)計人員的業(yè)務(wù)水平和責(zé)任心,端正設(shè)計人員的態(tài)度,提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平和質(zhì)量。在選擇設(shè)計方時,要對設(shè)計方的相關(guān)證書和資質(zhì)進行審查,保證民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量,從源頭上提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性和整個建筑工程的質(zhì)量。
(二)優(yōu)化民用建筑結(jié)構(gòu)模型民用建筑涉及國計民生,是與人民群眾利益聯(lián)系最緊密的建筑工程,因此在設(shè)計前必須對民用建筑結(jié)構(gòu)模型進行合理優(yōu)化設(shè)計,對房屋的結(jié)構(gòu)體系、圍護結(jié)構(gòu)、房屋的各個細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進行合理優(yōu)化設(shè)計,保證建筑結(jié)構(gòu)的承重、受力符合相關(guān)規(guī)范和要求。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時還要充分考慮經(jīng)濟原則,保證建筑結(jié)構(gòu)安全的同時還要盡可能降低建筑結(jié)構(gòu)的成本,實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。
(三)提高民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性現(xiàn)階段的民用設(shè)計普遍存在著抗震設(shè)計不足,結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理等現(xiàn)象。因此,為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命,必須對民用建筑結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計。在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要盡可能選擇合理的結(jié)構(gòu)類型。比如現(xiàn)階段運用廣泛鋼結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,具有強度高、質(zhì)量輕、工期短等特點,適應(yīng)現(xiàn)階段民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求。與此同時,鋼結(jié)構(gòu)的大空間布置,能更好地保證了民用建筑空間設(shè)置的靈活性,為施工和業(yè)主的裝修設(shè)計提供了便利。此外,使用鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計施工時能有限地減少水泥、砂石等建筑原料的使用,能大大減少施工成本,降低工程造價。同時還能降低環(huán)境污染,實現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展,提高民用建筑的社會效益。為了更好地保障民用建筑的安全性,建筑物地基基礎(chǔ)部分的設(shè)計不容忽視,在進行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要充分考慮場地條件及地基承載力特征值,根據(jù)建筑本身的結(jié)構(gòu)特點選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式,保證地基基礎(chǔ)部分受力均勻,滿足整個建筑的設(shè)計要求。當(dāng)施工過程中出現(xiàn)問題時能夠及時與設(shè)計人員溝通,共同商議處理方法,保證施工進度和施工質(zhì)量,使地基基礎(chǔ)部分符合建筑設(shè)計的要求。
隨著現(xiàn)代人生活質(zhì)量的提高,對現(xiàn)代建筑給排水的設(shè)計質(zhì)量提出了更高的要求。而給排水專業(yè)往往在土建工種基本完成后才著手設(shè)計,很大程度上受建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)制約,也受電氣、暖通專業(yè)的影響。給排水設(shè)計要在多專業(yè)相互制約的條件下高質(zhì)量完成,就要設(shè)計人具備多方面的知識和本領(lǐng)。
一、要有清晰的空間觀念,接受設(shè)計任務(wù)后,不能馬上著手設(shè)計,而應(yīng)“上下左右、四面八方“對整個環(huán)境作全面了解、熟悉后選擇合適合理的位置布管。
二、要對本專業(yè)的知識精益求精,才能在復(fù)雜環(huán)境中隨意駕馭。
三、要對建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通等專業(yè)知識有原則了解,才能在處理專業(yè)交叉時立足于主動,不被別的專業(yè)牽著鼻子走。
四、要抓住大局,重視細(xì)節(jié)。
一、排水系統(tǒng)
排水系統(tǒng)包括:污水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)?;瘜W(xué)實驗樓設(shè)計中,因廢水處理方式不同,又可分為有機廢水系統(tǒng)、無機廢水系統(tǒng)、高濃度廢液系統(tǒng)等。
1、雨水排水系統(tǒng),應(yīng)該獨立自成系統(tǒng),但是有些設(shè)計從節(jié)省管材出發(fā),將廢水接入雨水立管中,這種設(shè)計十分不妥。因為雨水立管常有出口堵塞情況,一旦堵塞,雨水連同廢水滿入室內(nèi),將致嚴(yán)重后果直接危及住戶安居生活。
2、在內(nèi)天溝的屋面雨水排水系統(tǒng)中,一個落水斗的匯水面積,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯炅窟M行計算,我省一般每根φ100的落水管的匯水面積控制在200m2左右。重要建筑酌情減少。對處于樹木茂盛區(qū)域的建筑應(yīng)考慮雨水口常被樹葉、垃圾等堵塞的情況,應(yīng)適當(dāng)增加落水管,減少匯水面積。同時應(yīng)注意天溝內(nèi)是否有被結(jié)構(gòu)梁阻隔,雖然結(jié)構(gòu)反梁有留孔,但應(yīng)流水孔斷面較小,減少了天溝過水?dāng)嗝?,也更易堵塞。這些不利因素都不能不估計到。在天溝的兩個沉降縫分段內(nèi),宜不少于2個以上雨水落水斗與雨水立管,即使一根雨水立管(或雨水口)被堵塞時另一根雨水立管還足以排泄最大雨水量。外檐溝比內(nèi)檐溝泄排流暢,應(yīng)盡量說服建筑專業(yè)不要做內(nèi)天溝。
3、室內(nèi)排水系統(tǒng),應(yīng)以就近分散外排為宜,不要過于集中,在管材耗量相差不大的情況下,多設(shè)立管,少拉橫支管。各立管單獨外排,既可以減少排水橫管與其他管道、風(fēng)道、梁、窗碰頭,又可以減少出水管堵塞帶來的影響?;瘜W(xué)實驗樓,排水管更宜分散,忌集中,以免互相起化學(xué)反應(yīng)的廢水匯集后產(chǎn)生有害氣體或發(fā)生爆炸、或產(chǎn)生沉淀物堵塞管道。
4、為提高外排水管道標(biāo)高,及為避免排水管道穿鋼筋混凝土地梁帶來施工留洞困難,常常底層排水系統(tǒng)與樓層分開,底層單獨外排。江浙地區(qū),由于地下水位較高,室外排水管道埋深較淺,且房屋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)多為淺基礎(chǔ),為提高室外排水管道標(biāo)高,保證底層用戶安全(特別是底層有地漏時)一般四層以上,底層多為單獨外排。
二、排水出路
1、排入城市下水道:首先應(yīng)詳細(xì)搜集所設(shè)計建筑附近,現(xiàn)有(或規(guī)劃)城市排水管道的窨井標(biāo)高與管內(nèi)底標(biāo)高的資料,了解從設(shè)計建筑排水口至城市排水管道窨井之間是否有隱蔽障礙物,(如:城市給水干管、電纜、行道樹等等)。如天臺勞動路城市污水管改造工程中,城市污水干管設(shè)在該建筑前面的人行道上,且道路中間有一根DN900城市給水干管,污水管無法通過,故不得不設(shè)倒虹吸管,才能流至城市污水管。
2、雨水排入天然水體:不僅要了解最高水位、常水位資料,還要了解出水口處河床斷面標(biāo)高。在江浙平原地區(qū),天然水位高,排水管出口想在常水位以上往往是辦不到,有時只得在常水位下淹沒出流,但應(yīng)注意出水口與水面的壓差應(yīng)少于進水口至水面的壓差,不然會出現(xiàn)倒灌。當(dāng)然也可以,提高室內(nèi)、外標(biāo)高來滿足排水需要,但一般代價較大,需與建筑專業(yè)聯(lián)系。大面積住宅區(qū)、學(xué)校、工業(yè)區(qū)等,填土數(shù)量太多,可結(jié)合天然(人工)水塘做調(diào)節(jié)池,并設(shè)泵站提升排水。
三、室內(nèi)排水管道的布置
立管棗上接排水支管,下接排出管,是室內(nèi)排水系統(tǒng)的樞紐和中心環(huán)節(jié),其位置設(shè)置恰當(dāng)與否,是直接影響排水系統(tǒng)的經(jīng)濟合理和美觀。
1、‘?dāng)U初“設(shè)計中,首先要求建筑、工藝,盡可能將各層衛(wèi)生設(shè)備,靠近在同一根軸線左右,衛(wèi)生間盡可能上下對應(yīng),這樣管線既省,又可以減少橫支管穿來穿去,影響室內(nèi)空間美觀。
2、立管盡可能設(shè)在墻角、不影響室內(nèi)家俱布置和人的活動的地方。
3、注意立管上部透氣管是否有出路:賓館、辦公樓等建筑,頂層往往為大會議室(或大餐廳)等大空間,下面幾層的透氣管通不出去,露明太難看,可考慮在頂層部分,將透氣管立入墻內(nèi)暗裝;亦可結(jié)合建筑立面將透氣管接出墻外。絕不能將通氣管通至平頂內(nèi)。
如天臺楊帆大廈設(shè)在門廳下面半地下室的廁所,立管穿門廳有傷大雅,污水管埋在鋼筋砼柱內(nèi)通上去。
4、確定立管下面的排出管方向時,要妥貼考慮室外排水管線的走向、室外化糞池、隔油池、中和池、窨井等構(gòu)筑物的位置。管線布置以簡捷為原則,減少堵塞的機率。立管下部的排出管,應(yīng)盡量就近分散外排(即以最短的距離排至室外)。有些設(shè)計人為減少排出口而過分集中外排的做法不可取,這樣一旦總出水管發(fā)生堵塞或需維修,將會影響更多的衛(wèi)生設(shè)備使用,也使排水管道在室內(nèi)支管多,線路長而增加麻煩。
如在天臺人民醫(yī)院病房綜合大樓工程中,過分地遷就建筑要求,為使場地主要正面少設(shè)窨井、化糞池等,減少對綠化的影響,以至全部室內(nèi)排水管均向背面排水,結(jié)果排水管道在室內(nèi)盤來、轉(zhuǎn)去、穿梁、過柱、同其他管道交叉,大大地增加了工作量,也多消耗了管材。
5、確定立管的排出管穿基礎(chǔ)時,既要計算支管在立管上的搭接高度,注意室外排水管道標(biāo)高,更要注意基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)做法,盡可能使出墻排水管不穿鋼筋混凝土地梁,既不影響結(jié)構(gòu)安全,也減少自身設(shè)計工作量。如必需穿鋼筋混凝土地梁時,應(yīng)即時向結(jié)構(gòu)提供準(zhǔn)確的留洞位置和尺寸,對高層建筑,底層多為單獨排出,管道污廢分流,在同一個建筑開間內(nèi),出墻管會很多,往往使地梁近乎拉空。如遇此類情況,可建議結(jié)構(gòu)在此開間內(nèi)做中空。對于地表層地基承載能力較高,結(jié)構(gòu)采取淺基礎(chǔ)時,出管的位置、標(biāo)高更需與結(jié)構(gòu)專業(yè)取得密切配合。
6、立管穿樓板、屋面,需前期定位,向結(jié)構(gòu)專業(yè)提供資料,以便結(jié)構(gòu)預(yù)留孔,切忌后期打洞,影響結(jié)構(gòu)強度,“穿基礎(chǔ)“、”留洞“問題,是室內(nèi)給水排水設(shè)計中‘常見病‘和“多發(fā)病”最多的環(huán)節(jié),必須足夠重視。
7、立管、支管盡可能不要穿過主要房間。如:臥室、門廳、走廊、醫(yī)院手術(shù)室、天平室、電算室,精密儀器設(shè)備要求防潮房間和可能因水引起爆炸或因水而造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失的房間,在實在無法避免時,應(yīng)請建筑包角做管井、吊平頂解決,排水管一般不能穿過沉降縫、煙道、風(fēng)道等。
8、立管設(shè)計中,注意上下層外墻厚度是否一致及基礎(chǔ)的斷面形式,透視圖中標(biāo)明何處加撘覕字管轉(zhuǎn)彎。如:天臺中心菜場工程中底層外墻370厚,二層外墻240厚,設(shè)計圖中,立管一根直線到底,結(jié)果在底層立管靠外墻,而在二層以上立管就靠不了外墻(向內(nèi)移120毫米),安裝完成后發(fā)現(xiàn)衛(wèi)生間太擠,故不得不每層少裝一只大便器。
管道在底層穿外墻基礎(chǔ)應(yīng)盡可能用統(tǒng)一標(biāo)高,以便于施工,也避免施工中搞錯,并應(yīng)注意不要使管道露在室外地坪上面。
9、底層是商店、辦公的商住樓、綜合樓,上層為住宅時立管無法直下,常需加拉一段橫管轉(zhuǎn)向外墻下來,橫管多用吊平頂掩蓋,但注意第二層的地漏等排水管,不能直接接到立管上,而應(yīng)該單獨拉一根橫支管接在轉(zhuǎn)彎后的立管上,以防地漏冒水;或者二層排水管單獨排出。
10、儲水箱排水管、溢水管、開水爐排水管等均應(yīng)與廢水管間接連接。
11、雨水立管埋在鋼筋混凝土柱中,這是現(xiàn)在常碰到的建筑處理手法,要注意與結(jié)構(gòu)聯(lián)系,對立管和進出口管的布置應(yīng)選擇不影響梁、柱受力,不與受力筋相碰的位置,不然好的愿望會無法實現(xiàn)。如天臺賓館工程原設(shè)計雨水立管埋柱內(nèi),因布局與上述原則相博,只好把立管移進室內(nèi),穿過每層客房,帶來永久性遺憾:雨水管噪音影響旅客休息;個別檢修孔處滲水使室內(nèi)潮濕;影響室內(nèi)美觀;影響客房家俱布置。
12、地下室有排水設(shè)施時,應(yīng)做集水井,以水泵提升外排。集水井應(yīng)做在地下室內(nèi),以保證建筑沉陷時,集水井與地下室一起沉降。如集水井建在室外時,則建筑與集水井之間就可能產(chǎn)生不均勻沉降,而使在此處聯(lián)接的排水管可能折斷。由于這根管道埋在建筑物基礎(chǔ)下面,一旦折斷滲水,修復(fù)將非常困難。
13、廁所、盥洗室、浴室等常積水房間,與建筑專業(yè)應(yīng)密切配合做好地面排水坡度和內(nèi)墻面、地面的防水措施,以達(dá)到良好的室內(nèi)環(huán)境。
四、庭院排水設(shè)計
1、化糞池位置:對總平面設(shè)計建筑密度高,舊城市改造中“見逢插針“的建筑,沿街建筑正面臨城市道路,背面余地很少,排水管道與化糞池布置很困難。因此給排水設(shè)計一開始就要注意向建筑工種提出給排水管道、化糞池、隔油池等位置,不致使后期設(shè)計被動。在施工程序上,化糞池距建筑基礎(chǔ)很近時要先施工化糞池。
2、避免”竄流“。排水管特別是進化糞池前的污水管及廢水管,按規(guī)范是可以如圖二接法,在流槽導(dǎo)流”理論“上是可行的。但實際上由于流量大時,水壓也較高,污水不能平衡的按流槽導(dǎo)流方向流動,而會形成水躍,造成相鄰單元污水互竄,彼此”竄流“極易造成管道堵塞。如將窨井向外移一定距離,即無此弊病。
同理,在室內(nèi)排水系統(tǒng)中,也應(yīng)避免上述情況的發(fā)生。
3、隔油池:賓館、飯店、食堂等廚房排出的污水中油脂含量大,隔油池是必不可少的,實地調(diào)查,未建隔油池的廚房排水,管道堵塞情況嚴(yán)重,管道壁與窨井積有較厚的油膩垢,DN150排水管極易堵死。故此類廚房,必須設(shè)隔油池,室外排水管管徑不小于DN200。
4、雨水窨井,在窨井底部設(shè)H=300毫米左右的沉砂井是很有必要的,特別在路面標(biāo)準(zhǔn)較低,綠地覆蓋條件還不理想的情況下,隨雨水帶入下水道的泥砂相當(dāng)多,更顯必要。據(jù)調(diào)查,不設(shè)沉砂井或深度不足的窨井,排水管堵塞嚴(yán)重。當(dāng)然,合理設(shè)計還有賴于管理到位,及時清掏沉砂。
5、庭院中觀賞水面(即水池)應(yīng)有溢水口及放空清污管,溢水口的設(shè)置便于控制水面標(biāo)高,防止暴雨時,池水滿溢排出。花園中溢水口,應(yīng)做在暗處,并有格柵,以免游魚跳走。
6、排水管道穿過樹叢應(yīng)注意管道接口和窨井井壁,防止樹根伸至管道或窨井內(nèi)生長發(fā)育,破壞和阻塞管道。
五、標(biāo)準(zhǔn)圖使用
給排水設(shè)計應(yīng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)圖,選用成套設(shè)備,既可大大提高設(shè)計速度,又可減少差錯,提高設(shè)計質(zhì)量。但在選用標(biāo)準(zhǔn)圖時,注意圖號、型號及有關(guān)“說明“中注明要由”設(shè)計決定“的有關(guān)事項。為便于施工,減少安裝過程中的差錯,同一工程設(shè)計手法要統(tǒng)一,如:選用管徑標(biāo)準(zhǔn)、管材、穿基礎(chǔ)標(biāo)高等。
六、其他
裂縫修補主要以恢復(fù)結(jié)構(gòu)材料的防水性及耐久性為目的,也有從維護人身安全及注重美觀的角度而進行修補的。在滿足修補的前提下,必須考慮經(jīng)濟性來決定修補的范圍及修補的規(guī)模等。
一、修補設(shè)計
修補設(shè)計原則上應(yīng)根據(jù)第四章是否需要修補及補強加固的判定結(jié)果,進行恢復(fù)己開裂結(jié)構(gòu)件的機能及耐久性的設(shè)計,更重要的是要選擇適當(dāng)?shù)男扪a材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎(chǔ)上進行修補設(shè)計。
進行修補設(shè)計時,應(yīng)考慮如下事項:
(1)根據(jù)是否需要修補的判斷結(jié)果,設(shè)定修補范圍及規(guī)模,還應(yīng)
按需要再度調(diào)查現(xiàn)場。
(2)掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等),建筑物的重要性及環(huán)境條件(一般環(huán)境、工廠地區(qū)、鹽類環(huán)境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。
(3)為了明確規(guī)定修補目的及恢復(fù)目標(biāo),考慮(2)中的環(huán)境條件,選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法,可按開裂現(xiàn)場及開裂原因參照表6.1所示內(nèi)容決定。另外,當(dāng)構(gòu)筑物處于鹽類等苛刻環(huán)境時,應(yīng)選擇比普通環(huán)境條件高一個等級的材料及工法。如有可能,裂縫最好在穩(wěn)定后再作修補;對隨環(huán)境條件變化的溫度裂縫,則宜在裂縫最寬時處理。
混凝土建筑物及構(gòu)件的修補恢復(fù)目標(biāo)將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異,另外,保修年限也不盡相同。
通常,可將修補恢復(fù)目標(biāo)分成如下三個階段:
①恢復(fù)到與健全構(gòu)件同等性能。因水泥的水化熱、碳化、千縮而產(chǎn)生的裂縫等,是作為搞清開裂原因而進行修補的對象。希望保修年限定為10-15年。
②恢復(fù)到不妨礙使用的程度。當(dāng)由鋼筋腐蝕、堿性骨料而導(dǎo)致的裂縫及由此產(chǎn)生的劣化度比較明顯時,或者開裂原因是多方面的,又不能將所有原因都搞清楚時,年限定為5-10年。
③恢復(fù)到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應(yīng)急修補工程。
(4)必須充分研究修補作業(yè)所必要的機械材料、腳手架及工程現(xiàn)場對周圍人群的安全保障。
二、修補工法及特點
2.1表面修補法
常用的方法為涂覆法,增加整體面層,壓抹環(huán)氧膠泥,環(huán)氧漿液粘玻璃絲布,表面縫合等。
(1)涂覆法:混凝土表面出現(xiàn)數(shù)量較多的表面裂縫時,采用手工或機械噴涂方法,將修補材料涂覆于混凝土表面,起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間,厚度大者適應(yīng)裂縫變化能力強。選用修補材料時應(yīng)考慮使用條件(室內(nèi)、室外、環(huán)境溫濕度變化,介質(zhì)腐蝕情況)以及裂縫活動情況等,例如,要求耐磨的地坪可選用環(huán)氧瀝青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料,不穩(wěn)定的裂縫修補可選用聚氨酷彈性體,橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。
(2)增加整體面層:混凝土表面裂縫數(shù)量較多,分布面較廣時,常采用增加一層水泥砂漿或細(xì)石混凝土整體面層的方法處理。多數(shù)情況下,整體面層內(nèi)應(yīng)配置雙向鋼絲網(wǎng)。有條件時,宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。
(3)壓抹環(huán)氧膠泥:對于數(shù)量不多,又不集中,縫寬>0.lmm的裂縫可采用此法處理。
(4)環(huán)氧漿液粘貼玻璃絲布:一般采用環(huán)氧樹脂膠料或環(huán)氧焦油膠料,粘貼1~2層玻璃絲布。
(5)表面縫合:在裂縫兩邊鉆孔或鑿槽,將u形鋼筋或金屬板放入孔或槽中,用環(huán)氧樹脂砂漿等無收縮型砂漿灌入孔或槽中錨固,以達(dá)到縫合裂縫的目的。
2.2局部修復(fù)法
常用的方法有充填法,部分鑿除重新澆筑混凝土、預(yù)應(yīng)力法等。
(1)充填法
用鋼釬、風(fēng)鎬或高速轉(zhuǎn)動的切割圓盤將裂縫擴大,最終鑿成V形或梯形槽,分層壓抹環(huán)氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環(huán)氧砂漿適用于有結(jié)構(gòu)強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。
(2)預(yù)應(yīng)力法
用鉆機在構(gòu)件上鉆孔,注意避開鋼筋,然后穿入螺栓(預(yù)應(yīng)力鋼筋),施加預(yù)應(yīng)力擰緊螺帽,使裂縫減小或閉合。如條件許可時,成孔的方向應(yīng)與裂縫方向垂直,見圖2.2(a)鉆孔方向不與裂縫垂直時,宜采用雙向施加預(yù)應(yīng)力,見圖2.2(b)。
(3)部分鑿除重新澆筑混凝土
對于鋼筋混凝土預(yù)制梁等構(gòu)件,由于運輸、堆放、吊裝不當(dāng)而造成裂縫的事故時有發(fā)生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土,清洗、充分濕潤后,澆筑強度高一等級的混凝土,養(yǎng)護到規(guī)定強度的修補方法。修補后的構(gòu)件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構(gòu)件應(yīng)特別慎重。此外,修補前應(yīng)檢查鋼筋的實際應(yīng)力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復(fù)工作必須十分仔細(xì)認(rèn)真,否則新老混凝土結(jié)合不良將導(dǎo)致失敗。
2.3灌漿法
將水泥或化學(xué)漿液灌入混凝土縫內(nèi),使其擴散,固化。固化后的漿液具有較高的粘結(jié)強度,與混凝土能較好地粘結(jié),從而增強了構(gòu)件的整體性,使構(gòu)件恢復(fù)使用功能,提高耐久性,達(dá)到堵漏防銹補強的目的。
用于結(jié)構(gòu)修補的化學(xué)漿液主要有兩類:一類是環(huán)氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學(xué)漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙,使之不透水并增加強度。
雖然民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補工法多種多樣,但我們不能只知其一、只用其一,而應(yīng)牢牢掌握每一種方法,以一變應(yīng)萬變,做到根據(jù)不同情況采取不同方法,盡量實現(xiàn)修補最優(yōu)。
參考文獻:
[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000
[2]建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50300-2001),2001
隨著現(xiàn)代人生活質(zhì)量的提高,對現(xiàn)代建筑給排水的設(shè)計質(zhì)量提出了更高的要求。而給排水專業(yè)往往在土建工種基本完成后才著手設(shè)計,很大程度上受建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)制約,也受電氣、暖通專業(yè)的影響。給排水設(shè)計要在多專業(yè)相互制約的條件下高質(zhì)量完成,就要設(shè)計人具備多方面的知識和本領(lǐng)。
一、要有清晰的空間觀念,接受設(shè)計任務(wù)后,不能馬上著手設(shè)計,而應(yīng)“上下左右、四面八方“對整個環(huán)境作全面了解、熟悉后選擇合適合理的位置布管。
二、要對本專業(yè)的知識精益求精,才能在復(fù)雜環(huán)境中隨意駕馭。
三、要對建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通等專業(yè)知識有原則了解,才能在處理專業(yè)交叉時立足于主動,不被別的專業(yè)牽著鼻子走。
四、要抓住大局,重視細(xì)節(jié)。
一、排水系統(tǒng)
排水系統(tǒng)包括:污水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)?;瘜W(xué)實驗樓設(shè)計中,因廢水處理方式不同,又可分為有機廢水系統(tǒng)、無機廢水系統(tǒng)、高濃度廢液系統(tǒng)等。
1、雨水排水系統(tǒng),應(yīng)該獨立自成系統(tǒng),但是有些設(shè)計從節(jié)省管材出發(fā),將廢水接入雨水立管中,這種設(shè)計十分不妥。因為雨水立管常有出口堵塞情況,一旦堵塞,雨水連同廢水滿入室內(nèi),將致嚴(yán)重后果直接危及住戶安居生活。
2、在內(nèi)天溝的屋面雨水排水系統(tǒng)中,一個落水斗的匯水面積,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯炅窟M行計算,我省一般每根φ100的落水管的匯水面積控制在200m2左右。重要建筑酌情減少。對處于樹木茂盛區(qū)域的建筑應(yīng)考慮雨水口常被樹葉、垃圾等堵塞的情況,應(yīng)適當(dāng)增加落水管,減少匯水面積。同時應(yīng)注意天溝內(nèi)是否有被結(jié)構(gòu)梁阻隔,雖然結(jié)構(gòu)反梁有留孔,但應(yīng)流水孔斷面較小,減少了天溝過水?dāng)嗝?,也更易堵塞。這些不利因素都不能不估計到。在天溝的兩個沉降縫分段內(nèi),宜不少于2個以上雨水落水斗與雨水立管,即使一根雨水立管(或雨水口)被堵塞時另一根雨水立管還足以排泄最大雨水量。外檐溝比內(nèi)檐溝泄排流暢,應(yīng)盡量說服建筑專業(yè)不要做內(nèi)天溝。
3、室內(nèi)排水系統(tǒng),應(yīng)以就近分散外排為宜,不要過于集中,在管材耗量相差不大的情況下,多設(shè)立管,少拉橫支管。各立管單獨外排,既可以減少排水橫管與其他管道、風(fēng)道、梁、窗碰頭,又可以減少出水管堵塞帶來的影響。化學(xué)實驗樓,排水管更宜分散,忌集中,以免互相起化學(xué)反應(yīng)的廢水匯集后產(chǎn)生有害氣體或發(fā)生爆炸、或產(chǎn)生沉淀物堵塞管道。
4、為提高外排水管道標(biāo)高,及為避免排水管道穿鋼筋混凝土地梁帶來施工留洞困難,常常底層排水系統(tǒng)與樓層分開,底層單獨外排。江浙地區(qū),由于地下水位較高,室外排水管道埋深較淺,且房屋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)多為淺基礎(chǔ),為提高室外排水管道標(biāo)高,保證底層用戶安全(特別是底層有地漏時)一般四層以上,底層多為單獨外排。
二、排水出路
1、排入城市下水道:首先應(yīng)詳細(xì)搜集所設(shè)計建筑附近,現(xiàn)有(或規(guī)劃)城市排水管道的窨井標(biāo)高與管內(nèi)底標(biāo)高的資料,了解從設(shè)計建筑排水口至城市排水管道窨井之間是否有隱蔽障礙物,(如:城市給水干管、電纜、行道樹等等)。如天臺勞動路城市污水管改造工程中,城市污水干管設(shè)在該建筑前面的人行道上,且道路中間有一根DN900城市給水干管,污水管無法通過,故不得不設(shè)倒虹吸管,才能流至城市污水管。
2、雨水排入天然水體:不僅要了解最高水位、常水位資料,還要了解出水口處河床斷面標(biāo)高。在江浙平原地區(qū),天然水位高,排水管出口想在常水位以上往往是辦不到,有時只得在常水位下淹沒出流,但應(yīng)注意出水口與水面的壓差應(yīng)少于進水口至水面的壓差,不然會出現(xiàn)倒灌。當(dāng)然也可以,提高室內(nèi)、外標(biāo)高來滿足排水需要,但一般代價較大,需與建筑專業(yè)聯(lián)系。大面積住宅區(qū)、學(xué)校、工業(yè)區(qū)等,填土數(shù)量太多,可結(jié)合天然(人工)水塘做調(diào)節(jié)池,并設(shè)泵站提升排水。
三、室內(nèi)排水管道的布置
立管棗上接排水支管,下接排出管,是室內(nèi)排水系統(tǒng)的樞紐和中心環(huán)節(jié),其位置設(shè)置恰當(dāng)與否,是直接影響排水系統(tǒng)的經(jīng)濟合理和美觀。
1、‘?dāng)U初“設(shè)計中,首先要求建筑、工藝,盡可能將各層衛(wèi)生設(shè)備,靠近在同一根軸線左右,衛(wèi)生間盡可能上下對應(yīng),這樣管線既省,又可以減少橫支管穿來穿去,影響室內(nèi)空間美觀。
2、立管盡可能設(shè)在墻角、不影響室內(nèi)家俱布置和人的活動的地方。
3、注意立管上部透氣管是否有出路:賓館、辦公樓等建筑,頂層往往為大會議室(或大餐廳)等大空間,下面幾層的透氣管通不出去,露明太難看,可考慮在頂層部分,將透氣管立入墻內(nèi)暗裝;亦可結(jié)合建筑立面將透氣管接出墻外。絕不能將通氣管通至平頂內(nèi)。
如天臺楊帆大廈設(shè)在門廳下面半地下室的廁所,立管穿門廳有傷大雅,污水管埋在鋼筋砼柱內(nèi)通上去。
4、確定立管下面的排出管方向時,要妥貼考慮室外排水管線的走向、室外化糞池、隔油池、中和池、窨井等構(gòu)筑物的位置。管線布置以簡捷為原則,減少堵塞的機率。立管下部的排出管,應(yīng)盡量就近分散外排(即以最短的距離排至室外)。有些設(shè)計人為減少排出口而過分集中外排的做法不可取,這樣一旦總出水管發(fā)生堵塞或需維修,將會影響更多的衛(wèi)生設(shè)備使用,也使排水管道在室內(nèi)支管多,線路長而增加麻煩。
如在天臺人民醫(yī)院病房綜合大樓工程中,過分地遷就建筑要求,為使場地主要正面少設(shè)窨井、化糞池等,減少對綠化的影響,以至全部室內(nèi)排水管均向背面排水,結(jié)果排水管道在室內(nèi)盤來、轉(zhuǎn)去、穿梁、過柱、同其他管道交叉,大大地增加了工作量,也多消耗了管材。
5、確定立管的排出管穿基礎(chǔ)時,既要計算支管在立管上的搭接高度,注意室外排水管道標(biāo)高,更要注意基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)做法,盡可能使出墻排水管不穿鋼筋混凝土地梁,既不影響結(jié)構(gòu)安全,也減少自身設(shè)計工作量。如必需穿鋼筋混凝土地梁時,應(yīng)即時向結(jié)構(gòu)提供準(zhǔn)確的留洞位置和尺寸,對高層建筑,底層多為單獨排出,管道污廢分流,在同一個建筑開間內(nèi),出墻管會很多,往往使地梁近乎拉空。如遇此類情況,可建議結(jié)構(gòu)在此開間內(nèi)做中空。對于地表層地基承載能力較高,結(jié)構(gòu)采取淺基礎(chǔ)時,出管的位置、標(biāo)高更需與結(jié)構(gòu)專業(yè)取得密切配合。
6、立管穿樓板、屋面,需前期定位,向結(jié)構(gòu)專業(yè)提供資料,以便結(jié)構(gòu)預(yù)留孔,切忌后期打洞,影響結(jié)構(gòu)強度,“穿基礎(chǔ)“、”留洞“問題,是室內(nèi)給水排水設(shè)計中‘常見病‘和“多發(fā)病”最多的環(huán)節(jié),必須足夠重視。
7、立管、支管盡可能不要穿過主要房間。如:臥室、門廳、走廊、醫(yī)院手術(shù)室、天平室、電算室,精密儀器設(shè)備要求防潮房間和可能因水引起爆炸或因水而造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失的房間,在實在無法避免時,應(yīng)請建筑包角做管井、吊平頂解決,排水管一般不能穿過沉降縫、煙道、風(fēng)道等。
8、立管設(shè)計中,注意上下層外墻厚度是否一致及基礎(chǔ)的斷面形式,透視圖中標(biāo)明何處加撘覕字管轉(zhuǎn)彎。如:天臺中心菜場工程中底層外墻370厚,二層外墻240厚,設(shè)計圖中,立管一根直線到底,結(jié)果在底層立管靠外墻,而在二層以上立管就靠不了外墻(向內(nèi)移120毫米),安裝完成后發(fā)現(xiàn)衛(wèi)生間太擠,故不得不每層少裝一只大便器。
管道在底層穿外墻基礎(chǔ)應(yīng)盡可能用統(tǒng)一標(biāo)高,以便于施工,也避免施工中搞錯,并應(yīng)注意不要使管道露在室外地坪上面。
9、底層是商店、辦公的商住樓、綜合樓,上層為住宅時立管無法直下,常需加拉一段橫管轉(zhuǎn)向外墻下來,橫管多用吊平頂掩蓋,但注意第二層的地漏等排水管,不能直接接到立管上,而應(yīng)該單獨拉一根橫支管接在轉(zhuǎn)彎后的立管上,以防地漏冒水;或者二層排水管單獨排出。
10、儲水箱排水管、溢水管、開水爐排水管等均應(yīng)與廢水管間接連接。
11、雨水立管埋在鋼筋混凝土柱中,這是現(xiàn)在常碰到的建筑處理手法,要注意與結(jié)構(gòu)聯(lián)系,對立管和進出口管的布置應(yīng)選擇不影響梁、柱受力,不與受力筋相碰的位置,不然好的愿望會無法實現(xiàn)。如天臺賓館工程原設(shè)計雨水立管埋柱內(nèi),因布局與上述原則相博,只好把立管移進室內(nèi),穿過每層客房,帶來永久性遺憾:雨水管噪音影響旅客休息;個別檢修孔處滲水使室內(nèi)潮濕;影響室內(nèi)美觀;影響客房家俱布置。
12、地下室有排水設(shè)施時,應(yīng)做集水井,以水泵提升外排。集水井應(yīng)做在地下室內(nèi),以保證建筑沉陷時,集水井與地下室一起沉降。如集水井建在室外時,則建筑與集水井之間就可能產(chǎn)生不均勻沉降,而使在此處聯(lián)接的排水管可能折斷。由于這根管道埋在建筑物基礎(chǔ)下面,一旦折斷滲水,修復(fù)將非常困難。
13、廁所、盥洗室、浴室等常積水房間,與建筑專業(yè)應(yīng)密切配合做好地面排水坡度和內(nèi)墻面、地面的防水措施,以達(dá)到良好的室內(nèi)環(huán)境。
四、庭院排水設(shè)計
1、化糞池位置:對總平面設(shè)計建筑密度高,舊城市改造中“見逢插針“的建筑,沿街建筑正面臨城市道路,背面余地很少,排水管道與化糞池布置很困難。因此給排水設(shè)計一開始就要注意向建筑工種提出給排水管道、化糞池、隔油池等位置,不致使后期設(shè)計被動。在施工程序上,化糞池距建筑基礎(chǔ)很近時要先施工化糞池。
2、避免”竄流“。排水管特別是進化糞池前的污水管及廢水管,按規(guī)范是可以如圖二接法,在流槽導(dǎo)流”理論“上是可行的。但實際上由于流量大時,水壓也較高,污水不能平衡的按流槽導(dǎo)流方向流動,而會形成水躍,造成相鄰單元污水互竄,彼此”竄流“極易造成管道堵塞。如將窨井向外移一定距離,即無此弊病。
同理,在室內(nèi)排水系統(tǒng)中,也應(yīng)避免上述情況的發(fā)生。
3、隔油池:賓館、飯店、食堂等廚房排出的污水中油脂含量大,隔油池是必不可少的,實地調(diào)查,未建隔油池的廚房排水,管道堵塞情況嚴(yán)重,管道壁與窨井積有較厚的油膩垢,DN150排水管極易堵死。故此類廚房,必須設(shè)隔油池,室外排水管管徑不小于DN200。
4、雨水窨井,在窨井底部設(shè)H=300毫米左右的沉砂井是很有必要的,特別在路面標(biāo)準(zhǔn)較低,綠地覆蓋條件還不理想的情況下,隨雨水帶入下水道的泥砂相當(dāng)多,更顯必要。據(jù)調(diào)查,不設(shè)沉砂井或深度不足的窨井,排水管堵塞嚴(yán)重。當(dāng)然,合理設(shè)計還有賴于管理到位,及時清掏沉砂。
5、庭院中觀賞水面(即水池)應(yīng)有溢水口及放空清污管,溢水口的設(shè)置便于控制水面標(biāo)高,防止暴雨時,池水滿溢排出?;▓@中溢水口,應(yīng)做在暗處,并有格柵,以免游魚跳走。
6、排水管道穿過樹叢應(yīng)注意管道接口和窨井井壁,防止樹根伸至管道或窨井內(nèi)生長發(fā)育,破壞和阻塞管道。
五、標(biāo)準(zhǔn)圖使用
給排水設(shè)計應(yīng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)圖,選用成套設(shè)備,既可大大提高設(shè)計速度,又可減少差錯,提高設(shè)計質(zhì)量。但在選用標(biāo)準(zhǔn)圖時,注意圖號、型號及有關(guān)“說明“中注明要由”設(shè)計決定“的有關(guān)事項。為便于施工,減少安裝過程中的差錯,同一工程設(shè)計手法要統(tǒng)一,如:選用管徑標(biāo)準(zhǔn)、管材、穿基礎(chǔ)標(biāo)高等。
六、其他
通常高層民用建筑的防排煙設(shè)施主要包括防煙樓梯間及前室、消防電梯前室、合用前室、封閉樓梯間、避難層(間)等場所設(shè)置的防煙設(shè)施,地下室、內(nèi)走道、中庭、無窗或設(shè)有固定窗房間等部位設(shè)置的排煙設(shè)施,防煙分區(qū)之間的擋煙垂壁等。防排煙設(shè)施是高層民用建筑保障人民生命財產(chǎn)安全不可缺少的消防安全設(shè)施,但由于部分設(shè)計、施工人員對防排煙設(shè)施的結(jié)構(gòu)、作用、性能缺乏了解,對國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)理解不透徹,往往導(dǎo)致在設(shè)計、施工中存在一些問題,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
一、自然排煙設(shè)施達(dá)不到排煙目的
自然排煙是一種經(jīng)濟、簡單、易操作、維護管理方便的排煙方式,但由于部分工程在設(shè)計、施工過程中不按規(guī)范要求進行,往往導(dǎo)致工程完工后,自然排煙設(shè)施不具備排煙作用,分析其原因主要有以下幾個方面:
一是自然排煙窗的設(shè)置位置不當(dāng)。從自然排煙效果考慮,排煙窗應(yīng)盡量靠近墻的上部設(shè)置,目前有相當(dāng)數(shù)量的自然排煙窗不是設(shè)置在墻的上部,而是下部,距頂板、吊頂?shù)木嚯x較大,不利于自然排煙。
二是自然排煙窗的開窗面積達(dá)不到規(guī)范要求。國家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》對采用自然排煙部位的開窗面積均有明確規(guī)定,但由于部分設(shè)計人員未按規(guī)范要求進行認(rèn)真計算,或?qū)⒐潭ù暗拿娣e計算在排煙窗面積之內(nèi),導(dǎo)致部分工程排煙窗面積達(dá)不到規(guī)范要求,直接影響排煙效果。
三是自然排煙窗的結(jié)構(gòu)形式不合理。有的把排煙窗做成不可開啟的固定窗,有的將窗的上部做成固定窗,把可開啟的排煙窗設(shè)在窗的下部,嚴(yán)重影響排煙功能。
四是安裝高度較高的排煙窗缺少便于于開啟的操作機構(gòu)。按規(guī)范要求,排煙窗應(yīng)有便于開啟的裝置,但有些安裝高度較高,開啟困難的排煙窗均未安裝開啟操作裝置,不利火災(zāi)情況下排煙窗的開啟。
二、設(shè)置機械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施部位所要求的余壓值難以形成,機械排煙設(shè)施的排煙效果不明顯。
送風(fēng)口、排煙口風(fēng)量、余壓值達(dá)不到規(guī)范要求的現(xiàn)象在工程中比較普遍,有的送風(fēng)口、排煙口的風(fēng)速甚至接近于零,造成這種現(xiàn)象的原因比較復(fù)雜,主要有以下幾個方面:
1、風(fēng)機選型不當(dāng)。按規(guī)范要求,防煙樓梯間及前室、合用前室和消防電梯間前室的機械加壓送風(fēng)量,應(yīng)由計算確定,當(dāng)計算值和規(guī)范規(guī)定的值不一致時,應(yīng)按兩者中較大值確定,有的設(shè)計直接按規(guī)范給定的值確定,往往導(dǎo)致選用的風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓偏小,不能滿足要求;有的設(shè)計采用通風(fēng)與機械排煙合用系統(tǒng),但施工中未按設(shè)計要求選用雙速風(fēng)機;有的建設(shè)單位不按設(shè)計的風(fēng)機型號訂貨,購買功率規(guī)格較小的風(fēng)機,導(dǎo)致風(fēng)機風(fēng)量嚴(yán)重不足。
2、機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)與自然排煙設(shè)施重復(fù)設(shè)置。對于建筑高度超過50米的一類公共建筑和建筑高度超過100米的居住建筑,按《高規(guī)》要求,宜設(shè)置機械加壓送風(fēng)系統(tǒng),有的工程在上述部位同時又采用了自然排煙,導(dǎo)致火災(zāi)情況下,機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)與自然排煙窗同時開啟時,防煙樓梯間難以形成正壓,達(dá)不到防煙效果。
3、合用正壓送風(fēng)系統(tǒng)未設(shè)計壓差調(diào)節(jié)裝置。按規(guī)范要求,機械加壓送風(fēng)的防煙樓梯間和合用前室,宜分別獨立設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng),當(dāng)必須共用一個系統(tǒng)時,應(yīng)在通向合用前室的支風(fēng)管上設(shè)置壓差自動調(diào)節(jié)裝置。目前很多設(shè)計的合用正壓送風(fēng)系統(tǒng)沒有設(shè)計壓差調(diào)節(jié)裝置,無法形成樓梯間的余壓值高于前室。
4、防煙分區(qū)不按規(guī)范要求設(shè)置擋煙設(shè)施。有相當(dāng)一部分工程,尤其是大型商場設(shè)置機械排煙的部位未按規(guī)范要求在吊頂下設(shè)置擋煙垂壁,有的地下室雖然采用建筑的梁作擋煙設(shè)施,但排煙系統(tǒng)的排煙口未按規(guī)范要求設(shè)在頂棚或靠近頂棚的墻面上,而是設(shè)在梁的下面。
5、送風(fēng)口設(shè)置不符合要求。有的豎向防排煙系統(tǒng)的送風(fēng)口采用固定百葉窗式常開風(fēng)口,風(fēng)口規(guī)格尺寸基本一致,造成各層送風(fēng)口的風(fēng)量風(fēng)速嚴(yán)重不平衡,離風(fēng)機較遠(yuǎn)的送風(fēng)口的風(fēng)量不足,甚至末端的送風(fēng)口的風(fēng)速、風(fēng)量接近于零。
6、風(fēng)管豎井施工質(zhì)量差,漏風(fēng)嚴(yán)重。有相當(dāng)多的工程因通風(fēng)豎井不抹灰、管道連接不嚴(yán)實,常閉風(fēng)口關(guān)閉不嚴(yán)密,漏風(fēng)十分嚴(yán)重,導(dǎo)致送風(fēng)口、排煙口的風(fēng)速、風(fēng)量達(dá)不到規(guī)范要求,有的施工單位甚至取消了豎井連接吊頂風(fēng)口的風(fēng)管,利用吊頂悶頂空間代替風(fēng)管,也往往造成風(fēng)管風(fēng)口風(fēng)速接近于零。
同時有的將排煙系統(tǒng)的風(fēng)機排煙口設(shè)在室內(nèi),致使火災(zāi)情況下煙從室內(nèi)排到室內(nèi),不僅失去了排煙作用,而且還可能造成火災(zāi)的蔓延擴大。三、防排煙風(fēng)機的配電不符合規(guī)范要求
一是風(fēng)機的供配電達(dá)不到高層民用建筑負(fù)荷級別要求。有的供電線路不是接自消防電源,而是接至樓層照明配電箱,有的設(shè)計采用單回路配電線路,有的設(shè)計未設(shè)末端電源自動切換裝置,均達(dá)不到一、二級供電負(fù)荷要求的專用雙回路,設(shè)末端自動切換裝置的規(guī)定。
二是明敷配電線路的安裝不符合要求。有的防排煙風(fēng)機的配電線路穿PVC塑料管,有的穿金屬管未涂刷防火涂料,不符合穿管的防火性能要求。
四、應(yīng)設(shè)機械防排煙設(shè)施的部位未按規(guī)范要求設(shè)置
1、帶裙房的高層民用建筑防煙樓梯間及前室,消防電梯間前室或合用前室,當(dāng)裙房以上部分利用可開啟外窗進行自然排煙,裙房部分不具備自然排煙條件時,其前室或合用前室未按規(guī)范要求設(shè)置正壓送風(fēng)系統(tǒng)。
2、超過20米無自然排煙的內(nèi)走道,有的設(shè)計人員因與其相連的防煙樓梯間前室有自然排煙,認(rèn)為其具備自然排煙的條件,未按規(guī)范要求設(shè)置機械排煙設(shè)施。
五、對策
針對上述存在的問題,我認(rèn)為消防監(jiān)督部門應(yīng)從以下幾個方面加強對建筑防排煙設(shè)施設(shè)計施工中的監(jiān)督管理:
1、應(yīng)加強對防排煙設(shè)施設(shè)計施工人員的業(yè)務(wù)指導(dǎo)和培訓(xùn)工作。各地消防部門一般對消防報警與電氣、固定(自動)滅火設(shè)施專業(yè)設(shè)計施工人員的業(yè)務(wù)指導(dǎo)和培訓(xùn)工作非常重視,培訓(xùn)過程中往往忽略了防排煙設(shè)施設(shè)計施工人員。
2、應(yīng)落實防排煙設(shè)施的施工由消防設(shè)施施工單位承擔(dān)的制度。防排煙設(shè)施是建筑自動消防設(shè)施的一個重要組成部分,按規(guī)定其施工應(yīng)由消防設(shè)施施工單位承擔(dān),但目前很多項目的防排煙設(shè)施施工均是由空調(diào)專業(yè)施工單位負(fù)責(zé)安裝。
3、消防監(jiān)督部門的建審人員在施工圖審查時,應(yīng)重視對防排煙設(shè)施設(shè)計的審查,應(yīng)重點對自然排煙窗的設(shè)置、開窗面積,機械防排煙設(shè)施的設(shè)置部位、風(fēng)機選型、送風(fēng)口排煙口的設(shè)置、防煙分區(qū)等到進行審查,同時在施工中應(yīng)加強對防排煙設(shè)施的監(jiān)督管理,將防排煙設(shè)施列為施工監(jiān)督檢查的重要內(nèi)容,做到及時發(fā)現(xiàn)問題,指導(dǎo)、督促施工單位進行整改。
2民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要消能減震技術(shù)措施
民用建筑的消能減震措施非常之多,有對地基進行特殊處理的,有設(shè)置抗震裝置的,也有對建筑結(jié)構(gòu)上層進行設(shè)計的等。但在實際運用中,一個建筑物有可能都應(yīng)用了以上幾種措施,有些會更多。但總的來說,建筑物的消能減震設(shè)計關(guān)鍵還在于地基采用的特殊減震材料和建筑隔震層的設(shè)計。
2.1建筑消能建筑材料的應(yīng)用
消能減震材料的應(yīng)用主要作用于建筑的地基,地震對建筑物的直接作用也是地基,所以建筑物要達(dá)到消能減震的最佳效果是在地基上做一些主要的設(shè)計,這樣也是最能達(dá)到效果,也是最直接的處理手段。建筑地基的隔震,通常是通過鋪設(shè)一些特殊的材料來削弱地震時的地震波,把地震產(chǎn)生的能量吸收一部分,達(dá)到消除地震波對上層建筑的破壞。在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,消能減震措施都使用傳統(tǒng)的施工工藝,主要的材料是粘土和砂子,或者在地基上直接使用粘土和砂子墊層。隨著科學(xué)的發(fā)展進步,國際上很多建筑物把瀝青作為消能建筑的材料,并且達(dá)到很好的效果,現(xiàn)今已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2建筑基礎(chǔ)設(shè)置減震裝置和隔離層的應(yīng)用
減震裝置和隔離層這種消能減震措施主要應(yīng)用于建筑物在地基與建筑上部連接之間,減震裝置的設(shè)置可以對地震能量降低2/3左右,通常采用的辦法有摩擦滑移隔震、粘彈性隔震等,應(yīng)用比較靈活,對材料沒有局限,可根據(jù)具體情況進行選擇。建筑隔離層與隔離裝置相比效果不是非常明顯,它減震的效果在2/10左右,它的作用無法參與到建筑設(shè)計的整體中去,因此減震效果明顯差一些。但它適用于舊房的減震改建,施工簡單、易操作。所以兩者都是我們設(shè)計者值得關(guān)注的,充分體現(xiàn)它們的區(qū)別和作用是關(guān)鍵。
3對于建筑物消能減震技術(shù)的主要措施
3.1消能減震技術(shù)應(yīng)用的加固措施
近年來,自然災(zāi)害對建筑的損壞受到大部分人的關(guān)注,也是大家都關(guān)心的問題。隨著這種安全意識的加強,民用建筑抗震加固是人們迫切的需求。消能減震的應(yīng)用也直接關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全,所以在設(shè)計的時候,要在地基部分采用特殊材料處理之外,還需要設(shè)計減震裝置甚至是減震層來削弱地震對建筑物的作用力,確保能有效的對抗地震等自然災(zāi)害。針對建筑物的抗震加固,我們一定要根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計和基礎(chǔ)條件等因素來完成相應(yīng)的工作。
3.2在建筑物性能和需求的消能減震措施
在建筑物的消能建筑設(shè)計方法上,我們需要根據(jù)建筑物的基本性能和消能需求等作出有效的設(shè)計措施。而混合消能支撐系統(tǒng)(VD-BRB系統(tǒng))是我們選擇的最佳措施,它的主要設(shè)計方法是在建筑物的底層配置防屈曲消能支撐,并在其它的建筑層配置粘滯阻尼器。所以在我們對建筑物進行消能減震設(shè)計的過程中,要精確進行結(jié)構(gòu)驗算,在保證建筑物變形的最大限度、結(jié)構(gòu)的最大承載力等是否符合規(guī)范要求,用最有力的數(shù)據(jù)來判斷消能減震技術(shù)的可行。如果可行,就需要我們確定阻尼器的數(shù)量和最大優(yōu)化它的布置方式,保證結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)先驗算的結(jié)果;如果不能滿足建筑物性能和需求的,需要我們及時調(diào)整方案,增加阻尼器的數(shù)量和布置方式進行消能減震加固。所以混合消能支撐系統(tǒng)(VD-BRB系統(tǒng))是建筑物面對不同的性能和需求時,可以實現(xiàn)有效的管控,因為它的變量只有阻尼器的變化,可以根據(jù)實際需要進行設(shè)計和應(yīng)用。所以它的有效主要體現(xiàn)在以下幾個方面;
1)混合消能支撐系統(tǒng)(VD-BRB系統(tǒng))有比較高的性價比;
2)對地震波能力可以第一時間反應(yīng)和削弱消耗,降低建筑本身對抗的風(fēng)險;
3)可配置子阻尼器合理的在各種自然災(zāi)害中發(fā)揮作用;
4)采用改進的基于性能和需求的消能減震方法進行加固設(shè)計比較便捷。