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1 引言
從建國以來,我國在建筑建設方面發展的很快,大量的混凝土建筑拔地而起。S著施工經驗的不斷積累和施工技術的不斷革新,我們發現混凝土現場澆注的產生的一些問題,如下:①需要大量勞動力且施工工期長。比如韓國三星在西安建設的一個工廠,采用了預制裝配技術,工期僅需三個月,若采用非裝配技術,工期至少一年,并且所耗勞動力總量只有非裝配建筑技術的1/20。②部分部位如果采用現場澆注的做法,施工質量很難得到保證,如坡屋頂與天溝/的接觸部位受振搗條件的影響質量差異很大,現場基本無其他作業手段,因此該部位漏水現象普遍,工廠化生產就可避免這一問題。③現場澆注混凝土會對環境造成影響,如噪聲污染、建筑垃圾污染等。比如,混凝土施工為避免過多施工縫的形成,通常會連夜施工,噪聲會影響周圍居民的正常作息。又如,河道護坡項目施工如果采用現場澆注混凝土,將對河流造成污染,而若使用預制樁就不會有此污染問題。④施工現場作業在露天進行,工人的施工環境受氣候影響較大。讓從業工人在惡劣的工作條件下工作不僅會影響工作效率,還存在安全風險。隨著從業工人對作業環境有了更高要求,他們已經不愿意在惡劣的條件下工作了。基于上述問題,產生了預制裝配式建筑技術。目前預制裝配技術已經在工業廠房、大型公共建筑、多高層住宅、別墅等各個類型建筑中得到廣泛的應用,為了更加完善預制裝配技術,我們應該對其在設計實踐中存在的問題進行分析和研究,并找到解決的辦法。
2 預制裝配式建筑存在的技術難題
預制裝配式建筑在設計理論上和傳統現場澆注建筑沒有不同,但在施工思路上完全不一樣。預制裝配式建筑是將原本是一個整體的剪力墻、梁、柱等建筑構件拆分,在工廠中預制生產后,通過運輸到現場,吊裝進行組裝的方式施工建設,從而滿足設計要求的受力性能的。雖然預制裝配式建筑的工業化生產模式可以縮短施工周期,提高施工質量,但因受到運輸和吊裝條件的限制,在實踐中也會存在一些技術問題:
(1)平面不規則與構件數量限制的矛盾。每個建筑平面都是根據對地形、使用功能和建筑外觀等因素的綜合考量確定的,因此每個建筑項目的平面千差萬別。在實踐過程中如果按照每個建筑平面生產相應的模具,那么成本將會過高,導致項目夭折。因此,我們需要結合預制裝配式建筑與非裝配式建筑的優點,對于平面形狀中不規則的部分可以采用非裝配式建筑現場澆注的做法,或者采用鋼結構的做法。
(2)接縫、節點處的耐久性、抗震性能、安全性和防水處理。因為裝配式建筑在組裝建筑構件的過程中,會出現很多節點和接縫,這些是結構受力和建筑防水的薄弱環節,如果不能處理好節點和接縫,建筑的安全性就會受到影響。通常的處理方法是將拆分構件的預留鋼筋焊接好后,再用一個比被連接構件高一等級的混凝土加微膨脹劑澆筑,然后再振搗密實即可。眾多實際工程案例證明,這種做法能夠滿足耐久性、抗震性、防水等建設要求。但需注意的是,由于構件拆分組裝過程質量具有離散性,所以拆分構件的預留連接鋼筋應適當加大。
(3)預防構件運輸、吊裝過程中的開裂:由于拆分構件由于運輸、吊裝的需要會設置四個或多個吊裝點,通過模擬運輸、吊裝過程中拆分構件的受力情況,如果實際受力情況同設計模擬時相同或相近,那么將不會發生開裂的情況。但實際情況是,在運輸和吊裝過程中很難做到不開裂。考慮到吊裝和運輸方式的不確定性,通常工程中預防構件開裂的方式是加大被拆分構件的構造配筋。
特別說明的是,對于高層建筑的核心筒、剪力墻的約束邊緣構件、轉換梁、框支柱等抗地震力的建筑構件適宜采用現澆混凝土的施工方式,增強建筑構件的抗震性。
3 采用BIM技術實現預制裝配式建筑
目前,二維圖紙表達設計的工作方法仍是主流,但對于預制裝配式建筑來講,由于其對節點連接、管線預埋位置等要求準確,傳統的二維表達方式很難直觀的表述,給溝通帶來困難。這就需要我們采用三維的表述,BIM技術就恰好解決了這一問題,更好地協同各個專業一起解決設計實踐問題。
3.1 結構專業協同
為了滿足抗震設計的原則和需求,預制裝配式建筑的體形、平面和構造都有一定的要求。為了滿足工業化制造的要求,預制建筑構件在設計上應符合受力合理、連接簡單、施工方便、規格少、組合多的原則,制定合理的預制構件尺寸和重量,便于加工和運輸,提高工程質量的同時也要控制建設成本。承重墻和柱應注意上下連續,門窗洞口盡量上下對齊,不宜使用轉角窗。門窗洞口的設置應滿足結構受力要求和預制構件的設計要求,另外管線留洞位置和尺寸應保證準確。
3.2 給排水專業協同
預制裝配式建筑需要考慮公共空間豎向管井留洞位置和大小,豎向管線應相對集中,水平管線應減少交叉。穿過預制樓板的管道應預留洞,穿過預制梁的管道應預埋套管,要保證管井和吊頂內部的管線安裝牢固并方便檢修和更換。住宅套內優先采用同層排水的方式,并要做好防水構造。整體衛浴和整體廚房的安裝需要和廠家配合預留好管道接口位置及尺寸,太陽能熱水系統集熱器與儲水罐也需要與建筑整體配合,做好預留和預埋。
3.3 暖通專業協同
供暖系統的主立管和分戶控制閥門等應布置在公共空間豎向管井內,戶內供暖管線則是做成獨立環路。在采用低溫熱水地面輻射供暖時,分、集水器應結合地面墊層構造布置,便于檢修管理。在采用散熱器供暖時,應做好合理分布散熱器位置,管線走向的工作。在采用分體式空調機時,應滿足臥室和起居室空調安裝的位置和預留預埋條件。在采用集中新風系統時,應預先確定風道的布置、住宅中廚房和衛生間排氣道的布置。
3.4 電氣電訊專業協同
在布置分戶配電箱位置時,要保證分戶墻兩側暗裝電氣設備不連通。預制構件需考慮內裝要求,確定好插座、燈具、有線電視接口、電話和網絡接口等位置。還需將線路布置與建筑構件綜合考慮。在預制墻體或疊合板內暗敷設時,需要用線管保護。在預制墻體相應位置還需預留預埋,為了將來安裝電氣開關、插座、連接管線等。另外,在外墻板、內墻板的門窗過梁和錨固區不宜埋設設備管線。
4 結語
為了能夠實現我國預制裝配式建筑的快速發展,需要在設計實踐中結合具體建設項目的設計要求,綜合考量各方需求,在熟悉預制構件的拆分、生產、加工、運輸和安裝等各道工序技術要點的前提下,對預制裝配建筑進行整體分析和研究,并盡力協同各專業工種,不斷積累預制裝配式建筑設計經驗,整合各項資源,提高預制裝配式建筑設計和建設的水平,本文期盼能為做出微薄貢獻,供同行參考。
參考文獻
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關鍵詞:預制裝配式;建筑施工;運用效率;探究
引言
預制裝配式建筑施工技術和別的施工技術相比較,我們可以發現該技術有著很高的工作效率,而且可以最大程度地節約施工原料,實現生態環保的效果。所以很多建筑企業在開展施工建設的時候都會使用預制裝配式施工技術,以往的混凝土澆筑技術比較陳舊,效率不高,所以更多建筑企業轉而使用預制構件來開展組裝工作。預制裝配式施工技術還可以有效地促進建筑業的發展,并且擁有更大的發展空間,我們國家的預制裝配式施工技術相對比較落后,所以專家和學者還要對其重點分析和把握,找到優化的措施和方法。
1裝配式建筑施工技術的特征
1.1設計更加豐富,功能更加齊全
裝配式建筑在施工和建設的時候可以運用更多的設計方式,而且建筑設計也更加靈活變通,可以更好地擺脫之前建筑物中的不足之處。裝配式建筑物的空間更寬闊,能夠結合用戶的需要進行規劃和設計。建筑企業還要配置高質量的隔墻,因為隔墻具備輕便的特點,還可以實現靈活隔離的效果。企業在設計裝配式建筑物的時候還會使用到輕鋼龍骨和石膏板,從而賦予了裝配式建筑更加豐富的功能和特點。裝配式建筑的外墻中安裝了保溫層,保溫層可以根據氣候特點進行調整,從而有效地節約資源和能源;第二,裝配式建筑物的墻和門窗具有很好的封閉效果,可以遠隔噪聲;保溫材料的吸聲效果也很好,能夠給住戶更好的居住體驗;第三,裝配式建筑的抗震性能也比較好,所需使用的施工原料比較簡單和方便,進一步降低了建筑結構的實際重量;第四,裝配式建筑具有良好的防火性能,通常使用的是高燃點的防火材料;第五,裝配式建筑具有延長使用時間的優點,不容易出現變形或者裂縫,也不容易褪色。
1.2制造工廠化,提高效率與質量
裝配式建筑施工與以往的建筑施工相比據有較大的優勢,建筑企業使用以往的施工手段可以打造魅力的建筑物外觀,但是建筑物外面的涂料容易掉色或者污染。但是裝配式建筑能夠更好地彌補這一缺陷,因為裝配式建筑的外墻通常使用的是一些機械裝置或者模具進行噴刷,然后使用一些烘烤技術,這樣就可以確保建筑物的外觀完整和干凈。當下,越來越多的塑鋼門窗運用到預制裝配式建筑物當中,這種制造技術比較高超,而且可以讓整個預制裝配式建筑更加穩固。保溫材料也由原先的散裝材料轉變成板氈材料,不同的部件與構件也是使用機械化進行生產,這樣可以確保構件的精確,還可以確保零部件的質量。裝配式建筑中很多材料都需要經過精細化加工,這樣才可以更好地保障原材料的性能,具備更多的優點。
1.3施工過程的裝配化
在整個裝配式施工和建設當中,工作人員要事先準備好預制建筑構件,并且確保整個構件質量上乘,之后才可以正式開展構件的組裝工作,同時,工作人員還要確保施工現場的安全和干凈。建筑企業通過對裝配式建筑施工技術的運用能夠更好地如期完成相應工作,也可以有效地縮短施工的市場,從而更好節省下大量的人力資源和財力資源,確保施工作業的正常開展;另外,工作人員還要檢查好每一道工序,營造安靜的工作環境,不斷地提高施工物料的使用效率,這樣有利于裝配式建筑施工技術的有效運用。
2預制裝配式建筑施工技術的有效運用
2.1進一步明確施工技術的使用條件
建筑企業在開展預制裝配式建筑施工和建設的時候要合理地統籌好施工工作,保障整個建筑工程的質量和施工水平。還要進一步地確定好施工目的,把施工安全放在第一位,合理地考慮好不同環節的銜接和過渡性。因為預制裝配式建筑的施工技術需要服務整個建筑工程,所以建筑企業要充分地考慮不同方面的要素。首先,預制裝配式建筑的施工技術要達到相關的標準和要求,并且把握好建筑工程的級別以及相關注意事項。第二,企業還要全面地保障工作人員的生命和財產安全。第三,要控制好施工成本,不能盲目地投入過多的資金和設備。
2.2明確具體的施工技術目標
建筑企業要對預制裝配建筑施工技術的運用目標加以確定,這樣可以更好地促進施工技術的有效運用,還可以擴大施工技術的運用范圍。工作人員在確定工作目標之前還應該反復檢驗施工技術的標準,做好充分的調研與勘察工作,這樣可以更好地知曉項目能不能運用到預制裝配式建筑施工當中。另外,建筑企業還要知曉預制裝配式建筑施工技術的使用要求,這樣才可以更好地發揮技術的最大功效。
2.3合理地控制好施工進度
首先,建筑企業要進一步明確施工的對象與時間,有效地劃分好施工資源和設備。第二,如果發現施工程序上存在交叉或者矛盾現象,那么企業管理人員務必采取有效措施來分配施工時間。第三,還要盡可能地減少時間浪費現象,不斷地提升工程的施工效率,做到及時決策和盡早溝通。第四,要更好地控制好施工進度,工作人員應該努力做好裝配式建筑技術運用和實踐工作,施工人員也要積極地配合到技術運用和實踐中來,并且適當地使用一些激勵機制,這樣可以更好地激發施工人員的潛質,優化工程的施工質量。第五,建筑企業還要多考慮外在因素,也就是及時地制定相關的規避方案,最大程度地消滅不良要素,確保整個施工工作在規定期限內做好。
2.4做好施工人員的培訓工作
預制裝配式建筑施工技術可以更好地提升工作效率和質量,而且在將來很長一段時間有著較好的發展潛力,但是很多施工人員還是不具備較高的技術水準,也不具備先進的思想意識。由于預制裝配式建筑施工技術需要施工人員具備較強的專業能力,所以施工人員在使用預制裝配式建筑施工技術之前要進行通過正規的培訓。施工人員要正確理解預制裝配式建筑施工技術的含義,還要重視起預制裝配式建筑施工技術的運用要求,施工人員還要減少工作上的失誤,有效地提高整體工作效率。第二,工作人員還要總結經驗與教訓,并且找到預制裝配式建筑施工技術中的問題,然后努力地解決和完善。第三,企業還要強化技術的監督和管理,如果出現操作錯誤的情況,要在第一時間加以調整和修改。
2.5預制內剪力墻的施工
建筑企業在使用預制裝配式建筑施工技術的時候還要做好預制內剪力的施工工作,預制內剪力墻的施工和整個工程的質量有著直接關系,所以建筑企業在安裝預制構件的時候要在下板層留出一些插筋,這樣插筋就可以滲入到內墻的預留板螺栓孔里,并且使用水泥砂漿來灌入到螺栓孔里面,使用螺栓來穩固建筑工程的剪力墻與不同結構。運用預制裝配式建筑施工技術的時候還要在建構中心安置好剪力墻與螺栓的連接部分,這樣有利于后續施工工作的正常開展,還可以有效地控制施工成本。
2.6有關的注意事項
建筑工程企業在運用預制裝配式施工技術的時候要注意這些要點,首先,因為預制裝配式建筑施工技術的專業性比較強,其中包含較多內容,所以企業要認真地選購施工材料,并且合理地購置好機器設備,這樣才可以達到工程施工的要求,做好施工材料的檢測與驗收工作,確保機器設備的相關參數滿足施工要求。第二,建立健全預制裝配式建筑施工的技術和管理制度,強化施工監督和管理工作,這有利于工程施工工作的順利進行。第三,企業還要不定時地分享和總結技術成果,這樣有利于后期工作的有效開展。
3預制裝配式建筑施工技術未來發展方向
目前,我們國家的預制裝配式建筑有著較好的發展態勢,可是還沒有建立完整有效的產業鏈條。當下,為了更好地推動城市化發展,我們要不斷地學習其他發達國家的先進經驗,不斷地研究和思考預制裝配式建筑施工技術要點,使裝配式建筑施工技術體系越來越健全。建筑企業還要投入更多的資金和管理費用,讓施工人員接受技術培訓和教育,促進整個預制裝配式建筑施工工作的有效開展。今后,預制裝配技術在國家公共建筑或者工業建筑等領域會有較大的發展,造價較高的連接構件和預埋件也會更加經濟化,從而有效降低套筒預埋鋼結構的價格,還會不斷優化流水生產線,從而真正地提高生產綜合效益。
關鍵詞:建筑;工業化;標準化設計;裝配式
引言
隨著我國社會經濟以及建筑行業的迅猛發展,盡快實現建筑工業化已成為廣大建筑工作者的一項重要工作任務。標準化設計是建筑工業化的核心,為了達到系列化、規模化生產的目的,必須重視準化設計手法的推廣與完善。
1建筑工業化
建筑業是我國國民經濟的支柱產業之一,被稱為國民經濟的先行。但是長期以來,分散的建筑手工業生產模式無法跟上大規模的經濟建設步伐,要想改變目前這種相對落后的狀況,必須明確工業化生產是建筑行業發展的必然趨勢,也是加快建筑產業發展步伐的關鍵所在。
1.1建筑工業化的特點
建筑工業化從根本上來說屬于是一種新的生產方式和技術手段,即充分利用現代工業手段、現代工業組織、先進科學技術手段對建筑工業化生產中的全部過程的生產要素進行集成和系統性的整合,進而實現建筑設計的標準化、構件生產工業化、住宅部品系列化、現場施工裝配化、土建裝修一體化以及生產經營社會化,形成有序的工廠流水作業,從而不斷的提高建筑施工質量和效率,同時還能降低成本和能耗。建筑工業化與以往的建筑設計和生產方式完全不同,相較傳統的建筑生產方式,其主要特點和突出特征就是實現設計階段和施工階段的一體化。
1.2建筑工業化的內容
(如圖1所示)建筑工業化主要包括四個方面:建筑設計標準化、構配件生產工廠化、施工機械化和管理科學化。(1)設計標準化是實現建筑工業化目標的前提,指的是從同一設計配件入手,對配件類型進行盡可能的減少,進而形成單元或者整個房屋的標準設計。(2)構配件生產工廠化是建筑工業化的手段,指的是構配件生產集中在共產進行,不斷的實現商品化。(3)施工機械化是建筑工業化的核心,指的是利用機械代替傳統的繁重的體力勞動,利用機械在施工現場進行構件和配件的安裝。(4)管理科學化是建筑工業化的保證,指的是采用科學的方法和手段進行建筑工程項目管理,避免因為主觀臆斷或者僅憑經驗對其進行管理。
2建筑設計標準化
建筑設計標準化,是將建筑構件的類型、規格、質量、材料、尺度等統一標準,將其中建造量大、使用面積廣、共性多、通用性強的建筑構配件及零部件、設備裝置或建筑單元,經過綜合研究編制成配套的標準設計圖,進而匯編成建筑設計標準圖集。標準化設計的基礎是采用統一的建筑模數,減少建筑構配件的類型和規格,提高通用性。建筑設計標準化主要包括兩個方面的內容:①建筑設計的標準,包括制定各種法規、規范、標準、定額與指標。②建筑的標準設計,根據建筑設計的標準,設計通用的構件和配件、單元和房屋。標準化設計可借助國家或地區通用的標準構配件圖集來實現,設計者根據工程的具體情況選擇標準的構配件,避免重復勞動,構配件生產廠家和施工單位也可針對標準構配件的應用情況組織生產和施工,形成規模效益。建筑設計標準化是為了促進最佳的全面經濟管理,為有序地推行建筑工業化而制定的一套統一措施和規定。建筑設計標準化的目的是合理利用原材料,促進構配件的通用性和互換性,實現建筑工業化,以取得最佳經濟效果。建筑設計標準化要求建立完善的標準化體系,其中包括建筑構配件、零部件、制品、材料、工程和衛生技術設備以及建筑物和它的各部位的統一參數,從而實現產品的通用化、系列化。建筑設計標準化工作還要求提高建筑多樣化的水平,以滿足各種功能的要求。
2.1標準構件、配件設計
由國家或地區編制一般建筑常用的構件和配件圖供設計單位選用,以減少不必要的重復勞動。
2.2整個房屋或單元的標準設計
由國家或地方編制整個房屋或單元的的設計圖供設計單位選用。整個房屋的設計圖,經地基驗算后可據以建造房屋。單元標準設計,經過設計單位用若干單元拼成一個符合要求的組合體,成為一棟房屋的設計圖。圖2為某住宅以一戶為定型單元的布置。
2.3外墻標準化設計
外墻標準化設計,設置統一的建筑外圈構件梁高;設置形狀及其寬度相近的外墻;采用統一的窗戶大小。對端頭外墻構件進行合理的使用,有效的減少構件的類別。在實際操作中盡可能的利用二維外墻構件,盡量避免采用三維外墻構件,二維外墻構件不管是在模具成本還是在運輸成本上都優于三維構件。如果確實需要采用三維構件,應該盡可能的選用二維構件分解或者簡單的三維構件代替。
2.4預制樓板設計
預制樓板設計,根據結構的特征,采用統一的尺寸對房間的開間和進深進行設計。平面布置時盡可能的將降板的功能區集中布置,樓板等構件形狀布置應該盡量的方正,并且應該有一邊低于2.5m。根據實際工程的要求選擇合理的項目應用,比如跨度相等、柱網規整的住宅公寓、商務公寓或者酒店項目最適合大規模使用預制疊合樓板。建筑設計標準化的作用是對工程項目規模、內容、建造標準進行控制;保證項目的安全性和預期的使用功能;提供設計所必要的指標、定額、計算方法和構造措施;為降低工程造價、控制工程投資提供方法和依據;減少設計工作量、提高設計效率;促進建筑工業化、裝配化,加快建設速度。
3案例分析
3.1工程概況
某保障性住房總建筑面積為21萬m2,住宅地上為6~21層,最高的建筑高度為58.6m,結合實際情況,研究決定該項目住宅樓地上部分全部采用建筑標準化設計,構配件生產工廠化的建造方式,對各住宅樓加強區以上采用裝配式剪力墻結構體系,四預制一疊合方式,對外墻板、陽臺板、空調板和樓梯板進行預制,對樓板進行疊合。
3.2建筑標準化設計
建筑工業化必須充分的進行標準化設計,才能夠保證在生產和安裝過程中對成本進行有效的控制。建筑標準化設計主要包括以下四個方面:
3.2.1戶型標準化
該保障性住房全部采用小戶型,一居室建筑面積為40m2左右,兩居室建筑面積為60m2左右。經分析和研究,一居室設計為一種戶型,一共2316套;兩居室設計為三種戶型,一共684套。戶型的標準化設計能夠進一步保證預制構件模具的重復利用率,有效的降低預制構件的生產成本,為該項目的工業化建造打下堅實的基礎。
3.2.2廚衛標準化
廚房和衛生間高度標準化,總戶數中90%的廚房和衛生間采用同一種模塊。廚房分成三種,見圖3,廚房的開間統一為1.6m,為櫥柜的標準化提供了條件。衛生間分成四種,見圖4。
3.2.3管井標準化
為了確保住戶的私密性,管井設計借鑒酒店設計,將管井布置在戶外走廊中,利用房間凹口統一設置,經過管井標準化設計歸納成一種尺寸,不但方便且經濟,能夠對設備管道的安裝效率進行有效的提高,實現了戶內無立管,為戶內樓板的工業化提供便利。
3.2.4預制構件標準化
結合建筑單體平面和立面進行預制構件的拆分和優化,以實際情況為依據,合理確定預制率和預制構件范圍。預制構件的設計必須關注以下三點:①預制構件吊點的數量、位置和起吊方式必須合理,確保在制作和吊裝階段能夠滿足受力要求;②做好預制構件的設計驗算;③預制構件上必須預留好機電設備預埋管線和線盒、預留孔洞,要求預留位置精確,如果構件性能存在削弱的情況,必須采取針對性的強化措施。只有保證方案階段預制構件標準化設計工作到位,才能夠保證預制構件的少規格和多組合。
4結語
建筑設計標準化是建筑工業化重要的基礎和前提,對整個建筑工程的建設效率和經濟效益進行提升,從而加快建設速度,降低勞動強度,減少人工消耗,提高施工質量和勞動生產率,大大改善國內人居面積小的現狀,滿足現代城市的發展需要。
參考文獻
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關鍵詞建筑電氣設計;過載保護;現代化建筑;研究分析
中圖分類號: F407.6文獻標識碼:A
引言
高質量的建筑電氣設計是現代化建筑的一個基本需求,同時也是居住者的共同需求。為了進一步的確保現代化建筑電氣設計可以滿足使用者的根本需求,還需要在實踐的設計過程之中明確基本的設計方案,針對電氣設計的一些細節部位進行嚴格的處理,并且對設計的組織規劃進行分配與協調,避免由于設計不恰當而引起后期使用的障礙。總體的而言,在建筑電氣設計之中最重要的環節有保護接地的設計方式、電氣管線的埋置方案以及過載保護等的設計,在具體的工作當中還需要結合建筑的實際狀況,對各個細節部位進行協調的處理,進一步的提升后期電氣使用的功能性。
1.建筑電氣的安全性設計
對于現代化的建筑電氣設計而言,安全性的設計是一個非常重要的環節。在實踐的工作當中電氣設計的安全性將對后期的使用產生直接的影響,為了減少電氣安全事故的發生,降低安全隱患,還需要深入的對現場施工與設計進行必要的協調,進而提升電氣設備和設施的安全性能。
1.1絕緣材料的安全性
首先是絕緣材料的進場檢查,針對材料的檢查需要明確基本的質量標準和檢驗原則。在現代化的建筑電氣設計之中由于材料絕緣性較差而導致的安全事故是一個重要的問題,所以針對材料還需要對規格、使用的功能、用途、厚度、阻抗值、直徑等等重要參數進行嚴格的檢查,避免由于質量缺陷而導致電氣事故發生。
1.2過載保護以及短路保護
針對過載保護以及短路保護的設計也是建筑電氣設計的一個重點工作內容。在電氣線路發生故障之時,往往電流量會在極短時間之內迅速上升,所以對線路進行過載保護以及短路保護非常關鍵。而在設計的分析過程之中需要查看過載保護的設計方式是否合理,分析其熔斷電流值是否滿足實際的使用情況,如果設計過大,則難以起到保護的效應,反之設計過小,會導致電路容易出現熔斷器損壞的現象,進而影響到整個電路的穩定性與安全性。另外,還需要深入的檢查熔斷器的設計科學性,在裝置表面查看額定電壓以及額定電流是否與建筑電氣設計原則相符合。
1.3漏電保護設計
在建筑電氣設計經常出現的安全事故之中,漏電現象是一個重要的原因。如果在建筑使用的過程之中由于各種意外而導致出現漏電的現象,會使得居住著受到極大的人身傷害。根據我國制定的相關規定,針對建筑電氣設計的漏電保護,一般選取30mA.s作為設計的參數,而根據使用的經驗來進行分析,針對漏電保護設計參照上述的原則,可以起到極佳的保護作用。最后,針對建筑電氣設計的漏電保護還需要確保設備裝置有CCEE的專業資質認證,針對相關部門的質量報告和數據文件進行仔細的分析與核對,確保設計的方案與基本原則相互對應。
1.4保護接地設計
建筑電氣設計的保護接地是確保建筑電氣安全的一個重點環節,一般的來講保護接地設計是對人身安全而進行設定的,在很好的避免金屬電位導致電力事故的同時,也還需要避免人員由于各種原因而受到電擊的傷害。一般的來講在建筑電氣之中出現接地故障之時,在電力線路的回路之中電流會急劇增加,進而引起接地保護的開關做出反應并且切斷線路的電源,起到保護的效應。針對建筑電氣設計的接地保護應該符合上述的設計原則,而即便不能夠迅速的、準確及時的切斷電路的電源,保護接地也應當運用等電位的策略避免人員受到傷害,提升建筑電氣設計的安全性能。
2.建筑電氣設計的管線埋置
除了上述分析的建筑電氣的安全性設計,在建筑電氣之中還需要對管線的埋置方案以及墻體結構的管線敷設方式等進行細致的研究,尤其是混凝土墻體結構之中,需要明確電氣管線敷設的基本方式,避免出現相應的安全事故。
針對垂直管線的埋置,需要首先保證在墻體結構之中管線的埋置位于每一層墻面的圈梁之中,而埋置進入墻體的管線需要在墻體之上進行結構性的敷設,避免管線的設置對墻面造成損害,并且減少由于管線的埋置而導致墻體承載力的下降。另外,在混凝土的墻面之上進行電氣管線的埋置,需要首先考慮到墻體自身重量的因素,由于墻體建設的材料往往都具有自重較輕以及強度較低等特征,所以在管線埋置的過程之中需要對墻面的隔聲以及抗裂等重點方面進行仔細的研究,一般來講在墻體上的開槽需要控制在墻體厚度的一半以內,確保不會對墻體本身的結構性與承載力產生直接影響。
針對電氣管線在結構樓板之中的埋設,還需要深入的分析建筑自身的特點和性質,一半樓蓋可以劃分為現澆混凝土樓蓋、裝配式的樓蓋以及無梁樓蓋等幾種形式,而最為常見的是現澆混凝土樓蓋以及裝配式樓蓋等兩種,在電氣管線的設置之中需要對每一種樓蓋的基本特征進行細致的分析,并且制定出最佳的埋設方案,確保建筑電氣設計的合理性以及科學性。
水平預埋管在預制裝配式樓蓋中的埋設。在預制板樓蓋中布置管線需要預先向結構專業了解預制板的布置方式,使管線沿預制板中圓孔或板縫布置。需要注意的是,在圓孔中布置管線時,引出鑿孔要避開板受力主筋位置。當管線沿板縫布置時,預埋管線會導致灌縫難以密實。可與結構專業商量采取40至50毫米的板縫,在板縫中附加一根鋼筋加以解決。
水平預埋管線在現澆混凝土樓蓋中的埋設。由于現澆板的板厚一般為80至150mm,管線對混凝土截面的削弱比較大,而且通長的管線會在混凝土板內造成薄弱帶,處理不慎就會引起混凝土板開裂,或留卜工程隱患。在現澆板中敷設的水平預埋管也應采取預防機械損傷措施,埋設于現澆板內的管線彎曲半徑不小于管外徑的十倍。
3.結束語
隨著經濟的增長和人們收入的增加,使得建筑用電量猛增。這對建筑電氣設計工作提出了更高的要求,在滿足建筑功能要求的基礎上,為建筑使用者提供更為舒適、方便的生產、生活空問,更好地為建筑功能發揮提供有力支持。而根據上文的詳細分析,可以對現代化的電氣建筑設計的要點以及難點部位等有著細致的掌握。對于建筑的電氣設計,需要在全面的滿足電氣設計基本質量標準和使用的功能性需求之上,提升設計的合理性、科學性、節能性以及安全性,將安全的設計擺放在首要的位置,減少后期使用之中的安全隱患,嚴格的對漏電保護、過載保護以及短路保護進行設計,并且確保墻體電氣管線的敷設可以與建筑自身的特點相互對應,減少電氣管線的設置對墻體自身結構性的影響,提升電氣線路工作的穩定性。
參考文獻
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[關鍵詞]綠色建筑技術;建筑設計;原則;優化;結合
應用綠色建筑技術不僅能夠在施工中保護環境,達到生態施工的目的,提升建筑的綠色技術應用水平,而且還能有效促進經濟的發展。綠色建筑技術首先要求使用環保的建筑材料,提升資源的利用率,應用綠色節能的施工技術,達到節能減排的效果,綠色建筑技術預計實現的生態效益十分可觀。
1 綠色建筑設計的原則
1.1 整體美化原則
綠色建筑是響應當前生態綠色的施工技術的政策,打造出來的具有舒適宜居性的生態建筑。整體美化的原則可以這樣理解。首先,當代社會隨著經濟的發展,人們對于審美的需求逐漸變化,在滿足人們生活和工作的需要基礎上,建筑的整體要有審美的效果,如圖1 。圖1 美麗的建筑圖景達到美觀,符合大眾的審美。其次,在人們審美觀念逐漸變化的當下,結合綠色的設計理念,將建筑的美化由于自然的和諧統一結合,促進人與自然的和諧發展。
1.2 因地制宜原則
因地制宜原則有兩個方面,一方面指的是新建設的建筑項目,建設施工要符合因地制宜的原則,比如靠近山水的環境可以打造成田園小區等,實現資源利用的最大化,不僅提升資源的利用率,而且減少破壞保護生態環境。另一方面,針對當前國家的政策號召,老舊小區的改造項目如火如荼地進行中,所謂因地制宜就是要在原有的建筑基礎上合理規劃設計,最大程度對材料和空間等加以利用,減少施工中的粉塵、水、空氣污染等,減少建筑垃圾的產生,提升建筑的升級改造效率。
1.3 資源再生原則
資源再生原則的應用更多地是指建筑內部裝修的應用,比如在室內裝飾裝修的設計中,遵循資源再生的原則,一些能夠通過在加工可以使用的材料盡量使用,來代替新材料的應用,提高材料的利用效率,減少資源的浪費。
1.4 少量化原則
少量化原則首先可以應用在建筑內部的裝飾裝修上,比如一些年輕人選擇的裝修風格是及其簡易的風格,用少量的裝修建材達到簡易時尚的裝修裝飾效果,是建筑內部的空間更加寬敞,摒棄了傳統復雜的裝修風格,有助于節省資源的同時,又能夠減少裝修的成本,一舉兩得。其次,少量化的原則應用在建筑施工上,在保障使用質量的前提下,節約資源,比如當下流行的裝配式使用方式,用料節約,成本支出低,建筑質量高。因此,少量化原則也是綠色建筑技術施工的指導性原則之一。
2 綠色建筑技術的分析
2.1 水資源循環
我國水資源的現狀是人均水資源占有率小,且南北地域分布不均勻,水資源越來越珍貴。建筑設計應用綠色建筑技術首先要提高水資源的利用率,使建筑具備水資源循環利用的功能。比如建筑的內部可以修建一個蓄水池,選擇雨水進行收集,設計雨水的供水裝置,將雨水簡單凈化后可以作為重要的生活用水來源,比如沖刷衛生間等,如果建筑內部有小的景觀特色,雨水可以用來做觀賞用水,大大提升了雨水的利用效率,使得建筑物具有水循環利用的功能,提升了建筑物的宜居性。
2.2 綠色節能暖通技術
在建筑中安裝暖通設備是建筑功能中必不可少的設備,保障建筑物具有通暖的功能,更好地滿足人們的居住。要使得暖通建設具有綠色節能性,首先體現在設計方案上,比如建筑物可以提升對自然風的利用效率來節約資源,自然風對人類的呼吸系統有益,建筑的格局最好設計成南北通透的格局,這樣有利于自然風的對流,提高建筑物的居住舒適度。即使在設計方案中沒有行程南北通透的格局,也可以利用后期對建筑物的改造來實現,比如改變窗戶或者門的位置是實現。其次暖通的綠色節能還體現在施工方面,按照綠色節能施工的相關要求,做好建筑內部的保溫工作,選用可再生的[摘要]當今社會經濟的發展不能犧牲生態環境為代價,既要發展經濟,又要保護我們賴以生存的生態環境,這是時保溫材料,減少對資源的浪費。最后,綠色節能暖通技術的應用,可以選擇使用暖通空調,具有變頻技術的暖通空調比較節能,保障建筑物溫度的同時又有美觀的效果,對于綠色節能設計來說,建筑暖通空調是一個良好的選擇。
2.3 自然資源的應用
大自然饋贈人類的資源數不勝數,比如風能、太陽能、雨水等自然資源,如果能夠合理地加以利用,就會實現綠色節能、降耗減排的作用。比如利用太陽能可以發電、集熱,用來生產和生活,太陽能清潔能源的利用就會減少電量的使用,減少污染,節能降耗;通過設計或者改造建筑物的格局充分利用太陽的光照資源,代替室內照明資源的利用;利用風能進行發電,減少煤礦等非再生資源的使用;利用降雨儲存進行代替部分生活用水,或者利用降雨進行澆灌植物或者農作物,減少水資源的利用。通過利用大自然饋贈的可再生的無污染的資源,能夠減少不可再生資源的使用,真正達到節能降耗的作用。
2.4 綠色環保材料的應用
室內設計或者裝飾裝修的方案制定要選用綠色環保的建筑材料,即可再生、污染小、有助于人體的健康的材料為綠色環保材料。比如當前建筑施工中中空玻璃的使用就有很大的環保優勢,相比較于傳統的玻璃,中空玻璃具有保溫、隔熱、透射可見光的絕對優勢,而且其對于紅外線的反射率高,隔音效果好,是當前建筑施工中玻璃類中良好的選擇。再比如室內燈具的選用多種多樣,設計者應該注重綠色理念的應用,選用不含汞的節能型燈具,當下最好的選擇就是白光LED燈具,相關數據顯示,白光LED燈具不含有汞因素,不會對環境造成污染,同時白光LED燈具的能耗是普通燈具的十分之一,而且使用年限長,內部結構非常簡單,拆裝不需要專業的技術,如果后期使用年限到期,廠家還可以回收,避免產生垃圾。室內裝飾裝修中墻面壁紙的選用盡量選擇污染小、異味小的天然纖維的壁紙,或者PVC材料的壁紙,環保好用,減少垃圾的產生。地面的裝修中,也盡量選用環保建材,比如地磚盡量選用不含污染元素的材料,不建議選用地毯,其既不好清理,材料也非可再生,如果成本允許的話盡量選用純天然的材料,比如天然石材,減小污染的同時有益于人體健康。
3 綠色建筑設計中綠色建筑技術的優化結合
3.1 綠色理念的優化與結合
在綠色建筑施工中融入綠色理念,應用先進的綠色節能施工技術,才能提升建筑施工的水平。首先,我們應該選擇性的借鑒國外先進的綠色施工技術,將國外綠色施工技術與我們的具體國情相結合,建設有中國特色的綠色建筑。其次,隨著經濟的發展,綠色理念也是動態發展的。綠色建筑涉及的建筑領域比較廣闊,各個領域之間存在聯系,不是獨立存在的,因此,綠色理念在應用的過程中應該注重優化與結合,促進綠色施工技術的合理應用,從而進一步確保建筑物的施工質量。
3.2 氣候相宜的優化與結合
我國的氣候類型多樣,南北方差異明顯,為了使建筑物能夠更好地滿足南北方氣候的差異,同時借助南北方氣候的特點,為了使建筑物發揮本身的特性,更應該具體氣候具體分析,結合不同的氣候特點來實現綠色施工技術的優化。首先,要對建筑物需要適應的不同的氣候的能力了解清楚,比如,南方的氣候多降雨,建筑物的屋頂應該設計成人字形的形狀,或者建筑高懸地面,避免暴雨的侵襲,保持建筑物的干燥,比如南方的著名建筑―吊腳樓,如圖2 。圖2 吊腳樓建筑圖北方的氣候特點多暴雪、氣溫低,例如東北的建筑就應該設計暖炕或者地暖,以此來應對東北地區嚴寒的天氣特點。同時,對于建筑材料也要采取優化措施,盡量使用可再生的建材,達到節約能源的作用。其次,在制度管理規范方面,關于綠色建筑技術的應用應該統一管理制度,規范綠色施工技術的要點,才能進一步確保建筑的施工質量。
3.3 節能設計的優化與結合
綠色建筑設計中應用綠色節能技術,首先考慮應用綠色可再生資源,比如前文提到過的風能、太陽能、地熱能等,充分利用清潔可再生能源,是對生態環境的另一種保護。同時,當今時代是科技發展的時代,應該充分利用科學技術,保障綠色建筑節能設計的優化與結合,使綠色建筑技術更好的應用于綠色建筑中,切實保障綠色建筑建設水平的提升。
4 結語
經濟的發展是不能以犧牲環境為代價的,但是當前環境污染問題已成為亟解決重要問題,綠色節能的施工技術是當今時展的需要。綠色節能施工技術順應當前發展的趨勢,響應環境保護的主題,是可持續發展的技術。因此,我們應該保護賴以生存的環境,打造人與自然和諧相處的畫面。本文分析了綠色建筑設計的原則,指出了綠色建筑施工技術,以及討論綠色建筑設計中綠色建筑技術的優化結合措施,旨在促進綠色建筑設計水平的提升,切實保障綠色建筑的建設水平。
參考文獻
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關鍵詞:建筑結構;抗震;概念設計
中途分類號:TU591 文獻標識碼:A文章編號:
隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高,對建筑結構設計也提出了更高的要求。我們應該在工程設計的實踐中推廣和運用概念設計的思想,不斷提高建筑結構方案設計的水平我國是多地震國家,做好建筑抗震設計有極其重要意義,而慨念設計是其最重要的內容,我們要加強溝通來保證建筑符合概念設計的基本思想,以免樓房在地震中倒塌。
一、建筑結構設計的常見問題
1、樓層平面剛度的問題
一些設計在缺乏基本的結構觀念或結構布置缺乏必要措施時, 采用樓板變形的計算程序。 盡管程序的編程在數學力學模型上是成立的甚至是準確無誤的, 但在確定樓板變形程度上卻很難做到準確 。作為計算的大前提都無法 “準確” , 就不可能指望其結果會 “正確” 了。據此進行的結構設計肯定存在著結構不安全成分或者結構某些部位或構件安全儲備過大等現象。 為了使程序的計算結果基本上反映結構的真實受力狀況而不致于出現根本性的誤差, 設計時應盡可能將樓層設計成剛性樓面。 要做到這一點, 首先應在建筑設計甚至方案階段就避免采用樓面有變形的平面比如樓層大開洞、 外伸翼塊太長、 塊體之間成 “縮頸” 連接、 凹槽缺口太深等。其次要從結構布置和配筋構造上給予保證,對于使用功能確實必需的, 或者建筑效果十分優越的建筑設計,如果其平面無法完全符合剛性樓板的假定, 那么在結構設計時可以通過增設連系梁板、 洞口邊加設暗梁邊梁提高連系梁板或暗梁邊梁的配筋量、 采用斜向配筋或雙層配筋形式等方法, 盡量滿足剛性樓板的基本假設, 或者彌補由于不是絕對的剛性樓板假定而產生的計算誤差。
2、屋面梁與配筋的問題
(1)屋面梁配筋太少。結構建模時,設計人員圖方便,屋面梁直接拷貝下層梁的尺寸。由于屋面梁荷載較小,計算結果配筋不多,這樣屋面梁在溫度變化、混凝土收縮和受力等作用下因配筋率過低而裂縫寬度較大。
(2)受扭屋面梁缺少必要的腰筋。對于一般的梁,為了保持鑰筋骨架的剛度同時為了承受溫度和收縮應力及防止梁腹出現過大的裂縫,一般構造措施為梁腹板高度大于450mm時加設腰筋,其間距≤200mm ,然后拉筋勾連。對于受扭構件,《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)第10.2.5條第二款規定,其縱向受力鋼筋的間距不應大于200MM和梁截面短邊長度。對于設置懸挑檐口的屋面梁,在結構設計中誤等同一般梁, 未按受扭構件設計配筋。
二、建筑結構設計的常見問題的對策
框架結構設計應使節點基本不破壞,梁比柱的屈服易早發生。同一層中各柱兩端的屈服歷程越長越好,底層柱底的塑性鉸宜晚形成,應使梁、柱端的塑性鉸出現得盡可能分散,充分發揮整體結構的抗震能力。為了保證鋼筋砼結構在地震作用下具有足夠的延性和承載力,應按照“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節點弱構件”的原則進行設計,合理地選擇柱截面尺寸,控制柱的軸壓比,注意構造配筋要求,特別是要加強節點的構造措施。
從結構總體方案設計一開始,概念設計就運用人們對建筑結構抗震已有的正確知識去處理好結構設計中將遇到的問題,諸如:房屋體形、結構體系、剛度分布、構件延性等等。從宏觀原則上進行評價、鑒別、選擇等處理,再輔以必要的計算和構造措施。從而消除建筑物抗震的薄弱環節,以達到合理抗震設計的目的。
2.1注意場地選擇地震區的建筑物選擇有利地段,避開不利地段,不在危險地段建設。有利地段指堅硬土或開闊平坦密實均勻中硬土等;不利地段指軟弱土、液化土、條狀突出山嘴,高聳孤立的山丘,非巖質的陡坡,河岸和山坡邊緣,平面分布上成因或狀態明顯不均勻的土層等。危險地段指地震時可能發生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地震斷裂帶上可能發生地表位錯的部位。同一建筑單元不宜建在性質截然不同的地基上,同一建筑單元不宜設在不均類型的基礎上。
2.2平立面布置
建筑物平立面布置基本原則是對稱、規則、質量與剛度均勻變化。結構對稱,有利于減輕結構的地震扭轉反應;而形狀規則建筑物在地震時結構各部分的振動宜于協調一致,避免抗震薄弱環節存在;質量與剛度均勻變化有兩方面含義:結構平面方向,使結構剛心和質心重合;結構立面方向,結構質量或剛度均不宜有懸殊變化。
2.3選擇技術上、經濟上合理的結構體系
2.3.1結構體系應符合下列各項要求
①應具有明顯的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。
②宜有多道抗震防線,應避免部分結構或構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力,或對重力荷載的承載能力。
③具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量能力。
④宜具有合理的剛度和承載力分布,避免用局部形成薄弱部位,產生過大的應力集中,對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高抗震能力。
2.3.2結構構件應符合下列要求
①砌體結構應按規定放置鋼筋砼圈梁和構造柱或采用配筋砌體等。
②砼結構構件應合理選擇尺寸,配置縱向受力鋼筋和箍筋,避免剪切破壞先于彎曲破壞,砼的壓潰先于鋼筋屈服。鋼筋錨固粘結先于構件破壞。
③鋼結構構件應避免局部或總體失穩。
2.3.3結構構件之間的連接應符合下列要求
①構件粘結破壞不應先于其連接的構件。
②預埋件的錨固破壞不應先于連接件。
③裝配式構件連接應能保證結構整體性。
2.3.4利用結構的延性
延性結構有很大變形能力,又有較大的強度,發生地震時,延性結構吸收較多能量,從而結構倒塌率會大大降低。脆性結構盡管強度可以很高,但變形能力很低。因此吸收地震能量的能力較低,抵抗地震能力較低。這就要求我們選擇地震區結構材料時,既要看重材料的強度高低,更要看材料變形能力大小,在地震區盲目采用高強材料是很不利于抗震的,因為一般來說材料的強度越高,則該材料的變形能力就會越低。
2.3.5處理好非結構構件
現代建筑裝修造價占很大比例,非結構構件破壞影響更大。附屬于樓、屋面結構上的非結構構件應與主體結構有可靠的連接或錨固,避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備。圍護墻和隔墻應考慮對結構抗震的不利影響和避免不合理設置而導致主體結構破壞,幕墻、裝飾貼面與主體結構應可靠連接,避免脫落傷人。
三、結束語
綜上所述,工程師必須從主體上了解結構抗震特點,振動中結構的受力特征,抓住要點,突出主要矛盾,用正確的概念來指導概念設計,才會獲得成功。由于概念設計包括的范圍極廣,因此不僅僅要分析總體方案確定的原則,還要顧及非材料的正確使用和關鍵部位的細部構造。但是首先和最重要的還是結構總體概念設計、材料選型和細部構造等問題,這些設計原則和結構概念中,較為重要的是結構總體設計。
參考文獻:
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Application of PBL Teaching Mode in the Course
Teaching on "Building Architecture"
ZHONG Yanfen
(School of Civil Engineering and Architecture, Nanchang Hangkong University, Nanchang, Jiangxi 330063)
Abstract From the requirements of professional training of civil engineering major, the article emphasizes the importance of building architecture course, expounds the application of PBL teaching mode in the course teaching on "Building Architecture", proposes how to select on projects, how to visit on-the-spot with combining the theory of knowledge, how to arouse the enthusiasm of the students' autonomous learning in the PBL teaching mode. And the article puts forward how to combine with the micro film production on the selection of projects, the visiting on-the-spot, the learning of the students' independent. Meanwhile, the article discusses the effect of the practice on teaching reform.
Key words PBL; projects; building architecture; teaching mode; teaching reform
土木工程專業培養的學生要求具有較強的實踐能力。實踐能力的培養,需要有實踐工程作為基礎。如何基于傳統的教學模式下,培養學生的認知與實踐能力,是房屋建筑學教學改革的重點。
1 房屋建筑學課程概述
房屋建筑學作為土木工程專業的一門專業基礎課程,課程的設置由來已久。該課程作為工程類行業知識體系的基石,對未來將從事工程類行業的學子們來說,是認識建筑的第一步,具有非常重要的作用與意義。
房屋建筑學開設的時間為大學二年級。這個時期,學生剛接觸專業知識,專業知識的儲備量較少。房屋建筑學作為專業的入門基礎課程,起到的作用是入門的引導及專業知識的進一步深化,為未來深入學習各專業課程打下基礎。
房屋建筑學傳統的理論教學,強調知識體系的嚴謹性,可較好的幫助學生構建框架;但這些知識體系,如何運用在實踐中,如何恰當的與實踐結合,將是教學改革的重點與難點。
2 房屋建筑學特點
2.1 課程自身的特點
房屋建筑學的知識體系設置分為兩大部分,即:民用建筑設計與工業建筑設計。在講授過程中,以民用建筑設計部分作為講授的重點,工業建筑設計只做適當的講授。在民用建筑設計的講授中,可細分為兩個部分,建筑設計部分與建筑構造部分。建筑設計部分,重點是:在學習建筑的平面設計、剖面設計、體型與立面設計的同時,需要把這些部分進行整合,在一個建筑中形成完整統一的概念。建筑構造部分,重點是:如何合理的建設及構造出設計的建筑。此處的合理建設,需要有充分的構造知識給予支撐。構造部分涉及到的知識點較前面的建筑設計部分更抽象也更細致。主要包括墻體與基礎、樓梯、樓地面、屋頂、門窗等。每一個建筑構造部分,都涉及到大量的概念、做法,種類繁多。
2.2 學習的困難所在
對于學生而言,知識點多且抽象是房屋建筑學課程顯著的特點。
房屋建筑學知識點多、且零散,同時隨著技術的發展,許多做法與概念也在不斷更新,學生較難在整體概念上予以把握,通常是在學習到后面的部分,就遺忘了前面的知識點。尤其是在房屋的構造部分,學生對于較多專業詞匯、專業說法沒有聽過,從而造成學習上的困擾,學習起來顯得毫無頭緒。同時學生對于課本中提到的動態構造過程,只能停留在理論理解的基礎上,無法與實踐進行無縫結合。這些都導致房屋建筑學課程的學習困難。
對于在校學習的學生來說,其使用頻率較高的建筑,都是已經建造完成的建筑,這些建筑的內部構造并不直觀。因此構造的知識點理解與記憶都相對較為困難。
3 傳統教學模式
在傳統教學模式中,房屋建筑學的講授大多采用按照課本編排的順序講授知識點。這樣的講授順序是合理的,也是符合建筑建造順序的。但最大的問題是,由于知識點的繁多,學生的情況是講到后面的知識點,就忘記前面的知識點。且同一知識點,在構造方面存在多種構造方式,容易混淆。
在講授過程中,傳統教學模式采用課堂單純講授知識點,配以適當的圖片進行補充。圖片能起到一定的效果,但無法完成知識點前后之間的串聯工作,無法形象的體現建筑工程的整體性。
在傳統教學模式中,無貼合知識點項目的引入,導致學生理解構造知識困難、不清晰。這也是構造方式容易混淆的原因。
傳統教學中存在的弊端,歸根結底是由于理論與實踐的嚴重脫節所造成的,那么適宜的教學改革就勢在必行。
4 PBL教學模式
基于上述房屋建筑學課程特點,以及學生在學習過程中所面臨的問題,引入PBL教學模式,將起到明晰、指引、形象,并串聯各個知識點的突出作用。
4.1 PBL教學特點
PBL,Project-Based Learning,即基于項目式的教學模式。特點是以項目、問題為導向的教學方法,并著眼于現實世界的以學生為中心的教學模式。
在PBL教學模式中,如何合理安排講授的步驟,如何恰當引入適合的項目,如何充分運用講授的技巧,幫助學生有效的掌握知識點,顯得尤為重要。
4.2 PBL教學模式應用
PBL,強調以項目為引導,以實踐為基石。基于PBL教學模式的房屋建筑學特色教學,致力于把結合知識體系的工程項目引入教學過程。其特點是:教師在講授知識體系的過程中,以項目作為依托,基于項目營造特點,構架知識體系。學生在理解知識體系的同時,可更加具體形象。
在講授過程中,基于PBL教學模式,以主線PBL項目作為貫通,以分支PBL項目作為知識點的補充,是解決多知識點課程的有效手段。選擇合適的主線來貫穿所有的知識體系是重中之重。作為主線PBL項目的選擇,與作為分支補充知識點PBL項目的選擇,是能否為學生展現房屋建筑學課程特色的關鍵。
4.2.1 PBL項目的選擇
項目的選擇必須結合知識體系,因此選擇怎樣的項目作為貫穿的主線,是能否達到更好的課堂效果的關鍵所在。
(1)PBL非真實項目的選擇。PBL非真實項目的選擇優勢在于,可根據知識點,選擇小且針對性強的項目。此類項目的選擇,強調的是與知識點的無縫對接。
結合PBL非真實項目的教學過程,主要從以下兩方面入手。
第一,構造節點的選擇。(分支PBL項目)
針對特定構造的講解,選擇建造該構造過程的項目進行細致分析。例如,關于樓梯的構造方式中,預制裝配式鋼筋混凝土樓梯構造的講解過程中,涉及到板式樓梯與梁板式樓梯,以及這些樓梯在梯段的搭接過程中的具體構造問題。在進行理論的詳細講授過程中,可引入非真實項目;并在講授完畢該部分時,讓學生根據教師給定的要求進行樓梯設計。
此種類型的非真實項目的呈現,通常以簡短的小視頻形式來實現,可起到時間可控,效果可達的特點。此處的實踐環節,以讓學生根據教師給定的要求,進行設計并完成構造,以圖紙形式進行表達,同時可要求學生根據設計進行模型的制作。
通過視頻的形象模擬,學生可加深對知識點的理解;通過設計及制作模型,學生可加強對構造組建的理解。知識點與視頻的結合,使學生在進行設計環節時,有理可依,有樣可循。設計及模型制作的強化,使知識點貫穿起來,并使知識點從單純的理論轉化為技能。即講又練,知識點記憶深刻。
第二,量小的課程設計選擇。(主線PBL項目)
用任務量較實際工程小的課程設計項目,來貫穿建筑設計、構造設計的全過程。該類型的PBL課程設計通常選擇住宅建筑設計、教學樓設計、辦公樓設計、小型旅館設計、別墅設計等。此類項目的特點在于量小但全,且是學生接觸較多的建筑形態,更容易著手完成。完成此類項目,需要結合建筑設計中的平面、立面、剖面,以及大樣及詳圖設計,還需要清楚此類建筑的細部構造方式。如此的設計是對完整的知識體系的全面疏通,只有掌握了完整的知識體系,才能合理有效的完成項目給定的設計任務。
(2)PBL真實項目的選擇。PBL真實項目的選擇,難度較大。實際的工程設計施工建造需要一定的周期,而此周期已超出講授的課程所需時間。所以完整的跟隨一個真實的正在建設的工程來講解知識點,顯得有些脫離現實。
PBL真實項目的選擇中,從建筑類型的遴選,構造方式的應用,結合教材知識體系的密集程度,都需體現與時俱進的特點。
結合PBL真實項目的教學過程,主要從以下兩方面入手。
第一,圖紙的選擇。(主線PBL項目)
在課程開始之初選擇有代表性的完整施工圖紙,分發給學生,作為課程教材的一部分。在課程學習過程中,根據課程的進展情況,對應施工圖紙進行講述。
第二,視頻的錄制。(分支PBL項目)
采用視頻錄制的方式,選取建造過程中,各個主要構造的建設過程進行錄制。在講授課程之前對已經完工的項目、錄制的內容進行整理。錄制內容的選擇需要有代表性。如在基礎建造部分,可選擇不同基礎類型的項目進行錄制,即豐富了構造的類型,同時讓學生了解到了更多的實際工程項目特征。
由于需要體現不同的建造特點,所以在選擇真實項目時,需要進行大量的收集,整理出相同部位的不同構造方式。目的在于提高學生對于真實環境下,不同類型建筑、不同構造特點的把握。
此種方式在講授過程中,緊密結合課本知識體系,截取必要的環節,進行針對性講解。視頻的選取與制作,需要教師精心選擇,有一定的代表性。
4.2.2 結合理論知識的實地參觀PBL教學項目
結合理論知識的實地參觀PBL教學模式,具有可視性好、接觸性強、意義深刻的特點。實地參觀教學項目的選擇,作為課堂項目的補充。因此實地PBL教學項目的選擇,必須具有更強的針對性與可視性。
實地的參觀,要點在于所選擇工程項目的進度是否適合所講授的知識點的呈現。例如,在講授基礎知識點時,選擇工程正在進行基礎施工過程的項目,參觀基礎施工的過程,在參觀的同時,進行知識點的對接講授;在講授樓板知識點時,選擇進行樓板施工項目的工程,針對預制樓板與現澆樓板進行樓板體系的知識點講解等。
實地工程項目的選擇,需要根據實際的工程進度。這樣的工地,并不能保證每次的講授都有適合的工地可參觀。因此如遇適合的可參觀工地,教師需進行拍攝,為PBL真實項目的選擇留下素材,同時為以后的教學中留下寶貴的視頻資料。
4.3 學生自主學習PBL模式與微電影
對于工科學生來說,學習相對枯燥,如能引入新的思維、藝術的手法,可提高學生自主學習的積極性。
4.3.1 自主學習PBL模式及特點
學生自主學習的PBL模式,強調的是學生以自我視角看待工程項目。學生在此模式下進行PBL項目的選取,應以適宜項目為切入點,或以該項目的某個施工要點、構造方式為切入點,進行自我的理解與消化。
自學模式下PBL適宜項目的選取,需根據學生的個體差異,強調學生根據自身特色,自我選擇項目的能力。在自學模式下,由于學生存在的個體差異,看待問題的角度也千差萬別。
教師可給予適當命題,鼓勵學生以不同的視角看待建筑構造過程中的不同問題,此種命題強調學生對于不同建筑構造部位理解的不同方式。或是以不同的視角看待同一建筑構造問題,此種命題強調學生基于同一問題,采取不同的理解角度或是理解思維,對同一建筑構造部位進行擴充式思維放大。
4.3.2 微電影的概念
微電影,是微時代――網絡時代的電影形式,即微型電影。微電影之“微”在于:微時長、微制作、微投資,以其短小、精煉、靈活的形式風靡于中國。其作為一種新的藝術傳播形式,不受任何條條框框的束縛。
4.3.3 自主學習過程中PBL項目選擇與微電影的結合
自主學習過程中PBL項目選擇與微電影的結合,可從以下方面改善學生自主學習的能力。(1)新事物的引入,通常能激發更多的學習熱忱。(2)微電影拍攝內容的選取。
第一,自主創造內容的拍攝。學生可根據節點構造設計、建筑設計、模型制作的過程進行拍攝。在觀看自我拍攝的內容時,能發現其中的優點與缺點。同時提升學生在設計及制作模型過程中的認真程度及熱忱。
第二,真實建筑及建造過程的拍攝。真實建筑的選擇,可根據每個學生看待的不同視角來進行表達。風格要求不限。選擇的視角需要有一定代表性,才能真正體現出所需表達的主題。
在房屋建筑學課程中,應選取與建筑設計與構造緊密相連的素材,并需要緊扣該主題。在選擇拍攝的場景時,學生根據自我的視角來審視將選取建筑構造部分。通過學生自己的視角來看待,來拍攝,呈現出的作品,可以幫助教師理解學生的思維方式,找出學生的不足之處,從而更好的進行補充、輔助與指導。例如,可選擇柱子作為拍攝的主題,把不同柱子的類型,尺寸大小,柱子所在的位置,不同類型不同位置所承擔的作用,都以學生的視角來認識。通過學生自我發現與總結,并進行拍攝,記憶深刻,同時可提升學生自主學習的興趣。
5 結語
關鍵詞:高層建筑;主體結構;施工
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
在施工中,有采用預應力板柱結構和帶框無砂陶粒混凝土結構,如廣東國際大廈采用的無黏結預應力混凝土樓板,其高度已超過國際同類建筑的高度[1]。在超高層建筑方面,全鋼結構框架也開始出現。在解決關鍵技術超厚鋼板的現場焊接中,采用氣體保護焊焊接130mm厚鋼板獲得成功,并成功解決了整體鋼框架的焊接變形控制和測量校正的技術問題,使這項技術達到了國際先進水平[1]。
一、工程概況
浙江省某高層建筑采用現澆鋼筋混凝土, 模板工程誤差不大于±15mm, 邊長誤差不大于 1/15000; 基礎放線偏差不大于±10mm; 軸線豎向偏差不大于 30mm; 標高豎向放線偏差不大于±30mm; 模板工程應用膠合板、鋼模、鋼板等材料, 模板及其支架應進行強度、剛度、穩定性等計算, 柱混凝土拆模強度不小于 1.5MPa, 墻體拆模強度不小于 1.0MPa 或承受樓板荷載時不小于 4.0MPa。
二、高層建筑施工的特點
高層建筑和多層建筑主體結構的施工技術各有異同。從逐層施工的方法來看,基本相同;但從整個建筑來看,并不相同。主要原因是由高度增高而帶來施工條件的差異。高層建筑的施工概括起來,要掌握好“高”、“深”、“長”、“密”4個特點。
“高”是指建筑物的高度高。隨著建筑施工高度的增加,導致高層建筑施工的特點是垂直運輸量大,沒有與之相適應的垂直運輸設備,要建造高層建筑是相當困難的[2]。
“深”是指基礎埋置深度深。為了保證高層建筑整體的穩定性,天然地基的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/12,采用樁基時,不宜小于建筑高度的1/15(樁的長度不計算在埋置深度內),至少應有一層地下室。因此,一般埋深均在地面以下5m。
“長”是指建筑物施工周期長。高層建筑施工周期都比較長,一般多層住宅每棟平均工期在10個月左右,而高層建筑的施工周期一般都在一年以上。要縮短施工周期,主要是縮短主體結構和裝飾施工周期,各種高層結構體系可以采用不同的施工方法。而現澆混凝土是高層建筑施工的主導工序,合理的選擇模板體系是縮短工期、降低成本的主要途徑之一。
“密”是指高層建筑的施工條件復雜。高層建筑一般建造在密集的建筑群中,因此施工場地狹小,建造時必須保護相鄰建筑、道路和地下管線不遭損壞,一般在基礎工程施工時,均要采用擋土或加固等措施[2]。
為此通過技術、經濟比較,選擇最優施工方案是十分必要的。同時在高層建筑施工組織設計中,需擬訂相應的基礎工程施工方案、主體結構工程施工方案和裝飾工程施工方案等,以便更好地組織施工[3]。
三、高層建筑主體結構施工措施
1.全現澆鋼筋混凝土結構的施工
在高層全現澆框架結構施工中,主要解決模板工程中的組合問題;高強混凝土的制備問題;泵送混凝土的施工技術和無黏結預應力混凝土的施工問題。
(1)組合模板
施工前,做好配板設計和模具準備,使模板成為梁、板、柱的模數。1)柱模板。先將第一段4面模板就位拼裝好,立即校正并調整其對角線,要使模板豎直,位置要準;待第一段模板拼裝好以后,用柱箍固定,接著拼第二段,直至一層柱的全高。2)梁模板。安裝梁模板,常用桁架支撐。安裝就位時,兩端安裝孔應先準確套入立柱用螺栓固定,并在立柱上加設橫擋,以確保立柱的穩定。梁模與柱模的連接,一般采用角模或小鋼模拼接[3]。
(2)高強混凝土的制備
對于全現澆鋼筋混凝土框架結構需用C50~C60的高強混凝土,這是因為高強混凝土節約材料用量,降低造價。要制備高強混凝土,其主要技術途徑有:1)選用需水性小的水泥。所謂水泥需水性,即是使水泥砂漿式混凝土達到可塑性或流動性所需要的拌和用水量。因為用水量小的水泥,在配制相同稠度的混凝土所采用的水灰比更小,就可以獲得較高的混凝土強度。比如,硅酸鹽水泥所需標準稠度用水量為21%~28%,而火山灰質硅酸鹽水泥所需標準稠度用水量則為26%~32%,相比之下,需水性要大些。2)選用合適的水泥細度。水泥顆粒越細,強度越高,但水化作用也太快。一般選用52.5級硅酸鹽水泥,富余系數在1.13以上,水泥顆粒直徑為30μm左右,或將一般水泥進行二次磨細,以增加細度,提高水化反應的能力,加快混凝土各個齡期強度的發展。3)選用高標號水泥。要配制高強度混凝土,必須采用優質的高標號水泥。4)降低水灰比。當選定水泥之后,水灰比越小,水泥漿的黏滯性越大,所配制的混凝土強度也就越高。配制一般混凝土,其水灰比一般為0.6;加入減水劑,可使水灰比由0.6降到0.30~0.35,而配制的混凝土的強度等級為C50~C60;若再加入高活性摻和料,如粉煤灰外摻料、沸石粉外摻料和硅灰等,可使水灰比降低為0.25,則配制的混凝土強度等級可達C100~C130,此時混凝土仍有較好的和易性[4]。
高強混凝土的施工要點:嚴格控制配合比;嚴格控制攪拌時間;嚴格掌握澆筑要領;嚴格質量養護措施。
2.現澆柱、預制梁和樓板框架結構的施工
在有抗震要求的高層建筑施工中,使用得較多的一種工業化建筑體系,類似裝配式結構的施工,但又使柱、梁的接頭由焊接改為現澆,其梁、柱節點整體性加強了,比全現澆框架體系可減少支、拆模板的工序,加快了施工進度。目前在現場常用的有兩種方法,其一為先澆筑柱子,后吊裝預制的梁和板;二是先吊裝預制的梁,后澆筑柱子,最后吊裝板[4]。
高層建筑的結構體系對施工方法提出了一定的要求,如何選擇合理的施工方案有著重要的意義。對鋼筋混凝土結構來說,常用的施工方法有預制裝配式施工方法、現澆與預制相結合的施工方法和全現澆的施工方法等。一般16層(50m)以下的高層建筑,根據施工條件,可以有多種結構體系的選擇;超過50m的高層建筑,基本上采用以現澆為主的剪力墻和筒體體系。現澆混凝土的模板體系,一般可分為豎向模板和橫向模板。臺模是一種大型工具式模板,適用于高層建筑中的各種樓蓋結構的施工。由于它外形如桌子,故稱臺模(或者桌模)。臺模主要由平臺板、支撐系統(包括梁、支架、支撐、支腿等) 和其他配件(如升降和行走機構等)組成,適用于大開間、大柱網、大進深的現澆鋼筋混凝土樓蓋施工,尤其適用于現澆板柱結構(無柱帽)樓蓋的施工。臺模的規格尺寸,主要根據建筑物結構的開間(柱網)和進深尺寸以及起重機械的吊運能力來確定。(2)隧道模是在大模板施工的基礎上,將現澆墻體的模板和現澆樓板的模板結合為一體的大型空間模板,由三面模板組成一節,形如隧道。(3)永久性模板。永久性模板,又稱一次性消耗模板,即在現澆混凝土結構澆筑后模板不再拆除,其中有的模板與現澆結構疊合后組合成共同受力構件。
結論
總之,高層建筑的施工技術水平隨著工程建設的發展而不斷提高,尤其近幾年有了突破性的進展。目前還推行了群體高層內澆外砌體系,加快了施工進度。在各類高層公共建筑方面,鋼筋混凝土框筒、框剪、筒中筒等結構體系已廣泛投入使用。
參考文獻
[1]李斌. 高層建筑主體結構工程施工的探討[J]. 低碳世界,2014,07:18-19.
[2]柳奕成. 高層建筑混凝土結構設計[J]. 江西建材,2014,04:20.
[3]鄭睦凱. 淺析高層建筑主體結構設計[J]. 建筑設計管理,2014,02:75-77.
關鍵詞:建筑設計; 水泵房設計
中圖分類號: TU991.35
一、 泵房位置選擇
給水泵房運行時最顯著特點是有噪音產生,不論采用何種減震方式都不能徹底消除運行噪音。這種噪音會沿著墻、柱等結構構件四散傳播。居民就噪音問題的投訴,很多都是由于泵房位置設置不合理造出的。《民用建筑設計通則》(GB50352-2005)第8.1.14條規定:“給水泵房、排水泵房不得設置在有安靜要求的房間上面、下面和毗鄰的房間內”。在《二次供水技術規程》(CJJ140-2010)(以下簡稱《規程》)7.0.2條對居住建筑內的泵房設置位置給出了更詳細的要求:“1、不能毗鄰起居室或臥室。宜設置在居住建筑之外或居住建筑的地下二層,當居住建筑首層為共建時,可設置在地下一層。泵房應獨立設置,泵房出入口應從公共通道直接進入……”對于集中設置給水泵房的居住小區而言,為了保證供水壓力均勻,應盡量降低給水泵房的供水半徑,設置在小區中間位置是理想的選擇(對占地面積巨大的小區,應考慮分區域設置多座給水泵房)。當上述兩方面選址原則不能同時滿足時,應優先保證減少噪聲對居民正常生活的滋擾。
綜上,在適當兼顧減小供水半徑的情況下,居住小區的給水泵房應優先選擇設置在居住建筑外的動力站內,并盡量設置在一層,這種做法不但解決了噪聲問題,還滿足了泵房采光、通風的要求,排水問題也比較好解決;次之選擇設置在遠離住宅樓的地下室內;再次之選擇設置在一層為商服網點等對安靜要求較低的住宅地下室內。后兩種情況需要設置機械通風系統。除此之外,給水泵房的“上層房間不應有廁所、浴室、盥洗室、廚房、污水處理間等”有可能造成污染的功能房間存在。某些地區和城市的衛生審批部門對給水泵房的位置有特殊要求,如要求給水泵房距離室外排水檢查井、化糞池不小于15米。在這種情況下,更需要設計人員和建設單位及建筑師細心協商,保證給水泵房的位置合理。
二、 供水方式選擇
目前常用的供水方式有:高位水箱+工頻水泵供水、氣壓水罐+工頻水泵+緩沖水箱供水、調節水箱+變頻調速設備供水(以下簡稱變頻調速供水)、管網疊壓供水。前兩種供水方式節能效果優于后兩種,但因調節容積受限,適用于使用人數不多的單棟建筑,這里筆者不予討論。
管網疊壓供水,也稱為無負壓供水,是近幾年來新出現的供水設備,該方式可基本上消除二次污染,運行能耗較低,占用的設備間面積是前述四種方式中最小的,受到很多開發商的青睞。其工作原理為:直接從市政給水管網吸水,當市政管網內水壓波動、水量不足時,吸水管路上的“速斷”裝置馬上切斷與市政管網的供水聯系,達到不影響為附近用戶供水的目的。另外,從理論上講,因其直接從市政管網吸水,可利用部分市政管網壓力,降低水泵的揚程。但由于沒有調節容積,供水安全性較差。
變頻調速供水是當今二次加壓供水系統的主流方式,它由調節水箱+變頻調速水泵機組組成。供水安全性高,水泵變頻工作,運行費用也較理想。專人管理、高品質的水箱和定期的專業清洗也大大降低二次污染帶來的不足。更重要的是,部分城市的供水公司對管網疊壓供水設備的使用管理嚴格,主要原因是近年來儲存城市供水調節水量的清水池增容建設速度往往趕不上城市的迅猛擴張,而新建、擴建住宅小區設置的調節水箱恰好彌補了城市供水調節容積欠缺的不足。因此,管網疊壓供水設備的使用受到了限制,供水公司更傾向于采用變頻調速供水方式。變頻調速供水與管網疊壓供水所需進水總管的管徑也不相同,前者采用的是最高日平均時流量作設計依據,后者因沒有調節容積,要用設計秒流量作設計依據,后者的管徑遠大于前者。值得注意的是,管網疊壓供水設備是否能正常運行,還需要一些較嚴格的外部條件。總結以往的設計經驗及同行的技術交流,采用網疊壓供水時,接駁處的市政給水管管徑應至少比進水總管(設備吸水總管)管徑大2號,以確保接駁處的市政水量充沛。但際情況是,很多城市的供水公司只允許小區進水管從城市配水支管上接駁,而配水支管的管徑一般不會大于DN300。因此,對于一些使用人數較多的居住小區,網疊壓供水方式沒有安全運行的條件。例如某建筑面積20萬平方米的住宅小區,局部一層為商服網點。計算居住人口7500人,用水標準采用200升/人.日,最高日用水量為1500立方米,平均時用水量為62.5立方米/小時。綜合管段平均出流概率為0.0247,總當量數為8710,設計秒流量為43.52升/秒。小區附近市政給水管管徑為DN300。當采用變頻調速供水時,進水管管徑為DN150,流速為1.0m/s,市政給水管可滿足接駁要求;當采用管網疊壓供水時,進水管管徑為DN250,流速為0.90 m/s(若管徑采用DN200,則流速為1.40 m/s,大于規范規定的水泵吸水管最高流速),所需最小市政給水管徑為DN400,無法滿足要求。
供水方式的選擇是給水泵房設計中很重要的一個環節,選擇的結果要有過程計算和市政條件作支撐。一般情況下,對于服務人口少的居住小區,筆者推薦采用管網疊壓供水;對于服務人口較多的居住小區,筆者推薦采用變頻調速供水。
三、給水泵房設計的注意事項
采用管網疊壓供水的給水泵房布局簡單,這里不予贅述。現針對采用調節水箱+變頻調速供水設備的給水泵房工藝設計中需要注意的事項予以討論。
1.水箱的有效容積計算和安裝距離等應按照《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)(以下簡稱《規范》)3.7.2條和3.7.3條執行。當計算出的調節容積大于100立方米時,筆者建議將其分為2座容積基本相等的水箱,并聯工作,方便清洗和維護。另外,現在使用的主流水箱均為裝配式產品,大多數的水箱組件均以0.5米為模量,設計時要根據給水泵房的實際情況,盡量使水箱的長、寬、高符合模量,否則會增加購進成本。
2.通常情況下,生活水箱的進水是通過安裝在進水管上的浮球閥實現自動控制的,為防止發生虹吸回流,《規范》3.2.4B條作出如下規定:“生活飲用水水池(箱)的進水管口的最低點高出溢流邊緣的空氣間隙應等于進水管管徑,但最小不應小于25mm,最大可不大于150mm。”當采用普通杠桿式浮球閥從水箱側壁進水時無法滿足上述要求。以DN100進水管為例,要達到《規范》要求,則管中心距溢流水位不應小于150mm,距最高水位不應小于250mm。按國標圖01SS105給出的參數,DN100杠桿式浮球閥中心與關閉水位(設計最高水位)的間距為84mm,遠小于需要的250mm。而液壓式水力遙控浮球閥可以很好的解決這個問題,其閥體可安裝在方便維護的低位,進水總管從水箱頂部進水,管口距溢流水位達到《規范》要求時停止,其下部設置消能桶減少進水時的噴濺。從閥門主體引出的小口徑傳動管僅起到控制閥門主體內的閥瓣啟閉的作用,不向水箱注水,不會造成虹吸回流。傳動管可從頂部或側壁進入水箱。
3.保證水箱水質的一項重要措施是避免“死水區”的產生。“死水區”指的是在規定的時間內不能或極緩慢被新鮮補水替換的儲存區域。隨著余氯的消耗,該區域菌群總數往往會超出飲用水標準的規定。較為簡潔的解決辦法是讓水箱的出水管與進水管對角設置,保證二者間的距離最大化。若無法實現,則應在水箱內設置導流裝置。
4.變頻調速供水設備的選取除滿足設計秒流量和揚程等參數外,還需保證供水的安全性和經濟性,即要考慮水泵的備用、水泵的啟動方式和大、小泵的搭配等。《規程》規定:“應設置備用水泵,備用泵的供水能力不應小于最大一臺運行水泵的供水能力”;“水泵應采用自灌式吸水,當因條件所限不能自灌吸水時應采取可靠的飲水措施”小泵的設置是為了避免在小流量用水時啟動大泵,從而降低能耗。筆者通常的做法是:每組變頻調速供水設備中,設3臺主泵,其中一臺為備用泵,每臺主泵的流量為設計流量的1/2;設一臺小泵,揚程與主泵揚程一致或略高,流量為主泵流量的1/4。變頻設備與水箱安裝在同一標高的設備間內,保證水泵自灌式吸水。
5.最后討論下泵房的排水。對于設置在一層的給水泵房,泵房廢水可利用重力排放,但需注意水箱的溢流和放空要間接排水。設置在地下室的給水泵房廢水需經集水坑收集后用污水泵提升排至室外。此時,集水坑的容積要根據污水泵性能和水箱溢流水量來確定。其中溢流水量可按水箱進水管經濟流速狀態下達到的流量考慮。以DN100的水箱進水管為例,流速為1.5m/s時對應的流量為41.5m3/h,而此流量也就是污水泵應該到達的最小流量。按照《規范》4.7.8條規定:“集水池有效容積不易小于最大一臺污水泵5min的出水量”,則集水坑有效容積不應小于3.5立方米。再加上集水坑的超高和污水泵冷卻水位高度(停泵水位至坑底距離),實際設置的集水坑會很大或很深。當條件受限時,筆者建議調整污水泵的工況:從原來的一用一備調整為一用一熱備,調整后水泵的流量為原水泵的1/2。即2臺污水泵平時一用一備、交替運行,當發生事故溢流時,2臺水泵同時啟動,集水坑的有效容積可減少一半。這是一種折中的做法,雖降低了泵房的安全性,但可通過加強管理維護來彌補。
四、結束語
二次加壓給水泵房是居住小區給水系統的心臟,設置合理、運行安全是每一位從業人員必須要考慮的問題。筆者經歷有限,草草成文,希望是拋磚引玉,請各位同仁批評指正。
參考文獻:《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)
《民用建筑設計通則》(GB50352-2005)