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分形作为一门新兴的科学,在建筑设计中的运用现阶段还主要停留在对分形的基本特性(如分维、自相似性和分形的生成等)和分形的美学特性的借鉴。具体表现为对建筑表皮设计、建筑空间布局和建筑审美评价三个方面。
1.1分形在建筑表皮设计中的运用
将分形理论应用于建筑的表皮设计是最为直接、也是最为简单的一种方式。这种方式的优点是容易造就出奇特的、富有美感和艺术张力的建筑及其形体,它在模仿自然形态的时候容易使人产生相应的联想和想象,同时也能够很好的与外部环境相融合,产生与环境协调的建筑形态来。分形理论的来源本来就是自然界中的奇妙复杂的事物,这些事物在自然中产生,拥有自然赋予的天然魅力。建筑的外表皮就如同自然界中的各种各样的形体的表皮一样,是表达建筑外在情感的最直接面,模仿自然形体的特征并将之附着在建筑上,既可以付之于建筑一种亲近自然的美感,与周边自然环境想协调,同时又可以增加建筑的亲和度,使人们在观赏建筑的时候既轻松又愉悦。比如东京Tod`sOmotesando大楼的外表面,采用了仿树枝分形的外墙,虽然较一般树木的尺度偏大,但是作为建筑的外墙面,白色的质感和树枝的形体给人轻松的视觉观感。此外,运用分形设计的建筑外表皮可以造成奇特的、强烈的艺术张力,给人耳目一新的感觉。位于英国的康沃尔的伊甸园工程,由格里姆肖建筑设计事务所设计。它的外在形体就借鉴了水滴的形态,由一连串逐渐变大或者变小的水滴连续的沿一条曲线排列,每个形体内有不同的功能。水滴表面又有多个六边形的膜结构,内部充气,整个形体看上去晶莹剔透,具有极强的艺术美感,同时又与周边的山体环境取得和谐。
1.2分形在建筑空间布局设计上的运用
将分形理论应用于空间设计,一般的方式是模式组织,按照某种构成形式或功能要求,将空间规则有序地排列,从而形成秩序。分形的内在结构是自相似的,并构成嵌套关系。这种层级的嵌套关系从整体到局部,再到细节上得到很好的体现。而在建筑空间布局设计当中,这种嵌套关系也被广泛的利用,因为建筑本身就是由建筑形体中嵌套各种功能的大空间,大空间中嵌套小空间,小空间中分隔更小的空间,再在其中布置各种器具以供生活。而在组织空间的过程中所采用的走道式、穿套式、大厅式或者单元式等手法,正是分形理论中的反馈因素,通过组织方式反馈空间组织的合理性。大小空间的相似性和各种简单组织规则的叠加组合,就演绎出了建筑空间的复杂性。而这正是分形理论运用于建筑空间布局设计的具体体现。以日本新宿公园大厦为例,其宾馆客房与卫生间构成居住单元,再由居住单元通过走到排列组合成客房标准层,而后由多个标准层和其他功能层(如餐饮、设备等)纵向组合成酒店的立体结构,最终发挥酒店的服务功能。按照某种构成形式或功能要求,将空间规则有序地排列,从而形成秩序。分形的内在结构是自相似的,并构成嵌套关系。这种层级的嵌套关系从整体到局部,再到细节上得到很好的体现。而在建筑空间布局设计当中,这种嵌套关系也被广泛的利用,因为建筑本身就是由建筑形体中嵌套各种功能的大空间,大空间中嵌套小空间,小空间中分隔更小的空间,再在其中布置各种器具以供生活。而在组织空间的过程中所采用的走道式、穿套式、大厅式或者单元式等手法,正是分形理论中的反馈因素,通过组织方式反馈空间组织的合理性。大小空间的相似性和各种简单组织规则的叠加组合,就演绎出了建筑空间的复杂性。而这正是分形理论运用于建筑空间布局设计的具体体现。以日本新宿公园大厦为例,其宾馆客房与卫生间构成居住单元,再由居住单元通过走到排列组合成客房标准层,而后由多个标准层和其他功能层(如餐饮、设备等)纵向组合成酒店的立体结构,最终发挥酒店的服务功能。更深一层次考虑建筑在城市中的布局,其实也是与建筑空间布局相类似的。由多个不同体积、功能、表情、形体等的建筑单体排列组合成为城市的某个片区,再由多个不同大小的相似片区组成城市的区域,而后通过道路的联系等最终形成城市。分形在建筑空间布局上,乃至在城市设计与研究中的运用前景是广阔的,值得深入探讨挖掘。
1.3分形在建筑审美评价上的运用
从贝伦斯到勒•柯布西耶和密斯,现代建筑设计产生的早期还是对欧式几何的运用为主,考虑传统的结构规律和美学法则,诸如对称与均衡、节奏与韵律、对比与和谐等。而分形引入了一种新的美学概念,即“分形美学”。冒亚龙和何静堂的《分形建筑审美》一文中将其归纳为自相似的嵌套对称(如树木的年轮),分形曲线的相似美学(如鹦鹉螺的纹理),不规则自然美的属性(如沙漠表面的自然纹路)和奇异美学形式(如Mandalbrot集的分形图形)等四种,并结合建筑审美特性,提出了“分形建筑美学”的概念。无疑这是将分形运用在建筑审美上的一大开拓。这里不作赘述。
2分形建筑设计手法
将分形运用到具体建筑设计当中,需要一定的处理手法的介入,如之前提到的空间的嵌套就是其中之一。这里还要提到几个具体的运用手法,以供借鉴和参考。首先是层级并置,就是将各种大小不同、功能各异的空间通过一定的组合方式,按照一定的层级关系嵌套并置在一起,使建筑空间既自然组合又井然有序,满足功能和审美的需求。空间与空间之间可以是简单的复制链接关系,也可以是较复杂的穿插。而运用分形理论的简单原则却可以形成复杂有趣的空间组合。一个良好的例子就是A•阿尔托的沃尔夫斯堡文化中心。建筑平面的一边是由五个大小不同、方向各异的扇形空间排列在一起形成的,而这五个不同空间又统一于右侧大的扇形当中,再与其他的空间通过走道等组合在一起,形成了一个生动的、富于变化的建筑。其次是仿生与拟态,分形源于对自然复杂形态的思考,因此还原建筑形态于自然中的形体也是建筑设计的一个方向。但是仿生的运用也有不同的方式,比如对自然外在形态的模仿,也有对生物内在结构的模拟,或者是对生物功能的思考等等方面。例如,中国古代建筑中的斗拱结构,正是对树杈结构的仿制与模拟。相同或者相似结构的逐层叠加或生长,构成了结构上的分形特性。第三种手法被称为动态,事物本身是不断变化着的,建筑也是这样。在建筑设计中引入动态概念的设计手法,是运用分形理论于建筑中的一个突破。分形的产生是一个由简单原则到复杂结构的动态变化过程。运用动态的设计手法,能够造就奇特的建筑形体感,打破传统建筑水平式的状态而给人一种动态的存在感。当人们在建筑外部或者内部走动的时候,会发现建筑不再是一成不变的,而是跟随视觉在不断地变换形体,仿佛是“一个活的生物”一般。当代著名女建筑师扎哈•哈迪德的建筑就是动态建筑的代表。最后一种手法是分切,即将一个面不断地按照一定的分形结构逻辑细分,把一个规则的形体层层深入的分切的过程同时也是对外传递和表达自相似特征的过程。这种手法多用于建筑的表皮设计当中,例如墨尔本联邦广场周边的建筑立面处理,就采用了分切的手法,使得建筑表面零而不乱,看似不同而又彼此相似。给人深刻的印象。
3结束语
关键词:结构设计抗震
一.抗震设计思路发展历程
随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展,结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。
最初,在未考虑结构弹性动力特征,也无详细的地震作用记录统计资料的条件下,经验性的取一个地震水平作用(0.1倍自重)用于结构设计。到了60年代,随着地面运动记录的不断丰富,人们通过单自由度体系的弹性反应谱,第一次从宏观上看到地震对弹性结构引起的反应随结构周期和阻尼比变化的总体趋势,揭示了结构在地震地面运动的随机激励下的强迫振动动力特征。但同时也发现一个无法解释的矛盾,当时规范所取的设计用地面运动加速度明显小于按弹性反应谱得出的作用于结构上的地面运动加速度,这些结构大多数却并未出现严重损坏和倒塌。后来随着对结构非线性性能的不断研究,人们发现设计结构时取的地震作用只是赋予结构一个基本屈服承载力,当发生更大地震时,结构将在一系列控制部位进入屈服后非弹性变形状态,并靠其屈服后的非弹性变形能力来经受地震作用。由此,也逐渐形成了使结构在一定水平的地震作用下进入屈服,并达到足够的屈服后非弹性变形状态来耗散能量的现代抗震设计理论。
由以上可以看出,结构抗震设计思路经历了从弹性到非线性,从基于经验到基于非线性理论,从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服,并赋予结构一定的非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变。
二.现代抗震设计思路及关系
在当前抗震理论下形成的现代抗震设计思路,其主要内容是:
1.合理选择确定结构屈服水准的地震作用。一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值(即中震的),再以不同的R(地震力降低系数)得到不同的设计用地面运动加速度(即小震的)来进行结构的强度设计,从而确定了结构的屈服水准。
2.制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。其中主要包括内力调整措施(强柱弱梁、强剪弱弯)和抗震构造措施。
现代抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的,其核心是关系,关系主要指在不同滞回规律和地面运动特征下,结构的屈服水准与自振周期以及最大非弹性动力反应间的关系。其中R为弹塑性反应地震力降低系数,简称地震力降低系数;而为最大非弹性反应位移与屈服位移之比,称为位移延性系数;T则为按弹性刚度求得的结构自振周期。
60年代开始,研究者在滞回曲线为理想弹塑性及弹性刚度始终不变的前提下,通过对不同周期,不同屈服水准的非弹性单自由度体系做动力分析,得到了有关弹塑性反应下最大位移的规律:对T大于1.0秒的体系适用“等位移法则”即非弹性反应下的最大位移总等于同一地面运动输入下的弹性反应最大位移。对于T在0.12-0.5秒之间的结构,适用“等能量法则”即非弹性反应下的弹塑性变形能等于同一地震地面运动输入下的弹性变形能。当“等能量原则”适用时,随着R的增大,位移延性需求的增长速度比“等位移原则”下按与R相同的比例增长更快。由以上规律我们可以看出,如果以结构弹性反应为准,把结构用来做承载能力设计的地震作用取的越低,即R越大,则结构在与弹性反应时相同的地震作用下达到的非弹性位移就越大,位移延性需求就越高。这意味着结构必须具有更高的塑性变形能力。规律初步揭示出不同弹性周期的结构,当其弹塑性屈服水准取值大小不同时,在同一地面运动输入下屈服水准与所达到的最大非弹性位移之间的关系。也揭示出了延性能力和塑性耗能能力是屈服水准不高的结构在较大地震引起的非弹性动力反应中不致发生严重损坏和倒塌的主要原因。让人们认识到延性在抗震设计中的重要性。
之所以存在上诉的规律,我们应该注意到钢筋混凝土结构的一些相关特性。首先,通过人为措施可以使结构具有一定的延性,即结构在外部作用下,可以发生足够的非线性变形,而又维持承载力的属性。这样就可以保证结构在进入较大非线性变形时,不会出现因强度急剧下降而导致的严重破坏和倒塌,从而使结构在非线性变形状态下耗能成为可能。其次,作为非线弹性材料的钢筋混凝土结构,在一定的外力作用下,结构将从弹性进入非弹性状态。在非弹性变形过程中,外力做功全部变为热能,并传入空气中耗散掉。我们可以进一步以单质点体系的无阻尼振动来分析,在弹性范围振动时,惯性力与弹性恢复力总处于动态平衡状态,体系能量在动能、势能间不停转换,但总量保持不变。如果某次振动过大,体系进入屈服后状态,则体系在平衡位置的动能将在最大位移处转化为弹性势能和塑性变形能两部分,其中,塑性变性能将耗散掉,从而减小了体系总的能量。由此我们可以想到,在地震往复作用下,结构在振动过程中,如果进入屈服后状态,将通过塑性变性能耗散掉部分地震输给结构的累积能量,从而减小地震反应。同时,实际结构存在的阻尼也会进一步耗散能量,减小地震反应。此外,结构进入非弹性状态后,其侧向刚度将明显小于弹性刚度,这将导致结构瞬时刚度的下降,自振周期加长,从而减小地震作用。
随着对规律认识的深入,这一规律已被各国规范所接受。在抗震设计时,对在同一烈度区的同一类结构,可以根据情况取用不同的R,也就是不同的用于强度设计的地震作用。当R取值较大,即用于设计的地震作用较小时,对结构的延性要求就越严;反之,当R取值较小,即用于设计的地震作用较大时,对结构的延性要求就可放松。
目前,国际上逐步形成了一套“多层次,多水准性态控制目标”的抗震理念。这一理念主要含义为:工程师应该选择合适的形态水准和地震荷载进行结构设计。建筑物的性态是由结构的性态,非结构构件和体系的性态以及建筑物内容物性态的组合。目前性态水准一般分为:损伤出现(damageonset)、正常运作(operational)、能继续居住(countinuedoccupancy)、可修复的(repairable)、生命安全(lifesafe)、倒塌(collapse)。性态目标指建筑物在一定程度的地震作用下对所期望的性态水准的表述。对建筑抗震设计应采用多重性态目标,比如美国的“面向2000基于性态工程的框架方案”曾对一般结构、必要结构、对安全起控制作用的结构分别建议了相应的性态目标――基本目标(常遇地震下完全正常运作,少遇地震下正常运作,罕遇地震下保证生命安全,极罕遇地震下接近倒塌)、必要目标(少于地震下完全正常运作,罕遇地震下正常运作,极罕遇地震下保证生命安全)、对安全其控制作用的目标(罕遇地震下完全正常运作,极罕遇地震下正常运作)。对重要性不同的建筑,如协助进行灾害恢复行动的医院等建筑,应该按较高的性态目标设计,此外,也可以针对甲方对建筑提出的不同抗震要求,选择不同的性态目标。
三.保证结构延性能力的抗震措施
合理选择了结构的屈服水准和延性要求后,就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力,从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系统的抗震措施包括以下几个方面内容:
1.“强柱弱梁”:人为增大柱相对于梁的抗弯能力,使钢筋混凝土框架在大震下,梁端塑性铰出现较早,在达到最大非线性位移时塑性转动较大;而柱端塑性铰出现较晚,在达到最大非线性位移时塑性转动较小,甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。
2.“强剪弱弯”:剪切破坏基本上没有延性,一旦某部位发生剪切破坏,该部位就将彻底退出结构抗震能力,对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值,使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。
3.抗震构造措施:通过抗震构造措施来保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力,同时保证结构的整体性。
这一系统的抗震措施理念已被世界各国所接受,但是对于耗能机构却出现了以新西兰和美国为代表的两种不完全相同的思路。首先,这两种思路都是以优先引导梁端出塑性铰为前提。
新西兰的抗震研究者认为耗能机构宜采用符合塑性力学中的“理想梁铰机构”,即梁端全部形成塑性铰,同时底层柱底也都形成塑性铰的“全结构塑性机构”。其具体做法是通过结构分析得到各构件组合内力值后,对梁端截面就按组合弯矩进行截面设计;而对除底层柱底以外的柱截面,则用人为增大了以后的组合弯矩和组合轴力进行设计;对底层柱底截面则用增大幅度较小的组合弯矩和组合轴力进行截面设计。通过这一做法实现在大震下的较大塑性变形中,梁端塑性铰形成的较为普遍,底层柱底塑性铰出现迟于梁端塑性铰,而其余所有的柱截面不出现塑性铰,最终形成“理想梁铰机构”。为此,这种方法就必须取足够大的柱端弯矩增强系数。
美国抗震界则认为新西兰取的柱弯矩增强系数过大,根据经验取了较小的柱弯矩增强系数,这一做法使结构在大震引起的非弹性变形过程中,梁端塑性铰形成较早,柱端塑性铰形成的相对较迟,梁端塑性铰形成的较普遍,柱端塑性铰形成的相对少一些,从而形成“梁柱塑性铰机构”。
新西兰抗震措施的好处在于“理想梁铰机构”完全利用了延性和塑性耗能能力较好的梁端塑性铰来实现框架延性和耗散地震能量,同时因为除底层柱底外的其它柱端不出现塑性铰,也就不必再对这些柱端加更多的箍筋。但是这种思路过于受塑性力学形成理想机构概念的制约,总认为底层柱底应该形成塑性铰,这样就对底层柱底提出了较严格的轴压比要求,同时还要用足够多的箍筋来使柱底截面具有所需的延性,此外,底层柱底如果延性不够发生破坏很容易导致结构整体倒塌。这些不利因素使该方法丧失了很大的优势。
因此很多研究者认为不需要被塑性力学的机构概念所限制,只要能在大震下实现以下的塑性耗能机构,就能保证抗震设计的基本要求:
1.以梁端塑性铰耗能为主;
2.不限制柱端塑性铰出现(包括底层柱底),但是通过适当增强柱端抗弯能力的方法使它在大震下的塑性转动离其塑性转动能力有足够裕量;
3.同层各柱上下端不同时处于塑性变形状态。
我国的抗震措施中对耗能机构的考虑也基本遵循了这一思路,采用了“梁柱塑性铰机构”模式,而放弃了新西兰的基于塑性力学的“理想梁铰机构”模式。
抗震设计中我们为了避免没有延性的剪切破坏的发生,采取了“强剪弱弯”的措施来处理构件受弯能力与受剪能力的关系问题。值得注意的是,与非抗震抗剪破坏相比,地震作用下的剪切破坏是不同的。以梁构件为例,在较大地震作用下,梁端形成交叉斜裂缝区,该区混凝土受斜裂缝分割,形成若干个菱形块体,而且破碎会随着延性增长而加剧。由于交叉斜裂缝与塑性铰区基本重合,垂直和斜裂缝宽度都会随延性而增大。抗震下根据梁端的受力特征,正剪力总是大于负剪力,正剪力作用下的剪压区一般位于梁下部,但由于地震的往复作用,梁底的混凝土保护层可能已经剥落,从而削弱了混凝土剪压区的抗剪能力;交叉斜裂缝宽度比非抗震情况大,以及斜裂缝反复开闭,混凝土破碎更严重,从而使斜裂缝界面中的骨料咬合效应退化;混凝土保护层剥落和裂缝的加宽又会使纵筋的销栓作用有一定退化。可见,地震作用下,混凝土抗剪能力严重退化,但是试验发现箍筋的抗剪能力仍可以维持。当地震作用越来越小时,梁端可能不出现双向斜裂缝,而出现单向斜裂缝,裂缝宽度发育也从大于非抗震情况到接近非抗震情况,抗剪环境越来越有利。此外,抗震抗剪要求结构构件应在大震下预计达到的非弹性变形状态之前不发生剪切破坏。因为框架剪切破坏总是发生在梁端塑性铰区,这就不仅要求在梁端形成塑性铰前不发生剪切破坏,而且抗剪能力还要维持到塑性铰的塑性转动达到大震所要求的程度,这就需要更多的箍筋。同时,在梁端塑性变形过程中作用剪力并没有明显增大,也进一步说明这里增加的箍筋不是用来增大抗剪强度,而是为了提高构件在发生剪切破坏时所达的延性。
综上所述,与非抗震抗剪相比,抗震抗剪性能是不同的,其性能与剪力作用环境,塑性区延性要求大小有关。我们可以采取以下公式来考虑抗震抗剪的强度公式:
其中为混凝土抗剪能力,为箍筋抗剪能力,为由于地震作用导致的混凝土抗剪能力下降的折减系数,且随着剪力作用环境、延性要求而改变。我国的抗震抗剪强度公式也以上面公式为基础的,但是为设计方便,不同的烈度区取用了相同的公式,均取为0.6,与上面提到的混凝土抗剪能力随地震作用变化而不同的规律不一致,较为粗略。
延性对抗震来说是极其重要的一个性质,我们要想通过抗震措施来保证结构的延性,那么就必须清楚影响延性的因素。对于梁柱等构件,延性的影响因素最终可归纳为最根本的两点:混凝土极限压应变,破坏时的受压区高度。影响延性的其他因素实质都是这两个根本因素的延伸。如受拉钢筋配筋率越大,混凝土受压区高度就越大,延性越差;受压钢筋越多,混凝土受压区高度越小,延性越好;混凝土强度越高,受压区高度越低,延性越好(但如果混凝土强度过高可能会减小混凝土极限压应变从而降低延性);对柱子这类偏压构件,轴压力的存在会增大混凝土受压区高度,减小延性;箍筋可以提高混凝土极限压应变,从而提高延性,但对于高强度混凝土,受压时,其横向变形系数较一般混凝土明显偏小,箍筋的约束作用不能充分发挥,所以对于高强度混凝土,不适于用加箍筋的方法来改善其延性。此外,箍筋还有约束纵向钢筋,避免其发生局部压屈失稳,提高构件抗剪能力的作用,因此箍筋对提高结构抗震性能具有相当重要的作用。根据以上规律,在抗震设计中为保证结构的延性,常常采用以下措施:控制受拉钢筋配筋率,保证一定数量受压钢筋,通过加箍筋保证纵筋不局部压屈失稳以及约束受压混凝土,对柱子限制轴压比等。
四.我国抗震设计思路中的部分不足
我国在学习借鉴世界其他国家抗震研究成果的基础上,逐渐形成了自己的一套较为先进的抗震设计思路。其中大部分内容都符合现代抗震设计理念,但是也有许多考虑欠妥的地方,需要我们今后加以完善。
其中,最值得我们注意的是,与国外规范相比,我国抗震规范在对关系的认识上还存在一定的差距。欧洲和新西兰规范按地震作用降低系数(“中震”的地面运动加速度与“小震”的地面运动加速度之比)来划分延性等级,“小震”取值越高,延性要求越低,“小震”取值越低,延性要求越高。美国UBC规范按同样原则来划分延性等级,但在高烈度区推荐使用高延性等级,在低烈度区推荐使用低延性等级。这几种抗震思路都是符合规律的。而目前我国将地震作用降低系数统一取为2.86,而且还把用于结构截面承载能力设计和变形验算的小震赋予一个固定的统计意义。对延性要求则并未按关系来取对应的,而是按抗震等级来划分,抗震等级实质又主要是由烈度分区来决定的。这就导致同一个R对应了不同的,从而制定了不同的抗震措施,这与关系是不一致的。这种思路造成低烈度区的结构延性要求可能偏低的结果。
另外,我国规定的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防目标也存在一定的问题。该设防目标对甲类、乙类、丙类这三类重要性不同的建筑来说,并不都是恰当的。这种笼统的设防目标也不符合当今国际上的“多层次,多水准性态控制目标”思想,这种多性态目标思想提倡在建筑抗震设计中应灵活采用多重性态目标。甲类建筑指重大建筑工程和地震时可能发生严重此生灾害的建筑,乙类建筑指地震时使用不能中断或需要尽快修复的建筑,由于不同类别建筑的不同重要性,不宜再笼统的使用以上同一个性态目标(设防目标),此外,还应该考虑建筑所有者的不同要求,选择不同的设防目标,从而做到在性态目标的选择上更加灵活。
五.常用抗震分析方法
伴随着抗震理论的发展,各种抗震分析方法也不断出现在研究和设计领域。
在结构设计中,我们需要确定用来进行内力组合及截面设计的地震作用值。通常采用底部剪力法,振型分解反应谱法,弹性时程分析方法来计算该地震作用值,这三种方法都是弹性分析方法。其中,底部剪力法最简便,适用于质量、刚度沿高度分布较均匀的结构。它的大致思路是通过估计结构的第一振型周期来确定地震影响系数,再结合结构的重力荷载来确定总的水平地震作用,然后按一定方式分配至各层进行结构设计。对较复杂的结构体系则宜采用振型分解反应谱法进行抗震计算,它的思路是根据振型叠加原理,将多自由度体系化为一系列单自由度体系的叠加,将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。而对于特别不规则和特别重要的结构,常常需要进行弹性时程分析,该方法为直接动力分析方法。以上方法主要针对结构在地震作用下的弹性阶段,保证结构具有一定的屈服水准。
关键词:建筑质量;监督管理;建筑节能
1加强建筑质量监督管理在建筑节能工作中的作用
1.1积极完善建筑质量监督管理在质量监督管理工作中,首先要做的就是完善质量监督体系。在具体的完善工作中,需要对建筑工程自身的特点和性质进行合理,并根据每个施工环节进行对应的监督管理,最后将各个施工环节进行整合,从而有效地对质量监督工作的完善提供参考。而且,由于建筑质量监督管理需要对整个建筑工程进行贯穿,充分地对每个环节进行深入了解,并通过以责任主体的行为以及工程的具体施工为监督核心,开展监督管理工作。此外,通过对某建筑节能工程的分析资料显示,积极完善建筑质量监督管理工作能够有效地为建筑质量提供保障的同时,为建筑节能工程的发展提供帮助。1.2完善建筑质量检测体系在对建筑工程质量进行监督管理之后,需要为监督管理工作的成效进行鉴定,也就是利用检测体系对工程质量进行检测,根据鉴定的结果判断建筑工程是否存在质量问题。在具体的完善工作中,由于需要准确的检测数据来进行判定,所以对应的检测仪器的精准度必须进行提升,从而为判定的工作提供保障。而通过对某工程当前的检测体系来看,并为针对建筑节能工程本身制定对应的检测体系。相对来说,存在的部分检测体系的精准度以及检测效果并不能够准确地为建筑建筑质量提供保障。所以,对于建筑检测体系必须进行完善,从而在有效提升检测体系的同时为建筑质量提供保障。
2建筑质量监督管理工作的作用分析
通过对某建筑工程提供的数据显示,要想有效地开展建筑工程质量监督管理的工作,就必须依附于其核心主旨建立一套核心的体系。如监督站。根据国家命令推行的相关政策《建筑工程节能质量监督管理办法》中明确的表示:“各地建设主管部门集齐委托的工程质量监督机构依法实施建筑节能质量监督管理。”所以,无论是建筑工程的建设还是建筑节能工作的开展,都需要在建筑质量监督管理的体系下进行。而对应的监督站也应该以确保建筑工程质量的前提下进行,根据国家命令推行的法律能够制定对应法律法规以及相对规范性的建筑质量监督体系。在围绕工程进行开展的同时,实施多方位以及多角度地深入对建筑质量的监督管理工作中,从而有效地为工程质量提供保障。从建筑工程质量监督管理工作的整体来看,除了要建立核心的监督站外,也要根据建筑质量的实体形式为参考,并将其分为施工前、施工中以及施工后三个方面。通过全面介入建筑的施工过程,从而有效地为建筑质量以及监督管理工作提供保障。
2.1施工前对工程质量的监督
从对某建筑工程施工现场的实际监督情况来看,建筑企业是建筑工程的主要承担责任的主体,当建筑工程质量发生问题时,直接受到影响的也同样是建筑企业本身。所以,想要有效保障建筑的质量,就必须要求建筑质量监督管理工作能够贯穿建筑工程的始终。首先是对工程单位的监督,建筑单位直接负责着建筑工程的设计、材料选用、造价控制以及建筑选型,而这些方面所存在的因素或多或少都会对建筑质量造成影响。而且,根据某工程提供的监督管理的经验来看,在应用于建筑节能工作中时,需要对监督建设单位所设计的方案进行探讨,并确定其是在基于建筑节能工作为核心的基础上进行扩展。此外,在施工前对工程质量单位的监督工作中,需要明确工程建筑的核心。在开展节能项目时,必须在满足建筑性能和质量的前提下,而由于实际情况而不得不进行修改时候,则需要充分地对其情况进行修改和完善。
2.2施工中对工程质量的监督
一般来说,在施工过程中对节能工程质量监督的主要工作则体现在施工工艺、节能材料等方面。其一,施工工艺。在施工过程中施工工艺水平的高低能够直接影响建筑的质量,无论是稳定性还是安全性,都在一定程度上取决于施工工艺的高低。所以,在具体的监督工作中,监督工作人员则需要根据建筑质量监督管理以及节能工程进行针对性的检查,并且要求施工人员能够准确按照施工工艺进行,从而有效保障建筑的质量以及节能工程的开展。其二,节能材料。建筑企业想要有效开展建筑节能工程,就必须对节能材料方面进行重视。而且,节能材料在建筑节能工程中也占据着相对较多的比重。此外,在对施工中对节能工程质量监督中,则需要对使用的节能材料、构配件、材料规格、性能以及审查合格的相关文件,在确保节能材料质量以及性能准确无误的前提下,再进行施工。
2.3施工后对工程质量的监督
在建筑工程竣工后,需要开展的监督工作大多体现在整体质量检测方面,通过利用不同的检测方法对建筑工程进行检验,并为施工前、施工时的质量监督工作提供保障。而在具体的监督工作中,以建筑节能工程以及质量监督管理的相关指标为核心,以及根据建筑工程本身的特性进行分析,并合理选用恰当的检测方法对其进行检测。此外,由于建筑节能工程的特殊性,在具体的检测方法选择时,则需要根据检测方法的优劣势进行分析,尽量避免由于选用不合适的检测方法而对建筑本身的质量造成影响。众所周知,随着建筑体系的不断发展,对应的检测方法也同样在提升,无论是种类还是检测性能,这些因素都是需要分析的种类,根据建筑节能工作的特性而选取合适的检测方法,从而有效地为建筑工程的监督质量提供保障。
3结语
建筑节能工作的开展已经成为当前的趋势,随着对资源保护意识的提升,对于节能工作也越来越重视。但是,需要在基于建筑本身的性能以及质量为前提下进行,所以对于建筑质量监督管理工作的重视程就有必要进行提升,在对建筑质量提供保障的同时促进建筑节能工作的开展。此外,通过对我国部分建筑工程的质量监督管理体系来看,并不能为建筑节能工作的开展提供保障。所以,想要有效的在保障建筑质量的前提下开展建筑节能的工作,就必须对建筑质量监督管理工作进行更提升和完善,从而在保障建筑节能工作开展的同时,实现我国建筑工程可持续发展的目的。
作者:李红宾 赵娟娟 单位:叶县住房和城乡规划建设局
参考文献:
[1]于宝太.建筑节能工程质量监督分析与管理研究[J].工程质量,2014(S2):153-155.
关键词:民用建筑空调发展前景能源
1我国宏观经济和城市民用建筑的发展情景设定
党的十六大明确提出了我国第三步战略目标的具体部署,即要在2020年“全面建设小康社会,在优化结构和提高效益的基础上,国内生产总值比2000年翻两番,基本实现工业化”。
这个宏伟的发展目标必然对我国经济的各个层面产生深远影响。
1.1经济结构
在今后15年中,预计第一产业增加值在GDP中所占比重不断降低;第三产业增长迅速,第二产业增加值在GDP中所占比重将出现先增长,后降低的趋势。预计第一产业增加值在GDP中所占比重2020年为13.6%;第二产业增加值在GDP中所占比重2020年为42.9~46%;第三产业增加值在GDP中所占比重2020年为41%~43%,2050年51%~56%。
1.2按名义汇率计算的GDP
按照我国总体经济战略规划,到2010年我国国内生产总值达到17.88万亿元RMB,2020年达到26.82万亿元RMB。两个阶段的年均增长速度分别为7.1%和4.14%。需要指出,近年以过度投资拉动的超常规增长使得资本形成所积累的一系列低效率问题逐渐暴露出来,重复建设形成的无效资本、大量库存积压、国际反倾销对我国企业的打压、企业利润率的下降,以及高速发展对资源环境的破坏等都是导致经济增长速度将呈下降趋势的重要因素。
1.3人口
预计我国人口总规模为:2010年14亿左右;2020年15亿左右。
1.4人均GDP
人民币的汇率政策正在调整,人民币不再紧盯美元。因此,今后我国的GDP统计必然按照国际上通行的购买力平价(PPP)标准。如果按世界银行的统计,我国2003年人均GDP(按PPP计算)已经达到4990美元,已经超过当年低中等收入国家水平(4320美元),这显然是高估了。而如果参照中等收入国家购买力平价计算所得人均GDP比名义汇率计算所得高出1.9倍的比例计算,2010年和2020年我国人均GDP将分别达到2932和4104美元,2020年我国将进入中等发达国家行列。
1.5城市化
我国城市化水平从由1985年的22%上升到2004年的41.8%,城市化速度是世界同期的两倍。但2000年世界的平均城市化水平已经达到47%,其中中等发达国家为50%,高收入国家为79%。从世界城市化进程来看,城市化率从36%提高到60%属于加速期,因此,中国的城市化率还将不断提高。如果按1985~2004年间城市化率的平均增长速度计算,2020年我国城市化率在50%以上。而根据国务院发展研究中心的预测,2020年我国城市化率当在60%左右(58.7%)。
1.6房屋建设
截至2003年底,全国城镇房屋建筑总面积达140.91亿m2,其中住宅建筑面积89.11亿m2,占房屋建筑面积的比重为63.24%。
图1我国城镇房屋建筑面积的增长(10亿平方米)
根据建设部小康社会居住目标,可以分析得到2010年和2020年的建筑面积。
表1我国城市住宅和公共建筑的发展预测
2010年
2020年(情景1)
2020年(情景2)
城市化水平%
45%
50%
60%
城镇人口总数亿
6.3
7.5
9.0
城镇人均住房建筑面积m2
26.5
30
35
城镇住宅建筑总面积亿m2
166.95
225
315
城镇人均公共建筑面积m2
8.06
10.75
12.5
城镇公共建筑总面积亿m2
50.80
80.6
112.5
城镇民用建筑总面积亿m2
217.75
305.6
427.5
表1中2020年的预测之一是按城市化率的低限设置的情景;而预测之二是按城市化率的高限和小康居住目标设置的情景。
2我国空调的市场需求和发展前景
2.1住宅空调发展现状
我国房间空调器生产开始于1978年。1991~1993年进入了起步阶段,1994~1996年步入加速发展期,1997~2003年进入高速发展阶段,生产量平均每年递增24~59%。经过十多年的发展,中国房间空调器产业已经拥有了占世界产量一半以上的生产规模,成为名副其实的房间空调器世界第一生产大国。
根据日本空调采暖和制冷新闻(JARN)预测,2004年全世界对房间空调器(RAC)和单元式空调机(PAC)的总需求量为5600万台,其中中国为2000万台,占36%。从图2可以看出,中国一国的产量实际已经超过全世界的需求,我国家用空调器的产能已经过剩。
图2我国房间空调器产量的增长
图2中显示,我国房间空调器的生产年均增长率为40.5%。而图3中则反映了我国城市每百户家庭房间空调器拥有量的增长情况。2002年,我国仅有10个省市百户家庭空调器拥有量在50台以上,而到了2003年,便增加到16个省市。增长势头很猛(见图3),但年均增长率为27.04%,还是赶不上生产量的增长。
图3我国每百户家庭房间空调器的拥有量(台)
研究发现,家庭房间空调器的拥有量与人均GDP的增长有很好的线性相关性。图4是笔者以上海的情况分析得到的相关关系。当人均GDP达到4000~4500美元时,住宅空调得到普及(达到户均1台)。
图4每百户家庭空调器拥有量与人均GDP之间的相关关系
我国是世界上热量带最多的国家,东部地区与世界上同纬度地区相比,夏季偏热,冬季更冷。在我国人口稠密的城市,室内既需要冬季采暖,也需要夏季供冷。我国小康社会的住宅,将从满足生存需要实现向舒适型的转变。良好的室内热环境是提高生活质量的重要环节。因此,住宅空调的普及是必然的趋势。
2.2集中空调的发展现状
根据中国制冷与空调行业协会的统计数据,2000年到2003年全国制冷空调行业经济年均增长速度高于我国GDP增长速度。
表22000-2003全国集中空调主机生产量(台/套)
2000(销量)
2001
2002
2003
活塞式冷水机组
4,000
2,517
2,493
4,645
螺杆式冷水机组
3,056
3,910
5,663
8,977
离心式冷水机组
481
698
947
1,240
蒸汽/温水型溴化锂冷热水机组
1,194
1,460
1,268
1,053
直燃式溴化锂冷热水机组
2,091
2,385
3,052
2,785
风冷式冷热水机组
15,000
20,800
26,000
——
户式集中空调用冷热水机组
——
——
——
36,372
总计
25,822
31,770
39,423
55,072
年平均增长速度
28.9%
注:2003年风冷式冷热水机组的统计归并在了螺杆式、活塞式冷热水机组和户式集中空调的冷热水机组三项统计中。
2000(销量)
2001
2002
2003
组合式空调机组
10,495
25,853
29,492
36,505
新风机组
33,066
77,281
47,880
50,602
风机盘管机组
684,684
1,281,517
1,387,072
1,719,557
总计
728,245
1,384,651
1,464,444
1,806,664
年平均增长速度
39.8%
表32000-2003全国集中空调系统末端设备生产量(台/套)
根据历年中国制冷空调工业协会统计数据及重点生产企业调查汇总,在1993~2003年间我国电力驱动冷水机组产量的年均增长幅度13.4%,吸收式冷水机组产量年均增长幅度16.2%,其中直燃机产量平均增长幅度高达18.7%,高于电力驱动冷水机组产量的增长幅度。总体来讲,1993~2003年间我国制冷机组总产量的增长速度高于经济增长速度。
2.3住宅空调的发展前景预测
根据笔者的分析,每百户城镇居民空调器拥有量与城镇居民人均可支配收入和人均生活用电量这两个因素都呈现正相关关系,相关系数分别达到0.9928和0.9681。因此,将每百户城镇居民空调器拥有量作为因变量,城镇居民人均可支配收入和人均生活用电量作为两个自变量,可以建立多元线性回归模型。从而可以得到2010年我国城镇每百户居民空调器拥有量为125.8台/百户,届时房间空调器的保有总量将达到2.33亿台。
房间空调器的使用寿命一般不会超过10年,2000年前居民购买的房间空调器到2010年将不得不更换,若考虑这部分的设备报废和更换数量,则2004~2010年间我国国内房间空调器的销售总量将达到17826万台,平均每年销售量为2500万台左右。
当平均每户居民房间空调器的拥有量达到一台以上时,其购买的欲望将逐渐降低,而空调器的使用时间将延长。此时,每百户城镇居民房间空调器拥有量将不再与城镇居民可支配收入和人均生活用电量呈线性相关关系,笔者认为2010年后每百户居民空调器拥有量的饱和趋势将与总人口数量的饱和趋势相符。因此可以预测2020年每百户城镇居民空调器拥有量为190台,届时房间空调器的保有总量将达到4.2亿台。
2.4集中空调的发展前景预测
对集中空调的预测采取未来能源可供量倒推的预测方法,可得到如表3的结果。
表3我国公共建筑集中式空调制冷机组的发展预测
2010
2020
一次能耗可供总量(三种情景平均值)/亿吨标准煤
21
29
建筑能耗所占比例
20%[1]
28%
空调能耗占建筑能耗的比例
40%[2]
40%
公共建筑空调系统一次能耗/亿吨标准煤
1.01
1.81
空调冷热源一次能耗/亿吨标准煤
0.29
0.521
空调冷热源耗电量/亿kWh
782.5
1404.8
空调制冷机组装机冷量/亿kW
5.26
10.71
公共建筑总面积/亿m2
50.8
80.6
单位面积装机冷量/W/m2
103.6
132.9
燃气空调装机冷量所占比重
10.0%
15.0%
燃气空调装机冷量/万kW
5263
16063
电制冷机组装机冷量/万kW
47371
91026
直燃机保有量/台
29241
89241
电制冷机组保有量/台
394754
758548
全国公共建筑集中式空调装机冷量总计/万kW
52634
107089
综合以上预测结果,到2010年,我国公共建筑集中式空调总装机冷量将达到1.5亿冷吨左右,2020年总装机冷量将增加到3.05亿冷吨左右。
3民用建筑空调的发展对能源供应的影响
3.1建筑能耗在总能耗中的比例是经济发展的晴雨表
所谓建筑能耗,是指建筑使用能耗,即维持建筑功能和建筑物在运行过程中所消耗的能量,包括照明、采暖、空调、电梯、热水供应、烹调、家用电器以及办公设备等的能耗。除非特别指明,现在一般提及的“建筑能耗”都是指使用能耗。
根据某些文章和媒体的报导,2001年我国建筑能耗在总能耗中的比例即已达到27.5%,与当年日本的此项比例(29.2%)相差无几。并据此得出我国建筑节能的紧迫性。
一个国家或地区建筑能耗在总能耗中的比例,反映了这个国家或地区的经济发展水平、气候条件、生活质量,以及建筑技术水准。发达国家在进行能源统计时,一般按照四个部门分别统计:即工业(或产业,因为在发达国家农业已经产业化)、交通(在发达国家航空、城市轨道交通和私人汽车都十分发达)、商用(办公楼、旅馆、商场、医院、学校)和居民(住宅)。一般可以把商用和居民两项作为建筑耗能看待。比如金融、贸易、商业和咨询等第三产业,几乎没有什么工艺能耗,但对于室内环境品质的要求却越来越高,第三产业的主要能耗形式就是建筑能耗。商用部分的能耗实际就是第三产业的能耗,即建筑能耗。因此,发达国家的耗能部门实际上就是产业、交通和建筑三大家。
我国的能耗统计方式,并不是按照国际上通行的做法,而是按照行业统计。如果我们把批发和零售贸易餐饮业、生活消费和其他行业的能耗算作建筑能耗的话,那么根据中国统计年鉴,2001年的建筑能耗比例只有18.2%。如果再加上交通运输、仓储及邮电通讯业和建筑业的能耗,也只有26.9%,还是到不了27.5%。但很明显,交通运输的能耗帐无论如何也是算不到建筑使用能耗的头上的。
另一方面,欧、美和日本都是第三产业(服务业)高度发达的国家,因此,它们的建筑能耗在总能耗中的比例除日本外都在30%以上。而我国则是一个处于工业化前期的发展中国家,城市化水平很低。2004年,我国城镇化率达到41.8%,而1998年世界平均城市化水平即已达到47%。我国第三产业增加值占GDP的比重仅略高于30%,低于国际上同收入组别国家近20个百分点。因此,建筑能耗在总能耗中占较高比例的外在条件并不存在。
值得注意的是,最近几年我国经济结构是在向重型方面转化。第三产业在GDP中的比例在2002年达到顶点之后,一路下滑。而第二产业比重在经历多年平稳发展之后,从2002年开始反弹。我国已成为名副其实的制造业大国,钢铁、有色金属、焦炭、水泥、彩电、冰箱、房间空调器等数十种产品年产量居世界第一位。2004年钢产量达到空前的27279.79万吨。但与此同时,我国生产吨钢能耗比世界先进水平高出20~30%,中国超过10%的能源被钢铁业“吃”掉。在这种大背景下,我国建筑能耗不可能在总能耗中占有很高比例。
根据以上分析,笔者认为,我国建筑能耗在总能耗中的比例大致应在20%左右,其中10~13%是采暖能耗,7~10%是其他能耗。大致相当于日本在20世纪70年代的水平。
建筑能耗在总能耗中的比例,是经济发展的晴雨表。从宏观经济角度看,建筑能耗的比例越大,经济发展就越是合理和健康。
我国建筑用能还处在很低的水平,但有很大的增长潜力。以上海为例,2003年上海人均耗电量为5245kWh,是2002年经合组织(OECD)国家人均水平的65.2%,是世界人均水平的2.21倍。但上海人均生活耗电量只有617.62kWh,占总耗电量的11.8%,约为同年香港人均生活(住宅)耗电量的44%。上海家庭平均人口数为2.8人,2003年上海家庭平均年用电量应为1730kWh,而1997年美国家庭平均空调用电量就达到1555kWh。因此,住宅能耗的增长是一种必然的趋势。另外,我国现在的依靠低劳动力成本、高资源消耗、高资本投入、没有附加价值的传统制造业的经济结构是不可持续的。我国不可能一直停留在目前这种工业化初期落后的经济结构中。中国要和平崛起,必须向新型工业化社会过渡,必然会像当今的发达国家一样,产业结构的重心将从工业转到服务业和现代制造业;能源消费结构也将从工艺过程能耗转到保持环境的建筑能耗中来。因此,随着经济结构调整和人民生活质量的提高,建筑使用能耗在全国总能耗中比例的增加是必然的趋势,也是我国经济健康发展的重要标志。建筑节能的目标是提高建筑物对能源直接使用的效率,用少许增加的能耗满足大量增加的需求;同时尽量减少间接能耗和无谓的浪费,将有限的资源用到建筑使用过程中,创造更好的人居环境。
3.2民用建筑空调是形成电力尖峰负荷的主要因素
2003年以来,在我国经济高速发展的拉动下,能源和电力的需求快速增长,大部分地区出现电力供应紧张,26个省区存在不同程度的拉闸限电。尽管从2000年开始,我国仅用5年时间,发电装机容量便从3亿kW增加到4.4亿kW,但能耗(电耗)增长的速度更快。从2002年到2003年,我国GDP增长9.1%,而电力消费却增长了16.5%。
有人把电力紧缺归咎于我国民用建筑空调的超常规发展。这是混淆了电力和电量的概念。根据笔者在上海的调查,尽管上海住宅空调的普及率(96.8%)已经超过了美国(72%,1997),但居民使用空调的时间全年平均仅为800~900小时,也就是说,尽管空调用电开支在家庭能源开支中占了最大比例,但总体消耗的电量并不很大。这种低水平消费主要是由于我国居民经济水平还不高。因此,在城市或地区全年电力消费的尺度上,民用建筑空调并不是“耗电大户”,但却是造成夏季(冬季)电力负荷高峰的主要因素之一。由于民用建筑空调使用的季节性、间歇性和不稳定性特点,造成夏季供电峰谷差的进一步拉大,形成对电网安全的潜在威胁。图4的尖峰负荷与最高气温的关系曲线很清楚地说明了这一点。在上海,当气温在33℃以上时,每升高1℃,电力负荷将增加12.7万kW(工作日)。同样,在北京市也有非常相似的情况,当气温在32℃以上,每升高1℃,电力负荷增加12.9万kW。
日益增长的空调用电负荷已经造成了城市电网难以承受的高峰用电负荷及巨大的电力缺口(2005年估计为2500万kW)。这种电力供需之间结构性的矛盾成为我国国民经济发展的瓶颈,制约了国家的经济发展和人民生活质量的提高。
2000-2003年,国内空调器销售量的年平均增长率高达47.65%,而同期我国发电机组装机容量的增长率只有6%左右,远远低于房间空调器销售量的增长速度。我国的住宅空调产品形式单一,无论是窗式、分体壁挂式还是集中式,几乎全部是电力驱动。致使房间空调器(国内销售)的装机电力占发电机组装机容量的比例已经高达10%。
图5北京市近年来夏季最高电力负荷和空调电力需求的增长
从图5可知,北京市的空调电力需求的比例逐年提高。2001年至2003年,北京市居民生活用电量增长了29%,占全社会用电总量的比重也持续攀升至17.32%。2001年,北京市居民生活用电量为542739万kWh,2003年则增至700726万kWh,增幅高达29%。同时人均年生活用电量也大幅增长,2001年人均年生活用电483.57kWh,2003年则达到609.96kWh,增幅为26%。
3.3民用建筑空调的能源需求预测
根据我国电力发展规划,可以预测,2010年全国每百户城镇居民空调器拥有量为125.8台,所形成的装机电力占全国发电装机容量的28.7%。到2020年,每百户居民空调器拥有量将达到190台,占全国发电装机量的比例为37.4%。
2004-2020年间,电驱动制冷机组的产量年均增长速度保持在41%,2010年我国电制冷机组保有量约为39.5万台左右,2020年将达到76万台。可知,从2010到2020年,我国公共建筑集中式空调的电制冷机组的装机电力将由1.01亿kW上升到1.78亿kW,在全国发电机组装机电力中的比重将从2010年的16.2%上升到2020年的19.8%。空调电力制冷机组的耗电在电力消费总量中的比重将从2.66%上升到2.89%,由此造成公共建筑集中式空调系统用电量在电力消费总量中的比重将由9.3%增加到10.1%。
如果国家继续推进当前鼓励发展燃气空调的政策,并假定2010年和2020年直燃机的装机冷量分别达到当年空调机组装机总冷量的10%和15%,则2010年,我国直燃机总保有量约为2.9万台,全国直燃机总的天然气用量将达到29.6亿m3,占全国天然气总用量的2.4%;而到2020年,直燃机总保有量将达到8.9万多台,直燃机总的燃气用量将进一步增加到90.3亿m3,占全国天然气总用量的3.4%(见表4)。
表4发展燃气空调对我国能源供应的影响预测20102020
直燃机装机冷量所占比重10.0%12.5%15.0%15.0%17.5%20.0%
直燃机装机冷量/万kW526365797895160631874121418
直燃机保有量/万台2.93.64.48.910.411.9
电制冷机组装机冷量/万kW473714605544739910268834885671
电制冷机组保有量/万台39.538.437.375.873.671.4
公共建筑空调电制冷机组装机电力/亿kW1.051.020.991.781.731.68
发电机组装机容量/亿kW6.56.56.5999
占发电机组装机容量比重16.2%15.7%15.3%19.8%19.2%18.7%
公共建筑空调电制冷机组耗电量/亿kWh704.2684.7665.11194.01158.91123.8
全国总用电量/亿kWh264352643526435413034130341303
电制冷机组耗电量占全国用电总量比重2.66%2.59%2.52%2.89%2.81%2.72%
节省的空调装机电力/万kW117014621754357041654760
节省的电力投资/亿元130116271952397146335295
直燃机燃气用量/亿m3/年29.637.044.490.3105.4120.4
全国总天然气需求量/亿m3125412541254265326532653
直燃机天然气用量占总用量比重2.4%2.9%3.5%3.4%4.0%4.5%
4应对措施和政策建议
随着我国经济、城市建设和人民生活水平的提高,建筑空调将有更大的发展。我国是世界上热量带最多的国家,东部地区与世界上同纬度地区相比,夏季偏热,冬季更冷。在我国人口稠密的城市,室内既需要冬季采暖,也需要夏季供冷。当一个城市或一个地区的人均GDP在4000~4500美元时,住宅空调将普及。住宅空调将从奢侈型消费品变成普及型必需品,完全脱离“家电”属性,成为建筑物的基础设施之一。我国以重化工业为主的经济结构是不可持续的,第三产业在城市产业结构中的比重一定会逐步增加。为提高生产率,第三产业必须为建筑环境消耗能量,使用空调,夏季供冷、冬季供暖。总之,民用建筑空调是经济发展到一定阶段人们必然的需求。从现代能源管理的思想出发,不应该也不可能去抑制这种需求,而只能因势利导,用经济与技术手段引导人们合理消费,开源节流,尽力满足这种需求。
所谓“开源”,就是在提倡适度消费与节约能源的前提下,提倡民用建筑空调能源的多元化,充分利用低谷电、淡季气和可再生能源,从时间上与空间上去挖掘“能源供应”的潜力。例如发展蓄冷技术、利用天然气的燃气空调、热电冷联供技术和分布式能源技术;同时积极研究开发利用可再生能源和“未利用能源”的制冷空调技术。所谓“节流”,就是改进制冷空调产品,提高能源效率,实现环境友好。
4.1蓄冷空调
对蓄冷空调的电费价格体系是推进蓄冷空调技术发展的关键。目前大多数电力公司(或供电局)推行了分割式三段制分时电价,其中的高峰时段集中在上午8:00~11:00,以及傍晚到夜间的18:00~21:00,使办公楼与大型商场这两类商业建筑的空调冷负荷高峰时段(下午)被划入了电费的平段时间。导致大部分蓄冷量在非高峰用电时段的下午释放掉,对转移夏季高峰用电负荷并没有起到有效作用,而且也不能使用户从分时电价政策中获取最大利益。上海市从2005年夏季开始将空调负荷高峰时段13:00~15:00划入高峰电价时段,同时对用户的电力最大需求MD提高收费标准(30元/kW·月),这些政策都有利于蓄冷空调的推广。
除了峰谷电价的比值之外,低谷电价的绝对值也有很大影响。如果低谷电价能够跌破购电成本的底线(比如降到0.20元/kWh以下),相信会极大地推动蓄冷空调的发展。而这一底线恰是某些电力公司前几年在电力富余时推销电锅炉和电采暖的促销价。
2004年,我国已经批准开工的电站项目达6110万千瓦。以每kW电站投资6000~7000元计算,需要投资4000亿元。如果少建10%,就可以节省400亿元,再将其中的10%即40亿元投入对蓄冷空调的补贴(200元/kW),可以转移2000万kW空调高峰冷负荷。理想情况下可以转移电力负荷600万kW,恰好相当于少建10%的电厂。这样,电力部门实际节约了投资360亿元。而用户除了这部分补贴,还要投入160亿元去建设2000万kW的蓄冷装置。但因为有了补贴,用户可以较快地在3~4年时间里从分时电价的差价中回收这部分投资。实现电力公司和用户的双赢。
4.2燃气空调
影响燃气空调发展的瓶颈是天然气价格。制订燃气空调用气价格的依据,应该是使燃气空调的寿命周期成本能与电力空调持平或略低,从而使用户能实实在在地受益,也才能鼓励用户使用燃气空调。定义电力与天然气的比价:
这一比价越大,表明燃气空调的年度等额寿命周期成本与电力空调相比,经济性越好。国际上电力与天然气比价一般约为4:1左右,但我国长期以来该比价偏低,因而制约了燃气空调市场的开发。
值得注意的是,2005年初,北京、上海等城市均出现天然气供不应求的局面。据统计,2004年北京市共消耗天然气25.4亿m3,2005年预计将消耗33亿m3,超过市政府30亿m3的预算,也超过了陕京管线28亿m3的供给量。上海市预计2005年的天然气使用量将达到20亿m3,但目前落实的气源仅16亿m3(其中包括西气10亿m3和东海气田6亿m3)。在这种严峻形势下,北京和上海均开始限制冬季天然气锅炉的发展。但是,对任何一个燃气空调用户,不可能只在夏季用天然气供冷而不在冬季用天然气采暖。从总量来说,发展燃气空调用户可以起到填平夏季天然气低谷的作用,但同时还会增加冬季天然气的高峰。因此,需要研究天然气冬季的削峰措施。燃气供应部门,要研究夏季储气措施和冬季可中断用户的政策。而暖通空调行业,也要研究季节蓄能的燃气热泵技术以及能燃用水煤浆和煤层气的直燃机技术。
4.3热电冷联供
在阻碍建筑热电冷联供技术在我国发展的诸多政策问题中,最突出的是多余电力上网的问题。因为用户所需要的热量/冷量与用电量是随着季节、气候甚至白天与夜晚等因素随时在变化,而建筑热电冷联产设备一经确定之后,其正常运行时的供热/供冷量与发电量的比例(即热电比)是大致不变的,所以总是会有富余的电能或者热能产生。为了解决多余电力的问题,最简单、最直接的解决方案就是允许分布发电的多余电力上网。
根据我国目前实行的《供电营业规则》,如果电力用户自行发电需要并网,其并网的发电机组必须接受电网的统一调度,而且热电冷联产系统的上网电价要采用竞价上网方式,没有任何优惠。建议将分布式能源电力上网按“绿电”看待。参照对风力发电的优惠政策,电网收购价应在0.40元/kWh以上。
阻碍建筑热电冷联产发展的另一个政策问题是天然气的价格。与上节“发展燃气空调的政策建议”相仿,各地应根据当地电价,将电力/天然气比价调整到4.9:1左右。
目前,各种建筑热电冷联产的原动机设备国内基本上都不能够生产,完全依赖进口,因此实现热电冷联产的一次投资很大。建议对建筑热电冷联产系统的投资者做政策性投资补贴,该补贴相当于设备投资的10%左右,使得热电冷联产系统的等额年度寿命周期成本能够与常规空调冷热源相比。
从中期发展来看,应积极发展利用燃料电池的建筑或区域热电冷联产系统。燃料电池的应用主要有两种方式:①移动式(作为汽车动力);②固定式(又称“站式”,用于楼宇热电冷联供)。我国目前把主要的研发力量投入到前者。但燃料电池汽车由于一些技术瓶颈,难以在短时间内普及。而建筑热电冷联供所使用的燃料电池是将天然气改质制氢,不需要直接利用氢气;由于是固定式(站式)使用,省去了许多移动式应用中的麻烦(例如对体积、重量的限制)。所以,燃料电池作为分布式能源应用,相对更容易形成商业化。建议优先发展利用燃料电池的建筑热电冷联供技术,尽快建成一批示范性工程,应用在2008年北京奥运会项目和2010年上海世博会项目中。
4.4选择较高能效等级的空调设备
作为重要的“节流”措施,我国经济发达、资源缺乏的城市,可在2005年开始实施的《房间空气调节器能效限定值及能源效率等级(GB12021.3-2004)》、《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级(GB19576-2004)》和《冷水机组能效限定值及能源效率等级(GB19577-2004)》等三个标准中,选择较高的能效等级作为市场准入条件。
根据测算,上海市如果对冷水机组采用比我国《公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)》中的强制性标准提高一个等级,可以产生很好的节电降峰的效益。仅每年新增的冷水机组便可以降低电力峰荷需求6~8万kW,用户也可因此减少电费14%左右。以平均电价按0.75元/kWh计算,每年可以节约电费2800~3600万元。
5结论
我国是世界上最大的房间空调器生产国,同时也是世界上最大的冷水机组市场。我国又是世界上房屋建筑建设规模最大的国家。根据世界银行的预测,到2015年,全世界新建筑的一半将出现在中国;中国城市商用和居住建筑中的一半将是在2000年后建造的。因此,我国民用建筑空调还会有很大的发展。当前我国的能源紧缺,确实是对制冷空调业的严峻挑战,但同时也是推进制冷空调行业科学、健康、协调、持续发展,使中国从制冷空调大国发展成为制冷空调强国的最好机遇。
参考文献:
目前,在我国交通事业、房地产事业以及相关事业发展的带动之下,作为一种与人们生活和各行各业发展紧密相关的建筑行业,正在以一种极为自信的姿态向前进步着,而这种自信的建立,实际上在很大程度上又依赖于其安全性和质量保证。因为就建筑施工工程而言,其实际存在着一定的特点,而这些特点直接决定了其安全性以及质量上保证的重要性。事实上,我们建筑行业中普遍存在一种共识,即建筑工程自身以及外部环境都存在着一定的特点。一方面,就建筑的成品而言,其实际上就存在着一定的多样性和复杂性,而这种多样性和复杂性实际上也就决定了建筑施工中施工人员、施工建筑材料、施工设备以及施工技术等在内的要求多样性和复杂性,而也正是因为这种复杂性,其在整体的运作过程中总会容易出现一些包括安全问题在内的问题。另一方面,整个建筑施工基本上都是处于一种非标准的作用体系之中,而这种非标准的体系实际上也就增加了整个施工中的危险因素并埋下安全隐患。当然,这种安全隐患又在建筑施工难度大以及交叉作业多以及施工环境多变的进一步作用之下,变得更为明显。因此,我们只有将这种质量安全水平切实地提上去,才能真正意义上保证整个建筑施工的正常进行。
2加强建筑管理中安全生产的途径
我们在上一节中也说到,就目前的建筑管理工作而言,其在建筑行业中普遍存在着内部与外部安全生产意识薄弱的现状,而这种现状实际上又是由其内外部具有多样性特点的因素作用而成。当然,这些因素在作用的另一面,也对我们相应措施的提出和采取指明了方向,总的来说,我们可以从以下几个方面入手:
2.1落实安监责任。要重视安全生产管理的工作,首先就要落实安监的责任制度,建立责任追究制,完善相关惩处措施,对于存在的各种安全隐患及时予以排除和处理,尽量避免出现重大的安全事故。政府主管部门要加强对建筑施工企业的安全监察工作,督促企业积极认真的履行各项法规制度,切实按照规章制度做好安全管理,将安全监察的工作制度化和规范化。特别是应对突发安全事故的应急预案也是需要进行重点检查的,只有将安全监察的工作落到实处,才能及时消除安全隐患,纠正施工中的不规范行为。
2.2提高安全生产意识。在提高安全生产意识方面,又分为强化安全生产宣传教育和加强对其重要性的认识两个方面。安全宣传教育就是要通过培训、教育的手段使得所有参与建筑生产的职工都能够提高安全生产的素质和意识。也可以开展各种活动,悬挂安全条幅,张贴安全标语等形成一个良好的安全文化氛围。对于安全生产的重要的认识方面要加强对国家相关安全管理条例和监理责任意见的学习,吸收各项事故的经验教训,强化主体意识,抓好安全管理的各个环节,确保其都处于受控状态,保证项目的安全的进行。
3结束语
关键词:建筑节能;建筑噪声;传热系数;隔声量;围护结构
1前言
众所周知,能源问题是当前世界各国普遍重视的问题。在全世界总的能源消耗中,建筑能耗约占25%~40%。近年来,我国的建筑节能工作已进入全面实施阶段,随着一系列关于建筑节能的国家法规及地方标准的颁布和实施,整个建筑行业从业人员不仅从观念上对建筑节能有了一定的重视,而且在具体工作中取得了一定成果。使建筑节能在理论研究和实践操作上均获得了一定效果。但是,与世界发达国家相比,还有相当大的差距。关于建筑节能,我们尚有许多工作要做。
同时,随着我国的社会和城市建设到了一个飞速发展的时期,人们开始对影响我们工作、生活的一个重要问题——噪声问题投入更大的关注,噪声问题已经成为可持续发展战略中的一个重要环节。从我国目前的整体状况来看,我国的建筑声环境长期以来未能得到应有的重视。而建筑噪声控制工作在整个建筑行业中也处于起步阶段,往往是建筑噪声出现后,进行噪声治理,而对于建筑噪声的防护和控制,虽有一定的理论研究成果和方法。但在实践操作上并不普及。
本文试浅谈在夏热冬冷地区(以湖南地区为例)建筑设计中综合考虑建筑节能与建筑噪声的一些技术手段,借此对建筑节能与建筑噪声控制的实践操作产生积极的现实意义和实用价值。
2从理论上谈谈建筑节能与建筑噪声控制的原理和措施
节能方面,湖南省属于夏热冬冷地区,不论从冬季保温还是夏季隔热方面,建筑能耗构成主要是通过围
护结构(墙、屋顶、楼板、门和窗)的传热及空气渗透。关于围护结构的传热,与围护结构的传热系数(K[W/m2·K])紧密相关,而解决空气渗透在于增强建筑的密闭性,密闭主要是在门窗这一块,门窗要有很好的气密性。噪声控制方面,主要考虑建筑围护结构的隔声,为使所设计建筑达到允许的噪声标准,必须使围护结构具有足够的隔声性能,以防止来自外界的噪声干扰。同时,建筑的密闭性对建筑隔声也有明显的影响,墙体等围护结构上的孔洞(例如门窗缝隙等)会使其隔声性能明显下降。
因此,在建筑围护结构中采用传热系数较低而又可提高围护结构隔声量的材料(例如离心玻璃棉等)或构造,可取得节能和隔声两方面的效果。另一方面,虽然增强窗的气密性与减少围护结构的孔洞、缝隙面积是不同的概念,但是,对建筑密闭性的要求使其在构造上具有某些相近的措施。
其他某些建筑设计相关方面,例如建筑绿化也同样在节能和隔声两方面有着积极的含义和作用。建筑绿化可起改善局部热气候;调节空气湿度;降低城市噪声污染;防止灰尘侵袭等作用。
由此可见,在建筑设计中采取某些综合考虑建筑节能与建筑噪声控制的技术手段从理论上说具有可行性及现实意义。本文综合考虑的途径主要从围护结构的材料和构造方式上着手,并思考建筑绿化的作用。下面从具体细节上讨论。
3可综合考虑节能和隔声的围护结构
可综合考虑节能和隔声的围护结构主要有外墙,外门、窗等,下面谈谈在这些围护结构的构造和材料的选取上具体如何兼顾节能和隔声。
3.1外墙。现阶段湖南地区建筑外墙以240厚粘土空心砖为主,分层增加约20~60厚膨胀聚苯板或聚苯颗粒保温砂浆等材料形成外墙保温构造以满足整个建筑节能设计要求。而砖墙本身面密度大,隔声较好,240厚砖墙双面抹灰的计权隔声量达到54.5dB,完全能满足建筑隔声要求。但建筑外墙有提倡使用加气混凝土砌块的趋势,这种材料虽导热系数较低,约0.2~0.3,可很大程度上降低墙体传热系数。但其隔声性能不如砖墙,200厚加气混凝土墙双面抹灰的计权隔声量为44.5dB,这与其面密度有关(质量定律)。此时,若只采用200或240厚加气混凝土砌块外墙自保温则可能在某些情况下难以达到隔声要求,须采取增加其他材料或设空气层等构造措施来提高隔声量。在设计中应注意此类情况。
3.2门窗
3.2.1外窗
a.窗墙比:不同朝向的窗墙比的大小对能耗有很大影响(由于外窗的传热系数一般来说比外墙小很多,影响护结构的综合传热)。随着窗墙面积比的增大,外窗的传热系数要求更小,以达到相近的节能效果。不同朝向、不同平均窗墙面积比的外窗传热系数见表1。
同样,窗墙比对护结构的综合隔声能力也是有很大影响的。窗户的隔声性能不好,如果窗户的面积不大,隔声性能与窗面积大、隔声性能非常好的窗几乎差不多(见表2)。
由此可见,在适当范围内减小窗墙比可使节能和隔声均更易满足要求。
b.窗体材料:节能方面,湖南地区窗框材料木、塑料、断热铝合金优于钢、铝合金(见表3)。但木、塑料非现代建筑所青睐,断热铝合金由于造价较高,使得铝合金成为应用最为广泛的窗框材料,同时采用复合层玻璃(如中空玻璃窗)等方法提高窗的节能效果。
隔声方面,同济大学声学研究所对于不同的窗框材料的隔声性能做了测试,可从其实测结果得出结论:铝合金窗框与塑钢窗框在1KHz以下,两者隔声量基本接近,但铝合金窗框在中高频隔声性能优于塑钢窗。而关于玻璃,我们知道可以单纯增加玻璃厚度来提高隔声量。但在实际应用中,往往使用复合层玻璃来替代,可以取得窗扇重量大为减轻的优点。在随复合层玻璃的变化,隔声性能的数据对比中,可以得出一个很有实用意义的结果,即在玻璃+空气层+玻璃的复合层中,单层玻璃的厚度宜控制在4~6mm,空气层厚度约在10mm左右。经过对比,若节能设计时的采取相近的中空玻璃参数,可以取得节能和隔声两方面的效果。
c.双层窗:双层窗对节能和隔声都有利,双窗的间距受到建筑物外墙厚度的限制,可供采用的间距一般为10cm左右。实验测量表明,双窗间隔10cm的计权隔声量为33dB。在双窗间隔作吸声处理后,其隔声量达36dB。隔声效果较好,而双层普通玻璃窗的节能效果可见表3,而从造价来说,双层窗的工程造价约为复合玻璃窗的50%。
3.2.2住宅外门及阳台门
湖南地区住宅外门及阳台门在节能设计中可采用多功能户门(具有保温、隔声、防盗等功能)及夹板门等。夹板门一般中间填充玻璃棉或矿棉等作为保温材料,而玻璃棉或矿棉等同时也是吸声材料,节能设计中应用较多的如:双层金属门板,中间填充15mm厚玻璃棉板,可考虑适当增加填充厚度来提高隔声量。而门的密缝处理对于门的隔声也有很大影响,在防止空气渗透上也能起一定作用。
4建筑绿化
建筑绿化在节能上的含义及作用已是众所周知的,而利用绿化减弱噪声,也是常用的噪声控制方法。
4.1节能方面,绿化可以调节温度,尤其是降低夏季温度,树木枝叶形成浓荫可以遮挡太阳辐射和地面、墙面和相邻物的反射热。经过测试,夏季林地及草坪的气温与普通场地气温比较,平均降温值约为2.5~3℃。而西墙外有绿化的房间的室温低于无绿化的房间约3℃,同时在11~16时段内的升温速率有绿化房间也明显优于无绿化房间。不同的建筑绿化布置方法对节能均能起到一定效果。如:临街绿化,楼间绿化,楼旁绿化,建筑本体绿化等。
4.2减噪方面,在噪声源与建筑之间的大片草坪或是种植由高大常绿乔木与灌木组成的足够宽度且浓密的绿化带,是减弱噪声干扰的措施之一。值得注意的是,运用绿化来防止和减少噪声对建筑的干扰时,应考虑到噪声的衰减量随植物配置方式、树种及噪声的频率范围的变化而变化。一般来说,绿化对于低频噪声的隔声能力优于高频;混植林带的隔声能力优于纯植林带;而植物本身的吸声能力,一般以叶面粗糙、面积大、树冠浓密的为强。在建筑绿化布置方法上,临街绿化对减噪的作用较大。在道路边设置1.8~2.4m宽的灌木绿带+6m宽的大乔木绿带,其隔声量可达8~10dB。
湖南地区的植物基本属于常绿植物,以香樟最为常见,香樟属于常绿乔木,一般来说,可形成浓密的树冠及浓荫,在建筑绿化中以香樟与灌木绿带的结合布置较为普遍,设计得当,在节能与减噪方面均能产生效果和作用。
参考文献:
[1]柳孝图.建筑物理.中国建筑工业出版社,2000.
[2]项端祈.实用建筑声学.中国建筑工业出版社,1992.
[3]房志勇.建筑节能技术.中国建材工业出版社,1998.
关键词:高层民用建筑火灾自动报警系统设计
随着我国经济建设的迅速发展,人民生活水平的不断提高以及其它各项事业的兴旺发达,城市用地日益紧张,促进建筑物正朝着高层化、密集化方向发展,该建筑物的装修用料和方式也越趋多样化,并随着用电负荷及煤气耗量的加大,对火灾自动报警系统设计提出了更高、更严格的要求。为确保人民生命财产的安全,火灾自动报警系统设计就成为高层民用建筑设计中最重要的设计内容之一。现依据作者在设计监理工作中的体会,针对高层民用建筑物之火灾自动报警系统的设计,提出现行国家有关标准及规范中欠明确或不完全相同的细节之粗浅见解,以供同行们讨论和指正。
一、设计依据
火灾自动报警系统的设计是一项专业性很强的技术工作,同时也具有很强的政策性。因此,首先明确设计依据:
1、要掌握建筑设计防火规范、系统设计规范、设备制造标准、安装施工验收规范及行政管理法规等五大方面的消防法规,并注意了解现行国家有关标准及规范中的正面词:“必须”、“应”、“宜”、“可”和反面词:“严禁”、“不应”、“不得”、“不宜”的含义。
2、要结合高层民用建筑物的功能、用途及属于哪级保护对象和防火等级,并认真执行现行国家有关标准及规范的宽严程度及公安消防监督部门的审批意见。
二、火灾自动报警系统的设备设置部位
1、火灾探测器的设置
敞开或封闭楼梯间应单独划分探测区域,并每隔2~3层设置一个火灾探测器。
前室(包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室)和走道应分别单独划分探测区域,特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及走道相通,在发生火灾时烟气更容易聚集或流过,是人员疏散和消防扑救的必经之地,故应装设火灾探测器。对于一般电梯前室虽然不是人员疏散必经之地,但该前室与电梯竖井相通,也是在发生火灾时烟气容易聚集或流过,宜单独划分探测区域及装设火灾探测器。前室(包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室)和走道应分别单独划分探测区域,特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及走道相通,在发生火灾时烟气更容易聚集或流过,是人员疏散和消防扑救的必经之地,故应装设火灾探测器。对于一般电梯前室虽然不是人员疏散必经之地,但该前室与电梯竖井相通,也是在发生火灾时烟气容易聚集或流过,宜单独划分探测区域及装设火灾探测器。
电缆竖井应单独划分探测区域及装设火灾探测器。一则是恐怕竖井形成拔烟火的通道;二则是恐怕发生火灾时火势沿电缆延燃。为防止竖井形成拔烟火的通道及防止发生火灾时火势沿电缆延燃,“高层民用建筑设计防火规范”及“民用建筑电气设计规范”分别在建筑上和在电线或电缆的选型上提出详细的具体规定,但考虑具体实施的难度及现状,对电缆竖井装设火灾探测器是十分必要,并配合竖井的防火分隔要求,每隔2~3层或每层安装一个。
电梯机房应装设火灾探测器。其一电梯是重要的垂直交通工具;其二电梯机房有发生火灾的危险性;其三电梯竖井存在必要的开孔,如层门开孔、通风孔、与电梯机房或滑轮间之间的永久性开孔等;其四在发生火灾时,电梯竖井往往成为火势蔓延的通道,容易威胁电梯机房的设施。为此,对电梯机房设置火灾探测器是必要的,并对电梯竖井之顶部宜设置火灾探测器。
2、手动火灾报警按钮的设置
针对各楼层的前室(包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室)是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地,应作为设置手动火灾报警按钮的首选部位。此外,对一般电梯前室也应设置手动火灾报警按钮。
在公共活动场所(包括大厅、过厅、餐厅、多功能厅等)及主要通道等处,都是人员很集中,并且是主要疏散通道。故应在这些公共活动场所的主要出入口设置手动火灾报警按钮;其次在主要通道内按“从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30米”设置手动火灾报警按钮。
3、火灾应急广播扬声器的设置
走道、大厅、餐厅等公共场所都是人员很集中,并且是主要疏散通道。故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米”及“走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5米”设置火灾应急广播扬声器;其次在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。
针对前室(包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室)是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地,且有防火门分隔及人声噪杂。故应在这些前室设置火灾应急广播扬声器及对一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。此外,疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地,且人声噪杂,就此间设置火灾应急广播扬声器用于火灾应急广播播放疏散指令是十分必要的。
4、火灾警报装置的设置
针对设置火灾应急广播的火灾自动报警系统,是否需要设置火灾警报装置?作者在具体实施及现状等方面认为也应装设火灾警报装置,但在控制程序应是:警报装置应在火灾确认后,采用手动或自动的控制方式统一对火灾相关区域发送警报,在规定的时间内停止警报装置工作,迅速联动火灾应急广播及向人们播放疏散指令。
火灾警报装置的设置位置,作者在具体实施及现状等方面认为应与手动火灾报警按钮的设置位置相同,其安装高度应为距地面1.8米的墙壁上。
5、消防专用电话的设置
消防专用电话分机的设置,应按与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房(包括消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他)、灭火控制系统操作装置处或控制室、消防值班室、保卫办公用房等部位装设消防专用电话分机。特别是对消防电梯和普通电梯之轿厢内都应设专用电话,要求电梯机房与电梯轿厢、电梯机房与消防控制室、电梯轿厢与消防控制室等三者组成可靠的对讲通信电话系统,即通常在消防控制室设置电梯监控显示盘(包括位置指示器、方向指示灯、对讲通信电话、故障指示灯等功能对电梯的运行进行监视及控制紧急情况下的运行)。
消防专用电话塞孔的设置,就设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等位置也应装设消防专用电话塞孔。
三、火灾自动报警系统的消防联动控制
1、消防联动控制设备对室内消火栓系统应控制消防水泵的启、停,且应显示启泵按钮的位置和显示消防水泵的工作、故障状态。此外,对消火栓设有消火栓按钮之电气装置,其电气装置的工作部位也应显示消防水泵的工作状态(即设置消防水泵的工作指示灯)。
2、消防联动控制设备对自动喷水和水喷雾灭火系统应控制系统的启、停,且应显示消防水泵的工作、故障状态和显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态。此外,对水池、水箱的水位也应进行显示监测;为防止检修信号阀被关闭和所造成不必要的损失,作者认为应采用带电气信号转换的控制信号阀进行显示监测系统的控制信号阀之开启状态。
3、消防联动控制设备对其它系统或设施的控制及显示功能应执行现行国家有关标准及规范所提出的具体规定。
1.1合同的设立不严谨,造成误解和麻烦
合同签订工作的难度似乎并不大,但是却包含着很多的玄奥需要人们去深入的挖掘。合同的签订到落实是一个漫长的过程,所以在签订合同时必须要慎之又慎。在设定合同的各项条款之前,一定要认真的开展检查校核工作,防止因粗心而影响合同的科学性和完善性。比如:保证合同法人主体的合格,是贯彻落实合同各个条款的重要基础。并且我们要求,合格的主体一定要具备合理的民事权利力和民事行为能力。合同的主体应当发挥两种作用,并且要作为合同的当事人,这样才是合法的合同主体。除此之外,要保证合同内容的严谨性,若表意不明,则有可能会引起分歧,所以在正式签订合同之前,一定要再次检查,保障合同内容的科学性。
1.2合同不符合法律规定,最终成为无效合同
合同一般包括两部分,即主合同和从合同,若未制定主合同,则会使从合同没有依据。可以独立开展工作的合同就是主合同,例如:建筑工程的总承包合同。从合同则是依附于主合同存在的,一般包括:建筑的承包合同、保证合同、抵押合同等。没有主合同的合同不具备法律效力,也不能贯彻到实际工作中。再者,《合同法》第52条规定,违反法律、行政法规的强制性规定签订的合同属于无效合同,而无效合同是不受法律保护的。但现今很多企业所设立的合同,有很多都是用来遮掩其非法行为的,从根本上说也是无效的。
1.3有些合同管理人员整体素质不高
很多企业在进行人才的招聘和选拔工作时,都没有进行综合长远的考虑,甚至录取部分连从业资格书都没有的人,这会导致后续工作中需要投入大量的人力、物力来进行培训工作,增加了建设的成本。也有很多合同管理工作者对合同内容缺乏深入的了解,不熟悉管理工作的步骤,经常在工作期间发生遗漏及失误。部分工作者的专业水平和思想道德素质都很低,工作中也未树立高度的责任感,甚至为一己私利而故意开绿灯,这不仅增加了合同管理工作的难度,也降低了工程整体的质量。
2解决建筑管理中合同问题的对策
2.1加强合同管理人员的培训,提高他们的整体素质和管理水平
建筑合同的贯彻落实情况通常是由合同管理工作者的管理方案来决定的,所以,我们必须切实提高合同管理人员的工作水平和思想道德素养。只有这样才能保证合同管理工作的顺利、高效开展。建筑施工单位在录用人才时一定要对其整体素质进行重点的考察,在科学、全面的评估后,去掉不具备资格的人员,提高人员录取工作的效率和质量。这就要求单位请专门人士或者公司内部经验丰富的员工进行面试和选拔,尽量不要出现一丝漏洞和差错。有些面试者空有一个好文凭,没有真才实学,对单位的压力太大。所以,在面试过程中,除了要看面试者的专业能力,还要看其综合才能,只有经验丰富的面试官才能做出最准确、最科学的判断。企业录用人才时所依据的最重要标准就是人才的自身综合能力。我们都知道,是金子就不会被埋没的。只要一个人有真凭实学,那么到哪里都可以成就一番事业,都可以在为国家建设做贡献的同时实现自己的人生价值,成为行业的精英。
2.2做好合同管理和监督工作,同时加强建筑施工的监管
进行建筑管理工作时,要将施工监管以及合同监管工作放在同等重要的位置上。工程的建筑监理工作关系着施工工作的顺利进行和建筑工程的整体质量。在进行施工前,一定要预先做好准备工作,科学、高效的安排施工监理的各个步骤,尽可能的把影响工程质量提高的因素消除在萌芽状态,防止其造成更恶劣的影响。此外,施工前监理工作人员要对合同进行更深一步的了解,熟悉和掌握监理标准和注意事项,对其中所存在的去查以及问题及时反馈,并做出相应的对策及时预防,不要让阻碍的因素蔓延到后来的施工阶段中去,给施工带来诸多不便。
2.3合同签订以后,要注意合同的履行
1.1缺乏完善的法律体制
在招投标阶段,由于国家法律体制的不完善,陈旧的法律体系已经无法适应新时代的发展趋势。比如招标时间限制是20天,对于较大工程可能显得比较仓促,无法确保良好的工程质量。另外,工程招标工作大多采取不透明的方式,对评标委员的约束力比较差,导致强行垄断等恶劣行为的出现。
1.2工程质量问题
工程人员的工程质量意识较为淡薄,在选购材料方面把关不严,为了谋取利益,大多选择劣质产品。工程技术人员在安装材料过程中,没有严格遵循设计标准,导致材料配备无法达到标准。尤其是现代工程施工人员对新技术缺乏认识与了解,难以保持有序的工程管理工作局面,从而降低了工程的施工质量,降低建筑企业的市场竞争能力。
1.3工程安全问题
在实际的建筑工程管理中,没有真正落实各项安全工作责任制,违背国家倡导的文明施工标准。管理中缺乏时效性的安全生产教育,现场人员缺乏良好的自我保护意识,存在各种违章操作行为,影响到整体工程的正常运转。另外,存在严重的监理失职问题,严重降低了管理的时效性,无法深入处理工程中存在的细节问题,造成不必要的经济损失。
1.4工程验收工作缺乏时效性
验收人员忽视了工程验收工作,在工程竣工后,由于检测技术和检测工具存在各种局限性,降低了工程验收工作的时效性。我国大部建筑企业在统计数据缺乏可靠性、完整性,不利于工程管理工作的顺利进行。
2建筑工程管理工作的改进对策
针对建筑工程管理工作存在几大的问题,必须采取有效的改正对策,不断完善工程管理体系,才能从根本上保障工程管理水平的提高。
2.1完善各项法律制度
为了让法律能真正为招投标提供保证,在工程管理中必须不断完善招投标办法,遵循责权利相结合原则实施工程管理,增强管理工作的透明性、可行性,明确各个工作部门的责任,使其在实际工作中做到有章可循,从而实现企业经济效益的最大化。另外,项目部通过定期考核各项目的成本控制效果,加强各层级员工的绩效考核结果和奖惩制度的相关性,充分提高工作人员的管理积极性。
2.2加强工程质量管理
建筑材料的好坏影响着建筑工程的质量,而建筑材料的消耗则关系着建筑工程的建筑成本。所以,在施工前对建筑材料的使用量的计算以及对建筑材料所需选择的质量都要做一个很好的评测。在施工准备阶段,管理人员必须全面确认所有材料以及相应设备,保证其种类、型号、性能符合工程的施工条件,为后期的施工提供充分的依据。建筑工程施工现场材料的选购应该选择正规厂家,切实做好造价控制工作,充分利用各项资源,减少各项不必要的浪费,避免出现施工现场材料质量问题。同时,定期举行工程项目的成本分析会,从根本上提高工程管理工作的工作水平。
2.3落实全方位的安全管理
为了提高工程管理工作的时效性,作为企业的领导者和管理者必须加强对安全教育工作的重视程度,定期组织安全教育培训工作,使工作人员树立与时俱进的安全管理观念。建筑工程企业应该进行组织责任心较强、技术过硬的工作队伍,并组织工作人员进行学习相关的专业技能,在施工中对施工技术进行全方位的监督管理,最终进行总结相关的工作经验,实现标准化的技术规程。作为安全管理工作人员必须熟悉掌握施工设备的操作技能,做好先进仪器的维护和保养工作。同时,根据施工中经常出现的安全问题,进行反事故练习,使员工可熟练掌握各种安全规程,采取事故处理方案,争取在最短的时间内消除各项安全事故。
2.4做好工程验收管理工作
在工程管理中实行持证上岗制度,全面提高监理工程人员的素质。加强对工程检测工作的重视程度,并采取双审再审制度,不断更新检测技术和检测工具,充分应用各种全新的科学技术,做好各项预防措施,从源头上控制各种工程隐患的存在。工程监理人员在工程交接验收阶段必须严格按照施工以及验收标准,全面掌控施工中涉及的专业资料,为工程后期的使用与维护提供充分的依据。在施工竣工后,相关施工人员必须做好现场安全检查工作,及时发现与处理存在的安全隐患,做好各项工程管理整改工作。
2.5加强建筑工程技术管理
在科技作为第一生产力的经济时代,各个行业之间的竞争实际上就是技术水平的竞争。在成本控制中进行改革建筑工程项目技术,具有重要的意义。在建筑工程施工过程中,施工技术人员必须全面管理项目质量施工进度、人力资源等方面。另外,结合实际的市场需求,进行建立灵活的技术管理制度,不断引进新的施工技术、施工工艺、施工设备,切实提高施工效率,并加强各个项目的监督,确保在规定的周期内完成符合质量标准的工程,使建筑工程技术为工程的成本控制提供充分的管理依据,切实提高工程整体管理水平
3结束语