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建筑研究论文精选(九篇)

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建筑研究论文

第1篇:建筑研究论文范文

关键词:华北地区建筑采暖热电联产电热锅炉热水炉直接电热电蓄热水源热泵

调整能源结构,减少燃煤造成的污染,同时满足电力供大于需的矛盾,是华北地区大中型城市环境治理面临的一个重大问题。建筑采暖能源约占此地区能源消耗的四分之一以上,重新研究建筑采暖策略是这些地区能源结构的调整重点,对目前飞速发展的住宅建设也有重要的指导意义。本文在分析采暖现状的基础上,列出面临的各种问题,介绍了可能的各种采暖方式,并从一次能源利用、运行成本、初投资、适用性等方面进行评价,最后提出不同现状下新旧建筑采暖方式的建议。

一.现状

1.热电联产、集中供热,目前华北各大中型城市均有一个或几个热电厂为热源的热网,北京市随着高碑店热电厂的并网和城区管网的进一步扩建和改造,供热面积可进一步发展到六千万平米。其它各城市热电联产为热源的集中供热系统也陆续建成和投入运行。

2.区域锅炉房为热源的集中供热,这是该地区最主要的供热方式,燃料主要为煤,目前部分改为天然气或燃油。

3.家庭燃煤炉,仍占较大比例,是冬季空气的主要污染源之一。

以上三种方式为此地区85%以上建筑的采暖方式,此外还有利用地热热水为热源的集中供热系统,新建小区利用电热膜方式的电采暖、一家一户燃气小锅炉采暖、空气热泵和水源热泵采暖等。

二.目前问题

1.集中供热系统末端无计量和调节手段。统一按照供热面积收费。当室内过热时,用户开窗散热而不是关暖气。由于无调节手段,办公室、教室夜间和假期照常供热,住宅有人无人照常供热。根据测算,末端增加调节手段并通过改变计量方式使此调节手段被真正利用,可使供热能耗降低35~40%,并可以实实在在地改善需要采暖的用户的采暖状况,满足不同水平的需求。然而采暖收费方式的改革涉及大量技术、资金和政策问题。将是一个长期的任务。

2.家庭小煤炉采暖和大量的小型燃煤锅炉区域采暖是冬季空气的主要污染源之一。应作为环保改造的重点。

3.华北电网峰谷差达到1:4.5,尽管总的用电负荷低于供电能力,但峰时供电仍紧张,削峰填谷和发展低负荷时段的电力负荷是能源结构调整所面临的重要课题。

三.几种可行的采暖方式及分析评价

1.热电联产方式热电联产是利用燃料的高品位热能发电后,将其低品位热能供热的综合利用能源的技术。目前我国大型火力电厂的平均发电效率为33%,而热电厂供热时发电效率可达20%,剩下的80%热量中的70%以上可用于供热。一万千焦热量的燃料,采用热电联产方式,可产生2000千焦电力和7000千焦热量。而采用普通火力发电厂发电,此2000千焦电力需消耗6000千焦燃料。因此,将热电联产方式产出的电力按照普通电厂的发电效率扣除其燃料消耗,剩余的4000千焦燃料可产生7000千焦热量。从这个意义上讲,则热电厂供热的效率为170%,约为中小型锅炉房供热效率的2倍。同时热电厂可采用先进的脱硫装置和消烟除尘设备,同样产热量造成的空气污染远小于中小型锅炉房。因此在条件允许时,应优先发展热电联产的采暖方式。热电联产的问题是:①长距离输送,管网初投资高,输送水泵电耗为所输送热量的2~4%,维护、管理费用也高,②由于末端无计量方式和调节手段,导致30~40%的热量浪费。按照前苏联的大规模实验结果,供热末端增加调节手段,并采用按热量计量收费后,可节省热量30%以上。[2]

2.中小型区域锅炉房集中供热其区域锅炉房可以是燃煤、燃气、燃油或电锅炉方式,但都需要通过区域管网经过热水循环向建筑物内供热。于是与热电联产方式一样,由于末端无计量和调节手段,导致30~40%的热量浪费。热量输送距离短,水泵电耗为输送热量的1~1.5%,但其热源效率却远低于热电联产方式。区域燃煤锅炉房的设置是以煤为主要燃料的解决分散到各户设燃煤炉导致的煤和煤渣的运输与污染,煤炉的管理等一系列问题。为此牺牲了末端调节能力,导致30~40%的末端热量浪费增加了1~1.5%的输送电耗,并降低了供热水平,但如果以电或天然气为燃料,它们的输送都比热量容易,输送成本也低,电热或天然气锅炉很容易实现自动管理。为什么还要搞燃气或电的区域锅炉房呢?按照目前的燃料价格,使用天然气为燃煤的4倍,电热为燃煤的11倍,使用这些清洁燃料除换来环境效益外,应尽量利用其便于输送,便于调节的特点,通过节能尽可能地减少运行费的增加。

3.家用小型燃气热水炉一家一户自成系统,同时解决采暖和热水供应问题。这一方式在欧、美已有几十年历史,目前为这些地区的主要采暖方式,我国之所以没有广泛应用,是由于燃煤为主的历史形成必须集中供热的传统观念,以往居住面积狭小也限制了这种方式的采用。长期依赖住房分配制,集中供热设备的投资,包含在市政和建筑中,而家庭燃气锅炉却要个人出资则为另一原因。目前随住房改革和燃料结构改变,这三个原因都不再存在,因此在新建住宅区当不存在热电联产集中供热的条件,准备使用天然气为采暖燃料时,家用燃气小锅炉应为首选方案。近几年曾出现过几起燃气小锅炉爆炸的事故,这属于初期试用中的问题。引进国外成熟技术,安全问题应较容易和可靠的解决。小区燃气锅炉房集中供热工程中,锅炉房、外网和建筑物内主管网的投资至少要30~50元/m2,与家庭燃气锅炉房投资相同。而使用家庭燃气锅炉时还可省去热水器投资。采暖是连续负荷,瞬态负荷不高于目前家用热水器负荷,因此不会给燃气管网带来问题。而末端的灵活调节却能与集中燃气锅炉相比,平均节省30~40%的燃气,从而降低运行成本。因此,与燃气集中锅炉房形式相比,这一方式优越性十分明显。

4.直接电热在室内采用各种电暖气、电热膜等方式,尽管末端装置热利用率为100%,并且调节灵活,但使用高品位电能直接转换为热,是很大的能源浪费。目前我国大型火力发电厂的平均热电转换效率为33%,在加上输送损失,电热采暖的效率仅为30%,远低于热电联产的170%,也低于燃煤或燃气采暖的85~90%。法国、瑞士等国采用部分电热采暖是由于它们丰富的水利资源,发电以水电和核电为主。我国还是以火电为主,采用电热方式,实际上要比锅炉房直接供热增加2倍的污染物排放量。仅从环境保护的角度看,电热直接采暖的方式也不可取。

5.电蓄热方式为了解决电力负荷的峰谷差,减缓大型火电与调峰的困难,设法利用夜间低谷期电力供热,从电力系统运行的综合平衡看,尚有一定的道理。目前有这样几种电蓄热方式:①大型常压热水箱。每一万平米采暖面积约需85立方米水箱,占地成本高,蓄热损失也较大②高压蓄热水箱,可使蓄热温度提高到19℃,从而可使蓄热水箱容积减少至三分之一。但所占空间仍大,并且在居住区增加这样的高压容器总有一些安全问题。这两种方式最终还是以集中供热方式向末端供热,因此保留了集中供热调节不灵活,供热效率低等一系列问题。③采用电热膜方式,利用建筑物本身热湿性蓄热。由于采暖最大负荷发生在晚间而电力负荷低谷发生在后半夜,因此这种蓄热方式效果很差,并且为了蓄热导致夜间室内温度过高,热损失增加。④相变蓄热电暖气[1]。采用硅铝合金作为相变材料,体积与通常的铸铁暖气相同却可在五小时内蓄存一天的供热量,真正实现削峰填谷,其放热量又可随时人为控制,不需要采暖时可随时关闭,应该是末端电蓄热采暖的最佳解决方案。目前的问题是设备投资高,约150元/m2,电力峰谷价格差别小。只有由电力部门对这种采暖设备适当补贴,并且使谷间电价降至0.20元/度以下,这种方式才能与个人燃气锅炉竞争。

6.电动空气热泵使用电采暖的最好方式是热泵方式。空气热泵是使空气侧温度降低,将其热量转送至另一侧的空气或水中,使其温度升至采暖所要求的温度。由于此时电用来实现热量从低温向高温的提升,因此当外温为0℃时,一度电可产生约3.5度的热量,效率为350%,考虑发电的热电效率为33%,空气热泵的总体效率约为110%,高于直接燃煤或燃气的效率。实际上现在的窗式和分体式空调器中相当一部分都已具有热泵功能,因此属很成熟的技术。具有热泵功能的房间空调器与单冷型房间空调器价格差异并不大,因此考虑到空调器的普及,采用热泵并不增加投资。这种方式的问题是:①热泵性能随室外温度降低而降低,当外温降至-5℃以下时,一般就需要辅助采暖设备。此时用电热作为辅助手段,也远比整个冬季全部电热效率高,模拟分析的结果表明使用辅助电采暖后,北京地区热泵采暖电耗约为直接电热方式的一半。②房间空调器的末端是热风而不是一般的采暖散热器,许多人感觉不舒适,这可以通过一些措施来改进。例如采用户式中央空调与地板采暖结合等,但初投资要增加。

7.电动水源热泵解决空气热泵外温低时效率下降的最好方案就是采用深井回灌方式的水源热泵。冬季将地下水从深井抽出,经换热器降温后,再回灌到另一口深井中。换热器得到的热量经热泵提升温度后成为采暖热源。夏季则将地下水从深井中取出经换热器升温后再回灌到另一口深井中,换热器另一侧则为空调冷却水。这种方式实际上是在夏天将建筑物中产生的热量存入地下,供冬季采暖使用。冬季将建筑物产生的冷量存于地下,供夏天空调用。华北地区民用建筑冬夏冷热负荷大致相当,因此采用此方式可保持地下的热平衡。由于地下水抽出后经过换热器后又回灌至地下,属全封闭方式,因此不使用任何水资源也不会污染地下水源。这一方式在西欧各国广泛使用,属环保方式。我国在70年代就有多处采用冬季深井回灌,以在夏季提供空调冷水的工程经验,因此属成熟技术;水??水热泵的投资及技术复杂性都低于风??水热泵或风??风热泵,应无技术难度。由于地下水温常年稳定,采用这种方式整个冬季气候条件都可实现一度电产生3.5度以上的热量,运行成本低于燃煤锅炉房供热,夏季还可使空调效率提高,降低30~40%的制冷电耗。同时此方式冬季可产生45℃热水,因此仍可使用目前的采暖散热器。采用这种方式需要的深井和泵房投资折合约60元/m2,可以每座建筑安装集中的热泵站,向各室提供冷水或热水,但更好的方式是在各户自行安装小型水冷热泵,解决冬季采暖和夏季空调的要求,增加的投资约为150元/m2,如果考虑空调设备投资的话,这种方式与小区燃煤锅炉房+各户房间空调器投资相同,但全部为电驱动,小区无污染。夏季空调热量全部排入地下,小区无热污染,一次能源效率还高于直接燃煤,因此应该是解决华北地区城市建筑采暖空调的最佳方案。

*电费按0.39元/度计算

**低谷电按0.20元/度计算

***已包括夏季空调初投资

****热电联产初投资仅为外网及换热站,不包括电厂,运行费按16元/GJ,燃煤从电厂购热价计算

注:1.运行能源包括输送管网水泵电耗,管理费为运行管理人工费

2.燃气价格按1.4元/m3,36MJ/m3燃值计算

从表中折合一次能源消耗量和燃料种类可看出各种方式COx排放量及对大气的污染程度。可以看出,如果电均为燃煤电厂供给的话,热电联产方式对大气污染最低而电热锅炉排放量最高。运行费也是热电联产方式最低,因此只要条件具备,就应大力发展热电联产集中供热方式,同时改革供热计量收费方式,增加末端调节手段,从而进一步降低集中供热单位能耗,增大现有的热电联产热源可能供热的面积。

四.结论

1.大力发展热电联产集中供热方式,这是写入我国二十一世纪白皮书中的基本国策,应从各方面支持和保证。只要有可能接入热电联产集中供热网的,就应要求接入,而不允许采用其它方式。

2.不同的燃料对应于不同的最佳供热方式。燃煤对应的最佳方式为热电联产和集中供热,燃气、直接用电时集中供热方式就不再适宜,而应发展与新的燃料对应的新方式。

3.对小区锅炉煤改天然气工程一定要慎重。有条件接入热电联产集中供热网的应尽可能接入。有条件取消集中供热,改为家庭独立的燃气锅炉的应尽可能争取。对于住户经济条件普遍较好,空调安装率较高的小区,甚至还可打深井,安装集中换热器利用原有供暖管网实现水的循环,在各家各户安装分散式水源热泵。

4.远离热电联产热网的新建小区不应该再建集中供热系统,而应采用家庭小型燃气锅炉或建深井回灌系统统一提供循环水,各家各户安装小型水源热泵。

5.应从政策上支持深井回灌式水源热泵系统。有条件地区的新建小区和商业建筑应尽可能优先考虑此种方式,这对保护大气环境,保护小区环境,扩大用电负荷都非常适宜。将空调设备投资一同考虑的话,这种方式初投资并不高,而运行费用最低。

6.对于城区燃煤炉采暖的用户,可以推广带有辅助热源的空气热泵方式和蓄热式电暖气方式。由于蓄热式电暖气方式具有最佳的对电力负荷削峰填谷效果。因此除电价上的优惠政策外,电力部门还应对蓄热式电暖气设备给予补贴。

7.严格禁止各种电热锅炉集中供热方式。对电热膜、电暖气等方式也应尽量控制使用。绝不能为了目前扩大用电负荷就推广直接电采暖。我国电力系统最大问题是峰谷差,直接电采暖不会为减缓峰谷差有何帮助。大力发展热泵技术,实现高效率供热或发展相变蓄热电暖气解决峰谷差问题,才应是扩大用电负荷的合理途径。各种热泵系统虽然初投资略高,但都已包括了空调设备。几种热泵系统的投资都低于单独的采暖系统加上单独的空调系统,近年来我国房间空调器的拥有量一直以20%的速度递增,目前北京市每百户拥有空调器超过60台。从这一背景出发全面考虑采暖和空调的要求,热泵系统反而成为更经济的了。

参考文献:

第2篇:建筑研究论文范文

本文介绍一种状态空间建筑热模型降维方法,并用BTP程序模拟建筑热过程。最后,文中给出实际气候条件下建筑物内逐时温度,以验证模拟结果。

关键词:计算机程序建筑热过程状态空间模拟数学模型

Abstract

AmethodforreducingdimensionsofstatespacebuildingmodelispresentedinthispaperandthereducedbuildingmodelisusedinacomputerprogramBTPtosimulatethethermalbehaviourofbuildings.Finally,thehourlyindoorairtemperatureofaresidentialroomunderactualweatherconditionsisprovidedinordertoevaluatethemethod.

Keywords:computerprogramindoorairtemperaturemathematicalmodelstatespacesimulationthermalbehaviourofbuildings

1引言

状态空间建筑建筑热模型[1]采有现代控制论中"状态空间"的概念,对多个房间的建筑物的热过程列写动态平衡方程,其中包括各围护结构内部的导热,各表面与空气之间的对流换热,各表面之间的长波辐射,各房间之间的空气流动以及室内外遮阳等过程的细致描述。对于一个建筑物的动态热过程,此模型表达为

(1)

式中,T为建筑物各围护结构表面及其内部节点和空气节点的温度构成的向量,W为室外气象参数(空气温度、太阳辐射等)和室内热源等扰量构成的向量,C是热容阵,A是热导阵,B是边界阵,它们都取决于建筑结构热物性,表示T对时间τ的导数。

某个房间的空气温度可以写成:

(2)

式中m为热扰量数,n为状态空间维数,{φij}和{λi}分别是由矩阵A、B和C导出的系数向量序列和系数序列。利用(2)式可以很好地模拟室温的动态过程,这已被子BTP程序[3]有用,并在实用中得到验证。

在描述建筑物动态热过程的诸多方法中,状态空间能灵活方便地处理多个房间多个表面之间的耦合关系,各种热边界条件和各种热扰量。而反应系数法不能考虑各个表面之间的长波辐射,谐波反应法在计算时必须先对各种热扰量进行Fourier分解。另外,状态空间法可以取任意的模拟时间步长,大到1小时,小到几秒钟表,而有限差分法由于受算法稳定性的限制只能限较小的时间步长。但是状态空间法为保证模拟精度,单个房间的热模型要求的维数一般不低于30,房间多时,维数不更大,因此要花不少CPU时间去完成(2)式的计算。为此,笔者在参考Cools等从的降维理论[2]的基础上,提出一种实用可行的状态空间建筑热模型的降维方法,并用BTP程序模拟实际气候条件下的典型结构房间在建筑热模型降维前后的室温过程。结果表明,7维建筑热模型的模拟结果与39维的模拟结果相当一致,室温最大误差不大于0.1℃。因此,降维的状态空间建筑热模型可以广泛应用于建筑热过程的研究。

2状态空间建筑热模型的降维过程

状态空间建筑热模型的降维实际上是先找出状态空间中的主要节点,然后把其它节点集结到这些主要节点上,得到降维后的状态空间建筑热模型。

(3)

另一方面,各种热扰量对各节点的作用强度不同,如取Wj(τ)为Dirac函数,则(2)式变成

(4)

于是,各节点对第j种热扰量的响应为

(5)

经归功一化处理,得到各种热扰量对各节点的综合作用强度为

(6)

其中,

(7)

因此,在模拟建筑热过程时,只要选取综合响应强度大于δ(控制精度的常数,一般可取百分之几)的节点作为主要节点。即选j1,j2,…,jq,使

Ei≥δ,i=j1,j2,…,jq(8)

综合考虑以上两方面,取{j1,j2,…,jq}与{j1,j2,…,jq}的交集作为主要节点,记它们相应的为λi为λ*1,λ*2,…,λ*k,下面的工作是把其它节点集结到这些节点,也就是寻找{φij},使

(9)

最小,经类似最小二乘法的推导,从(9)式可得到

(10)

式中,

…………………………

通过以上分析,可以把n维建筑热模型降到k维,且k<<n。

3例子与分析

采用BTP程序计算实际气候条件下一栋砖混结构建筑物中间层一个南向房间的动态室温,选择的房间的内部尺寸(m)为2.7×4.8×3.6,只有一面外墙和一个单层外窗,外墙为370mm砖墙,内抹灰18mm;内墙为240mm砖墙,两侧抹灰18mm;楼板为30mm水泥砂浆+120mm空心楼板+10mm石灰砂浆;室内换气次数为1h-1,室内自由得热量为3.8W/m2,该房间与其上下左右四个房间具有对称的热边界条件。

表1状态空间建筑热模型中的节点及其时间常数和响应强度iτi/minEi/%iτi/minEi/%

*13.94.52110.30.1

2965.40.32234.60.6

380*23301.34

*45176.231.62414.60

57.902511.90.2

620.20263.60

711.60*274.42

8101.20.4289.90

98.402963.90.2

1024.10.83018.10.3

11903158.90

1254.60.13232.30

*1314.41.13311.70

*14227.21.534150.90

157.103520.90.2

163.603613.60.5

1790371.20

18715.50383.316

1931.40392.935.3

209.20.1

表1给出39维的建筑热模型的节点时间常数和响应强度,可以看出节点之间的时间常数相关最大为4300倍,只有8个节点的响应强度大于1%,而它们竟占所有节点响应强度的96%,图1给出5月21~30日伦敦郊外的逐时外温和水平面太阳辐射过程,图2给出该房间用降维前(39维)和降维后(7维,取τ*为3min,δ为1%)的建筑热模型模拟出的5月25~30日之间的室温过程,从图2可以看出两种模拟室温相当一致,最大误差不大于0.1℃。如果用4维(取τ*为12min,δ为1%)建筑模型去模拟室温,那么最大误差为0.5℃左右。因此,为保证室温模拟精度,也不能把状态空间建筑热模型的维数降得太低,否则,无法真实反应室内外各种热扰量作用下的建筑热过程。

图1室外空气温度与水平面太阳辐射

图2不同维数建筑热模型模拟得到的室温过程

4结论

状态空间建筑热模型可以在基本保证模拟精度要求的条件下大大降低维数,从而在保证模拟精度的同时节省CPU的时间。一般单个房间的状态空间建筑热模型降到10维左右,具体取决于实际建筑物结构各种热扰量变化情况,以及模拟时所取的时间步长。通过合理选择具有合适时间常数和响应强度的节点,可以控制建筑热模型的维数,从而实现模拟精度与模拟时间的最优化。

5参考文献

1JiangYi.State-spacemethodforthecalculationofair-conditioningloadsandthesimulationofthermalbe-haviouroftheroom.ASHRAETrans.1981,88(2):122~132.

2CCools,RGicquel,FPNeirac.Identificationofbuildingreducedmodels.Applicationtothecharacterizationofpassivesolarcomponents.IntJSolarEnergy.1989,7:127~158,257~277.

第3篇:建筑研究论文范文

①它是溶液,而且是真溶液.应永不分层,无沉淀;

②粘度很低,有些浆材粘度甚至接近水;

③固化或胶凝时间可人为控制;

④可用泵灌入裂缝,充填裂隙,堵截渗漏水,具有原位修复止水结构或单独构建防渗帷幕之功能,特别适用于地下隐蔽工程;

⑤固化或胶凝时体积收缩很小;

⑥固化物或胶凝体本身不渗水;

⑦固化物或胶凝体耐久性良好.上述特点和功能是我们通常熟习的防水建筑材料所不具备也无法替代的,正因如此,化学灌浆材料在防水工程上具有特殊的重要性,并以此成为防水建筑材料中不可或缺的重要成员

2.常用化灌浆材的分类

目前国内常用的化学灌浆材料按其性能与用途大致分为两大类,六大品种系列,上百种品牌.第一类是防渗止水型,这包括水玻璃、丙烯酸盐、聚氨酯和木质素浆材四大品种系列.第二类是补强加固型,这包括环氧树脂与甲基丙烯酸甲酯浆材两大品种系列.其中水玻璃浆材又可分碱性与酸性两大品种,聚氨酯浆材又可分油溶性、水溶性与弹性三大品种,环氧树脂浆材又可分为非活性稀释剂、活性稀释剂及呋喃树脂三大品种.必须指出,在第一类型中的水玻璃浆材也能用于补强加固工程,只是强度较低;在第二类型中的环氧树脂浆材也能用于防渗止水工程,只是单价偏高.现将国内用量较大的环氧树脂和聚氨酯浆材品牌及研发单位列于下表1和表2.

表1.国内常用环氧浆材品牌及研发单位

浆材品牌SK-1JXHK中化-798CW

研发单位中国水科院天津基础公司杭州华东院科研所广州中科院化学所长江科学院

表2.国内常用聚氨酯浆材品牌及研发单位

浆材品牌

PMLWHWTZS发单位天津大学华东院科研所华东院科研所上海隧道公司

3.主要用途及应用部门

由于化灌浆材具有前述七大特性,故化学灌浆浆材和技术特别适用于工程建设中的堵漏止水、帷幕防渗、基础加固和裂缝修补四个方面.从现在来看,化学灌浆的应用领域主要在水电、建筑、采矿和交通四个行业,具体应用领域大体如下

①大坝、水库、涵闸等基础防渗帷幕和基础加固;

②大堤、渠道、渡槽等的防渗堵漏及加固;

③核电站等的封闭止水防渗[1]和基础加固;

④地下建筑物(如地铁、人防、隧道等)的防渗、堵漏止水、基础加固和裂缝的补强加固;

⑤矿山、工厂有毒废渣、废水和城市垃圾场等截渗工程的防渗帷幕;

⑥矿井建设中的涌水堵漏、流沙治理及对软弱地层加固、稳定的预灌浆;

⑦石油钻井开采中的堵漏止水、钻孔护壁加固和驱油;

⑧桥基加固及桥体裂缝补强;

⑨机场跑道和停机坪、公路和铁路特殊路段的软弱地层加固、防渗和混凝土裂缝补强加固;

⑩江河海港港工建筑物(如码头、船闸、防波堤等)的基础防渗和加固

4.国内化灌浆材应用概况

化学灌浆材料在防水材料中虽属小品种,但随我国基础建设的发展应用量在逐年增加,年用量己远超万吨,现仅根据2004年沿海八城市12个企业或公司粗略统计的用量就有6635T,见表3.同时,在各部门中化学灌浆材料的应用也因工程要求不同而有所不同,有所选

表3.沿海八城市12家企业或公司2004年用浆量粗略统计

浆材种类水玻璃聚氨酯环氧丙烯酸盐

用量(T)/年4000220042015

择差别.如地下建筑业及地铁建筑防水多选用聚氨酯浆材;采矿部门止水和交通部门修复路基多选用廉价的水玻璃浆材;水电部门修筑大坝多选用丙烯酸盐做防渗帷幕和选用环氧浆材加固坝基;文物保护部门则选用甲基丙烯酸甲酯浆材来修复文物建筑等.化学灌浆材料在大型工程中应用量是很大的.葛洲坝电站一期工程护坦止水系统渗漏事故的修复,一次用弹性聚氨酯浆材20余吨;上海地铁4号线塌方冒水事故仅止水一项用聚氨酯浆材就达102吨;三峡工程近几年防渗堵漏和地基加固应用各种化学灌浆材料570多吨,见表4;广东一家化灌企业

表4.三峡工程化灌浆材应用概况

浆材名称CW环氧LW+HW聚氨酯丙烯酸盐

主要用途地基加固止水堵漏防渗帷幕

浆材用量(T)32018070

去年仅在桂、粤、湘公路修复工程的路基加固防渗中就用了水玻璃浆材2000吨以上,由此可见一斑

5.国内化灌浆材研究概况

我国化学灌浆事业是解放后开创的,经50余年发展,成绩斐然[2].这与一些产业部门和部份大专院校培养了一批从事化学灌浆技术的研究队伍密切相关.随着我国基础建设的发展,防水化灌浆材应用量逐年上升,浆材开发与应用的研究也在逐步增多.以近五年为例,在科技期刊杂志库捡索中化学灌浆的研究论文约有323篇,其中浆材研究与应用占240篇,见表5.由

表5.近五年国内化灌浆材研究与应用捡索概况

浆材环氧聚氨酯水玻璃丙烯酸盐丙凝甲凝木质素篇数1127327111052

%46.730.411.24.64.22.10.8

表5可见,从研究论文数量排序讲,前三位是环氧树脂浆材、聚氨酯浆材和水玻璃浆材,而

实际应用中则正相反,水玻璃浆材多于聚氨酯浆材,而聚氨酯浆材又多于环氧树脂浆材.从研究与应用所获成果水平来看也较高,世人瞩目的三峡工程化学灌浆的成果就是例子.该工程在

①应用国内研制的无毒丙烯酸盐浆材,替代有毒并有致癌可疑的丙凝浆材,首次建造大坝化学防渗帷幕[3];

②选用CW环氧浆材和水泥—化学复合灌浆技术,加固软弱泥化断层破碎带;和

③采用包括化学浆材在内的五层防渗止水措施,处理好泄水闸迎水面多条混凝土活缝上[4]都达到了国际先进水平.这其中三峡工程的高水头混凝土活缝处理,一直是中外媒体关注的焦点

6.化灌浆材与环境保护

化学材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化学灌浆材料也不例外,因此研究与应用化灌浆材的人员一定要提高环保意识,做好防止污染的工作.积多年从事研究与应用防水化灌浆材工作的经验,特提出如下选择与应用化灌浆材,防止污染的四条原则[5]:

①能用水泥浆材解决工程防渗加固问题的绝不用化灌浆材;

②在满足工程防水设计基本要求的前提下,选用化灌浆材应首选无环境污染的水玻璃浆材;

③选用其它防水化灌浆材应选用无公害产品,并注意不要任意扩大应用范围及用量;

第4篇:建筑研究论文范文

论文摘要:混凝土结构被广泛应用于多种工程,解决开裂问题是决定混凝土结构是否能够满足使用需求和耐久性的关键。

0引言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等,严重的将威胁到人民的生命、财产。出现混凝土裂缝的原因从微观上看,混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体,由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原因也有很多种。

1混凝土结构的裂缝依其形成可分为以下三类

1.1静止裂缝系指形态、尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修补时,仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法,而与其它因素无关。

1.2活动裂缝系指其宽度不能保持稳定,易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。修补时,应先消除其成因,并观察一段时间,确认已稳定后,再依静止裂缝的处理方法修补;若无法完全消除其成因,则应使用具有足够柔韧性的材料进行修补。

1.3尚在发展的裂缝系指长度、宽度或数量尚在发展,但经历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展后,方可进行修复或加固。

混凝土裂缝修补前,应对其成因进行研究,若是由于承载能力不足引起的裂缝,除应选择相应的方法进行修补外,尚应选用适当的加固方法进行加固。

2修补设计

修补设计原则上应根据第四章是否需要修补及补强加固的判定结果,进行恢复己开裂结构件的机能及耐久性的设计,更重要的是要选择适当的修补材料、修补工法以及在选择修补时间的基础上进行修补设计。进行修补设计时,应考虑如下事项:①根据是否需要修补的判断结果,设定修补范围及规模,还应按需要再度调查现场。②掌握开裂原因、开裂状况(裂缝宽度、深度及型式等),建筑物的重要性及环境条件(一般环境、工厂地区、盐类环境、温泉地带、寒冷地带及特殊用途)。③为了明确规定修补目的及恢复目标,考虑环境条件,选定最适于修补的修补材料、修补工法及修补时间。选择修补工法,可按开裂现场及开裂原因决定。另外,当构筑物处于盐类等苛刻环境时,应选择比普通环境条件高一个等级的材料及工法。如有可能,裂缝最好在稳定后再作修补;对随环境条件变化的温度裂缝,则宜在裂缝最宽时处理。

混凝土建筑物及构件的修补恢复目标将视竣工时的初期性能、建筑物的耐用年限、开裂原因、劣化程度及劣化范围等而异,另外,保修年限也不尽相同。通常,可将修补恢复目标分成如下三个阶段:①恢复到与健全构件同等性能。②恢复到不妨碍使用的程度。③恢复到能够确保人身安全的程度。一般针对以确保人身安全而进行的应急修补工程。④必须充分研究修补作业所必要的机械材料、脚手架及工程现场对周围人群的安全保障。

3修补方法

3.1表面修补法①利用混凝土表层微细独立裂缝(裂缝宽度ω≤0.2mm)或网状裂纹的毛细作用吸收修补胶液,封闭裂缝通道。对楼板和其它需要防渗的部位,尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。常用的方法为涂覆法,增加整体面层,压抹环氧胶泥,环氧浆液粘玻璃丝布,表面缝合等。②涂覆法:混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时,采用手工或机械喷涂方法,将修补材料涂覆于混凝土表面,起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间,厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化,介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等,例如,要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷沥青涂料等刚性涂料,不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体,橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。③增加整体面层:混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下,整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时,宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。3.2局部修复法①充填法用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大,最终凿成V形或梯形槽,分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。②预应力法用钻机在构件上钻孔,注意避开钢筋,然后穿入螺栓(预应力钢筋),施加预应力拧紧螺帽,使裂缝减小或闭合。如条件许可时,成孔的方向应与裂缝方向垂直,钻孔方向不与裂缝垂直时,宜采用双向施加预应力。③部分凿除重新浇筑混凝土对于钢筋混凝土预制梁等构件,由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土,清洗、充分湿润后,浇筑强度高一等级的混凝土,养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外,修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真,否则新老混凝土结合不良将导致失败。

3.3灌浆法将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内,使其扩散,固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度,与混凝土能较好地粘结,从而增强了构件的整体性,使构件恢复使用功能,提高耐久性,达到堵漏防锈补强的目的。用于结构修补的化学浆液主要有两类:一类是环氧树脂浆;另一类是甲基丙烯酸甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙,使之不透水并增加强度。

3.4低压慢注修补法(注射法)以一定的压力将修补胶液注入裂缝腔内;此法适用于处理0.2<ω<1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷。可使用JN-L低粘度灌缝胶及JN-F封口胶。

3.5压力注浆法在一定时间内,以较高压力(按注浆料产品说明书确定)将灌注材料压入裂缝腔内;此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。可使用JN-J或HPG两种水泥基改性材料,也可使用JN-M结构灌注胶。

3.6填充密封法在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出U形或V形沟槽,然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料填充,必要时以纤维复合材料封闭其表面;此法适用于处理ω>0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。可使用JN-XF裂缝封闭胶或JN-LE弹性灌缝胶。

民用建筑混凝土结构裂缝修补工法多种多样,但我们不能只知其一、只用其一,而应牢牢掌握每一种方法,以一变应万变,做到根据不同情况采取不同方法,切实从每一个环节入手,做好过程控制,完善施工手段,确保施工质量,尽量实现修补最优。

参考文献:

第5篇:建筑研究论文范文

通过一段时间内对某栋典型多层板楼建筑外微气候相关参数的监测,总结其规律如下:1)在太阳强辐射时间内,不同朝向的外墙外表面温度随高度分布的情况不同,西向外墙表面温度随高度变化幅度最大,其外表面垂直温度的最大温差一般可在2℃以上,标准偏差约在0.6℃以上;2)多数时间内(主要为下午2点左右至次日凌晨),西墙外表面温度以1层最高;3)建筑热外表面可产生诱导上升热气流。并在综合分析了了如太阳辐射、对流换热等影响因素不同作用效果的基础上给出了合理的解释。

关键词:微气候;建筑;太阳辐射;长波辐射;温度分布;辐照度

Abstract:

Inthisstudy,theexternalmicroclimateparametersofatypicalmultistoriedbuildingweremeasuredduringaperiodoftime.Timeresultscouldbeconcludedasfollows:1)Duringthesunshineperiod,theverticaldistributionofexternalsurfacetemperatureondifferentorientationsofbuildingsdiffersfromoneanother,andthemaxdiscrepancyofverticaltemperatureappearsontheexternalsurfaceofwestorientedwall,whosemaxdifferencesoftheverticaltemperatureareabove2℃andthestandarddeviationofthetemperatureisabove0.6℃;2)Mostofthetime(from2p.m.tothenextdawn),theexternalsurfacetemperatureofthelowestfloorwallfacedwestishigherthanothers;3)Therisingofinducedairflowonthebuilding''''sheatedexternalsurfacehasbeenexamined.Basedonthecombinedanalysisofdifferentaffectingfactorssuchassolarradiation,longwaveradiationandconvection,areasonableexplanationispresented.

Keywords:microclimate;buildings;solarradiation;long-waveradiation;temperaturedistribution;irradiance

0引言

伴随着空调的迅猛发展而引发的能源短缺、环境污染,以及病态建筑综合症等问题,使得在当今社会可持续发展和舒适健康日益成为建筑和空调系统设计的热点。基于解决上述问题,建立"绿色居住建筑体系"已经达成共识。目前各方面的学者都在积极探讨建筑的可持续发展之路。有学者提出"低能耗健康建筑"的概念[1],意为充分利用自然能源的被动式供热空调建筑,它能提供人们生活和生产需要的建筑环境,保证人体的卫生和健康,同时具有节能建筑的特点。自然通风和小区绿化等就体现了这种思想。

在夏季炎热地区,自然通风是人们主要采用的住宅降温手段。建筑设计怎样来促进建筑物的自然通风和降低室温长期以来一直是研究讨论的话题,然而从目前的研究来看,多数考虑的是通风进入室内后的流动,而建筑外气流的形成、形式及对室内热环境的影响却很少涉及;尽管有学者在20世纪50年代就发现了太阳辐射下建筑热外表面的上升热气流对自然通风的诱导作用以当阳面与背阴面空气温差的可利用性,指出了在炎热干燥地区对无风燥热天气下通风的意义[2],但却很少有人能从建筑热环境的角度出发,研究建筑外微气候如建筑外不同位置不同表面的温度分布,夜间长波辐射以及空气的气流形式等建筑周围热环境的特性,考虑其对小区热环境及室内热环境的影响并引入到实际的建筑设计中。

实际上,正是由于目前人们对人居热环境的动态特征的研究方兴未艾,许多研究分析结果尚处于试探性阶段,才使得人们尽管在不断深刻意识到人居热环境重要性的同时,却不知从何入手、真正与建筑设计相结合并付诸工程实践中。从这一点上讲,对建筑外各表面微气候的相关动态参数进行现场观测及基础理论分析,研究其规律并在此基础上探讨如何结合小区布局和建筑设计以改善人居环境,不失为一项有意义的工作。

1建筑外微气候的实验研究

微气候指的是在建筑物周围地面及屋面、墙面、窗台等特定地点的风、阳光、辐射、气温与湿度条件[3]。由于微气候形成因素复杂难以给出简单的数学描述,因而以实验研究作为工作的入手。为了解太阳辐射下建筑外热环境的规律,特选择了一座典型多层板楼进行现场测试。

1.1建筑描述

实验建筑(24#)为北京地区一南北朝向的5层宿舍楼,整体结构为长方体。建筑周围布局如图1所示。各层的层高约3m,东西外墙尺寸为12.6m×15.4m;每层楼层的东西朝向都分别有一阳台,无外窗;测点所对应的房间为4人一间的宿舍,宿舍内分别有一台电视和计算机,此外并无其它较大热源,室内负荷相对比较稳定。外墙材料为370mm厚的加气混凝土砌块,两面抹有厚度为20mm的浅灰色石灰砂浆,外墙表面粘有碎石。如图2所示。

图1建筑布局图2测点布置

Fig.1BuildingcomplexFig.2Measuringpointarrangement

1.2实验测量参数及仪表

1)温度

西墙各层表面上各布置了一个测点,共5个测点(第一周在东墙外表面同样地布置了测点并监测其温度随高度的变化);室内相应布置了监测外墙内表面温度及空气温度的测点;此外还监测了室外的空气温度、路面及草坪温度等相关参数。室外温度的测量根据文献中的建议考虑了防止太阳辐射[4]。温度的测量采用RHLOG温度自记仪,每20min记录一次,共记录约20d。RHLOG温度自记仪由清华同方设计生产,仪器精度为±0.2℃,具体布置如图2所示。

2)辐照度

测量西向垂直面上的辐照度,以分析太阳辐射对建筑外墙外表面温度沿垂直方向上的分布的影响,采用DFY-2型天空辐射表进行测量,每20min记录一次。该天空辐射表经中国国家气象局标定,仪器的灵敏度为8.86μv/W·m2),年稳定性为±2%。

3)环境风速及上升气流速度

采用热线风速仪测量外墙表面的贴附上升气流风速并与环境风速进行比较。上升气流的测点为五层离外墙约5cm处;环境风速测点离建筑外墙表面约1.5m。每隔20min人工读一次数。热线风速仪的测量范围为0.05~30m/s,误差为测量值的±5%。

2.测试结果综述

2.1外墙表面温度规律

温度记录结果表明,一段时间内建筑外墙外表面温度沿垂直方向存在变化,并且由于朝向的不同其温差的大小及波动幅度也不同。如图3所示(如无特别的说明,文中所提到的温差均指外墙表面垂直方向的最大温差,即以表面温度的最大值减去最小值而得)。

图3不同朝向外墙表面垂直方向温差的变化

Fig.3Comparisonbetweentemperaturedifferencesof

theverticalsurfaceatdifferentorientation

如图3所示,东墙外表面垂直方向的温差一般都比较小,除了在早上由于阳光照射到东外墙各层的时间不同而导致温差较大(约在2℃以上)外,此后其温差则基本保持在1℃以下;而西墙外表面垂直方向的温差在很长时间内都在1.5~2℃以上,只在夜间才可能低于1℃。

一段时间内西墙外表面垂直温度变化的标准偏差值如图4所示。从图中可看出,在中午至傍晚一段时间内,西墙外表面温度的稳定波动较大,约在0.6℃以上,有时则在1℃以上,而在其余时段内侧较小。太阳辐射的影响可见一端。

图4西墙外表面垂直温度变化的标准偏差

Fig.4Standarddeviationoftheverticaltemperature

variationsalongtheexternalsurfaceofawestorientedwall

如图5所示,在太阳辐射下西墙的外表面温度沿垂直方向呈现出一定规律:即约从下午14:00开始,1层外表面温度均普遍高于其它各层。这种情况一般可延迟到第二天凌晨5:00左右;而在其余时间内,多数情况下3、4层温度略高,而2层温度略低。另外,在不同时段内西墙外表面随高度变化的趋势不同:在中午到晚上20:00-21:00之间,尽管依然是1层表面温度最高,但受无规律外扰的影响,外表面温度随高度的分布曲线还是扭曲变化得很厉害。

图5西墙外表面温度沿垂直方向的分布

Fig.5Verticaltemperaturedistributionof

theexternalsurfaceofawestorientedwall

图6所示为一段时间内西外墙各层外表面温度之间的温差变化情况,分别以各层的温度减去1层温度而得。由图可知,一天绝大多数时间内各层之间的温差都在1.7℃以上;在下午16:00-17:00后,各层的温降趋势则明显不同;图中数据也表明多数时间内西墙1层外表面的温度最高。另外,在不同天气状况下外墙表面温度的平均温差在不同时段也不相同(以西墙为例说明),如表1所示。从表中可以看到,只要不是阴雨天气,12:00-20:00之间的外墙平均温差总是较大,在1.6℃以上;而凌晨以后的温差较小,一般在1℃以下;在太阳辐射较强时外墙表面各层之间的平均温差可保持在3℃以上。

图6西墙各层与1层外表面温度的比较

Fig.6Temperaturedifferencesofexternalsurface

between1stfloorandothersofawestorientedwall

表1不同气候情况下西墙外表面温度的平均温差

Table1Meansurfacetemperaturedifferencesofwestwallatdifferentclimateconditions

0:00~12:00

dT/℃12:00~20:00

dT/℃20:00~24:00

dT/℃最高墙温

/℃环境风速

/m·s-1日最大辐照度

/S·m-2气候情况

0.66

0.91

0.84

2.05

1.07

0.91

0.63

0.61

0.52

2.11

1.64

3.20

1.55

1.71

1.58

2.24

0.63

1.32

1.16

1.95

0.72

1.20

0.98

1.51

30.13

38.76

38.54

50.85

38.90

0.85

41.05

46.06

<1

<1

1

>2

>2

426.4

546.8

652.4

374.6

514.6

阴有阵雨

晴转阴

多云间阴

阴雨

多云

2.2建筑周围各表面温度比较

图7比较了草坪、路面、外墙内外表面的平均温度以及室外空气平均温度随时间变化的情况。图中表明在下午太阳辐射较强时,外墙外表面和周围空气的温差较大,一般在8℃左右,最大可达到13℃以上。在8:00~14:00之间,路面温度一直高于外墙外表面温度在下午14:00~15:00以后,外墙外表面温度开始高于地面温度;绝大多数时间内草坪温度始终最低;室内气温和外墙内表面温度都相对比较平稳(波动幅度均在2℃左右)。

图7建筑周围各种温度比较

Fig.7Thetemperaturesonthesurfacesofbuildingenvelope

图8所示为不同楼层的室内空气温度、西墙内表面温度以及外表面温度的标准偏差的比较。如图可知,从下午至夜间凌晨以前,由于室内自然通持续进行,并受室内不确定热扰的影响,西墙各层的室内空气温度的波动相对内表面温度要明显,但总的不如外表面温度波动大。而在凌晨以后,则有可能出现室内空气温度的波动幅度大于围护结构外表面温度变化的情况。西外墙内表面温度的标准偏差在0.3℃左右,室内空气温度的标准偏差在0.6℃以下(图中dTin-air,dTin-w,dTout-w分别指室内空气温度、西墙内表面及外表面温度的标准偏差值)。

图8室内空气温度、西墙内表面温度及外表面温度的标准偏差的比较

Fig.8Thestandarddeviationoftheindoorair,theinternal

surfaceandexternalsurfacetemperatureofwestorientedwall

2.3对建筑热外表面贴附上升气流的观测

在太阳辐射下,由于自然对流的作用建筑热外表面会诱导产生贴附上升气流,在环境风速较小时可能对室内通风及热环境产生重要影响。本次实地监测过程中,选择环境风速较小(基本都在1m/s以下)的情况下,测量了靠近外墙的贴附气流的速度并与环境风速进行了比较,如表2所示。其中环境的主导风向为南北向,离建筑外墙外表面约1.5m;贴附气流方向为从下至上,测点离外墙约5cm。从表2中可以看到,贴附气流的速度略大于室外风速,这可能是因为实测风速为贴附气流风速和环境风速叠加以后的值。另外,环境风速紊动变化较大,其离散度(以标准偏差除以平均值)为45%左右,而贴附气流风速则相对稳定得多(离散度为25%)。

表2贴附气流速度的测量结果

Table2Measuredresultsoftheinducedairflowontheexternalsurfaceofbuildings

时间13:0013:2013:4014:0014:2014:4015:40

室外环境风速/m.s-1

贴附气流速度/m.s-1

0.80

0.90

0.30

0.70

0.40

0.60

0.20

0.50

0.50

0.90

0.60

1.90

0.70

0.90

时间

16:0016:2016:4017:0017:20平均值标准偏差

室外环境风速/m.s-1

贴附气流速度/m.s-1

0.50

0.60

0.40

0.50

0.80

0.90

1.00

1.10

0.60

0.60

0.50

0.80

0.23

0.22

3结果分析

根据建筑外墙表面的热平衡方程[5]:qs+qR+qB+qg=q0+qca+qra(其中qs--围护结构外表面所吸收的太阳辐射热量:qR--围护结构外表面所吸收的地面反射辐射热量;qB--围护结构所吸收的地面总辐射;q0--围护结构外表面向壁体内侧传热量;qca--围护结构外表面向周围空气进行的对流换热量;qra--围护结构外表面向周围环境进行的热辐射量)。考虑不同热交换量(太阳辐射得热,对流换热,长波辐射和热传导等)的大小,对于在不同时间及气候条件下建筑西墙外表面温度分布所体现出来的规律可从以下几个主要影响因素分析。

3.1太阳辐射不同的影响

外墙各层接受到的太阳总辐射强度不同将直接导致外墙各层温度不同,东墙外表面温度在早上温差较大就主要是这一原因所至。

但对西墙而言,除了傍晚太阳西落之时,多数时间下各层所获得的太阳总辐射强度差别不大(从图5中可知,由于17:00~19:00之间太阳仅直射到第5层外墙,因此其温降明显慢于其余各层。比较不同太阳辐射强度下西外墙的最大温差,如图9所示,很难说明最大温差与辐照度之间有特别直接的关系。其中主要原因还是在于环境空气和外墙的换热不仅仅由外墙所接收的太阳总辐射强度决定。

图9西墙辐照度和外表面最大温差的比较

Fig.9Thetimevariationofsolarradiationandthe

correspondingsurfacetemperatureonwastorientedwall

3.2长波辐射不同的影响

西墙各层与建筑前混凝土路面的辐射角系数相差较大,而尤以1层和混凝土路面的角系数最大。这样当路面温度高于外墙温度时,各层外墙所吸收的路面热辐射热量也就不同,1层吸收热量较多因而使得1层温度略高;结果导致在9:00~14:00,尽管高层的温度相对较高,却是2层的温度最低,因为1层从路面获得了额外的长波辐射热量。而当路面温度低于西墙温度时,如果没有太阳辐射的作用,则是1层外墙辐射冷却较快,这就是为什么1层的天空可见度较2、3各层低,其温度下降幅度却大于2、3层的原因。但是1层外墙外表面温度在如此长的时间内始终高于其它各层,原因并非仅受路面长波辐射影响。从图7中可知,路面温度在下午14:00(最迟可延迟到下午16:00左右)就和外墙平均温度相差不多,此后则一致低于外墙平均温度;因此如果考虑路面与外墙之间的长波辐射,不可能导致1层外表面温度在此后的时间内始终高于其它各层。分析可知,在这一时段内主要是对流换热及其它因素起作用。

外墙外表面温度在凌晨以后所体现出来的底层温度略高,而高层温度略低的原因则是各层的天空可见度不同的结果。高层的天空可见度好,与天空之间的长波辐射作用大于低层,因此降温较快。结合天空长波辐射和地面长波辐射在不同时间内的作用效果,可解释为何凌晨以后是中间层外表面的温度相对较高。

3.3对流换热效果不同的效果

在街道楼群附近,由于受到太阳直接照射的时间和部位不同,局地气温亦有明显。这种差异以在近地面1~2m的高度内尤为突出[6]。原因在于西墙前的混凝土路面长期受太阳直接照射,并且没有耗于蒸发的热量,而混凝土材料又特别地善于吸收贮存日射热量,因此在太阳照射的时间内,贴近地面的空气温度往往比高层空气温度增长更快,结果可使上下层空气温差达1℃以上。这样由于底层外墙周围空气温度相对较高,外墙散热不如上层有利,结果会使下层外墙外表面的温度相对略高。

另外,当环境风速较大时,即为混合对流时,由于建筑上下层风速不同,在外墙与空气温差较大(即西墙各层太阳辐射较强的时段内,二者温差在10℃以上)时,将直接导致外墙和周围大气的对流换热效果不同,结果底层温度高于高层;环境风速越大,高层与低层(1、2层)之间的温差则越大。若是无风自然对流时,1层处于层流区,其对流换热也弱于上层。结果也可导致1层温度在较长的一段时间(这段时间同样也是外墙和空气之间温差较大,对流换热较强的时间)内高于其它各层。晚上由于外墙和室外大气的温差较小,对流换热的效果已经变弱,这时起主导作用的是长波辐射。值得指出的是,在第二、三点上东墙情况与西墙不同。由于周围建筑和树木的遮蔽作用(参见图1),东墙前的地面长期处于背阴地区,地表与各楼层温度相当,两者之间的长波辐射较小;同时背阴处的空气温度较低,对流换热效果不明显,因此各楼层外壁面之间的温差较小。

由于围护结构内表面温差的变化幅度在0.5℃以下,因此可不考虑内外表面热传导的影响。结合以上分析可知,尽管太阳辐射和宏观气候是影响建筑外微气候的重要因素,但由于建筑结构、尺寸及布局之屏蔽作用等因素的影响,使得建筑外不同表面附近的气候情况趋于复杂(如西墙外表面温度分布曲线并非单调增减)。简言之,辐射和对流是影响外墙表面温度分布的直接原因:即在白天外墙外表面温度和空气温度相差较大时对流换热起主要作用;晚上则是长波辐射起主要作用。因此,建筑周围各表面(包括外墙、屋顶及地面等)的材料对太阳辐射和长波辐射的吸收率对局地微气候的影响也就相对重要。另外,影响外墙表面的温度分布的这些因素并非独立作用的,它们之间也相互耦合影响,使得在不同时段内外墙表面的温度分布更趋于复杂。

尽管上述分析针对一栋具体的低层的建筑而进行,但是以下两点结论可推广到一般的中低层板楼建筑中:

1)在夏季太阳辐射下,建筑不同朝向的外墙表面温度随高度变化有所差别,而尤其以西朝向外墙的表面温度差别较大。

2)多数时间内(主要为下午14:00左右到次日凌晨),西朝向底层楼层的外表面温度将持续地高于其它楼层温度。

3)对于其它朝向外墙,如果其周围建筑布局情况以及接受太阳辐射的情况和西墙相似,可得到类似结果。

4结论

影响建筑外微气候的因素众多,除了宏观的气象条件如太阳辐射、气温、风速外,还有建筑结构形式、尺寸,小区布局、绿化以及各表面材料性能等。本文只是初步探讨了在夏季太阳辐射较强及环境风速相对较小的情况下建筑外微气候的变化,并总结出规律如下。

不同朝向的外墙表面温度随高度分布的情况不同,西向外墙表面温度随高度变化幅度最大,其平均温差可高于2℃,标准偏差约在0.6℃以上;在12:00~24:00内西外墙各层表面温度之间的差别一般在1.5℃以上,最大时可达3℃;而其余时段内各层之间的温差较小,基本在1℃以下。

在阳光直射到西墙以后的大多数时间内(主要为下午14:00左右到次日凌晨),1层外表面温度高于其它各层,这种情况一般可延迟到第二天凌晨4:00~5:00左右;而在其余时间内,多数情况中间楼层(3、4层)温度略高。

太阳辐射下建筑热外表面会产生诱导贴附上升气流,其风速变化较环境风速相对稳定。

在测试的基础上讨论了太阳辐射、长波辐射及对流换热对形成外墙表面温度分布的影响,指出导致外墙表面温度存在差异的主要原因是长波辐射和对流换热,并且由于不同时段内这几个影响因素的作用效果不同,使得外墙表面的温度分布趋于复杂。

后续工作将接着对建筑小区内不同位置的表面温度、空气温度湿度、辐射以及风速等参数继续进行系统的长期监测,在此基础上建立数学物理模型并结合CFD模拟结果进行分析比较,以便更深入地了解建筑环境参数和小区热环境之间的相互关系。

[参考文献]

[1]洪天真.江亿.低能耗健康建筑与可持续发展[J].暖通空调,1996,(3):30.

[2]赵荣义.太阳辐射对建筑物自然通风的影响[A].南方建筑降温论文集[C].北京:中国建筑工业出版社,1959.23-25.

[3]马克斯·莫里斯.建筑物·气候·能量[M].北京:中国建筑工业出版社,1990.158.

[4]SonneJK,VieireRK,RuddAF.Limitingsolarradiationeffectsonoutdoorairtemperaturemeasurement[J].ASHRAETransactions,1993,99:23-27.

第6篇:建筑研究论文范文

1.1蹴鞠场

蹴鞠作为一种古老的运动形式,由于对场地要求较为简单,使其能被各个层次的人根据个人的喜好开展。蹴鞠场作为一种盛行于某个历史时期的体育建筑有两个典型的特点:随机开辟型。主要是以民间为主,基层的老百姓在闲暇的生产劳动之余,按照自己的各种可能性因地制宜性地开辟的大小适宜的场地;专业建设型。以官方或宫廷为主,为了娱乐需要在特定的区域建设的专业型场地,其中根据表演性和竞技性也有着略微的区别,竞技性要比表演性的场地要大,且专业性的辅助器材要求要多。从汉高祖的引入到宋代的黄金时期,蹴鞠场也随着规则的完善不断发展。这一时期,蹴鞠不仅在宫廷和民间广泛开展,而且有成熟的规则,体育组织—齐云社的成立,蹴鞠专业球队—左右筑球军创立,都为蹴鞠场专业化与科学化创设了研究性与发展驱动性的环境。

1.2步打球和捶丸运动场

步打和捶丸是古代击鞠运动演变的竞技项目,作为体育建筑的步打球和捶丸运动场,也随着两种项目的规则变化,其建设要求和场地的具体细节在发生着变化。首先,步打球场地相对简单。由于步打球是在马球运动基础上的简化或发展,且按照直接打入对方球门的入球数量为输赢的规则,因此,在实际的建设中相对简约,具有某种空间距离即可。其中,随着参与数量的运动员多少,也可以建设为同时对抗性的,或者随机的单门性的场地,对抗双方轮换上场。因此,比较适宜于宫女运动;其次,捶丸运动场具有某种科学性的起伏,作为步打球运动的发展,捶丸改变了两队直接击球射门的对抗性,吸收间接对抗规则,以击球入“窝”计筹分胜负。捶丸有各种复杂的技法和战术,场地也相应地具有一定的变化和规范。因而在实际规划与建造中,需要根据规则从宏观上规划地形起伏变化的场地,精确计算分散布置“球窝”,同时为了满足运动与观赏的需要,也需要在涉及到的土木结构、运动行为与环境空间等,融入时代性的文化元素。

1.3射箭场地

在中国古代史中,射箭是发挥作用较多的武术技艺与体育技能综合技能之一,甚至被作为古代中国武官考核的必考科目之一,射箭场地是各个历史朝代共同的体育建筑。根据运用的人数和目的不同,射箭场地建筑可以分为两类:民间娱乐性场地。个人或某些群体出于提高个人技艺与娱乐需要,自己建设的相关场地;另一类,军用训练场地。各朝代军队为了提高战斗力所建设的相关场地。两者之间场地的共同点是,需要面积足够的场地,树立开展练习的靶子,场地要具有相对的封闭性,避免伤害外来人员。在古代实际的运用中,有专门的和临时兼用的,出于军事需要和军事技术发展的实际,习射被赋于很高的意义。

1.4游猎苑囿

游猎是集军事政治意义和休闲体育作用一体的体育活动之一。在其相关体育建筑的建设中,也就具有两种类型:体育锻炼和娱乐表演类型建筑。主要是指在宫廷御苑中开辟和建设的王公贵族和宫女娱乐性的场地。一般是在具有某种立体作用的场地因地制宜建设,其中需要树林、假山与珍禽异兽等,既能让游猎者有真实感,又能对他们起到某种意义上的保护作用。军事训练类型建筑。在古代,主要是指王公贵族在内的精英群体开展训练的场地,让他们在这种近乎实战的训练中,既培养他们个人的体能和单兵作战能力,也让他们在相互的配合中培养合作与战略战术运用能力。这种运动和建筑在宋代是最为常见的。

1.5水嬉、冰嬉运动场地

水上体育活动作为古代中国宫廷常规性活动,主要包括划船、游泳、跳水,以及清代盛行的花样滑冰、冰上蹴球、冰上杂技运动等。由于运动本身具有一定的危险性,在其场地和建筑的建设中,有两类:军事场地。如水军训练与清代御林军中的溜冰部队等,他们需要在专门的河道或场地开展相关的训练,相关的器材包括滑冰鞋、船、码头与战场情境模拟等;娱乐运动场地。是指在相对安全与平静的水域,建设的专门用来娱乐的区域。常见的娱乐形式有龙舟竞渡、冰嬉等。清朝的太液池就是此类代表性场地之一。

2中国古代体育建筑形式的影响因素

由于中华文化贵和的特点,以及中国民族的多样性、地域广阔性,决定了中国古代体育建筑的多样性和风格复杂性。

2.1中国古代哲学思想影响

主要表现在两个方面:一是,儒家的中庸贵和思想。直接决定了中国体育项目的竞争性低,对体育建筑的专业性要求也低,再者由于各朝代所重视的体育项目有别,难以在不断传承的基础上,追求某种体育建筑的不断创新;“天人合一”的和谐理念。即在不破坏自然环境的基础上开展各种体育运动,因此,对体育建筑也就缺乏创新和建设的动力,导致中国古代体育建筑研究、设计与建设都处在落后与零散的现状。

2.2等级社会结构影响

中国古代封建社会制度的长期存在且主导,极大地制约了中国古代体育建筑的建设和推广运用。首先,古代体育建筑设计和运用的保守性。在儒家思想和小农意识的制约下,人们缺乏体育意识,在升官发财与光宗耀祖思想的引导下,他们生活、学习与工作的重点都远离了体育轨道,自然也不会开始体育建筑建设和创新的学习研究;其次,古代体育建筑的等级性和宗法性。上述的体育建筑类型,进一步说明了相关体育项目的研发和推广,一般都是宫廷和军事需要的情况下展开,由于受到宗法礼制和等级思想的严格制约,几乎不去考虑群众的公共需求,这也从需要上排除了兴建体育设施的可能性。

2.3农业生产模式影响

古代中国作为一个农业社会,决定了中国古代体育的次要性、辅甚至补充性地位。农业生产模式对古代体育建筑的影响表现在两个方面:节庆性建设和运用。主要是指为了服务某种节日,在农闲时所做的应急性的建设。如划龙舟对河道的临时性修建,舞龙、舞狮对街道的选择性建设,射箭活动对农闲田地的开辟与运用等;祭祀性建设和运用。是为了满足某种信仰、祈福与传统风俗的需要,在当地建筑或生产设施基础上的细节改建,如元宵节、端午节与少数民族的节日等,在适当季节以天然场所为基础,作出的场地改造和专业建设。其弊端就是缺乏长期规划性、专业性与可持续发展性的思考。

3中国古代体育建筑特征分析

中国古代体育建筑作为古代哲学、兵法与管理思想的集中体现,其特征相对地弱化了体育的专业性,而强化与综合了其他特性,使体育建筑功能更加全面。

3.1军事娱乐并举特征

在中国古代漫长的封建社会中,军事与娱乐并举体现在两个方面:平时娱乐修养。即让各个岗位和职业中的人员,都能通过日常娱乐的路径,让他们的身体素质得到锻炼,战略战术意识得到潜移默化的培养。如游猎、步打球与马球等,都能让相关人员的速度、敏锐性与配合能力得到充分地训练;战时模拟训练。无论是射箭、马球与格兽等体育项目,都是从单兵与团队实战的需要,加强对相关人员的专业素养、技能甚至战略战术的训练。如蹴鞠是一种重要的健身和练兵手段。

3.2健身养性共建特征

中国古代体育项目都是各个民族在特定自然环境下,修身养性的针对性技能,其体育建筑也自然具有这种功能。首先,健身功能。虽然这些体育建筑相对结构简单,但都对其体育项目具有直接的支持功能。如游猎苑囿能让运动者在与野兽或其他相关人员的格斗中,锻炼自己的体能素质;其次,健心功能。就是运动程序、技术、技能、规则与器材的运用,都具有磨练意志、提升道德的作用,让人们在运动中能得到情感和精神的升华。如“阴阳五行”、“八卦”和“气”等,将体育活动作为调整人体平衡、培养道德品质的重要手段。

3.3随意规划特征

中国古代体育对体育伦理的追求和对养生哲学的感悟,致使中国古代体育建筑的发展缺乏独立性,也形成了不规范性和随意性。表现在两点:因地制宜。即使是具有某种专业性的体育项目中,宫廷或军队也是依据特定的自然优势开展建设。如清代盛行的滑冰运动就是在“太液的五龙亭和中海的水云榭前,利用湖面的天然冰场进行的”;和谐统一。是指中国统治阶层和被统治者在儒家思想的导引下,注重人与人、自然和社会的和谐统一。强调在不破坏自然的前提下,积极地运用自然环境,在尊重其内在价值的基础上进行建设。因而,这种场所的随意性和天然性,体现了中国古人强调运动场所与自然环境合而为一的理念。例如在马球运动盛行的唐代,马球场所仅仅是在大殿前铺设的千余步、表面平整的场地。

4结语

第7篇:建筑研究论文范文

关键词:多层住宅给水管材管道敷设水表太阳能热水器

多层住宅以其配套设施简单,造价低,物业管理方便等特点,很受中小城市房地产开发商和广大居民的欢迎。如何按2000年小康住宅科技产业工程居住区规划设计导则的要求,提高住宅的设计水平,为每个住户营造出一个舒适的生活空间,是每个设计人员的职责所在。作为住宅的心脏――厨房、卫生间,是功能复杂,卫生、安全和舒适度要求高,营造繁杂,技术要求高的空间。因此,设计人员必须以整体设计的观念和方法,综合考虑厨房、卫生间给排水管道和设备的安装等。下面就多层住宅给排水设计中给水管材的选用、管道的敷设、水表出户设置、家用热水器的设置和空调冷凝水排放等问题与同行们一起探讨。

(一)给水管材选用问题

传统的给水管材一般采用镀锌钢管,由于镀锌钢管易锈蚀,使用寿命短,用于输送生活用水不能满足水质卫生标准等缺点,建设部正大力推广塑料给水管的应用。许多地市已明文规定:禁止设计使用镀锌钢管,推广使用塑料给水管。塑料给水管与金属管道相比,具有重量轻,耐压强度好,输送液体阻力小,耐化学腐蚀性能强,安装方便,省钢节能,使用寿命长等优点。给水用塑料管道主要有:硬聚氯乙烯(PVC-U)、高密度聚乙烯(HDPE)、交联聚乙烯(PEX)、改性聚丙烯(PP-R,PP-C)、聚丁烯(PB)、铝塑复合管(PE-AL-PE,PEX-AL-PEX)和钢塑复合管等。下表是几种建筑给水管材性能的比较。

管材性能优点缺点长期使用温度短期使用温度硬聚氯乙烯管(PVC-U)抗腐蚀能力强,质地坚硬,施工简便有UPVC单体和添加剂渗出,管接头粘合技术要求高,固化时间长≤400C――改性聚丙烯(EN-US)PP-R,PP-C)耐温性能好,抗蠕变性能好,施工简便只有用金属管件连接;水流局部水头损失大,不能回收重复利用900C950C铝塑复合管(PEX-AL-PEX)耐温性能好,保温性能好(EN-US)在同等压力和介质温度的条件下,管壁最厚,采用热熔连接,需用专门连接工具≤600C≤900C铝塑复合管(PE-AL-PE)易弯曲成形,完全消防氧渗透,线膨胀系数小,施工简便管壁厚薄不均匀,管路连接采用铜管件,水流局部水头损失大≤400C――注:

1)长期使用温度系指管道在此温度范围内使用寿命达30~50年

2)短期使用温度系指管道在此温度范围使用寿命达10~20年

管材的选择是经济技术的比较过程,技术上应从压力、温度、使用环境、安装方法等方面进行考虑,同时结合业主的要求和住宅的档次,进行经济技术综合考虑后确定。以上所塑料给水管材都可作为住宅生活给水管材。经济适用房和解困房主要面对广大中低收入居民,可选用卫生级硬聚氯乙烯管(PVC-U)作为给水管,以降低造价;中高档商品房可用铝塑复合管(PE-AL-PE,PEX-AL-PEX)或其他塑料给水管材作为给水管。住宅配水点的热水温度不超过600C,因此上述管材中除硬聚氯乙烯管(PVC-U)和铝塑料复合管(PE-AL-PE)外,大多管材可作为住宅的热水管道。

(二)管道敷设问题

1.给排水立管的敷设一般有以下几种方式

1)明装在厨房、卫生间的墙角处。在以往的住宅设计中较多采用这种敷设方式,它施工方便,但明露管道有碍居室美观,住户在二次装修时大多会用轻质材料给予隐藏起来。

2)明装在建筑物外墙阴角处。这种方式仅适用于南方天气较暖和的地区,冬季的最低温度不得低于零摄氏度,以防水管内水冻结成冰,胀裂管道,影响住户使用。管道在外墙敷设,影响建筑美观,也不便于日后管理和维修。

3)敷设在管道井内。这种方式使居室洁净美观,但管道井占用了卫生间的面积,且管道施工、维修都比较困难。卫生间设立集中管道井,把给水管、排水管都集中在管道井里布置,这是小康住宅厨房、卫生间居住文明的重要体现。本人认为:在中高档的商品房建筑方案设计时应考虑卫生间管道井的设置,这样即提高卫生间的使用质量,又可解决硬聚氯乙烯排水管水流噪声大的问题,提高居室的环境质量水平;对于卫生间面积较小的经济适用房和解困房,在南方较暖和地区给排水立管可考虑敷设在外墙,以增大卫生间的使用空间;管道明装在室内时,应不影响厨房、卫生间各卫生设备功能的使用。

2.给水支管敷设

住宅给水支管管径一役de≤32mm,小管径的塑料给水管,呈弯曲状态,故住宅给水支管提介采用暗设。给水支管暗设的方式有:

1)暗设在砖墙里。施工时在砖墙面开管槽,管槽宽度为管子外径de+20mm,深度为管子外径de,管道直接嵌入管槽,并用管卡将子固定在管槽内。

2)对于小管径给水支管de≤20mm,可暗设在楼(地)面找平层里。施工时在楼(地)板面上开管槽,槽宽为de+10mm,深为1/2de,管道半嵌入管槽里,并用管卡将管子固定在管槽内。铝塑复合管和交联聚丙烯管等管道采用金属管件连接,采用暗设时须加大管槽尺寸,且水流局部水头损失较大。对于厨房、卫生间内卫生器具布置相对集中的住宅,可采用分水器进行连接,分水器是一种多分支管接头,各卫生器具给水支管分别从分水器接出。这样既可避免暗埋管道的管接头渗透问题。又可减小局部水头损失,降低管网造价。

3)排水支管敷设

住宅室内排水横管宜设在本层套内,这样排水横管渗透时可避免污水等污染物进入邻户,管道维修时也不会影响到邻户的正常生活。

厨房内洗涤盆的排水横支管一般在本层楼板面上接入排水立管;地漏排水支管须敷设下层空间。现在许多同行都认为:厨房地面都铺设瓷砖,清洁地在时不须用水冲洗,设置地漏意义不大,故厨房内可不设地地漏,这样既避免排水横支管进入邻户,又可增大厨房的使用空间。卫生间内排水横支管在本层敷设具体措施有:

1)提高卫生间地面。地面势高150mm,采用后排式坐便器,洗脸盆、浴盆和地漏的排水横管暗埋在垫层内。

2)采用下沉式卫生间。卫生间楼板面下沉350mm,卫生器具排水横管暗埋在下沉空间里。

这两种做法均可实现卫生间的排水横支管埋设本层的地面而不进入邻户。暗埋管道安装时,施工质量一定要严格把关,经验收合格后方可施工卫生间地面,以免给日后使用中留下隐患。卫生间地面施工可填充煤灰等轻质材料,亦可采用砌砖架空铺设制板施工地面,地面须做防水处理,做法可参照屋面防水处理,如做两油一布橡塑油膏防水。

(三)水表户外设置问题

水表设在户内,不但抄表的工作量很大,而且使住宅的安全性和私密性大大降低。故住宅的分户水表或分户水表的数字显示宜设在户外。多层住宅水表户外设置有以下几种形式:

1.采用远传水表

把普通水表换成远传水表,由一根信号线连接水表与数据采集机,再传至智能管理(微机)。它的优点在于节省大量人力来抄表,数据准确,缺点是造价高。

2.采用磁卡式水表

用户预先购买自来水公司的电子卡,然后把它插入水表的存贮器内,用水时卡上金额被自动扣除,这种方式用户需预付水费,水表价格较高。

3.采用普通水表设在户外

1)水表设在楼梯休息平台的壁龛里。住户给水支管经水表计量后进入厨房、卫生间。这种方式实现了水表出房设置,工程等价低,但给水立管和水表设在楼梯处影响美观。它适用于南方较暖和地区厨房、卫生间布置靠近楼梯间位置的住宅。

2)水表集中设在水表间(水表箱)。下行上给式供水时,在底层设水表间(水表箱),各层住户给水支管在管道井内敷设,南方地区也可在建筑物阴角处沿外墙敷设;上行下给式供水时,可在屋顶设水表间(水表箱)。这种方式增加给水支管敷设长度、管道沿外墙敷设影响建筑物美观。水表出户布置的方式选择,须结合住宅厨房、卫生间平面布置特点和开发商的具体要求,对以上几种可行性方案进行经济技术比较后确定。

物业管理完善的住宅小区的中高档商品房,可采用远传水表,它是今后水表应用发展方向;物业管理不完善的住宅小区的中高档商品房,可采用磁卡式水表(在自来水公司有这种业务的地区可设计)或集中设置水表间(箱);南方地区单元式住宅可用普通水表设在楼梯的休息平台处,以降低造价。

(四)家用热水器的设置问题

住宅设计时应预留安装热水供应设施的条件,或设置热水供应设施。所以在没有集中热水供应的住宅,应考虑家用热水器的安装位置及冷热水管道布置。家用热水器一般有燃气、电、太阳能等三种。燃气热水器和电热水器一般安装在厨房或卫生间内,在建筑给排水设计时应预留出热水器的安装位置和冷热水管道的接口,便于用户装修时自行安装。太阳能热水器使用简便安全,无需燃料及电力,运行费用低,使用寿命长,无污染,很受广大用户的欢迎,近几年来有不少的住宅小区在设计施工时就全部安装上了太阳能热水器。

太阳能热水器一般安装在屋顶上,这样就需要在卫生间与屋面热水器之间设置冷热水管道,住宅设计时若不考虑太阳能热水器的安装,今后住户安装时只能将冷热管道沿建筑物外墙敷设,这样既增加住户安装时的难度,增加管线投资,又影响建筑的美观。所以在建筑给排水设计时需要先征求开发商的意见,是否统一设计,统一施工太阳能热水器;或只预留出太阳能热水器及冷热水管道的安装位置。太阳能热水器的冷热水管道可敷设在管道井内;不设管道井的住宅,可在卫生间靠近沐浴器的墙角增设一根de110的UPVC排水管作为太阳能热水器热水管道的套管,在每户卫生间距地面1m处设一个de110×75三通,作为冷热水管的接入口。

第8篇:建筑研究论文范文

[论文摘要]中国的建筑设计事务所正处于大发展的时期,但同时也暴露出了许多问题,主要表现在专业化程度不够,企业形式单一、缺乏风险应对能力,管理结构不够成熟,建筑师受管理教育较少,新兴事务所不注重行政制度等。本文从分析中国建筑事务所的现状入手,对比外国事务所的成功的发展经验,旨在通过对当代中外建筑事务所管理制度与行政制度的对比研究,找寻当代中国建筑事务所亟待解决的问题,为各种设计师事务所建立更加合理、高效的管理模式提供方向。

一、中国建筑事务所目前存在问题

1.大型设计院的压力

大型设计院与政府之间的密切关系使政策的制定倾向设计院的既得利益。事务所的业务性质被政策局限在传统设计院的补充上,使其失去了发展壮大的机会,阻碍了小型建筑事务所通过合作取得大型项目的机会。

这也导致大量在职公职建筑师在设计院以外挂名从事第二职业。引起“一些单位与个人间的矛盾,同时加大注册管理难度”。

计划经济体制遗留下来的大型设计院与行政机构之间千丝万缕的关系正在被逐渐改正,设计事务所与设计院间的竞争也趋于正常化。这正是市场细分的结果,从当前设计市场可以看到,人们以前担心的诸如设计事务所抢走大型设计院的项目的情况并没有演变为恶性竞争。设计事务所因为自身的灵活机制,开辟了更多的设计领域,为我国建筑整体品质提高加速。

2.企业形式

当今中国建筑事务所的企业形式单一,市场较著名的建筑事务所以两个方面特征区别于传统设计院的。“以行业内名人领衔成立;采用合伙人制的企业形式(无限责任公司)”。

建设[2000]285号《建设部关于印发〈建筑工程设计事务所管理办法〉的通知》中规定“建筑工程设计事务所(以下简称设计事务所)是指具备一级注册执业资格(或取得高级职称的)、在当地有一定知名度的专业设计人员合伙设立,从事建筑工程设计……合伙人对设计事务所的债务承担无限责任和连带责任”。另外,该管理办法的附件《建筑工程专业事务所资质标准》中提到申请建筑设计事务所的资质条件为“……至少有三名……一级注册建筑师作为发起人……建筑设计事务所资质不分级别……”,执业范围则参考的是注册建筑师的标准。

以合伙人制作为设计事务所的基本企业形式固然有利于规范市场,但是单一的企业形式并不利于青年未成名建筑师成立其设计事务所。在大型设计院中无法得到重视的青年设计师正是中国建筑事务所的主力军,如果没有一种机制鼓励和扶持没有名气但有足够能力的青年建筑师,我们的事务所必定会成为著名建筑师们的摆设。

二、发达国家和地区与当代中国建筑事务所比较分析

1.专门化程度

事务所的专门化,不仅包括设计领域专门化,还可以理解为在事务所坚持原则上的一种划分。在发达国家,“建筑事务所以对建筑的认识和追求来分为本质截然不同的两类:组织事务所或称之为商业性事务所(Corporation),与建筑家工作室,或称之为艺术性事务所(Atelier,Studio)”。

“组织事务所是提供建筑设计咨询服务换取报酬的由建筑师组成的公司,通过以图纸等设计文件对项目的预期计划为商品的价值交换过程,获得投资回报及赢利的经济实体。”因此,设计是作为生意和业务(Business),设计项目是作为一个经济工程(Project)而被运作,对时间、成本的控制是非常严格的,“多快好省”的设计是赢利的保障。

“建筑家工作室是独立建筑师或有相同志向的建筑师组合。本质上是以文化批判创新和艺术实验为目的的建筑艺术创作团体和建构的工匠作坊,经济运行的维系及发展则只是其附属产物。其目标是精神的独立和艺术创作的独立。”

目前的中国,我们常混淆两者间的差别。找准各自的定位对建筑事务所的发展有至关重要的作用。对其性质的细分不仅有利于建立起盈利模式,更有助于整个“实验建筑-商业建筑-反思(实验建筑)-商业建筑(提升)”良性互动的建立。

而在商业性事务所中的设计领域的专门化的优势明显:

以美国SOM事务所为例,它擅长于商业摩天大楼设计,很少涉足其他类型建筑。亚利桑那州图森市的ADP公司,是300人左右大公司,但仍专长于超净车间、医院及高校建筑。

长期推动某方向的专门化设计,资深设计人员可拥有相对较多的经验,也会比其他公司拥有更多该领域内的固定合作伙伴,更熟悉专用的建筑产品。这不仅意味设计更加得心应手,还意味着可以得到更加优惠的价格优势。

中国现在的建筑事务所“仍然比较广泛”,以北京梁开建筑设计事务所为例,“成立一年多来,除了设计完成了承德等一批国家康居示范工程项目之外,还承接了一些大型公共建筑的前期和设计工作。”

2.企业形式与规模

“美国目前约10000家的建筑设计事务所,最小的只有1人,最大的1800人,其中约85%的在6人以下。其形式可以是合伙人制、私人公司、专业公司、有限责任公司等,而且还可以采用有限—合伙人制公司(如SOM公司),其中有限责任性质的公司占大多数,无限责任的合伙制公司很少。”

“英国90%以上的公司不超过6人,40人以上的只占1%,几家较大的设计公司集中了20%以上的建筑师。”“有限—合伙人制公司是近年来开始流行的企业形式,在15年前还不允许有这种性质的企业成立。”

英美的建筑设计事务所中,大部分是新型的“有限—合伙人制”,这比我国现在广泛常用的无限责任的合伙人制更易控制风险和保障合伙人的利益。

国内大部分业主对于传统设计院的极端信任,以及相应设计保险制度的缺位都给一些初出茅庐的建筑师开办建筑事务所带来极大的困难。小规模的项目(如房屋装修)正变得越来越多,《物权法》的颁布也使小型建筑事务所的增多成为趋势。但大规模小型建筑事务所的出现还亟待各种注册制度、知识产权保护措施和资格准入制度的建立,以及市场对建筑师的信任。

3.管理结构

在欧美发达国家的小规模事务所“典型的人员构成模式是1个~2个合伙人(或注册建筑师),1个办公室助理,1名兼职会计、2名~3名实习生。”

美国的一般有三种类型:“一种是只有一个老板,公司归他一个人所有,英文称为SoleProprietorship,一般小型事务所多是这种类型;一种是有几个合伙人;公司归合伙人所有;英文称Partnership;第三种是股份制公司(称Corporation);持股人都是公司的主要负责人,由于持股人(Stockholder)拥有的股份数量不同,在公司的地位及发言权也不一样,一般比较大的事务所都是股份制。”

因此,建筑事务所的管理模式具有一定的独特性:为了保证自己对项目设计的控制权,起主导地位的建筑师往往掌握着事务所大部分的股份且不对外出售,即对事务所的行政和管理起着决定作用。建筑师不仅需要进行设计,还需要对项目进行管理,才能够保证工程按照设计意图执行。而对于骨干的奖励模式可以看出老板建筑师对员工分层对待的特点。这几个层次可以按照以下顺序排列:董事长(持有股份,领导事务所);董事(持有股份,对决策具有影响力);副董事(享有年终分红);建筑师、设计师、项目经理(工资);技师、绘图员(工资)。超级秘书网

三、挑战

1.提高建筑师自身的管理素养。管理方面的素质对于项目和运营事务所具有举足轻重的作用,而这有赖于引起教育体系的共识。

2.促进多元化的企业形式,建立设计保险制度。增强对风险的应对能力。

3.明确建筑事务所定位。我们需要根据自身的特点提高专业化程度,设计适合的人员构成模式。合适的模式能够使事务所的项目进行得更加顺利,更可以使员工产生必要的归宿感。

参考文献:

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[2]王早生:美国、英国建筑事务所及建筑市场管理制度考察报告.中国勘察设计,2005,04:15~18

第9篇:建筑研究论文范文

关键词:成本控制存在问题具体措施

1进行成本控制的必要性

所谓成本控制是指在成本形成的过程中,对项目施工所需消耗的人力、物质和费用开支,进行指导、调节和限制,及时纠偏,把各项费用控制在计划之内,达到成本控制目的,提高企业经济效益。

随着市场经济的发展,建筑单位在各个方面临着激烈的市场竞争,企业能否在市场竞争中立于不败之地,关键在于企业能否为社会提供质量高、工期短、造价低的建筑产品。因此成本控制成了建筑管理的核心内容。实施项目的成本控制是贯穿在工程建设自招投标阶段直到竣工验收的全过程,它是企业全面成本管理的重要环节,必须在组织和控制措施上给于高度的重视,以期达到提高企业经济效益的目的。

2目前简直施工单位成本控制中存在的问题

2.1人员素质问题

近年来,我国的项目管理已取得了丰富的经验,进行了大量的创新,形成了一整套施工项目管理理论和行之有效的科学方法,并逐步建立了与项目管理相关的法律、法规、部门规章和标准等,既推动了施工项目管理经验向科学化、规范化、法规化方向发展,又促进了我国项目管理与国际同行业项目管理的接轨。但是,我国建筑施工企业成本管理水平较低,除了体制方面和行业方面的客观因素外,企业和项目经理部中成本管理人员的素质较低,未能更好地将理论与实践进行有机的结合,这是造成成本管理水平较低的主要原因。

2.2部分建筑单位的执行力度不够

项目经理是项目管理的承担者和实现者,既要对项目的成果性目标向建设单位负责,又要对项目管理的效益性目标向企业负责,这样,若没有具体、明确的责任、权限和利益,则会从根本上影响其对本施工企业和建设单位的责任。此外,项目部其他管理人员的责职和权利也要得到落实,没有按既定的规划和方案实施,管理程序步骤的随意化,成员的职责、权利都会受到一定的影响,容易打消员工的工作热情。因此,在施工过程中,应根据成本管理的条件、内容及采用的成本控制方法,克服流于形式、管理表面化的现象,按成本控制的程序进行施工项目的成本预测、计划、实施、核算、分析、考核及整理文件资料和编制成本报告工作,才能使成本投入最低化,利润最大化,以达到企业的预期目标,为企业的发展提供更大的空间。

2.3有些建筑单位简单地将成本控制的责任归于财务人员。

成本控制贯穿于工程建设的全过程,而成本控制的各项指标有着其综合性和群众性,所有的项目管理人员,特别是项目经理,都要按照自己的业务分工各负其责,只有把所有的参建人员组织起来,共同努力,才能达到成本控制的目的。因此必须建立以项目经理为核心的项目成本控制体系。不能把责任全归于财务人员,所有人应该一起努力。

3成本控制的改进措施