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关键词:绿色建筑;标准体系;发展历程;趋势展望
引言
工程建设标准是针对建设工程的勘察、规划、设计、施工、安装、验收、运营维护及管理等活动和结果需要协调统一的事项所制定的共同的、重复使用的技术依据和准则,对促进技术进步,保证工程的安全、质量、环境和公众利益,实现最佳社会效益、经济效益、环境效益和最佳效率等,具有直接作用和重要意义。我国工程建设标准经过60余年发展,国家、行业和地方标准已达7000余项,基本形成了覆盖经济社会各领域、工程建设各环节的标准体系,在保障工程质量安全、促进产业转型升级、强化生态环境保护、推动经济提质增效、提升国际竞争力等方面发挥了重要作用。与其他工程建设活动相同,绿色建筑在全寿命期内各环节均离不开工程建设标准的引导和约束。21世纪以来,在积极加快生态文明建设的大背景下,我国的绿色建筑经历了理念启蒙、示范先行、快速发展、全国普及的十余年发展历程。在标准体系建设方面,2006年国家《绿色建筑评价标准》GB/T50378颁布实施,绿色建筑项目实践在我国逐渐展开,绿色建筑标识评价制度随之建立,十余年间我国绿色建筑规模化推进,按照绿色建筑标准建设,取得绿色建筑标识,已逐渐成为建筑主流方向。根据住建部部建筑节能与绿色建筑综合信息管理平台的最新统计数据,截止到2016年9月,我国基于GB/T50378以及其衍生的地方标准开展的绿色建筑标识项目已达4515项,总建筑面积超过52290万m2,绿色建筑评价标准对于保障绿色建筑的科学发展起到了重要作用。
1、我国绿色建筑评价标准体系发展历程
回顾了各自的绿色建筑评价体系,包括美国的LEED、英国的BREE-AM、日本的CASBEE、加拿大的GBC、德国的DGNB、澳大利亚的NABERS、挪威的EcoProfile、法国的ESCALE等,国外的绿色建筑评估体系多数为民间机构推动下的市场化运作。与国外市场化运作情况不同,大力发展绿色建筑是我国城镇化建设必然的战略选择,主要以国家和地方政府的标准规范、系列规划、激励政策、管理规章等作为推进抓手,绿色建筑的可持续发展尤其离不开标准规范的引导和支撑。我国在绿色建筑标准化方面的探索早在21世纪初就已开展,2001年《中国生态住宅技术评估手册》;2003~2004年,《绿色奥运建筑评估体系》出版;2005年,原建设部、科技部联合印发《绿色建筑技术导则》(建科[2005]199号)。2006年3月7日,由中国建筑科学研究院和上海市建筑科学研究院联合国内多家单位共同编写的《绿色建筑评价标准》GB/T50378颁布实施,该标准是在总结我国绿色建筑前期实践经验和研究成果的基础上,借鉴国际先进经验制定的第一部多目标、多层次的绿色建筑综合评价标准。标准首次提出了中国“绿色建筑”定义,确定了四节一环保的评价指标体系。为适应绿色建筑实践的新变化,响应发展的新需求,2014年6月该标准完成了修订工作,将适用范围扩展至各类民用建筑,并细化和补充了对于不同类型建筑的具体要求。该标准是我国各类绿色建筑标准的母标准,不仅直接用于我国绿色建筑的评价,更为重要的是为其他专项的绿色建筑标准发挥了基础性作用,有助于各特定类型的绿色建筑评价标准之间的协调,形成一个相对统一的绿色建筑评价体系,有利于绿色建筑评价标准体系的健全。自颁布实施以来,标准及其相关细则文件已成为我国各级、各类、各地绿色建筑相关标准研究和编制的重要基础,为绿色建筑的设计、施工及运营提供了技术支撑,有效指导了绿色建筑的评价及实践工作。2013年国务院办公厅《绿色建筑行动方案》([2013]1号),其中重点提及建立健全绿色建筑标准体系,要求充分发挥标准对绿色建筑产业发展的催生促进作用。此后绿色工业建筑、绿色办公建筑、绿色医院建筑、绿色饭店建筑、绿色生态城区、绿色校园、既有建筑绿色改造等标准不断立项、编制、颁布,我国的绿色建筑标准体系呈现出从民用建筑到工业建筑、从新建建筑到既有建筑改造、从规划设计到运营管理、从单体建筑到区域层面的发展态势。
1.1从民用建筑到工业建筑
在总结《绿色建筑评价标准》GB/T50378用于民用建筑的实践经验基础上,2013年颁布实施了《绿色工业建筑评价标准》GB/T50878-2013,实现了绿色建筑从民用建筑领域到工业建筑领域的拓展。该标准是国际上首部专门针对工业建筑的绿色评价标准,突出工业建筑特色和绿色发展需求,核心内容是节地、节能、节水、节材、环境保护、职业健康和运行管理。该标准在编制中体现了量化指标与技术要求并重的指导思想,采用权重计分法进行绿色工业建筑评级,重点规定了各行业工业建筑的能耗、水资源利用指标的范围、计算和统计方法。
1.2从新建建筑到既有建筑改造
伴随着绿色建筑理念的扩散,部分既有建筑提出了按照绿色建筑理念进行改造的需求,催生了《既有建筑绿色改造评价标准》GB/T50878-2015的颁布实施。该标准在评价指标设置上有别于新建建筑的绿色评价,按照专业设置章节和大类评价指标,对建筑全寿命期内规划与建筑、结构与材料、暖通空调、给水排水、电气与照明、施工管理、运营管理等性能进行综合评价,同时设置了加分项,在标准框架结构上与《绿色建筑评价标准》和其他专业标准统筹协调。
1.3从规划设计到运营管理
绿色建筑“四节一环保”的理念贯穿建筑全寿命期,从建筑物的规划设计开始,经历施工建造阶段,到建筑物竣工之后的运营管理,其中涉及的每个环节都需要明确绿色建筑的实施途径和具体要求。同时绿色建筑涉及多个专业学科领域,综合性较强,需要全行业的协同努力方能从真正意义上推动绿色建筑的发展,而全寿命期各环节主要负责方和相关参与方都迫切需要了解各自实施绿色建筑的对应要求。因此除了各类绿色建筑评价标准以外,近几年相继编制了工程建设行业标准《民用建筑绿色设计规范》JGJ/T229-2010、国家标准《建筑工程绿色施工评价标准》GB/T50640-2010及行业标准《绿色建筑运行维护技术规范》JGJ/T391-2016。
1.4从单体建筑到区域层面伴
随着近几年绿色建筑规模效应和绿色生态城区的快速发展,区域层面践行绿色建筑理念的需求不断被提出,因此在总结绿色建筑单体实践经验的基础上,《绿色生态城区评价标准》、《绿色校园评价标准》等标准相继开展了编制工作。除了图2所示已颁布实施的各类国家和行业标准之外,行业主管部门还了《绿色超高层建筑评价技术细则》(建科[2012]76号)、《绿色保障性住房技术导则》(建办[2013]195号)、《绿色农房建设导则(试行)》(建村[2013]190号)、《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)(居住建筑)》(建科[2015]179号)、《绿色数据中心建筑评价技术细则》(建科[2015]211号),以及与现行标准配套使用的细则(例如《绿色建筑评价技术细则》、《绿色工业建筑评价技术细则》)等相关的规范性文件,用于支撑特定类型建筑开展绿色建筑实践。历经10余年的探索和发展,我国现有的以及即将完成的绿色建筑标准共约20部,在标准数量上已远超世界其他国家,目前尚有《既有社区绿色化改造技术规程》、《民用建筑绿色性能计算规程》、《绿色航站楼标准》、《绿色仓库》等国家或行业标准已完成或正在进行编制。国家层面绿色建筑标准体系基本构建完成,体系以评价标准作为发展绿色建筑的具体目标和技术引导,以相关工程建设标准作为绿色建筑实践的技术支撑和保障,可较好地实现对绿色建筑主要功能类型和主要工程阶段的全覆盖。
2、上海市绿色建筑标准体系建设现状
我国幅员辽阔,不同地区的气候、资源、能源条件各异,而绿色建筑强调因地制宜,各地区适用的绿色建筑技术体系不尽相同,因此各个地级市根据自身特色编制相关绿色建筑标准体系。上海作为全国先期开展绿色建筑与建筑节能研究和实践的地区,结合自身气候、资源和地方建设特点,在标准编制方面开展了大量工作,下文以上海市为代表,重点介绍我国地方绿色建筑标准体系的建设现状。
2.1上海市绿色建筑标准规范总体情况
据统计目前上海市现行绿色建筑与建筑节能标准规范共43项,覆盖了评价、设计、模拟、检测、验收、相关设备产品等绿色建筑诸多工作重点,详见表1。参照国家绿色建筑评价标准框架体系,上海市组织编制了地方《绿色建筑评价标准》DG/TJ08-2090-2012,目前该标准已被列入2017年上海市标准编制计划,正在开展修订工作,预计2018年完成。同时为了保障绿色建筑工程质量,上海市在全国率先颁布了地方《绿色建筑检测技术标准》DG/TJ08-2199-2016,并在基础上开展了《绿色建筑工程验收规范》的编制工作,有望进一步统一绿色建筑工程验收要求,目前该标准已进入送审阶段,预计2017年内完成。由此上海市绿色建筑标准基本覆盖了建筑的设计、施工、验收和运营各个阶段,绿色建筑标准体系初步搭建完成(见图4所示)。尤为值得一提的是,上海市在老龄化程度加剧、2.5产业急速发展等发展背景下,结合多年绿色建筑实践和项目实际需求,在全国率先开展了针对养老建筑和通用厂房(库)等特殊类型的绿色建筑评价指标体系的研究工作,填补了国家绿色建筑标准体系在某些特殊类型项目领域的空白,并在此基础上形成了《绿色养老建筑评价技术细则》、《绿色通用厂房(库)评价技术细则》等技术文件,为特殊类型项目的绿色建筑评价提供了技术依据,对于规范和带动相关产业的发展,具有积极重大的意义。
2.2上海市绿色建筑与建筑节能专业工程分体系表
为了更好地梳理绿色建筑相关标准,完善地方绿色建筑标准体系,2013年上海市工程建设标准体系表修订工作将绿色建筑与建筑节能独立作为《上海市工程建设标准体系表》(修订)的新增领域和15个工程建设领域之一,按照基础标准、通用标准、专用标准等层级,围绕评价、设计、施工,验收及测评、运营、改造、部品及系统的体系框架,将原先分散在其他专业标准体系中与绿色建筑相关的标准进行了梳理及排序,体系框架图如图5所示。该项工作由上海市建筑科学研究院(集团)有限公司牵头,联合同济大学,、上海现代集团、同济大学建筑设计研究院、上海建工集团等单位共同完成。编制组调研了绿色建筑与建筑节能相关的国标、行标、标准化协会标准以及上海地方标准,在编制过程中,广泛地征求了领域内各方面意见,对具体内容进行了反复讨论、协调和修改。同时在调研、汇总、梳理已编标准、在编标准的基础上,通过现状分析和合理预测,提出未来几年上海市待编标准,在《上海市工程建设标准体系表》(DG/TJ09-01-2014)中提出了具体项目表,并对体系表中现行、在编、待编的标准数量进行了持续更新统计。图5上海市绿色建筑与建筑节能标准体系框架图与上海的情况类似,据不完全统计,全国超过20个省市、自治区根据绿色建筑因地制宜的总体理念,积极制定了基于当地气候资源条件、与当地经济社会发展情况相适应的地方绿色建筑评价标准,各地方标准在评价体系、星级划分、项数及内容调整上均各有特色。而且在《绿色建筑评价标准》GB/T50378修订颁布后,据不完全统计,已有福建、重庆、吉林、湖南、天津、北京、上海等13个省市已完成或正在进行地方绿色建筑评价标准的修编工作,这从一个侧面反映了绿色建筑标准体系已经从国家延伸到地方,并在地方进行了不断更新完善的发展现状。3、绿色建筑标准体系趋势展望目前绿色建筑在我国蓬勃发展,渐入佳境,其内涵和外延在不断丰富、衍生。一方面随着建筑能源、资源消耗的持续增长,绿色建筑能耗、水耗及性能后评估越来越引起业内人士的关注,国家在科技研发方面持续给予支持,科研成果有望通过标准进行固化和传播;另一方面在室内外环境污染现状下,为响应公众对建筑品质提升的需求,《健康建筑评价标准》T/ASC02-2016等绿色建筑衍生标准已颁布实施。作为绿色建筑持续发展的引导和支撑,绿色建筑标准体系将会不断根据这些发展态势进行积极响应。同时也应认识到,我国绿色建筑标准体系中多数标准是推荐性标准,需要在《关于深化工程建设标准化工作改革的意见》(建标[2016]166号)的指导下,逐步进行改革完善。同时与技术更新变化和经济社会发展需求相比,绿色建筑标准体系仍可能存在着部分标准老化陈旧、水平不高、供给不足、缺失滞后等问题,需要持续对绿色建筑标准体系进行动态修正完善。2017年3月,住建部了“十三五建筑节能与绿色建筑发展规划”,为绿色建筑的发展指明了方向。规划要求逐步将民用建筑执行绿色建筑标准纳入工程建设管理程序,完善和提高绿色建筑标准,制定绿色建筑施工质量验收规范,继续推动政府投资保障性住房、公益性建筑以及大型公共建筑等重点建筑全面执行绿色建筑标准。目前实施的强制性审图机制和自愿性市场化标识制度相结合的绿色建筑管理机制,可为绿色建筑标准的执行提供管理保障。发展绿色建筑已成为建筑行业转型升级和占领产业制高点的战略需求和社会共识。希望借由本篇对绿色建筑评价标准体系的回顾与展望,能让读者一览国家和地方标准体系全貌,更好地发挥标准在在绿色建筑全寿命期各环节中的约束和引导作用,为推动绿色建筑行业的发展发挥积极作用。
参考文献
[1]《绿色建筑相关标准汇总》工程建设标准化杂志微信公众号
[2]《绿色建筑评价标准》GB/T50378
[3]《上海市工程建设标准体系表》DG/TJ09-01-2014
在设计中的体现我院与顶益食品有限公司的合作模式是:顶益食品有限公司有限公司提供工艺方案和设备布置方案,我院配合土建工程设计,即总图、建筑、结构、给排水、采暖通风、电气各专业的施工图的设计。设计开始初期我院就把体现绿色设计的理念作为设计的基本要求,因此在各个专业的设计中绿色建筑的理念都有所体现。
1总图专业
1.1厂址选择
项目位于省级工业园区哈尔滨哈南工业新城-台湾食品产业园是绿色食品产业园。当地无放射性污染、有害气体、粉尘扩散等污染源,环境质量和环境容量等自然条件良好。据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),勘察场地为可建设一般场地。场地类别为Ⅲ类。设计地震分组第一组。抗震设防烈度6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计特征周期0.45S。厂址选择合适。
1.2节地
本项目容积率1.0%,建筑密度49.13%,绿化绿20%。符合国家《工业项目建设用地控制指标》规定的控制指标。全厂统一使用一个消防水池,各车间的污水排到污水处理间处理达到排放标准后集中排放到市政污水管网。厂区设有工务楼(变压器室)和中央厨房,实现了全厂公共设施共享。生产和生活的水电汽、排水管线都由市政管网提供,厂区北侧是一条市政道路,用于物流运输。公共设施共享和市政公用资源的使用,有效的节约了土地资源。制面车间生产面饼采用的方便面生产线,从面粉称重、和面到最后包装、装箱以及调理车间生产的调料粉包和脱水菜包从计量、混合到包装检验都是在联合厂房的一条生产线完成。原料用罐储存,成品使用立体库贮存。这种规划设计,极大地提高了土地的利用率。
1.3物流和运输
项目建设地点哈尔滨哈南工业新城位于大庆、吉林、长春等城市构成的两小时经济圈的地理中心和产业物流中心的中轴线上。地处哈尔滨主城区南部,南起运粮河规划路:北至四环路;东起新华工业园东侧规划路;西至哈双南线。原料和产品都可以通过汽车运输。厂区共有3个大门,其中1#和2#大门位于厂区北侧,连接江南中环路,主要用于生产的物料运输,与各个车间的最远距离不大于200米,运输距离小,物流方便。厂区内制面车间与成品立体库用皮带输送完成成品运输,原料罐与生产车间之间有一部分原料运输采用管道运输。这种运输方式减少了运输距离,降低了能源消耗。厂区3#大门主要用于员工出入,公交站距离厂区大门450米,员工上下班可以优先选用公共交通。入口处设有自行车棚可停放150台自行车。职工能实现绿色出行。
1.4场地资源保护
工厂生产过程中产生的污染物主要是含有有机物的污水,车间和厂区都设有一套封闭污水收集系统和排放管线,所有污水通过排放管线集中排到污水处理间,处理达到排放标准后集中排放到市政污水管网,不会对土壤环境、地下水和空气造成污染。原料包装等废弃物集中堆放在垃圾房,打包后交给专业单位处理。规划过程中有意保留了场地北侧的300多棵树木,所有道路都是硬化道路,道路两侧都是绿化带或植草砖,预留的建设用地全部绿化,厂区内没有的土地。有效地保护了土地资源,保护了环境。总图专业在绿色建筑概念的贯彻上不仅要满足各部门规范文件的要求,还高于了这些要求。平面立体综合考虑,提高了土地的利用率,展示了企业的实力和我院的总体设计水平。
2建筑专业
2.1平面方案
各个生产车间的平面方案均采用了联合厂房。联合厂房将生产过程的各个工序有机地连接在一起,保证生产过程的连续化、短捷化,最大限度地缩短工艺物流路线,缩短了工程管线和运输距离,从而有利于减少工程投资,降低企业运转费用和能源消耗。联合厂房还更容易满足在今后工艺升级换代等改造过程中各个部分间的联通或分割的需要。联合厂房外墙的面积的减少,有利于节约热能,节约墙体材料、墙面材料,减少门窗数量。
2.2保温隔热设计
本设计的维护结构采用的400mm厚高保温陶粒混凝土空心砌块。陶粒砌块具有导热系数低(0.22W/m.K)保温效果好、轻质荷载小、原材料绿色环保、废料可以循环利用、耐久性好、容易切割施工方便等特点,是节能环保的建筑材料。屋面采用120mm厚苯板做保温层,门窗的气密闭性达到5级。门窗的保温密闭性达到9级。
2.3建筑做法
所有结构梁柱均外包最薄120mm厚的陶粒,没有冷桥部位;屋面设有天窗,部分工段自然排风既能满足消防通风要求;建筑造型简洁大方,外墙面无装饰性构件;地面、楼面结构层随打随压光,自流平面层;水沟采用不锈钢内衬;墙柱平齐,车间内无凸出的部位等。
3结构专业
3.1结构方案
各个主车间主要采用钢结构,主结构为钢框架、门式钢架、楼面为钢承板、屋面(无设备处)为轻钢彩板。钢结构具有强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强的特点。与混凝土结构比在同样受力条件下钢结构的构件截面小,自重轻,便于运输和安装,适于跨度大,高度高,承载重的结构。本工程工艺要求楼层梁跨度在12m~15m,屋面跨度24m~30m,楼面荷载20kn/m2~50kn/m2。所以选择钢结构不仅是合适的还可以把钢结构的结构特点完全发挥出来。
3.2钢材的选用
本设计主结构都采用的高强钢材包括H型钢以及各种规格的板材。高强度钢材的使用,能减少钢材的使用量,既具有很好的经计效益也有很好的社会效益。每平方米的用钢量为30kg/m2低于同行业平均水平。
3.3钢材的再利用
钢结构建筑拆迁后90%以上可以再利用,可以有效解决建筑垃圾问题。是绿色环保可会收的建筑材料,完全符合绿色建筑对建筑材料等要求。
二设计中在绿色建筑理念
关键词:现代;建筑设计;主流;发展趋势
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
随着科技和信息的高速发展,人类赖以生存的大自然、生态与环保主题仍然是不可动摇的话题,而复古、浪漫、简明的情怀与高科技的应用成为了新时期创作的热点,这些都主导了建筑设计的灵感来源。因此,经过对各地建筑设计发展趋势的相关研究,总结出高科技智能建筑、绿色生态建筑、实用主义建筑在现在和将来都必将是建筑设计的重要组成部分。
一、建筑设计的认识
建筑是人类利用自然资源, 运用人类智慧和所掌握的科学技术等新材料、新技术、新工艺建造的满足人类各种活动的人工环境。建筑类型很多,有办公、酒店、商业、医院、住宅、学校、体育等,风格也各异,各种类型和功能的项目,以不同的建筑形式来表达他的个性特征。科学技术的发展促进了建设水平,提高了建筑功能质量,满足了居民对居住舒适度的要求。
建筑设计还必须同环境相适应,其中包括造型立面、色彩、建筑风格与相邻的建筑相互协调一致。建筑在满足基本使用要求的前提下,应当寻求先进合理的技术措施,充分达到建筑技术手段与建筑功能目标的和谐一致,追求艺术与技术相结合的创新设计理念,尊重客户要求,综合考虑环境、技术和经济等客观条件,坚持理性基础上的个性与创意。
建筑设计更是一个复杂的综合系统工程,在其不同的工作阶段,无论是建筑的前期策划、建筑方案设计和建筑技术设计的深化阶段,都始终贯穿着经济性这一理念。
建筑本身就具有时代特征,不仅外表,还有室内,包括建筑装饰都体现着时代的朝流、文化,同时它也体现着过去未来的轨迹,建筑的设计必将得到人们的更加关注,且必将成为未来设计的主流。设计运行系统指总体的各个部分运行一体化, 而过程是进行设计的全过程。要对其进行优化控制。首先,要确定系统部分的控制点,也就是运行的各个部分,即管理点,使每一个部分都进行优化处理。然后,进行过程的优化控制。如果只提达到质量标准、满足规范、规则的要求,那么建筑设计这个特殊的产品并非是精品。因为建筑设计的创作意识包括科学与艺术的排列与组合。提倡设计质量的优化管理,就是始终有一个较高的目标去奋斗。这里目标指的是一个范围,而不是具体的标准。方案有几个,而最好的只有一个。复杂的建筑设计周期短的几周、长的几年,施工的周期更长。
在建筑设计运行过程中,需要对建筑设计过程进行优化控制,以便取得最优方案、选取最短路径集现代科学技术成果于一身、利用现代化工具去达到目的,而没有必要非得从零开始向上爬。这里技术、信息、情报是很重要的,仅提出设计质量合格的要求,只依据设计规范、条文的被动制约,显然与现代化飞速发展的形势是极不相称的。
二、现代建筑设计的主流发展趋势
1、绿色建筑设计
节能能源: 充分利用太阳能, 采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调, 减少采暖和空调的使用。 根据自然通风的原理设置风冷系统, 使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。 建筑采用适合当地气候条件的半面形式及总体布局 。
节约资源:在建筑设计、 建造和建筑材料的选择中, 均考虑资源的合理使用和处置。减少资源的使用, 力求使资源可再生利用 节约水资源, 包括绿化的节约用水。 回归自然: 绿色建筑外部要强调与周边环境相融合, 和谐一致 动静互补, 做到保护自然生态环境 。舒适和健康的生活环境: 建筑内部不使用对人体有害的建筑材料 。室内空气清新, 温 、湿度适当, 使居住者感觉良好, 身心健康。
2、生态建筑设计理念
生态建筑设计随着社会的发展,如今绿色、环保、生态、智能化、节能等名词逐渐耳熟能详,在各种报刊、视听节目和老百姓的口中频频出现,它体现了一个时代的进步和科技的发展。现代意义上的生态建筑,是指根据当地自然生态环境,运用生态学、建筑技术科学的原理,采用现代科学手段,合理地安排并组织建筑与其他领域相关因素之间的关系,使其与环境之间成为一个有机组合体的构筑物。同样,生态建筑是当前建筑设计的一个发展方向。通过建筑设计,生态建筑力图实现舒适、健康、高效、美观的核心思想。舒适指的是通过设置适宜的温度、湿度而满足人体的舒适感。例如许多发达国家和地区在夏季室内空调温度往往很低,甚至达到需要穿上长衣长裤、薄毛衣裤的地步。这种畸形的舒适不仅是对能源、资源的极大浪费,还会给人体健康埋下极大的隐患。因此,健康的设计理念尤为重要。在建筑设计时,应该尽量使室内拥有充足的日照以实现杀菌消毒,有良好的通风以获得高品质的新鲜空气,以及采用无辐射、无污染的室内装饰材料等。在心理健康方面,需要进行合理的建筑设计,以满足人们对私密、安全及与邻里之间交流交往的要求。高效的设计理念不仅指通过合理的设计满足人们的各种需求,更重要的是指尽可能最大限度地利用资源和能源,特别是可再生的资源和能源。对于上述夏季室内空调温度过低的例子,过分地依赖人工照明、空调等高能耗的机械设备、低劣的建筑质量等,这些显然有悖于高效的设计理念。目前,生态建筑设计在国内外已取得了初步的进展。
3、智能型建筑
20 世纪80 年代以来,电子科技高度发达,通信技术迅猛发展,信息高速公路的开通使智能建筑应运而生,人们的梦想成为现实.未来的新世纪是一个注重生态,环保,追求人与自然科学整体协调发展的社会。传统的粗放型工业生产对城市和自然造成的环境污染,生态恶化的负面影响正在逐步的得到遏制.未来的工业生产必须在生态环保方面加大力度,依靠科技进步的力量,采用先进的技术措施,达到既能保证生产,又具有自净能力,杜绝废气,废料,有害化学物质对城市空气水源,土壤,生物造成的环境污染,同时,尽可能利用工业生产中产生的余热,对于可重复利用的废料实现循环利用,降低能源,资源消耗.其中的环保措施如净化回收装置,空调洁净设施,采热利用设备等.其中,室内的恒温,恒湿,洁净,照明,防火,保安等方面需要先进的技术措施加以管理. 现在,这些方面已开始逐步实现智能化管理和监控,对供暖,空调,供电等设备专业的设计提出了更高的要求。也只有这样,才能保证生产的安全,高效,高质量,才能使产品更具有市场竞争力,企业才更具有发展前途.网络化,信息化时代的到来,对传统的工业建筑设计观念提出了挑战.顺应时代,研究新时代工业建筑的新特点,新模式,努力做到以人为本,创造具有时代精神,人文关怀的工业建筑形象,是我们当代建筑师的历史责任。我们相信,工业建筑一定会在有着高科技,多样化,个性化的时代,重新绽放异彩,为城市景观增辉添彩。如今,世界大型建筑的主流是生态建筑和智能建筑,我国目前正在建造和将要建造的大型综合建筑使用期限至少在50年以上,都是面对21 世纪的,无论是在建筑艺术上,还是在设备上,都应有超前意识。随着生态意识的普及和可持续发展的深入人心,以我国目前的经济实力,建筑技术,科学技术的实际水平,建设有前途的大厦将作为我国提高综合国力的具体表现,将带动建筑业的迅猛发展。
总之,对于建筑设计的发展来说,是人们对自己的生存环境多一些忧患意识、多一些理性思考和关注的时代。随着科技和信息的高速发展,人类赖以生存的大自然、生态与环保主题仍然是不可动摇的话题,这些都主导了未来建筑设计的发展趋势。
参考文献:
关键词:造纸;污水处理;BOD;COD;SS;工艺流程
Abstract: the paper making wastewater not only contains a large number of paper making raw materials, and contains a lot of chemicals and other impurities, SS, COD concentration is higher. Through examples according to the paper making sewage water quality, selection of treatment process has the following characteristics: technology is feasible and reasonable economy, adaptability to water quality change is strong, stable operation, convenient maintenance and management, energy conservation, environmental protection, etc., to ensure water quality meet the national sewage discharge standards.
Key words: papermaking; Sewage treatment; BOD; COD; SS; The process flow
中图分类号:[R123.3]文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
前言:
造纸业是传统的用水大户,也是造成水污染的重要污染源。随着我国经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,水污染也越来越严重,再加上我国人均淡水量的稀少,对工业废水的治理已经非常必要和刻不容缓。废水处理实质上就是采用各种手段和技术,将废水中的污染物分离出来,或将其转化为无害物质,从而使水净化。下面从一则造纸污水的处理实例阐述了造纸污水处理工艺。
1. 概述
1.1. 项目名称
年产10万吨A级牛皮箱板项目日处理2万吨生产污水处理场
1.2. 建设单位
江苏华机集团张家港市华兴纸业有限公司
2. 设计总则
2.1. 设计依据
江苏华机集团张家港市华兴纸业有限公司提供的出水水质、水量。
《国家造纸工业水污染物排放标准》GB3545-2001。
2.2. 设计原则
本设计方案严格执行有关环境保护的各项规定,废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到国家造纸工业水污染物排放标准。
采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺保证处理效果,并节省投资和运行管理费用。
设备选型兼顾通用性和先进性,运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。
严格控制噪声及臭味的产生,消除二次污染。
3. 废水水质、水量及排放标准
3.1. 废水的水质、水量
3.1.1 废水水量
该废水处理工程的设计流量为20000m3/d。因此,设计流量约833m3/h。
3.1.2 进水水质
根据建设方提供的资料,全厂废水的水质(浓度)情况分别如下:
CODcr:950~1100mg/l;BOD5:200~250mg/l;SS:900~1000 mg/l;pH:6~9。
3.2 废水排放标准
根据当地环保局对该企业的要求,废水经处理后达到《国家造纸工业水污染物排放标准》GB3545-2001的标准,排放水量为总处理量的20%,即400 m3/d;处理出水排放标准:
CODcr≤100 mg/l;BOD5≤60 mg/l;SS≤100mg/l;pH:6~9。
3.3 回用水排放标准
排放水量为总处理量的80%,即16000 m3/d;排放标准:
CODcr≤100 mg/l;BOD5≤60 mg/l;SS≤70mg/l;pH:6~9。
4. 工艺设计
4.1. 工艺流程
4.2流程说明
由车间排出的全厂生产废水通过格栅进入集水井,然后用泵提升废水经斜网过滤后进入调节池,废水在反应池中投加PAC进行混凝后用泵提升进入气浮装置,在废水进入气浮装置之前加入PAM进行胶凝,气浮出水进入回用水池,80%用泵提升回用水于生产车间,20%自流至生化系统,处理出水经过滤池由放流井达标排放。
污泥池中的污泥采用带浓缩器的带式压滤机进行污泥脱水,脱水后的污泥 (含水率60~80%)外运,分离的水回到集水池,重新处理。
5. 环境保护
5. 1 空气污染
生化曝气池所产生的好氧污泥气味。
污泥池污泥在消化时所产生的气味。
针对以上这些空气污染源,我们采取必要防范措施,并在周围种植树木吸收气味,污泥池加盖密封。以保证污水处理站的臭气排放达到《恶臭污染物排放标准》(14554-93)的三级标准:
5.2 噪音污染
尽量采用潜水泵,利用液体吸声。
对于鼓风机,尽量选用低噪音风机,采用低速马达。鼓风机房贴隔音吸声材料。
鼓风机房、污泥脱水机房尽量远离职工工作区。
对于高噪音设备设置减振垫,降低震动引起的噪音。
在废水处理站周围,尽可能布置绿化,形成有效的吸音、隔音的绿色屏障。
5.3 污泥污染
废水处理站的污泥,通过脱水机脱水。脱水后污泥应及时外运处理,以防污泥中污染物重新污染水源。废水处理站的污泥可以外运或在锅炉中与煤一起焚烧。
6. 消防
废水处理站内部构(建)筑物的耐火等级、防火间距、消防给水、采暖通风、空调及电力设备的选型和保护等按GB50016-2006建筑设计防火规范有关条款执行:
设有室外消火栓;
主要建筑物每层设室内消火栓及备用通道;
所有操作机房内设干粉灭火器;
厂区内道路考虑消防车辆出入方便;
7. 节能
选用效率高、能耗少的曝气器,合理选择水泵,使水泵工作点位于效率最高区。
在高程布置中,除必要的提升外(调节池),尽可能做到重力流,相关设施紧凑布置,节约水头损失,减少跃水高度。
选用先进的控制仪表系统,对好氧生化池的溶解氧、进水流量等实行自动监测,通过PLC实现最佳控制,合理调整工况,保证高效工作。
8. 经营管理
为使废水处理站运行管理达到预期的处理效果,应根据原水水质、水量的变化,随时调整运行工况。要求做好日常水质分析,保存纪录完整的各项资料,并做好构筑物和设备的维护保养工作和维护纪录。
日常水质分析内容包括温度、pH、CODcr、SS、DO,每周分析BOD5、NH3-N、余氯。主要取样点为进水、沉淀池出水,过滤池出水中水用点出水,其他点可根据需要每月分析一次。另外每日需利用微生物镜检观察水解和好氧生物相,若有异常和突变,需查明原因,采取措施,以保证处理系统正常运行。
结束语:
本文通过对一项造纸污水处理工程的全面概述,介绍了一种厌氧、好氧相结合的造纸污水处理工艺流程。随着科学技术的不断发展,造纸废水处理回用技术也必然不断的革新和发展,要有效控制工业废水产生的不良环境影响,提高资源利用率,这也是废水治理的主要发展方向。
参考文献:
1)《国家造纸工业水污染物排放标准》GB3545-2001
2)《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
3) 《建筑设计防火规范》GB50016-2006
4) 《室外排水设计规范》GB50014-2006
5)《国家工业建筑防腐蚀设计规范》GBJ46-82
关键词:蒸发冷却空调;绿色数据中心;节能减排
1蒸发冷却通风空调技术应用于绿色数据中心的优越性
1.1数据中心自然冷却的相关规范
YD5184-2009《通信局(站)节能设计规范》[1]第2.4.1条规定:“新建通信机房楼空调系统应满足国家节能、环保的相关要求,并宜根据建筑规模、安装通信设备的散热量特点、所在地区气象条件、能源状态等,通过技术经济比较确定设计方案”;第2.4.5条规定:“设计中央空调系统时宜根据建设项目所在地的气候特点,在过渡季节及冬季采用室外空气作为自然冷源,减少冷水主机运行时间”。GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》[2]第7.4.13条规定:“空调设计应根据当地气候条件采取下列节能措施———北方地区采用水冷冷水机组的机房,冬季可利用室外冷却塔作为冷源,并应通过热交换器对空调冷冻水进行降温;空调系统可采用电制冷与自然冷却相结合的方式”;第7.5.1条规定:“空调和制冷设备的选用应符合运行可靠、经济适用、节能和环保的要求”。这些条例为蒸发冷却通风空调技术在数据中心的应用提供了规范支撑。
1.2蒸发冷却通风空调在数据中心的适用性
数据中心是一种技术密集型企业,厂房建筑作为一种特殊的工业建筑,其环境和通风空调系统具有以下特点[3]:1)显热量大,潜热量小;2)大风量、小焓差;3)温、湿度和洁净度有一定的要求;4)需要全年持续降温;5)空调设备的选择要考虑机房等级、制冷量、气流组织方式等,优先选择自然冷源冷却。这就决定了采用单一采用机械制冷方式来供冷和通风的能耗极高,是不现实的,而蒸发冷却通风空调技术几乎免费就能达到降温的目的,其直接蒸发冷却填料段还具有很好的过滤除尘特性[4]。因此,在一年中的冬、春、秋三季,室外气温相对较低的时段,可以考虑采用蒸发冷却通风空调技术消除室内余热,维持室内良好的空气品质,满足机房环境要求。而在炎热的夏季,蒸发冷却器可以作为经济器使用,起到预冷新风的作用,从而降低机械制冷的负荷,达到节能目的[5]。根据参考文献[6]以夏季空气调节室外计算湿球温度ts为单一指标作为干燥地区、中等湿度地区及高湿度地区的划分原则,具体划分范围如表1所示:西安工程大学蒸发冷却空调研究团队研究了蒸发式冷气机的全年运行模式,在焓湿图上分成4个区域。以ASHRAETC9.9的推荐运行区域(即温度18~27℃,相对湿度控制在60%以下,含湿量介于露点温度5.5℃和15℃对应的含湿量)为控制目标,采用《中国建筑热环境分析专用气象数据集》,对我国31个省会城市进行节能潜力分析。结果表明,广州、南宁、海口等高湿度地区的节能潜力较低,不足全年时长的30%,其中海口的节能潜力最低,只达到10.6%;干燥地区的节能潜力较高,拉萨高达82.3%;其他省会城市除郑州、昆明、西宁、兰州可达到60%以上之外,节能潜力均在40%~60%之间[3]。巨大的节能潜力充分反映了蒸发冷却通风空调技术应用于数据中心的优越性。
2蒸发冷却通风空调应用于中等湿度地区数据中心的实例分析
2.1数据中心概况
西安某数据中心位于西安市长安区通信产业园区内,地面建筑二层,建筑面积约440m2。机房内设备为该企业研发的TD通信网络设备,机房内规划设置摆放直流机柜110个,交流机柜25个,设备货架16个,货架上摆放的是通信设备。经测试,该机房设备发热量为178kW,冷负荷指标为466W/m2。该机房原有空调系统为全空气系统,配备有一台额定风量为42000m3/h的组合式空气处理机组,额定制冷量278kW,加湿量140kg/h。冷源采用地下冷站提供的7/12℃冷水。根据电子信息机房室内环境的要求,以及企业对节能减排所提出的要求,对该项目空调机房进行了蒸发冷却技术节能改造[7]。改造后该机房采用蒸发冷却与机械制冷复合的空调机组。蒸发冷却段机组外形尺寸为:5280mm×2450mm×2700mm,设计风量为42000m3/h,额定功率为27.5kW,机外余压650Pa。实物图如图1所示,包括的主要功能段有管式间接蒸发冷却段、回风段、表冷段、直接蒸发冷却段以及送风段。
2.2该数据中心节能改造后实际的节能效果
改造后该数据中心空调系统的运行可根据室外温度的变化而灵活调整运行模式。在夏季,炎热高温时,由蒸发冷却和机械制冷联合运行,并利用部分回风,达到节能的目的;冬季,室外空气温度较低,可以关闭机械制冷,单独运行蒸发冷却机组,并可以根据室外气象条件,灵活的调整新回风比例,有选择的开启间接蒸发冷却段或直接蒸发冷却段;过渡季节,室外空气温度低于机房内温度,可以同时开启蒸发冷却的间接段和直接段,并采用全新风的运行模式。西安属于中等湿度地区,取蒸发冷却空气处理机组间接蒸发冷却段的冷却效率为0.65,直接蒸发冷却段的冷却效率为0.9。西安工程大学蒸发冷却团队依据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》的逐时气象参数,统计出全年管式间接-直接蒸发冷却空调机组的出风温度在0~14℃之间(送风温度为0~14℃时能够维持该数据中心的温度要求)的小时数为3400h,按照能耗值估算,可知管式间接-直接蒸发冷却空调机组全年耗电55420kW•h,而根据功耗值估算,采用机械制冷空调系统在这3400h内的耗电量为234600kW•h。蒸发冷却空调机组耗电量仅占原有机械制冷空调系统的23.6%,节电179180kW•h,由此可见,该数据中心进行蒸发冷却空调技术改造具有显著的节能效果。
3结语
对于中等湿度的西安地区,某数据中心进行蒸发冷却技术改造后,每年节能约179180kW•h。由此证明了蒸发冷却通风空调对数据中心节能减排具有重要作用,对指导绿色数据中心的空调系统设计具有重要意义。
参考文献
[1]中国电子工程设计院.GB/T50174-2008电子信息系统机房设计规范[S].北京:中国计划出版社,2009.
[2]华信邮电咨询研究设计院有限公司.YD5184-2009通信局(站)节能设计规范[S].北京:中国邮电大学出版社,2009.
[3]周海东.通信机房(基站)用蒸发冷却空调的应用研究[D]:西安:西安工程大学,2013
[4]JohnRWatt.蒸发冷却空调技术手册[M].北京:机械工业出版社,2008.
[5]黄翔.蒸发冷却空调理论与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[6]澳蓝(福建)实业有限公司.GB/T25860-2010蒸发式冷气机[S].北京:中国标准出版社,2011.
[7]黄翔,周海东,范坤,等.通信机房应用直接蒸发冷却空调方式的优化及节能分析[J].暖通空调,2013,43(10):28-34
[8]国家发展和改革委员会能源所.GB2589-2008综合能耗计算通则[S].北京:中国标准出版社,2008.
关键词:建筑物;可靠性鉴定;方法;病害分析
当前建筑结构的检测与维修加固业,是21世纪最引人注目的九大行业之一。受既有建筑结构维修改造需求的驱动,伴随现代工程技术的发展,既有建筑结构的检测、可靠性评估与加固改造技术作为一门新的学科已逐步形成并迅速发展。
1 现代建筑施工技术
1.1 高技术化发展
新技术革命成果向建筑领域的全方位、多层次渗透,是技术运动的现代特征,是建筑技术高技术化发展的基本形式。这种渗透推动着建筑技术体系内涵与外延的迅速拓展,出现了结构精密化、功能多元化、布局集约化、驱动电力化、操作机械化、控制智能化、运转长寿化的高新技术化发展趋势。建材技术向高技术指标、构件化、多功能建筑材料方向发展。在这种发展趋势中,建筑的施工技术也随之向着高科技方向发展,利用更加先进的施工技术,使整个施工过程合理化、高效化是现代建筑施工的核心理念。
1.2 生态化发展
如:①节能设计:节能是可持续发展工业建筑的一个最普遍、最明显的特征。它包括两个方面,一是建筑营运的低能耗,二是建造过程本身的低能耗。这两点可以从一些利用太阳能、自然通风、天然采光及新产品的运用中体现出来。②绿色设计:指从建筑的原材料、工艺手段、工业产品、设备到能源的利用,绿色设计应摒弃盲目追求高科技的做法,强调高科技与适宜技术并举。③洁净设计:洁净设计是强调在生产和使用工程中做到尽量坚守啊废弃物的排放并设置废弃物的处理和回收利用系统。以实现无污染。强调对建设用地、建筑材料、采暖空间的资源再生利用。
2 建筑的可靠性鉴定方法分析
在现代建筑施工技术不断日新月异的背景下,建筑物的可靠性鉴定也伴随着发展起来,可靠性鉴定的重要性也日渐凸显出来。
2.1 可靠性鉴定
可靠性鉴定主要是指建筑结构的可靠性鉴定,其定义为:结构在规定时间内(即设计时所假定的基准使用期)、规定的条件下(结构正常的设计、施工和使用条件下),完成预定功能(如强度、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性)的能力。这一定义将结构的可靠性归结了三个基本的功能,其分别是安全、适用和耐久。其中,(1)安全是指,在正常设计、施工和正常使用条件下,结构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏;在偶然事件(如地震、爆炸等)发生时和发生后,仍能保持必要的整体稳定性,而不至于倒塌。(2)适用是指,在正常使用时,结构应具有良好的工作性能,其变形、裂缝或震动等均不超过规定的限值。(3)耐久是指,在正常使用、正常维护条件下,结构应具有足够的耐久性。如保护层不得过薄。裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀,混凝土不得在化学腐蚀环境下影响结构预定的使用年限。对于结构可靠性的鉴定程序主要有:调查、检测及计算分析,按照现行设计规范和相关鉴定标准进行综合评估。
2.2 可靠性鉴定的方法
目前,可靠性鉴定的方法主要有三种:传统经验法、实用鉴定法和概率法。其中,(1)传统经验法,主要以原设计规范为依据,是按个人经验观察及计算结果来评估结构可靠性的一种经验方法。其特点是荷载计算以实际调查为准,材料取值以经验评定为依据,对原设计采用的规范依据、理论计算、计算图形加以分析,判定其与实际结构是否相符,是否可靠。这种方法主要是凭借专家所掌握的知识和经验对结构可靠性做宏观评价,其具有鉴定程序少、花费低、方法简单、速度快等特点。但结构比较粗糙保守,与专家的水平密切相关。(2)实用鉴定法,是在传统经验法的基础上,利用现代检测手段和试测技术,对结构材料强度等实测值进行分析和计算,按规范要求进行综合性鉴定的一种方法。这种方法是在初步分析事故原因的基础上,进行详细调查、材料试验和结构检验。然后逐项评价、综合评定,对建筑物作出较准确的鉴定。这种方法的适用范围比较广,且有效性较高,是目前普遍采用的可靠性鉴定方法。(3)概率法,是运用概率和数理统计原理,采用非定值统计规律,对结构的可靠性进行鉴定。其是将结构抗力和作用效应之间建立一定的数量关系。只要计算出失效概率,也就能得出建筑物的可靠度。但失效概率是建立在大量统计数据基础上的,而建筑物事故鉴定事先恰恰缺乏这些资料的收集,因而概率法有待进一步完善。
3 建筑的病害分析
在建筑物的鉴定中,常常会出现一些建筑物的固有病害,分析认为,其原因如下:
3.1 设计工作中的失误
如:(1)建筑物基础设计时没有认真研究地基土性,采用错误的基础方案而导致事故发生。(2)在深厚淤泥地基错误选用沉管灌注桩基础以致发生缩径、断桩或桩长达不到持力层等事故。(3)在填土地基上采用条基或筏板基础方案,使基底下残留添土层厚薄不匀而导致事故发生。(4)在采用强夯技术方案处理地基时,采用夯击能量不足,影响深度不够,没有消除填土或黄土的湿陷性,造成很大隐患。(5)对于欠固结土的填土,淤泥软土地基地面大量回填或堆载地基,饱和粉细砂易发生震动液化地基,地下水位严重下降的地基,采用桩基方案时忽视桩基的负摩擦力作用常发生桩基承载力严重不足,桩基过量沉降、断桩等严重事故。(6)在基础设计时,对同一幢建筑物错误地选用两种以上基础方案或置于刚度不匀的地基土层上而发生严重事故。(7)位于一般土质地基上高度变化较大,而且体型复杂的建筑物有些设计人员忽视按照变形与强度双控条件进行地基基础设计,以确保建筑物整体均匀沉降,只对地基做强度验算,造成很大隐患,使建筑物开裂或不均匀沉降。(8)设计人员没有按规范进行设计,如高层建筑基础设计时总荷载偏心距过大超过规范规定的范围。
3.2 工程施工质量低劣
如随便减少配筋、降低混凝土强度、采用劣质钢材、缩小基础尺寸、减少基础埋深、基础施工放线不准确等等,给建筑物埋下重大隐患,使建筑物严重损坏。
3.3 建筑物相距甚近
在批准建筑物用地时常使建筑物相距甚近,造成相临建筑物基底应力扩大后严重叠加。施工时相互影响,引起建筑物相互倾斜变形,严重者使两幢建筑物完全丧失使用条件。
3.4 建筑技术人员素质高低
由于我国建筑行业发展较快,拥有的建筑技术人员远远低于发达国家,技术人员总的技术素质不高,管理差,施工时轻率处理问题,常给建筑物造成难以挽回的损失。
3.5 工程勘察部门工作不细
如勘测点布置过少或只借鉴相临建筑物的地质资料,对建筑场地没有认真勘察评价,提出的地质勘察报告不能真实反映场地情况,如岩溶、洞穴、甚至旧的人防地道,使建筑物严重下陷、倾斜、开裂,损失严重。
3.6 水利用造成的事故
由于继续大量超限开采地下水,造成地面严重下陷,致使地基下沉。建筑物发生了各种损坏不要盲目拆除、毁掉。对于多数病害建筑物还是有能力通过加固、纠斜、病害处理等手段恢复其正常使用功能延长建筑物使用寿命。
参考文献
[1]袁广林,等.建筑工程事故诊断与分析[M],北京:中国建材工业出版社,2007
关键词:生态节能建筑;城市规划设计;实施与应用
中图分类号:TU2 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)05-(页码)-页数
伴随着现代全球国际对资源紧缺的严重情况与我国现有能源的过度利用,人们开始为怎样解决这种情况寻找办法。这时,一个全新的设计理念就映入了人们的视野:建筑设计上的生态节能。这种全新的想法被人们投入对于城市的规划与建筑上进行试验,从而使试验的整座城市经济、环境方面都有了提高,随后,建筑行业就迎来了一个全新的建筑理念,步入全新的生态节能时代。但对于目前的应用情况来说,生态节能在建筑中的运用还仅处于前期阶段。
一、中国建筑行业能源的基本情况
根据2010年对于建筑行业能源的数据显示,我国投入建筑行业上的能源正在同比例增加,对比前期的投入消耗来看,我国已经将建筑资源投入从上世纪的15%提高到20%。中国是一个物产资源丰富的国家,其中主要的矿产资源来自煤炭,再加之我国大部分领土都地处亚热带气候,四季分明,所以,我国利用资源的比例同步提高,建筑行业使用资源不当,煤炭燃烧不充分而产生的大量有毒有害气体,都对我国的环境造成了严重的污染。根据统计,我国在2000年的废物排放达到21985万吨,在世界排名第一位,其中有80%的废物排放来源于煤炭燃烧。因为煤炭的燃烧,从而使我国57%的国家城市粉尘超过国家粉尘规定标准,有47个城市内的二氧化碳浓度超过国家二级废物排放标准。这一系列的数值都充分说明在建筑行业进行生态节能设计是多么紧迫的事情。
我国对于建筑行业实施节能起源于80年代,伴随着各行各业的努力,我国各个城市都分别成立了一些生态节能推广示范单位。例如北京的博瑞尚格节能技术有限公司、安徽合肥的大同工程等单位,这期间也有很多设计施工良好的建筑节能建筑,如:上海世博会建筑等,这些工程在生态节能方面都有很好的体现特点。为了进一步提倡生态节能,我国也相应制定了一些法律法规来帮助生态节能设计的实施,例如《中华人们共和国生态节能保护法》、《工业建筑节能设计指标》、《城市建设生态节能设计规范》等。
二、生态节能在建筑设计城市建设的应用
1.城市建设规划中的生态节能方法
就当代的发展来说,生态节能应用于城市建设基本发展方向有两点:第一点是利用一切的技术方法降低能耗,减少污染物排放,从而达到国家可持续发展的目的。第二点是,在进一步研究生态仅能工程及人体工程的标准上,充分针对人群对周边环境的心理状态,进一步创造出适应人类生活舒适的周边环境。国际上最新研究的生态节能技术是以节能减排为核心思想,从而对建筑的外墙设计进行进一步改进,如在建筑外墙适应低温环保的建筑材料进行建筑,从而转化建筑物中能量的损耗,从而使建筑的标准符合国家规定标准。
2.城市规划上对于生态节能的运用
就目前来说,伴随着社会的发展及城市的建设提高,人们对于保护环境的问题也有了更深层次的认识,在建筑设计中就可以体现出这一方面。在现在的设计对对建筑的设计及施工一般采用生态节能技术来保证建筑施工,例如:西门子科技就是致力于为中国可持续发展做出了杰出的贡献。通过建立绿色楼盘、水处理工程、交通基础设施,公共安全场所等地区都制定了相应的环保、可持续发展的解决方案,在中国创建多个可持续发展的城市。中国首例应用欧洲高舒适度、低能耗环保优化设计理论的地区为北京锋尚国际公寓,是我国首例“告别空调暖气时代”的住宅小区。西门子产业和北京进行全面对于基础设施和城市发展方向上的合作,很好的促进了北京的可持续发展建设,从而把北京创建成为具有中国本土特色的国际化大都市。再例如:北京工业大学的教学楼也应用了生态节能的技术。设计师在对校园进行总体勘测后,采用了新型的工业能源,在学校进行了简洁又方便的建筑施工,同时设置绿化及地面铺设,进而打造了良好的室外环境。教学楼采用简单规整的建筑结构,从而使其外表面缩小,进而更好的降低建筑物的能源损耗,更利于建筑物的节能环保工作的开展。
3.改变建筑设计来实现生态节能工艺
生态节能技术应用于建筑设计中的最好措施就是更好的改进建筑物的外墙结构,降低建筑物的“热工”性能,从而提高节能墙体的保温性能。对于建筑设计,设师可以采用250mm厚度的蒸压技术产生的粉煤灰及气混凝土修砌块来作为建筑物的外观围墙,这种建筑材料是运用火力工业发电厂所排放的粉煤灰作为建筑的主要原材料,依据最先进的生产工业技术进行施工而成。这种建筑材料可以更好的降低建筑垃圾的排放,有利于保护生态环境,减少资源浪费,是一种优良的绿色有机建筑原材料。在达到建筑保温条件下,设计师又可以加入一种25mm厚度的有机硅胶保温砂浆,进一步减少建筑外墙对热力的传感能力。
太阳能是当今社会普遍应用的一种最节能、最环保的新型能源,设计师在对楼体进行修筑时,可以运用这种新型能源,在建筑楼体建筑太阳能电池发电体系,将太阳能转化为人们日常用的电能,在利用蓄电池对太阳能产生的多余能源进行储存,应用于能源不够的情况,进而,可以满足建筑物内的用电设施及照明系统。对于太阳能蓄电池的运用有其特有的优点,如:安全系数高,无排放污染,不损耗自然资源,不因地域的限制、且维修简单方便,并且事宜在建筑楼体上方进行安防。所以,太阳能蓄电池的运用已经成为了当今全球最具发展潜能的新型技术。
地源热泵技术也是新型的生态节能技术,其是利用地球表面的浅层水源(如低下水、河流和湖泊)和土壤中所吸收的太阳能和地热能等,采用热泵原理,既可提供热又可制冷的高效节能空调系统。一般在空调系统中,地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的和能源,即在冬天,将低能中的量提取出来,提高温度后,供给室内取暖。一般地源热泵消耗1kwh的能量,用户可以得到4kwh以上的热量或冷能。设计师在建筑过程也可应用此项技术对楼体进行修筑。这项技术可以保证室内环境的温度适宜,并且能耗较低,洁净环保,又可避免建筑外墙悬挂的空调室外机对楼体整体的破坏。是一种高性能的绿色节能技术。
总结:
国际上的能源紧缺形式越来越严重,因此,在建筑设计施工中运用生态节能技术必将是一个新的发展方向。建筑节能和新能源的使用不仅可以延缓当代能源的使用唯危机,还可以更好的保证生活的质量,促进经济的建设和发展。因此,当今的设计师们对于建筑进行设计时,就不应该仅局限于建筑的造型上,同时应该关注建筑能源的利用与开发上面。我们应该创建起生态既能建筑的理念,保护生态环境资源,利用科学知识提高经济建设。因此,生态既能建筑的设计应用于城市建设中是值得广大人们群众关注的问题。
参考文献:
[1]王玲丽,王国平.生态节能建筑设计在城市建设的应用[J].2012(23).
[2]丛大宝.节能生态技术在建筑中的应用及实例分析[J].山东大学出版社.2009(03).
[3]张国宝.国际可再生能源现状与展望[J].中国环境科学出版社.2007(04).
[4]雷永玉.试论生态节能设计在绿色建筑中的应用[J].城市建设理论研究.2012(26).
【关键词】冷藏物流;建筑;设计
中图分类号:S611文献标识码: A
一、前言
随着经济的发展,冷藏物流的发展也非常的迅速,在冷藏物流发展的过程中,冷藏物流建筑也在不断增多,因此,做好冷藏物流建筑设计工作非常重要,这是提高冷藏物流建筑质量的必要工作。
二、物流业发展的趋势
发达国家物流产业发展迅速,已形成了适合本国国情的现代化流通体系。深入研究并借鉴其发展经验,对于中国物流业建筑设计的研究具有重要的意义。
1、欧洲物流市场发展的最新特点
最近几年来,欧洲在物流产业上具有明显的特色。从结构上看,欧洲物流市场主要分为三个部分:第三方物流、空运和海运货代、卡车货运网络。随着国际贸易的快速增长以及企业为了专注于其核心业务而将其它业务外包,对第三方物流服务的需求与日俱增,物流因此成为发展最快的行业之一。
2、科技领先面向二十一世纪的日本物流发展战略
日本捕捉机遇,调整举措,在世界的交通运输和物流的发展潮流中,将新兴的科技广泛地运用到物流领域,形成一个综合性的立体全方位电子信息通信和互联网等技术相融合的现代物流业。
3、美国的公路运输
美国幅员辽阔,国土面积居世界第四位,土地的可用率很高。美国的交通运输系统目前是全世界最庞大的,向全国26600万人口和600万家公司提供交通便利和优质服务,这也是支撑美国物流业发展的坚实基础。
通过对国际先进物流发展模式的研究,我们知道物流业发展的趋势离不开便捷的交通、广泛而融合的市场以及先进科技技术的融入,这也将是推动未来物流业发展的基础。
三、物流建筑面临主要问题
1.防火分隔对于仓库类建筑,消防规范对于其建筑面积,防火分区面积都有明确规定,但是大型物流仓储建筑,物流中心防火分区分隔墙的设置难度大。因其净空高度过高,不可能设置防火卷帘。若外墙是钢结构承重的轻质墙,中间的分隔墙施工也存在一定的难度。另外,物流中心内自动物品输送带需多次穿越防火分区隔墙处,此处的防火分隔处理难度相对更大。
2.合理有效的消防设施根据《火灾自动报警系统设计规范》和《自动喷水灭火系统设计规范》,普通感烟、感温探测器和闭式喷头的最大设置高度分别不超过12m和8m。而物流中心的净空高度一般都会超过这个限制,需要突破现有的防火设计规范。对物流中心火灾报警、喷水灭火系统的及时性、有效性提出了新的要求。并且物流仓储中心以货架形式为主,由于空间大,如果在低层发生火灾,一般报警探测装置很难有效探测。这些都是现代大型物流仓储类建筑面临的主要且关键的问题。
3.合理有效的排烟方法大型物流仓储中心一般情况下存放的物品多种多样,其中储存的可燃物品也相对较多,火灾荷载大。一旦起火,容易形成快速垂直蔓延,如果没有可靠的排烟措施,高温烟气在仓库内扩散蔓延极快,火灾扑救的难度加大。而《建筑设计防火规范》未对仓库的排烟作明确的要求,如何有效的进行排烟也是设计中面临的几大问题之一。
四、现代冷藏物流建筑设计要点
1、总图规划
场区总平面布置,应该本着优化物流,美化环境的原则,以树立现代冷藏物流企业的形象为目标,采用系统布置设计方法与功能相结合,进行总体规划布置。现代冷藏物流的主要内容包括:运输、冷藏存储、整理、搬运、订单处理、客户服务、退货处理、废弃物处理。在总图规划中,要合理利用地块,以独到的工艺布局形式,安排各功能分区位置,处理好相互间关系,缩短物流路线,加快流通速度,解决好场区内的运输与外部道路连接问题。合理组织冷藏物流厂区的交通道路系统,首先要科学合理定位大的分区,在分区合理的基础上,根据厂区外部道路及车流方向,确定厂区的出人口位置。进而再从大的概念上对物流、人流给予合理安排,做到各行其道、各有其所,设计规划上尽量避免迂回与交叉。注重厂区环境处理,工业环境园林化、景观化是工业建筑外环境设计的新趋势。在冷库、厂区周边可利用的地方设置草坪、花坛、、景观喷泉等,是体现人性化的具体措施。对业主来说,在满足规划条件下,如何提高经济效益,最大化的提高建筑密度、容积率,以达到提高储存吨位的目的是不容忽视的。
归根结底,总图规划需要经过多方案比较才能优化。在方案设计中,充分考虑到业主方近、远期投资实施的可操作性;交通组织顺畅、高效有序;降低建造成本与运营成本;最大化满足业主方要求,追求高性价比,土地用到最大化,尽可能多出面积,提高储存吨位。由此可见,总图规划的合理性是决定冷藏物流项目成败的关键。
2、单体冷库建筑设计
冷库的基本类型有单层、多层。确定一个冷库的类型,要重点考察产品的搬运费用和产品的搬运速度。正是这两个因素使现代冷藏物流普遍使用单层冷库。
但是单层冷库需要较大的占地面积和土地购置费。在缺少合适的较为平坦的土地时,就要采用多层冷库设计方案。
(一)冷库平、剖面设计
首先是柱网的选择和层高的确定。柱网的大小和冷藏间的净高取决于存储方式,存储方式主要有三种:散放、堆码、货架储存。第一种形式是散放,空间利用率很低,主要人工搬运,这在我国还很常见,这种形式的收发货暂存区域也会散放,在确定暂存区大小时要予以考虑。第二种形式是堆码,由于包装材料及规格是多种多样的,而且不能满足先进先出这一储存的基本目标。
第三种是货架形式储存,这是现代冷库储存的主要方式,它很好的解决了空间利用和先进先出两个问题。
以往的冷库都是散放、人工堆码,层高在4.8m左右,柱网一般在6m*6m左右,基本都是钢筋混凝土无梁楼盖的结构形式,规模大一点的搞多层库,这种类型库一直延续至今。面对吞吐量大、进出货频繁,这种多层库已不能完全适应现代冷藏物流的需要,多层库增加了垂直运输,影响进出货的效率,也会影响到储存物品的质量。随着钢结构的发展和现代物流的需要,大柱网、大跨度装配式钢结构的冷库迅猛发展。比如:国外商家在中国建立了不少大型连锁超市,为其所提供的物流配送中心基本都是这种结构形式。
(二)站台设计
站台的基本作用是:提供车辆的停靠、货物的装卸暂放、利用站台能方便地将货物装进或卸出车厢。现代冷藏物流系统作为一个动态系统,进出频繁,需要专门考虑系统进出两端,即收发站台的设计。通过收发站台的设置,可以使货物装卸作业高效、有序、省力,这是冷藏物流作业环节的重要一环。
以往冷库的站台大多是开敞式,近年来随着冷藏物流业的发展,提出了冷藏不断链,门对门交货,站台做成封闭式有温度要求的穿堂(封闭式站台),这大大提高了冷藏食品质量。站台可视同为以往冷库的穿堂,但作用已被扩展,兼顾了站台作用。
(1)站台布置形式
冷藏库的站台布置形式主要是直接式,站台门开在穿堂的外墙上,货车后半部只要靠上门,即可装卸货。因为货车厢底面与站台高度可能有差异,需要做可升降平台。当车辆很多,直接式站台宽度不够时,可做成锯齿型站台,其优点是车辆旋转纵深较浅。
(2)站台附属设备
①站台高度调节板
它分嵌入式和台边式两种,嵌入式包括气动式、液压式、弹簧机械式。嵌入式站台是最常用的一种,调节范围大,上可调45cm,下可调30cm之间,承重量高,使用寿命也长。台边式成本低,但调节范围小,只能上下12.5cm之间。站台竖直边上还要设置货车限动器(DockLock)。
②防撞胶
防撞胶可减少货车冲击力9o%―95%,防止货车在装卸过程中出现货车上下左右晃动对平台造成的损坏。同时防撞胶限制了货车与平台之间的距离,保障平台的活页搭板、门封、门罩的正常使用。
③门封和门罩
门封和门罩用来封闭货车和建筑外墙之间的间隙,控制装卸环境,保护货物,封闭系统还能提高运作效率,减少能量消耗,提高安全性。
五、物流建筑应注重绿色设计理念
在我们迎接全面的“城市时代”的到来,我们必须转变商贸物流城生态系统的程序,走向更为可持续的节能、节地、节水、节材、环保的生态型发展模式,这是代表未来、代表商贸物流城最先进模式的某国际商贸物流城面临的挑战。
根据城市生态的主要构成要素,该商贸物流城的生态挑战可以细分为能源系统,水循环系统,物质循环系统和大气循环系统,各个方面的子系统具有相应的特征,分别有相应的主要挑战。
1、能:冬季取暖节能,夏季减少能耗,能源清洁,减少排放
2、水:开源、节流、净排
3、物:减少耗材,物质循环
4、气:夏季降温,空气舒适
建筑设计方面充分考虑近远期结合,并可灵活地根据市场招商情况弹性发展,将产品的滚动开发、多样化开发,灵活重组等与土地空间配置相结合,创建一种有机生成的土地开发模式。
六、结束语
总而言之,冷藏物流建筑设计工作一定要有序的展开,要针对冷藏物流工作的需要展开设计工作,一定要更加科学的布置设计的方案,采取一些比较合理的建筑施工技术。
【参考文献】
[1]洪耀华.结合工程实例浅谈现代物流基地的建筑设计[J].广东建材,2010.
关键词:钢结构;缝隙腐蚀;应力腐蚀
中图分类号: TU39文献标识码: A
一、前言
钢结构有重量轻而强度高,塑性和韧性好,施工周期短等优点。因此在建筑工程中得到广泛的应用和发展。高层,大跨度,尤其是超高层和超大跨度结构采用钢结构尤为理想。同时钢结构又是对城市环境影响最小的结构之一,是可重复利用的绿色环保的材料。钢材在空气和潮湿的环境中易于锈蚀,钢材表面的铁原子和空气中的氧化合而成质地疏松的铁锈,特别是空气中含有酸碱盐类的介质时情况尤其严重。腐蚀不仅使钢材表面产生不均匀的锈蚀,而且局部的锈蚀引起应力集中,促使钢结构提前破坏。尤其在反复冲击的荷载作用下,更促进疲劳强度的降低,出现脆性断裂。钢材的腐蚀危害建筑物的安全,并造成巨大损失。只有在设计建造时对其进行有效的防腐,才能确保钢结构的长久寿命。
二、结构设计原则
结构设计应做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。结构布置和构造要求必须保证足够的强度、刚度和稳定性。
结构设计基准期和使用年限:本工程结构设计基准期50年。
三、钢结构的腐蚀形态防腐设计
钢结构的腐蚀形态有多种多样,可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。在局部腐蚀中,又可以细分多种形态。均匀腐蚀的腐蚀作用是均匀地发生在整个金属表面上,并在平面上逐步地使金属腐蚀并降低其各项性能。
1、防止缝隙腐蚀的设计
缝隙腐蚀,是一种严重的局部腐蚀。经常发生于金属表面缝隙中。桥梁结构非常复杂,金属孔隙、密封垫片表面、螺丝和铆钉下的缝隙内等,都会有溶液的积留而引起缝隙腐蚀。并非一定要有缝隙才可以发生这种腐蚀,它也能因为在金属表面上覆盖的泥沙、灰尘、脏物等而发生。几乎所有的腐蚀性介质,包括淡水,都能引起金属的缝隙腐蚀,而含氯离子的溶液通常是最敏感的介质。
为了防止缝隙腐蚀,本项目钢结构设计主要是在结构设计中避免形成缝隙,避免造成容易产生表面沉积的条件。因此,对接焊比铆接或螺栓连接要好。容器设计上要避免死角和尖角,以便于排除流出液体。垫片采用非吸湿件材料,以免吸水后造成腐蚀条件。此外也可以来用电化学保护的方法来防止,方法是外加电流。
2、防止应力腐蚀方法设计
在一定环境中外加或本身残余的应力,加之腐蚀的作用,导致金属的早期破裂现象,叫应力腐蚀。 金属应力腐蚀破裂只在对应力腐蚀敏感的合金上发小,纯金属极少产生。合金的化学成分、金相组织、热处理对合金的应力腐蚀破裂有很大影响。处于应力状态下,包括残余应力、组织应力、焊接应力或工作应力在内,可以引起应力腐蚀破裂。对于一定的合金来说,要在特定的环境中才会发生应力腐蚀破裂。例如不锈钢在海水中、铜合金在氨水中,碳钢在硝酸溶液中。
本项目防止应力腐蚀破裂的采用的方法是消除一切应力或施以压应力,设备加工或焊接后最好进行除应力退火,或进行喷砂处理造成表面压应力。改变介质的腐蚀性,使其完全不腐蚀(添加缓蚀剂),或者使其转为全面腐蚀,选用耐应力腐蚀破裂的金属材料,使其不能构成材料和环境组合,也可防止应力腐蚀破裂。
四、场地土及地下水腐蚀防腐设计
建筑物所在区域场地土及地下水腐蚀等级分类:场地土(地下水位以上)对混凝土结构腐蚀性等级为微腐蚀。本项目对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀。场地地下水对混凝土结构腐蚀性等级(强透水条件下)为中腐蚀。
在长期浸水条件下,对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀,在干湿交替的条件下,对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀。
在设计阶段,应对土层强透水层进一步确定,核定钢筋混凝土基础、钢筋混凝土基础垫层的混凝土强度等级及钢筋混凝土表面防护措施。
根据本项目的地下水腐蚀情况,本项目的基础防腐措施如下:基础垫层材料采用100mm厚聚合物水泥混凝土;地面以下基础混凝土表面抹聚合物水泥砂浆,厚度5mm;基础梁表面抹聚合物水泥砂浆,厚度10mm。
五、施工工艺的防腐设计
1、表面处理
采用砂轮机打磨金属表面,最后采用棉砂或干净棕刷擦去灰尘、脏垢等杂物。油污采用清洗剂清洗干净。紧固螺钉、背角、横档死角等部位,采用钢丝刷双向来回多次打磨,清理后表面洁净无污。
焊接部位交点应作重点处理,用钢铲、刮刀、钢刷、砂轮机除去焊碴、氧化皮及锈蚀产物,除锈级别达到st3级标准,焊缝处重点处理。
表面处理完毕后,达到St3级,验收合格,才能进行涂料防腐施工。
焊接修补处要补防腐油漆。
2、防腐涂装
涂装前还应对处理过的表面进行清理,除去灰尘杂物。防腐涂料使用前,还应做二次抽查,合格后方可涂装。使用涂料时,应搅拌均匀,对双组份涂料要严格按说明配比,不能随意更改。
使用稀释剂时,其种类和用量应符合生产厂家的标准规定,配制涂料时,必须用细铜丝网过滤,并用涂-4杯测定粘度后使用。施工温度、湿度要按说明书要求,如遇雨、雾、大风天气不得进行室外施工。
涂层的第一道漆膜表干后,方可进行下道涂层施工,涂刷时层间要纵横间错,均匀涂刷,每层应往复进行。所有深层不得漏涂,涂层表面应光滑平整,颜色一致,无针孔气泡、流挂,剥落、粉漆、破损等缺陷,结合力达二级以上每道厚度及总干膜厚度应完全满足,该涂料的技术指标。
每道涂层间隔不宜超过24小时,最好在第一道漆未干透时作第二道漆,时固化已久涂层用砂布打磨后再刷下一道漆。每道工序施工隐蔽前要经建设方质检人员检查验收后,做到表面洁净,无油漆、灰尘、每道漆膜要采用漆膜测厚仪检测干膜厚度是否符合设计要求。
施工应严格控制各涂层的厚度,厚度要达到设计要求,并进行外观检查:涂层应光滑平整,颜色一致,无针孔、汽泡、剥落缺陷。
六、结论
钢结构由于自重轻、抗震性好、环保、可做成大跨度大空间建筑、施工快等一系列优点而在近几十年来获得蓬勃的发展。但钢结构也有一些不可忽视的不足,主要是易腐蚀、不耐高温。若不做好防腐导致建筑钢结构的使用寿命大大缩短,造成安全隐患、并且维护困难,成本高昂。本文以中国石油云南石化1000万吨/年炼油项目为例,主要探讨了钢结构防腐设计的缝隙腐蚀、应力腐蚀防腐设计方法及施工工艺的防腐设计。
参考文献:
[1]钢结构设计规范GB50017-2003,中华人民共和国建设部/国家质量监督检验检疫总局联合,中国计划出版社,2003
[2]钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001,中华人民共和国建设部/国家质量监督检验检疫总局联合,中国计划出版社,2002