時間:2023-03-01 16:33:00
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隨著經濟的發展,一批建筑規模龐大,集酒店、公寓、寫字樓、購物中心、娛樂、餐飲、會議中心等多種功能于一身的綜合性建筑物在許多城市雨后春筍般地興建起來,并成為城市標志性建筑物。如珠海市國際會議中心,其建筑面積逾15萬m2,一至四層為裙樓,上部各有一幢22層五星級酒店,一幢9層會議中心大樓,三幢21層高級公寓樓,是該城市迄今規模最大、檔次最高,功能最齊全,設備最先進的建筑。大型多功能建筑給水排水工程在所有建筑給水排水工程中,系統最復雜、設施標準最高,因而對設計、施工及材料設備等方面均提出了很高的要求。以珠海市國際會議中心(簡稱國會中心)工程為例簡要的分析大型多功能建筑給水排水工程。
1、給水系統大型多功能建筑給水系統的安全可靠性要求很高,一旦發生停水將嚴重影響建筑功能的發揮。因此從工程設計上應充分考慮到系統的安全可靠性。
首先,給水系統必須有可靠的水源保證,其措施是從市政給水管網的兩個不同位置(其間有閥門分隔)分別引入一根進水管,并設置足夠容量的貯水池。
其次,必須選擇合理的給水系統的設計方案。大型多功能建筑一般為高層甚至超高層建筑,城市給水管網的服務水壓只能滿足底部幾層的用水需求。而大部分樓層的用水必須考慮系統內部自行增壓來解決;同時由于樓層較多,給水系統中上、下層管道中的靜水壓力差必然很大,為了避免下層管道的靜水壓力過大,引起泄漏增加甚至管道、附件破裂以及產生水擊形成噪音、振動,因此給水系統必須實行豎向分區。
按是否設置高位水箱,給水方式分為水箱給水方式和無水箱給水方式,給水方式按豎向分區又可分為串聯式、并聯式、減壓等三種給水方式,其中減壓方式又分為設減壓水箱和減壓閥兩種。由于設減壓閥效果好、投資少又不占建筑面積,因此被廣泛采用。
該系統采用水箱給水方式,并采用集中增壓,即由設于地下層泵房的增壓泵(一用一備)同時供水至五個天面水箱,每個水箱除設高、低水位繼電器外還設液壓水位控制閥,實現了系統的自動控制,大大減少了泵房的建設費用和管理費用。豎向分高、中、低三區,低區包括地下層及四層裙樓,由市政自來水直接供水。高區由天面水箱供水,中區由天面水箱經比例式減壓閥供水。以減壓閥代替減壓水箱,其優點是節省了建筑面積,降低了系統造價,避免產生二次污染。
給水管道材料以往都是熱鍍鋅鋼管一統天下,但由于近年來生產出了符合給水管材要求的uPVC塑料給水管,憑借其外觀美麗,防腐蝕性好,不僅在建筑工程中應用,甚至已用到市政給水管道,目前其價格略高于鍍鋅鋼管。國會中心給水系統在公寓樓部分采用了uPVC塑料給水管。
大型多功能建筑給水系統的噪聲、振動應受到嚴格控制,否則影響使用功能,其措施是采用消聲止回閥,對水泵進行隔振處理等。
2、熱水供應系統大型多功能建筑一般要求全天提供熱水,因此必須設置中央熱水供應系統。熱水供應方式分為集中式和分散式兩種。為了避免熱水管道敷設過長而熱量損失過多及管路易出故障,一般選用分散式供熱水方式。
國會中心即采用分散式供熱水方式,分別在酒店、會議中心樓、公寓樓設置獨立的熱水系統,其水源由各天面水箱供給,管網同冷水一樣作豎向分區,以保證兩個系統的冷熱水壓力均衡。各區熱水系統之中央熱水設備均設于天面水箱下熱水房內,管網采用上行下回機械全循環方式以保證熱水供應穩定。
熱水設備有熱水爐、貯熱水罐、循環水泵、貯油箱等,其主要設備是熱水爐,燃料可以為柴油、石油氣等。國會中心采用進口熱水爐以確保運行正常以及符合環保要求,以柴油為燃料,由室外油庫統一供應。中央熱水設備示意圖見圖2.可供選擇的熱水管道材料有熱鍍鋅鋼管,紫銅管、uPVC塑料熱水管。鍍鋅鋼管價格最低,但容易受熱水腐蝕,壽命較短,一般8-10年就須更換,適用于檔次較低之熱水系統;紫銅管使用效果最好,壽命長,用于熱水管道有較長歷史。國會中心熱水管道就是選用進口紫銅管作管道材料。3、消防給水系統大型多功能建筑由于內部結構復雜,人流頻繁,加上室內木裝修等易燃物品較多,因此發生火災的可能性較大,一旦失火通過電梯間、樓梯間、管道井等很容易造成火勢蔓延。所以這類建筑其消防給水系統應能立足于自救,發生火情能迅速撲滅。
按照高層建筑防火規范要求,國會中心消防給水系統應設計成消火栓給水系統、自動噴淋滅火系統、水幕消防系統等三個獨立的消防給水系統,并保證可靠的消防供電(兩個獨立電源)和消防水源。
3.1消火栓給水系統大型多功能建筑的消火栓給水系統,以消火栓處所受靜水壓力不大于800kPa為標準進行豎向分區。國會中心建筑高度未超過80m,因此其消火時便于操作水槍,在消防立管底部動水壓力超過500kPa的消火栓前增設減壓措施。該系統采用臨時高壓給水方式,即發生火災后才啟動消防泵來增壓供水,天面水箱貯存10分鐘消防水量用以撲滅初期火災。與給水系統相同,消火栓系統也采用集中增壓方式。酒店部分由于受天面水箱設置高度的限制,另設氣壓給水裝置以滿足最高幾層消火栓所需水壓。建筑內部保證兩股充實水柱同時到達室內任何部位,消火栓直徑均為65mm,水帶長度25m,水槍噴嘴口徑19mm.消火栓系統消防用水量為2400L/min,設4套水泵接合器。3.2自動噴淋滅火系統自動噴淋滅火系統由供水設施、報警閥、管網、閉式噴頭及火災探測系統等組成,是世界上普遍采用的一種固定式滅火設施。實踐證明,該系統具有安全可靠,控火滅火成功率高,經濟實用,適用范圍廣等優點。大型多功能建筑要求安裝自動噴淋滅火系統的場所較多,國會中心除公寓樓部分外所有場所均安裝了噴頭。系統同樣采用集中增壓供水方式,增壓泵及所有報警閥均設在地下層泵房內。每個報警閥控制噴頭數不超過800個,最不利噴頭的工作壓力不小于0.1MPa,噴頭口徑為12.7mm,熔解溫度72℃,每個噴頭保護面積7~9m2.消防用水量為1800L/min,持續時間為1h,即初期供水10min和加壓供水50min.
3.3水幕消防系統該系統不直接用來撲滅火災,而是與防火卷簾,防火幕配合使用,起到防火隔斷、防火分區、冷卻防火隔絕物,防止火勢蔓延的作用。水幕消防系統由水幕噴頭、管網、控制設備、水源等四部分組成。水幕噴頭是開式噴頭,噴出的水形成水簾狀,形式有窗口、檐口、臺口等。國會中心由于建筑規模大,設有多個防火分區,分區之間設置保護卷簾水幕消防設備,在防火卷簾兩側各布置一排水幕噴頭,由地下層泵房專用水幕增壓泵供水。水幕消防用水量為20L/s,室上專設兩套水泵接合器。
4、排水系統大型多功能建筑要求排水通暢和通氣良好,若發生排水管阻塞現象則嚴重影響建筑物的使用功能。國會中心排水考慮分區排出,地下層排水通過潛污泵強制排水。排水立管能夠單獨排出盡量單獨排出,酒店部分采用幾根排水立管通過設于技術層的水平干管加以連接,分幾路排出,每根排水立管均設專用通氣立管。
排水管道材料過去采用排水鑄鐵管,排出橫管采用鋼管,現在一般均用uPVC塑料排水管代替,既美觀,排水效果又好,正常使用年限可達50年。uPVC管道接頭采用粘接,立管上必須隔層安裝伸縮節,以消除因溫差影響產生的脹縮。uPVC管排水噪音較大,須在立管安裝消能裝置以減少噪音。
5、特殊給水排水系統為滿足大型多功能建筑特殊功能的需要,如室內游泳池,水景等,相應地要設置特殊給水排水系統。國會中心分別在酒店22層天面(供總統套房單獨使用)和裙樓天面設游泳池。游泳池水必須符合國家有關規定,如渾濁度不大于5度,細菌總數不得超過1000個/ml等,因此游泳池用水必須進行循環水凈化處理,一般采用接觸過濾和消毒等措施,使池水不斷循環使用,只需補充少量補給水。
國會中心游泳池循環水處理設備包括壓力式過渡罐、循環水泵、加藥設備、消毒設備、加熱設備、濾毛器等。其中加熱設備只有當池水溫度不能滿足使用要求時才啟用,加熱方式采用熱水鍋爐直接加熱。游泳池供水方式采用池底供水,池面溢流回水的循環供水方式,該方式的優點是將池表面的污物迅速排除,池底污物少,有利水的循環和保證水質。轉6、管道設置安裝技術大型多功能建筑由于管道設備種類數量較多,包括水、暖、強電、弱電等各種管道設備,必須進行綜合布置,防止“打架”,另外必須注意美觀、隔振、防噪聲等問題,因而對給水排水管道設備安裝提出了較高的技術要求。國會中心給水排水設備集中布置在地下層、天面及設備技術層。技術層高度僅2.2m,布置各種橫向管道及設備,為保證安裝維修方便,必須具有較好的通風照明條件,并有防漏防火等技術措施。
關鍵詞:高層建筑,建筑結構,轉換層,施工技術
1.高層建筑結構體系的特點
在我國高層建筑發展的早期階段,所設計建造的高層建筑大都為單一用途,例如高層住宅、高層旅館、高層辦公樓等。近年來高層建筑發展迅速,建筑朝體型復雜、功能多樣的綜合性方向發展,因而相應的結構形式也復雜多樣。后來陸續開始在高層住宅底層設置生活福利設施,并且開始大量興建集吃、住、辦公、購物、停車等為一體的多功能綜合性高層建筑,尤其是在城市主干道兩側,并已成為現代高層建筑的一大趨勢。
從建筑使用功能而言,在設計中,通常將大柱網的購物商場、餐廳、娛樂設施設于多功能綜合性高層建筑的下層部分,而將較小柱網、較小開間的住宅、公寓、旅館、辦公功能的建筑設于中、上層部分。這種建筑使用功能的特點相應決定了多功能綜合性高層建筑結構體系的特點。由于不同建筑使用功能要求不同的空間劃分布置,相應地要求不同的結構形式,如何將它們之間通過合理地轉換過渡,沿豎向組合在一起,就成為多功能綜合性高層建筑結構體系的關鍵技術。這對高層建筑結構設計提出了新的問題,需要設置一種稱為“轉換層”的結構形式,來完成上下不同柱網、不同開間、不同結構形式的轉換,簡單地說,就是上下兩層的結構不一樣,必需設置一個轉換層來“承上啟下”。免費論文參考網。結構上的轉換層概念,主要是指在整個建筑結構體系中,合理解決豎向結構的突變性轉化和平面的連續性變化的結構單元體系。它在主要滿足結構安全功能要求的同時,多數情況下解決一些特殊技術性建筑功能要求。比如在結構轉換層空間內布置管道、設備等等。這種轉換層廣泛應用于剪力墻結構及框架一剪力墻等結構體系中。免費論文參考網。
2.轉換層的常用結構形式及對比分析
2.1 梁式轉換層
梁式轉換層是指在現澆鋼筋混凝土樓板上布置單向托梁(縱向或橫向)或雙向托梁(縱橫向)或斜向托梁,以承托在本層落空的上面各層的承重柱或剪力墻。該種轉換形式一般用于底部大空間剪力墻結構,當需要縱橫向同時轉換時,采用雙向梁的布置。對于框筒或筒中筒結構,可以根據需要在相應樓層下做一圈轉換大梁,把上部柱的荷載通過轉換大梁傳到下層兩邊的柱上。
梁式轉換層結構的傳力途徑為墻一梁一柱(墻),傳力途徑清楚,轉換梁具有受力性能好、工作可靠、構造簡單和施工方便等優點,結構分析計算也較容易,一般用于上層為剪力墻結構,下層為框架結構的轉換。免費論文參考網。
2.2 板式轉換層
當上下柱網、軸線有較大錯位,不便用梁式轉換層時,可以采用板式轉換方式。板的厚度一般很大,以形成厚板式承臺轉換層。它的下層柱網可以靈活布置,不必嚴格與上層結構對齊,但板很厚,自重很大,材料用量很多。
厚板轉換層適用于上下柱網極不規則的結構,它的結構布置方便,從而更好地實現對高層建筑多功能的要求,但缺點也很明顯。由于板式轉換層一般很厚,有時可以達到3.0mm,自重很大,在地震作用下,這樣大的質量必將引起很大的水平地震作用。因此對于地震區的高層建筑,轉換層要慎用厚板樓蓋。
2.3桁架轉換層
在托柱形式的梁式轉換層中,當轉換梁跨度很大,且承托層數較多時,由轉換梁承托上部框架柱傳遞下來的豎向荷載會很大,致使轉換梁的截面尺寸過大。這在設計理論上可以實現,但在實際實施中卻不可行。再者,采用轉換梁也不利于大型管道等設備系統的布置,不利于該轉換層建筑空間的充分利用。此時若根據上下柱網的軸線位置設置采用桁架轉換層則可巧妙的解決此問題。
桁架轉換的設計和施工較復雜,但是結構受力明確,傳力途徑清楚,使開洞與設置管道具備條件,而且它們的位置與大小都有很大的靈活性,能充分利用該轉換層的建筑空間。采用桁架轉換層,其鋼材和混凝土的用量比采用梁式轉換層要經濟。
2.4斜柱轉換層
斜柱轉換層是一種在大量高層、超高層建筑中廣泛采用的轉換結構形式。它是桁架轉換中最簡單的一種,采用它將會解決轉換層不便使用的問題,將目前巨型梁轉換層僅能用作管道空間變為可有效使用的面積空間,變“死”空間為活空間,使轉換層具有了更大的經濟價值。
斜柱式轉換層結構傳力直接,可有效減小轉換梁尺寸,且更易實現“強柱弱梁,強剪弱彎,強節點弱構件”的抗震設計原則。斜柱式轉換結構側向剛度比相同條件下的梁式轉換結構大,更易滿足規范中轉換層上下結構側向剛度比的要求,能有效地避免轉換層形成結構薄弱層。斜柱式轉換層彈塑性變形相對較小,可有效地避免結構在大震下,薄弱層因彈塑性變形過大而造成結構整體倒塌。
在工程實踐中,應用得最廣的是梁式轉換,其次才是厚板轉換等其他轉換形式。斜柱轉換克服了梁式轉換和厚板轉換的缺點,同時具有上述轉換的優點,轉換靈活,傳力直接,減輕了梁所承受的剪力負擔,使梁的剪壓比大幅度減小。因此,無論從經濟、建筑用途、還是受力模式上,斜柱轉換層都是非常好的結構轉換形式,是一種可在大量超高層建筑中推廣采用的結構轉換形式。
3.高層建筑結構轉換層施工技術
3.1模板工程
轉換層結構的自重大,施工荷載也大,因此要根據工程實際情況選擇合適的模板支撐方案,以保證支撐系統具有足夠的強度、剛度、穩定性,實際工程中常用以下幾種支撐體系:
⑴一次性支模
該支撐方式適用于現場可用的支撐材料較多,且轉換層相對較低的結構體系,但此種方式支撐材料需用量很大,在材料使用上不經濟。
⑵荷載傳遞法支模
該方法將轉換梁板的自重和施工荷載通過支撐系統傳遞給以下多層樓板或把荷載傳遞給轉換層下的支承柱,由支承柱把上部荷載向下傳遞。
⑶疊合澆筑法支模
該方法應用疊合梁原理將轉換層梁、板分多次澆筑成型,支撐系統只要考慮第一次澆筑時的結構自重和施工荷載,這樣可減少大量下部支撐體系的負荷,節省大量的支撐鋼管。
⑷埋置型鋼法支模
該方法是在轉換結構梁中埋設型鋼,與模板連成整體,用以承載全部大梁荷載,可節省大量支撐材料。
3.2鋼筋工程
⑴在鋼筋綁扎前先設置好梁底鋼筋保護層,可在鋼板上焊鋼筋作為保護層墊塊,墊塊長度同梁寬,墊塊放好后,在模板上固定好。
⑵轉換梁鋼筋在梁模板支撐、梁底板安裝完成后進行綁扎,綁扎鋼筋一次綁扎到位,綁扎完成后檢查鋼筋直徑和數量進行復核無誤后,進行梁側板及轉換層樓板安裝,安裝過程中注意對成品的保護。鋼筋的規格、形狀、尺寸、數量、間距、錨固長度、接頭位置必須符合設計要求和施工規范。
⑶樓板鋼筋在模板安裝后在模板上按設計間距縱橫向量出鋼筋位置,綁扎第一層網筋、第二層網筋。再按要求在兩層網筋問設置馬凳支撐鋼筋、設置墊塊。
3.3混凝土工程
⑴因轉換層梁混凝土體積大,為盡量減少施工縫,采用混凝土攪拌站攪拌并一次澆筑成型,混凝土用泵進行輸送;按照泵送混凝土配合比進行攪拌,嚴格控制坍落度。對于一些特殊部位,應制定專門的技術措施。
⑵為了減小混凝土內外溫差,施工中應選用水化熱較低的水泥,如礦渣硅酸鹽水泥,火山灰水泥,或在混凝土攪拌中摻入沸石粉,降低水泥的用量。同時為降低水泥水化熱,通常要摻入外加劑。主要使用高效減水劑、緩凝劑等。
⑶大截面梁的內部溫度應通過計算確定,并應在其內部一定部位設置測溫點,便于對混凝土溫差的控制,若溫差大于25℃,應采取措施,通常采用蓄熱保溫法,內降溫外保溫法,蓄水養護法等。
⑷在混凝土澆筑時,在表面要留有一定的泌水坡度,同時在模板上要留排水小孔,以利于提高混凝土的施工質量。
⑸為能使混凝土外表面溫度不至于降低過快,通常先施工轉換層外圍結構和墻體;夏天施工時要注意采用溫度較低的水攪拌混凝土,以降低混凝土的入模溫度;采用分層澆筑方法,每層澆筑厚度通常在300mm~500mm,后一層澆筑要在前一層混凝土初凝前完成。另外采用疊合梁施工方法可緩解水泥水化熱和混凝土內部的溫度應力對裂縫的不利影響。
4.結語
實踐證明,在轉換層施工中,只要做好模板支撐體系,鋼筋的定位,大體積混凝土等施工措施,轉換層的施工質量一般就能得到保證,并可達到降低成本、取得較好的經濟效益的目的。
參考文獻:
[1] 唐興榮.高層建筑轉換層結構設計與施工[M].
關鍵詞:復合墻;結構;節能;一體化
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A
引言:
當今社會中,建筑行業已經有很大的發展和進步,已經不再局限于為人們建筑堅固使用的住房,而是在此基礎上進行創新。當下的所建設的建筑物更具藝術感并且具有多種的功能。當前,在建筑行業中出現的高效耐久保溫復合墻具有節能消耗、持續保溫的功能,其應用于建筑物中,能夠促使建筑物具有持續保溫的性能。高效耐久保溫復合墻的結構與節能一體化是促使其具有節能、保溫、良好的裝飾效果等特點的原因。
一、高效耐久保溫復合墻
隨著我國經濟水平的提高,科學技術不斷進步的當下,建筑行業的發展越來越迅速,已經打破傳統單一的建設工人居住房屋為主,為人們提供多功能的住房是當下建筑行業所追求的,采用中空玻璃增加建筑物采光;提高外墻內外保溫特點,提高建筑物保溫效果等等為人們提供高質量的、舒適的住房。當下,在建筑領域中出現一種新型的復合墻,其具有高校耐久保溫的特點,促使建筑物持續保溫。另外,高效耐久保溫墻也是一種節能產品,其利用雙梁代替局部懸挑板承擔外葉墻體的重量,對局部懸挑梁位置采用與建筑裝飾相結合的外保溫處理,從而使復合墻的結構與節能結合,實現復合墻應用很少的能量,就能夠持續性的保溫的同時,達到節能消耗目的。
高效耐久保溫復合墻的結構與節能一體化技術與性能
高校耐久保溫復合墻最大的創新是將墻體的結構與節能進行一體化處理。促使復合墻應用很少的能量就能夠持續保溫。將高效耐久保溫復合墻應用到建筑物中, 能夠大大提高建筑物保溫效果。
1.復合墻的結構與節能一體化
所謂復合墻的結構與節能一體化是將墻體結構和節能兩個獨立的實體通過合理的結合,成為能夠促使復合墻在持續保溫的情況下依舊能夠達到節能效果的單一實體。由于結構是構成墻體的主要組成部分,通過優化處理墻體結構,才能使得傳統墻體具有一定的功能,進而完成構建多功能建筑物的目標。將節能與墻體結構一體化,促使墻體具有節能功能,其不僅僅符合當下建筑行業建設多功能建筑物的目的,還符合我國大力提倡節能環保的主體。由此可見,高校耐久報文復合墻的結構與節能一體化的處理具有較高的應用性,完全符合當下大壞境的需要。
2.復合墻的結構與節能一體化技術
高效耐久保溫復合墻的結構與結構一體化具有較高的使用價值,具有廣泛的應用前景。之所以高效耐久保溫復合墻具有較高的使用價值,主要是復合墻的結構與節能一體化技術的作用。復合墻的結構與節能一體化的技術是在墻體的結構層以190mm的磚塊為主,復合墻的結構層應用190mm的磚塊,主要是保證墻體堅固,結實耐用。保溫層應用聚苯烯板,聚苯乙烯是由苯乙烯單體經自由基加聚反應合成的聚合物,是一種無色透明的熱塑性塑料。在保溫層中應用聚苯烯板,提高保溫層的溫度。保護層采用90mm厚度的裝飾性劈離砌磚墻體,此種做法的目的是增大墻體內部的間隙,降低墻體中溫度傳遞速度,增加墻體保溫時間。外墻全部載荷由外墻內側190mm厚結構層承擔,在每層圈梁處挑出 90mm高挑口支承外測保護層。外測保護層的平面外作用力由拉結鋼筋片傳遞到結構層。從而使得復合墻高效耐久保溫的特點得以實現。
3.復合墻的結構與節能一體化性能
高效耐久保溫復合墻是一種新型的墻體,其結構先進,有利于節能降耗,其外觀新穎美觀,具有良好的裝飾效果。用戶可以根據自己的喜好裝飾復合墻。結構與節能一體化的復合墻是在傳統墻體上加以創新,有效的避免傳統墻體外墻飾面層開裂、脫落的質量通病,提高建筑物的使用壽命。復合墻的結構與節能一體化性能主要表現為;
3.1復合墻能夠節能降耗
由于復合墻的結構與節能一體化,促使復合墻具有節能性能是一種必然情況。在復合墻的保溫才層中應用的聚苯烯板能夠產生熱量,并且對墻體進行處理,促使墻體具有一定保溫效果,促使墻體利用的能量少,降低能量的消耗,完成墻體持續保溫的目的。
3.2復合墻能夠持續保溫
堅固、結實是墻體本就具備的性能。隨著時代的發展,社會的進步,建筑行業已經不能夠僅僅停留所建設的建筑物墻體具有堅固、結實、耐用基本的性能上,而是創造更多性能的墻體。高位耐久保溫復合墻這種新型的墻體,具有持續保溫的性能,大大增加建筑物的保溫效果,有效的避免建筑物出現冷熱橋的質量通病。
3.3復合墻具有良好的裝飾效果
人們都喜歡居住在按照自己喜好裝飾的建筑物中,能夠給自己帶來一種滿足感舒適感。因此,人們往往對自己所居住的建筑物進行裝飾。傳統墻體外墻飾面層很容易開裂、脫落,影響建筑物的美觀。高校耐溫復合墻能夠有效的避免這一問題,其具有良好的裝飾性能。對復合墻進行裝飾,能夠完好的體現裝飾的效果,并且可以長時間的保持下去。
結束語:
高效耐久保溫的復合墻是一種新型的墻體,能夠實現節約能源,促使墻體持續保暖。之所以復合墻能夠具有良好的性能,主要是復合墻的結構與節能進行一體化處理得以實現的。目前,很對建筑專業人士給高效耐久保溫的復合墻予以很高的評價,高效耐久保溫復合墻在未來將會被廣泛的應用。為人們提供舒適的住房和節能消耗做出貢獻。
參考文獻:
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【關鍵詞】多功能,綜合樓,建筑設計,分析探討
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:
一.前言
多功能綜合樓的建設具有重要的意義,首先,它能夠滿足經濟生活復雜化對建筑的客觀要求。其次,它能夠最大限度的使人們資源共享,實現資源的優化配置。再次,它能夠方便讓人們的生活,節約人們的時間。最后,它能夠節約建設成本,減少能源消耗,美化城市的環境。故而,分析研究多功能綜合樓的建設具有重要的意義。
二.企業綜合樓建筑設計的一般思路
企業綜合樓建筑設計需要遵循的原則:從整體到局部,再回到整體;從場地分析設計到單體功能設計;從平面設計到空間設計,再回到平面設計。
1.總平面布置
企業綜合樓建筑的平面與空間組合應相對集中、靈活、布置、合理安排。可形成一個帶,占據廠區一角,或布置在廠區的適中部位。宜面向城市干道布置,以利于向社會化轉化;盡可能位于廠區的上風側,并靠近職工住宅區。
有的企業綜合樓需要面向社會進行產品展銷、維修服務等,應設置直接對外的出入口和對廠區聯系方便的內門。
2.企業綜合樓必須處理好與基地周邊環境的關系。
(一)選擇好綜合樓所在生活區場地出入口。一方面要與城市道路銜接方便,讓企業員工上下班出入便捷;另一方面還要處理好與生產區的連通,或設置圍墻和大門與生產區連通;或者直接通過道路或連廊與生產區連通。
(二)要與周邊自然環境有良好對話。要實地踏勘擬建工程場地,對周邊自然環境充分了解,花草樹木、山川河流、水文地質、日照風向等都是生活區定位的重要依據。應妥善處理其周圍道路、停車場、廣場、綠化、美化設施的設計和規劃,創造開敞、整潔、美觀、舒適的環境。
(三)和諧地處理好與周邊建筑物的關系。要對周邊建筑物有比較充分的了解,使用功能、生產類別、裝飾風格等都要清楚,具體設計時,與周邊建筑或統一風格;或獨樹一幟。
(四)做好新建綜合樓與其他周邊特定環境條件的結合與避讓等。按照規劃要求,道路紅線需要退讓,有綠線、藍線、紫線、高壓線等要求,還需避讓。與周邊建筑還需拉開必需的防火間距,衛生視距。
(五)還要符合相關總圖法規規范的要求。
3.規劃建設場地
(一)把握好圖(建筑)底(場地)布局關系。布局要合理,不能滿鋪,應預留好停車場,集散廣場,活動場地,雜物院等。
(二)選擇好地面停車場位置,數量要滿足使用要求;如有地下室,其出入口要選擇好,方便使用,預留出緩沖、回轉空間。
(三)安排好場地道路。道路要滿足消防要求,要滿足人流和車流需求。
(四)如用地內有限定條件,如要求保留古樹、水體等,要考慮好間距,合理退讓。
(五)所用用地內設計要素必須要符合相關法規規范的要求。
三.平面功能組合
需要與企業工程甲方代表不斷溝通,明確詳細的設計任務書要求,包括各功能房間名稱組成及面積總表,各功能房間關系的特殊要求。進而完成以下工作:
1.對各功能合理地分區,包括平面的功能分區和豎向的功能分區;
2.依據場地分析的結果,明確建筑物主要出入口與各功能分區次要出入口;
3.合理組織人流、物流的通順,做到互不交叉干擾;
4.合理設置垂直交通系統(樓梯、電梯等);
5.妥善安排輔助空間(廳、走道、廁所等)布局與設計;
6.創造良好的建筑物理環境(通風、采光、朝向等);
7.建筑面積與主要房間面積要控制在設計任務書要求范圍內;
8.解決好其他特殊項目的特殊問題。
然后,做好各功能區平面設計:
辦公區的建筑面積,應根據全廠職工總數指標計算。辦公區用房應合理分間,盡量采用靈活隔間,并滿足特殊用房的溫濕度、采光、通風及其他使用功能要求。
食堂區宜集中或分區集中設置,并服務距離不宜大于500米,并應布置在污染源的上風向。每個食堂的服務人數不宜超過2000人。食堂的建筑面積,應根據全廠職工人數指標計算確定,宜根據需要設置雜物院,寒冷地區應有設置菜窖的場地。餐廳入口不應直接開向有污染的車間。
生活區應與產生有害、有毒物質的車間隔開。應有良好的天然采光和通風。水濕房間應盡量集中布置。生活間宜與車間毗連,聯系方便。如需要住宿,應該按照現行《宿舍建筑設計規范》設計。
廁浴區:
廁所位置與使用者不宜過遠,一般行走距離不大于50米。廁所的蹲位數應按使用人數進行設計。洗浴區的合理的設計十分的重要,在綜合樓的設計時這是必須考慮的重要問題之一,洗浴區與生活區不能太遠,最好就設置在員工的宿舍邊上,這樣能夠更好的使員工方便的洗浴。
休閑區
現階段,以人為本是我國經濟發展的基本方略。在綜合樓的設計時必須要具有人文思想,考慮到員工的休閑的需求,這就需要在遠離工作區的地方設置專門的休閑場所,該場所的基本要求是安靜、清新、舒適,故而在休閑區應該做好綠化工作,多植樹、種草、栽花,同時要把假山、噴泉等引進來,這樣忙碌一天的員工就能夠有一個休息、養神的地方來放松一下緊張的身體。
娛樂區
建設社會主義和諧社會是當前我國社會事業建設的重要的目標,搞好綜合樓的娛樂區的建設有利于和諧社會的建立。員工娛樂的方式有很多,在娛樂區的設計時,應該遠離工作區和生活區,同時應該根據員工不同的娛樂方式設置不同的娛樂設施,比如籃球、乒乓球、桌球、舞蹈室等。
如還有其他功能區綜合在一起,必須嚴格按照相應標準規范進行設計。
四.合理的空間構成
1.通過平面設計形式的靈活適當變化,可以通過平面的退讓、增減等手段,實現建筑內外空間構成的形式美。
2.結構選型及格網形式與大小要合理,實現建筑空間構成具有恰當尺度美感。
3.不同大小、不同高度房間的安排要與結構系統和諧,實現空間構成的有機性。
4.垂直交通體系的平面定位與形式處理要成為建筑內外空間構成的造型手法。
創造出愉悅的空間形式是我們建筑設計始終追求的目標。企業綜合樓建筑的形式、色調等應符合城市規劃的要求,并與鄰近建筑或工業小區的整體格調相協調。
企業綜合樓設計,要堅持“以人為本”的設計理念,努力設計好企業員工的辦公和生活。要改變過去各功能區各自蓋樓的形式,把各功能區有機合理組合,緊密相連形成具有整體感的真正綜合樓。這樣,既縮短企業員工日常工作的交通路線,提高工作、生活效率,功能緊湊,節約建設用地,又能形成具有整體氣勢風格的建筑體。以充分體現企業形象,并可以給城市增添一道很美的街景,為美化城市環境作出貢獻。
五.綜合樓的外部造型的設計
企業綜合樓的外部造型的設計十分的重要,合理科學的外部造型,一方面它能夠給整個城市的帶來一道亮麗的風景,另一方面它能夠吸引投資商,形成廣告效益,最后,給企業的員工美的享受,增強其自豪感。外部造型的設計方式有很多,比如外墻面鋪設有石頭材料做成的飾面磚,遠看就像一座石頭碉堡,體現出一種古典、樸素美,且飾面磚顏色灰暗,比較耐臟。而玻璃幕墻則具有濃厚的現代感,透光性好,使得綜合樓更加明亮。
六.結束語
多功能綜合樓的建設具有重要的作用,比如節約用地、適用方便、節能環保、降低建筑成本、優化資源配置、美化城市環境等。但現階段我國的多功能綜合樓的建設技術尚不完善,有許多的地方需要改進,這就需要我們的建設工程的施工者以及技術人員在實際的工作中,不斷的總結經驗,吸收國內外的先進的建造技術,為我國的社會主義現代化作出應有的貢獻。
參考文獻:
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關鍵詞:節能灶;傳熱性能;熱能
Research and analysis of novel multifunctional energy-saving stove
thermal efficiency
Meng wei ,Yu Hongyan
(jilin agricultural Science and Techenology University of BuildingEngineering ,jilin 132101 ,china)
Abstract:This paper through the research of new type multifunctional energy-saving stove heat transfer performance and the heat loss of exhaust gas heat energy utilization etc., comprehensive analysis of energy-saving stove, further demonstrate the performance of the stove,provide the theoretical basis for its production and promotion. Keywords:energy saving stove; heat transfer performance; heat
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
引言新型節能灶的推廣,是保護生態環境的迫切需要,也是提高人們的生活質量的一次重要的改革。根據對新型多功能節能灶熱效率的分析,總結其節能原理,論證其性能,為其順利推廣提供理論依據。
1傳熱性能
1.1熱效率
1.1.1薪柴發熱量
薪柴是樹木提供做燃料的生物質,主要有樹木的枝杈,在林區、山區和木材加工地區。薪柴是樹木通過光合作用生長成的生物質,主要由碳、氫、氧、氮、硫、磷等元素組成,其中主要元素含量為:碳49.5%,氫5.6%,氧43%,氮1%。
木質燃料的發熱量可根據木材的元素組成通過計算近似求出:
高發熱量HHV=8100C+34200(H-O/8)
式中C、H、O為木材中碳、氫、氧元素的百分組成。
1.1.2熱效率計算
熱效率就是送入爐灶的熱量中有多少被有效利用了。用η表示。
η=利用有效熱量/總發熱量
通過對新型多功能節能灶的實驗:0.5kg木質燃料(C=0.5,H=0.06,O=0.43),用10分鐘,燒開5開關的水。假設水的溫度從20℃升到100℃。升溫獲得的有效熱量為:
Q1=水(5kg)×水比熱(4.187kJ/kg)×(100-20℃)=1674.8kJ
木質燃料的高發熱量為:
HHV=8100C+34200(H-O/8)=17991kJ/kg
總發熱量為:
Q2=0.5kg×HHV =8995.5kJ
熱效率為:
η= Q1/ Q2=1674.8/8995.5=18.6%
1.2傳熱阻
1.2.1傳熱過程
熱量傳遞的基本方式有三種:熱傳導、熱對流和熱輻射。當物體內有溫度差或兩個不同溫度的物體接觸時,在物體各部分之間不發生相對位移情況下,物質微粒的熱運動傳遞的熱量,這種現象稱為熱傳導;流體中,溫度不同的各部分之間發生相對位移時所引起的熱量傳遞過程為熱對流;物體通過電磁波傳遞能量的過程稱為輻射。
1.2.2傳熱阻計算
R=Ri+Rw+Ro
Ri=1/(hcA)=1/(hci+hri)A
Rw=δ/(λA)=δw/(λwA)
Ro=1/(hoA)
R―總熱阻Ri―對流熱阻Rw―導熱熱阻Ro―輻射熱阻
A―傳熱面積h―傳熱系數λ―熱導率δ―導熱厚度
鍋厚度為5mm,熱導率為40W/(m?K),hci為470W/(m²?K),hri為25 W/(m²?K),ho為2000 W/(m²?K)。
經計算總熱阻R為2.625×10-3 K/W
2余熱利用
2.1各項熱損失分析
2.1.1排煙熱損失
灶的排煙溫度很高,往往高于大氣溫度,所以會帶走熱量,煙氣溫度愈高,帶走的熱量就愈多。
2.1.2氣體不完全燃燒熱損失
在排出的煙氣中,尚有未燃盡的氣體(CO等),就會產生氣體不完全燃燒熱損失。
2.1.3固體不完全燃燒熱損失
在木柴中,碳是不易燃盡而且最后燃燒的部分,碳的燃盡階段和新柴添入往往重疊在一起,所以都會增加灰渣中殘留碳,導致固體不完全燃燒熱損失。
2.1.4散熱損失
包括經過灶體,灶門和縫隙等處散跑的熱量。
2.1.5灰渣帶走的物理熱
木柴燃盡后,以灰渣的形式殘留,其溫度往往高達上百度,農民在冬天將灰渣放入火盆中取暖,就是利用了木柴燃盡后留在灰渣中的熱量。
2.2排煙熱損失計算
新型多功能節能灶利用煙氣的高溫來燒水,做到了大部分余熱回收利用。下面計算煙氣排放所帶走的熱損失以便進一步計算燒水的效率。
Q=Vpy×Cpy×tpy-VIK×CIK×tIKkJ/h
Q―排煙帶走的熱量,kJ/h
Vpy―排煙容積量,m³/h
Cpy―排煙平均容積比熱,1.36kJ/m³?℃
tpy―排煙溫度,℃
VIK―冷空氣供給量,m³/h
CIK―冷空氣比熱,1.29kJ/m³?℃
tIK―冷空氣溫度,℃
其中:VIK=B×α×V0
VPY=(0.01866(CY+0.375SY)+0.111HY+0.0124WY+0.008NY+(1.0161α-0.21)V0)×B
式中:B―每小時燃料消耗量,kg/h
CY,HY,SY,NY,WY―為組成各元素的組成百分數值
V0―每kg燃料理論需要空氣量,m³/kg
經實驗,新型多功能節能灶每小時燃用4kg玉米秸,假設冷空氣溫度為10℃,排煙溫度為100℃。α=2.4。
先計算V0:
V0=0.0889×42.17+0.265×5.45+0.0333(0.12-24.32)=4.387m³/kg
VIK=B×α×V0=4×2.4×4.387=42.12m³/h
再計算排煙量:
VPY=4×(0.01866(42.17+0.375×0.12)+0.111×5.45+0.0124×4.87+0.008×0.74+(1.0161×2.4-0.21)4.387)=44.92 m³/h
計算排煙帶走的熱量Q:
Q=44.92×1.36×100-42.12×1.29×10=5565.77 kJ/h
秸稈每小時燃燒的熱量為58400kJ/h
排煙熱損失為:5565.77/58400=0.0953
結語 通過計算熱效率,可以看到新型多功能節能灶熱效率高達18.6%,近視普通灶的兩倍,大大提高了熱效能。利用計算的排煙熱損失可以看出余熱回收裝置的重要性。這些理論計算為新型多功能節能灶順利推廣提供理論依據。
參考文獻:
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作者簡介:
一、文字部分
1、文題(包括副標題),總共不超20個字;要求中、英文。
2、摘要:包括研究的目的、方法、結果和結論,100~200字為宜,應具有獨立性和自明性,用第三人稱表述,切勿出現引文;要求中、英文。
3、關鍵詞(要求3~8個);要求中、英文。
4、中圖分類號。
5、文獻標識碼。
6、章節編排:論文正文的章節編排采用三級標題,一般不超過四級。如“1”、“1.1”、“1.1.1”等。之后的分級可用1)、2)……,再下一級用a.b.……。
7、文章字數5000字之內(工程實踐類論文3000字左右為宜),圖片10幅左右,圖片均應注明來源(作者自攝、自繪者,統一說明即可)。
8、論文須提供插圖后的word文檔,將圖片直接插入論文版面相應位置,并在正文中對應位置插入圖片編號。
二、插圖部分
1、提供投稿文章單張圖片(JPG、TIF格式),圖片編號應與文中插圖號保持一致,并有圖片名稱(比如:圖1總平面圖)。
2、圖片要求清晰、色彩飽和。
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3、圖片中若含有文字,可在圖中標注數字,在圖片下方按照數字來標注相應注釋文字。
三、參考文獻
參考文獻應選列最主要、最新的且公開發表過的。所引用文獻要完整,內容要準確。參考文獻須在文中標引,并按在文中出現的次序編排,參考文獻按下列方式著錄:
1、專著
[序號]作者.其他責任者(譯者).題名[M].出版地:出版社.出版時間(版本,第一版可不著錄):頁碼.
示例:
[1][英]阿諾德湯因比著.劉北成,郭小凌譯.歷史研究[M].上海:上海人民出版社,2000年9月:76-78.
2、析出文獻
[序號]析出責任者.析出題名[文獻類型標志]//原文獻責任者.原文獻題名.出版地:出版者,出版時間(版本,第一版可不著錄):頁碼.
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[2]馬克思.關于《工資、價格和利潤》的報告札記[M]//馬克思,恩格斯.馬克思恩格斯全集:第44卷.北京:人民出版社,1982年2月:505.
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[序號]作者.題名[J].刊名,年,卷(期):起止頁碼.
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[3]董丹申,李寧.在秩序與詩意之間[J].建筑學報,2001(8):55-58.
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[序號]作者.題名[D].出版地:出版者,年:起止頁碼.
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5、論文集
[序號]作者.題名[C]//論文集題名.出版地:出版者,年:起止頁碼.
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6、標準
[序號]標準編號,主要責任者:標準名稱[S].出版地:出版者,年.
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7、專利
[序號]專利所有者.專刊題名:專利國別,專利號[P].出版日期.
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8、報紙中的析出文獻
[序號]作者.題名[N].報紙名,出版日期(版次).
[8]丁文祥.數字革命與競爭國際化[N].中國青年報,2001-11-20(15).
9、電子文獻
[序號]主要責任者.題名:其他題名信息[文獻類型/載體標志].出版地:出版者,出版年(更新或修改日期)[年-月-日].獲取或訪問路徑。
[9]KNOWLENC,WILLIAMSJ,MATTICKAT,etal.Quasi-isothermalexpansionenginesforliquidnitrogenautomotivepropulsion[EB/OL].[2002-10-08].http://aa.Washington.edu/AERP/CRYOCAR/Papers/sae97.pdf
四、作者信息部分
論文摘要:以洛陽理工大學圖書館的設計為例,對新型數字化圖書館的設計進行探索,提出了適應新形勢下的高校圖書館的設計理念。
建筑是科學技術與藝術的綜合體,毫無疑問建筑是理性的,它需要貫穿建筑師的理性思維,同時,建筑又決不僅僅局限于理性思維,它更是一門藝術。它需要將人的情感去關注非情感化的理性創作,從而將人的感情轉移到建筑上。因此,追求情理兼容的建筑作品是我們在創作過程中理當追尋的目標。合理定位是設計過程的起點,也是設計理念及靈感產生的基礎。就一般意義而言,建筑設計的定位包括環境定位、功能定位和建筑形象定位等層面,合理的定位往往是一個建筑設計成功的關鍵要素。
近年來,隨著學生對信息需求的增長、科技的進步以及社會的發展,各高校圖書館的建設已成為人們關注的熱點。新型數字化圖書館智能化服務功能的更新和拓展,也使得傳統圖書館的功能面臨著前所未有的挑戰。如何讓該建筑更好的滿足日益復雜的功能要求?如何讓新型圖書館的形象滿足人們日漸豐富的審美要求?使得設計出的作品達到理性與情感的完美結合,我們帶著對這兩個問題的持續思考,進入到整個設計過程中。
本文結合洛陽理工大學圖書館的方案設計,對新型數字化圖書館的新職能、建筑內部空間布局、建筑文化情感等方面進行嘗試,以期對新型數字化圖書館的設計有所參考。
一、新型數字化圖書館的設計理念
在網絡技術全球化的背景下,傳統的圖書館設計正面臨著功能改變,新型圖書館的設計方案必須突破傳統圖書館的設計模式。經過深入思考,在功能上結合實際使用效果,我們采取了以下措施:采用“一站式服務”的多功能入口大廳。在入口大廳讀者通過網絡磁卡就可完成整個館內的圖書借還工作,并可在館內任何一臺電腦前輕松完成檢索上網,預約借閱以及其他服務項目,實現超市化管理及“預約、借閱、查詢、還書一條龍服務”的高效服務。
閱覽室盡量采用大空間布局,并圍繞中央大廳及文化沙龍布置。通過閱覽柜和閱覽桌椅不同的布置方式,在大空問內分隔出既相互聯通又相對獨立的空間領域。閱覽室均采用綜合布線系,使每個閱覽室都具備電子閱覽室的功能。
上述布置方式徹底打破了傳統圖書館“庫室分離”的模式,將書庫與閱覽室緊密結合在一起。實踐證明,這種格局,完全適應當今圖書館“全面開架、藏閱合一”的運作管理模式。從可持續發展的角度來看,這種開放性布局也為圖書館今后的發展打下了靈活可變的基礎。
二、相關配套的服務設施
大學圖書館在當今高校學生生活中正承擔日益綜合的文化服務職能、教育職能與休閑娛樂職能。這就使單純意義上的傳統圖書館逐步演變成新型綜合的文化知識中心,使得新型數字化圖書館的內部功能向多功能復合化演變。為順應上述變化,更好的滿足功能要求,我們采取了以下做法:將可獨立開放的多功能報告廳、科普展廳、圖書超市、咖啡吧、自修教室等相關服務空間集中設置在一層。將整個四層中心區域設為大型的文化沙龍,給讀者提供交流、休閑的場所。圍繞圖書館的核心功能和空間,穿插布置相關的配套功能。如每層閱覽室均設有休息角,給學生提供一個短暫休息的場所。
三、取代傳統的運作模式
傳統圖書館的規模歷來都以藏書量作為衡量標準,書庫在傳統的圖書館設計中是必不可少的主要功能單元。但是,隨著數字技術的飛速發展,傳統的紙質信息載體在新型的圖書館中已逐漸被為網絡和電子出版物所代替。電子媒介已然成為新型數字化圖書館不可或缺的信息載體。電子光盤庫已經或將要取代傳統書庫成為一般圖書館最主要的資料存儲方式。即便是在一些有紙質文獻的傳統圖書館內,也往往采用制作縮微膠片的方式供讀者閱覽。在實際運作中,由于光盤體積小,新型數字化圖書館就可以不再專門開辟書庫,而是將其分散到各類閱覽室內,既節省管理成本又方便讀者借閱。實踐證明這一模式更適應當今圖書館的需要。
四、寓意深刻的立面設計
建筑的生命孕育在與環境的情感共生之中,從環境中來,于環境中再生,以環境作為設計的切入點,從環境的結構原型中,從環境中那些有具有生命力的要素中尋求設計線索和靈感刺激,從而建立與完善環境程序,延續與發展環境意象,以建筑自身的藝術感染力,帶動整個環境形象的藝術升華,達到情境交融。
在洛陽理工大學圖書館的立面設計中,我們從環境出發,發掘該圖書館的文化內涵,用豐富的建筑語言,賦予新型數字化圖書館深刻的含意。
為了充分表達圖書館建筑的親和性和開放性,我們設計的圖書館在正面以雙手開合的歡迎姿態佇立在讀者面前,主入口寬敞的平臺為學生提供更多駐流的空間,而且通二層的大臺階使得整棟建筑端莊雄偉。矩形的玻璃中廳增加了圖書館內部采光的同時,也營造了光影交織的變幻空間。方格形的窗戶在建筑立面上顯得大氣穩重,也有立久持久之意。條形窗的布置如同圖書館的一本本藏書,象征著通向智慧的心靈之窗。出挑的玻璃輕鋼雨蓬鋼架起到了遮風擋雨的作用。雙手開合的建筑外觀,暗喻著這座建筑是知識殿堂的大門,也似乎在召喚著學生們積極走入這扇門,為將來的人生之路打下堅固的基礎。
關鍵詞:生土;建筑材料;有色金屬;節能;環保
隨著建筑行業的不斷壯大,可持續發展和低碳經濟成為建筑材料領域的主題,生土建筑材料是未經焙燒,僅簡單加工的原狀土質材料[1],生土建筑材料是一種綠色材料,具有低能耗、低排放、低污染的特點[2]。
1生土建筑材料的生態性能
實用性強:利用生土建筑材料進行建筑構造時,可以根據不同的地形條件進行調整,例如:針對平坦的地形建設地上、地下建筑,針對斜坡地形開挖窯洞等。技術簡單:依靠生土建筑材料進行建筑施工時,對技術的要求很低,但是生土建筑材料所建造的建筑可以依山而建,也可以就地開挖洞穴和地坑,還可以用土坯和夯筑的建造方式。節能環保:拆除生土建筑后,可以將生土建筑材料作為肥料進行回收,同時,生土建筑材料還能作為一種新型的燃料。降低成本:生土建筑材料所建造的建筑,其建筑造價僅為地面磚房的五分之一。熱工性能好:生土建筑材料的導熱系數小,并具有優良的熱惰性,這兩個性能決定了生土材料具有較好的隔熱性。在炎熱的夏季,生土建筑材料可以吸收熱量,在寒冷的冬季,生土建筑外周也能有較好的保溫效果。隔音防火:生土建筑材料優良的熱工性能可以減輕外界氣候對室內環境的影響,例如生土建筑材料可以隔音,同時還具有較強的防火性能。
2生土建筑材料多功能化的研究現狀
2.1穩定型生土建筑材料
穩定型生土建筑材料是通過在生土材料中添加各種添加劑,以達到增加生土材料力學性和耐久性的目的。目前對于穩定型生土建筑材料的研究成果較多,根據添加劑的種類,可以分為傳統膠凝材料、工業廢料、天然纖維材料三大類。在利用傳統膠凝材料作為添加劑方面:國外學者C.Jayasinghe等[3]通過摻入不少于6.0%的水泥改性當地紅壤性土,結果表明可以顯著的提高生土建筑材料的力學性能,尤其是抗壓強度。國內學者尚建麗[4]采用水泥改性生土材料,試驗證明改性后生土建筑材料的力學、耐候性和抗震性能都有大幅度提高。在利用工業廢料作為添加劑方面:目前對于利用工業廢料改良生土建筑材料的研究備受關注,如國外學者NurhayatDegirmenci[5]利用廢料磷石膏和天然石膏改性生土磚,改性后生土磚的抗折強度、耐水性能以及干收縮性能都大幅提高。國內學者王琴[6]采用電廠廢料脫硫石膏、粉煤灰、熟石灰等改性生土建筑材料,所研制的壓制土坯磚抗壓強度提高2~4倍,耐水性和耐候性能提升,體積收縮降低。在利用天然纖維材料作為添加劑方面:國外學者Acheza等[7]利用海藻、甜菜根和番茄根部的纖維開發的天然聚合劑對生土材料進行改性,可以顯著提高生土建筑材料的強度和耐水性。國內學者[8]別利用麥秸、稻草和狗尾草作為加筋材料改性土坯,改性土坯抗壓強度、抗剪強度和抗折強度等力學性能得到提高。
2.2溫濕度響應型生土建筑材料
溫濕度響應型生土建筑材料是通過在生土材料中添加與適宜建筑溫濕度的相變材料和無機多孔材料,利用相變材料的吸放熱性能和無機多孔材料的吸放濕性能,實現調整、控制室內環境溫度和相對濕度,減小生土建筑墻體厚度,緩解房間潮濕,從而達到改善生土建筑室內舒適度,降低生土建筑能耗的目的。目前對于溫濕度響應型生土建筑材料的研究正處于起步階段,研究成果較少。在溫度響應型生土建筑材料方面,國外研究機構Concordia大學建筑研究中心用49%的丁基硬脂酸鹽和48%的丁基棕櫚酸鹽的混合物作相變材料,采用摻混法與灰泥砂漿混合,然后再按工藝要求制備出相變墻板[9]。在濕度響應型生土建筑材料方面,國內學者閆增峰通過對生土建筑材料物性參數測試,獲得生土建筑材圍護結構的等溫平衡吸性能,揭示生土建筑材圍護結構對室內濕環境的動態調節機制。建筑材料歷經原始階段,磚、石應用階段和鋼材、水泥應用階段。磚、石應用階段需要進行燒制以秦磚漢瓦為標志,其含一定數量的孔隙具有一定的吸放濕功能,但是覆蓋的表面材料限制了功能的發揮。鋼材、水泥應用階段以鋼筋混凝土為標志,其冰冷的表面使人們失去了可呼吸的生活空間。所以改性生土建筑材料,研究具有節能性能的溫濕度響應型生土建筑材料不但是人們生活需要,也是建筑材料向生態性發展的必然要求。
2.3空氣凈化型生土建筑材料
空氣凈化型生土建筑材料是通過在生土材料中添加光催化材料(如TiO2),利用光催化材料自身具有的“低溫深度氧化能力”凈化生土建筑室內空氣污染物,實現功能材料與生土材料相結合,提高建筑材料的熱導率,增加建筑系統的熱物性,去除室內空氣污染物,從而達到改善室內空氣品質,降低生土建筑能耗的目的。目前對于空氣凈化型生土建筑材料的研究尚未起步,主要是由于過去生土建筑材料多用于經濟較為落后地區的農村住宅,其室內裝飾裝修極為簡單不存在室內環境污染問題。近年來,在黨的富民政策的指導下,我國農民生活水平日益得到改善,城市居民的住宅裝飾裝修熱潮也逐步波及到了農村,“把房屋裝飾一新過大年”成為農民消費的新時尚。但是,由于大多數農民文化水平偏低,建材消費經驗缺乏,室內環境污染防護意識不強,發生在城市里的建筑、裝飾裝修和家具污染問題已經在農村蔓延,給剛剛富裕的農民造成了經濟的損失和身心的傷害。近年來,國內外學者在降低建筑能耗和改善室內空氣品質方面分別取得了一系列進展,并且提出了一系列改善措施,但是也出現了矛盾,具體表現為建筑節能設計往往以惡化室內空氣品質為代價,導致建筑相關疾病和病態建筑綜合癥;而在提高室內空氣品質的同時,往往造成室內能源的損失,所以迫切尋求具有節能、環保功能的建筑內表面材料。
3結語
基于對生土建筑材料的生態性能進行了綜述,提出了生土建筑材料多功能化研究思路和方向。結果表明,隨著建筑材料和農村住宅裝飾裝修熱潮的發展,對于生土建筑材料多功能化不僅僅局限于提高生土建筑材料強度和耐久性能,而且拓展到降低生土建筑建筑能耗和改善生土建筑室內空氣品質,使生土建筑/金屬材料具有節能、環保性能,實現生土建筑材料的功能化、生態化和無害化發展。
作者:陳偉 單位:中冶寶鋼技術服務有限公司
參考文獻:
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關鍵詞:設計;技術;融合;平衡
中圖分類號:J05 文獻標識碼:A
文章編號:1005-5312(2012)24-0188-01
一、德國館設計分析
(一)建筑設計
德國館建筑面積約6000平方米,展館由四個展廳,多功能演示廳和輔助用房三個部分組成,輔助空間位于最底層用來作為餐廳、零售品店備用房等。多功能廳是一個倒圓錐形的空間,形成三個不規則的形狀。鋼架結構是整個場館的主要構成結構,建筑的表面由兩層結構組成,外面是一層網狀膜材料,這層結構對太陽輻射具有很高的反射力。在結構的內側還有一層夾芯板,具有防水、保溫及保護內部結構等功能。
(二)環境設計
懸空的建筑與輔助空間在德國館的中間形成了一個室外多功能廣場。德國館入口的坡形景區沿途有各種情境空間供人們欣賞,種植在展館內的是一種特殊研制的亞洲品種青草,在世博會舉辦期間會由綠色變成紅色,從而形象地展示了季節的變遷。技術的使用使自然與城市和諧共存的設計目的得以實現。
(三)室內展廳設計
“海港”區有聚碳酸酯板材經過彎曲形成的三維立體“波浪”;“公園”區的頂部使用新型材料彎折而成,宛如花朵。“城市廣場”被設計成一個巨大的影院,掛著大塊的不規則LED屏,閃著色彩斑斕的燈光,制造城市中現達且燈火輝煌的景象。動感隧道變現德國的快速交通,用各種新型技術所做成的材料來表現藝術的美輪美奐的形態。
(四)多媒體互動設計
“動力之源”,一個巨大的多媒體交互設計,在展廳中間有一個巨球,金屬球外表安裝有40萬個發光管。物理學中球體擺動定律在此變的富有藝術性和創意性,只要金屬球固定桿頂部基點輕微運動,便能使重達兩噸左右的金屬球擺動起來。德國館中的多媒體交互設計不僅表明了藝術在技術的支撐中得到升華,而這更是德國未來發展經濟的源泉。
(五)平面設計
在風景區的“迷宮”中,墻上隱蔽的地方印滿各大品牌的標志,整個logo墻是一種巧妙的設計,使這種商業行為并不過于突兀,將商業融入了設計中。
(六)服裝設計
德國館運行團隊選用了一種耐穿的特種滌綸纖維,這種生態循環纖維可以循環回收,重新作為紡織纖維來使用。它是由生態回收利用的原料制成,不僅持久耐穿,而且有力穿著者的身體健康。同時,它在使用之后可以降解。它一旦接觸到相應的細菌環境,便會被完全地分解掉。
二、現代設計中藝術技術商業融合的方法
整個德國館設計無論是在外在內都無時無刻不體現著藝術商業技術的高度融合。藝術在更多時候與技術的展示方式息息相關,同時在不同領域其體現的方式和融合度也有所偏重,通過對德國館的設計分析,我們可以總結出在設計時藝術技術商業融合的方法。
(一)尋找平衡點與共通點
藝術技術商業在進行現代設計時必定會有共通點,這個共通點就是使它們融合的關鍵,是設計得以實施的關鍵。在德國館的外觀設計時,為了體現現代城市的和諧的設計理念,在不規則中尋找和諧,不規則的形狀需要穩定結構的支撐和使用堅固的材料。為了符合可再生設計,使用先進技術的透明膜既減少太陽的照射,又起到照明的作用。“海港”區中為了營造氛圍的波浪的材料的使用;“公園”區中墻頂懸掛的花瓣的材料的使用,都是使用了其藝術與技術上的共通性。
(二)在找到平衡點的同時又要看到著重點
在設計中藝術技術商業必定會有融合,究竟在設計中的著重點是用于商業還是藝術還是更多的為了技術的展示,這就需要具體問題具體分析。德國館中“創新工廠”的場景設計目的是為了強調該區域的新型材料的技術與產品。“動力之源”的多媒體互動設計是為了讓大家看到德國先進的技術。這就關系到設計的定性問題,著重點不同,導致著這樣的設計更偏重技術性藝術性還是商業性。
三、結論
藝術賦予技術內涵,技術是藝術的基礎,商業為技術提供平臺開發,而技術為商業的發展提供動力,這三者之間互相影響。仔細分析世博會德國館的建筑設計、室內設計、多媒體互動設計、平面設計、服裝設計等,發現藝術技術與商業之間的融合現象始終貫穿于德國館的設計中,同時總結出在現代設計中藝術技術與商業之間的相互融合需要注意尋找其中的平衡性與共通性,這是考慮到設計的可實施性;在找到平衡點的同時又要看到著重點,這是對設計的特性的考慮。