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關鍵詞:建筑物;維修加固;原因;原則;方法
近年來,人們對建筑物的安全性、適用性、耐久性要求不斷增強,對已有建筑物的維修與加固引起了工程界的廣泛重視。而且在今后一段時間內建筑物的維修與加固將會有較大的發展。
一、 維修、加固的原因和目的
建筑物,無論是工業建筑還是民用建筑,一般都應滿足安全性、適用性、耐久性三項基本功能要求。隨著國民經濟的發展以及人民生活水平的提高,居住條件,部分已從要求適用到講究美觀。甚至設計新的工業建筑時,也開始注意型式以及適當裝飾,以創造環境美的生產條件。因此現代建筑物不僅都要滿足上述三項基本功能要求,對不同的建筑類型有時還應有不同程度的藝術性要求。應該說安全性、適用性、耐久性、藝術性是建筑物的四項基本功能要求,只是對不同類型的建筑物,要求的功能的側面有所不同而已。
建筑物在正確設計、精心施工、正常使用與維護的情況下,在其設計的預期使用年限內,應該滿足其使用功能要求。但無論是舊建筑物還是新建筑物,都可能由于種種原因,造成建筑物不滿足上述某項或幾項功能的要求。這些原因主要是在下述三個階段形成:
1.設計階段
在設計階段可能由于勘察、設計資料不全或不準,建筑、結構的方案不合理,造型不妥,設計計算有誤,或構造不合理等原因,致使建筑物不能滿足預定功能要求。
2.施工階段
建筑物在施工階段,可能由于施工管理不善,或施工技術水平低下,或人為非法的偷工減料及不按施工規范操作等原因造成隱患,工程交工后,建筑物不能滿足原設計功能要求。
3.使用階段
(1) 建筑物使用年久老化,建筑物在正常使用與維護情況下已經達到或超
過了設計使用年限,已完成其功能要求的使命。
(2) 建筑物使用年久失修,建筑物正常使用,但維修不好或沒有維修,在尚未達到設計使用年限就已喪失某項或幾項功能要求。
(3)建筑物使用不合理,包括建筑物用途變更,超載使用,使用條件或環境惡化以及人為破壞等原因。
(4)自然災害及偶然事故,如地震、風災、水災、滑坡、坍塌、爆炸、撞擊及其他各種事故。
由于這些在不同階段形成的種種原因,導致建筑物不能滿足或喪失某項或
幾項功能要求。為恢復或部分恢復其原有功能或一定的功能,就應及時進行維修或加固,因為建筑物的缺陷和損壞的嚴重程度不同,要求維修或加固的深度也就不同。一般情況下,維修主要是解決建筑的耐久性問題,當然有時也能改善或改變建筑物的適用性,甚至是為了改善或提高建筑物的藝術性要求,而進行特殊的維修。加固一般是為恢復或提高建筑物的安全性和耐久性。另外有一些建筑物的維修或加固,并非由于缺損而要恢復其功能,而是為了變更使用功能,也就是改變建筑物原設計功能,滿足新的適用性要求,如把民用建筑改為小型工業建筑,或將民用建筑改為低檔公共建筑,或者上述兩種情況相反的改變。總之,維修加固的目的要求不同,進行維修加固的深度、方式方法和技術都有區別,甚至有的差別很大。
二、維修、加固的原則與要求
建筑物的維修加固工作,主要包括設計與施工兩部分,在設計之前對某些重要的建筑物,尚應作檢查監定工作。因此維修加固的設計和施工與新建工程相比要復雜的多。主要應注意一下幾個原則。
1.維修加固的設計應簡單易行,安全可靠,合理經濟。
2.維修加固施工要求在不停產或盡量少停產,不影響或少影響工作和生活的條件下進行。
3.盡量保留原有建筑物,減少拆除工作量,保留部分應有足夠的安全性與耐久性,具有利用價值。
4.維修加固時,施工場地狹小,在維修加固的建筑物內一般都有生產設備或工作和生活設施,各種管線縱橫交叉;建筑物外有相鄰建筑物或構筑物或道路等設施。因而對施工組織、工藝布置、施工方法和技術等應有特殊的安排。
5.因進行維修加固的綜合技術經濟比較,這種比較包括使用價值、維修加固方案等擴大的綜合技術經濟比較。
三、維修、加固方法的選擇
在選擇維修加固方法之前,應該先根據建筑物的具體情況,在經過多種方案比較后確定維修加固方案。根據方案的目標與要求,選擇具體的維修加固方法和技術。目前比較成熟的常用的維修加固方法和技術很多,特別是民用建筑和公共建筑的維修方法和技術更多。
1.建筑物表面維修
建筑物的結構構件表層或深層存在破損、腐蝕、蜂窩、孔洞、裂縫、銹蝕等老化缺損問題。一般方法是徹底清除老化缺損層,按需要補做新的表層。如是局部維修,作與原表層相同(包括型式、材料、顏色等)的新表層。如是全面維修,則按方案要求作可能與原表層完全不同的新表層。表面維修的方法比較多,維修深度差別大。
2.壓漿及灌漿技術
壓漿及灌漿技術主要用于建筑物的結構構件內部缺陷(表層或深層的蜂窩、孔洞)和裂縫處理。這種方法簡便,經濟效果好,能恢復建筑結構原來功能,但不能提高承載能力。
3.噴漿及噴射混凝土技術
噴漿常作建筑結構構件表層維修及補強,噴射混凝土可以是噴射素混凝土和配筋噴射混凝土,可用于各種類型結構構件的補強加固。它的特點是:新舊結構結合力高,補強加固效果好,施工不用模板,工藝簡單,技術經濟效果好。
4.粘貼鋼板加固技術
用建筑膠粘劑將鋼板粘貼到設計的補強加固部位。粘鋼板的施工工法已被業內廣為熟悉,其實質相當于對結構構件加大配筋量,可用于各種材料的結構構件粘貼鋼板補強加固。這種方法粘結力高,基本不減小建筑物的使用凈空,施工用場地小,工藝簡單,工期短,施工時對生產、工作、生活影響小。
5.增設支點(支柱、支座)加固技術
這主要用于梁式結構構件的加固。這種方法能提高結構的承載能力,施工簡單,但會減小原來建筑物的使用空間。
6.鋼拉桿及鋼圍箍加固技術
這種鋼拉桿和鋼圍箍主要用于建筑結構中的梁、柱等桿件加固。這種方法施工工藝簡單,速度快,影響建筑物的使用凈空小,但外觀不整齊,耗鋼量大。
7.外包加固技術
在建筑結構原構件外邊,外包一層混凝土或鋼筋混凝土加固。這種方法技術簡單,用的較多,但施工麻煩,工期較長,施工時對生產、工作、生活影響較大。
建筑物的維修加固情況復雜,問題繁多,按建筑物的類型有工業建筑和民用建筑;按建筑結構種類有金屬結構、鋼筋混凝土結構、砌體結構、木結構;按維修加固的原因有老化缺損的,有自然災害及偶然事故的,有改變原設計使用功能的等等,因此建筑維修加固的方法和技術也是多種多樣的,這些維修方法及加固技術用于鋼筋混凝土結構建筑較多些,但有的方法和技術具有多種用途,也可用于砌體結構等其他結構建筑物的維修與加固。(撫順職業技術學院;遼寧;撫順;113006)
參考文獻
關鍵詞:建筑節能節能建筑
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
1、概述
建筑節能和節能建筑是近年來出現頻率較高的兩個詞匯,但是深思之余,發現不同文獻和報道對其理解有所差異,還有些報道似乎混淆了兩者的區別。本文擬拋磚引玉,探討建筑節能與節能建筑之間的辨證關系,以求形成科學合理的認識,更好的為落實我國節能規劃服務。
1.1 建筑節能和節能建筑的定義
建筑節能是指在建筑物的規劃、設計、新建(改建、擴建)、改造和使用過程中,執行節能標準,采用節能型的技術、工藝、設備、材料和產品,提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統效率,加強建筑物用能系統的運行管理,利用可再生能源,在保證室內熱環境質量的前提下,減少供熱、空調制冷制熱、照明、熱水供應的能耗。
節能建筑是指遵循氣候設計和節能的基本方法,對建筑規劃分區、群體和單體、建筑朝向、間距、太陽輻射、風向以及外部空間環境進行研究后,設計出的在使用過程中能顯著降低能耗的建筑。節能建筑在我國一般是指按照國家出臺的節能設計標準設計建造的建筑。
1.2 我國建筑節能面對的形勢
能源與環境是21世紀人類共同面臨的兩大難題,快速發展的中國問題尤其突出。隨著近年來市場經濟的快速發展,城市建設規模不斷擴大,各種產業園區、大型建筑群和小城鎮不斷涌現,每年新增建筑近16~20億平米,以這樣的建設增速,預計到2020年,全國總建筑面積將達到700億平方米。加上我國的城市化進程加快,2010年我國城市化率已達43%,每年平均有接近2000萬農村人口進入城市,而城市人口能源消耗遠高于農村人口。同時隨著人民生活水平和舒適性的提高,單位建筑面積能耗呈剛性上升的趨勢。建筑能耗作為為滿足建筑功能和建筑舒適所必需的能耗,目前在我國總能耗中已占到19~20%,但仍然低于發達國家30%~40%的平均水平,因此我國建筑能耗對能耗總量的相對值和建筑能耗的絕對值都面臨持續增長的壓力。我國的建筑節能勢在必行,但任務艱巨。
1.3 我國節能建筑的發展
我國從1998年至今頒布了多項居住建筑和公共建筑節能設計標準,制定了相對1980年建筑用能水平節能30%、50%到65%三步走的計劃。計劃到2010年新建建筑分步驟普遍實施節能率為50%的《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)、《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》(JGJ134-2001)、《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》(JGJ75-2003)、《公共建筑節能設計標準》以及《建筑照明節能標準》。為加強終端能耗管理,正在研究建立我國節能建筑評定體系,即將出臺《建筑節能管理條例》及《建筑能效測評與標識技術導則》。近年來隨著國家宣傳力度的加大,節能建筑已經為廣大人民所了解,節能建筑發展迅速。
2、我國建筑節能中存在的問題
建筑節能和節能建筑近幾年的發展在促進建筑節能的大眾認識、推動建筑節能市場化等方面較為成功,但同時也暴漏出一些問題:我國的建筑節能日益得到重視,但收效不盡理想;對節能建筑的本質認識不夠,對建筑節能和節能建筑的關系不清;地方節能標準從節能50%到65%不斷攀升但落實不夠,一些新建商業項目中濫用零能耗、綠色建筑和生態建筑名稱進行不實宣傳等。
2.1建筑節能數字化
節能不能僅僅停留在政策層面,不能僅僅是一種口號或裝飾,建筑節能需要落到實處、收到實效。建筑節能是一項系統工程,其中節能設計是前提、落實施工是基礎、用戶使用是關鍵,做好建筑節能需要政府、設計院、施工單位、建設方和用戶協同努力。目前我國的節能設計已經成為強制性標準,但落實的情況尚未完全解決。2005年建設部對16個省市3000多個在建工程進行調查發現,施工過程中按節能設計標準施工的建筑中,北方地區的比例為50%,夏熱冬冷地區的比例不足20%,夏熱冬暖地區的比例不足10%。但同時各個地區盡相提高節能設計標準,按照建設部要求,在2006年新建建筑嚴格實施節能50%的設計標準基礎上,北京、天津將率先實施節能65%的標準。可見如果只重制定標準而忽視了具體的落實監控,建筑節能有可能變成數字化的空中樓閣。
2.2節能建筑標簽化
節能建筑也出現了一些將部分技術標簽化的趨勢,具體體現在把一些技術當作節能建筑的標簽來貼。特別是一些房地產開發公司為追求宣傳效果而炒做技術,建筑節能體系應是一個整體集成,不可分割開來,采用某一兩項技術來代替系統優化是不可取的。比如寒冷地區的外維護結構可以多增加投資做厚,但夏熱冬冷地區過厚的維護結構冬天固然可以保暖,但夏天卻可能增加空調系統能耗。太陽能在西部地區資源遠比東部豐富,但太陽能光伏發電卻主要建設在東部。地源熱泵在南方無須冬天供暖的條件下無法發揮熱泵冷暖兩用的優勢且容易造成冬夏土壤熱不平衡而造成運行困難。節能建筑應該優化選擇,發展成套技術。比如適用不同氣候條件的保溫結構、在當地經濟性高的空調冷熱源、高輸送效率的輸送系統、舒適性高能耗低的空調送風方式和末端等等,地域之間根據氣候應當有所差別。
2.3限制用能一刀切
建筑節能是否應該設置上限和分段價格這是最近節能法規制訂中出現的一個有爭論問題。誠然我國的建筑節能必須設置量化指標,但建筑能耗首先是一種滿足舒適性的消耗,必須以不降低合理的舒適性為前提。居住建筑的能源消耗是一種消費,代表的是生活水平的提高,應該已引導正確的消費觀念但沒有理由限制使用。對于公共建筑尤其是政府建筑應該首先制訂嚴格的能耗使用限制。從實際范圍內看,建筑節能又詳細用能指標的都是政府建筑而不是居住建筑。因此對于限制用能不能搞一刀切,必須合理區分合理消費和不合理消耗,尊重人的使用習慣也是以人為本的體現。
2.4混淆建筑節能和節能建筑
建筑節能是以節省建筑能源消耗為目的的系統工程,是節能措施落實得到的能源相對節約量,其單位用KWh/m2。節能建筑是以降低建筑物能耗指標為目的的設計和建造方式,其衡量指標是建筑物的能耗指標,單位用W/m2。前者的單位使用過程中形成的,而后者是設計值,而節能設計規范中的各項指標是從設計角度提出的,只是對應設計工況的具體指標,和實際的使用是有差異的,兩者既有區別又有聯系。對以上兩者關系的混淆造成了一些錯誤的說法,比如說我國建筑的建筑能耗達到全國總能耗的30%,其實只是我國的建筑設計總負荷達到了全國總能耗的30%,實際的建筑負荷在全國總能耗的20%左右。另外一種錯誤的說法是我國的建筑負荷相當于幾個三峽的發電量,其實也只能說是我國的建筑設計總負荷相當于幾個三峽發電量。
2.5節能建筑貴族化
一些房地產開發公司近年來營造了許多所謂高端技術路線的節能建筑,依靠堆積的先進技術炒做賣點,將節能建筑所需要增加的成本抬高到數千元人民幣。其實同等規模的建筑完全可以在成本投入相同或差幅不大的情況下實現節能,這已為國內外許多節能建筑的實踐所證明。關鍵是開發商如何有效集成各種價廉物美的技術與產品。并不是所有的產品只有國外的才能達到技術要求,國內的諸多技術與產品完全可以取而代之,完全可以做出低價和平價的節能建筑。如此,建筑節能才有生命力。
3、對我國發展建筑節能的建議
我國作為僅次于美國的世界第二耗能大國,近年來能源短缺、電力峰谷差增大、天然氣提價、空調和供暖能耗上升導致的、部分省市電力、天然氣供應不足,形勢不容樂觀,建筑節能。基于以上對建筑節能和節能建筑的辯證認識,我國的建筑節能任重而道遠,筆者認為以下幾點可供我們借鑒。
(1)注重節能建筑的落實: 我國雖已頒布了居住建筑和公共建筑等一系列節能設計標準,但監督管理措施滯后,實施的比例并不高,節能建筑在總建筑中的比例仍然很低。筆者認為當務之急不是急于不斷提高節能設計標準,而是要保證現行節能設計標準的全面落實和達標,既有建筑改造分步落實。應該完善節能設計標準和既有建筑改造的實施細則、管理辦法及經濟性獎勵政策,要完善節能建筑的責任追訴制。只有將隨著節能建筑比例的提升,建筑節能才能有穩步發展的基礎。
(2)區分公共建筑和居住建筑,分別以限制和激勵引導為主加強建筑節能:對政府建筑和用財政撥款建設的建筑,實行更加嚴格的能源管理措施,以政府建筑節能來帶動建筑節能。
(3)對于從國外引進的新技術、新材料和新設備,需要分析其對于我國氣候、使用習慣、經濟性、可維護性等方面的適用性,適合的才是最好的,不能盲目克隆國外的技術到國內。
(4)建立和完善建筑能耗的檢測、統計、審計和披露制度:目前我國應該尤其重視建立建筑能耗的后期跟蹤和披露制度,將建筑壽命周期內的能耗統計和披露制度化、規范化、透明化,應該盡快制定一套公正規范的建筑節能檢測手段,實現對建筑的節能現場檢測,將建筑能耗變成國家和老百姓都能看得見、算得清的明白賬。這對推動建筑節能落實、政策制定和提高老百姓的認知程度都有積極意義。
該系統的采光設計應符合現行國家標準《建筑采光設計標準》
光導照明的概述太陽能利用三大方式:1、太陽能光熱利用。通過收集和利用太陽的光能來進行的日常供熱等,比如:太陽能熱水器;2、太陽能光電利用。利用光生伏特效應將太陽能轉化為電能,比如:太陽能電池;3、太陽光反射利用。或者稱太陽光直接利用,將太陽光直接引入室內達到照明效果,比如:導光管采光系統。
導光管日光照明系統的工作原理光導管作為一種無電照明系統,采用這種系統的建筑物白天可以利用太陽光進行室內照明。其基本原理是,通過采光罩高效采集室外自然光線并導入系統內重新分配,再經過特殊制作的導光管傳輸后由底部的漫射裝置把自然光均勻高效的照射到任何需要光線的地方,從黎明到黃昏,甚至陰天,導光管日光照明系統導入室內的光線仍然很充足。該裝置主要由三部分組成:采光裝置、導光裝置、漫射裝置。
采光裝置:又稱采光罩,是導光管采光系統暴露在室外的部件,收集陽光。氣密性能、水密性能、抗風壓性能和抗沖擊性能是其重要的性能指標。目前采光罩多為半球形,其收集光線的效果比傳統天窗和采光天窗強,主要材質多為PMMA(亞克力)材質或PC吹塑制成,pc材質抗沖擊能力優于亞克力材質,但亞克力材質透光率好于pc材質;二者各有優劣。
導光裝置:又稱導光管,是傳輸光線的關鍵部件,其內表面反射比對于系統效率有很大影響。為了保證系統整體具有較高的傳輸效率,應采用反射比較高的管壁材料。
漫射器:主要作用是將采集的室外天然光盡量多且均勻地分布到室內,除保證合理的光分布外,還應具有較高的透射比,提高整個系統的效率。
調光器:是導光管采光系統的附加裝置,用于調節光輸出的部件。
日光照明系統適合安裝的場所把您的日光創意添加到任何您需要的場所,可為以下場所提供日間照明:公共建筑:商場、超市、體育場館、展覽館、動物園、博物館;工業建筑:大型廠房、庫房、地鐵維修廠;軍事設施:飛機庫、維修庫、器材庫、坑道等;民用建筑:候機大廳、地下通道、地鐵、輕軌等候車廳、學校、醫院、政府辦公樓、監獄、高級會所、酒店、旅館、流動房間、家庭住宅、別墅等。
光導照明的優勢節能:無需電力,利用自然光照明,同時系統中空密封,具有良好的隔熱保溫性能,按光源類型分類,可將其歸入“冷光源”,不會給室內帶來熱負荷效應。
環保:組成光導照明系統的各部分材料均屬于綠色產品。
健康:室內為漫射自然光,無頻閃,不會對人眼造成傷害(普通日光燈的供電頻率為 50 赫茲,表示發光時每秒亮暗 100 次,屬于低頻率的頻閃光,會導致人眼視覺疲勞,從而加速眼睛近視),同時表面帶有 UV 涂層的采光裝置會隔絕大部分的紫外線,使少量的紫外線進入室內,可以清除室內霉氣,抑制微生物生長,促進體內營養物質的合成和吸收,改善居住環境。
安全:不存在電力隱患光效好:光導照明系統所傳輸的光為自然光,其波長范圍為 380nm ~ 780nm ,顯色性Ra為 100(白熾燈所發出的光最接近自然光,其顯色性Ra為 95~ 97),且經過系統底部的漫射裝置,進入室內的為光為漫射光,光線柔和,照度分布均勻。
使用年限:光導照明系統使用年限≥ 25 年(電力照明燈具的使用年限 最大10 年左右,LED照明)。
光導照明系統與采光天窗的區別采光面積:光導照明系統采光面積僅為普通天窗的 1/6 、但照射面積卻更廣(普通天窗采光面積大,照明面積有限)。
采光效果:光導照明系統采光,室內為漫射光,照度均勻,無眩光、直射光(普通天窗采光進入室內的光為直線光、有眩光,且照度不均勻)。
自潔性:光導照明系統采光裝置設計為半球形,且表面特殊處理,具有良好的自潔性,不需要定時清潔(普通天窗自身維護性差,需要定時清潔和維護)。
調光性:光導照明系統可裝光量調節器,根據自己的需要進行光量調節(普通天窗調光困難)。
靈活性:光導照明系統可為建筑更里面的房間提供采光照明、穿層采光、鋼結構建筑采光等等,無限制(普通天窗有限制)。
隔熱保溫性:光導照明系統是中空密封的,具有良好的隔熱保溫性能,熱傳導系數約為 4.2w/ ㎡ k (普通天窗隔熱保溫性極差)。
隔音性:光導照明系統可達到 RW37db 的隔音效果。
防火性:光導照明系統防火性能為 B 級。
安全性:光導照明系統驟冷驟熱不炸裂,適應溫度為 零下 40 攝氏度 到零上 100 攝氏度 ,且燃燒時無融滴,離火自熄(普通天窗玻璃易炸裂)。
防盜性:光導照明系統內置防盜安全棒提高系統安全性能。
使用年限:光導照明系統使用年限≥ 25 年(普通天窗玻璃需更換),理論上可以與建筑同壽命。
光導照明系統的組成1.采光罩 | 2.防雨帽 | 3.導光管 | 4.漫射器光導照明的安裝過程安裝前準備1.勘察現場2.工具準備安裝過程1、預留孔洞2、檢查洞口及洞壁是否規則 , 然后對其進行整理使其規整3、天花板孔洞定位 ( 也可預留 )
4 、清理天花板孔洞 .
5 、安裝防水帽6 、安裝采光罩7 、安裝導光管8 、安裝漫射器施工完畢1 、檢查系統安裝是否合格,如不合格重新安裝。
2 、清理施工現場。
光導照明發展歷程在光導照明出現前,天窗采光的方式被廣泛用于大型廠房,但天窗采光有容易產生局部聚光現象等缺陷 ;而自然光光導照明的照明效果不會因光線入射角的變化而改變,且照射面積大、出射光線均勻、無眩光、不會產生局部聚光現象。采光天窗受室內吊頂結構及傳輸距離的限制,采光面積相對較大,導致安裝難度較大、防水不易處理,而自然光光導照明針對不同的屋面有不同的安裝方法及防水措施,不受室內吊頂結構等的影響。在光線傳輸方面,250mm小孔徑自然光光導照明傳輸距離可達 6m 左右,530mm、740mm的大孔徑自然光光導照明傳輸距離可達 15m 以上,并且還可以使用彎管,這使得系統的安裝更加靈活,適應性更強。
就導光管日光照明系統而言,并不是孔徑越大越好,還要評估其屋頂開孔面積占比,光通量、傳輸效率等多方面因素考慮。
近年來,由于能源供應日趨緊張、環境問題日益為人們所重視。上世紀八十年代末,美國首先發明了光導系統,在九十年代應用于民用住宅,因為光照效果明顯,使用成本低,故被廣泛宣傳。