高层建筑结构设计概述

高层建筑结构设计概述（精选10篇）

高层建筑结构设计概述 篇1

1 对建筑空间安全设计的基本认识

1.1 建筑空间的概念

建筑空间是指为了满足人们的生产和生活需要, 通过运用各种建筑要素和形式而形成的建筑内部空间和建筑外部空间的总称。其中, 内部空间主要指由墙壁、地面、门窗、屋顶等围城的空间, 外部空间是指建筑物和周围的树木、山水、街道、广场等形成的空间。

1.2 建筑空间安全设计的概念

建筑空间安全设计是一个比较广泛的概念, 是指为了避免建筑使用者的生命和财产安全受到威胁而进行的设计, 它是建筑设计学的一个重要分支, 在建筑设计中占据着重要的位置。安全设计所涉及的范围非常广, 从建筑的前期策划阶段到中期施工阶段和后期试用阶段等都要确保其安全性。同时, 每个阶段又要充分考虑到建筑结构设计以及建筑水暖电设计等方面的安全问题。

1.3 建筑空间安全设计的内容

建筑空间安全设计既包括结构安全、电气安全、防火安全、以及安全设备等, 也包括建筑安全规划、安全防范设计、场地安全设计、以及降低施工风险的建筑设计等。在进行建筑安全规划时, 要对区域环境进行调查进行区域安全规划;同时还要研究城市灾害源、城市应急资源、以及城市的基础设施和重要机构的设置等, 进行城市公共安全规划;此外还要针对灾害情况制定减灾防灾和避难策略。在进行场地安全设计时, 要分析建筑场地的周边环境, 划分安全防范的等级, 并设置缓冲区, 降低灾害带来的损失。而安全防范设计的主要目的是防范犯罪的发生, 因此要特别对走廊、电梯、厕所等空间加强安全设计。

2 当前建筑空间安全设计中存在的问题

2.1 高层建筑没有避难层

为了缓解土地紧缺的状况, 满足经济发展的需要, 高层建筑的开发受到越来越多的关注和重视, 并取得了较快的发展。但是, 受造价成本、住宅容积率、以及建筑结构设计等因素的影响和制约, 大多数的高层建筑没有设置避难层。这就导致一旦发生火灾等险情, 救援消防云梯车无法达到救援所学的高度时, 就会造成重大的财产损失和人员伤亡。同时结合当前我国实际, 即使在一些设置了避难层的高层建筑中, 由于其防烟系统的不完善, 使得大量烟气会从风口位置进入到避难层内, 达不到防烟的目的。

2.2 建筑消防通道存在问题

在进行建筑设计时, 开发商往往为了追求更多的利润, 实现经济效益的最大化, 致使建筑物之间的距离小、空地少, 缩减了防火间距, 没有设置消防车通道。而在一些高层建筑中, 虽然按照相关规定设置了消防车通道, 但一般没有设置在平坦空地上, 且很多不是环形车道, 没有回车场, 限制了消防车的顺利通行。为了解决这一问题, 在建筑内部至少要设置两个以上的消防安全出口和消防疏散楼梯, 同时在建筑物之间也要设置连通消防安全出口, 保证各楼之间可以实现相互疏散。此外, 在消防登高面的一侧, 要设置至少一块消防登高场地, 保证消防车能够迅速展开施救工作。

2.3 建筑中的装修和配套设施不健全

当前, 建筑越来越追求外表的美观和功能的健全, 因此开始实行集中供应冷热水和空调, 这样就增加了建筑自身的负担, 使燃气、燃油、锅炉等存在潜在安全隐患。在一些建筑中, 为了美观直接把消火栓箱镶嵌在墙体里, 致使墙体自身的耐火极限达不到要求。因此, 为了消除这些安全隐患, 在进行建筑安全设计时, 要尽量把消防栓设置成环状管网, 在一些条形建筑中可以把管网竖向摆放成环状。此外, 在高层建筑中进行安全设计时要确保建筑物耐火等级, 保证建筑物的结构短时间内不被损毁, 从而为进行人员疏散争取更多的时间, 也可以减少灾害带来的损失。

3 建筑空间安全设计策略

建筑的生命周期一般分为规划设计阶段、施工阶段、以及使用维护阶段, 因此在进行建筑空间的安全设计时, 要从这三个阶段出发, 考虑到工程建设的各个方面, 把建筑存在的安全隐患降到最低。

3.1 规划设计阶段

建筑工程的规划设计阶段, 要做的工作主要包括建筑选址、环境勘察、方案设计、初步设计、详细设计、招标投标等, 在一些情况下还要制定初步的施工方案。在这一阶段, 参与的人员主要有业主、管理人员、以及规划设计人员等, 由于此时的建设环境和建筑构造还没有成形, 一般不会出现财产损失和人员伤亡的情况。但是, 规划设计阶段的安全设计需要对后续工程的施工和建成环境中存在的安全问题进行预测和识别, 并制定出相应的对策加以预防和控制。

规划设计阶段的安全设计要从现场调查着手, 对建筑设计进行危害分析, 预测在施工阶段和使用维护阶段可能会出现的安全问题。一般通过分析地质状况、周边交通、地下管线、空中电缆、以及施工环境等, 进行安全评估, 然后再拟定出相应的安全措施。同时, 还需要对工程竣工后的使用和维修等问题制定出对策, 避免出现安全问题。例如, 当建筑区有地下电缆或煤气管线时, 为了避免发生触电或煤气泄漏事故, 需要事先制定保护措施加以应对。

3.2 施工阶段

建筑工程的质量和安全, 受多方面因素的影响, 因此在进行施工阶段的安全设计时需要综合考虑各种因素, 尽量减少建筑施工过程中造成的安全问题。首先, 在工程施工时, 要严格按照设计图纸进行工作, 对于建筑结构以及消防设施的安置等不能随意更改, 这是最基本的要求。其次, 还要保证建筑材料和机械设备达到质量标准。建筑材料是建筑的物质基础, 建筑材料的质量直接关系到建筑的质量和安全;而机械设备是施工顺利进行的关键, 关系到工程的进度和质量, 因此确保建筑材料和机械设备的质量与建筑空间安全密切相关。同时, 还要保证施工人员具有较高的技术水平和专业素质, 尽可能地减少人为因素带来的建筑安全问题。

3.3 使用维护阶段

在使用维护阶段, 与之相关的人员主要包括业主、来访者、维护人员、以及管理人员等, 主要包括建筑、设备、以及事故发生时可能会波及到的任何物体。因此, 在进行建筑空间的安全设计时, 不仅要使建筑物本身具有防火、防灾的功能, 还要根据建筑物的地域特点和性质, 全面分析和判断来自建筑内部及外部的安全威胁, 采取有效措施预防和控制由于自然原因或人为原因带来的安全隐患。例如应对洪水、地震、台风、恐怖袭击等安全问题的防范措施。

4 总结

经济的快速发展带动了建筑行业的发展, 使我国建筑行业呈现出一片生机勃勃的发展态势。但是, 由于过度追求经济利益, 建筑的质量安全得不到有效保证, 安全事故时有发生。为了解决这个问题, 确保我国建筑行业的健康有序发展, 必需要从建筑空间安全设计开始着手, 着力消除建筑中存在的安全隐患, 保证人民的生命和财产安全。

摘要：建筑存在的意义就是为人们提供一个安全栖身的场所。随着经济的发展和社会的进步, 人们的生活水平日益提高, 对居住环境也有了更高的要求。特别是近年来高层建筑的不断发展, 使得建筑的安全性逐渐成为人们关注的焦点。因此, 在进行建筑设计时, 建筑空间的安全设计需要受到足够的重视。本文主要从对建筑空间安全设计的基本认识、当前建筑空间安全设计中存在的问题、以及建筑空间安全设计策略等几个方面来进行概述。

关键词：建筑空间,安全设计,问题及策略

参考文献

[1]王蓉, 王征.建筑安全设计[J].山西建筑, 2007 (25) .[1]王蓉, 王征.建筑安全设计[J].山西建筑, 2007 (25) .

[2]周铁军, 左进, 林岭.西部山地城市公共开放空间安全评价[J].新建筑, 2007 (05) .[2]周铁军, 左进, 林岭.西部山地城市公共开放空间安全评价[J].新建筑, 2007 (05) .

[3]郑安.提高我国大型建筑的安全性与耐久性设计标准[J].中华建设, 2007 (10) .[3]郑安.提高我国大型建筑的安全性与耐久性设计标准[J].中华建设, 2007 (10) .

[4]吴桂芳.建筑外部空间安全设计宏观对策[J].中华建设, 2008 (10) .[4]吴桂芳.建筑外部空间安全设计宏观对策[J].中华建设, 2008 (10) .

概述生态建筑中住宅设计方法 篇2

关键词：住宅;生态;建筑;设计

1.生态住宅的涵义

根据世界卫生组织（WHO）的定义，所谓“健康”就是指人在身体上、精神上、社会上完全处于良好的状态。据此定义，“健康住宅”不仅仅是住宅+绿化+社区医疗保健，还指在生态环境、生活卫生、立体绿化、自然景观、噪音降低、建筑和装饰材料、空气流通等方面，都必须以人的健康为根本。

2.生态住宅建筑设计的重要性

2.1提高居民生活质量的需要

生态住宅能够减轻居住区环境的污染，能使废弃物减少到零排放或零污染，做到再生、循环使用和重复使用，生态住宅可为人们提供最大的自然度和自由度，充分有机地利用自然的原材料，大大减少了有害建筑材料对人体的污染，使人们居住更加舒适。

2.2节约能源和资源的需要

住宅建设每年消耗大量能源和资源，随着社会的进步和人们生活水平的日益提高，合理规划项目用地，以提高土地使用效率，采用科学的建筑体系，以提高建筑的有效使用面积和耐久年限，限期淘汰能耗大的建筑材料，节约不可再生原料和短期资源，多使用自然建材和当地材料。

2.3时代与社会发展的需要

可持续发展是时代的主旋律，是经济社会发展的新战略，而生态环境建设是实施可持续发展的前提和基础，生态环境质量直接影响着可持续发展的潜力。住宅是城市建设的基础，生态城市应该为居民提供良好的居住、生活和工作环境，从而使居民的生活得更美好、更舒适、更和谐。

3.生态建筑中的建筑设计方法

3.1通风设计

生态建筑的突出表现为住宅对人们的健康作用，而通风设计是生态住宅设计的关键。通过和自然界的充分合作，能够在过渡季节依靠自然通风，来满足住宅的室内环境的要求，这种做法不仅可以节省住宅室内空调消耗，而且还能够塑造出一种比以往更加舒适的室内环境。在进行住宅单体设计的过程中，做到合理设置门窗，调节室内通风。首先对住宅群就整体采用“风墙”体系，住宅楼的两边设置阳台作为开风口，而为了能够在每个开风口的位置引入自然风，会在两边布置两块挡风墙，二者形成一个喇叭状的口袋，能够将风捕捉到阳台里面，然后再通过阳台门的开口去控制风量的大小，形成一个“空气锁”，能够有效地利用自然风来创造舒适的室内环境。在国外，小区住宅楼就是一个整体，竖向的拔风空间的设置，可以直通每一户。对于室内通风的改善效果能够达到60%以上，而在炎热的夏季，则可以将地下室的凉风抽到地上的楼层用于降温，可以在竖向空间顶部设置一个蓄热墙用于吸收热能，利用热空气的上升产生对流，以此来解决住户通风以及排除室内的浊气，同时还可以在冬季用来取暖，可以通过调整竖向空间上部窗口的开启面积大小来对自然通风量进行控制。还有的利用机械通风加强竖向的空间的拔风作用。其次，利用保温系统和新风系统进行配套使用。尤其是在客厅及卧室安装进风器，在厨房以及卫生间安装排风器，这样才能够将污浊的空气排出室外，把外界新鲜的空气进入进来，维持人们的正常呼吸。

3.2平面设计

评价住宅平面设计是否合理的关键性条件是看其是否能够节约能耗。在进行住宅的平面设计中，考虑最多的是夏季的穿堂风以及全明房，这是最主要最关键的考量因素。住宅房间的进深对于穿堂风的效果及其形成都有着决定性的作用，一般而言，房间的进深不应该超过15米。在进行住宅平面设计的过程中，把电梯以及楼梯间和卫生间布置在建筑的外层或者是西侧，能够有效地减少太阳对室内空间的热辐射。阳光间作为住宅降低能耗的一个最有益的补充，与阳光间相连接的方面不仅仅可以减少热量的损失，而且还可以减少对于制冷的消耗。在北方，阳光间作为日照最充足的房间，也是作为利用太阳能的一种最主要的方法之一。所以，在进行住宅的平面设计的时候一定要将这种开敞式的空间设计成为室内花园，能够进一步改善室内的环境。在平面设计图上要把握突出部位以及实体片墙的合理设置对于引导自然通风以及遮阳都有着比较明显的效果。

3.3立面设计

在进行住宅平面设计的时候一定要根据当地的气候情况来改变墙体的角度，可以适当的提高住宅对于气候的适应性及其对自然资源的最大限度的利用。比如说采用层层退台的方式来获得更大面积的阳光照射。在北向墙面可以结合屋顶作适度的内倾斜，也可以将冬季的寒风导向天空，以此来减少冬季北风对建筑的风压，用此办法来降低维护结构内的热渗漏，这样也可以创造出比较优美的住宅外形。

3.4遮阳设计

太阳辐射对于建筑的影响比较大，而日照能够使得室内获取更加充分的阳光，尤其是在冬季，一般情况下，太阳的辐射能够使得建筑达到一定的热量，以此来降低建筑的热负荷，但是对于夏季来说，太阳辐射的热量对于空调来说就构成了负荷。有美国研究人员对于墙体以及玻璃的太阳辐射热量进行比较，结果发现通过玻璃进入到住宅室内的太阳辐射量是墙体的30倍以上。而一旦增加的遮阳措施的话，这种热能的通过量明显有了很大的降低，只占了原先热量的1/3左右。外遮阳是我们日常生活中使用频率最高的遮阳设施，它能够将80%的太阳辐射产生的热量遮挡在住宅室外，能够有效减低室内空调的负荷，达到节约能源的效果。充分结合现代建筑形式，在西向以及南向安装可以调节的外遮阳，能够根据具体的情况来进行调解，这种做法既能够满足因为夏季炎热遮挡太阳热量的要求，同时又不影响到采光和冬季的日照需求，而且还可以进行进一步的安装光、温感元件以及电动构件，以此来实现智能化的全自动控制，合理利用太阳辐射，做到节约能源。对于外遮阳来说，内遮阳的设施对于太阳辐射的遮挡效果是比较弱的，但是对于住宅建筑来说，不管是从私密性的角度来看还是从防止眩光的角度来看，这二者的考虑因素都是必须的。

3.5窗户设计

窗户作为建筑设计中必不可缺少的一部分，能够使采光以及通风有着大大地改善，同时还能够使住宅空间有一定的开敞作用，能够扩大视野，但这其实也是建筑耗能的一个最主要因素。增大窗户面积可以引入更多的太阳能，但窗户的传热系数比其他外围护结构大得多，窗户面积增大势必会引起更多的能量消耗，因此必须将窗墙比控制在合适的范围内，在满足基本采光和通风的前提下，应尽量缩小窗墙比以解决这一矛盾，同时应对南北向窗墙比作适当调整，而不是仅仅为了造型就南北向均采用飘窗，或为取景之故甚至毫无理由地采用落地窗等时下流行的设计方法，在增大采光通风面积的同时产生过大的耗能量是得不偿失的。因此，应以满足室内采光、通风要求作为窗墙面积比的确定原则，来规定窗墙面积比的数值是它能基本满足较大进深房间的采光、通风要求。近年来居住建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势，这是因为商品住宅的购买者大部分希望自己的住宅更加通透明亮。考虑到临街建筑立面美观的需要，窗墙面积比超过规定值是允许的，但应首先考虑减小窗户阳台透明部的传热系数，如采用单框双玻璃或中空玻璃窗，并加强夏季活动遮阳，其次可考虑减小外墙的传热系数。

4.结语

总之，我国住宅市场发展迅速，住宅设计从生存型逐步向功能型、舒适型转变，开始出现体现人文关怀、节能环保、科技创新理念的住宅。绿色生态住宅充分利用环境自然资源，以有益于生态、健康、节能为宗旨，确保生态系统的良性循环，确保居住者在身体上、精神上、社会上完全处于良好的状态。

参考文献：

[1]西安建筑科技大学绿色建筑研究中心·绿色建筑·北京：中国计划出版社，1999：177.

高层建筑结构水平位移控制概述 篇3

建筑结构都要抵抗由恒荷载和活荷载产生的竖向荷载和由风荷载、地震作用产生的水平荷载, 对于高层建筑, 风荷载、地震作用产生的水平荷载起主要控制作用, 因而, 由水平荷载引起的位移 (水平侧移) 是高层建筑结构设计中一个很重要的指标。水平荷载作用下结构的楼层侧移, 主要由3部分组成: (1) 楼层的整体剪切位移 (也称平动位移) , 由楼层剪力引起; (2) 结构因整体弯曲变形产生的侧移 (也称转动位移) , 由水平荷载产生的倾覆力矩引起; (3) 基础转动位移, 由地基变形引起的结构整体刚体转动所产生的位移, 对结构在竖向荷载作用下的重力二阶效应影响最大, 与结构在水平荷载作用下受力和变形无关。

各国规范控制高层建筑水平位移的指标不尽相同, 但大部分国家规范是以层间位移作为控制指标的[1]。层间位移限值是高层建筑结构设计的一个重要指标。在正常使用条件下, 限制高层建筑结构层间位移的主要目的有:一是保证主结构基本处入弹性受力状态。对钢筋混凝土结构来讲, 要避免混凝土墙或柱出现裂缝;同时, 将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许范围之内;二是保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好, 避免产生明显损伤[2]。

2 控制位移的参数

控制层间变形的参数一般有3种:即层间位移与层高之比 (层间位移角) ;有害层间位移角;区格广义剪切变形。

2.1 层间位移与层高之比 (层间位移角)

1) 定义:指楼层层间最大位移与层高之比。

2) 表达式:

式中, Δui为第i层层间位移 (见图1) ;θi为第i层层间位移与层高之比 (第i层层间位移角) ;ui, ui-1为第i层、i-1层位移;hi为第i层层高。

2.2 有害层间位移角

1) 定义:建筑某楼层因弯曲和剪切产生的层间位移与层高之比, 即建筑某层构件因弯曲和剪切变形引起的层间位移角。

2) 表达式:

式中, θi d为第i层有害层间位移角;Δuid为第i层构件弯曲和剪切变形产生的层间位移 (见图1) 。

2.3 区格的广义剪切变形 (简称剪切变形)

1) 定义:剪切变形是将层间位移角中剪力墙、框架和连梁区格各自不同的刚体位移 (转动) 部分去除, 剩下部分的变形。

2) 表达式:

式中, γi j为区格ij剪切变形, 其中脚标i表示区格所在层次, j表示区格序号;Δυi为区格两端的竖向位移差 (见图2) ;θi-1, j为区格ij下楼盖的转角, 以顺时针方向为正;lj为区格ij的宽度;υi-1, j, υi-1, j-1为相应节点的竖向位移。

层间位移角反映剪切型结构的受力特征较为合理, 但与弯曲型或弯剪型结构的受力特征的相关性较差[3]。有害层间位移角主要用来反映剪力墙等弯曲型结构的受力特征, 对整个楼盖的变形采用了平截面假定。从结构受力与变形的相关性来看, 参数γi j即剪切变形较符合实际情况;但就结构的宏观控制而言, 参数θi即层间位移角又较简便。考虑到层间位移控制是一个宏观的侧向刚度指标, 为便于设计人员在工程设计中应用, 我国规范采用了层间最大位移与层高之比Δu/h, 即层间位移角θ作为控制指标。

3 层间位移控制的有效途径及方法

3.1 选用合理的抗侧力体系

选择合理的结构抗侧力体系, 能有效地控制高层建筑地位移。在水平荷载的作用下, 以整体剪切变形为主的结构, 如框架结构, 其上部层间位移较小, 下部层间位移较大[4]。而以整体弯曲变形为主的结构, 如剪力墙结构, 其上部层间位移较大, 下部层间位移较小。结构采用弯曲型和剪切型两种不同变形性质的构件形成一个完整的结构体系, 即弯-剪双重体系, 两种不同变形性质的构件通过楼板进行协同工作, 能明显减小高层结构的顶点位移及层间位移。弯-剪双重抗侧力体系在工程中应用非常广泛, 常见的有框架-混凝土剪力墙体系, 框架-支撑体系, 框架-混凝土筒体等[5]。

3.2 优化结构布置, 控制结构适宜的刚度

在平面布置上, 高层建筑平面宜简单、规则, 减少偏心。在竖向布置上, 高层建筑的竖向体型宜规则、均匀, 避免有过大的外挑和收进[6]。刚度愈大, 高层建筑中剪力墙或框架柱的数量越多, 尽管结构变形较小, 但地震时吸引了更大的地震力, 使用空间上也有所限制, 且明显增加结构自重, 造成材料浪费, 造价提高。刚度太小, 结构在地震或风荷载作用下变形过大, 可能产生严重后果甚至倒塌。适宜的刚度既能保证结构在地震和风荷载作用下不致产生过大的变形, 又能做到结构设计经济实用。

3.3 设置结构加强层

根据近年来高层建筑的设计经验及理论分析研究, 当框架-核心筒结构的侧向刚度不能满足设计要求时, 可以设置加强层以加强核心筒与周边框架的联系, 提高结构整体刚度, 控制结构位移。可利用高层建筑的避难层、设备层空间, 设置适宜刚度的水平伸臂构件, 形成带加强层的高层建筑结构。必要时, 加强层也可同时设置周边水平环带构件。水平伸臂构件、周边环带构件可采用斜腹杆桁架、实体梁、箱形梁、空腹桁架等形式。

4 结语

1) 对于高层建筑, 风荷载、地震作用产生的水平荷载起主要控制作用, 由水平荷载引起的位移 (水平侧移) 是高层建筑结构设计中一个很重要的指标。

2) 各国规范控制高层建筑水平位移的指标不尽相同, 但大部分国家规范是以层间位移作为控制指标的。从结构受力与变形的相关性来看, 剪切变形作为控制高层建筑水平位移的指标较符合实际情况, 但如何应用到实际工程中还需要进一步研究。

3) 本文介绍了控制高层建筑结构层间位移的几种有效方法, 在进行设计时, 做好分析工作, 选用合理的结构型式和平面、立面布置, 对控制高层建筑的水平侧移会起到事半功倍的效果。

摘要：根据高层建筑结构的受力特点, 阐述了高层建筑结构水平位移的组成和控制水平位移的意义, 分析了控制水平位移的指标参数, 以及我国规范对高层建筑结构水平位移的控制指标, 介绍了控制高层建筑结构水平位移的几种有效方法。

关键词：高层建筑,水平位移,位移控制,层间位移

参考文献

【1】魏琏.高层建筑结构位移控制研讨[J].建筑结构, 2000, 30 (6) :27-30.

【2】GB50011—2010建筑抗震设计规范[S].

【3】忻鼎康.超高层混凝土结构的层间变形限值[J].建筑结构学报, 2000, 21 (3) :10-15.

【4】邓明科.剪力墙结构基于性能抗震设计的目标层间位移确定方法[J].工程力学, 2008, 25 (11) :141-148.

【5】钱稼茹.高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2012.

高层建筑结构设计概述 篇4

【关键词】G20峰会；主会场；午宴厅；建筑声学；本底噪声；混响时间

文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.10.004

【Abstract】This paper introduced the architectural acoustics design of the main venue of G20 summit， including the noise and vibration control design， the muffler of the air conditioning system design and the sound design these three parts， then the on-site measurements and the actual operation verify the validity of the acoustical design.

【Key Words】G20 summit； conference center； lunch room； architectural acoustics； background noise； reverberation time

1 项目概况

G20“二十国集团领导人第十一次峰会”于2016年9月在杭州举办并圆满落幕。G20峰会主会场大气磅礴，又不失江南元素的婉约儒雅，给世人留下了深刻印象。

与以往举办高端国际会议不同，本次G20峰会的主场馆没有配建新的场馆，而是对原有的杭州国际博览中心进行改造。在改造过程中，设计师需综合考虑投入的经济性及实用性，既要保证G20峰会期间的高品质使用，又要考虑会议结束后场馆作为博览中心商用，在设计上有一定的难度。

杭州国际博览中心总建筑面积约840 000 m2，其地上建筑共四层，自西向东分为一到五区，功能一区为会议中心，二到五区为会展中心；地下建筑共两层，地下一层使用功能为商业、车库、机房，地下二层为车库战时人防。为满足G20峰会使用，需对博览中心原有会议功能进行拓展及完善，强化或增加迎宾、午宴和会议等功能，同时增设新闻发布、同声传译等附属功能。新闻中心、安保中心等临时性建筑均选择在项目原有大空间展厅内临时搭建，峰会后拆除，不影响展厅后续使用。

整个工程主体由北京市建筑设计研究院设计，中广电广播电影电视设计研究院承担博览中心内会议功能房间的建筑声学、音视频系统和舞台灯光系统工作。笔者仅就G20峰会的主会场和午宴厅的建筑声学设计部分做初步总结。

2 建筑概况

本改建项目有其特殊性，设计时杭州国际博览中心原有建筑主体结构已完成，声学上可调整范围有限。超大的空间体量、午宴厅半球形透光的不利建筑体型、设备有限的安装空间和结构荷载不足等问题均难以更改。再加上整个项目设计周期的限制，给声学设计和其他专业设计均带来了不小的挑战。

项目总体的声学设计思路为：在各方面条件容许的情况下，尽可能满足合理的声学要求，为G20峰会创造一个理想的使用空间；对于一些条件所限，难以满足声学基本要求的场所，在保证会场视觉效果、使用功能的前提下，也应与室内设计协调，配合音视频系统，采用各种合理有效的措施，控制声学环境在容忍限度下，使房间整体上仍可满足正常的使用要求。

2.1 主会场

主会场是举办G20峰会会议时，各国领导人出席会议的重要场所。主会场总面积约2 000 m2，总容积约19 000 m3，为45 m边长的方正空间。会议基本形式为大型圆桌会议，场地中央设置直径18 m的大型圆环条桌，沿圆桌排列各参会领导人坐席，其余参会随员坐席位于外侧，围合成圆形，总计人数为100人左右。主会场平、立面图见图1、图2。

主会场的整体高度9.8 m左右，体型较为扁平，且主会场顶棚与地面之间基本上是大面积平行面，如不进行声学处理，声波多次反射易形成颤动回声，从而将造成在某些区域听到多次有明显时间间隔的长延迟反射声，影响场内听闻效果。

主会场装修设计为具有浓墨重彩的民族风格；室内声学材料的布置既要融合到室内装修效果里，又要达到场内混响时间控制的目的。同时，又要尽可能避免严重的声缺陷出现，如长延迟的反射声、颤动回声等。

2.2 午宴厅

午宴厅又称“空中花园”，是领导人午宴和会谈的场所。午宴厅为全玻璃构造的巨大的球形建筑，地面面积达2 500 m2左右，中心高度近37 m，总容积约可达75 000 m3。穹顶正中设置了具有星空景象的“天眼”，并采用自然天光照亮室内空间。

午宴厅场地中央有圆环形条桌，沿圆桌排列各参会领导人坐席。主席位后侧设置大型屏风。并利用原建筑设计的12根半圆柱，设计为送风风筒，建筑上精雕细刻，蔚成一景。

午宴厅平、立面图见图3、图4。

由图3、图4可见，午宴厅体型为半球型，除地面外，墙和顶都是由硬反射的玻璃幕构成，在声学上属于典型的“不可”体型。由于建筑体型已经固有，只能充分预估声聚焦的范围及其对于语言清晰度的影响，尽可能运用声学手段进行处理。

根据既有建筑多个案例的现场调查显示，一般圆形厅堂，其中心区域存在的明显颤动回声，在相当大的范围内严重影响听闻。这些颤动回声分布在一定的范围内，即圆心周边区域。在G20峰会的午宴厅，虽然午宴圆桌外周的听闻区域基本避开了大厅的圆心区，但是由于颤动回声是一个区域而不是点，尽可能采用吸声、扩散等措施，并配合扩声系统设计，达到满意的声学环境。

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3 建筑声学设计指标

3.1 基本设计指标

主会场和午宴厅均在扩声系统运行环境下运用，其混响时间、本底噪声的清晰度指标，参考《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》GB/T 50356-2005及《声环境质量标准》GB 3096-2008等标准制定，详见表1。

3.2 声缺陷的控制

系统运行应有良好的声学环境，使用区域内应无明显的声缺陷，如颤动回声、低频染色和声聚焦等。

3.3 楼板有感振动的控制

主会场和午宴厅的噪声和振动主要来自空调系统。

空调系统噪声不仅包括空气声和结构传声等可闻声，午宴厅的空调机房位于其下方，设备机组极易在午宴厅的楼板上产生有感振动，这是听不见的“噪声”。因此，声学设计除考虑传统的空调机组隔声隔振、风路消声设计外，应进一步考虑有感振动的问题，采取相应措施以避免设备的有感振动通过楼板传至午宴厅内的地板结构。

参考《声环境质量标准》GB 3096-2008及ISO等的相关标准，楼板振动要求需低于表2所列值。

4 音质设计

4.1 主会场音质处理措施

主会场顶棚构造从内至外由五部分组成，为避免产生颤动回声，同时避免与室内装修的矛盾，顶棚采用局部吸声处理和扩散相结合方式，尽可能避免大面积反射面存在。

中央圆桌上方的吊挂纱灯是直径为9 m的圆形，垂挂高度2.5 m，纱灯面饰图案体现杭州风光，又要达到高频一定程度的吸声和扩散目的；为了满足扩声和灯光的要求，顶部有艺术透光片的圆环，透光片肌理类似“青花瓷”陶瓷，可满足其后部大功率投光灯和扩声系统透射要求；镂空的紫铜斗拱构造，3个斗拱为一组，共40组，是镂空结构，具有声扩散的作用；顶部的环形铜格栅为吸声结构，配合外观室内设计，可达到整体上混响时间有效控制的目的；顶面飞檐凹凸有致的造型具有扩散的作用。

主会场墙面布置实木木雕、实木花窗、铜雕、金属雕刻等造型，场内8根圆柱表面亦设置紫铜雕花，这些空间构件均有一定的声扩散功能。为保证主会场内足够的吸声量，在实木花窗、金属雕刻等造型后侧及开口内侧等各部位处，与造型匹配，均布置了吸声材料，在兼顾室内美观的同时，满足声学性能的要求。

主会场地面满铺有厚地毯。圆桌上铺有桌布，座椅面层铺设软垫，增加部分吸声作用。图5所示为主会场装修效果图。

4.2 午宴厅音质处理措施

午宴厅吸声材料主要布置在宾客周围区域，在宾客活动的范围内，达到满意的声学环境。图6所示为午宴厅装修效果图。

午宴厅顶部中央部位设计的“天眼”，直径为20 m，室内设计上为星空图案，采用有一定透光、吸声作用的软膜天花。软膜天花的吸声作用有限，但是能缓解部分声聚焦现象。

玻璃幕墙顶的顶部四周有5道环形遮光窗帘，窗帘下垂高度2.2 m，有一定的高频吸声与扩散作用。对于球形玻璃幕墙近地面的护墙部位，配合室内设计，设置有落地窗帘等吸声材料。

中心圆桌和圆形墙面之间有12根大型风柱，表面设置雕花造型，主席位后设置大型屏风。风柱与屏风均有一定的声扩散作用。

午宴厅地面铺有地毯，圆桌上台布两侧下垂，采用软垫座椅面层，可增加部分吸声作用。

在会议圆桌的中央部位摆放大型花坛、雕塑造型等，通过打散平行面控制来自顶棚的声聚焦和颤动回声。扬声器布置在宾客前方，经过扩声系统调试确定其合理布局，减小室内声缺陷对扩声效果的影响。

4.3 午宴厅计算机模拟

由于午宴厅体型较为特殊，为保证建筑声学设计的有效性，对午宴厅内声场进行了计算机模拟。计算机声场模拟将整个厅堂复杂的几何形体简化为只与声学有关的简单面，忽略柱子圆弧等造型，且不考虑灯光系统等相关设备条件。

午宴厅计算机模型如图7所示。

模拟计算中，无指向性声源位于圆桌中央，高1.5 m，声源声功率级70 dB；厅内均匀共布置8个接收点，各接收点距地面高度为1.2 m，如图8所示。

厅内混响时间的模拟结果为各接收点的平均值，见表3。

由模拟结果所见，午宴厅中频混响时间约3 s，与声学设计目标值符合较好。

5 噪声与振动控制设计

（1）主会场墙体构造隔声量要求不低于50 dBA，由于结构荷载的限制，不能选择容重较大的重质墙体。考虑到主会场位于建筑四层，平层周边均为贵宾室、服务间等无噪声干扰的功能性房间，且空调、水泵等设备机房均位于远离主会场的区域，主会场墙体选择轻质墙体附加石膏板构造亦可满足隔声要求。

主会场的空调机房设备安装空间有限，主消声器安装在机房外部，并对其进行了隔声处理；在控制主管内风速的前提下，在管路上均设置有消声器；风速较高时，风阀和散流器均是引起气流噪声主要因素之一，对于主会场的个别风管支路上，设置了附加消声器；并在空调专业的配合下，根据噪声指标的要求选用合理的散流器。

（2）午宴厅位于建筑顶层，建筑装修设计理念是球形、透光。为防止环境噪声的影响，采用双层玻璃隔声幕墙。

午宴厅的空调机房在其下方。因此采用低噪声的设备是关键的一步，设计采用低噪声空调箱和风机等；将风机运行的工况点设置为接近最高效率点，此时风机的运行噪声最低；且按《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003的要求，控制管道内的风速。

午宴厅属于超大空间体量，其下方空调机房内安装空间极其有限，设计与施工均有较大难度。原设计中，午宴厅送风形式为62个喷口分3层单侧送风，送风距离达50 m，计算噪声声压级室内将达到50 dBA以上。与暖通专业协商后，空调专业决定将原有回风通路改为送风通路（即12根风柱），大大缩短了送风的距离，既达到送风均匀的目的，又在声学上降低了出风口的风速，为空调系统的消声设计提供了有利条件。

（3）消声器的选择，同时考虑了以下因素：

a.管路系统容许的消声器的压力损失；

b.消声器本身的气流噪声；

c.消声器的插入损失。

主会场和午宴厅的每一通路的总消声量见表4。

（4）为了防止空调设备振动引起的低频有感振动，声学设计根据楼板的结构动力特性确定设备的系统固有频率，采用复合隔振系统进行隔振处理，满足楼板的振动指标要求。

在空间有限的条件下，空调专业和施工单位克服困难，按照声学要求安装了消声器，并反复调试，确保空调使用要求和噪声的指标要求达到满意的效果。

6 现场声学测量

G20峰会召开前夕，中广电广播电影电视设计研究院声学设计研究所对杭州国际博览中心内主要功能房间进行了现场测量和调试。测量包括本底噪声、混响时间等声学参数。

（1）会场内本底噪声实际测量值为36.5 dBA，达到了预期的声学设计目标，详见表5。

（2）主会场和午宴厅的混响时间现场测量值均与建筑声学音质设计指标符合较好，详见表6。

场馆运行前的测量结果，表明主会场内各项指标均达到声学设计的目标值要求，为G20峰会的顺利进行打下了良好的基础。

7 结语

经G20峰会会议期间的实际运行验证，各使用房间运行良好。成功接待了30个国家及经济组织的领导人，完成了举办大型国际会议、高端商务会展活动的任务，得到一致好评。

声学设计能从图纸上的概念落实为现实的工程成果，与建设单位的支持，各相关设计专业的密切配合密不可分，谨在此表达对各相关方的谢意。

（编辑 王 芳）

建筑结构加固技术概述 篇5

关键词：建筑结构,加固法,纤维材料,钢筋混凝土

随着现代经济的飞速发展和生活水平的不断提高,人们对建筑的数量、质量和使用功能提出了越来越多的要求,科学技术的进步也促使各种新型结构、新型材料以及新的施工工艺不断出现。为保证建筑工程的质量,促使建筑业健康发展,我国于1997年通过了《中华人民共和国建筑法》[1],明确规定:“建筑物在合理使用寿命内,必须确保地基基础工程和主体结构的质量,对已发现的质量缺陷,建筑施工企业应当修复。”除此之外,对我国而言,将原有的建筑进行改造以充分利用,不但可以节约投资,而且能够减少对土地的征用,对缓解日益紧张的城市用地矛盾有着重要的意义。

1 常用的结构加固技术

1.1 增大截面加固法

对钢筋混凝土结构而言,增大截面法是通过采用同种材料(钢筋混凝土)来增大原混凝土结构截面面积,从而达到提高结构承载能力的目的。当梁、柱构件抗力不够时,常采用增大截面法,其优点如下:

1)施工技术成熟,便于施工;

2)质量好,可靠性强;

3)提高抗力及构件刚度的幅度大,尤其对柱增加稳定性较大。

增大截面、增加刚度,首先要考虑分析整体结构,不能仅为局部加大而加大,这样会引起整体结构的局部薄弱层发生重大事故。此外,加大截面法还有一些不利因素,使用时要予以考虑。

1)因构件质量和刚度变化较大,结构固有频率会发生变化,因此,应避免使结构加固后的固有频率进入地震或风震的共振区域,造成新形式的破坏;

2)现场湿作业工作量大,养护时间较长,对生产和生活有一定的影响;

3)构件的截面增大后对结构的外观以及房屋或桥梁净空也有一定的影响。

增大截面加固法主要使用于梁、板、柱、墙等一般结构。

1.2 外包钢加固法

外包钢加固法是一种以角钢外包于构件四角,角钢之间用缀板连接的加固方法。外包钢加固法分干式和湿式两种情况。

1)湿式外包钢法是在型钢与原构件之间用乳胶水泥或环氧树脂等粘结,使新旧材料之间有较好的协同工作能力,其整体性好,但湿作业工作量大;

2)干式外包钢法是型钢与原构件之间无任何粘结,有时虽填以水泥砂浆,但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递,型钢与原构件不能整体工作,彼此只能单独受力。与湿式外包钢相比,干式外包钢施工更为简便,但承载力提高不如湿式外包钢有效。

该法能在基本上不改变原结构构件截面尺寸的情况下,大幅度提高构件承载力,增大延性和刚度,适用于混凝土柱、梁、屋架和砖窗间墙以及烟囱等结构构件和构筑物的加固。外包钢加固法特别适用于使用上不允许增大截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的轴心和偏心受压构件的加固。该法施工速度快,现场工作量较小,加固效果好,但用钢量大,加固费用较高。

1.3 预应力加固法

预应力加固法是一种采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆和组合式拉杆)或型钢撑杆对结构进行加固的方法。通过施加预应力强迫钢拉杆或型钢撑杆受力,影响并改变原结构应力分布,并降低结构原有应力水平,致使一般加固方法中普遍存在的应力应变滞后现象的影响能较好的消除。因此,后加部分与原结构能较好地共同工作,结构的总体承载能力可显著提高。预应力加固法具有加固、卸载和改变结构应力分布的三重效果,适用于大跨度结构加固,以及采用其他方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固。

预应力加固法的主要优点如下:

1)体外配筋张拉预应力可以起到增加主筋、提高正截面及斜截面的强度,同时也提高了刚度,有效地改善了使用性能且效果好。

2)预应力能消除或减缓后加杆件的应力滞后现象,使后加杆件有效地工作。

3)预应力产生的负弯矩可以抵消部分荷载弯矩,减小原构件的挠度,缩小原构件的裂缝宽度甚至使原裂缝完全闭合。

因此,预应力加固法是一种加固效果好而且费用低的加固方法,具有广阔的应用前景。该法的缺点是增加了施加预应力的工序和设备。

1.4 外部粘钢加固法

外部粘钢加固法是将钢板通过粘结剂,按加固设计要求,粘贴于混凝土或钢结构表面,使之共同工作。这种加固法的优点是取材容易,施工方便、快捷,能在几乎不改变构件的外观和使用空间的条件下,大大提高结构构件的承载力和正常使用阶段的性能。

采用外部粘钢加固时,通常是将钢板粘于梁底受拉区,以提高梁的承载力,当在梁侧贴钢板时还可以提高梁斜截面承载力。目前,外部粘钢加固法主要用于承受静力作用的一般受弯构件及受拉构件的补强加固,要求环境温度不宜超过60 ℃,相对湿度不宜大于70%,并要求无化学腐蚀。当工作条件不满足上述要求时,应当采取相应的处理措施。粘贴钢板对施工工艺要求较高,一般需要专业施工队伍才能保证施工质量。

1.5 增设支点加固法

增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度,达到减小结构内力和提高其承载能力的加固方法。该法简单可靠,但对于使用空间有一定影响,适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。

按照增设的支承结构的变形性能,增设支点法可分为刚性支点和弹性支点两种情况。刚性支点法通过支承结构的轴心受压或轴心受拉将荷载直接传给基础或柱子等构件,由于支承结构的轴向变形远远小于被加固结构的挠曲变形,对被加固结构而言,支承结构可简化按不动支点考虑,结构受力较为明确,内力计算大为简化;弹性支点法通过支承结构的受弯或桁架作用间接地传递荷载的一种加固方法,由于支承结构的变形和被加固结构的变形属同一数量级,支承结构只能按弹性支点考虑,内力分析较为复杂。相对而言,刚性支点加固对结构承载能力提高幅度较大,弹性支点加固对结构使用空间的影响程度较低。

1.6 化学灌浆补强法

化学灌浆补强就是将一定化学材料配制成浆液,用压送设备将其灌入混凝土结构裂缝内,使其扩散、胶凝或固化,达到补强的目的。化学灌浆材料主要有两种:一种是以环氧树脂为主剂配制成的环氧树脂灌浆材料,它具有化学稳定性好、可以室温固化、收缩小、强度高、粘结力强等一系列优点,而且因为环氧树脂灌浆材料的粘结力和内聚力均大于混凝土的内聚力,能有效地修补混凝土的裂缝,恢复结构的整体性,目前是一种较好的补强固结化学灌浆材料,一般用于修补宽度为0.2 mm～0.5 mm的裂缝;另一种是以甲基丙烯酸甲酯为主剂配制的甲基丙烯酸酯类灌浆材料,它具有可灌性好的特点,能灌入0.05 mm宽的细微裂缝中,一般用来修补缝宽在0.2 mm以下的裂缝。

化学灌浆补强法主要用来修补因出现裂缝而影响使用功能的结构,如水池、水塔、水坝等,也可用来修补混凝土梁、板、柱等构件及因钢筋锈蚀而导致结构耐久性降低的构件。

1.7 水泥压浆补强法

水泥压浆补强法是一种用压力设备将水泥浆液压入结构构件的蜂窝、孔洞或裂缝中,充填并固结这些缺陷,以达到补强加固的目的。水泥灌浆具有强度高、材料来源广、价格低,运输、储存方便及灌浆工艺比较简单等优点,至今仍是应用最广泛的灌浆材料。该法的缺点是需要专门的设备,主要用于因地震、温度、沉降等原因引起的砖墙裂缝的修补。

1.8 喷射混凝土补强法

喷射混凝土补强法是一种用混凝土喷射机将混凝土拌合料和水(干喷机)或混凝土湿料(湿喷机)以高速喷射到混凝土结构上,并快速凝固成型的加固方法。喷射混凝土不需要振捣,它借助水泥与骨料之间的连续冲击实现密实化,也不需要支模或只需部分支模,施工方便、速度快、工期短、喷射凝固层与原结构粘结力强,所以在大范围加固工程中具有独特优势,其缺点是需要专门的设备,对混凝土的配合比设计要求较高。这种方法常用于:病弱混凝土的局部或全部更换;在梁、板等构件的下面增补混凝土;填补混凝土和砖石结构中的孔洞、缝隙及混凝土墙的麻面。

1.9 粘贴纤维材料加固法

纤维复合材料作为一种新型的混凝土结构补强加固材料在我国逐渐兴起,纤维增强复合材料是利用树脂类胶结材料将纤维布粘贴于混凝土表面,从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。结构加固中常用的FRP(纤维增强复合材料)有:CFRP(碳纤维增强塑料)、GFRP(玻璃纤维增强塑料)和AFRP(芳纶纤维增强复合材料),与传统混凝土结构加固技术相比具有明显的优越性。

1)高强高效。在加固修补混凝土结构中可以充分利用其高强度的特点来提高混凝土结构的承载力和延性,改善其受力性能,达到高效加固修补的目的,对于柱的抗震加固尤其具有重要意义。2)施工便捷。施工工效高,没有湿作业,不需要大型施工机具,无需现场固定设施,施工占用场地少。3)具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能。4)施工质量易保证。5)FRP材料质量轻且薄,粘贴后每平方米重量不到1.0 kg(包括树脂重量),一层粘贴后厚度仅1.0 mm左右,加固修补后,基本不增加原结构自重及原构件尺寸。6)适用面广。

2 结语

对于上述加固方法,国内外的很多科研机构都进行了大量的研究工作,且大都已经用于实际工程中。然而,这些加固方法都有一定的缺陷,除去带有共性的化学腐蚀问题外,象粘钢加固法,还会增加构件自重、结点不易处理、施工难度大等。因此,在实际加固时,应寻求一种简便易行的技术含量高的加固技术。FRP以其优异的性能成为土木工程领域受宠的新型材料,尤其与传统的钢筋混凝土结构相结合更能发挥其突出的优点。FRP具有很大的研究推广价值和巨大的社会经济效益,随着研究工作的不断深入,这种材料必将得到广泛的应用。我国拥有巨大的建筑市场,随着经济建设的飞速发展,相信FRP在我国土木工程领域将有美好广阔的发展前景。

参考文献

[1]卓尚木.钢筋混凝土结构事故分析与加固[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]张富春,林志伸,肖良钊,等.建筑物的鉴定加固与改造[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.

[3]卜良桃,王济川.建筑结构加固改造设计与施工[M].长沙:湖南大学出版社,2002.

[4]袁广林.钢筋混凝土结构的加固与修复[J].混凝土与水泥制品,1997(4):55-57.

建筑小区共用消防设施设计概述 篇6

随着经济的发展，多栋建筑组成的小区越来越多。尤其高层建筑小区，扑救难度大，火灾隐患多，事故后果严重等原因具有较大的火灾危险性，必须设置有效的消防系统，对避免火灾造成的生命财产损失至关重要。

大多数(少于2.5万人)建筑小区，同一时间发生的火灾次数为一次。在一个建筑小区内可以考虑消防水池、消防水泵、消防水箱、水泵接合器等共享，形成了区域消防。区域消防给水系统既可以增加消防给水系统的可靠性，又便于职能部门监督，降低造价，便于维护管理，还可以防止业主重报批，轻落实管理的现象。

建筑小区消防给水设计，不同于单体建筑给水设计，设计实践中多套用《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)和《高层建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)。《建规》在条文说明中提到了区域消防，并做了一定的规范，如区域高压或临时高压给水系统;在《高规》7.3.5条也明确了高层建筑群可集中设置消防水池、消防泵房和高位消防水箱。

但是建筑小区类型多种多样，对于水泵接合器、区域消防设施保护范围等都没有明文规定，有必要出台一部《建筑小区消防给水设计规范》，进一步规范建筑小区消防给水设计。

2 工程实例

2.1 工程概况

本工程为临汾晨光家园住宅小区，由6栋18层单元式住宅以及地下车库组成。占地面积31 720.61 m2，绿化率42.6%。总建筑面积96 653.58 m2。其中商业面积3 636.0 m2。住宅总户数562户。东西宽约160 m，南北长约240 m。

水源:分别自小区北侧、南侧城市道路接入一条DN150给水管，在小区室外布置成环状管网，市政水压为0.3 MPa。入口设倒流防止器，防止回流污染。

2.2 消火栓给水系统

1)消防用水量见表1。

2)消防水池。

市政给水可保证火灾时全部室外消防用水量，消防水池储存室内消防水量，设252 m3消防水池一座。在低区给水管网上《高规》要求设室外地下式消防栓。水泵接合器设置保证6栋建筑物40 m范围内均有2套。消防车直接从室外消火栓取水，通过水泵接合器，向室内消防管网供水。

3)消防泵房。

消防水泵按最不利建筑高层住宅楼要求选型，消防水泵房、消防水池集中设置于小区地下车库中间位置。室内消火栓干管单独设置，布置于车库梁下。以便于管理、维护、减少水头损失，降低能耗。

4)消防水箱。

按《高规》高位消防水箱的消防储水量，一类公共建筑不应小于18 m3;二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12 m3。

消防初期10 min用水12 m3贮存在3号屋顶的消防水箱内，水箱设置高度不满足最不利消火栓7 m静压，设增压稳压装置，应以最不利一栋楼最不利消火栓为计算依据。

2.3 自动喷淋给水系统

2.3.1 系统选择

由于车库覆土厚度1.5 m，远大于当地冰冻线深度，故地下车库采用湿式自动喷淋给水系统。按中危险级Ⅱ级;设计喷水强度:8.0 L/(min·m2);作用面积:160 m2;设计喷水流量:30 L/s;最不利喷头工作压力:0.07 MPa;消防历时:1 h。

2.3.2 系统设计

喷淋水泵按最不利喷头压力要求选型，湿式报警阀设于地下车库报警阀间。高位水箱出水管在报警阀前与管网相连接，并设减压措施，管网上设置1套双组水泵接合器。

自动喷水灭火系统每个报警阀控制的喷头数不超过800个，报警阀(多于2套)之前的喷淋给水管联成环状。每个防火分区总水平干管上设水流指示器及信号阀门，消防控制中心的控制屏上显示出供水总管阀门的启闭状态，以及喷头动作时火灾所在的层数和区域。报警阀、水力警铃及压力开关的运行情况也都能在消防控制中心的控制屏上显示出来。车库采用68℃温级闭式锡合金直立型喷头。闭式自动喷水灭火系统泵由报警阀上的压力开关自动启动，也可由消防控制中心启动。

3 区域消防给水系统问题探讨

区域消防做到了消防资源的共享，无论从造价还是消防系统的可靠性及管理等方面优势明显。区域消防给水系统国内已有广泛应用，但是有些具体问题需进一步探讨。

3.1 屋顶消防水箱能否共用

从同一时间发生火灾次数的解释及防火实践来看，屋顶水箱完全可以共用。但也有人有疑问，如在一个小区火灾扑灭后，屋顶水箱的水没有得到补充前又发生了火灾，火灾初期的灭火用水无保障。若按照这种假设来推论，不光屋顶水箱，消防水池的设置也不能共用。

3.2 关于水泵接合器的设置

若小区可保证自不同方向两路来水，且水量可满足消防流量，压力自地面算起不小于10 m，室外消防环网、室外消火栓按《低规》《高规》要求设置;水泵接合器宜分散布置于各单体40 m范围内。火灾时消防车自室外消火栓取水通过水泵接合器向单体供水。

若市政水源不能保证消防要求，室外消防应布置消防水池。由于消防车的供水能力为150 m，若小区单体均在保护范围内，可只在小区水池附近设取水口，在消防管网上集中设置水泵接合器。火灾时消防车自取水口取水通过水泵接合器向单体供水。

3.3 关于消防蓄水池的设置

如前所述，市政水源不能保证消防要求，对于较大的建筑小区，受消防车供水能力的限制，在一个小区集中设置一个水泵接合器及消防水池，不能满足消防要求，而应根据最大保护半径150 m，每个水泵接合器的供水能力为10 L/s～15 L/s这一原则，设置室外消防水池、水泵接合器。

3.4 关于消防水泵的共用

如果小区内无高层建筑，无室内消防用水，按《建规》要求，生活、室外消防给水管可合用。

如果小区内有室内消防用水，生活和室外消防给水管共用，室内消防给水管道单独布置。消防水泵的流量和扬程应满足最不利建筑的消防水压、水量的要求。

若室内消防需要竖向分区，可单独设置高、低区室内消防管道及消防泵，也可通过室内管道布置减压阀的办法满足规范要求。具体小区需要做进一步的经济技术、消防供水安全性的比较，选择最合理的消防供水方案，保证安全，避免火灾。

参考文献

[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.全国民用建筑工程设计技术措施.给水排水[M].北京:中国计划出版社,2009.

[2]GB50015-2003,建筑给水排水设计规范(2009年版)[S].

[3]GB50016-2006,建筑设计防火规范[S].

[4]GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].

工业厂房建筑设计概述 篇7

随着全国各地环保搬迁的进程,重工业厂房逐渐搬离主城,随着建筑观念的改变,重工业厂房设计除了考虑功能的实用性,还应赋予建筑以科技化,人性化,多元话的特性,使工业厂房不仅满足其使用功能,也能体现工业建筑的艺术美,赋予了现代工业建筑新的设计理念。(1)节能设计:节能是可持续发展工业厂房的一个最普遍、最明显的特征。它包括两个方面,一是建筑营运的低能耗,二是建造工业厂房过程本身的低能耗。这两点可以从一些工业厂房利用太阳能、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,从工业的营运到废物的二次利用等所有环节都不对环境构成威胁,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。这是工业厂房科持续发展的重要措施,强调对建设用地、建筑材料、采暖空间的资源再生利用,因此有效的利用资源、能源,实现技术的有效性和生态的可持续发展,建造负责人的,具有生态环境一时的工业厂房常成为必然。

2 工业厂房设计概述

在重钢环保搬迁的紧锣密鼓的冲锋号下,工业厂房在搬迁中演绎着举足轻重的角色。工业厂房的建筑设计也就体现着不可忽视的作用。就某轧钢厂房为例,简略概述一下工业厂房中所要涉及到的主要几个问题。

2.1 平面设计

工业厂房多为设置重级工作制吊车的单层厂房,平面设计主要屋面及地面的交通流线组织、吊车检修走道的设置。地面及地下多为工艺设备要求,根据工艺流线布置工业建筑平面;屋面主要考虑到设置屋顶通风及屋顶采光,屋顶通风可采用屋脊纵向通风,屋面横向通风及设置横向的条形采光板。工业厂房屋面跨度比较大,屋顶汇水面积大,屋面坡度一般为1/10~1/20,采用传统的屋面排水基本上不能满足要求,因此屋面排水多采用虹吸式雨排水。防火分区的确定,轧钢厂房的火灾危险性类别为丁类,厂方内设置局部火灾危险性较大的生产部分,只要其占本层或本防火分区面积的比例小于5%均仍可按丁类设置,对于一二级耐火等级的丁类厂房,整个厂房可作为一个防火分区,但又应该考虑货物运送及人员进出的方便,适当设置车行入口及人形入口。

2.2 立面设计

工业厂房的建筑立面要把握以下4个方面的特征:规模、线条、色彩、变化。重工业厂房因其生产工艺流线较长,厂房规模比较大。立面主要由工艺布置来决定,在满足工艺的要求下力求立面简洁恢宏同时使节点尽量简单统一。建筑立面设计把建筑形象与厂房的功能有机结合在一起,满足建筑采光、通风、散热等基本要求。首先厂房的高度要满足工艺使用要求,根据吊车起吊高度,吊车型号,考虑行车运行的安全距离及屋面结构形式,确定建筑立面标高;根据厂房立面高度,厂房设置成竖向线条或是横向线条。重钢厂区工业厂房多设计为竖向线条。外墙下部进风口可为开敞式,也可采用通风百叶或立转窗,开敞位置要设置遮雨棚,以防雨水飘入,在中部采用压型钢板作为维护结构,在柱距大于9米时,应设置墙架柱,设置墙面维护结构的部位考虑采光要求及立面美观效果设置横向高阻燃型玻璃钢采光板。使得钢结构建筑富有流畅的金属质感,体现了强烈的现代工业气息。同时,钢结构屋面可以大量使用屋面采光板,采光均匀,同时兼可解决厂房通风问题。体现了现代化厂房的恢宏气势,又丰富了立面效果。

2.3 剖面设计根据吊车起吊高度,吊车型号,考虑行车运行的安全距离及屋面结构形式,确定建筑剖面节点。

2.4 走道及检修梯

重级工作制的桥式吊车应设置两侧安全走道,并在厂房两端山墙处设置跨间走道,形成环形吊车安全走道;中级工作制的桥式吊车应设置两侧安全走道,有条件时,可在产房两端山墙处设置跨间走道形成环形安全走道;检修梯上吊车安全走道应注意避免将安全走道截断,处理方式一般是分开设置,屋面检修梯可以单独设置,也可以从安全走道上设置。

2.5 建筑构造

工业厂房地坪一般都要承受重载,所以地面的处理也不同于常规做法,要根据工艺所提荷载情况,按照《建筑地面设计规范》及参考工业厂房地面设计的一些图集进行处理。

3 工业厂房发展方向

随着社会的发展和科技的进步,工业厂房设计从以往的以生产设备为中心朝着以人为本的方向发展,人的因素在建筑中越来越重要,工业厂房的人性化设计要求建筑师摒弃只重生产工艺的需求,轻人得行为和心理需求的倾向,注重人对空间环境的体验和感受,创造方便、安全、健康和舒适的工作空间,使工业厂房空间环境与人相融合,创造让人产生归属感和亲切感的良好生活环境,最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。

3.1 自然环境的引入与渗透

在工业厂房的内部空间环境中,应重视开放空间的创建,使内部空间与自然环境相互交流和渗透。通过设置一些自然景点,观景窗、观景台、内庭园以及落地窗等措施加强人与自然的联系。此外,引进自然改善内部生产环境还可以借鉴我国传统园林的一些设计手法如;渗透、借景、对景等。

3.2 工业厂房外部空间的和谐统一

在工业厂房的外部空间环境设计中,应结合环境要素和内在的生产工艺,综合考虑建筑空间布置、群体组合、突出项目自身的功能空间及环境要素特质,以统一的空间建构、色彩构成等处理手法来强化其自身风格的整体性,增强工业厂房外部空间环境的可识别性和亲和力。

4 结束语

随着时代的发展和科技的进步。人们的要求也不断发展,对工艺建筑设计也提出了更高的要求。现代建筑设计应当是注入了认人的思想和理念的过程,工业厂房业不单单是工业厂房,那么简单,它已经融入了人们的生活。建筑师只有将上述发展趋势融入到自己的设计中现代工业厂房的艺术美,这是现代工业厂房的必由之路去。才能创造出于时代相适应的工业厂房来,让人们享受现代工业厂房的艺术美,这是现代工业厂房的必由之路。

摘要：文章通过对重工业厂房设计理念的阐述,论述了重工业厂房的建筑设计以及工业厂房发展方向。

关键词：功能,艺术美

参考文献

[1]费麟.工业建筑设计的现状与发展[J].工业厂房,2003,(4).

建筑结构强震观测系统概述 篇8

我国GB 50011-2001建筑抗震设计规范第3.10.1条明确规定:“抗震设防烈度为7度,8度,9度时,高度分别超过160 m,120 m,80 m的高层建筑,应设置建筑结构的地震反应观测系统,建筑设计应留有观测仪器和线路的位置。”

1 建筑结构地震反应观测系统构成

在对建筑结构进行强震动观测时,一般需要在建筑结构的特征部位以及相邻的自由地表处布设若干测点。若观测系统采用整装(或成套)的3通道强震仪,这样既不经济,也不便于管理。从系统建设经费及其维护管理的角度来看,建筑结构地震反应观测系统最适宜采用以微机为基础的多通道地震观测系统。

随着计算机技术的发展,近年来以微机为基础的多通道地震观测系统得到了迅速发展。这种地震观测系统硬件设备采用微机,配以高速、高精度的模数转换板和力平衡式加速度计,数据采集和系统控制通过软件来实现,系统管理及后续数据处理灵活多样,时间服务采用GPS授时,系统可进行连续监测,实时显示波形,并可以通过市政电话线实现远程通讯。目前投放市场的这种系统通道数通常为16道、32道、64道或128道。这种多通道强震动观测系统成本低、功能强,特别适用于建筑结构的地震反应观测,其基本设备配置包括:多道数据采集器、加速度计、GPS系统、UPS、稳压器和标定信号源、屏蔽电缆、程控电话、防雷装置、数据存储与处理设备、通信与数据处理软件等。

2 测点布置原则

为了经济、合理地设计建筑结构地震反应观测系统,在考虑系统的测点布设时,需根据建筑物特点确定,将测点尽量安设在既能够反映出建筑结构主体结构的振动,又能灵敏地反映在建筑结构振动特征的位置上。同时,为了解建筑物的整体反应特性,在建筑物的底层、顶层和若干中间层以及建筑物附近自由场地均需布设测点。为此,在进行房屋建筑地震反应观测系统设计时,应考虑结构振型及耦连振动的影响。

如果将建筑结构近似地简化为一线性力学模型,则结构系统的动力特性可用四个主要参数来确定,即振型、振型质量、自振频率和振型阻尼。尽管这四个参数对于房屋建筑结构在地震作用下的振动反应均有着显著影响,但由于结构振型直接关系着结构在地震作用下的变形特征,因此在选择合理的测点位置时,应该首先考虑振型的影响,将测点布设在对应各振型中都有较大幅值的部位,尽量避免将测点布设在振型节点处。一般情况下,振型阶数越高,所需测点的数量也就越多。例如,为了测定结构的第一振型,至少需两个测点,分别布设在房屋建筑物的底层和最高层;为了测定第二振型,则沿建筑物的高度至少布设三个测点,分别布置在建筑物的底层、顶层以及第二振型较大幅值所在位置;以此类推可知,至少需要四个测点才能了解第三振型的特征。

对于对称结构形式的建筑物,一般认为在地震作用下的侧向水平运动可以分离成三个独立的运动,即沿两个主轴方向的侧向水平运动和扭转运动。然而,实际振动测试结果表明,多数情形下侧向水平运动与扭转运动是耦连在一起的,很难分离出来。对于不对称的结构来说,耦连振动现象更显著。因此,在进行房屋建筑地震反应观测系统设计时,应考虑结构耦连振动效应,否则,就不能反应建筑物的完整振动特性。为了获取房屋建筑物的扭转振动反应数据,以进行侧向水平运动与扭转运动分离分析,应在建筑物的较高楼层上布设两个以上的对称水平测点。

此外,还应在建筑物附近的自由场地上布设一测点,为进行房屋建筑结构地震反应记录分析提供输入地震动。为了使这一测点得到的地震动能真正地代表输入到结构上的自由场地震动,要求这个测点离结构不能太远,最好不要超过1/2～1/3的地震波长。但为了防止土—结构相互作用对这一测点地震动的影响,这一测点又不能太靠近房屋建筑物,通常应距离结构至少相当于结构物高度的1.5倍～2倍处为宜。

3 结语

地震工程的研究和实践已经获得了许多有关房屋建筑破坏机理和抗震构造措施的经验知识,建立了一些抗震设计方法。但是,尚有若干问题没有得到圆满的解决。同时,鉴于建筑物的社会功能和价值的提高,其抗震安全性评价和损伤检测(健康诊断)也需要依据地震反应的实测数据。因此,在建筑物上布设地震反应观测系统,有助于了解建筑结构在地震荷载作用下的反应特征,提高建筑结构抗震设计水平,最大限度地减少震时的人员伤亡和财产损失。

参考文献

[1]周雍年,周正华.数字时代的强震动观测[A].新世纪地震工程与防震减灾[C].北京:地震出版社,2002:683-690.

[2]谢礼立,于双久.强震观测与分析原理[M].北京:地震出版社,1982:149-164.

[3]周正华,李铁.建筑结构地震反应观测系统[J].地球物理学进展,2004,19(4):868-872.

[4]Lee,W.H.K.Realtime Seismic Data Acquisition and Process-ing,IASPEI Software Library,Volume 1(2nd edition),Seis-mological Society of America,EI Cerrito,CA,(285 pp.and 3diskettes),2002:755-758.

建筑工程项目施工管理概述 篇9

【关键词】项目管理；建筑工程

1、工程项目管理的基本含义

工程项目管理，通常指为达到工程项目的计划目标，从投资决策、建设施工及交付使用（包括售后服务）等各个过程对整个工程项目所进行的设计、协调、组织及控制等多项工作。工程项目管理的主要目的是为了最大限度的提高资源（主要包括人力、财力和物力）的使用效率，从而达到时间、空间和信息的有机统一，由此获得最佳的环境效益、社会效益和经济效益。随着社会工业技术和生产力发展的需要，工程项目管理已经不再是过去的靠经验管理的人海战术，而是在向“机械化施工，信息化管理”转变，这对于提升管理、保障质量有重大意义。

2、建筑工程项目管理的主要内容

2.1人员管理。建筑工程项目中涉及到的人员主要包括设计人员、施工人员、监理人员和业主等多个主体。这些主体人员是工程项目的灵魂，因而首先要重视人员方面的控制。所有参与工程项目的人员应当相互协作，发挥各自的主动性和创造性，管理中要坚持以人为本，通过培训、教育及实例分析等增强人的使命感和责任感，从而使得工程质量、工期和成本等方面达到最优效果。2.2材料管理。第一，采购人员的选择。采购人员不仅应具备相关的专业知识，而且应有较高的政治思想觉悟和产品质量鉴别的能力，当然，更重要的是要有强烈的企业忠诚度。第二，要掌握工程材料的市场信息，选择一个或多个具备较强市场竞争力的厂家实现供应。第三，注意供应的材料的科学性，避免因材料供应导致施工进度减缓，同时要重视材料检查及验收工作，严格把控好质量关。第四，在施工现场管理中，要注意提高材料的利用效率，合理节约材料。2.3机械设备管理。工程项目中，机械管理的好坏对于项目质量和进度有直接影响，因此应予以高度重视。要建立健全责任人制度、记录设备运转情况及安全使用情况等，确保各类机械设备处于最佳使用状态，保障工程进度有序前进。2.4技术管理。技术管理涉及多个方面，包括方案设计、工艺流程、组织及检测方法等。其中，方案是重点，要依据实际的工程情况，综合操作和经济等因素进行考察分析，确保方案经济合理、技术先进、操作方便，最终提高工程质量，加快工程进度。2.5环境管理。环境对工程而言，有着重大影响，例如工程地质情况、气象及水文状况等，更为典型的是作业场所及劳动组合等。环境的特点是复杂多变，例如温度、湿度、风霜雨雪或酷热等都会对建筑工程项目造成不同程度的影响。因此，在管理中，应结合工程施工的实际情况，营造文明的施工氛围，从各方面保证施工的顺利进行，最大程度减少环境对于工程项目的影响。2.6工程进度管理。第一，项目进度设计要科学合理，采用多种手段充分利用资源。第二，加强管理，对于工程材料的质量、工程实施的情况、变革情况等进行记录，采用会议或者周报等形式，掌握实时动态。第三，依据计划进度制定具体合理的采购计划，保证材料的价格、质量及使用时间等符合工程条件，并对工程成果及时验收。

3、建筑工程项目管理的流程

3.1工程启动、规划过程。工程启动过程阶段：由立项开始，企业的领导、市场和研发等部门在会议上提出项目，通过企业讨论如果有一定可行性，则由领导交给负责开发立项的项目部门。如是住宅建筑项目启动，我国还要求有相关政府部门的批准方能立项。工程项目通过审批后，要对项目进行详细规划，包括项目目标、项目范围、相关行动方案等。3.2工程执行过程。执行过程，即通常所说的施工过程，是将设计图纸建筑转化为实体建筑的过程，要结合项目绩效、控制管理、项目分析、采购管理等多方因素，科学处理，确保项目完成，通过验收。这一过程要求随时跟踪审查项目进展和绩效，针对实际情况，合理调整变更计划。3.3工程项目监控。项目经理和负责任要实时跟踪、审查并调整项目进展，整个监控过程要始终坚持既定的绩效目标为根本方向，监控施工进度、各项资源使用状况、项目成本、项目质量及可能遇到的风险等。3.4工程项目收尾。工程施工完成后，要进行项目的最后验收鉴定并向客户移交，对本次施工各方面情况进行评价，总结施工的经验和教训。

4、建筑工程项目管理的主要方法

4.1建设单位自管。即由工程建设单位自主设立基建机构，支配建设资金、办理相关手续，准备场地、采购器材、招标施工及工程验收等工作。一直以来，建设单位自管是我国应用较广的方式之一，始终属于主流方式，但是随着市场经济的成熟和发展，使用数量已经有所下降。4.2建设指挥部管理模式。这是一种发展中国家较常见的模式，发达国家较为少见，主要是通过行政管理手段对项目工程进行管理，由于当前项目法人责任制的推广和成熟，我国采用建设指挥部模式的项目工程已大大减少。4.3总承包单位负责制。工程建设总承包单位负责制可细分为三种形式：①专业工程建设承包企业主体制；②设计单位主体承包制；③施工企业主体制4.4国际咨询工程师联合会（FIDIC）推荐模式。FIDIC是国际上最有权威的咨询工程师组织，其推荐模式为：首先，完成设计任务后，业主采用招标形式进行项目管理承包，即通常所说的红皮书《土木工程施工合同条件》。其次，承包商从项目可行性分析到竣工试运营等全过程进行管理总承包，也称之为项目管理总承包商。4.5项目管理咨询公司模式。这种模式在美国较为流行，通常设计承包商、施工承包商及制造供应商等平行承包，项目管理咨询公司负责整个项目的全过程管理，其专业性较强。

5、结语

综上所述，建筑工程项目施工管理是建筑工程的命脉，只有管理到位，项目才能顺利实施。因此在项目施工管理中，认真执行计划、协调各个部门、控制各环节质量，根据实际情况分析、调整和解决各种问题及困难，坚持以人为本，项目至上的原则，保证整个施工过程有条不紊的进行，不会因为个别环节出现问题导致整个项目延期，要让投入最小化，效益最大化。这才是建筑工程项目施工管理的最终目的。

参考文献

[1]李俊杰.建筑工程施工技術管理[J].黑龙江科技信息，2010（4）.

高层建筑结构设计概述 篇10

北京建工发展大厦位于南礼士路西侧与南礼士路北二条交汇处,是南礼士路19号危旧房改造工程,建筑面积19 991.45m2,地下3层,地上13层,建筑高度46.8m。其西立面实景图见图1。本项目为建工集团自用的办公楼项目,作为大型国有施工企业,有必要设计、建造一座集绿色、科技、节能三大理念于一身的绿色建筑,作为名片,来显示企业的综合实力。

该项目是北京建工集团的绿色建筑示范性工程,采用设计单位与科研单位联合攻关的方式,综合利用和开发目前先进科技的最新成果,节能与可再生能源并用,为员工创造健康、舒适的工作环境。

2 设计构思

在方案的设计过程中,我们从办公建筑、微能耗及绿色建筑3方面入手,寻找最佳契合点。

2.1 办公建筑

该项目由于地理位置的原因,采用东西朝向,主立面朝西,以及外挂幕墙实体墙相结合的立面设计。

2.2 实现微能耗

为打造和谐的人居环境,节能、环保将是一个永恒的主题。本设计所遵循的原则是:被动节能技术优先,同时充分利用可再生能源。因此,在设计中,应用建筑设计手法尽可能实现自然采光、有效通风和夏季遮阳,并合理采用新型的建筑材料。在形体的选择上,在节能建筑与办公建筑之间寻找契合点,让建筑的形体既能实现总部建筑设计理念,同时使其具有较好的节能体型系数。

2.3 在绿色建筑领域多方合作

在确定将本建筑建设成绿色建筑方案之初,我们就携手中国建筑科学研究院、北京建筑技术发展有限责任公司等单位,联合攻关,确保在绿色建筑、节能设计方面都达到当前国家标准及要求。在设计中,严格按照国家《绿色建筑评价标准》,充分论证项目的围护结构、可再生能源、非传统水源、节能与能源利用、室内环境质量等诸多方面的设计结果,使其符合标准。

3 舒适的环境

该场地有中心绿地,日照充足,通风良好,北侧种植高大的落叶乔木,中心绿地以渗水砖与草坪相结合,对建筑及场地起到降噪、吸尘、收集雨水的作用,同时减少反射热,缓解城市热岛效应,提高了舒适度。其庭院绿化及导光筒实景见图2。

办公楼的主入口位于建筑西部正中,入口门厅南侧为微能耗建筑展示厅,门厅内正对入口的墙上将悬挂显示屏,用以显示微耗能系统运行中的相关数据,使人们一进门便可以感觉到与众不同的科学氛围,同时可以直观监测整个系统的运行状况。大学微耗能电子显示屏实景图见图3。

为得到充足的阳光,我们将12层至13层南侧办公用房设计成一个上下贯穿的小中庭,顶部设有采光、通风天窗。通过连廊到达对面走廊,流畅的设计打造了活泼的室内空间,富有层次感,视觉清新、通透,同时改善了大进深空间的自然采光和自然通风条件。

本微能耗办公建筑内采用的新能源、新技术,保证了室内适宜的温、湿度,并得到了清新的空气,自然采光充足,创造了舒适、健康的办公环境。

4 主要技术特征

目前,国内已经建成多栋低能耗示范试验楼,成功地运用了现代节能技术。本工程以“被动节能优先、主动节能优化”为原则,坚持“优化降低建筑负荷、充分利用可再生能源、设备与系统高能效”的设计理念,采用了大量新型先进的技术和产品,多学科交叉共建,以降低建筑的全年运行能耗。

4.1 节能技术

要实现建筑微能耗的目标,必须“开源”、“节流”双管齐下。首先运用有效的被动节能技术和手段,以降低建筑的夏季冷负荷和冬季热负荷,从而减少对能源供给的需求,这样才有可能实现系统能源的自给自足和可持续发展。

1)规划与建筑布局

在规划设计中,精心选址、细致周到的场地设计,对绿色微能耗建筑研究起着至关重要的作用。在建筑设计中,争取良好的朝向,应用建筑设计手法尽可能实现自然采光、有效通风和夏季遮阳,选择较好的节能体型系数,均可达到降低能耗的目的。

2)高效围护结构系统

本工程对外保温、外门窗及屋面等均采用了高效节能的新型材料,较大幅度地降低了建筑物的空调和采暖负荷能耗。外墙采用棕红色陶土板材加双层玻璃涂纳米透明节能涂料(自主研发),有效地阻隔太阳辐射,减小室温波动,提高舒适度。对比1980年能耗标准,本建筑围护结构节能可达60%,优于现行国家标准。

3)导光筒及太阳能技术

建筑采用地面导光筒技术,地面共设16个导光筒,实现地下一层车库的自然采光。导光筒实景图见图4。

屋面设10kV太阳能光伏发电系统,通过光导管,将太阳能产生的电能传送到地下二层车库,通过LED节能灯转化为光能,实现日间照明。照明功率密度比普通同类建筑减少了64%。屋面太阳能收集板实景图见图5。

4)建筑遮阳

为降低夏季透过窗户的辐射得热,建筑采取了有效的外遮阳措施,并根据计算得出合理尺度。南侧选用结合外窗的玻璃幕墙,东侧为玻璃幕墙加实体墙,遮阳系数为0.45。减少夏季辐射得热及空调冷负荷10%。使房间内照度均匀,减少眩光。

5)微循环与自然通风

本工程12层至13层利用二层中庭的拔风作用及微循环系统,主要房间东西均开窗,达到东西通透,利用热压和风压实现过渡季节的自然新风,排出室内污浊气体。

6)绿色照明

本建筑采用绿色、节能照明灯具;在公共走道设置红外线感应开关;通过导光筒、光导管将太阳光引入室内,在心理和生理上感到舒适愉快,使员工身心愉快。

7)楼宇自控

把各种能源合理组合,对太阳能光热及光电、空调、照明等设备实施自动控制,使各系统能源互补协调运行,节能率大于30%,使整楼运行效果达到最优,减少劳动力的同时,增加了建筑的舒适性。

8)空调设备

冷源系统控制原理图见图6。

选用高效螺杆冷水机组,制冷性能系数COP为5.6,综合部分负荷性能系数IPLV为7.85。风机的单位风量耗功率为0.32,冷水系统的输送能效比为0.0231。

大厦1层大厅和2层会议区采用变频新风机,根据室内二氧化碳浓度,控制调节室内温湿度及风量。

4.2 绿色能源

本工程充分利用热能、光能、冷能等自然非化石能源;集成采用了太阳能集热技术等多项先进技术手段,开发利用可再生能源;并使设备、能源高效利用。

1)绿色太阳能

本工程引入太阳能技术,可实现太阳能局部照明。

2)新风排风热回收

本工程采用全热回收新风机组,回收效率达到60%。屋面全热新风换热气机实景见图7。

3)能源互补

本微能耗建筑能源系统是由多种能源系统组成,通过完整的自动控制系统互补协调运行,以达到可再生能源的充分利用。其中太阳能光热系统、新风热回收系统以较少的常规能源实现优先利用。各种能源协调互补工作,使得系统效率大大提高,也保障了可再生能源的整体贡献率达到61.15%。

4.3 其它绿色生态技术措施

1)绿色建材

本工程使用了大量可回收、可再生和可再利用的建筑材料,在保证选材安全无污染的情况下,利用可再循环材料使用量占所有建筑材料总量的10.01%。

2)选用低能耗电气设备

选用比普通电梯节能40%的电梯,有效降低用电量。照明采用高效光源和高效灯具。对水、电、天然气、热等实行独立计量收费。

3)节水技术

采用节水龙头,两档坐便器等节水器具,并采用优质阀门管件,确保无“跑、冒、滴、漏”现象发生。在多处给水及中水管处安装远程水表,随时监测节水情况。

4)雨、污水处理及屋面绿化

本建筑废水排入地下3层中水处理机房进行中水处理,经集中处理后中水用于小区景观绿化及住宅冲厕用水。屋面绿化率达到50%,屋面雨水经屋面绿化渗透后汇入地下1层雨水收集系统。本建筑非传统水源利用率达40.50%。屋面绿化实景图见图8,中水回用系统工艺流程图见图9。

5 综合效益

北京建工发展大厦能源系统运用了诸多先进的建筑节能技术和手段,采用了高效能的设备和系统,充分利用了可再生能源,而且,这些技术措施不是简单机械的叠加堆砌在一起,而是通过整体考虑、全局优化,根据各自的特点,扬长避短、优势互补,通过楼宇自控系统,有机地整合在一起,形成一整套高效、环保、可持续发展的系统。经实际计量,建成后,建筑节能率达到61.15%,充分体现了建筑的节能效果。建成后的办公楼不仅室内外环境健康、舒适,而且单位面积的能耗远小于普通建筑,且大量采用可再生能源。本项目的建成可为建工集团建筑节能起到示范作用,以进一步带动和促进施工单位建筑节能技术的产业化发展。