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1.1空調的計算冷熱負荷
在濰坊市氣候條件下,節能公共建筑單位建筑面積設計冷熱負荷相對穩定,空調總冷負荷2640kW,空調總熱負荷1650kW,冷指標為91W/m2,熱指標為57W/m2,每年的空調負荷具有很強的規律性。
1.2.1地埋管換熱器地下熱平衡分析地埋管全年吸熱量Q取熱=1473.69MWh,散熱量Q散熱=1872.8MWh。在考慮了機組的耗功量后地埋管換熱器的散熱量與取熱量的比值要明顯高于建筑物所需的冷負荷與熱負荷的比值。地埋管的年累計放熱量與取熱量不平衡率為21.3%,地埋管側的峰值排熱負荷為3201kW,峰值取熱負荷為1144kW,兩者相差較大,如果按照冷負荷設計鉆孔井數,鉆孔費用較大,綜合考慮冷熱負荷平衡及鉆孔費用,可將一部分冷負荷采用原有模塊式空氣源熱泵機組承擔,不僅可以減少鉆孔數目,還可以平衡冷熱負荷。由上述冷熱平衡知:總排放熱量為1872.8MWh,總吸取熱量為1473.69MWh,不平衡率為21.3%,如果全部采用地源熱泵工程滿足冷負荷,地下的溫度變化總體呈上升的的趨勢,不滿足地源熱泵工程設計規范要求。
1.2.2初步設計方案根據調研數據的顯示,系統原有40臺模塊式空氣源熱泵機組,單臺供冷量為60kW,為了最大程度地滿足冷熱負荷的平衡,同時避免鉆孔數目的過多,減少水泵能耗,該技術改造方案定為1臺螺桿式熱泵機組+19臺原有模塊式空氣源熱泵機組,原有模塊式空氣源熱泵機組保持原有位置不再變動,既節省了設備遷移費用,又節約了總機房面積,熱泵機組及鉆孔數目根據冬季負荷確定。冬季熱泵機組提供全部采暖負荷,為保證地源側冷熱負荷平衡,夏季供冷以地源熱泵機組為主,模塊式空氣源熱泵機組只在部分月份、部分時間段開啟,可通過控制冷水機組的運行時間完全滿足地源側冷熱負荷平衡。
1)巖土熱物性參數測算。根據工程所處的地質狀況以及以往工程經驗,巖土的導熱系數預估為1.66W/(m•℃),體積比熱1.993×106J/(m3•℃)。在方案確定后,應進行現場測試,即在不同位置選定2~3個測試孔,進行熱響應測試實驗,然后利用參數估計法計算當地的地下巖土導熱系數及比熱。
2)地埋管換熱器設計參數的選取。采用地熱換熱器設計模擬軟件—地熱之星GeoStar(V3.0)對該工程建筑進行優化設計計算。選取垂直雙U型埋管,因鉆孔較深,土壤取散熱能力較淺層大,換熱能力強,通常是土壤淺層的5倍以上,并且所需占地面積較小[2-3]。由于該地的地質構成主要為泥沙與巖石,鉆孔難度適中,每米鉆孔費用相對較高,每個鉆孔內設置雙U型管在一定程度上降低系統的初投資。同時根據該工程周邊可利用的鉆孔空地面積有限,采用雙U型管,可大大減少鉆孔的占地面積。工程設計的基本參數為:鉆孔回填材料采用的高性能回填材料,導熱系數為1.82W/(m•K);進入熱泵循環液的最高/最低溫度分別是:33℃/4℃;De32的雙U型管,鉆孔直徑為150mm;系統運行壽命設計為20a;巖土平均導熱系數為1.66W/(m•℃),容積比熱容約為1.993×106J/(m3•℃),巖土的初始溫度為15.2℃。
3)地埋管換熱器的長度設計計算。根據工程設計的基本參數,采用設計計算軟件對建筑進行地埋管長度的設計計算。經過計算,所需的總地埋管換熱器的鉆孔長度約為33000m,每個鉆孔深度為100m,共需330個鉆孔,鉆孔行列間距均為5m,所需鉆孔面積為8250m2,建筑周邊條件能滿足鉆孔面積的要求。
4)地埋管布置形式設計。對于地源熱泵空調工程,豎直地埋管換熱器宜分組連接,且每組不超過換熱器總數的10%。因此根據鉆孔設計布置情況,以6個鉆孔或4個鉆孔組成一個水平環路就近通過鋼塑轉換接頭與分集水器連接,室外分集水器之間由水平主干管連接,水平主干管采用同程式連接方式。地埋側水平管路采用地埋敷設方式,水平支管敷設深度為2.0m,水平干管敷設深度為1.5m。鉆孔間的設計間距為5m,鉆孔的直徑為150mm。地源熱泵系統模擬在設定好以上參數的條件下,對整個地源熱泵系統的運行進行了10a的模擬計算,得到的溫度曲線不僅為該系統的可行性提供了熱平衡依據,而且對工程設計及運行管理也有一定的指導性作用。地源熱泵系統運行10a期間的循環液進出熱泵的月平均溫度變化曲。以看出,在運行1個采暖與空調周期后地下巖土溫度變化幅度很小,但由于地埋管的年取熱量略微小于年釋熱量,所以地下的溫度變化總體上呈緩慢上升的趨勢。該項目可采用如下措施:適當增加冬季空調運行時間;可適當地增加地埋管各鉆孔之間的間距,降低埋管間的熱干擾,增大蓄熱體,有利于地埋管向周圍巖土中釋放熱量;間歇運行,有利于地溫的恢復在夏季氣溫較低時,可以間歇性地運行或停止部分熱泵機組,使地下巖土蓄熱體有較長地溫恢復時間,提高換熱溫差,延長系統在高效率點的運行時間。空調冷熱源機房位于原有機房內。
2經濟性分析對既有建筑的地源熱泵系統與原有的空調系統
進行了經濟性對比如表8所示。計算結果表明:地源熱泵系統增加的初投資大約為567.5萬元;系統運行按20a計,地源熱泵系統可比模塊式空氣源熱泵機組加集中供熱系統節省運行費用1336萬元,系統投資回收年限為8.5a。
3系統能效分析及節能量計算
每個月相對于原有的集中供熱+模塊式空氣源熱泵機組空調系統。年可節約319.78噸標準煤。現有系統全年耗能量為1949.6MWh,改造后系統全年耗能預計為918MWh。與原有空調形式相比,采用地源熱泵+模塊式空氣源熱泵機組改造方案后,5結語地源熱泵系統改造項目的總投資為567.5萬元,地源熱泵系統運行后將帶來顯著的環境效益。改造項目采用新方案每年節能量為319.78噸標準煤,相當于每年減少CO2排放量797.2t,減少SO2排放量2.4t,減少NOx排放量1.24t,減少碳粉塵217.5t。節能改造項目并不是一味地追求節能,而不考慮投資成本,該項目在確定方案時,綜合考慮了現有的周邊能源情況及既有建筑物內冷熱源情況,最終方案確定為地源熱泵機組與原有模塊式空氣源熱泵機組結合使用,該方案具有以下優勢:
1)可以減少原有設備的拆遷、遷移費用;
2)在平衡地埋管側冷熱負荷的同時,可以降低鉆孔費用;
關鍵詞:建筑;給排水工程;優化設計
1建筑給排水工程設計概述
在建筑給排水工程構建過程中,需要以相關工程建設標準作為依據及參考,并保證實際施工按照標準進行,以實現工程質量品控。從建筑給排水工程設計標準來看,目前我國具有相關標準超過200種以上,分為四級兩類。四級是指國家標準、行業標準、企業標準及地方標準,兩類是指推薦性標準與強制性標準[1]。除此之外,還有工程建設標準協會標準、設計參考手冊等。在實際設計工作開展過程中,由于設計標準繁多,易出現紊亂,使得相關設計人員難以把握。另外,在建筑給排水標準體系中內容重復現象較為嚴重,還存在內容交叉或矛盾的情況,給實際設計工作造成了較大的影響。為進一步完善建筑給排水工程設計,必須要對相關設計標準進行整合優化,以為設計工作提供良性基礎。由于建筑給排水工程是典型的系統性工程,所以在實際設計過程中要遵循一定的原則,如此才能保證設計質量,具體如下[2]:(1)整體性原則。系統性原則是建筑給排水工程設計的核心原則,要求在設計過程中做到“先看整體,再看局部”,將微觀問題上升至宏觀角度,并將部分與局部置于整體與全局之間進行考察,以保證局部設計與整體目標相符;(2)目標性原則。給排水工程設計強調了目標的重要性,設計必須跟隨目標進行,才能構建出具有預期效果的系統,并保證系統良性運轉;(3)適應性原則。給排水工程需要基于外界環境才能發揮作用,所以在設計期間,應保證工程系統能夠適應環境。即便外界環境發生變化時,給排水系統也能夠根據環境變化,進行自我調控,以適應這種變化;(4)優化性原則。工程設計無法一蹴而就,需要根據實際情況不斷優化,才能得到最優設計。總之,建筑給排水工程設計是一個綜合性的過程,需要從多個角度充分考慮,以保證設計質量,從而為工程施工創造基礎。
2建筑給排水工程設計優化整體流程分析
建筑給排水最優設計是通過系統分析原理及最優化技術設計出低能耗、高效率、低成本、高穩定性的給排水系統的綜合性過程。一方面,通過優化設計能夠讓系統結構得到完善;另一方面,優化設計保證了系統參數能夠達到相關要求[3]。從國內給排水系統優化設計環境來看,目前已經形成了大量系統性的優化方法,并在前人研究的基礎上獲取了大量經驗性數據,極大程度上簡化了設計過程,提升了設計效率。合理應用優化設計,能夠得到更為滿意的參數、結構,促使整體效能達到最佳,并可讓系統實現自動化運行及管理。另外,優化設計是一個不斷發掘、尋找、獲取更優良系統的過程,可促進新系統形成。通常情況下,給排水工程優化設計流程包括以下幾個環節:根據給排水系統要求確定問題篩選目標尋找綜合性方案構建分析模型求解最優值決策與評價落實設計。在優化設計過程中,往往遇到的都是工程實際問題,涵蓋了較多的復雜因素,導致無法完全確認結構及功能性是否能滿足要求。將給排水工程項目由一個工程簡化成一個能實現功能需求、能反映主要問題并可定量表達和模擬優化的切實可行的替代系統,是系統設計首要環節,也是最為關鍵的環節,它會對最終的優化結果產生直接影響。通過上述系統化處理,可確認各要素對系統功能目標的影響,并可根據分析結果,確定主要影響因子及次要影響因子,讓優化設計能做到“有的放矢”,這與上文中所提到的目標性原則也是相契合的。然后,再根據問題分析結果,確定實際目標,主要涉及內容包括水量、水壓、水質、供水安全性及供水經濟性。在建筑供水管網方案確定后,以其中某一項內容作為目標函數,其他內容則視為約束條件,構建出約束條件與目標函數的表達式,以獲取最優設計方案,并結合以上分析結果進行建模。建模時要扣住主要影響因子,盡可能保證模型簡潔化,以便于分析計算。同時,要求所設計的模型能夠與其他模型有效銜接。再通過模型優化求解及檢驗,獲取模型的最優值,讓系統能夠保持最理想的工作狀態。最后對優化設計進行有效評價,并對其中存在的瑕疵進行修正,讓優化設計產生最佳效果,并嚴格按照設計方案實現產品。
3建筑給排水工程優化設計具體環節分析
3.1給排水系統整體構建
由上文可知,給排水工程是一個系統化的工程,在進行優化設計時,也需要將其視為一個系統。為保證系統具有健全的功能,就必須保證系統功能模塊之間的平衡性。給排水系統構建方法較多,最常見的包括以下幾種[4]:(1)論證法。該方法適用于系統發展較為成熟,但存在新系統或方法或多種方案可以采用的情況;(2)規范化方法。該方法適用于一些較為成熟的系統,以前人經驗為基礎構建模型,并加入實際數據信息,便可獲取系整體結構,該方法適用性較好且較為便捷;(3)試探法。對于一些較為復雜或新型的系統,可采取試探法構建。這種方法顧名思義,設計人員只能通過自身經驗及創造力摸索系統構建方法,對相關人員具有較高要求,屬于典型的創新性方法。當獲得設計方案后,需進行針對性的調研及論證,以保證方案的可行性。
3.2給水系統設計優化
給水系統的主要作用是為用戶提供可靠、穩定的生活、生產或消防用水點。通過優化設計,可讓給水系統具備更好的節水、節能性能,并為相關維護工作提供便捷。隨著建筑給排水工程優化設計的不斷深入,產生了一些新的系統優化模型,其中“市政水源二次供水前置設備全流量高效變頻調速給水設備(帶氣壓罐)用戶”模型具有較好適用性與經濟性[5]。此模型中,變頻調速給水設備的加入讓系統具備了更好的節能性,并降低了系統復雜程度及二次污染,提升了系統運行效率。同時,利用二次供水前置設備科充分利用市政管網余壓,保證供水的穩定性。當然,構建上述系統初期投入成本較高,但從長遠角度來看,其節能性較為理想,所節約的電能遠超過初期投資。
3.3排水系統設計優化
排水系統優化方法較多,但需要注意兩處關鍵點。首先,要對通氣管進行合理設置。根據實際要求,采取有效的通氣技術促使排水氣體散逸,避免排水系統出現水封的負壓虹吸及正壓噴濺現象,使管道內空氣保持良性循環。其次,要合理篩選排水管材。目前,大多數排水管均采用塑料管(塑料管具有成本低、重量輕、安裝方便、水流阻力低的特征)但水流噪聲較大,且容易老化。因此,在對噪聲要求較高的地方應選用柔性接口離心鑄造的鑄鐵管進行排水,以滿足實際要求。雨水排放系統也是排水系統的重要構成部分,在篩選雨水排放系統時,要優先選擇安全、經濟性的雨水系統,以保證地面不會出現冒水,屋面不會出現溢水,且管道能滿足正負壓要求,不會出現漏水。
4結語
建筑給排水工程優化設計是一項系統化的工作,需要從多個角度并結合實際需求進行全面性分析,通過分析建模、最優值求解等一系列措施,獲取最佳方案,讓給排水系統質量得以保證。
作者:韓松 單位:杭州信達投資咨詢估價監理有限公司
參考文獻:
[1]丁隴云.關于建筑給排水工程施工組織優化的分析[J].江西建材,2016(01):68-69.
[2]寇昭.淺談高層建筑給排水工程優化設計[J].經營管理者,2013(09):289.
[3]廖小敏.淺談高層建筑給排水的優化設計[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2013(10):88.
1.1旅游風景區景觀建筑的優化設計圍繞旅游風景區景觀建筑設計第二層次的設計方法是優化設計法,在旅游風景區進行景觀建筑的設計主要是為解決操作過程中的實際問題,并且要滿足于社會經濟效益與社會環境效益。它所遵循的應當是“尊重自然、因勢利導”的設計方針和適用、經濟和美觀的基本設計原則,也就是在充分尊重自然條件的基礎上,力求最合理地利用有限的自然條件(如環境、資金、材料等)使旅游風景區的設計達到最優化。尋求優化的景觀建筑效益是旅游風景區景觀建筑設計的目的之一。作為旅游風景區景觀建筑設計師為了尋求優化,需確定設計評價體系及其執行標準。首先,景觀建筑功能上得到最大滿足,體現在第二層次的功能要求及環境的需要中(如在旅游風景區寸土寸金,可開發和利用的土地資源相當緊張的前提條件下,在極其有限的空間中,通過彈性設計或通過時間差來獲取更大的空間,從而滿足不同功能的需要等);其次,使用及設計規范上的嚴格執行,這一方面體現在各種旅游風景區景觀建筑設計規范對旅游風景區景觀建筑設計的影響(如景區規劃布局的影響、建筑密度的影響、建筑結構的影響、景觀設備與環境的衛生要求等);最后,追求經濟上的最高性價比值,既從經濟因素出發,對景觀建筑的設計與建設標準做出限定。既在保證使用者的功能需求以及堅固、安全的前提下,又可以取得美觀的效果及良好的經濟回報(如提升設計的品位、選擇本地化的材料以及選擇最優質和高效的施工方案等)。因此,旅游風景區景觀建筑設計的工作流程及周期與普通的景觀建筑設計相比,相對較長,其優化設計法的主要流程為創作—反饋—再創作。設計師首先在反復調研的基礎上,根據甲方的需求先做出一個或多個方案,然后在與甲方進行充分協商的基礎上,用相應的評價模式做出評價,指出方案的不足和改進措施,進而推出新一輪的方案,如此反復,直至相對成熟、穩妥及各方都較為滿意方案出爐為止。
1.2旅游風景區景觀建筑的創造設計圍繞旅游風景區景觀建筑設計第三層次的設計方法是體現旅游風景區的自然與文化特色,體現地方“文脈”特點的設計過程。它更多的體現了旅游風景區景觀建筑設計師在對旅游風景區所在地區的社會結構、生活習慣、文化傳統的關注,體現了對游客和本地居民心理需求的關注及人性的關愛。設計師通過大量的調研和提煉,將屬于本地區特有的設計語言和設計元素在旅游風景區的景觀建筑設計中體現出來,使得新建景區的景觀建筑與舊環境之間能產生一種呼應關系,更能使游客和居民產生一種強烈的文化認同感。如在廬山風景區近年來所新建的如全國供銷社療養院新樓等建筑中,融入了大量廬山近代別墅景觀中所常用的如拱券、外廊、雨淋板等元素,取得了較好的視覺效果。景觀空間的所在區域特點和使用者說明其具有反映當地文化特色和以人為主體的空間的基本屬性和特征,這種空間具有了人性化的特征和深層次的文化內涵是旅游風景區景觀建筑設計的最高境界。因此,一個優秀的景觀空間環境的形成取決是否實現了“人性化”設計的功能需求,是否體現了本地區所特有的文化內涵。第三層次設計方法需要旅游風景區景觀建筑設計師通過對旅游風景區景觀建筑設計任務的分析,對本地區設計歷史的考察、環境的考察、文化元素的提煉和把握等,從定性和定量的角度去挖掘和梳理旅游風景區景觀建筑設計任務中的各種設計元素,并將其恰如其分的運用到設計實踐中去,將創造性的設計反映在景觀建筑設計的實踐過程之中。
2旅游風景區景觀建筑設計方法的體系構建
從大量的旅游風景區景觀建筑設計實踐中,尤其是象廬山風景區一類的山岳型風景區的景觀建筑設計中我們可以很清晰地看出設計者在設計實踐中,在設計方法上的著眼點與研究角度。其設計方法的體系構成可大致分為三類。一是偏重于理性的研究方法,它比較適用于目標及條件相對比較明確的問題;二是偏重于感性的具有某種特定導向性的設計方法,適用于設計目標及條件不確定的問題;第三類是兼有兩種類型的特點。
2.1旅游風景區理性化景觀建筑設計方法首先,作為偏重于理性的設計方法,有其特有的規律性。它嚴格按照風景區景觀建筑設計所必須遵循的各種規范,將設計環境中的各種困難及限制性因素進行反復論證與修訂。在實踐中從理性的思考中展開設計,用相對比較合理的角度去尋找一種最佳的景觀建筑設計方法。通過調研、論證、收集、分析各種與設計有關的信息;通過現代多媒體技術和手段對各種設計方案進行模擬和預演,通過反復論證得出各方都能接受的最終方案。這類研究方法具有很強的可操作性,它使設計者通過系統對旅游風景區的環境考察、資料收集、信息分析和與甲方溝通協商等方面的研究,提出符合環境要求的最理性的設計方案。
2.2旅游風景區文化性景觀建筑設計方法文化性景觀建筑設計方法是一種偏重于挖掘和整理“地域文化”要求的具有導向性和指示性的設計方法。它是在對設計地點進行大量的實際調研后在設計師腦海里產生的一種對于本地區地方文化設計元素的提煉與概括。在文化性景觀方法的應用之中,更多地體現了時代特征和文化、氣息。這種設計把尊重人性、尊重地方傳統文化和體現時代特點等作為設計的最高準則。如廬山風景區建于民國初年的朱植圃的別墅,其中式的窗花和“小橋流水”的庭院無不向人們訴說著其民族性與地方性的特色,更是近代廬山別墅民族性與時代融的深刻反映。文化性的景觀建筑設計方法更能夠顯示出旅游風景區景觀建筑設計的文化內涵。
2.3旅游風景區綜合性景觀建筑設計方法將“理性”與“文化性”相結合的方法就是綜合性的景觀建筑設計方法。它要求將感性的理念與理性思考相結合研究。在旅游風景區景觀建筑設計的實踐中,綜合性的景觀建筑設計方法要求把理性的規范設計和感性的優化設計相結合,從而能在實際中產生動態交替互補作用,能夠揚長避短地處理各種實際性的問題。如在20世紀60年代所設計和建造的“蘆林一號別墅”,也就是今天的廬山博物館,就是典型的綜合設計的例子,其設計方案階段是在充分調研地形地貌特點、與周邊的建筑與環境充分的比對、充分尊重建筑、景觀、園林等設計規范的基礎上,以及與甲方充分協商和調研的基礎上所應運而生的。此外,設計方案也融入了設計團隊在廬山大量調研和考察的智慧結晶,設計者將明代廬山賜經亭石斗符號運用到別墅外廊休息座的凳足上。基于以上諸多緣由也使得“蘆林一號別墅”成為近代廬山優秀景觀建筑的代表作。綜上所述,在旅游風景區景觀建筑設計方法的研究過程中,無論是功能層次的研究,還是設計方法的研究,還是設計元素的提煉,設計文化的總結,其最終目的都是一致的,既設計出的旅游風景區的景觀作品不僅能夠滿足基本的堅固、安全、適用、經濟、美觀的功能需求,同時又能夠反映出鮮明的時代特色和強烈的民族文化個性。
3旅游風景區景觀建筑設計方法的時代演變特征
在新的歷史時期,學科間的相互交叉滲透變得尤為明顯和突出。作為與旅游事業最為密切的旅游風景區的景觀建筑設計,需要運用科學的設計觀和與時俱進的方法論來指導旅游風景區景觀建筑設計的研究與實踐。根據對國內外旅游風景區景觀建筑設計成果的追蹤與分析,我們不難看出我國未來的旅游風景區景觀建筑設計方法的研究將會呈現出很強的時代演變特征。其學科間的相互交叉和知識結構變化更加頻繁和密集,旅游風景區景觀建筑設計從業人員所需的專業知識與技能更加豐富等。旅游風景區景觀建筑設計方法的時代演變主要表現在以下三個方面:
(1)學科群力量的壯大與旅游風景區景觀建筑設計群體的擴大。時代的發展使得旅游風景區景觀建筑設計方法綜合了各學科的優勢。逐步形成了依托于地理、地質、園林、環境、建筑等眾多學科的旅游風景區的景觀建筑設計學科群的產生和研究隊伍的壯大。在這個研究領域里,積聚了一大批規劃師、建筑師、結構工程師、園林設計師、景觀建筑設計師、工藝美術設計師等走向有機的分工協作與設計研究聯合之路。研究隊伍的壯大和專業化程度的提高,無疑對提高我國整體旅游風景區的景觀建筑設計水平起到至關重要的作用。
(2)社會化的分工協作使得景觀建筑設計方法得到全面優化。社會化的分工協作使得圍繞旅游風景區景觀建筑設計的從項目的調研、論證、方案形成和完善等各個過程與環節及設計方法本身得到全面的優化與升級。在嚴格的設計規范與各項指標的指引下,設計的每個環節都能得到最好的貫徹與執行,設計的每次分工都能找到最佳的設計人員。這樣,設計師的個人勞動和價值將會得到最大限度的體現和最大程度的發揮,景觀建筑設計工作的創造性亦將得到前所未有的體現和反映。
(3)新技術的不斷涌現和新的設計手段與設計方法不斷更新。時代的發展促使新技術的不斷涌現和新的設計手段與設計方法的不斷更新,這對景觀建筑設計師來講無疑是一個新的挑戰,我們唯有不斷更新自己的知識結構,更新自己的技術手段才能贏得設計競爭的主動權。
4結論與討論
[關鍵詞]現代工業體系;工業建筑;結構設計;優化設計
工業建筑是維持工業生產安全平穩進行的重要保障,工業建筑的結構設計對于企業來說至關重要。工業建筑結構在很大程度上決定著企業的生產、管理效率。工業建筑結構的合理性缺失必將導致企業增加生產運營成本,無法有效的利用人力物力,使企業發展陷入困境。好的工業建筑結構應該綜合企業的生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等,針對企業自身的特點進行結構性優化,實現生產環節的最優化設計,從而降低企業生產運營成本,提高企業利潤率。
1工業建筑結構設計
工業建筑結構設計應秉承安全性強、建設成本合理、結構質量高三個基本原則,并嚴格按照國家的規范標準,結合企業自身生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行系統化設計。首先,根據企業對建筑強度的要求,合理選擇鋼材型號。選用鋼材必須通過國家質量檢測體系的認證,確保鋼結構的強度與質量。在合理選用鋼材型號的同時,對鋼結構進行防腐防銹處理也是保障其剛度及強度的重要措施。根據所選的鋼材型號,對建筑結構進行系統的應力分析,選擇對應的焊條,保證其焊縫的結構強度。同時也不能忽視結構附件的性能要求,應按照實際需求及相關規范進行選型配備。此外,還應格外注意對地基的處理,根據建筑結構進行針對性的地基處理,確保工業建筑結構的穩定性與抗震等級要求。
2工業建筑結構設計的優化
2.1工業建筑結構設計優化概念
現代工業建筑結構設計優化概念較之以往有很大不同。與傳統工業建筑結構設計優化只重視建筑結構的分析、設計相比,現代工業建筑結構設計優化更加注重對生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多方面多角度綜合評價、分析,權衡性能、成本、結構、舒適度等多方因素,確立科學、合理的工業建筑結構設計方案。通過對工業建筑結構設計進行最大程度優化的方式,達到有效提高企業生產效率、管理效率,降低企業生產運營成本,提高企業利潤率的目的。
2.2工業建筑結構設計優化中存在的問題
結構優化與建筑美學的矛盾在當前工業建筑結構設計優化過程中尤為突出。通常在結構設計中很難做到對結構強度、建筑性能、實用性與現代設計理念、建筑美學兼顧。過多關注設計理念與建筑美學的優化,會造成設計方案對結構布局、工藝流程的考慮不足,使得優化方案缺少實用性,對工業生產的提升效果不明顯,很難得到企業的認可。另一個主要問題是工業建筑結構設計方案中工程造價優化與結構強度優化的矛盾。鋼結構的設計除了要保障剛度、強度的同時還要做到兼顧經濟合理性。如何在保證設計要求的情況下盡可能優化結構工程造價、減少鋼材使用量,也是設計人員在工業建筑結構設計優化中主要考慮的問題。
3工業建筑結構設計優化的探討
3.1建立工業建筑結構設計優化模型
科學、合理的開展工業建筑設計優化工作離不開一個好的結構設計優化模型。在工業建筑設計優化過程中,針對重點變量進行函數模型的建立,對多種結構參數進行模擬、分析。函數模型的建立與運用有助于實現設計參數的最優化,從而根據實際需要,找出最科學的優化方案。在工業建筑結構優化模型的建立中,針對工程的基礎結構、屋蓋系統、圍護結構三個重要方面進行重點優化,對其進行選型分析、受力分析、工藝分析、造價分析等全面評價,確保優化方案的有效性。工業建筑結構設計優化模型構建的重點在于確定參數變量,根據約束性條件與結構設計的主要影響因素確定模型中的參數內容。參數內容確定后,應根據企業對工業建筑結構設計的優化目的與優化方向選定合適的函數模型,確定最終的優化方案。
3.2完善工業建筑結構設計管理體系
在工業建筑結構設計優化中,常因為缺乏指導性的優化理念與量化標準,使得結構優化方案有很大的變動性,并對設計管理與施工管理造成不利影響。為了保障工業建筑結構設計優化工作的有效進行,滿足現代工業建筑結構設計優化的需要,必須完善與之相匹配的管理體系,建立專業的指導思想與量化標準。對工業建筑結構設計的優化活動進行有效的管理與評估,采取針對性措施對優化進行規范管理,根據相關標準規范與思想理念對設計人員的工作進行指導和考核,實現對工業建筑結構設計優化的質量控制。
4結語
工業建筑的結構設計是一項專業性強、內容復雜的工作,對設計人員的專業素養與綜合能力都有著很高的要求。必須充分結合企業自身特點,綜合考慮生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多種因素,對設計方案的性能、成本、結構、舒適度、建筑美學等多方面進行科學合理的取舍,選擇合適的參數變量,根據優化方向針對性選擇函數模型,確立科學合理的參數內容,做出最佳的工業建筑結構設計優化方案,實現設計的最優化。
作者:李雷 單位:山東省冶金設計院股份有限公司
參考文獻:
[1]姚大園.建筑結構設計優化方法及應用[J].江西建材,2012,(03).
關鍵詞:給排水工程;施工;常見問題;對策
隨著城市的發展,城市道路的不斷修建,舊城區的改擴建等的進行,給排水管網的普及率在逐年提高。由于受到工程管理理念、模式、制度、方法,以及施工工藝、技術等方面因素的影響和限制,市政給排水施工中普遍存在一定的質量問題,下面對此進行詳細分析。
1、施工常見問題及原因分析
1.1施工質量管控意識淡薄
與其他的工程項目相比, 市政給排水工程具有較強的特殊性,主要表現為其建設單位的特殊性質,而且工程項目所需的資金也多是由國家或地方財政直接調撥。 部分施工單位在進行市政給排水施工中,質量管控意識淡薄的現象普遍存在,而多是將管理的重點集中于進度方面。部分施工單位為了保證自身的利益,而不惜違背職業道德,在施工中大量使用劣質的管道材料,擅自更改管道的路線等現象時有發生,嚴重影響了對于施工質量的管控。 另外,在國內市政給排水施工的質量管理與控制中,建設單位也存在較為嚴重的管控問題,管控主體的不明確,部門設置重疊、強制性標準缺乏具體性等現象極為常見,從根本上進行分析,這與建設單位管理人員的思想麻痹、責任性不強、工作態度消極有著密切的聯系,進而導致難以對施工質量進行有效的管控。
1.2 施工單位質量管控能力不足
市政給排水施工質量的控制與管理是一項系統的工作,施工單位作為組織具體施工作業的主體,對于施工質量管控具有不可推卸的責任。 但是由于國內建筑市場中,大量規模較小、資金、技術力量薄弱的施工單位涌入,導致國內大部分施工單位在市政給排水施工中存在質量管控能力不足的弊端。 另外,部分施工單位不具備獨立承包整體給排水工程項目的資質和能力,而不得不采取轉包或分包的形式,這種現象的出現無形中增加了工程向項目管理部門進行質量管控的難度,極易導致施工質量低劣的現象出現。
1.3 工程監理不到位
在市政給排水工程施工的質量管控中,監理單位在進行施工質量的監督與管理時,受外界的干擾和影響較多,導致工程監理不到位的問題普遍存在。 另外,由于市政給排水工程是由政府部門組織的基礎設施建設項目,施工單位利用工程項目的特殊性,而拒絕或不主動配合監理單位開展相關工作,對于市政給排水工程的施工質量管控造成惡劣的影響。
1.4 缺乏規范化的管理
近年來,針對市政給排水工程施工中常見的質量管控問題,國家相繼出臺了一系列的專項管理規范和制度,但是由于政府監督與管理力度的不足,導致其形成缺乏規范化管理的現狀。 部分城市給排水工程項目的建設中, 行政管理或市政部門在進行給排水工程的招投標中,缺乏對于項目法人制、招投標制、合同管理制、工程監理制的規范化管理,最終造成施工質量管控問題的不斷暴露。
1.5對現狀地形地貌考慮不充分
在道路改造過程中,經常遇到設計圖紙未考慮現場實際情況,對相鄰構筑物、地形的銜接缺乏細部的處理,如道路紅線邊設計人行道高出或低于紅線外地面許多而沒有作處理,造成沿線居民無法出行或地塊積水問題。施工過程中需要對該類路段現狀排水系統進行梳理,增設排水溝、雨水口等以解決現狀地塊排水問題。
1.6現狀建(構)筑物等對新建管線施工影響的問題
道路新建市政管線施工時,常因為現狀建(構)筑物等的影響,導致無法按原設計的管位標高實施,這種情況常有以下幾種原因造成:
1.6.1現狀建(構)筑物拆遷困難
在道路規劃紅線內建設的各種建(構)筑物、管線等需進行拆除遷移,拆除、遷移、安置補償的費用相當大,甚至會超過或遠遠超過工程費用。同時還會遇到一些困難戶、釘子戶,特別是老城區改造項目,這項工作具有相當大的難度,甚至嚴重影響到施工進度。因此道路擴建時,能不拆的建(構)筑物盡量不拆。為保證工程進度,便于工程實施,原設計市政管道常需修改線位,繞開尚未拆遷的建(構)筑物。
1.6.2新建市政管離現狀建(構)筑物過近
為減少拆遷工程量,部分路段道路紅線緊貼現狀建筑物,管線設計時未考慮與現狀建筑物保留適當安全距離,離現狀建(構)筑物過近,影響到現狀建(構)筑物安全,施工時無法實施[3]。如將燃氣預留支管設置在現狀加油站油庫附近,燃氣管道接駁施工時將影響加油站安全。因此需對原設計市政管線管位進行調整,或采取適當支護措施,以確保現狀建(構)筑物的安全。
1.6.3現狀道路交通疏解的問題
在道路改造工程中,經常需要在施工過程中保證現狀交通,如果新建管線開挖管槽離現狀交通疏解道路距離過近,將影響到疏解道路的安全及溝槽的穩定。有時為保證交通疏解所需車道寬度,導致管道開挖施工的斷面十分有限,此種情況下需對溝槽進行支護處理,以保證現狀交通的順暢。同時,當新建管道穿越交通繁忙的路口時,減少對現狀交通的影響,相關管理部門有可能提出意見,要求將路口穿越管道改為非開挖方式施工。
2、道路給排水施工對策
通過對市政管線工程設計在施工階段出現的問題進行分析可以看出,如果我們在前期工程勘察設計階段時進行預防,可以減少大部分問題的發生。同時在后期施工階段時,可采取相應措施應對現場發生的各類問題,以保證工程的順利實施。
2.1在勘察設計階段進行預防
2.1.1勘察資料應核實準確
勘察單位應認真調查道路沿線管線及地質詳細資料,避免錯測、漏測,為設計單位提供正確詳細的依據資料。設計人員應仔細查閱勘察及管線探測資料,核實管道開挖溝槽地段的地質情況,有無特殊地質,如存在淤泥地質,應進行地基處理;如遇巖石,應注意統計開挖石方量。如需保留利用現狀管道,則應注意核查管道有無淤積,管線是否破損等,設計時應相應考慮管道清淤,管道如有破損則應廢除新建。
2.1.2應認真完善設計圖紙
設計時應考慮周全,注意完善細節處理,并應避免圖面錯誤。新建管道和預留支管設置時應注意避讓道路兩側現狀建(構)筑物。設計過程中應做好現狀管線與新建市政管線銜接,并對受影響的道路兩側現狀排水系統進行完善,避免出現積水。新舊排水管道銜接時,最好預留一定的跌水高差,避免施工階段管線實測標高有出入時,造成管線標高大范圍的調整。
2.2在施工階段采取相應措施應對
施工單位應合理安排好工期工序,做好施工組織設計。盡量減少臨時工程量的發生,譬如管線遷改、管線開挖支護等。溝槽開挖后應及時采取排水措施,以免被積水浸泡。施工時應注意做好現狀管線保護工作,確保各現狀管線的正常運作,避免破壞現狀地下管道造成經濟損失。同時針對施工現場遇到的實際情況提出相應的解決方案。管線平面空間受限或與其他管線有沖突時,應對管線位置進行調整。管線交叉標高沖突時,需協調修改管線標高或者設置管線交叉構筑物來解決沖突。現狀管基不符合設計要求時,應根據實際地質情況進行基礎處理,以滿足管道敷設要求。
結束語
由于市政給排水工程中涉及到的施工項目較多,所以只有在加強對于每一具體環節的質量管理與控制的基礎上,才能有效防止市政給排水工程中各種常見的施工質量問題,全面提升我國市政排水工程的建設質量。
參考文獻