民用建筑和公共建筑區(qū)別范文
時(shí)間:2023-12-16 16:33:59
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篇1
關(guān)鍵詞:建筑物;維修加固;原因;原則;方法
近年來(lái),人們對(duì)建筑物的安全性、適用性、耐久性要求不斷增強(qiáng),對(duì)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(shí)間內(nèi)建筑物的維修與加固將會(huì)有較大的發(fā)展。
一、 維修、加固的原因和目的
建筑物,無(wú)論是工業(yè)建筑還是民用建筑,一般都應(yīng)滿足安全性、適用性、耐久性三項(xiàng)基本功能要求。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)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(shè)計(jì)新的工業(yè)建筑時(shí),也開始注意型式以及適當(dāng)裝飾,以創(chuàng)造環(huán)境美的生產(chǎn)條件。因此現(xiàn)代建筑物不僅都要滿足上述三項(xiàng)基本功能要求,對(duì)不同的建筑類型有時(shí)還應(yīng)有不同程度的藝術(shù)性要求。應(yīng)該說(shuō)安全性、適用性、耐久性、藝術(shù)性是建筑物的四項(xiàng)基本功能要求,只是對(duì)不同類型的建筑物,要求的功能的側(cè)面有所不同而已。
建筑物在正確設(shè)計(jì)、精心施工、正常使用與維護(hù)的情況下,在其設(shè)計(jì)的預(yù)期使用年限內(nèi),應(yīng)該滿足其使用功能要求。但無(wú)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(xiàng)或幾項(xiàng)功能的要求。這些原因主要是在下述三個(gè)階段形成:
1.設(shè)計(jì)階段
在設(shè)計(jì)階段可能由于勘察、設(shè)計(jì)資料不全或不準(zhǔn),建筑、結(jié)構(gòu)的方案不合理,造型不妥,設(shè)計(jì)計(jì)算有誤,或構(gòu)造不合理等原因,致使建筑物不能滿足預(yù)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(shù)水平低下,或人為非法的偷工減料及不按施工規(guī)范操作等原因造成隱患,工程交工后,建筑物不能滿足原設(shè)計(jì)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(hù)情況下已經(jīng)達(dá)到或超
過了設(shè)計(jì)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(dá)到設(shè)計(jì)使用年限就已喪失某項(xiàng)或幾項(xiàng)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(huán)境惡化以及人為破壞等原因。
(4)自然災(zāi)害及偶然事故,如地震、風(fēng)災(zāi)、水災(zāi)、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(dǎo)致建筑物不能滿足或喪失某項(xiàng)或
幾項(xiàng)功能要求。為恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有功能或一定的功能,就應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修或加固,因?yàn)榻ㄖ锏娜毕莺蛽p壞的嚴(yán)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(dāng)然有時(shí)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(shù)性要求,而進(jìn)行特殊的維修。加固一般是為恢復(fù)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(fù)其功能,而是為了變更使用功能,也就是改變建筑物原設(shè)計(jì)功能,滿足新的適用性要求,如把民用建筑改為小型工業(yè)建筑,或?qū)⒚裼媒ㄖ臑榈蜋n公共建筑,或者上述兩種情況相反的改變??傊S修加固的目的要求不同,進(jìn)行維修加固的深度、方式方法和技術(shù)都有區(qū)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(shè)計(jì)與施工兩部分,在設(shè)計(jì)之前對(duì)某些重要的建筑物,尚應(yīng)作檢查監(jiān)定工作。因此維修加固的設(shè)計(jì)和施工與新建工程相比要復(fù)雜的多。主要應(yīng)注意一下幾個(gè)原則。
1.維修加固的設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單易行,安全可靠,合理經(jīng)濟(jì)。
2.維修加固施工要求在不停產(chǎn)或盡量少停產(chǎn),不影響或少影響工作和生活的條件下進(jìn)行。
3.盡量保留原有建筑物,減少拆除工作量,保留部分應(yīng)有足夠的安全性與耐久性,具有利用價(jià)值。
4.維修加固時(shí),施工場(chǎng)地狹小,在維修加固的建筑物內(nèi)一般都有生產(chǎn)設(shè)備或工作和生活設(shè)施,各種管線縱橫交叉;建筑物外有相鄰建筑物或構(gòu)筑物或道路等設(shè)施。因而對(duì)施工組織、工藝布置、施工方法和技術(shù)等應(yīng)有特殊的安排。
5.因進(jìn)行維修加固的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,這種比較包括使用價(jià)值、維修加固方案等擴(kuò)大的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
三、維修、加固方法的選擇
在選擇維修加固方法之前,應(yīng)該先根據(jù)建筑物的具體情況,在經(jīng)過多種方案比較后確定維修加固方案。根據(jù)方案的目標(biāo)與要求,選擇具體的維修加固方法和技術(shù)。目前比較成熟的常用的維修加固方法和技術(shù)很多,特別是民用建筑和公共建筑的維修方法和技術(shù)更多。
1.建筑物表面維修
建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)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(bǔ)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(shù)
壓漿及灌漿技術(shù)主要用于建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部缺陷(表層或深層的蜂窩、孔洞)和裂縫處理。這種方法簡(jiǎn)便,經(jīng)濟(jì)效果好,能恢復(fù)建筑結(jié)構(gòu)原來(lái)功能,但不能提高承載能力。
3.噴漿及噴射混凝土技術(shù)
噴漿常作建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表層維修及補(bǔ)強(qiáng),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(jié)構(gòu)構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固。它的特點(diǎn)是:新舊結(jié)構(gòu)結(jié)合力高,補(bǔ)強(qiáng)加固效果好,施工不用模板,工藝簡(jiǎn)單,技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好。
4.粘貼鋼板加固技術(shù)
用建筑膠粘劑將鋼板粘貼到設(shè)計(jì)的補(bǔ)強(qiáng)加固部位。粘鋼板的施工工法已被業(yè)內(nèi)廣為熟悉,其實(shí)質(zhì)相當(dāng)于對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件加大配筋量,可用于各種材料的結(jié)構(gòu)構(gòu)件粘貼鋼板補(bǔ)強(qiáng)加固。這種方法粘結(jié)力高,基本不減小建筑物的使用凈空,施工用場(chǎng)地小,工藝簡(jiǎn)單,工期短,施工時(shí)對(duì)生產(chǎn)、工作、生活影響小。
5.增設(shè)支點(diǎn)(支柱、支座)加固技術(shù)
這主要用于梁式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固。這種方法能提高結(jié)構(gòu)的承載能力,施工簡(jiǎn)單,但會(huì)減小原來(lái)建筑物的使用空間。
6.鋼拉桿及鋼圍箍加固技術(shù)
這種鋼拉桿和鋼圍箍主要用于建筑結(jié)構(gòu)中的梁、柱等桿件加固。這種方法施工工藝簡(jiǎn)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(shù)
在建筑結(jié)構(gòu)原構(gòu)件外邊,外包一層混凝土或鋼筋混凝土加固。這種方法技術(shù)簡(jiǎn)單,用的較多,但施工麻煩,工期較長(zhǎng),施工時(shí)對(duì)生產(chǎn)、工作、生活影響較大。
建筑物的維修加固情況復(fù)雜,問題繁多,按建筑物的類型有工業(yè)建筑和民用建筑;按建筑結(jié)構(gòu)種類有金屬結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu);按維修加固的原因有老化缺損的,有自然災(zāi)害及偶然事故的,有改變?cè)O(shè)計(jì)使用功能的等等,因此建筑維修加固的方法和技術(shù)也是多種多樣的,這些維修方法及加固技術(shù)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑較多些,但有的方法和技術(shù)具有多種用途,也可用于砌體結(jié)構(gòu)等其他結(jié)構(gòu)建筑物的維修與加固。(撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院;遼寧;撫順;113006)
參考文獻(xiàn)
篇2
關(guān)鍵詞:方案階段 總平階段 施工圖階段
一 方案階段
1.第一要先看預(yù)留水暖井,水暖井的預(yù)留參照水表的尺寸進(jìn)行有目得的預(yù)留,根據(jù)國(guó)標(biāo)圖集02ss405-1每個(gè)表之間間距來(lái)確定。
2.室內(nèi)外消火栓的確定:前室與走道的消火栓位置是否合理,在確定消火栓前,要熟讀《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》。
3.看戶型內(nèi)的有關(guān)水的位置,衛(wèi)生間及廚房,在方案階段合理布置給水管及排水管的位置以確保衛(wèi)生間及廚房用具的合理位置。
4.大概確定泵房的位置以及高位消防水箱的位置。
二 總評(píng)階段
1.了解整個(gè)總平的給排水進(jìn)出水口位置,市政給水的水壓。
2.排水經(jīng)化糞池接至市政排水井的具置以及市政預(yù)留排水井的標(biāo)高。
3.確定化糞池的位置,化糞池要設(shè)置在盡量遠(yuǎn)離住戶而且綠化草叢中,這樣會(huì)在每年的清掏時(shí)期不會(huì)影響住戶的正常生活,具體到化糞池的大小就要根據(jù)規(guī)范及圖集進(jìn)行選擇。這個(gè)到具體項(xiàng)目會(huì)有具體的計(jì)算模式。
三 施工圖階段
1.方案階段:1)在每個(gè)項(xiàng)目里首先看水暖井,尺寸夠不夠,再看消火栓大概布置位置是否合理,根據(jù)規(guī)范判斷。
2)高規(guī)中: 高層建筑室內(nèi)、外消火栓給水系統(tǒng)的用水量,不應(yīng)小于表高規(guī)7.2.2的規(guī)定。
消防電梯間前室應(yīng)設(shè)消火栓。
消防豎管的布置,應(yīng)保證同層相鄰兩個(gè)消火栓的水槍的充實(shí)水柱同時(shí)達(dá)到被保護(hù)范圍內(nèi)的任何部位。每根消防豎管的直徑應(yīng)按通過的流量經(jīng)計(jì)算確定,但不應(yīng)小于100mm。
以下情況,當(dāng)設(shè)兩根消防豎管有困難時(shí),可設(shè)一根豎管,但必須采用雙閥雙出口型消火栓。
十八層及十八層以下的單元式住宅;
十八層及十八層以下、每層不超過8戶、建筑面積不超過650
(注解:每個(gè)消火栓的保護(hù)半徑25米.)
最后再看戶內(nèi)用水點(diǎn)的排水管道布置位置不要妨礙排氣道及通風(fēng)口的位置。
2.總平階段:拿到項(xiàng)目首先看要做的項(xiàng)目處于總平的那一塊,然后給甲方確定給排水進(jìn)出口方向及位置,市政預(yù)留排水井位置及標(biāo)高,擬定化糞池位置及大小,最重要看是否小區(qū)有地下停車場(chǎng),如果有在總平階段就要給建筑結(jié)構(gòu)提地下停車場(chǎng)的上面道路覆土埋深最少1.5m,以確保道路雨水在1.5m覆土里設(shè)置雨水井排至小區(qū)外預(yù)留雨水井處。
最重要的是總平階段考慮室外消防的問題:見規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì).
3.施工圖階段:
給水系統(tǒng)
一般市政給水的水壓是0.3MPa,就是3公斤壓力,我們都知道.當(dāng)按直接供水的建筑層數(shù)確定給水管網(wǎng)水壓時(shí),其用戶接管處的最小服務(wù)水頭,一層為 10m ,二層為 12m ,二層以上每增加一層增加 4m,按這樣的計(jì)算最多市政管網(wǎng)水壓滿足六層就是28m,那么就要求說(shuō)七層以上所有的層都得加壓供水。加壓供水就是泵房?jī)?nèi)考慮的事情,一般情況下每六層一個(gè)系統(tǒng)這樣不會(huì)損失能量,如果這樣考慮的話就會(huì)出現(xiàn)樓層數(shù)達(dá)到三十多層就要四五個(gè)加壓系統(tǒng),前期投資比較大,后期收益比較好,沒有能量損失很合理;對(duì)于開發(fā)商就會(huì)覺得投資太大,所以我們考慮第二套方案就是看小區(qū)的情況而定,小區(qū)很大,絕大部分都是18和30層,那么就把加壓系統(tǒng)分成兩個(gè)系統(tǒng),一部分供所有7~18層,一部分供19~30層,這樣前期投資較少,但會(huì)出現(xiàn)后期能量減壓,把好不容易加壓的能量又要局部剪掉了,但系統(tǒng)會(huì)很簡(jiǎn)單也是我們現(xiàn)在常常利用的這種方案。
熱水系統(tǒng)
1.集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)熱水循環(huán)管道,其設(shè)置應(yīng)符合下列要求? (節(jié)能、節(jié)水)
1 )熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)保證干管和立管中的熱水循環(huán);
2) 要求隨時(shí)取得不低于規(guī)定溫度的熱水的建筑物, 應(yīng)保證支管中的熱水循環(huán), 或有保證支管中熱水溫度的措施;
3)循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)循環(huán)泵,并應(yīng)采取機(jī)械循環(huán)。
4)設(shè)有三個(gè)或三個(gè)以上衛(wèi)生間的住宅、別墅,當(dāng)采用共用水加熱設(shè)備的局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)時(shí),宜設(shè)熱水回水管及循環(huán)泵。
2. 高層建筑熱水系統(tǒng)的分區(qū), 應(yīng)遵循如下原則?一般技術(shù)要求:
1) 應(yīng)與給水系統(tǒng)的分區(qū)一致, 各區(qū)水加熱器、貯水罐的進(jìn)水均應(yīng)由同區(qū)的給水系統(tǒng)專管供應(yīng);當(dāng)不能滿足時(shí), 應(yīng)采取保證系統(tǒng)冷、熱水壓力平衡的措施;
2 ) 當(dāng)采用減壓閥分區(qū)時(shí), 除應(yīng)滿足本規(guī)范第3.4.10條的要求外, 尚應(yīng)保證各分區(qū)熱水的循環(huán)。
3) 當(dāng)給水管道的水壓變化較大且用水點(diǎn)要求水壓穩(wěn)定時(shí), 宜采用開式熱水供應(yīng)系統(tǒng)或采取穩(wěn)壓措施。
排水系統(tǒng)
見《建規(guī)》規(guī)范下列情況下應(yīng)設(shè)置通氣立管或特殊配件單立管排水系統(tǒng) :
生活排水立管所承擔(dān)的衛(wèi)生器具排水設(shè)計(jì)流量, 當(dāng)超過本規(guī)范表 4.4.11 中僅設(shè)伸頂通氣管的排水立管最大設(shè)計(jì)排水能力時(shí)。
建筑標(biāo)準(zhǔn)要求較高的多層住宅和公共建筑、 10 層及 10 層以上高層建筑的生活污水立管應(yīng)設(shè)置通氣立管。
雨水系統(tǒng)
一般說(shuō)來(lái),多層建筑的屋面雨水系統(tǒng)是以切>系統(tǒng)為主,屋面雨水經(jīng)雨水立管排至室外散水上,然后由地面或明溝流至附近道路的雨水口,每個(gè)雨水立管的匯水面積通常不超過200m2。而高層建筑的屋面雨水是以內(nèi)排水系統(tǒng)為主,屋面的雨水經(jīng)雨水立管排至底層雨水出口接至雨水管網(wǎng)。
消防系統(tǒng)
高層建筑兩路進(jìn)水問題 一般情況下,宜從兩條相對(duì)獨(dú)立的市政給水干管上引入,該兩管之間最好連通,并設(shè)閥門井,如只能從一條市政給水干管上引出兩管,則從兩端引入。中間設(shè)閥門井,這可以確保高層室外消防水量由市政供水。如不能滿足,則地下水池要貯備室外消防水量,這會(huì)加大建設(shè)水池造價(jià),占用地下室用地,且消防吸水口吸水高度不能超過6m也難以解決。 但事實(shí)上一般城市室外消防都不能滿足兩條進(jìn)水管,室內(nèi)外消防水量又大于25L/s,所以一個(gè)小區(qū)都需要設(shè)計(jì)一個(gè)消防水池來(lái)滿足室內(nèi)外消防水量的要求。再根據(jù)高規(guī)7.3.5條一個(gè)小區(qū)可共用消防水池,消防水泵,高位消防水箱。且高位水箱應(yīng)設(shè)置在高層建筑群內(nèi)最高一棟樓層建筑的屋頂最高處。
自動(dòng)噴水系統(tǒng)
普通住宅按高規(guī)不設(shè)置自噴,對(duì)于商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)加住宅我們統(tǒng)一考慮為住宅,對(duì)于商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)與商業(yè)的區(qū)別在這里我們講述一下;商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)見建規(guī)第4頁(yè),故名商業(yè)就是建筑面積大于300平米。對(duì)于高規(guī)中7.6.2條除了介紹的這幾點(diǎn)除外所有的都需要做自噴。所以我們又得回到高規(guī)那些分別一類,那些分為二類,一類建筑除了7.6.2條外都要設(shè)置,對(duì)于一類建筑的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)就需要設(shè)置自噴。自噴咋設(shè)置見自噴規(guī)范:第一布看火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)可以找出屬于那種危險(xiǎn)等級(jí),比如商住樓,中危一級(jí),然后回到5.0.1條噴水強(qiáng)度為6,作用面積為160平米,選擇表格7.1.2布置噴頭滿足條件,在設(shè)置自噴時(shí)注意兩點(diǎn),每層設(shè)置水流指示器及信號(hào)閥,每層末端做試水閥。每個(gè)濕式報(bào)警閥末端做試水裝置。
滅火器系統(tǒng)
根據(jù)滅火規(guī)范此項(xiàng)目屬于民用建筑普通住宅屬于輕危險(xiǎn)級(jí),再看滅火類別一般采用干粉滅火,輕危險(xiǎn)級(jí)一般按1公斤2公斤的量來(lái)選,也可以選擇三四公斤的,量大具數(shù)可以少,但如果是中危險(xiǎn)級(jí)就必須選擇三四公斤的量。
總結(jié) 建筑給排水設(shè)計(jì)要充分考慮各個(gè)方面的要求,尤其是隨著生活發(fā)展人們提出的要求。另外,采取一些節(jié)水措施,節(jié)能措施滿足日益增長(zhǎng)的環(huán)保要求,使建筑給排水工程更好的發(fā)展。
篇3
關(guān)鍵詞:節(jié)能改造;市場(chǎng)運(yùn)作;機(jī)制研究
1概述
當(dāng)前,我國(guó)建筑節(jié)能改造作為一個(gè)新興行業(yè),推廣效率有待提高。在市場(chǎng)運(yùn)作過程中,如何明確各相關(guān)方責(zé)任與關(guān)系,制定相關(guān)政策法規(guī)與激勵(lì)措施,協(xié)調(diào)建筑節(jié)能改造市場(chǎng)化運(yùn)作中政府、業(yè)主、改造方及金融機(jī)構(gòu)等相關(guān)主體行為,與此有關(guān)的需求非常迫切。
2建筑節(jié)能改造的基本范疇
我國(guó)建筑分為民用建筑和工業(yè)建筑,其中民用建筑包括居住建筑和公用建筑。廣義上的建筑能耗指從建筑材料制造、建筑施工直至建筑使用全過程的能耗。狹義的建筑能耗指維持建筑功能所消耗的能量,包括照明、烹調(diào)、家用電器以及辦公設(shè)備等的能耗。本文僅指狹義的建筑節(jié)能改造。以安徽省為例,考慮到安徽省建筑一般沒有集中供暖系統(tǒng),冬天采暖和夏天制冷主要是依靠空調(diào)。因此,安徽省的建筑能耗,主要從居住建筑的空調(diào)、照明、家電、生活熱水、用水等和公有建筑的照明、空調(diào)、電梯系、用水系統(tǒng)等方面考慮。
3建筑節(jié)能改造市場(chǎng)主體
在建筑節(jié)能改造服務(wù)市場(chǎng)中,要保持市場(chǎng)運(yùn)作的高效率,就必須對(duì)建筑節(jié)能服務(wù)市場(chǎng)參與方進(jìn)行界定。這樣不但可以確定各參與方的市場(chǎng)職能以及其在市場(chǎng)運(yùn)作中發(fā)揮的作用,還可以保證節(jié)能改造過程中的資金籌集以及改造完成后利益的合理分配。綜合來(lái)看,建筑節(jié)能改造的市場(chǎng)主體主要有政府、所有者、改造方、金融機(jī)構(gòu)。
3.1政府
政府是建筑節(jié)能市場(chǎng)的管理者。在建筑節(jié)能改造的初級(jí)階段,政府是主要的引導(dǎo)者和發(fā)起者。政府部門需要利用其社會(huì)影響力,宣傳建筑節(jié)能的意義,同時(shí)也需要對(duì)建筑節(jié)能過程中涉及到的相關(guān)主體進(jìn)行動(dòng)員,解決資金和技術(shù)的問題。
3.2所有者
建筑節(jié)能改造的消費(fèi)者是建筑的業(yè)主,業(yè)主可能是建筑的所有者、使用者或管理者,也可能同時(shí)承擔(dān)幾個(gè)角色。業(yè)主不但是建筑節(jié)能改造服務(wù)的消費(fèi)者,還是節(jié)能建筑的使用者和最終受益者。將業(yè)主的經(jīng)濟(jì)利益與建筑能耗的切實(shí)利益緊緊地聯(lián)系起來(lái),才真正有可能從根本上推動(dòng)節(jié)能改造的發(fā)展。
3.3改造方
改造方是指提供建筑節(jié)能服務(wù)的相關(guān)機(jī)構(gòu),既包括直接從事建筑節(jié)能服務(wù)的機(jī)構(gòu),如能源服務(wù)公司等,也包括節(jié)能建材供應(yīng)商、節(jié)能產(chǎn)品研發(fā)機(jī)構(gòu)等。目前建筑節(jié)能改造市場(chǎng)尚處于培育階段,需要制定相應(yīng)的準(zhǔn)入和退出機(jī)制,從市場(chǎng)建設(shè)初期注重從業(yè)者素質(zhì)的提高。
3.4金融機(jī)構(gòu)
金融機(jī)構(gòu)也是建筑節(jié)能環(huán)節(jié)中的一部分。一方面,解決建筑節(jié)能改造過程中的資金來(lái)源;另一方面,金融機(jī)構(gòu)的介入將建筑節(jié)能改造從以政府為主導(dǎo)者的市場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣?huì)各方面自主參與的市場(chǎng),促進(jìn)了節(jié)能市場(chǎng)發(fā)展。
4建筑節(jié)能改造運(yùn)作機(jī)制
建筑節(jié)能要實(shí)施有效的市場(chǎng)運(yùn)作,就必須建立有效的運(yùn)作機(jī)制,合理的運(yùn)作機(jī)制可以保障節(jié)能改造的資金來(lái)源、監(jiān)管、激勵(lì)等整個(gè)過程,真正能夠促進(jìn)建筑節(jié)能改造工作又快又好發(fā)展。
4.1融資模式
建筑節(jié)能的籌資方式應(yīng)是以政府為主導(dǎo)的融資渠道模式,建筑節(jié)能改造應(yīng)該優(yōu)先開展資金共攤模式,但政府無(wú)法拿出節(jié)能改造所需的大部分資金,所以利用各地的一些優(yōu)勢(shì)資源開展合同能源管理模式也是非??尚械摹?.1.1資金共攤模式由于建筑節(jié)能涉及的資金量大,工程本身復(fù)雜,需要得到政府機(jī)構(gòu)的大力支持才能更好的開展。然而政府機(jī)構(gòu)畢竟能力有限,無(wú)法拿出節(jié)能改造所需的全部資金,需要其它相關(guān)方共同出資解決資金問題。資金共攤模式指的是資金的共同分?jǐn)傂问?,按照政府、房屋產(chǎn)權(quán)單位和個(gè)人按比例共同分?jǐn)偅骖櫟礁鞣矫娴睦?。資金共攤模式強(qiáng)調(diào)政府職能的重要地位,政府作為建筑節(jié)能改造的領(lǐng)導(dǎo)者、策劃者應(yīng)該規(guī)劃好改造資金的籌集渠道,必要時(shí)應(yīng)該成為投資渠道的主體。為確保建筑節(jié)能工作的順利進(jìn)行,可以按照出資比例共同分?jǐn)偟脑瓌t,兼顧各方面利益,多渠道籌措建筑節(jié)能改造資金。地方政府需要每年安排專項(xiàng)資金,也可計(jì)劃從房改基金中安排一定資金用于建筑節(jié)能改造專項(xiàng)補(bǔ)助、貼息和工作啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)。4.1.2合同能源管理“合同能源管理(EnergyManagementContract,簡(jiǎn)稱EMC),即由專門的節(jié)能服務(wù)公司,為客戶提供耗能設(shè)備的改良和更新服務(wù),提供服務(wù)所需的資金,并在接下來(lái)的一段時(shí)間里,從設(shè)備運(yùn)行節(jié)省下來(lái)的能源費(fèi)用中回收投資、獲得利潤(rùn)。合同能源管理機(jī)制的實(shí)質(zhì)是:一種以減少的能源費(fèi)用來(lái)支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的節(jié)能投資方式。節(jié)能服務(wù)公司是一種基于合同能源管理機(jī)制運(yùn)行的、以盈利為直接目的的專業(yè)化公司。節(jié)能服務(wù)公司與愿意進(jìn)行節(jié)能改造的客戶簽訂節(jié)能效益合同,為客戶提供節(jié)能服務(wù),保證在一定的期限內(nèi)達(dá)到某一數(shù)量的節(jié)能量或金額。客戶以節(jié)約的能源費(fèi)用來(lái)支付節(jié)能項(xiàng)目的全部成本,用未來(lái)的節(jié)約收益為建筑和設(shè)備升級(jí),降低目前的運(yùn)行成本。節(jié)能服務(wù)公司通過與客戶分享項(xiàng)目實(shí)施后產(chǎn)生的節(jié)能效益來(lái)贏利和滾動(dòng)發(fā)展。由于投資額和風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān),節(jié)能服務(wù)公司的投資介入程度因其規(guī)模、資金力量而異。
4.2監(jiān)督機(jī)制
政府應(yīng)該在建筑節(jié)能改造市場(chǎng)中擔(dān)任監(jiān)督的主體,對(duì)產(chǎn)權(quán)所有者、節(jié)能改造方、金融機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效監(jiān)管。建筑節(jié)能改造是一項(xiàng)利國(guó)利民的工程,由于目前還處于發(fā)展階段,市場(chǎng)發(fā)展不成熟,在具體操作過程中還存在違規(guī)、不合理的現(xiàn)象,因此在市場(chǎng)發(fā)展前期,政府應(yīng)主要起到引導(dǎo)和鼓勵(lì)的作用。市場(chǎng)起步階段,由于具體的操作規(guī)范缺乏統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),且市場(chǎng)主體的積極性有待激發(fā),因此,政府的監(jiān)督措施不能過于激烈,防止挫敗相關(guān)方的積極性。目前階段的監(jiān)督仍應(yīng)該監(jiān)督、引導(dǎo)為主。
4.3激勵(lì)機(jī)制
激勵(lì)政策應(yīng)分為幾個(gè)不同的階段。初始推廣階段應(yīng)多出臺(tái)相關(guān)鼓勵(lì)政策,如稅收減免、財(cái)政補(bǔ)貼等,激發(fā)企業(yè)和業(yè)主采取節(jié)能措施的積極性,培育市場(chǎng)機(jī)制,推動(dòng)建筑節(jié)能行業(yè)的發(fā)展;市場(chǎng)成熟階段則應(yīng)采取較多的強(qiáng)制性政策,如對(duì)沒有達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑責(zé)令限期改造,由于該階段的市場(chǎng)機(jī)制比較成熟,運(yùn)行也比較有效,不需要繼續(xù)施行較多的鼓勵(lì)性政策。同時(shí),政府施行的激勵(lì)政策應(yīng)根據(jù)不同的建筑類別有所區(qū)別。如對(duì)于居住建筑,應(yīng)當(dāng)以鼓勵(lì)性政策為主;相應(yīng)的對(duì)于商業(yè)性公共建筑,由于這類業(yè)主有一定的支付能力,且節(jié)能帶來(lái)的費(fèi)用支出的減少可以變成商業(yè)利潤(rùn),政府可以采取強(qiáng)制性政策或鼓勵(lì)性與強(qiáng)制性相結(jié)合的政策。
5結(jié)論
本文從當(dāng)前現(xiàn)狀出發(fā),分析了建筑節(jié)能改造市場(chǎng)運(yùn)行過程中存在的主要問題。通過建立一種有效的運(yùn)作機(jī)制,積極引導(dǎo)和培育市場(chǎng)的發(fā)展,形成合理的監(jiān)督和激勵(lì),加快節(jié)能改造的順利實(shí)施。
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篇4
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;墻體保溫
隨著改革開放的發(fā)展,城市建設(shè)日新月異,建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越普遍,建筑節(jié)能的基本要求是保溫隔熱,其主要部位是外墻,其次是門窗和屋面。一般建筑物外墻傳熱面積占建筑物總傳熱面積的60%以上,通過外墻造成的熱量損失占建筑物總熱量損失的23%-34%。與外墻相比,門窗、屋面的保溫隔熱問題較易解決,難點(diǎn)集中于外墻外保溫體系。目前國(guó)內(nèi)推廣的外墻外保溫體系主要有膠粉聚苯顆粒保溫漿料、聚苯板(包括擠塑型)及聚氨酯硬泡薄抹灰保溫體系等。這些體系在推廣應(yīng)用中盡管取得了較好效果,并且在不斷地改進(jìn)完善,但反映的問題仍不少。主要在于對(duì)裂縫、安全和耐久性的擔(dān)憂,尤其是耐久性備受質(zhì)疑。外墻外保溫材料及保溫隔熱體系如何發(fā)展,方向是什么,已引起業(yè)界的普遍關(guān)注。
1、目前三種外墻外保溫體系的主要問題
目前廣為推行的三種外墻外保溫體系是由墻體結(jié)構(gòu)層、保溫層、保護(hù)層和飾面層四部分構(gòu)成的。保溫材料是外墻外保溫體系的核心,其主要功能是保溫隔熱,幾種體系的主要區(qū)別是使用不同的保溫材料。聚苯板、擠塑板和聚氨酯硬泡屬有機(jī)保溫材料。而膠粉聚苯顆粒漿料則屬無(wú)機(jī)與有機(jī)復(fù)合材料。由于聚苯板、擠塑板和膠粉聚苯顆粒保溫材料本身的物理化學(xué)性能有一定的區(qū)別,反映出的主要問題有裂縫、安全和耐久性問題,只是程度不同而已。
1.1 裂縫問題
裂縫是一個(gè)普遍的問題,其起因是外墻暴露在大氣中,溫度變形難以避免。例如聚苯板薄抹灰保護(hù)層僅為厚3 mm的聚合物抗裂砂漿復(fù)合網(wǎng)格布,膨脹聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.042 Wl(m•K1,而聚合物抗裂砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)為0.932 W/(m•K),這兩種材料的導(dǎo)熱系數(shù)相差22倍多。夏季太陽(yáng)直射的外墻面,表面溫度通??蛇_(dá)50~70℃,由于聚苯板保溫隔熱層的熱阻很大,使其保護(hù)層的熱量不易通過傳導(dǎo)擴(kuò)散,如遇下雨或氣溫降至15℃左右,則溫降可達(dá)35~55cI=,此種溫差變化是抗裂砂漿保護(hù)層難以適應(yīng)的。同時(shí),聚苯板保溫層的溫度超過70℃時(shí),將產(chǎn)生不可逆的收縮變形,可導(dǎo)致開裂。還有,這種體系使用于多層及高層建筑外墻。風(fēng)荷載的長(zhǎng)期反復(fù)作用是不利因素。聚苯板薄抹灰體系中聚苯板通常是以點(diǎn)粘的方式鋪設(shè)在結(jié)構(gòu)層上的。粘結(jié)面積僅40%,即有60%的面積為空腔。在這種體系中,背風(fēng)面墻體將產(chǎn)生負(fù)風(fēng)壓。由于體系存在空腔.負(fù)風(fēng)壓產(chǎn)生的破壞作用是造成保溫墻面產(chǎn)生裂縫的主要因素之一,嚴(yán)重時(shí)可致局部或全部墻面脫落。
1.2 安全性問題
安全性問題指兩個(gè)方面,一是聚苯板和玻璃纖維網(wǎng)格布均為有機(jī)化合物,屬易燃體,聚氨酯硬泡無(wú)防火性能。雖然目前出現(xiàn)了一些具有阻燃性的聚苯板和聚氨酯硬泡,但均未達(dá)到難燃材料等級(jí),其防火性能仍然未從根本上解決。二是此種墻體飾面層目前多采用瓷磚, 由于瓷磚每平方米的重量約35KG, 易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象,為此,上海、大連等城市早在2006年即明文規(guī)定在多層和高層建筑中不得采用瓷磚外飾面,而提出推廣涂料飾面方案。有人認(rèn)為,提高瓷磚與保護(hù)層的粘結(jié)強(qiáng)度,即把垂直拉伸粘結(jié)強(qiáng)度提高至0.4 MPa,即可不必?fù)?dān)心瓷磚脫落,這種看法也是不可靠的,因?yàn)榇纱u在墻面的溫度變形(主要產(chǎn)生于平行墻面的剪切應(yīng)力)作用下。會(huì)導(dǎo)致松動(dòng)甚至脫落。
1.3 耐久性問題
當(dāng)前外墻外保溫體系的耐久性是業(yè)界最為關(guān)注和擔(dān)心的問題。在我國(guó),一般居住和公共建筑的壽命均在70―100年范圍內(nèi),而目前推行的這幾種外墻外保溫體系,有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范明確要求,使用年限不少于25年。有關(guān)資料介紹歐洲國(guó)家類似的外墻外保溫體系已有30年的使用歷史,至今仍基本完好。但我國(guó)情況不同,發(fā)達(dá)國(guó)家居住建筑多為低層和多層,而我國(guó)現(xiàn)今城市居住建筑多為小高層、高層或超高層,若25年就必須對(duì)外墻外保溫體系進(jìn)行維修或者全部更換,將是一項(xiàng)消耗資源和財(cái)力的巨大工程,現(xiàn)在就應(yīng)當(dāng)預(yù)見到這個(gè)問題。要認(rèn)識(shí)到用于外墻外保溫的聚苯乙烯泡沫塑料,其本身易老化和粉化,在自然條件下,粉化會(huì)加劇,即耐久性不足是其固有的缺點(diǎn)。另外。這類保溫材料均屬以石油為原料的產(chǎn)品,在石油資源日益短缺的情況下,以此作為大宗外墻外保溫材料,必將受到制約。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外在墻體外保溫體系方面的發(fā)展和出現(xiàn)的問題,可以說(shuō)發(fā)展無(wú)機(jī)保溫材料尤其是無(wú)機(jī)保溫砂漿以及自保溫墻體是新的方向。 ,
2、無(wú)機(jī)保溫砂漿
無(wú)機(jī)保溫砂漿是目前市場(chǎng)上的一種新型保溫材料,其主要技術(shù)特點(diǎn)如下。
(1)強(qiáng)度高,尤其是與基層粘結(jié)良好,不易產(chǎn)生裂縫和空鼓,不必用錨栓與墻體拉結(jié)。
(2)由純無(wú)機(jī)材料制成,化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異,不存在老化問題,且具有良好的防水阻燃性能,可與建筑墻體同壽命。
(3)便于施工,適用范圍廣??梢宰鐾鈮ν獗?,亦可做外墻內(nèi)保溫或者實(shí)施外墻內(nèi)外組合保溫以及作為屋面、樓地面保溫層等。
(4)綜合造價(jià)低。根據(jù)2007年福建完成的一項(xiàng)3.3萬(wàn)m2多層住宅樓外墻內(nèi)保溫工程的計(jì)算,與擠塑聚苯板體系相比,使用復(fù)合硅酸鹽無(wú)機(jī)保溫砂漿體系可節(jié)約資金26元/m2,即綜合成本約可降低40%。
2.1 膠粉聚苯顆粒漿料
聚苯顆粒作為細(xì)骨料是有機(jī)物,膠粉主要成分為無(wú)機(jī)物,實(shí)際上這種保溫砂漿屬無(wú)機(jī)與有機(jī)物的復(fù)合體,我國(guó)廣大地區(qū)都有應(yīng)用,尤其是江浙等華東地區(qū),這種外墻外保溫體系的市場(chǎng)份額高達(dá)60%。
膠粉聚苯顆粒的優(yōu)點(diǎn)是保溫層與墻體容易粘結(jié),其保溫隔熱效果與耐久性均較好,施工簡(jiǎn)便,工程造價(jià)低,一般不易出現(xiàn)大面積龜裂、空鼓脫落等問題,技術(shù)上是可行的,易于推廣。缺點(diǎn)是保溫效果除取決于配方外,在很大的程度上還取決于施工質(zhì)量。為達(dá)到節(jié)能65%的要求,保溫層的厚度需50―80 mm,JGJ144―2004規(guī)程限制其厚度不大于100mm。另外,其防火性較差,所以該體系不太理想。
盡管有上述缺點(diǎn),但聚苯顆粒作為工業(yè)廢料得以利用,仍具有相當(dāng)?shù)纳Α,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)正在采取各種措施對(duì)聚苯顆粒進(jìn)行改性,使其具有親水性,增大與膠粉的粘結(jié)性,從而提高這種保溫砂漿的強(qiáng)度和耐久性。近年在一些冬冷夏熱地區(qū),以此種保溫砂漿質(zhì)量不易保證為由,限制其應(yīng)用于外墻外保溫工程,其理由是不充分的。因?yàn)榫郾桨灞∧ɑ业润w系也存在施工質(zhì)量難保證的問題。與聚苯板保溫材料相比,膠粉聚苯顆粒保溫砂漿在強(qiáng)度,尤其是粘結(jié)強(qiáng)度和防水、耐久性方面確實(shí)具有一定優(yōu)勢(shì)。
2.2 膠粉玻化微珠保溫砂漿
?;⒅閷贌o(wú)機(jī)保溫骨料,它是經(jīng)燒制加工而成的,粒度0.5~1.5 mm,干密度80―130 kg/m ,耐火度l 280―1 360℃ ,使用溫度l 000~C以下,防火性能按GB8624―1997《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》規(guī)定,屬不燃材料(A級(jí)),現(xiàn)已進(jìn)入工程應(yīng)用。膠粉玻化微珠保溫砂漿的耐候、環(huán)保和防火性能優(yōu)于其他保溫材料,具有優(yōu)良的保溫隔熱性能。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)可生產(chǎn)0.1~5 mm不同規(guī)格粒徑、表觀密度45~800 kg/m 的玻化微珠。工程應(yīng)用表明,30 mm厚的玻化微珠保溫砂漿的保溫效果即可達(dá)到節(jié)能50%的要求。玻化微珠保溫砂漿體系適用于多層及高層建筑外墻外保溫及內(nèi)保溫抹灰工程,對(duì)當(dāng)今各類既有建筑物的保溫改造工程也很適用。
2.3 復(fù)合硅酸鹽保溫砂漿
這是國(guó)內(nèi)近期研發(fā)的一種新型無(wú)機(jī)復(fù)合保溫砂漿,主要由無(wú)機(jī)膠結(jié)料、硅酸鋁、礦物填料、增強(qiáng)增粘組分以及輕骨料如?;⒅椤⑻丈暗扰渲贫?,可用于外墻內(nèi)外保溫體系。該保溫砂漿在加水拌合硬化后。能夠形成三維八面體封閉微孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),具有彈性,且不開裂,不粉化,導(dǎo)熱系數(shù)小,保溫層薄,與基層墻體粘結(jié)強(qiáng)度高,使用溫度范圍在-40~80℃C,屬于不燃體。抗凍性優(yōu)異,-40℃條件下循環(huán)20次無(wú)脫皮現(xiàn)象,防水,耐酸堿,易施工。由于具有彈性,亦可用于有振動(dòng)的設(shè)備保溫。
2.4 稀土保溫砂漿
該保溫砂漿由FBT(稀土)、礦棉和?;⒅樽鳛檩p質(zhì)保溫隔熱骨料配制而成,干密度410―600kg/m,導(dǎo)熱系數(shù)0.065 ~0.085 W/(m•K),特點(diǎn)是與基層粘結(jié)強(qiáng)度高,不易變形及抗沖擊性能良好,適用溫度為-25~65℃。由于導(dǎo)熱系數(shù)小,節(jié)能效果突出,并可解決傳統(tǒng)保溫材料易造成冷橋、能量散失快、導(dǎo)熱系數(shù)衰減等問題,不僅可用于建筑外墻內(nèi)外保溫工程,且可用于工業(yè)設(shè)備的保溫隔熱。由于成本較高,尚未見用于外墻保溫工程的報(bào)道。
常用的三種保溫砂漿性能指標(biāo)比較見表1
表1 三種保溫砂漿性能指標(biāo)比較
3、無(wú)機(jī)保溫砂漿體系和自保溫墻體評(píng)介
作為使用量大面廣的外墻外保溫材料,其本身的節(jié)能環(huán)保狀況備受關(guān)注。到目前為止,聚苯板薄抹灰外墻外保溫體系由于涉及嚴(yán)重的防火問題,在美國(guó)有20多個(gè)州禁止使用;英國(guó)規(guī)定高18 m以上建筑不允許使用;德國(guó)則規(guī)定限制用于高22 m以下的建筑。在韓國(guó)、澳洲等地的建筑保溫市場(chǎng),聚苯乙烯類泡沫塑料亦在禁用之列。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀.業(yè)界有識(shí)之士普遍認(rèn)為。無(wú)定形的無(wú)機(jī)保溫材料包括保溫砂漿應(yīng)當(dāng)逐漸取代聚苯板、聚氨酯泡沫塑料類成為建筑節(jié)能的主要保溫材料。現(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)機(jī)保溫砂漿的研發(fā)已有一定進(jìn)展,如無(wú)氟利昂阻燃型聚氨酯泡沫塑料復(fù)合漿體、超輕質(zhì)全憎水硅酸鈣漿體保溫材料等,可以滿足不同使用條件下的要求。在國(guó)內(nèi),目前出現(xiàn)的復(fù)合硅酸鹽、膠粉玻化微珠和稀土保溫砂漿等,也具有良好的發(fā)展前景。復(fù)合硅酸鹽保溫砂漿體系與聚苯板外墻外保溫體系的熱工性能比較列于表2及表3。
表2 復(fù)合硅酸鹽保溫砂漿體系熱工參數(shù)
表3 聚苯板薄抹灰外墻外保溫體系熱工參數(shù)
由表2、3可見,采用30mm厚的復(fù)合硅酸鹽保溫砂漿體系與同樣厚度的聚苯板薄抹灰體系的熱工參數(shù)相當(dāng),其傳熱系數(shù)K=0.898≤1.5 W/(m -K),而熱惰性指標(biāo)D=4.3391>3.0,完全滿足《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 134―2001)中關(guān)于外墻保溫規(guī)定的指標(biāo)。與聚苯板相比,無(wú)機(jī)保溫砂漿的熱容量大,在相同熱阻條件下,內(nèi)表面溫度振幅減小,出現(xiàn)溫度最高值的時(shí)間延長(zhǎng),其蓄熱系數(shù)為1.17W/(m•K),而聚苯板的蓄熱系數(shù)則為0.40 W/(m•K)。
由于無(wú)機(jī)保溫砂漿外墻外保溫體系材料易得。價(jià)格較低,且施工較為方便,故與聚苯板薄抹灰體系相比,可降低造價(jià)約40%。
根據(jù)我國(guó)的國(guó)情,筆者認(rèn)為無(wú)機(jī)保溫砂漿外墻保溫隔熱體系可以廣泛用于國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)的低層、多層和高層建筑的外墻外保溫或外墻內(nèi)外組合保溫工程。由于膠粉聚苯顆粒是利用數(shù)量可觀的包裝工業(yè)廢料,在不斷改進(jìn)這種漿料的強(qiáng)度和耐久性條件下。用于夏熱冬冷地區(qū)農(nóng)村低層、城鎮(zhèn)多層居住建筑外墻外保溫是可行的。聚苯板包括擠塑聚苯板、聚氨酯硬泡等保溫材料,主要用于寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)較為合理,但仍需保證施工質(zhì)量并提高其耐久性。
篇5
1.我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)
對(duì)結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久性等幾個(gè)方面。我國(guó)建筑物和橋梁等土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范在這些方面的安全設(shè)置水準(zhǔn),總體上要比國(guó)外同類規(guī)范低得多。
1.1結(jié)構(gòu)的整體牢固性
除了結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠承載能力外,結(jié)構(gòu)物還要有整體牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導(dǎo)致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力,或者說(shuō)是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度,用來(lái)對(duì)付地震、爆炸等災(zāi)害荷載或因人為差錯(cuò)導(dǎo)致的災(zāi)難后果,可以減輕災(zāi)害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當(dāng)?shù)胤课萁Y(jié)構(gòu)缺乏整體牢固性有很大關(guān)系。2001年石家莊發(fā)生故意破壞的惡性爆炸事件,一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞,竟導(dǎo)致整棟樓的連續(xù)倒塌,也是房屋設(shè)計(jì)牢固性不足的表現(xiàn)。
1.2構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn)
與結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全水準(zhǔn)關(guān)系最大的二個(gè)因素是:1)規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)需要承受多大的荷載(荷載標(biāo)準(zhǔn)值),比如同樣是辦公樓,我國(guó)規(guī)范自1959年以來(lái)均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤),而美、英則為240和250公斤;2)規(guī)范規(guī)定的荷載分項(xiàng)系數(shù)與材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)的大小,前者是計(jì)算確定荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時(shí),將荷載標(biāo)準(zhǔn)值加以放大的一個(gè)系數(shù),后者是計(jì)算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有的承載能力時(shí),將構(gòu)件材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值加以縮小的一個(gè)系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的安全度,在安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法(如我國(guó)的公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)中稱為安全系數(shù),體現(xiàn)了安全儲(chǔ)備的需要;而在可靠度設(shè)計(jì)方法(如我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)中稱為分項(xiàng)系數(shù),體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標(biāo)。安全系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)越大,表明安全度越高。我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載(如結(jié)構(gòu)自重)的分項(xiàng)系數(shù)分別為1.4和1.2,而美國(guó)則分別為1.7和1.4,英國(guó)1.6和1.4;這樣根據(jù)我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)辦公樓時(shí),所依據(jù)的樓層設(shè)計(jì)荷載(荷載標(biāo)準(zhǔn)值與荷載分項(xiàng)系數(shù)的乘積)值大約只有英美的52%(考慮人員和設(shè)施等活載)和85%(對(duì)結(jié)構(gòu)自重等恒載),而設(shè)計(jì)時(shí)?菀勻范ü辜芄懷惺芎稍氐哪芰Γㄓ氬牧锨慷確窒釹凳泄兀┤匆扔⒚攔娣陡叱齙?0~15%,二者都使構(gòu)件承載力的安全水準(zhǔn)下降。日本與德國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國(guó)家的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的規(guī)范,就如我國(guó)解放前和建國(guó)初期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法參照美國(guó)規(guī)范一樣。至于中國(guó)的香港和臺(tái)灣,至今仍分別以英國(guó)和參考美國(guó)規(guī)范為依據(jù)。這里需要說(shuō)明的是,在其他建筑物的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值上,與國(guó)外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結(jié)構(gòu)在安全設(shè)置水準(zhǔn)上與國(guó)際間的差距并不相同,比如鋼結(jié)構(gòu)的差距可能相對(duì)小些。
公路橋梁結(jié)構(gòu)的情況也與房屋建筑結(jié)構(gòu)類似,除車載標(biāo)準(zhǔn)外,荷載分項(xiàng)安全系數(shù)(我國(guó)規(guī)范對(duì)車載取1.4,比國(guó)際著名的美國(guó)AASHTO規(guī)范的1.75約低25%)與材料強(qiáng)度分項(xiàng)安全系數(shù)均規(guī)定較低。
盡管我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范所設(shè)定的安全貯備較低,但是某些工程的材料用量反而有高于國(guó)外同類工程的,這里的問題主要在于設(shè)計(jì)墨守陳規(guī),在結(jié)構(gòu)方案、材料選用、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上缺乏創(chuàng)新。
1.3結(jié)構(gòu)的耐久安全性
我國(guó)土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范,重點(diǎn)放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求,而對(duì)環(huán)境因素作用(如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕)下的耐久性要求則相對(duì)考慮較少?;炷两Y(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故,其嚴(yán)重程度已遠(yuǎn)過于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來(lái)的危害,所以這個(gè)問題必須引起格外重視。我國(guó)規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關(guān)的一些要求,如保護(hù)鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護(hù)層最小厚度和混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí),都顯著低于國(guó)外規(guī)范。損害結(jié)構(gòu)承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn),在一些情況下也有利于結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)使用壽命。
2.調(diào)整結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準(zhǔn)的不同見解
我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)較低,與我國(guó)建國(guó)后長(zhǎng)期處于短缺經(jīng)濟(jì)和計(jì)劃體制的歷史條件有關(guān)。但是,能夠?qū)ν两ńY(jié)構(gòu)取用較低的安全水準(zhǔn)并基本滿足了當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)與生活需求,而且業(yè)已歷經(jīng)了較長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn),這是國(guó)內(nèi)土建科技人員經(jīng)過巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全儲(chǔ)備較低,抵御意外作用的能力相對(duì)不足。如果適當(dāng)提高安全設(shè)置水準(zhǔn)將有利于減少事故的發(fā)生頻率和提高工程抗御災(zāi)害的能力。國(guó)內(nèi)發(fā)生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴(yán)重的人為錯(cuò)誤所致?,F(xiàn)在提出要重新審視結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn),主要是基于客觀形勢(shì)的變化,是由于我們現(xiàn)在從事的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎(chǔ),要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要,有些土建結(jié)構(gòu)如商品房屋則更要滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下具備商品屬性的需要。國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)已對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)置水準(zhǔn)組織過幾次討論,在如何調(diào)整的問題上存在較大的意見分歧,這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解:
1)認(rèn)為我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)是足夠的,并已為長(zhǎng)期實(shí)踐所證明,而國(guó)外就沒有這種經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)取得的這一成功經(jīng)驗(yàn)決不能輕易丟掉,在安全度上不能跟著英美的高標(biāo)準(zhǔn)走;安全度高了是浪費(fèi),除個(gè)別需調(diào)整外,總體上不必變動(dòng)。
2)認(rèn)為我國(guó)規(guī)范的安全度設(shè)置水準(zhǔn)盡管不高,但在全面遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有關(guān)規(guī)定,即在正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用的“三正常”條件下,據(jù)此建成的上百億平米的建筑物絕大多數(shù)至今仍在安全使用,表明這些規(guī)范規(guī)定的水準(zhǔn)仍然適用;但是理想的“三正?!焙茈y做到,同時(shí)為了縮小與先進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的差距以及鑒于可持續(xù)發(fā)展和提高耐久性的需要,在物質(zhì)供應(yīng)條件業(yè)已改善的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)提高。這種提高只能適度,因?yàn)槲覈?guó)目前尚屬發(fā)展中國(guó)家。
3)認(rèn)為我國(guó)規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)該大體與國(guó)際水準(zhǔn)接近,需要大幅度提高。這是由于隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平不斷提高,土建工程特別是重大基礎(chǔ)設(shè)施工程出現(xiàn)事故所造成的風(fēng)險(xiǎn)損失后果將愈益嚴(yán)重,而為了提高工程安全程度所需要的經(jīng)費(fèi)投入在整個(gè)工程(特別是建筑工程)造價(jià)中所占的比重現(xiàn)在已愈來(lái)愈低,材料供應(yīng)也十分充裕。過去的低安全水準(zhǔn)只是適應(yīng)了以往短缺型計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代的需要,但決不是沒有風(fēng)險(xiǎn),如果規(guī)范的安全水準(zhǔn)較高,曾經(jīng)發(fā)生過的有些安全事故本來(lái)是可以避免的,而規(guī)范的這一缺陷在一定程度上為“三正?!钡奶岱ㄋ谏w。在建的工程要為將來(lái)的現(xiàn)代化社會(huì)服務(wù),安全性上一定要有高標(biāo)準(zhǔn)。低的安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在參與將來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中也難以被承認(rèn),即使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全設(shè)置水準(zhǔn)能夠提高到與發(fā)達(dá)國(guó)家一樣,由于我們的施工質(zhì)量總體較差,結(jié)構(gòu)的安全性依然會(huì)有差距。
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的概率可靠度設(shè)計(jì)方法
自1984年國(guó)家建委和國(guó)家建設(shè)部頒布了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以來(lái),我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已從80年代末期起拋棄了傳統(tǒng)的多安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法,從而統(tǒng)一采用以概率理論為基礎(chǔ)的可靠度設(shè)計(jì)方法;其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范也正在或計(jì)劃作這樣的轉(zhuǎn)變。我國(guó)規(guī)范的可靠度設(shè)計(jì)方法是參考國(guó)際上的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ISO2394并經(jīng)過國(guó)內(nèi)科技人員努力后得以實(shí)施的。將可靠度設(shè)計(jì)方法用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,在國(guó)際學(xué)術(shù)界內(nèi)通常被看成是一種發(fā)展趨勢(shì),但在工程內(nèi)界則存在不同看法。盡管有了ISO2394,國(guó)外卻鮮有重要或著名的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已直接采用了可靠度設(shè)計(jì)方法,至今仍采用多安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法或稱荷載抗力系數(shù)法。在我國(guó),對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的可靠度設(shè)計(jì)方法以及企圖將我國(guó)各個(gè)行業(yè)的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范都用可靠度方法統(tǒng)一起來(lái)的做法,雖然工程設(shè)計(jì)界頗有微詞,但學(xué)術(shù)界持贊成和肯定者是主流,不過仍不時(shí)有人對(duì)可靠度方法用于設(shè)計(jì)規(guī)范的適用性提出質(zhì)疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對(duì)規(guī)范可靠度方法的意見分歧。
對(duì)我國(guó)規(guī)范的可靠度設(shè)計(jì)方法持肯定意見的專家認(rèn)為這是重大的科技進(jìn)步,可靠度方法對(duì)安全度的概率定義要比定值的安全系數(shù)更清晰、更科學(xué)、更合理,當(dāng)然概率可靠度設(shè)計(jì)方法本身尚有不少缺陷,有待進(jìn)一步修改完善。持相反意見的人則認(rèn)為,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范所面向的是類型多樣的復(fù)雜群體,在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復(fù)雜,并不是“從統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)的概率定義”所能科學(xué)描述或處理;規(guī)范可靠度方法在我國(guó)十多年的實(shí)踐表明,它并沒有給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性帶來(lái)明顯實(shí)效,反而造成了安全概念上的某些混亂;對(duì)工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)的安全度用可靠指標(biāo)和虛假的失效概率表達(dá)后變得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系數(shù)那樣從安全儲(chǔ)備出發(fā)的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題;現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他們認(rèn)為半概率的多安全系數(shù)方法更適用于規(guī)范,也不排斥可靠度分析的結(jié)果可以作為一種參考,在綜合判斷安全系數(shù)的合理取值時(shí)予以考慮。
二、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性
土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系,是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力,這一正常功能包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性,而且更多地體現(xiàn)在適用性上。
1、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性現(xiàn)狀
大多數(shù)土建結(jié)構(gòu)由混凝土建造?;炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前困擾土建基礎(chǔ)設(shè)施工程的世界性問題,并非我國(guó)所特有,但是至今尚未引起我國(guó)政府主管部門和廣大設(shè)計(jì)與施工部門的足夠重視。
長(zhǎng)期以來(lái),人們一直以為混凝土應(yīng)是非常耐久的材料。直到70年代末期,發(fā)達(dá)國(guó)家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。美國(guó)許多城市的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時(shí)期內(nèi)就出現(xiàn)劣化;據(jù)1998年美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)的一份材料估計(jì),他們需要有1.3萬(wàn)億美元來(lái)處理美國(guó)國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施工程存在的問題,僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項(xiàng)就需800億美無(wú),而現(xiàn)在聯(lián)邦政府每年為此的撥款只有50~60億美元。另有資料指出,美國(guó)因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環(huán)境下橋梁的1/4。發(fā)達(dá)國(guó)家為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性投入了大量科研經(jīng)費(fèi)并積極采取應(yīng)對(duì)措施,如加拿大安大略省的公路橋梁為對(duì)付除冰鹽侵蝕及凍融損害,鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土強(qiáng)度的最低等級(jí)也從50年代的C25增到后來(lái)的C40,橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設(shè)防水層到必須引氣以及需要設(shè)置高級(jí)防水膠膜并引入環(huán)氧涂膜鋼筋。而我國(guó)遭受鹽凍侵蝕地區(qū)的公路橋梁在耐久性設(shè)計(jì)方面至今仍無(wú)明確要求,對(duì)混凝土保護(hù)層和強(qiáng)度的要求僅為2.5cm與C25,與上面提到的加拿大50年代水準(zhǔn)一致。國(guó)內(nèi)按這種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的一座?笄?,建成后?年,由于鹽凍侵蝕,現(xiàn)已不得不部分拆除重建。
我國(guó)建設(shè)部于80年代的一項(xiàng)調(diào)查表明,國(guó)內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25~30年后即需大修,處于嚴(yán)酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對(duì)較好,一般可維持50年以上,但室外的陽(yáng)臺(tái)、雨罩等露天構(gòu)件的使用壽命通常僅有30~40年。橋梁、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程的耐久性問題更為嚴(yán)重,由于鋼筋的混凝土保護(hù)層過薄且密實(shí)性差,許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落,需要大修。京津地區(qū)的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用,使用十幾年后就出現(xiàn)問題,有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對(duì)混凝土路面造成傷害,東北地區(qū)一條高等級(jí)公路只經(jīng)過一個(gè)冬天就大面積剝蝕。我國(guó)鐵路隧道用低強(qiáng)度的C15混凝土作襯砌材料,密實(shí)度和抗?jié)B性差,不耐地下水與機(jī)車廢氣侵蝕,開裂與滲漏嚴(yán)重;對(duì)幾個(gè)路局所轄的隧道進(jìn)行抽樣調(diào)查表明,漏水的占50.4%,其中1/3滲漏嚴(yán)重,并導(dǎo)致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電,影響正常運(yùn)行,而1999年頒布的鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范仍未能對(duì)隧道的耐久性問題采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策,如適當(dāng)提高混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí)和在混凝土中摻入化學(xué)纖維等。
耐久性問題的嚴(yán)重性和迫切性在于我們?cè)S多正在建設(shè)的工程仍未吸取國(guó)際和國(guó)內(nèi)的大量慘痛教訓(xùn),還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋,仍沒有在材料性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運(yùn)行的珠海蓮花跨海大橋,其主體結(jié)構(gòu)在浪濺區(qū)仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3~4cm厚的保護(hù)層厚度。
有專家估計(jì),我國(guó)“大干”基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的還可延續(xù)20年,由于忽視耐久性,迎接我們的還會(huì)有“大修”20年的,這個(gè)可能不用很久就將到來(lái),其耗費(fèi)將倍增于當(dāng)初這些工程施工建設(shè)時(shí)的投資。
使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題進(jìn)一步加劇的原因有:
1)由于混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)習(xí)慣上以單一的強(qiáng)度指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致水泥工業(yè)對(duì)水泥強(qiáng)度的不適當(dāng)追求,使水泥細(xì)度增加,早強(qiáng)的礦物成份比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性。我國(guó)對(duì)水泥質(zhì)量的檢驗(yàn)在強(qiáng)度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值,而國(guó)外則同時(shí)還要求不高于規(guī)定的最高值,如果強(qiáng)度超過了也被認(rèn)為不合格,這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。
2)工程施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM(jìn)度,尤其是政府行政領(lǐng)導(dǎo)對(duì)工程進(jìn)度的不適當(dāng)干預(yù)?;炷恋哪途眯再|(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護(hù)期加以保證,早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國(guó)內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個(gè)月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻(xiàn)禮工程,很可能就是今后注定要花掉更多資金進(jìn)行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國(guó)外要被罰款,因?yàn)橐馕吨こ藤|(zhì)量有遭到損害的可能。
3)環(huán)境的不斷惡化,如廢氣、酸雨,我國(guó)的酸雨面積已超過國(guó)土的30%。
當(dāng)前迫切需要進(jìn)行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程耐久性設(shè)計(jì)的技術(shù)條例,修訂補(bǔ)充現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎(chǔ)設(shè)施工程的設(shè)計(jì)工作壽命,在重要工程的設(shè)計(jì)文件中必須有使用壽命的要求和論證。當(dāng)前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走,很重要的一個(gè)原因是工程設(shè)計(jì)施工技術(shù)人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據(jù)。更為嚴(yán)重的是現(xiàn)行規(guī)范中的有些條文,本身就對(duì)耐久性有害。為了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術(shù)手段,國(guó)外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)中必須加入粉煤灰等摻合料,而我國(guó)的鐵路混凝土橋隧施工規(guī)范仍在明文禁止使用。此外,工程技術(shù)界還存在長(zhǎng)期形成的一些過時(shí)的看法,對(duì)改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顧慮會(huì)影響混凝土強(qiáng)度而不愿使用引氣劑,而引氣本應(yīng)作為改善混凝土耐久性和工作性的常規(guī)手段;又如,希望加大水泥用量來(lái)保證混凝土強(qiáng)度,而盡可能低的水泥用量本應(yīng)是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。
在修訂規(guī)范的耐久性要求上,交通部于2001年頒布的港工混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范已為其它土建工程行業(yè)起到較好的示范作用。我們一方面要參照國(guó)內(nèi)外已有的資料和經(jīng)驗(yàn),盡快編寫出相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工技術(shù)文件以應(yīng)急需,另一方面則要安排系統(tǒng)的研究項(xiàng)目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前國(guó)際上結(jié)構(gòu)工程學(xué)科最為重要的前沿研究領(lǐng)域之一,而我國(guó)在這一方面相當(dāng)落后?;炷恋哪途眯匝芯侩x不開原材料和環(huán)境等特定條件,需要考慮本國(guó)的特點(diǎn),是不能完全依賴國(guó)外研究成果的。
重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也是可持續(xù)發(fā)展的需要。生產(chǎn)混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國(guó)土資源并破壞植被與河床,水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳已占人類活動(dòng)排放總量的1/5~1/6,而我國(guó)排放的二氧化碳量已居世界第二。我國(guó)現(xiàn)在每年生產(chǎn)5億多噸水泥,與之相伴的是年耗20多億方的砂石,長(zhǎng)此以往實(shí)難以為繼。延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命意味著節(jié)約材料,而耐久的混凝土一般又應(yīng)是水泥用量較低和礦物摻合料(工業(yè)廢料)用量較高的混凝土,所以耐久的混凝土正適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的需要。國(guó)際上對(duì)橋梁、隧道等土木工程的設(shè)計(jì)工作壽命多為100年,有的如英國(guó)為120年??紤]到耐久性不足所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi),國(guó)際上近年來(lái)有要求將這些工程的最低工作壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)的趨勢(shì),如提出城市環(huán)境中的橋梁至少應(yīng)有150年。
2.土建結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測(cè)與維護(hù)
結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測(cè)、維護(hù)和修理不能分割,對(duì)處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程來(lái)說(shuō)尤其如此。為了保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應(yīng)該進(jìn)行定期檢測(cè)和維護(hù)。我國(guó)有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)規(guī)范與施工規(guī)范,但沒有如何使用的規(guī)范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜賓的南門大橋發(fā)生橋面坍落事故,就是因?yàn)闃蛎娼Y(jié)構(gòu)與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕,如果有定期的檢測(cè)要求,這樣的事故很有可能避免。有些國(guó)家對(duì)于結(jié)構(gòu)的損壞可能導(dǎo)致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強(qiáng)制規(guī)定必須定期檢測(cè);即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強(qiáng)制定期檢測(cè)的要求。我國(guó)由于施工管理水平和事故操作人員的素質(zhì)相對(duì)較差,質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度不夠健全,規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)安全與耐久性的設(shè)置水準(zhǔn)又相對(duì)較低,已建的工程中往往存在較多隱患,所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測(cè)的要求。對(duì)于土建結(jié)構(gòu)工程的安全質(zhì)量,雖然政府已作出了設(shè)計(jì)與施工的責(zé)任單位和個(gè)人需對(duì)其“終身負(fù)責(zé)”的規(guī)定,但是這種要求執(zhí)行起來(lái)缺乏可操作性。要將結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故減少到最低程度,還應(yīng)以預(yù)防為主,通過例行檢測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治,也有大量已建的違章工程需要評(píng)估,更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固,各地已涌現(xiàn)了不少?gòu)氖峦两üこ淘\斷、治理與加固的隊(duì)伍,并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢(shì)。出現(xiàn)問題和病害以后再來(lái)治理固然重要,但是我們應(yīng)該更加強(qiáng)調(diào)預(yù)防。對(duì)于在役土建工程的檢測(cè)和評(píng)估,要建立相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),要有從業(yè)人員的注冊(cè)和從業(yè)機(jī)構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證制度,在管理體制上予以規(guī)范。
從國(guó)家對(duì)公共工程建設(shè)的投資和對(duì)工程設(shè)計(jì)的要求來(lái)看,需要有工程整個(gè)使用期限即全壽命費(fèi)用支出的論證。只注意工程項(xiàng)目建設(shè)的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護(hù)與修理的長(zhǎng)期費(fèi)用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經(jīng)濟(jì)上算總賬會(huì)很不合算。在發(fā)達(dá)國(guó)家,由于新建工程少,用于維修的費(fèi)用往往更為主要,英國(guó)1978年的土建維修費(fèi)上升到1965年的3.7倍,1980年的維修費(fèi)占當(dāng)年土建費(fèi)用總支出的2/3。我國(guó)雖是發(fā)展中國(guó)家,現(xiàn)在正大興土木,可是過去建成的大量工程已經(jīng)或過早老化。國(guó)內(nèi)40%公路橋梁的橋齡已大于25年,加上進(jìn)入90年代以后交通量猛增,超載嚴(yán)重,以往的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)又低,路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費(fèi)用。在土建工程的投資上,希望有關(guān)部門能加大已建工程維修的費(fèi)用。
為加速路橋等公共工程建設(shè),國(guó)家現(xiàn)在鼓勵(lì)投資公司出資并給以一定期限如30年的經(jīng)營(yíng)收入作為補(bǔ)償。如果對(duì)重要土建工程有必須進(jìn)行定期檢測(cè)與評(píng)估的法規(guī),就能保證這些工程在一定期限后歸還國(guó)家管理和經(jīng)營(yíng)時(shí)的良好功能,對(duì)于設(shè)計(jì)工作壽命為100年的橋梁,至少還可正常使用70年,而不至于30年到期后國(guó)家接收的已是一個(gè)破舊的工程。
三、技術(shù)規(guī)范的作用與管理
這次科技論壇對(duì)于土建結(jié)構(gòu)工程技術(shù)規(guī)范的定位、作用與管理也進(jìn)行了討論并提出了一些看法。
長(zhǎng)期以來(lái),受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的影響,我們往往視技術(shù)規(guī)范為法,將規(guī)范的具體規(guī)定和要求等同于法律條文來(lái)對(duì)待。技術(shù)規(guī)范或規(guī)程,與各種技術(shù)條例、技術(shù)要求、工法、指南等技術(shù)文件一樣都是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),本身不具有法律作用,只當(dāng)工程各方(業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工企業(yè))認(rèn)同作為設(shè)計(jì)與施工的依據(jù)并在契約的基礎(chǔ)上,才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術(shù)問題法制化并強(qiáng)制執(zhí)行,不利于技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)造性的發(fā)揮,反而容易成為推卸責(zé)任的借口。當(dāng)然,政府部門從國(guó)家和公眾的整體利益出發(fā),需要在安全、環(huán)保等重大原則上對(duì)土建工程的設(shè)計(jì)施工提出必須滿足的最低要求并制定相應(yīng)的法規(guī),但法規(guī)一般并不需要提供如何達(dá)到這些要求的具體技術(shù)途徑和方法,后者是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。政府也可以原則認(rèn)可或批準(zhǔn)某些重要的技術(shù)規(guī)范或其中某些內(nèi)容使用。
土建工程有著強(qiáng)烈的個(gè)性,需要工程技術(shù)人員針對(duì)具體特點(diǎn)去解決設(shè)計(jì)與施工問題。所以規(guī)范作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)宜強(qiáng)調(diào)其指導(dǎo)性而不是強(qiáng)制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設(shè)計(jì)施工人員的主動(dòng)創(chuàng)造性并阻礙新技術(shù)的應(yīng)用。。我國(guó)土建工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與國(guó)外相比的最大差距就在于方案與技術(shù)上的創(chuàng)新,這與以往過分強(qiáng)調(diào)規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是規(guī)范加計(jì)算”的傾向不無(wú)關(guān)聯(lián)。我國(guó)的技術(shù)規(guī)范在編寫風(fēng)格上也有模仿法律的傾向,極少提及使用者需要注意規(guī)范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵(lì)使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設(shè)計(jì)施工中要取代規(guī)范中已經(jīng)落后過時(shí)甚至有害的技術(shù)規(guī)定,則無(wú)異于違法行為。相反,只要墨守規(guī)范,即使出了事故,就可不負(fù)法律責(zé)任。這樣就在客觀上降低了對(duì)工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)技能要求與職責(zé)要求,不利于提高我國(guó)建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質(zhì)以及參與今后的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。為了消除這些負(fù)面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進(jìn)行偷工減料,應(yīng)有必要建立這樣的共識(shí)并作出規(guī)定,即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責(zé)任。國(guó)外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。
企圖不斷加強(qiáng)技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性來(lái)解決屢禁不止的工程事故,不是解決問題的有效途徑?,F(xiàn)在,有關(guān)主管部門將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的部分條文抽出來(lái),明確列為強(qiáng)制性條文,同時(shí)規(guī)定各個(gè)設(shè)計(jì)單位完成的設(shè)計(jì),須通過有關(guān)部門或其授權(quán)委任的其他企事業(yè)設(shè)計(jì)單位的審查,而審查的主要內(nèi)容就在于對(duì)照規(guī)范強(qiáng)制性條文的要求,其任務(wù)已類似于執(zhí)法;這種做法是否明智似可商榷。我國(guó)土建工程事故頻繁的原因,主要在于管理不善,特別是管理環(huán)節(jié)上的腐?。黄浯问鞘┕げ僮魅藛T素質(zhì)低,又難以短期解決;過分強(qiáng)調(diào)規(guī)范的地位與作用,未能建立與規(guī)范配套的完整標(biāo)準(zhǔn)體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術(shù)文件,可以用來(lái)指導(dǎo)和規(guī)范設(shè)計(jì)與施工的各個(gè)具體環(huán)節(jié),也有一定的關(guān)系。從設(shè)計(jì)角度看,出現(xiàn)事故主要不是由于沒有按照規(guī)范強(qiáng)制性條文的規(guī)定,而是方案性的錯(cuò)誤或忽略主要的設(shè)計(jì)條件;也有一些工程則因過去的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應(yīng)有的例行檢測(cè)而導(dǎo)致失效。其實(shí),要做到設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)制條文的要求最為容易,為此請(qǐng)專業(yè)人士審查似無(wú)必要。重要的工程設(shè)計(jì)應(yīng)規(guī)定請(qǐng)專業(yè)單位全面審核,其要點(diǎn)也應(yīng)在結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造方法與計(jì)算分析的原則上。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的國(guó)家規(guī)范中抽出的強(qiáng)制性條文不免支離破碎,個(gè)別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點(diǎn),反而造成麻煩。
我國(guó)幅員廣闊,各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡,技術(shù)力量懸殊,環(huán)境條件各異,客觀上要求規(guī)范能給設(shè)計(jì)人員更多靈活性,少一些強(qiáng)制性,這樣才能更好地在規(guī)范的指導(dǎo)下,根據(jù)工程的特點(diǎn)和具體條件去解決問題。總之,在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上,要擺脫計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代遺留下來(lái)的過分強(qiáng)求統(tǒng)一、較少考慮個(gè)性和缺乏實(shí)事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵(lì)各省市編制地方性規(guī)范,在工程的安全性和耐久性標(biāo)準(zhǔn)上,可有不同的設(shè)置水準(zhǔn)。比如上海、北京、廣州這些大城市應(yīng)該高些,在抗震防災(zāi)要求上,更應(yīng)區(qū)別對(duì)待。全國(guó)性的規(guī)范訂得愈詳細(xì),其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別象巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的強(qiáng)制性越多,也意味著政府有關(guān)部門在具體技術(shù)問題上需要承擔(dān)的責(zé)任越重,而這些本來(lái)不該是政府部門的職責(zé)。規(guī)范中的要求是最低要求,在安全設(shè)置水準(zhǔn)上,政府需要干預(yù)的也應(yīng)是保證公眾安全的最低要求。對(duì)于土建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),政府有關(guān)部門至今仍規(guī)定任何部門和個(gè)人不得隨意提高抗震的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)(建抗586號(hào)文件)。事實(shí)上,如將商品房的抗震設(shè)防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價(jià)相當(dāng)有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內(nèi)裝修費(fèi)用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無(wú)異于限制居民只能購(gòu)置抗震安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最低的房屋,如果發(fā)生地震造成損害,有關(guān)部門如何解釋?
規(guī)范等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的管理體制亟待改善。建國(guó)以來(lái),由政府部門負(fù)責(zé)統(tǒng)管并指定有關(guān)企事業(yè)單位分別承擔(dān)每本規(guī)范編寫和修訂工作的做法已越來(lái)越不能適應(yīng)當(dāng)前的形勢(shì),有些在經(jīng)費(fèi)和人力上得不到保證,平時(shí)基本上沒有專門人員去搜集了解規(guī)范使用中的問題并及時(shí)修改補(bǔ)充規(guī)范條文;面對(duì)新的結(jié)構(gòu)型式、新的材料和新的工藝,規(guī)范的過時(shí)條文不但成為推廣新技術(shù)的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質(zhì)量安全事故。
發(fā)達(dá)國(guó)家有關(guān)土建結(jié)構(gòu)工程的規(guī)范及與之配套的各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)多由行業(yè)協(xié)會(huì)或?qū)I(yè)學(xué)會(huì)編制及管理,規(guī)范的翻新周期短,不象我們要長(zhǎng)達(dá)10年以上。我國(guó)的學(xué)會(huì)與協(xié)會(huì)重復(fù)設(shè)置,分工不明,并且至今還依附于某一政府部門,基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用,距離獨(dú)立和富有活力的健全機(jī)構(gòu)還差的很遠(yuǎn),如何發(fā)揮這些機(jī)構(gòu)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫和管理中的作用也是值得探討的一個(gè)問題。建議隨著改革的深入,整頓合并有關(guān)的學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì),加強(qiáng)其職能,并逐漸成為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制管理的主體。
四、準(zhǔn)備提交政府有關(guān)部門考慮的建議
為了改善我國(guó)土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性,這次論壇中提出了以下建議供政府有關(guān)部門考慮,:
1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎(chǔ)設(shè)施工程的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性,已是當(dāng)前亟待采取措施應(yīng)對(duì)的重大問題。否則,一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證,我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)會(huì)蒙受巨大損失,并將給生產(chǎn)和公眾生活帶來(lái)長(zhǎng)期困擾。
建議國(guó)家建設(shè)部、交通部、鐵道部主管土建工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的部門,能對(duì)工程的耐久性要求作重點(diǎn)審查,明確土建工程的設(shè)計(jì)應(yīng)有最低使用壽命的要求,重要工程的設(shè)計(jì)文件中應(yīng)有正常使用壽命和耐久性設(shè)計(jì)的獨(dú)立章節(jié)與論證;
建議國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)能在今后一段時(shí)期內(nèi)對(duì)混凝土工程耐久性的基礎(chǔ)理論研究給予重點(diǎn)支持;
建議國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局為在近期內(nèi)編訂有關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)給以立項(xiàng)資助;
建議中國(guó)工程院土木水利建筑學(xué)部在其咨詢研究項(xiàng)目中,聯(lián)絡(luò)國(guó)內(nèi)有關(guān)專家,促進(jìn)土建結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)指導(dǎo)性技術(shù)條例的編制。
2、土建工程使用過程中的安全性,應(yīng)有定期的檢測(cè)和正常的維護(hù)修理加以保證。對(duì)于重要土建工程,我國(guó)尚無(wú)必須進(jìn)行安全檢測(cè)的法規(guī)。在基礎(chǔ)設(shè)施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向,不利于工程壽命和投資效益。
建議對(duì)橋、隧等重要公共基礎(chǔ)設(shè)施和公共建筑物,在其使用期內(nèi)實(shí)施強(qiáng)制性的定期安全檢測(cè)。為此,需要制定法規(guī),編制相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于土建結(jié)構(gòu)工程的檢測(cè)與評(píng)估,需要建立從業(yè)人員的注冊(cè)制度和從業(yè)機(jī)構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證與監(jiān)管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業(yè)。
建議政府有關(guān)部門在橋、隧、道路等土建基礎(chǔ)設(shè)施工程投資上,根據(jù)需要,加大工程維修費(fèi)的比例。
3、完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與管理體制,發(fā)揮學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制、修訂和管理中的作用;逐步淡化技術(shù)規(guī)范條文的強(qiáng)制性質(zhì);鼓勵(lì)編制地方性規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),適應(yīng)不同地區(qū)在環(huán)境地質(zhì)和經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平上的差異,并鼓勵(lì)科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。
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