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1滑移减震建筑适应工程抗震技术的发展
1.1震灾的严重性
本世纪世界陆地7级以上地震,中国有66次占1/3,人口死亡200多万,中国有115万占1/2。在最近期的1978年唐山大地震中死24万,死伤40万,经济损失100亿人民币。在国内的各种灾害中,属灾死人占54%。经济损失占6%。
1.2震灾预报的艰难性
至今世界上发生了无数次的大小地震,据资料介绍,只有海城与墨西哥两次地震的临震预报稍准,由于中长期预报不准,海城与墨西哥城的建筑物损坏与震灾还是严重的。关于地震发生的机理目前总说纷坛,例如,断裂带错动、地壳板块插入、整板变形断裂,学说越多说明可靠的学说尚未形成。日本是震灾较多,研究地震机理及预报人员最多、水平最高的国家,可是1995年1月17日偏偏在其预报安全区西部的阪神发生大地震,死5oo0多人,经济损失1000亿美元,全国一遍震惊。因此在1994年在西班牙召开的国际地震会议上有关专家指出,目前地震是不可预报的,因此各国应将重点放在建造耐震的建筑上。
1.3如何吸取唐山大震的经验教训
海城地震后,天津市有些工程搞了抗震加固。在唐山大地震时,这些加固过的工程表现了明显的耐震性能,因此唐山地震后全国开始了大规模的现有建筑抗震加固与新建建筑抗震设防工作。我国的抗震设防是按地区设防烈度划分等级的,例如按六度设计的房屋的设防目标是:遭迂从值烈度(5.5度)时建筑不损坏;遭迂基本烈度(7度)时建筑有些损坏,但可修复使用;遭遇罕遇地震(8度强)时,破坏严重,但下例塌。海城地震时海城是9度,唐山地震时唐山中心区是10度。7度设计的房屋迂海城、唐山那样的9度、10度大震就要破坏倒塌了。全国把大多数地区均划为七度、六度区,由于经济的原因及技术的困难,尚无法按10度的条件设计这些地区的房屋结构,因此无法避免唐山地震的悲剧重演。我国地震工程科技人员寻找新的方法,也就是开始研究隔震、减震。消能与控制技术,从”硬抗”转到“软消”。我院滑移减震建筑技术就是在这种形势下从1985年开始列题研究的项目。
2滑移减震技术研究的主要成果及水平
为了避免唐山大地震的悲剧重演,为了寻求抵御十度大震的建筑技术,在1985年开展了滑移减震技术的研究。从1985年至1990年为项目研究,以机理为主;第二阶段1995年至1997年结合试点建筑,进行设计、构造及施工等配套技术研究。
2.1项目研究成果
(1)石墨是较理想的助滑剂材料:它耐久、构造简单、适宜的上部结构抗震构造与适宜的最大错动位移值。
(2)最大错动位移是54mm;残存错动位移小于20mm;
(3)高宽比控制为2,能保证只滑不摇摆;
(4)能起到保险丝作用,滑誉减震房7度强时起滑,10度时上部建筑只滑不破坏倒塌。
1990年经全国著名抗震专家宋秉译、周福霖、刘季、李桂肴、霍自正等组成的鉴定委员会鉴定认为课题成果具有重大的社会效益与经济效益,成果的广度和深度达到国内先进水平,有关计算参数均可为滑移减震消能多层砖房的设计提供依据。
然后根据研究报告编写的论文在第十届世界地震工程会议(西班牙)与国内“建筑结构学报”上发表。均获较高评价。
2.2试点建筑的研究成果
(1)上部结构设计安全度,横墙安全度是相应按7度抗震设计的1.5倍;纵墙是1.8倍。这与辽宁地区目前7度区的七层砖混住宅结构相当;
(2)配套研究了上、下水管、煤气管及暖气管穿过滑移层的柔性接头或柔性构造;
(3)构造简单施工方便;
(4)采用挖孔桩基础时,由于桩的配筋减少使总造价不增加;采用其它基础时总造价增加较少。
试点建筑研究成果在1997年经杨玉成、梁发云与省内专家组成的鉴定委员会鉴定,认为该试验建筑可达到相当于6一7度地震不坏,7度强地震时,滑动层刚开始动作,9~10度地震时下倒塌。这是一项防止房屋倒塌、减轻地震灾害的有效的创新途径。用石墨作分隔层材料建成六层住宅在国内、国际上属首创。
3滑移减震建筑在市场中经过检验得到房产育及用户欢迎
(1)同行专家认可——技术上过硬;
(2)政府部门支持——适合我国、我省情况;
(3)符合市场法则一一房产商能挣钱;用户欢迎。
滑移减震建筑技术就是闯过以上三关于1998年进入辽宁市场,并获得了成功。
3.1同行专家认可
研究项目及试验性建筑的两次鉴定会文件及有关于中、外重要学术会议及国内重要刊物均表明该项成果的学术水平是高的,获得了同行专家的认可与好评。
3.2政府部门支持
滑移减震研究项目经1990年至1995年近5年等停后,在全国橡胶垫隔震技术发展的形势促进与1995年初日本阪神地震震灾的推动下,我于1995年5月给原辽宁省省长闻世震写了一封信,呼吁”我省应加快新型建筑隔震技术的发展”省长很重视批示支持,省建设了厅长也批示支持,随之拟定了推广规划,并具体落实到辽宁省建设事业“九五”科技成果重点推广项目和2010年科技成果转化规划纲要中。这就为项目的应用获得了可靠的红头文件。
3.3符合市场法则
因为地震预报不准,而按预报划分的烈度设计抗震建筑,其安全性不高的现实不但科技人员明白,一般百姓亦理解。因此1997年夏季在辽宁省锦州市,1998年春季在丹东市当有地震传言时、百姓就人心慌慌,尽力想法躲避。锦州属下的凌海市与丹东属下的东港市有的房产公司抓住百姓的怕震心态,建了一些现浇楼板的砖混住宅,造价增加40一50元/m2,但有购房自的百姓还是争先选购了此种住宅。
滑移减震建筑技术就是在这种百姓对现有抗震建筑心有余悸,并且自己有了购房权,可以购买优质优价房的形势下于1998年走进市场的、在东港市及海城市推广了约六万平方米,当年建成3万平方米。经几栋楼的施工实践,采用滑移减震技术后,房屋价格仅增加12一20元/m2,每户也只增加1000多元。因此滑移减震建筑深受房产商与用户欢迎。
前言
在人类生存的环境中有许多自然灾害,如地震、暴雨、冰雹、水灾、旱灾、火灾、雷击等等。对此,人们总是想方设法进行防御,或减轻它们所造成的损失。雷击就是严重的自然灾害之一。但就我国而言,过去防雷设计在整个建筑设计中所占的比重很小。电气设计人员不重视,其他专业的设计人员更不重视,但雷击所造成的损失却无法轻视。如1989年山东黄岛油库遭受雷击并引起大火,损失惨重。
就防雷历史而言,我国建国初期大多是按照日本的45°~60°保护角确定避雷针的保护范围,用三叉小针铜避雷针、铜引下线和1m×1m铜板作为接地装置。50年代初期,引进苏联技术,采用抛物线或折线计算法,用铁管或镀锌元钢做避雷针,用镀锌元钢做引下线,地下打入3~5m长的镀锌铁管或钢材作接地极,以致现在的避雷带和避雷网均采用镀锌钢筋或扁钢。
80年代以前,我国没有建筑物防雷规范,建筑电气设计人员只能凭自己的认识设计避雷针。自1957年北京市两大雷击事故发生以后,我国大量的古建筑物和群众集中的公共场所才开始安装避雷装置。1957年7月6日明十三陵长陵棱恩殿遭受雷击,劈掉西部吻兽,劈裂两根直径1.17m,高14.3m的大楠木柱子,死一人,伤三人;1957年7月8日中山公园内的一棵大树落雷,雷电流感应至附近的配电线路,然后传到中山公园音乐堂,烧毁了配电室、舞台和观众厅大顶棚。为此,北京市领导召开了紧急会议,决定对北京市重要古建筑物和人员众多的影剧院安装避雷针并指定由笔者负责设计。此后,从天安门开始,到劳动人民文化宫三大殿、景山万春亭、北海公园白塔,以至鼓楼、天坛祈年殿、颐和园排云殿、智慧海、十三陵长陵棱恩殿、明楼、戒台寺等30多处古建筑物和中山公园音乐堂等重要影剧院都相继安装了避雷装置。
1957年,笔者将过去积累的雷击事故调查和设计经验进行了总结,写出了“民用建筑物防雷保护”研究报告并且于1958年9月在建工部设计局于武汉召开的“全国电气设计人员交流大会”上,作了报告,发表了防雷观点和设计方法。报告中提出的雷击规律、防雷标准、保护方式、设计要点、屋顶板内钢筋作接闪装置的理论以及详细的设计实例和数十种做法大样得到了与会代表的一致赞同,以后被广泛采用。
1958年底,北京市建筑设计院研究室、中国科学院电工研究所和清华大学高压教研室共同成立了“北京建筑物防雷研究小组”。1962年5月出版的《民用建筑物防雷保护》和1980年9月出版的《建筑物防雷设计》就是在笔者1957年研究报告和小组研究成果的基础上写出来的。书中突出的观点是建筑物防雷设计的六项重要因素,即接闪功能、分流影响、屏蔽作用、均衡电位、接地效果和合理布线。现在看来,国内外的标准和规范都离不开这六要素,有的单位还把它们作为设计原则。笼式避雷网和等电位连接早在1958年就在人民大会堂的设计和工作实践中采用了,而国际上戈尔德(G.H.Golde)于1997年才在《雷电》一书(国际名著)中谈到等电位连接的做法,所以我国的防雷研究和实践并不落后。
笔者主审的我国第一部《建筑物防雷设计规范》(GBJ57-83)于1983年11月7日公布。第二部《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)(机械工业部设计研究院林维勇先生主笔)于1994年4月18日公布。该部规范吸收了许多国外先进的东西,将接闪器保护范围的计算方法改为滚球法并结合我国防雷设计的实际经验增加了许多新条款。这两部规范对指导我国建筑物防雷设计起了很大的作用。
70年代以前,人们听到的雷击事故多是击中建筑物或大树,严重的造成了建筑物烧毁或人员伤亡。那时被雷击的建筑物绝大多数是没有安装防雷装置(避雷针、避雷带或避雷网)。现在听到的雷击事故相对少了,其原因是,六层以上的多层建筑物和高层建筑物都安装了防雷装置。有时,接闪器接闪后,即使是微电子设备因雷电电磁脉冲感应受损,局外人也不知道,本单位做些局部修理也就完事了。其实,现在的雷击事故并不算少。雷击建筑物对某一栋楼而言可能是百年不遇的事,但防雷装置接闪则是较常见的,这也是正常的。
接闪装置接闪后,建筑物引下线附近的设备会受到雷电流的感应,这就是雷电电磁脉冲干扰。90年代以前,国际和国内的规范都没有关于雷电电磁脉冲的规定。1992年国际电工委员会建筑物防雷专委会(IEC-TC/81)才开始讨论这个问题。1995年2月,该机构了国际标准《雷电电磁脉冲的防护》(IEC1312-1.2.3)。目前我国尚没有类似的规定,这是近年来的问题。
随着电子技术的飞速发展,电子计算机早已步入社会的各行各业。建筑物内几乎无不设有复杂程度不同的微电子设备和计算机系统,民用建筑也不例外。雷电电磁脉冲干扰日益成为频发事故。面对这种挑战,设计人必须转变观念,把雷电电磁脉冲防护当作防雷设计的重点。这不只是电气一个专业的事,因为它涉及到电子设备的位置和管线的布置等问题。各个专业应充分协商,从整体上解决防雷设计上的问题。否则,建筑物设计得再好,也无法正常使用。
研究建筑物防雷应从雷击事故调查入手,找出雷击规律,然后,利用雷击模拟实验,对所总结的规律和所提出的解决方案予以验证。研究人员应根据科技的发展,不断吸收新东西对满足不断变化的社会需要,如计算机的发展导致的对雷电电磁脉冲防扩的需要。
下面将对防雷设计的基本原则、雷击规律、近年来国际上提出的新概念以及随着科技发展出现的新问题分别予以论述。
1.雷电电磁脉冲
雷电电磁脉冲(LightningElectromagneticPulse),简称LEMP,是天空打雷时产生的作为干扰源的强大闪电流及其电磁场。它的感应范围很大,对建筑物、人身和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害。这种危害就是雷电电磁脉冲所产生的干扰。
建筑物内的雷电电磁脉冲干扰指以下三种情况:
(1)天空中雷电波的电磁辐射对建筑物内电力线路和电子设备的电磁干扰;
(2)建筑物的防雷装置接闪时,强大的瞬间雷电流对建筑物内电力线路和电子设备的干扰;
(3)由外部各种强、弱电架空线路或电缆线路传来的电磁波对建筑物内电子设备的干扰。
现代电子技术日益向高精度、高灵敏度、高频率和高可靠性方向发展。这些电子设备非常灵敏,但耐压很低,一般电子设备都承受不了正负5伏的电压波动。以各种微机为例,当雷电电磁脉冲的磁场强度超过0.07高斯时,就会引起微机的误动作,当磁场强度超过2.4高斯时,就会造成微机的永久性损坏。因此,我们必须对雷电电磁脉冲采取必要的防护措施,以便在先进的建筑物内实现良好的电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility)。
防御雷电电磁脉冲干扰的理想防雷设计方案是笼式避雷网,它利用的是法拉第笼原理。建筑物的金属结构物遍及各处,不用很多钢材就可很容易连接起来形成法拉第笼,从而建筑物内的电子设备得到很好的屏蔽。屏蔽做得好,不仅能防御空间电磁波的辐射,而且还可使建筑物内部的分流和均压达到最佳效果。这里要说明,屏蔽的做法应根据建筑物内电子设备的要求决定。由于设备的性质不同,因此,有的要求仅对设备本身做屏蔽,有的要求在设备与设备之间做屏蔽,还有的要求在机房做屏蔽。正因为这个问题的重要,所以1995年国际电工委员会建筑物防雷分委会(IEC/TC-81)在《雷电电磁脉冲的防护》的标准中提出了防雷保护区(LPZ)的概念,国际上刚开始实行这种规定,而我们国家还没有提出。笔者认为,设计人员可以按照微电子设备的多少、繁简、重要程度、摆放位置及进出管线的具体情况自行划分防雷区以取得良好的屏蔽、等电位和接地效果。
因此,防御雷电电磁脉冲对室内布线的要求非常严格。由于用作引下线的钢筋混凝土柱内的钢筋和整个建筑物的屏蔽网都在外墙处,雷电流需经此处的钢筋分流到接地装置上,所以外墙处的电流密度大,电磁场强。因此,建筑物中的电源和通信等线路的主干线不应靠近外墙,最好设置在建筑物的中心部位,如电梯井在中心部位,可设置在电梯井的近旁。建筑物内的各种电气馈线都要穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆(或同轴电缆)。在一些有特殊要求的线路电源侧,还应加装电涌保护器、隔离变压器、稳频、稳压以及滤波等装置。
防御雷电电磁脉冲对接地的要求也很严格。电子系统的低频信号工作接地应采用单点接地系统,在整个建筑物内应为树干式结线布置。各层或各段的低频信号工作接地均应直接接到单点接地板上,不得形成环路。单点接地系统不应与用作防雷引下线的柱子平行,以防强磁场干扰。由于是利用建筑物结构钢筋作屏蔽,因此必须采用综合共同接地方式,即将防雷接地、电源的工作接地、各种装置的外壳、铁管外皮和高频电子设备的信号接地都统一接到建筑物的基础上或室外接地装置上。为避免杂散电流,单点接地系统必须采用绝缘线,其主接地板必须置于建筑物的最底层且直接与基础或室外接地装置连接。各层单点接地系统的区域接地板或终端接地板如需要与综合共用接地系统的装置接地板连接,应在它们之间加装不大于直流300V的放电管或压敏电阻。综合共用接地的电阻一般应在1欧姆以下,对于特殊的电子设备,可在0.5欧姆以下。确定接地电阻时,应考虑各种设备对接地电阻值的要求,在所要求的各种阻值下,应取最低值。
在低压220/380V供电系统中,应采用三相五线(TN-S)系统,以便于装置接地(PE)线和中性(N)线分开,PE线应接到各层或各段装置接地的终端地板上。为了防御雷电电磁脉冲,建筑物的电源、电话、广播等线路最好采用埋地电缆引入,所用电缆应为铠装电缆或同轴电缆且外皮两端均要接地。
2外部防雷装置与内部防雷装置
国际电工委员会编制的标准(IEC1024-1)将建筑物的防雷装置分为两大部分:外部防雷装置和内部防雷装置。笔者认为,这样划分很有必要,建筑物的防雷设计必须将外部防雷装置和内部防雷装置作为整体统一考虑。
外部防雷装置(即传统的常规避雷装置)由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器(也叫接闪装置)有三种形式:避雷针、避雷带和避雷网,它位于建筑物的顶部,其作用是引雷或叫截获闪电,即把雷电流引下。引下线,上与接闪器连接,下与接地装置连接,它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处,它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。
内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外,所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置,它包括等电位连接设施(物)、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。
随着电子设备的广泛使用,雷电电磁脉冲的危害也相对严重起来。1992年6月22日国家气象局中心大楼发生雷击事故,北京-东京的同步线路的调制解调器被击坏,致使线路中断46小时,另一主机的一块异步板被击坏,导致8条线路中断,影响了国际通讯。其他地点因雷电电磁脉冲干扰而导致电子设备损坏的例子还有不少。这类例子说明,只设计外部防雷装置而不配之内部防雷手段,接闪器再好,也无法获得好的防雷效果。
防雷工程是一种系统工程。笔者早在1960年作人民大会堂工程总结及写作《建筑物防雷设计》一书时就提出了建筑物防雷设计的六项重要因素,目的是提醒人们要整体地、全面地考虑建筑物防雷设计。这六项要素是:
(1)接闪功能:指实现接闪功能所应具备的条件,包括接闪器的形式(避雷针、避雷带和避雷网)、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。
(2)分流影响:指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果,引下线多,每根引下线通过的雷电流就小,其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高,引下线很长时,应在建筑物的中间部位增加均压环,以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流,而且还可以降低反击电压。
(3)均衡电位:指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位,即等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体,建筑物内当然就不会产生不同的电位,这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压,对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件,因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装置的要求,应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起,同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起,这就使整个建筑物成为良好的等电位体。
(4)屏蔽作用:屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。建筑物内的这些设施,不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰,而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低,有时附近打雷或接闪时,也会受到雷电波的电磁辐射的影响,甚至在其他建筑物接闪时,还会受到从该处传来的电磁波的影响。因此,我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋,即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋,使其构成一个六面体的网笼,即笼式避雷网,从而实现屏蔽。由于结构构造的不同,墙内和楼板内的钢筋有疏有密,钢筋密度不够时,设计人应按各种设备的不同需要增加网格的密度。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解,而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。此外,建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。
(5)接地效果:指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。笔者认为,当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时,应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时,可做周圈式接地装置,但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边(不必离开建筑物3m以外)。接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位,同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。
对木结构和砖混结构建筑物,必须做独立引下线并采用独立接地方式。当土壤电阻率大,使用接地极较多时,也可做周围式接地装置。因为周圈式接地装置的冲击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗,而且有利于改善建筑物内的地电位分布,减小跨步电压。采用独立式接地方式时,以钻孔深埋接地极(约4~12m)的效果为最好,深孔接地极容易达到地下水位,且能减少接地极的用钢量。
(6)合理布线:指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线,在防雷设计中,必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响,首先,应该将这些电线穿于金属管内,以实现可靠的屏蔽;其次,应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位,且避免靠近用作引下线的柱筋,以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的路线上,还需要两端接地;第三,应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法,防止雷电波侵入。除考虑布线的部位和屏蔽外,还应在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。因此,设计室内各种管线时,必须与防雷系统统一考虑。
3安全隔离距离与等电位连接
在建筑物内部,就总体来说,防雷措施可分为安全隔离距离和等电位连接两大类。安全隔离距离指在需要防雷的空间内,两导电物体之间不会发生危险的火花放电的最小距离,即不会发生反击的最小距离。等电位连接的目的是减小或消除内部防雷装置各个部位上所产生的电位差,包括靠近进户点的外来导体上的电位差。
笔者主张,若采用安全距离法就应严格按照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)规定的各类防雷措施去计算;若采用等电位连接法,就应彻底实现等电位。木结构和砖混结构结构应采用安全距离措施,钢筋混凝土结构和钢结构应采用等电位连接措施。
1957年首次为天安门(木结构建筑物)补做防雷装置时,在其上部设置了明装避雷带和避雷网;在其内部采用了安全距离措施。由于是补装,难度相当大,对内部达不到安全距离的管线都做了改装或加强了绝缘并把进户处的各种架空电源线、电话线和广播线一律拆除,改为地下电缆。为确保木结构建筑物的安全,工程人员每年都在结构上稍有变形的部位加固,到1986年,在天安门大顶内加固总共用了60吨钢材。此时,再也不能给建筑物增加荷重了,因此中央决定将天安门城楼上的建筑物全部拆掉,彻底翻建。这给我们的防雷设计带来了有利条件。所以,1969年第二次设计天安门防雷装置时,就采用了等电位连接措施(外部防雷装置仍用原方案),在城台上的地面(包括屋内地面)下的“金砖”下面铺设了一层钢筋网(即等电位面)并将各种金属管线(包括屋顶彩灯管线)、斗拱上的防鸟铁丝网、检阅台前的铁栏杆和铁旗杆等物体统一连接到等电位面上,此外,又增加了引下线的根数,使之达到等电位的条件。
1958年,人民大会堂工程采用了彻底的等电位防雷设计,这是我国首次将等电位避雷网应用于工程。人民大会堂是钢筋混凝土框架结构和钢结构相结合的建筑物,又是现浇施工做法,对防雷装置的设计十分有利。其防雷方案是:在各建筑段的屋顶上分别采用明装避雷网、暗装避雷网和四周避雷带相结合的方式,接闪装置均与楼板内的钢筋连接成一体;柱子内的钢筋用作引下线;基础内的钢筋用作接地装置。从基础到梁、板、柱到屋顶的避雷带和避雷网的全部连接点(包括各种管线的连接点)都是焊接的,从而构成一个笼式避雷网,所以我们说它是最彻底的等电位连接工程。1963年,瑞士的波哥(K.Berger)提出,利用建筑物内的结构钢筋作防雷系统时,钢筋之间如有多点绑扎,则不必焊接就可以构成电气导通系统,他还做了试验。所以,我们以后就不全部焊接了,但作为引下线的柱内钢筋,仍必须焊接两根主筋。1974年审查《建筑物防雷设计规范》时,规定为:可以绑扎或焊接。人民大会堂工程是全国最重要的工程,当时是不敢不焊接的。
就防火而言,等电位连接和安全隔离距离至关重要。火灾多属不易预防的事故,对多数建筑物,能采取等电位连接措施的,应做彻底的等电位连接;不能采取等电位连接措施的,应尽量保证安全隔离距离,以防发生火灾。
4常规防雷装置与非常规防雷装置
常规防雷装置即传统上所使用的防雷装置,包括避雷针、避雷带、避雷线和避雷网。它是继1759富兰克林发明避雷针后各国防雷专家经200多年研究和实践的成果,有充分的理论根据、实验数据和长期的实际运行经验。
非常规防雷装置指某些厂商近年推出的所谓的新式防雷装置。本文所指的所谓新式防雷装置是半导体消雷器、导体消雷器、优化避雷针和流注提前发射接闪器等(本文这里不指激光引雷装置、火箭引雷装置和水柱引雷装置等)。各种消雷器的设计思想是企图中和雷云电荷,把雷电荷消灭掉或限制放电电流;各种提前发射接闪器的设计思想是企图把避雷针的接闪效果提高,即扩大保护范围。这几种防雷产品到目前为止都没有被国际防雷组织所承认。
其实,从1996年起到现在,北京的学术界和工程技术界围绕消雷器进行过多次讨论并发表了许多文章。许多专家都认为消雷器的“中和”理论和“限流”理论站不住脚。1997年9月18~23日中国电机工程学会高电压专委会过电压与绝缘配合分专委会在合肥举行了学术讨论会。论题之一就是半导体消雷器,与会者进行了热烈的讨论。特别值得一提的是一位高工为验证半导体消雷器的通流能力而做的一次实验。该实验充分表明,半导体消雷器的通流能力极低。会议《纪要》曰:“与会代表认为,迄今为止,理论和实践未能证明此类非常规防直击雷产品具有产品说明书所表述的性能,实践也未显示出此类产品具有比常规防防直击雷装置更优越的性能,还有许多问题尚待研究和解决,因此此类非常规防直击雷产品不再在工程中采用。还有少数代表对此尚有不同意见。”
实际上,消雷器厂商所卖的只不过是接闪器。其引下线、接地装置及内部防雷装置还得靠设计人按常规方法去设计,而这些都是建筑设计中的环节,卖接闪器的厂商也参与不了设计。另外,非常规防雷装置的价格极高,以半导体消雷器为例,其价格比常规避雷针高几十倍至几百倍(见表1)
由表1可以看出非常规防雷装置比常规防雷装置贵得多,而且非常规防雷装置还有很多问题有待解决。因此防雷设计人员和使用单位应认清这种情况,必须选择优质而经济的产品。
5球雷
在国际建筑物防雷标准(IEC/TC-81)和我国的《建筑物防雷设计规范》中,均没有对球雷的防护作出规定。在笔者的调查中,北京地区的球雷事故还是不少的,球状闪电约占闪电统计总数的13.7%。尽管国内外科技人员对球状闪电的形成机理尚无一致的观点,但对其性质、状态和危害还是比较清楚的。
球雷(即球状闪电)是一种橙色或红色的类似火焰的发光球体,偶尔也有黄色、蓝色或绿色的。大多数火球的直径在10~100cm左右。球雷多在强雷暴时空中普通闪电最频繁的时候出现。球雷通常沿水平方向以1~2m/s的速度上下滚动,有时距地面0.5~1m,有时升起2~3m。它在空中漂游的时间可由几秒到几分钟。球雷常由建筑物的孔洞、烟囱或开着的门窗进入室内,有时也通过不接地的门窗铁丝网进入室内。最常见的是沿大树滚下进入建筑物并伴有嘶嘶声。球雷有时自然爆炸,有时遇到金属管线而爆炸。球雷遇到易燃物质(如木材、纸张、衣物、被褥等)则造成燃烧,遇到可爆炸的气体或液体则造成更大的爆炸。有的球雷会不留痕迹地无声消失,但大多数均伴有爆炸声且响声震耳。爆炸后偶尔有硫磺、臭氧或二氧化碳气味。球雷火球可辐射出大量的热能,因此它的烧伤力比破坏力要大。
下面是一个典型的球雷实例:1982年8月16日,钓鱼台迎宾馆两处同时落球雷,均为沿大树滚下的球雷。一处在迎宾馆的东墙边,一名警卫战士当即被击倒,该战士站在2.5m高的警卫室前,距落雷的大树约3m,树高20多米。球雷落下的瞬间,他只感到一个火球距身体很近,随后眼前一黑就倒了。醒来后,除耳聋外并无其他损伤。但该警卫室的混凝土顶板外檐和砖墙墙面被击出几个小洞,室内电灯被打掉,电灯的拉线开关被打坏,电话线被打断,估计均为电磁感应的电动力所致。另一处在迎宾馆院内的东南区,距警卫室约100m,也是沿大树滚下。距树2m处有个木板房(仓库),该房在三棵14~16m高大槐树包围之中,球雷沿东侧的大树滚下后钻窗进屋,窗玻璃外有较密的铁丝网,但没有接地,铁丝网被击穿8个小洞,窗玻璃被击穿两个小洞。球雷烧焦了东侧木板墙和东南房角,烧毁了室内墙上挂的两条自行车内胎,烧坏了该室的胶盖闸,室内的电灯线也被烧断。落雷大树下放有十多盘钢筋、8辆铁推车和6个空汽油桶。这此金属物都是招引雷电的条件。
防护球雷并不困难,应该在规范或标准中规定相应的措施。就防护球雷措施而言,最好是笼式避雷网,如果达不到笼式避雷网条件,就在建筑物的门窗上安装金属纱网并接地;堵好建筑物墙面上不必要的孔洞;烟囱与出气管上口均要加装铁丝网并接地;储存或损伤易燃易爆物体的仓库和厂房的烟囱和放气管应加装阻火器并接地。对高大树木下的重要建筑物尤其要采取防护球雷的措施。
6雷击规律
认识雷击事故的规律非常重要,只有掌握了规律,防雷设计才能取得良好的效果。在雷雨天,天空的雷云与地面上的物体各带不同的电荷,当电荷积累到一定的程度,就会产生电场畸变而发生落地雷击。但如果地上某处没有足够强大的上行先导,则雷电是不会打到该处的。
北京紫禁城内的建筑物落较多,其原因在于:紫禁城周围是护城河,河内现在仍有水;通往护城河的古河道有4条:一条是玉河,它流入护城河的西北角;一条是潮白河的支流,它流入护河的东北角;一条是大通河,它流入护城河的正东部;另一条是潞河的支流,它流入护城河的东南角。故宫内各栋建筑物下的基础均潮湿,过去东南部的水位较高,地下不到2m就能见水,可见故宫院内地下的土壤电阻率相对较低;另外院内又有高大的古树。这些即为易发生雷击的内因,这些内因决定着该地区电场易产生电场畸变,瞬间发生的上行先导容易与雷云的下行阶段先导会合,从而形成落地雷。这就是紫禁城范围内的明显雷击规律。
笔者自1954年到1988年在北京地区调查过的建筑物雷击事故共有170多处,其中,因雷击引起火灾的占37.7%,导致人员死亡的占6.9%,致伤的占15.4%,球雷雷击事故占13.7%。现将分析总结得出的北京地区总的雷击规律归纳如下:
(1)河、湖、池、沼旁边的建筑物易受雷击。如1961年6月21日颐和园昆明湖东边的文昌阁被雷击掉西房角及坡顶瓦,内部电线被感应烧断;1988年8月6日通县永乐店草厂乡黄厂村北部湖力的茅草房落球雷,击死一人。
(2)古河道上的建筑物和河流桥上的构筑物易受雷击。如紫禁城内自1954年至1992年共落雷16次(据文献记载,明、清两代共发生过25次火灾,其中写明为雷击所致的5次,未说明原因的也可能是雷击所致);1988年8月30日卢沟桥中部北侧石狮子的头被击掉。
(3)在潮湿地区以及过去是苇塘或坑洼地带的区域上建造的建筑物易受雷击。如1957年7月31日陶然亭地区建工局一公司工棚(该处过去是苇塘)的收音机天线落雷,墙内铁丝被熔化;1965年7月22日北郊土冷库(即几十栋内装冰块以贮藏食物的平房)的老虎窗被雷电击中起火。
(4)在四周大片土壤电阻率高,中间局部土壤电阻率低的环境中或在高、低电阻率分界之处建造的建筑物易受雷击。如1981年8月2日八里庄善家坟公安局仓库西墙外大树落雷,雷电入室打碎5个电警棍盒,盒内33根电警棍被感应烧坏(该仓库的西南两面为稻田)。
(5)局部漏雨或局部房角新修缮且十分潮湿的建筑物易受雷击。如十三陵长陵棱恩殿落雷(当时该殿西部房角刚刚修缮且很潮湿)。
(6)突出高或孤立的建筑物易受雷击。如1957年7月29日原朝阳门北部的吻兽被雷击掉;据十三陵当地老农说,十三陵大多数的明楼或正殿均被雷击过(明楼和正殿都属高而孤立的建筑物)。
(7)曾经遭受过雷击的地区和建筑物容易再落雷。如1956年×月×日、1957年7月8日和1957年8月16日北京鼓楼东部吻兽曾三次被雷击。
(8)金属屋顶易受雷击。如1957年7月8日原民航局礼堂的铁皮屋顶被雷击裂3处,顶内明配线被感应烧成3段,1988年8月6日北京火车站东北角出租汽车站的铝合金房顶落雷。
(9)收音机天线、电视共用天线易受雷击。如1986年10月13日左家庄柳芳东里的居民楼电视共用天线遭受雷击,1992年8月3日和平里民旺胡同的居民楼电视共用天线也遭受雷击。
(10)地下管线多或管线交叉处易落雷。如1963年8月4日天安门广场大旗杆西侧(现人行过街地道的西南出口)一位卖冰棍的老太太被雷击倒(该处地下敷设的管线较多且是转角处)。
(11)铁路沿线和终端易受雷击。如1965年7月22日东郊百子湾棉花仓库室外堆场靠近铁道终端的一个棉花垛被雷击中燃烧;1984年8月6日东郊百子湾物资局储运公司水泥库铁路西侧站台上的水泥袋落雷,烧焦约20个水泥袋的纸边。
(12)山区泉眼、风口或地下有金属矿床的地方易受雷击。如1985年6月18日西山下马岭水电站室外变电构架进出线的主线落雷,烧焦母线2处,每处约长1~3m。
(13)高大的烟囱和工厂的排气管最易接闪。如1957年8月16日朝外门诊部的烟囱被雷击裂;1979年4月8日东郊宋家庄化工三厂南北两厂的室外化工设备构架上的两个排气管同时接闪并点燃。
(14)高大的树木和屋顶旗杆容易落雷。如1967年6月11日前门劝业场屋顶木旗杆被雷击坏;1993年8月19日日坛公园西北角一棵大树被雷劈掉树叉,树干也被劈裂。
北京地区总的落雷走向是:西山八里庄紫村城朝阳门宋家庄百子湾通县。这些地方多数是古河道或地下水线,其建筑物下的土壤电阻率小,潮湿或水位高。
笔者认为,以上这些雷击规律虽是北京地区的,但颇具普遍性,因而对防雷、防火很有价值(因篇幅有限,以上各种规律只各举2个例子)。
7.建筑物防雷设计的整体观念
所谓整体观念是指设计和安装防雷装置时,对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物内的整体观念是指设计和安装时,要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑;建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划,同时还不能违反小区规划的要求例如:所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观,所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。对接地装置也要综合统一考虑,例如,相距较近的建筑物能否共用接地体,地下管网能否用接地体的一部分,以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件等等。
值得指出,利用建筑物附近的大树作为避雷针杆塔是一个较好的做法。大树最易接闪且越长越高,有时比建筑物还高。因此,避雷针应安装在树顶,引下线应沿树干设置而且应与建筑物的防雷装置相结合。这样既节约又美观,同时还保护了名贵的树木。利用大树安装避雷针不仅能防直击雷,而且能防球雷、绕击雷和侧击雷。例如,北京北海公园团城内在大树上安装的避雷针已运行了20多年,效果很好,但必须采取保护树干生长的措施。
现在各个城市的绿化越搞越好,高大的树木也越来越多。有的建筑物虽然安装了避雷针,但大树距建筑物很近并且比建筑物还高,在这种情况下,建筑物上的避雷装置实际上等于虚设。因为大树接闪的机会多,易引来直击雷和球雷,对邻近的建筑物威胁更大。所以说建筑物的防雷设计和安装应将外部防雷装置、内部防雷装置、建筑物外的环境及至全小区的防雷装置进行整体统一的考虑。不仅电气专业的设计者要有整体观念,建筑专业的设计者对防雷也要有整体观念。这是现代防雷设计观念转变的重要问题之一。
参考文献
1.王时煦等.建筑物防雷设计.中国建筑工业出版社1980年9月第一版,1985年11月第二版
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3.林维勇.介绍IEC/TC81澳大利亚霍巴特92年会议和防闪电电磁脉冲标准的编制.1993年机械部设计研究院印
一、围院的平面空间
众所周知,外国建筑是院在外,即院子包围房子,中国建筑则相反,院在内而房在外,即房屋包围院子。房屋、墙垣等围合成院落,以院为中心;或是以主单元(即正殿、正厅)为中心,次单元(即两厢)围绕主单元,一正两厢,并以抄手廊连接,组成一座建筑。如在各地民居中的四合院空间。其特点就在于把“院子”作为建筑平面的组成部分,室内外空间融为一体,以房廊作为过度空间,富有生活气息。院周围建筑互不独立,相互联系。但合院建筑不是群体,而只是“一座”建筑。
从四合院住宅到万里长城虽然空间层次不同,但都属于一样的空间形态——即内向的外封闭的空间形态,共同体现或服务于一个系统。国,古为城的广称,即机构、军事实力及绝大部分的民众生息,都在一城之中。城外是广川,可以村居结庐,造别业,但它不是独立的。从东周起,一城一国或数城一国模式,一直到秦统一中国,仍以城池为“国”,数“国”合为大统一的国家。国中有家,故称国家。但家的空间模式与国相同,只是范围缩小了,可以这样说家是国的单元或细胞,或者说家是国的缩微,国是家的扩大。长城原为御敌戌疆而设,但从某种意义上说,长城就好比“国”这个大空间的围墙。无论是历朝都城,宫廷、园林和寺、庙、祠、观,还是各地的民居及市肆都以这种围院空间布局为特点。
这种内向层次型的建筑空间模式,尤以传统园林为最。它不但是形式的,而且更是意境的。园林之中,四周有廊、亭、轩、厅等建筑或粉墙,院在内,以树木、假山、池水、墙垣或建筑分割空间。“庭院深深深几许”,令人心旷神怡。
二、轴线的空间艺术
中外建筑单体都讲究对称,但中国建筑、空间布局尤以轴线对称见长。这主要体现在受中国“周礼”思想较大的建筑体系当中。古代都城规划中,都以主宫殿位于中轴线上,以宫室为主体,次要建筑位于两侧,左右对称布局,“前朝后市”、“左祖右社”等,如唐大都与明清北京城的规划布局。再如中国古代寺庙中,强调轴线空间布局的实例也是很多。一般均将主殿大雄宝殿放在轴线的重要位置上,配殿居前后左右。“左阁右藏”、“左钟右鼓”等。空间层层递进,庭院森森。典型的如河北正定隆兴寺的布局。此寺始建于隋,改建于宋,保存至今。
当然,中国传统建筑这种空间的形成,有其主客观原因。客观上如自然的、地理的、生态的原因等,主观上如中国长期保持的生产方式、形态和人文形态等原因。这里不再赘述。
三、诚实的结构
中国传统建筑,论其结构,不论是皇家的宫苑,还是散见于各地的各类型的建筑,包括民居,其结构特点在世界古代建筑史中都是独一无二的。具有代表性的结构形式主要有两种:
1,抬梁式,就是在屋基上立柱,柱上架梁,梁上放短柱,其上再放梁,梁的两端并承檩;这样层叠而上,在最上层的梁中央放脊瓜柱以承脊檩。这种结构的建筑,室内少柱或无柱,空间较大,在我国很广,特别是北方用得更多。
2,穿斗式,这种结构的特点是由柱径较细柱距较密的落地柱与短柱直接承檩,柱间无梁而用若干穿枋联系,并以挑枋承托出檐。这种结构用料小,但室内柱密,空间不够开阔,在我国南方使用很普遍。由于是以木构架为主,柱承重,墙不承重,所以门窗可自由布置,体现了形式与结构的统一。在皇家建筑和重要的坛、庙建筑中,还以斗拱支撑在柱头、屋檐间,使得建筑出檐深远,保护木结构的屋身。在这里,斗拱一方面是结构构件,另一方面也成为建筑上的装饰物,即以结构构件为装饰物,形式反映了功能,结构真实,功能合理,也是一种真善美的统一。但不论是何种建筑,结构上的基、柱、梁、檩、椽、斜撑等部分大都外露,形状上也加工成装饰构件,结构、构件间用榫卯结合,不施钉子。
外观上和其它国家的许多建筑一样,分台基、屋身和屋顶三部分,但传统建筑的屋顶尤其大,有时几乎和屋身同高,且每个部分都有一定的比例及标准做法。
四、“天人合一”的建筑环境
崇尚,喜爱自然自古亘有。先民们早就注意到“天时、地利、人和”的协调统一。《周易。乾卦》:“夫大人者,与天地合共德,与日月合共明,与四时合共序,与鬼神合共吉凶。先天而天弗违,后天而奉天时”。儒家崇尚“天人合一”,道家推崇“自然无为”。天也,自然也。不论是儒家的“上下与天地同流”(《孟子。尽心》),还是道家的“天地与我并生,而万物与我为一”(《庄子。齐物论》),都把人和天地万物紧密地联系在一起,视为不可分割的共同体,从而形成一种主观力量,促使人们去探求自然、亲近自然、开发自然;另一方面,山河壮丽,景象万千,祖国各地的美好景色又启发着人们热爱自然、讴歌自然的无限激情。“天人合一”的思想与对自然美的鉴赏融揉成为传统美学的核心,相应地产生了绚丽的山水文化、山水画、山水园林,出现了风景名胜区。
在这种美学思潮的下,人们处理建筑与自然环境的关系不是持着与大自然对立的态度,用建筑去控制自然环境;相反,乃是持着亲和的态度,从而形成了建筑和谐于自然的环境态度。例如东晋大官僚石崇在洛阳近郊修建河阳别业(金谷园):“其制宅边,却阻长堤,前临清渠,柏木几于万株,流水周于舍下”(石崇《思归引.序》);佛教高僧慧远在庐山经营东林寺:“却负香炉之峰,傍带瀑布之壑,仍石垒基,即松栽沟。清泉环阶,白云满室。复于寺内别墨禅林,森树烟凝,石迳苔生。凡在瞻履,皆神清而气肃焉”(《高僧传。慧远传》)。诸如此类的描述,记载中屡见不鲜。从此以后,那些建置在城市以外的山水风景地带的佛寺、道观、别业、山村聚落都十分重视相地选址,目的不仅为了满足各自功能的需要,还在于如何发挥建筑群体横向铺陈的灵活性而因山就势、臻合于局部的山水地貌、谐调以总体的自然环境。它们无异于点染大地风景使其凝炼生动、臻于画境的“风景建筑”,这正是中华民族在建筑与大自然关系的处理上所体现的独特的环境意识,虽非完全自觉,但却十分明显。历来的山水“画论”和堪舆学说,对于这种环境意识都曾作过部分的美学和的阐述。
和谐于自然的环境意识,更自觉更深刻地体现在园林建筑中。广义的中国传统建筑应包括园林建筑。在园林里面,建筑不必拘泥于一正两厢。伦理象征或多或少地被冲淡甚至完全消失,建筑布局获得最大的自由度。建筑与山水、花木等有机地组织为一系列风景画面,使得园林在总体上达到一个更高层次的建筑美与自然美相互融揉的境界。
五、“以人为本”的建筑
一、前言
钢结构和混凝土结构是建筑工程中最常用的2种结构形式。钢结构和混凝土结构各有所长,前者具有重量轻、强度高、延性好、施工速度快、建筑物内部净空气大等优点,而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。综合利用这两种结构的优点为高层以建筑的发展开辟了一条新途径。统计分析表明,高层建筑采用钢——混凝土混合结构和用钢量约为钢结构的70%,而施工速度与全钢结构相当于,在综合考虑施工周期、结构占用使用面积等因素后,混合结构的综合经济指标优于全钢结构和混凝土结构的综合经济指标。
最近建设部和国家冶金工业局在颁布的《建筑用钢技术政策》中,将钢——混凝土混合结构列为要大力推广的建筑新技术,可以预见,混合结构在高层办公楼、学校、医院及住宅等建筑中将有较广泛的应用。
二、索张拉结构
索张拉结构基本受力构件有三类:受压构件、受弯构件和受拉构件。
对于受压构件,当构件长细比较大时,由于构件会发生整体失稳,构件的作用不能充分发挥。对于受弯构件,由于构件截面应力不均匀,截面边缘的最大应力往往控制构件的设计,使得构件材料不能充分发挥作用。只有受拉构件,截面的应力均匀,不会发生整体失稳,如利用高强钢索做成受拉构件,能最大限度地发挥受拉构件的作用,提高结构的经济性。
在结构体系中巧妙利用张拉构件,结合少数刚性受压构件,可构成受力合理的高效张拉结构体系,不仅承载力高、刚度大,且能使各种材料的强度均得到很好的发挥。
三、索穹顶结构
索穹顶结构实际上是一处特殊的索-膜结构,是近几年才发展起来的一种结构效率极高的张力集成体系。其外形类似于穹顶,而主要的构件是钢索,由始终处于张力状态的索段构成穹顶,利用膜材作为屋面,因此被命名为索穹顶。由于整个结构除少数几根压杆外都处于张力状态,所以充分发挥了钢索的强度,只要能避免柔性结构可能发生的结构松弛,索穹顶结构便无弹性失稳之虞,所以,这种结构重量极轻,安装方便,可具有新颖的造型,经济合理,被成功地应用于一些大跨度和超大跨度的结构。
四、膜结构
膜结构是张力结构体系的一种,它以具有优良性能的柔软织物为膜材,由膜内的空气压力支承膜面(充气式膜结构或所承式膜结构),或利用钢索或风性支承结构向膜内预施加张力(张力膜结构),从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。膜结构采用的薄膜的材料,大多采用涂层织物薄膜,分为两部分,内部为基材织物,主要决定膜材的力学性质,提供材料的抗拉强度、抗撕裂强度等;外层为涂层,主要解决膜材的物理性质,提供材料的耐火、耐久性及防水、自洁性等,常用膜材一般为聚酯织物涂敷氯乙烯涂层膜材、玻璃纤维织物涂敷聚四氟乙烯涂层或有机硅树酯涂层膜材。膜材并接的结构接缝多采用热焊,非结构接缝采用缝合。
膜结构具有如下特点:造型活泼优美,富有时代气息;自重轻,适合大跨度的建筑,充分利用自然光,减少能源消耗;价格相对低廉,施工速度快;结构抗震性能好。
充气膜结构有单层、双层、气肋式三种形式,充气膜结构一般需要长期不间断地能源供应,在低拱度大跨度建筑中的单层膜结构必须是封闭的空间,以保持一定气压差。在气候恶劣的地方,空气膜结构的维护有一定的困难,不少建筑曾遭意外的漏气而下瘪。五、高效预应力结构体系
高效预应力结构是指用高强度材料、现代设计方法和先进的施工工艺建筑起来的预应力结构,是当今技术最先进、用途最广、最有发展前途的一种建筑结构型式之一。目前,世界上几乎所有的高大精尖的土木建筑结构都采用了高效预应力技术,如,大型公共建筑、大跨重载工业建筑、高层建筑、大中跨度桥梁、大型特种结构、电视塔、核电站安全壳、海洋平台等几乎全部采用了这一技术。
近年来,高效预应力技术在我国发展迅速,已制定专门的预应力结构设计、施工规程、工程中应用的预应力结构体系也很丰富。典型工程实例有:面积最大的单体预应力工程是首都国际机场新航站楼工程,每层建筑面积约8.8万平方米,总建筑面积约35平方米,在混凝土板、墙、框架、柱以及钢屋架、钢梁和钢管网架中大量采用了预应力技术;柱网最大的预应力工程是深圳车港工程,标准层平面尺寸159×103.5米,标准柱网16×25米,总建筑面积9.5万平方米;最在的预应力钢桁架工程是北京西站主站房工程,该预应力钢桁架跨度45米,桁架上承40米高的中式门楼,门楼总重5400余吨;层数最多的预应力工程是广东国际大夏主楼,总计63层;高度最高的预应力工程是青岛中银大厦,总高度241米,58层,等等因篇幅所限,文章重点介绍首都国际机场新航站楼工程和北京西客站主站房工程。
业主为了保护工程项目的利益,往往在合同条款中要求承包商对所建工程连同材料和待安装的工程设备投保,同时也要求承包商对人身或财产损害和第三者责任险投保。对保险公司的选择可能是业主指定,也可能是承包商自己选择。承包商选择保险公司时,应特别注意其赔偿能力和资信,并认真阅读理解保险条款及有关细节,为更准确掌握理解保险条款,承包商可参加保险专家的讲座。在对投保的险种选择时,要分析施工过程中发生各种事故的可能性,准确的选择合格的保险险种。有的合同条款已指定了承包商必须投保的险种,如建筑工程一切险、第三者责任险等,在投保时就必须按合同条款指定险种进行投保。签订保险合同前,须与保险公司磋商的主要保险条款和应注意仔细阅读理解的保险条款有以下几点:
1·1保险合同的保险范围
保险合同中规定那些责任和事故是在保险公司保险范围内的,那些责任和事故不是在保险公司保险范围内的。保险范围将直接影响出现风险事故后保险公司是否受理索赔,所以要注意明确保险范围。
1·2保险合同的免赔金额
在保险合同中规定的绝对免赔额和绝对免赔率,保险合同中规定了免赔额和免赔率在签订合同前要确定,出现风险事故后计算出的损失金额如在免赔金额内的,保险公司将不予赔偿。
1·3合同规定的保险理赔程序和要求
出现风险事故后将按合同规定的保险理赔程序进行理赔工作。并按照合同理赔条款的要求执行。如:合同中规定出险后承包人需在一定的期限内以书面形式报案,超出期限需经保险公司书面同意等。在与保险公司签订了保险合同后,承包商应在合同规定的期限内向业主提供已按合同条款要求所投的各种保险已生效的证明,并向业主提供保险合同副本。所签订的保险单应与发出中标通知书前达成的合同总条款一致。
2出险后的工作
在承包商履行合同的过程中,发生了风险事故后,承包商的相关业务人员应立即赶到事故现场,了解事故发生原因,勘查事故现场,同时组织人力,机械对事故现场采取一切必要措施防止损失的进一步扩大,并努力将损失减少到最低限度。在保险公司代表或检验人员到达事故现场进行勘查之前,承包商还应组织人员保护好事故发生现场及有关实物证据。
承包商在对事故现场详细勘查完后,应该在保险合同规定的期限内向保险公司报案。一般保险公司与承包商工地现场相距很远,承包商在以书面形式通知保险公司出险情况时可以先进行电话报案,以最快速度通知保险公司。接着向保险公司报送书面形式的出险通知单。出险通知单的报送可用多种方式,如邮寄、电传等,但要注意报送出险通知单要留有底稿,并具有法律效力的证明,以证明承包商是在合同规定的期限内报案的。出险通知单内应写明事故发生的时间、地点、原因以及承包人为减少损失采取的措施,所组织人员、机械数量,因灾害损失的金额等内容。同时在出险通知单的附件中要有全面、准确反映受灾损失情况的证明资料,这些资料主要由以下几方面组成:
(1)一份详细描述事故发生过程,原因及时间、里程桩号和损失金额,并要求保险公司赔偿的报告。
(2)由承包人绘制的事故现场平、断面图,在图中应标明里程桩号,原设计标高,原地面线标高,事故发生后测量的地面线标高,及大概的地形地貌变化等内容,以便于对比分析事故发生的范围,并计算受灾损失工程量。
(3)依据所绘制图纸计算直接受灾损失的工作量。也可列出因此事故间接受损失的工作量。例如,雨季发生洪水冲毁施工便道,施工车辆无法通行,导致工期延误受到损失等。另外将承包商为减少受灾损失,防止受灾损失进一步扩大而组织人力、机械进行抢险的工作量也计算在内。统计计算完成后,汇总为受灾损失计算书,计算书中要特别注明上述情况产生的费用,用以确定索赔金额。
(4)承包商对事故现场所拍摄的影像资料和照片。影像资料和照片要能反映事故发生后现场的情况,要全面、详细的反映受灾后的地形地貌,及有关细节的特写。并在照片中能反映事故现场的里程桩号和时间,可在一张标示牌上写明里程和时间,放置在现场显眼处一同拍摄入照片。
(5)当地水文、地质、气象部门提供的有关出险时间当地水文资料或日时降雨量分布图等。
(6)根据保险公司的要求提供作为索赔依据的其它资料、文件、单据等。
3理赔工作
保险公司代表一般在收到出险通知后12h以内到达事故现场,协调有关索赔事宜。保险合同规定有如果保险公司代表在48h内未到达事故现场,将被认为保险人已认可被保险人所申报的事故发生属实。在保险公司代表或检验师勘查现场并计算受灾损失后,承包人应对保险公司代表认可的受损失范围和理赔金额等进行研究,在依据保险合同的基础上,双方对有关赔款的一切争议,都可以协商解决,直至达到一致意见。承包人在对保险公司提出理赔要求时要做到有理、有据、实事求是。证明资料要齐全,理赔款计算要合理,并根据保险合同的相关条款规定办理理赔工作。
双方明确受灾损失工作量和赔偿金额后,须签订一份赔款确认书,说明出险原因、过程、受损失工程量及赔款金额等情况。在保险公司支付承包商理赔款后就结束理赔工作了。在理赔工作进行中,承包商要注意整理、收集与保险公司的来往文件、通知书,出险的各类证明资料,并及时归档保存好。承包商对理赔工作要指定专人负责,负责人要有较强的责任心,业务精通,熟悉保险合同,并且能够熟练处理好对外业务往来。
4结束语
建筑材料论文参考文献:
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前不久,笔者在媒体上获悉,有关专家和热心观众从13个参赛方案中,投票评选产生北京2008年奥运主体育场(国家体育场)的3个优秀方案作候选方案。按得票数(相差无几)自高到低依次是:由瑞士赫尔佐格和梅德隆设计公司与中国建筑设计研究院合作设计的“鸟巢”、由北京市建筑设计研究院设计的“飞碟式浮空屋顶”、由日本株式会社佐藤综合计画与清华大学建筑设计研究院合作设计的“天空体育场”。最后,“鸟巢”脱颖而出,成为实施方案。不过,笔者最欣赏的还是节能型的“天空体育场”,因为它体现了可持续发展建筑的理念和“绿色奥运”的精神。“天空体育场”注重与周边环境的协调,在利用自然通风、自然光线方面有独到之处。其形态象征着广博的大自然,以柔和的“白云”(半月型玻璃顶面)和绿色的“丘陵”(主体)为主要创意,连同来源于阳光射穿“白云”的“光塔”的联想,形成体育场与自然共生、人工自然与天然自然浑然一体的景观。在满足体育场的所有功能的同时,其形式和材料较大程度地做到节能和减少对环境的影响。不可否认,“鸟巢”、“飞碟”最具有视觉冲击力,新、奇、特的外观最容易吸引人们的眼球,而赛后用于广告或观光,也最能产生直接的、眼前的经济效益。然而这都与可持续发展建筑的理念尚有一定的距离。何为可持续发展建筑理念呢?这先要从系统观的角度认识建筑与其环境的关系。
1建筑系统与其生态环境系统存在“互塑共生”的关系人们往往从某一方面强调建筑是艺术、建筑是文化、建筑是技术、建筑是结构、建筑是符号等等,往往失之偏颇
应该从建筑最重要的功能,即回到“原点”去认识建筑。人类最原始的建筑是天然洞穴,之后是稍加改造的人工洞穴和在树林里就地取材搭建的巢穴。因此建筑的原始含义就是“庇护所”,即遮风避雨、抵御自然侵害的场所。随着生产力的发展,经过漫长的岁月,建筑从单一的“庇护”功能拓展到包括生产(如厂房)、运行(如道路、桥梁、运河)、景仰(如纪念馆、庙宇)等在内的多种基本功能,建筑的形式也日益多样。今天,建筑不仅仅构成人与自然、人与人之间的一道道“屏障”,也成为了人与自然、人与人之间沟通的一座座“桥梁”。拥有上述功能的建筑系统显然具有消耗资源(如占地、耗能、耗材、用水等)和排泄废物(如废水、废气、废渣等)两种基本行为,从而与其环境(主要指建筑的生态环境系统)息息相关。生态环境系统包括环环相扣的无机环境、生物的生产者、生物的消费者和生物的分解者四个部分。任何建筑系统都与其生态环境系统相互影响、相互制约、相互作用。系统科学揭示,系统对其环境存在两种相反的作用,即引起环境中某些事物的有益变化、维护环境品质和动态平衡的积极作用与不断向环境排泄自身废物、导致环境品质变坏和失衡的消极作用。
环境对寓于其中的系统也存在两种相反的作用,即给系统提供生存发展所需的资源、激励或有利条件的积极作用与给系统施加束缚、扰动、压力甚至危害系统生存发展的消极作用。这些作用相互交织,呈现出系统与其环境“互塑共生”的关系,即环境塑造着其中的每个系统,同时又被其中的每个系统所塑造,这种塑造作用的正负效果的存在,使它们处于一种双向因果链的关系中。系统科学还表明,系统进化和退化是同步发生和同时存在的两种演化趋势和过程。因为一个系统有序程度的提高,需要从其环境中吃进“负熵流”,这相当于把系统的熵增转移到其环境系统中。换句话说,系统的进化以其环境中某些方面的退化为代价,系统有序程度的提高以环境有序程度降低为条件。这种现象我们今天已经见到,急剧的工业化、城市化,过度的放牧、开垦土地,往往人为带来环境的退化,反使经济发展受挫直至危及人类生存。系统不合理地消耗资源行为,将导致环境资源的匮乏,破坏环境向系统提供资源的能力;系统排泄废物累积到一定程度,就会导致环境品质变坏,破坏环境吸纳、消化系统排泄物的能力,这两方面都会危及环境中的系统生存发展。因此,系统要生存发展,一方面必须尽量减少系统的排泄物或尽量将这些排泄物纳入环境超系统的大循环中,成为其他系统的资源,从而被环境吸纳和消化。另一方面必须有效地、适当地开发利用环境资源,把保护和优化环境作为系统自身的重要功能目标,以此规范系统自身的行为,维护生态环境系统平衡。人类社会作为系统尤其如此。当工业文明高度发展、人类社会系统(当然包括建筑系统在内)的排泄物远远超过自然环境的自我消化能力时,这个系统就必须改变自己的行为方式,即转变价值观念,创造新的技术手段,把社会发展与环境保护协调起来,走可持续发展之路。
2生态价值观是可持续发展建筑的核心理念人类自进入工业时代以来,在人类中心主义的支配下,为满足经济繁荣目标,不断将自然资源转化为消费品
然而这种将经济大厦建立于不可再生资源的基础之上的发展范式受到了资源存量和地球承载能力的制约,人类越来越强烈地感受到社会发展的错误方向,并逐渐形成共识:要追求一种新的社会发展范式即可持续发展。联合国在《我们共同的未来》的报告中指出:“可持续发展是既能满足当代人的需求,同时又不损害后代子孙满足自我需求能力的发展。”可见,可持续发展观是一种综合的、整体的发展观,它综合考虑了人类现时发展与未来发展的代际公平,也考虑了人类现时发展的代内公平,是通盘考虑了社会系统、经济系统和自然系统三者协调发展,与人类中心主义支配下的、以经济增长为单向指标的传统发展观相对立的新型发展观,其核心是生态价值观。自文艺复兴以来,人性从神性的压抑中解脱出来,科学从神学的束缚中解放出来,人类凭借日益发展的科技不断满足自身的需要,并不断获得巨大的胜利。人类逐渐以功利眼光看待一切,把经济利益视为唯一追求目标,把自然界的一切价值都归结为人类价值,征服自然和统治自然的欲望急剧膨胀,认为人类可以凭借科技统治自然、成为自然的主人,形成了以经济增长为单向指标、以人统治自然为核心的人类中心主义的价值观。这种认为自然为人存在、人类统治自然,试图以征服和控制自然、无限地牺牲自然而满足人类需要的价值观,受到了现实环境危机的制约。实质上,人类控制自然应当理解为把人的欲望的非理性和破坏性方面置于控制之下,即对人类与自然之间关系的控制。
因为人本来就是自然的一部分,控制自然就包括对外部自然和内在自我的双重控制。早期人类控制自然的能力很弱,因而主要表现为对外部自然的控制。随着支配自然能力的迅速增强,人类对自然的破坏力也相应扩大。这时控制自然也应当包括对人类干预自然造成的负面效应的控制。只有对人自身能力的发展方向和行为后果进行合理的社会控制,才能保证对人的创造力的强化和对人的破坏力的弱化,把人与自然关系中的负面效应降到最低限度。从对自然的控制转向对自我的控制,表明传统价值观的合理性在当代已经失效。人类需要建立一种人与自然的新型关系,即以生态价值观为核心的人与自然的协调发展关系。与把自然视为“聚宝盆”和“垃圾场”的传统价值观相反,生态价值观把地球看作是人类赖以生存的唯一家园;以尊重自然和维护自然环境代替对自然的占用欲和征服行为;在扩大人类对自然的权力和利益的同时,要求人类对自然承担相应的责任和义务。生态价值观把人与自然看成高度相关的统一整体,强调人与自然相互作用的整体性,代表了人对自然更为深刻的理解方式。现代生态学理论表明,整体性是生态系统最重要的特征。自然界是由物质循环、能量流动、信息交换多样性构成的巨大有机整体,每一物种都占据着特定的生态位,都离不开与其他物种的联系和对环境的依赖。系统依靠复杂的反馈机制,实现自我调解和自我维持功能,保持系统在一定时空中的相对稳态。当代生态危机正是人类从生态环境系统中取走了过多的生物产品,同时又向其输入了超出其净化能力的污染物,引起其退化所至。
这是人类在尚未充分认识和能动把握生态规律下盲目活动的结果。生态价值观反对不加区分地运用一切技术,反对刻意追求技术的工具效用。它对技术具有明确的价值取向,即技术选择与运用不仅要从人的物质和精神生活的健康和完善出发,而且要求与生态环境相容。随着生态价值观的逐步确立,科学技术范式正在发生转变,明显呈现出“生态化”趋势。建筑技术也不例外。20世纪建筑的发展,形成了传统建筑———节能建筑———节能节地建筑———可持续发展建筑这一历程。能源危机暴露了传统建筑浪费能源的缺点,导致了节能建筑的产生;建筑不仅是耗能大户而且是占地的最大户,于是能源危机和土地危机又导致了节能节地建筑的产生;最后再加上生态危机、环境污染日益严峻,出现了以生态技术为核心的可持续发展建筑。早在1969年,生物学家J.托德在《从生态城市到活的机器:生态设计诸原则》一书中阐述了生态设计三原则:一是体现地域性特点,同周围自然环境协同发展,具有可持续性;二是利用可再生能源,减少不可再生能源的耗费;三是建设过程中减少对自然的破坏,尊重自然界的各种生命体。这些思想把建筑视为活的有机体,把建筑的结果比拟为“皮肤”,为建筑“生存”提供必要的功能:保护生命、隔离外界环境、呼吸、排泄、调节以及交流等。到了1993年,美国国家公园出版社出版的《可持续发展设计指导原则》列出了“可持续的建筑设计细则”,进一步将生态思想与建筑和城市的设计和规划从实施层面结合起来。超级秘书网
使生态价值观融入到建筑设计及环境设计的关键是,处理好可持续发展建筑的前期投入与短期及中长期的效益回报关系,是可持续发展建筑从理论走向实施时所遇到的难题之一。情况往往如此,如果一种新的思想或技术所产生的短期效益(如投资回报比)并不明显高于传统思想或技术的效益,那么即使它会有更好的长期效益(如低廉的建筑管理与维护费用、长寿命、节约资源、低污染等等)也难以被人们接受。可持续发展建筑现在实施起来,还是需要更多前期费用而利益回收速度又相对较为缓慢。更主要的是,用于生态设施方面的投资所带来的回报最终不一定能装进开发商的口袋,而多由使用者和社会所分享。这大概算得上本文开头所说的“天空体育场”设计方案为何最终落选的原因之一。
要消除这一障碍,就应当在可持续发展原则基础上建立一套符合生态价值观的行为规范。如规定在建筑设计中必须采用节能设备与材料、无公害材料及各种节约资源的措施等,并通过政府立法、税收等政策方面的相应调整,提高可持续发展建筑在经济上的可行性。综上所述,人类在高奏“征服”自然的凯歌时,一刻也不能忘记恩格斯的告诫:“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都对我们进行报复……因此我们每走一步都要记住:我们统治自然界决不像统治异族那样……相反地,我们连同我们的肉、血和头脑都是属于自然界和存在于自然之中的。”系统科学、生态科学进一步揭示了人与自然界的整体性的有机联系和历史性的演化过程。可以预见,以生态价值观为核心的可持续发展建筑将是未来建筑的发展方向和趋势。
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1建筑企业精品工程的必要性
精品工程是建筑企业抓质量管理的必然结果,即靠抓建筑产品的质量而赢得的,一个企业精品工程的多少,体现出本论文由整理提供这个企业质量管理水平的高低,优质的建筑产品质量是建筑企业拓展市场的基础,企业创精品工程的同时也是在为企业创造品牌。精品工程为企业发展提供竞争优势,只有拥有企业品牌———精品工程,才能使企业长盛不衰,精品工程能增强企业的市场竞争力,也就是说,谁拥有精品工程,谁就拥有市场空间。
2创精品工程的有效途径和措施
1)设计要优。一个优秀的工程设计不仅要满足社会需求,功能设计合理,造型新颖美观,符合用户要求,还要保证社会资源的充分合理利用,以求建筑作品的最佳经济价值、质量价值和社会环境价值。工程设计必须从多个方案中优中选优,使工程设计经得起历史的考验。
2)标准要高。一般创精品工程的企业都建立了自己特有的高于国家标准和国际标准的企业内控标准或规程,误差标准往往提高5%~10%,这样按企业内控标准或规程生产出来的产品,其各项技术、经济、质量等项指标往往都要高于向用户公开承诺和保证的指标,使产品的受欢迎程度和满意度高于消费者和用户的期望值,从而增加消费者和用户对产品的信赖程度,因而往往在工程建设施工伊始,就要求企业必须首先制定创优规划、质量管理体系和控制措施,并实行严格的目标化管理。争创优质工程,这样的做法,实际上就是施工企业高标准的体现。
3)材料要新。也就是说精品工程首先不仅要具备一般工程产品的精华和优点,而且还要吸收和体现当代科学技术和建筑技术的最新成果,具有当代精品工程的魅力和显著优势。并在建筑市场中处于领先和绝对优势地位。具体来讲,就是要求精品工程建设中要有多项新材料、新技术、新工艺、新设备的具体应用,提高精品工程产品的科技含量,如采用先进的地基处理技术,经济高效的焊接技术和建筑节能技术,采用塑钢钢窗、铝塑管等新型建材,提高结构工程、装饰装修工程及安装工程质量等等,同时产品的施工过程要有一定的创新,如采用先进的计算机辅助施工(CAC)技术。
4)工艺要精。精品工程之所以能成为精品,很关键的一点,就是企业拥有独特、精湛的生产工艺流程和施工工艺,使精品工程具有超一流的内在和外在质量,是同类工程无法相比的。各类优质精品工程无不是施工企业“粗粮细做”、“精工细做”、“精雕细琢”的结果。
5)施工管理要严要细。企业的生产经营离不开管理,创造精品工程,更需要严格的管理,建筑施工企业的生产特点是产品体量大,单件生产工序复杂,生产周期长,作业环境艰苦,流动性大,这无疑增强了企业管理的难度,在这种条件下创精品工程,施工企业不仅要有一个管理能力较强的领导班子,建立一套健全有效的质量管理和质量保证体系,还要从机制、管理和创新等方面狠下功夫。
并通过严格有效的管理,将企业的创精品意识和创优目标落实、分解到操作层,落实到分部分项工程甚至是每个施工环节工序中去,并严把材料供应关、过程控制和成品保护关,制定相应的质量改进措施和纠正措施,消除不合格产品,制定生产合格产品的工序,从而实现施工过程创精品,实现企业创精品工程的目标[1]。要建立创优质品牌工程的动力机制:
1)要有过关的质量教育经常化制度。企业要通过多种途径和手段,坚持不懈地向职工灌输质量意识、精品意识,增强职工创优工程变为全体职工的自觉行动和工作目标;组织各级质量管理人员加强对《建筑法》、《建设工程质量管理条例》等法律法规、规范标准的学习和贯彻;对工程施工过程中各岗位的操作人员进行专业技术培训与考核,实行考核合格上岗制,确保施工工序操作质量;采取“走出去,请进来”、参观考察等做法,不断提高全员质量管理水平;开展形式多样的创优竞赛和技术评比活动,激发全体员工创品牌工程的热情和创造力。
2)要建立奖励制度化,实行重奖重罚。在企业确定创优工程目标后,要建立和实行企业内部质量管理基金制度,企业对承接的各项工程要按各工程项目合同总造价的一定比例收取质量管理基金,对创优夺杯的工程项目,除按规定全额返还质量管理基金外,还要根据企业和合同的规定给予奖励,特别是对创优的项目经理及管理人员要给予一定的奖励和提拔重用;对未达到创优目标的,质量管理基金不予返还;对由于质量管理不到位,给企业带来信誉影响的要给予重罚,对相关责任人实行停岗待业制度,重新上岗实行竞聘;要在企业内部将各级管理者和作业者的收入与创优工程的实绩直接进行挂钩,确保责、权、利的统一,在企业内营造一种创优光荣,砸牌可耻的氛围,调动各方人员的创优积极性,为确保工程创优奠定基础。
完善优质品牌工程的保障体系。
1)创品牌本论文由整理提供工程是一个复杂的系统工程,涉及工程施工的全过程和各个环节、各个管理层次、各工序、各工种人员之间的衔接和配合,最根本的一点就是要建立质量保障体系,要有一个管理能力较强的领导班子,要建立一套健全有效的质量管理和质量保证体系,明确各岗位职责,完善和建立施工质量可追溯制;
2)要将企业的创精品意识和创优目标落实和分解到操作层中,落实到分部分项工程甚至是每个施工环节工序中去,做到项目经理保证实施全过程的质量控制,班组保证分项工程质量,个人保证操作质量和工作质量;
3)建立起科学的施工管理组织体系,实行工程项目有序规范施工,要针对工程的具体特点和创优目标的重点环节,编制专项施工方案,由企业总工或质量管理部门严格审查合格后组织实施,在施工过程中,要做到事先有措施,事中有监控,事后有检查和总结;4)优化工程资源配置,工程所有建筑材料要实行招标制,要择优选择材料供货单位,把好材料进场时的验收、检测、使用、评定等环节;
5)要建立工程质量创优多级监督体系,强化施工过程中要建立企业、项目、班组和个人四级管理负责制,建立起横向到边、纵向到底的全方位的监控管理网络,在保证一般工序质量的同时,对特殊、关键工序质量实行重点监控,确保使工程质量始终处于全面的受控状态,保证工程创优目标的实现[2]。构建企业创优品牌工程的创新机制。要创新企业的质量管理制度,要根据企业新的经营管理体制和办法,重新制定符合企业发展需要的质量管理制度、质量管理标准和质量管理工作重点,在严格执行国家规范、标准和强制性质量标准的同时,用创新的企业制度去规范工程质量管理,确保企业质量管理工作能够有一个有章可循、职责清晰、奖罚分明的企业管理体系。超级秘书网
6)服务要好。服务是建筑产品质量不可缺少的重要组成部分,对建筑工程质量的服务,用户才最有发言权,可以说用户是最严厉的裁判,用户只有充分享受到最周到、最便捷、最能满足自己需要的服务,对产品质量的评价才会是满意的,精品工程之所以成为精品,也是因为它在产品质量形成过程中得到了业主或用户的最充分的肯定,最大限度地为用户提供细致周到的服务结果。
3结语
我国加入WTO以后,国内建筑市场对外开放,随着GATS基本原则的逐步落实,众多国际大承包商必将蜂拥而入,从事更多更广泛的建筑业务,外国承包商凭借先进的管理模式,雄厚的资金和技术实力,强大的融资能力和优质服务,显示出强大的竞争力。而目前能与国外知名承包商抗衡的企业只是凤毛麟角,为了生存和发展,建筑企业要加大加快改革步伐,加快企业经营结构调整步伐,不断完善和改善经营机制,多创精品工程,树立企业良好的外部形象,提高市场竞争能力,为企业的长盛不衰提供有力保障。
论文正文:
建筑经济造价管理分析
工程造价直接关乎着房地产开发建设的 运作,而工程造价管理是一门很深的学问,造价决定着工程的发展,是整个建筑工程的命脉。工程造价工作就是对一项工程施工进行计算定价的过程。工程造价管理是指遵循工程造价运动的客观规律和特点,运用科学技术原理和经济及法律等管理手段,解决工程建设活动中的工程造价确定与控制、技术与经济、经营与管理等实际问题,力求合理使用人力、物力和财力,达到提高投资效益和经济效益的全部业务行为和组织活动。
全过程工程造价管理就在房地产开发从立项到全部工期结束,全过程、全方位、动态的过程进行整体的工程造价管理。我国工程造价管理的产生有其复杂的背景,在实际工作中计划经济模式的烙印还相当深。溯其本源,从党的后,党的工作重点转移到了经济建设上来,特别是社会主义市场经济体制的逐步完善,使工程造价管理得到了很大的发展,已经形成了一个新兴学科。
1985年成立了中国工程建设概预算定额委员会,1990年在此基础上成立了中国建设工程造价管理协会,1996年国家人事部和建设部已确定并行文建立注册造价工程师制度,对学科的建设与发展起了重要作用,标志着该学科已发展成为一个独立的、完整的学科体系。2007年,建设部曾提出了一个新的课题:政府投资项目全生命周期造价控制。此课题的完成意味着工程项目的造价管理,将有更科学的造价体系管理,工程造价管理又提升到一个新的高度,而全生命周期造价控制就是建筑全过程造价控制。
全过程造价管理控制,更关注建设成本的控制,建造成本最低或者在控制范围内;全过程工程造价管理的基本内容就是:合理确定,有效控制,提高效益。全过程造价管理控制,更关注运营效益费用与工程建设成本之间的平衡关系,有可能为了达到最佳运营效益,而增加投资。全过程造价管理分为决策阶段、设计阶段、交易阶段、施工阶段、竣工阶段的造价管理。现今我国,尤其是黑龙江的工程造价工作者仍然停留在三性一静(定额的统一性、综合性、指令性和工、料、机价格的静态性)的基础上,往往四算(估算、概算、预算、决算)分离,三超现象严重。因此,我们必须树立全方位、动态的全过程工程造价管理的新理念。按照国家规定;基本建设工程预算是随同建设程序分阶段进行的。
由于各阶段的预算制基础和工作深度不同,基本建设工程预算可以分为两类,即:
一是概算;二是预算。
概算有可行性研究投资估算和初步设计概算两种,预算又有施工图设计预算和施工预算之分,基本建设工程预算是上述估算、概算和预算的总称。建设工程项目一般都具有投资规模大、产品品种多、建设周期长、设备量大、引进技术及进口设备价格不易预测等特点。
因此,在编制投资估算过程中,客观地分析研究、比选修订影响投资估算精确度的各种因素和数据是十分重要的。概算与预算的区别工程建设预算泛指概算和预算两大类,或称工程建设预算是概算与预算的总称。建设的全过程工程项目总投资费用亦称项目工程总投资。这方面关于总投资费用组成的含意,不同国家不尽相同。在中国,建设项目总投资由固定资产投资和流动资金两部分组成。
1)固定资产投资是用于建造、改造和购置固定资产的投资。它是社会扩大再生产的重要手段。
2)流动资金是指企业生产经营活动中前者包括储备资金、生产资金和成品资金,这是投资估算涉及面广、综合性强。采用的数据大部分企业流动资金的主要组成部分。每个建设项目要求和时机,可以单一运用,也可多种方法复合运用。影响投资估算精确度的因素编制投资估算,一般都要参照很多类似工程的资料和经过整理的估算指标。而这些资料和指标都是具有特定条件的,在估算投资过程中,要对影响投资的各种因素作出定性分析和定量调整,以使投资估算能合理地反映建设项目特点和各个不同建设条件的投资水平。
这些因素一般包括:
1)地区自然条件。
2)工程内容(包括工程范围、工艺技术方案、生产能力等)和机械化自动化水平等因素。
3)价格因素。价格增长是影响投资的主要因素。估算投资时,要考虑选用估算指标的年度价差和地区价差以及相应引起的各种费用的变化。
4)其他因素。如建设期贷款利息变化,税种税率变化,以及交通运输条件、工程建设其他费用、未预见费用以及政策的改变等,都要根据可行性研究深度和采用资料的可靠程度,作出实事求是的预汗和对总投资费用的调整。工程建设定额、预算定额与预算定额的作用在全过程工程造价中的作用很大,所谓定额是指从事经济活动时,对人、财、物的限定标准。如定员(定工时),定质(定质量)、定量(定数量)、定价(定价格)等,工程建设的产品价格是国家采取特定的方法和形式,即工程建设定额来确定的。工程建设定额是建筑工程预算定额、综合预算定额、核算定额、建筑安装工程统一劳动定额、施工定额和工期定额等的总称。
它是实行三算制度的基础。常言设计有概算,施工有预算,竣工有决算,这三算都是按照工程建设定额进行编制的。在社会主义国家中,定额是实行经济核算和编制计划垢依据,也是现代化科学管理的基础和重要内容。建设工程的预算定额是用来确定建设工程产品中每一分部分项工程的每一计量单位所消耗的物化劳动数量的标准。换言之,它是确定每一计量单位的分部分项工程内容所消耗的人工和材料数量以及所需要的机械台班数量的标准。
工程预算定额的主要作用大致有以下几个方面:
1)是编制预算和结算的依据;
2)是编制单位估价表的依据;
3)是据以计算工程预算造价和编制建设工程概算定额及概算指标的基础;
1、设计和施工方案
(1)采用外墙夹芯保温复合墙体构造。由外向内依次为90mm厚装饰劈裂砌块选、20mm厚空气层、70mm厚聚苯板(由根据不同保温节能要求可变)、190mm厚承重混凝土配筋小型空心砌块。采用该墙体构造虽然施工工艺要求较高,且单以墙体计算的话成本有所增加;但一方面保温层在主体结构外侧减少了承重砌块受温度影响而产生的变形;可以有效解决墙体开裂问题;另一方面保温层与外饰面之间设20mm厚空气层,同时在饰面砌块上敷设导水麻丝和出水孔构造,将外墙面雨水和受风压作用渗透到空气层的滞留水有组织排出,解决了渗、漏的问题。
(2)结构圈梁。因承抬饰面砌块而出挑,无法进行外保温处理,寒冷气候中容易形成冷桥,故局部采用内保温。
(3)为加强结构整体性、延展性,提高抗震能力。特别是为了防止混凝土小型空心砌块由于体积变形、支撑体沉降等原因产生裂缝,承重砌块墙体每两皮敷设水平钢筋网片一层,以加强横向连接。
(4)饰面砌块。主要由结构圈梁承抬。为加强牢度而设置了水平拉接构件与承重墙体拉接,拉接件竖向间距400mm,水平间距400mm.
(5)电气管线。经与相关专业设计人员协调,将电气管线坚向敷设于承重砌块芯孔中,墙体孔洞、埋件等全都预留、预埋。解决了砌块墙体不允许凿打的问题,也为管线使用过程中围护、更新提供了方便。
(6)混凝土砌块。除受温度影响体积胀缩变化较大以外,受湿度影响也会使其材料性能产生和不良变化。因此室内卫生间、厨房等较潮湿处也相应进行防水隔湿处理——首先是将相应墙体内侧做防水隔湿处理;其次是厨卫进行整体设计,管束集中定位。坚向管束设管道井隐蔽处理,水平方向将卫生间结构底板下沉400mm,将洁具排水弯头和水平构件置于本层,这样的设计处理既减少了隐患,又便于维修,避免户间干扰。
沈阳阳光花园住宅楼在建设过程中,使我们对配筋混凝土小型空心砌块应用于住宅建筑领域有了较全面深入的了解,明确认识到混凝土砌块作为一种新型墙体材料有着很大的应用推广价值,开发潜力十分巨大。针对我国的目前土地、煤炭等不可再生资源贫乏,远远不能满足社会发展需要,同时资源利用率低、消费严重的现实情况,开发混凝土小型空心砌块材料更可以说是当务之急、势在必行。
2、混凝土小型空心砌块的相关信息
2.1国际上的混凝土小型空心砌块
其研究和应用已经有近百年历史,特别是近几十年大规模工业化生产和建设逐渐成为主流,更使得这一材料的优势得以充分展现,被国际建筑市场所广泛认同。仅以各国混凝土小型空心砌块的产量相对于其墙体材料总产量所占的比例来看:美国约占34%、非律宾约占50%、泰国更高达55%、而我国则仅占0.5%左右,可见我国市场远未得到开发。
2.2混凝土砌块
①正确分析砌体结构的受力情况和变形原因,采取有效的构造措施改善砌体的受力条件,并根据不同情况合理布置控制。②以配筋方式实现柔性连接,加强砌体结构的整体性和延展性。
在近代以前,中国和西方城市无疑遵循着不同的发展道路,不仅形成了各自的政治、经济和文化制度,而且也形成了各自的城市规划风格和建筑风格。近代以来,随着西方列强的侵入以及文化的传入影响,包括建筑文化在内的西方城市文化,开始对中国产生巨大的影响。由此,包括建筑文化在内的中国城市文化,也开始了从传统到现代的深刻的转型。
当今,在我国的建筑理论和创作活动中,人们喜欢对传统与现代、继承与革新、中国与西方等一类建筑文化问题和现象进行比较和争论,这是必要的。但是争论这些问题应该明确它的目的,那就是它应当促进一种文化的发展和建构,推动它的进步,而不是仅仅满足于依据对这些文化现象做出客观、准确的描述。如:在讨论传统与现代、继承与革新的问题时,许多人热衷于从风格、形式或技术等方面去争论它们的高下、文野,却不是从它们与现代人的生存和生活的根本联系上去探讨它们的意义。在讨论中西方建筑文化时,人们在对中西方空间观念、行为方式和生活态度等等进行详尽比较的基础上,发现和总结出中国人同西方人建筑观念的差异和各自的特点,进而在创作和理论中充分强调和体现这种特点,这当然是好的。但是另一方面,人们却较少从人的存在状态的角度对传统与现代、继承与革新、中国与西方的建筑做出更进一步的价值判断。于是,“传统”“现代”“继承”“革新”“中国”“西方”等等本身变成了目的。建筑文化的比较和争论因此就没有达到应有的目的,不可能导致建筑文化的真正进步。
长期以来,在建筑史研究领域中,存在着一种“西方中心论”的观点,即认为西方城市建筑是历史传统,东方建筑是非历史传统。在弗莱彻尔的《比较建筑史》上刊有一幅“建筑之树”的插图,树的中心主干标明是希腊、罗马、罗蔓式,上端的6根主分枝分别是欧美一些国家哥特式建筑、文艺复兴建筑和近代建筑。却把埃及、印度、墨西哥、中国等都摆在下面一些纤弱的幼枝上,把美国放在这棵树的中心主干的顶端,极为形象地表达了作者的建筑“西方中心论”思想。无可否认,西方城市建筑在近几个世纪以来确实发展迅速,无论在内容和形式上,还是在科技和理论上、美学形态上都走在世界的前列。但是“西方中心论”的观点无疑是有问题的,世界建筑历史的发展,决不只此西方而别无殿堂,这已成为越来越多的建筑文化史家的共识。①西方后现代主义建筑文化理论家佛朗普顿认为:传统建筑特别是民俗建筑是在特定地点形成的建筑体系,具有功能和结构上的合理性。特别是在处理一些具体因素,如通风、采光、保温等方面具有优良的特点。所以,不能简单否定依地点、体具体的地理情况和人文文化环境发展起来的地方风格。
对中国传统建筑文化的研究,是为了在理论层面上开拓一条中国建筑的健康发展之路。建筑文化学并不局限于解释各种建筑文化现象,它是要为建筑文化的发展提供价值导向。因此,建筑文化应该是批判的与实践的。要提供价值导向,先要作出价值评判,所以必须树立一种价值观。不同的人类都各有自己的文化背景,不同的建筑事件也都有一定的建筑文化影子。然而文化也是一柄双刃剑。一方面,任何文化都是精华与糟粕并存,即便是精华,也往往离不开具体的时空条件;另一方面,传统文化既可能成为一副沉重的十字架,扼杀现代人的创造潜能,也可以成为一座智慧的宝库,丰富我们的想象,扩大我们思维的尺度。
现实及未来生活的复杂要求,远非机械地搬用某一种传统方法、途径,就可以得到满足的,必须博采所长,取我所需。另外,对于本特色的创造仍然是一个严肃的课题,需要结合具体地点、条件,对设计要求作具体分析。在创作方法上,采用“抽象继承、迁想妙得”的原则,可能会找到一条新途径。吴良镛提出所谓“抽象继承”是指从建筑传统中,将传统建筑的设计原则和基本理论的精华部分加以发展,运用到现实创作中来。并且把传统形象中最有特色的部分提取出来,经过抽象,集中提高,作为母题,予以新意,以启发当前设计创作形式美的创造。同时应当摸到中国传统文化的脉搏,挖掘出传统建筑艺术的时间和空间内涵,首先是要重视和恢复建筑艺术的文化价值和精神功能,不能只把建筑艺术作品当作工业产品和生活用品,更不应当只抓其眼前的物质功能。这样的继承,并非形式的抄袭或旧零件的排列组合,既有创作原理的继承与发展,又有形象的借鉴与创造。使设计既求神似,也不排斥某种程度、某一细节的形似,关键是根据地点、条件的需要。而“迁想妙得”,“迁想”是将自己的想象力深入到对象的形象中去,“妙得”是指把握对象的真正神情。②
中国传统文化博大精深,建筑文化也是同样。我们应不仅从形式的角度,而且从文化的深度来理解传统,譬如:属于第一层面的,传统建筑中古典美的屋顶、斗拱、柱廊的造型特征,诗文、书画与工艺结合的装修形式,以及各式门窗菱格、装饰纹样;第二层面的,庭院式布局的空间韵律、自然与建筑互补的环境设计,诗情画意、充满人文精神的造园艺术,形、数、画、方位的表象与隐喻的象征手法;第三层面的,“天人合一”的自然观和注重环境效应的“风水”思想,阴阳对立、互动、相应的哲学思维和“身、心、气”合一的养生观,等等。它们之中蕴含着丰富的内涵、深邃的哲理和智慧。③这些都阐明,传统对现代的价值还需要我们在新建筑的创作中去发掘,去感知。
因此,我们应当努力去寻找传统的现代价值,在保存和发扬其传统精华的同时,摒弃其落后的,不适应现展的东西,寻求传统建筑文化和现展的结合点,体现传统建筑文化尊天地、重人本、讲亲和的唯物辩证思想。弘扬传统建筑文化还可从传统建筑的设计原理、空间组合、构图手法、意念表达等方面有所启迪、有所继承和运用、有所发展创新,不断探索传统建筑思维与现代建筑思维、传统技术与现代技术、传统审美与现代审美意识的结合方式,把优秀的传统建筑文化结合到现代建筑文化之中。
注释
①陈立旭都市文化与都市精神.东南大学出版社.2002第142页
②吴良镛,广义建筑学,清华大学出版社.1989,第65—66页