發布時間:2022-03-31 09:53:41
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇地下建筑論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1地下建筑的主要特點
(1)人員多、情況復雜:通常,商業建筑都是人流集中的場所,人流量巨大而且人員情況比較復雜。
(2)建筑面積大:通常,這類建筑是為了滿足社會發展的需要,總體建筑面積都非常的大。一般單層面積為上萬平方米,總建筑面積為幾十萬平方米以上。
(3)可燃貨物集中,種類復雜。大型商業建筑都是各種商品交易的場所,特別是一些經營批發的大型商業建筑,商品數量和種類都很多,情況復雜。
(4)大型商場的構架不利于消防疏散和逃生。貨架林立,導致容易迷路和疏散路長顯著增長;商場嚴格規定的進出線路也給疏散和逃生帶來不便。
2火災對地下建筑的危害表現
相比地面而言,地下建筑工程火災的危害性主要體現在以下五個方面:
(1)煙量巨大。地下建筑工程由于沒有設置窗戶,也沒有良好的通風條件,因此火災產生后,建筑物中的煙就無法擴散出去。再加上有些建筑物質材料在燃燒后還會產生有毒氣體,這對正在施工的人員以及救火人員的生命安全造成了嚴重威脅,也給國家醫療帶了負擔。
(2)泄爆能力差。地下建筑工程的施工環境是一個相對封閉的環境,如果爆炸事故發生,這樣的環境就不能及時泄爆,反而加強了爆炸的威力,進而就會導致火災的危害更大。
(3)產生的溫度高。地下建筑產生火災后,熱量散發速度慢,這樣地下空間的溫度就會加速升高。經研究,地面上的建筑物的轟然現象要遠遠低于地下建筑物,而且有的有毒氣體的排放困難,產生化學反應也會導致地下建筑空間的溫度急速上升。
(4)人員的疏散困難。由于地下建筑封閉性的特點,照明也是完全依靠人工,因此,如果火災產生,那么地下人工照明的電路就容易被燒毀,導致地下空間的黑暗,這給救火人員對人員的施救和疏散工作帶來了極大的困難,也加大了火災造成的損失。
(5)營救困難。開展地下建筑火災的撲救工作時有很多難題,例如火災的具體情況難以探測、通訊中斷等,這些因素給整個地下火災的撲救工作造成了巨大阻力。因此,加強對地下建筑工程火災的特點的研究,對于建筑人員和救火工作人員了解其原理有重要意義。
3地下建筑設計中防火設計的重要性及其設計的要求
隨著城市化的迅速發展,建筑業也面臨著激烈的市場競爭,要求建筑物有更高的質量。城市建設中地下建筑工程是建筑企業的首要選擇,然而,火災對地下建筑工程卻時刻存在著安全威脅。總而言之,地下建筑設計中的防火設計問題是地下工程的主要制約因素,具有關鍵性作用。因此在地下室防火設計過程中我們要注意下列具體要求
3.1耐火等級、室內裝修和建筑結構設計要求
(1)地下建筑的耐火等級要達到一級,越高越好,地面去地下的出入口處也應該在二級或以上。這是因為地下建筑封閉性的特點,如果耐火等級低于一級的話地下建筑就承載不了火災帶來的壓力。
(2)裝修時應注意的是,對于逃生通道、安全通道、樓梯扶手、放煙樓梯間以及墻面都不能使用易燃材料。要根據以往地下火災的經驗,在地下建筑的人多的場所,更要避免使用塑料制品等用作裝修的材料,也盡量不要使用塑料壁紙,因為這些塑料制品在燃燒時會產生大量煙霧以及有害物質。
3.2通風、空調防火的設計要求
(1)通風、空調防火應該進行分區設計,風管應采用金屬材料,對于一些特殊部位的實際情況,可以使用燃燒困難的材料。
(2)地下建筑設備和風管等的保溫材料、過濾材料及其粘結劑等也要使用非燃燒材料,沒有條件的也應盡量使用燃燒困難的材料制作。
3.3電氣防火的設計要求
(1)消防電源的設計地下建筑的每一項工作都離不開電,尤其是消防方面。地下建筑的消防水泵、防煙及排煙設備、火災自動報警器、安全通道的指示標志、電動防火門等都需要電。因此,地下建筑必須保證充足的電量供應。如采用蓄電池用于緊急備用時,也要保證其連續供電的時間夠長,不能少于半個小時,還有必要準備一臺或幾臺柴油發電機,以備不時之需。
(2)用電設施地下建筑應設置干式電力變壓器。在專用房間里設置容量有560kVA的電力變壓器,防火設施的配線應該使用材料較好的產品,還要能夠防潮濕、防腐蝕。使用的蓄電池也要是封閉性的;柴油發電機應注意柴油的封閉,遠離火源;消防設施的控制箱等也應該標明使用方法。
(3)火災自動報警設備的設置使用面積在1000平方米以上的如大型商場、學校、醫院;大型計算機房、電力變壓器房、物品設備儲存庫房,以及人流較大而又容易發生火災的區域,應設置火災自動報警設備。
3.4安全有序疏散
(1)要地下建筑的設計時對防火分區的安全出入口應設計足夠,通常情況下每個分區不少于兩個,而其中有一個比較方便的應該直接通往地面。
(2)對竣工以后會用于電影院、大型商場、溜冰場、體育館等的建筑物的防火區,應設計更多的安全出口,通常不少于兩個。
(3)投入使用后面積較小的,以及平常沒有多少人停留的區域,至少應該設置一個直通地面的安全出口。
(4)為了有效避免在緊急疏散過程中導致人員太擁擠以及被濃煙困住,地下建筑防火分區應在不同方向分散設置安全出口。
(5)直通地面的樓梯間、門等的寬度應盡量夠寬,最小不要小于1.5米。電影院、大型商場、溜冰場、體育館等人流較密集等場所直通地面的門、樓梯間的寬度最少應在1.5米。
(6)在建成后使用層數在三層以及三層樓以上的樓層與室外的地面的高度超過10米的應該設置防煙樓梯間,例如使用面積較大的溜冰場、電影院、大型商場等。
4結語
總而言之,防火安全重于泰山,作為建筑設計者必須懂的,地下建筑的防火設計工作的好壞不僅是關乎到整個建筑企業的經濟效益,更關乎到人民的生命和財產安全,因此,建筑企業要要求從事建筑設計的人員在設計工作中都應予以高度重視,在建筑設計的方案設計、初步設計和施工圖設計等各個階段、各個專業的工作中,對建筑防火設計作出全面、周密的考慮和決策,認真貫徹“預防為主,防消結合”的方針政策,采取防火措施,防止和減少火災危害,保障生命安全和財產損失。
作者:劉慧彬 張贏 單位:中國瑞林技術工程有限公司 江西同濟建筑設計咨詢有限公司
1地下建筑空間火災的原因分析
地下建筑空間火災原因分析:一項調查發現地下建筑空間的起火原因中26%是電氣線路和設備故障引起的,13%是由于操作失誤或機械故障引起的,11%是縱火、爆炸等人為破壞引起的,9%由于不良習慣如亂丟煙頭引起的,還有41%的火災是不明原因的。地下建筑空間的火災原因主要集中在人為因素和電氣故障所致。找出地下建筑空間火災原因將有助于指導地下建筑空間的科學管理和科學施工;有的放矢地進行科學預防和早期報警。
1.1人為因素所致
主要是指人員有意或者無意的一些危險行為引發的火災,如部分人員在地下商場吸煙用火、違反攜帶易燃易爆物品安全乘車規定等。
1.2電氣故障所致
地下建筑空間工程電力、電氣設備和電纜較多,安裝的電纜和電氣設備因潮濕、鼠害、老化、過載、維修使用不當,很容易造成電氣線路的短路、過負荷、漏電。
2地下建筑空間火災的解決對策
做好日常地下建筑空間消防知識的普及,具備并做好迅速有效應急處置的各種措施及防控,盡可能地減少地下建筑空間火災的發生,還需要做到以下三點:
2.1地下建筑空間人員密集、流量大,發生火災時人員應急疏散和排煙散熱是關鍵
2.1.1全面強化地下建筑空間內工作人員心理拓展及逃生疏散的演練,普及人員的逃生常識,維護并確保應急通道暢通,運用熱成像儀、煙霧視像儀等設備與各種救應方法手段措施,確保并有效組織被困人員能夠緊張有序地撤離。
2.1.2排煙散熱是地下建筑空間火災處置關鍵:
(1)要充分利用排煙管道口及通風口排煙,實施對火災發生時所產生并集聚的大量有毒氣體和濃煙的快速擴散,防止火災周邊溫度驟升;
(2)進行機械排煙的同時,可集中使用噴霧水槍進行稀釋排煙排熱作業。排煙時,應注意正確選擇時機及方法、部位,以防止因排煙改變火勢蔓延的方向和擴展速度,對滅火救援工作造成新的困難。
2.2地下建筑空間火災具有特殊性
2.2.1要對地下建筑空間建筑內的結構與功能、布局與運行使用情況、消防設施(包括氣體滅火間、排煙設施)、可用水源及其安全疏散通道、安全出口的位置、方向及數量,升降電梯運行等進行情況熟悉與掌握。
2.2.2針對地下建筑空間的使用、高峰客流、運營管理等情況,制定出實施操作性強的滅火救援預案,做到“多預案”。
2.2.3開展對地下建筑空間的快速開通救生通道、防控與救援等作業的實戰演練,并結合制定的預案,在地下建筑空間以及區間隧道、上蓋建筑開展針對性的火災業務演練。
2.3地下建筑空間火災不可能時時發生
對于地下建筑空間火災的撲救的經驗教訓也很難在實踐中得到積累和提升,總結國內外地下建筑空間火災事故案例,加強對過去國內外發生的大量的地下建筑空間火災案例中的方法研究,重新學習,重新展評,提升應對地下建筑空間火災的能力和素質。
3應當注意的事項
(1)現場各級指揮員,要切實根據火場情況,研析火災趨向,將對講機等通信呼叫設備逐臺對應深入設置,確保火災現場指揮員與搶救人員之間保持通信暢通。充分調動移動式充氣泵對火災現場空氣呼吸器進行充氣,充分考慮、及時調整救險替補,以保持前方滅火人員有充沛的體力和旺盛的戰斗力;
(2)現場探險人員應佩戴搶險救援的方位燈,進入火災環境要建立標示器,或用導向繩或通訊導向繩;
(3)現場救險人員必須穿避火服或隔熱服,并佩戴專業空氣呼吸器或防毒面罩。火災環境鋪設水帶時,防止防火卷閘下落而扎住水帶造成供水不暢,確保火場環境高壓噴灑水不間斷作業。
1外向性空間。
外向空間的本質是利用不同位置所創造的空間之間相互交融,在擴大整體空間容積的同時又進一步削弱了地下空間中會帶來給使用群體心理方面的不利因素。外向空間的營造有以下幾種途徑:
a.水平方向的交融。在地下建筑中利用多種元素和材質,例如玻璃墻、鏡面或透明玻璃等,對空間進行水平方向的界定,使其具有一定的視覺通透性,形成良好的面向建筑內部、中庭甚至更遠方向的景觀滲透。
b.垂直方向的交融。空間的融會貫通可以通過樓梯、夾層、中庭等豎向空間使地下建筑內部空間數層之間相互穿插。
2動態性空間。
在地下建筑空間中,可以營造動態來對地下空間進行破解。動態性空間的營造可以使用這些手法:
a.徑直利用固有的一些建筑內含動態元素,例如將一些觀景電梯、垂直扶梯等交通動向功能放在中庭中,再配合流水、動態雕塑等要素來制造出流動的空間效果。
b.利用使用者的活動本身。對使用群體活動的流線進行一定的組織,能夠在建筑中衍生出一個人為的“人看人”的空間。
c.光影。光線在不同時段當中被照射進來產生的光影效果,可以給地下空間帶來一定的變化和動感。使得空間有多重復合的效果。在地下建筑空間的設計要素中,重點分成以下幾個部分:
1)下沉式庭院。
下沉式庭院能夠為地下建筑空間提供陽光、景觀及和其他空間的橫向縱向聯系,并在建筑內部加強方向感。并且從地下建筑空間之中能夠享受一些外向性的庭院也可以帶給使用群體舒適感受。對于下沉式庭院適用尺寸的確定取決于它所預期達成的功能特點。若想使下沉式庭院成為地下建筑的主要休閑處和構成深刻印象的地方,那么首先就應考慮使中庭規模盡可能地擴大。而如果只是希望眼睛能聚焦于遠處,那么寬度達到5m左右就能滿足要求。在確定尺度之后,還應在下沉式庭院中創造出良好景觀。這些景觀應當有這幾個特征:內容豐富,可以包括建筑外立面、天空、地平線等,盡量利用自然景象。在下沉式庭院中廣泛應用綠化是比較理想的。植物可柔化由硬性材料構成的庭院圍合界面,與此同時還能加強下沉式庭院作為一個過渡體的形象。人自身在下沉式庭院中的活動也能構成景觀,因此為鼓勵人們進入到其中就應當提供可滿足休憩、就餐、娛樂等功能設施,提高庭院易達程度,并將其放在活動流線與開放區域的交集部分,使主要行走通道毗鄰下沉式庭院,這能使人們在地下建筑空間中活動時察覺到其存在,并有機會從其中大量穿過。
2)中庭空間。
在地下建筑中,中庭空間是一種常用的設計要素。它常常成為地下建筑空間中的優秀地標,并構建出整個地下建筑的內在形象。由于其外向發射的空間特征,人們往往在很短的體驗時間內就能從中庭空間里感受良多,這使得建筑的設計理念更易于被接受。與此同時,在一個內向封閉空間環境中,多種釋放信息必須通過在豎向樓層分離的體察中才能得到。中庭可以是主要活動動線的一部分,可以是一個節點,它可以內含標志物或自身就是一個標志物。
3)獨特區域。
在大型地下建筑空間中應營造具有明顯特征的區域來加強方向感,而富含個性的空間也能令建筑自身更與眾不同。在功能比較單一的地下建筑中,區域可以用地點來區分(如在南端或在較高一層),或是與建筑的某個明顯特征相掛鉤(如圍繞有綠化的邊庭),但不管采取何種手段,這個區域應能被明確地表現。除此之外,還可以在某個較大區域中劃分若干個個性化的較小區域。在地下建筑空間設計中,應制造出簡單明了的室內格局以加強方向感,并應當強調出不同的應急出口,空間應營造清晰的形象以彌補外部景象的缺乏,在室內外環境中提供視覺上的連續性,提供愉悅的室內環境體驗。
作者:陽海輝單位:南華大學設計與藝術學院
摘要:近年來地下建筑的建設發展得越來越快,但地下建筑本身密閉性的特點也讓防排煙成了設計的重點。本文對地下建筑防排煙系統的必要性以及常見的問題進行說明,提出了地下建筑防排煙系統設計常見問題的對策,希望能夠加強地下建筑的排煙效果,保障各項地下建筑設施以及人員的安全。
關鍵詞:地下建筑;防排煙;對策
引言
隨著我國城市化建設的不斷加快,地下建筑為緩解我國土地資源使用緊張提供了辦法。但地下建筑空間狹小且空氣流通效果差,給地下建筑的防火安全帶來了不小的安全隱患,因此在進行地下建筑防排煙系統設計時,應當結合地下建筑的結構特點,做好防排煙的設計和施工工作,保障地下建筑的安全。
1地下建筑防排煙系統的必要性
地下建筑按照功能可以分成多種,如下表1所示。但無論哪種地下建筑,它和地面建筑存在著很大的差別,地下建筑空間狹窄,空氣流通情況較差,具有較強的封閉性,這就造成了一旦地下建筑發生了火災,火勢蔓延十分迅速,且產生的大量煙霧很難及時有效的排出,煙霧濃度會越來越大,氧氣濃度會越來越低,不僅會破壞掉地下建筑的重要物品,更嚴重的還會導致地下建筑的人群受到火災的威脅,防排煙系統的設置十分重要。目前在地下建筑防排煙系統的設計與施工的過程當中,由于設計人員進行防排煙系統設計的時候并不能全面的考慮到地下建筑的實際情況,同時施工人員由于自身施工技術水平有限,在施工的時候并不能按照設計圖紙的要求對各項施工環節當中的設備、材料的規格參數進行嚴格的把控,造成了排煙風機與設計預想方案不符、風道表面粗糙、風管截面不符合設計要求等情況出現,使得地下建筑防排煙系統在實際的運行過程當中存在著排煙量不能達到實際的排煙需要,排風口、防火閥等設備的安裝不符合規定的要求等,給地下建筑的防排煙系統的排煙效率帶來了很大的影響,給地下建筑的防火安全也帶來了很大的威脅[1]。
2地下建筑防排煙系統設計常見問題的對策
2.1地下建筑防排煙的基本要求
由于地下建筑在空間環境上非常密閉,當發生火災時大量的煙霧很難及時的排出到建筑外,因此,我國對于地下建筑防排煙的重視程度非常高,在我國《建筑設計防火規范》當中對于防火有著明確的要求,它指出當地下建筑單個房屋面積超過50m2或者整個地下建筑的總面積范圍超過200m2,就需要設置相應的排煙設施,同時地下建筑的裝飾物應當避免使用可燃性的材料。當前,我國地下建筑多采用獨立的排煙系統,這種排煙系統雖然在排煙效率上比較可觀,但該系統需要占用較大的地下建筑空間,與此同時,運行以及維護成本也非常昂貴。雙速風機屬于機械排煙的一種,可以自動根據地下建筑的煙霧量來調整轉速,促進空氣流通并提升排煙的效果。使用雙速風機可以有效的降低設備占用的空間以及運行、維護的成本,對于地下建筑排煙系統的綠色節能發展提供了很大的作用。
2.2排煙風機房、排煙口以及防火閥的設置
排煙風機是地下建筑防排煙系統的優秀,為了確保整個系統能夠正常的運作,應當對排煙風機的位置進行合理的選擇,一般來說,為了避免排煙風機遭到火災的威脅,通常將排煙風機放置在具有良好耐火性能的將排煙風機房內,為此,在建設防排煙機房時,通常會采用一定的耐火隔離材料將排煙風機房與外界可能出現的火災現場隔開,確保排煙風機能夠正常的運轉[2]。在設置排煙口與防火閥時,應當注意,如果多個防煙分區未共用排煙風機,則風口部分可不設置防火閥;若多個分區共用排煙風機,在平時則將所有分區的風口打開進行排風,當任何一個分區發生火災時,則僅打開發生火災分區的排煙口,其余的風口全部關閉;如果多個分區使用同一排煙風管,且風口獨立,就需要設置帶電動閥的風口以及排煙口進行自動控制,當分區發生火災時,所有的風口通過電動閥關閉,同時打開分區的排煙口;而如果所有分區都共用同一個排煙口與風口時,就應當設置回風排煙防火閥,當某一個分區發生火災,回風排煙防火閥感應到火災的分區,便關閉掉所有分區防火閥,同時打開火災分區的防火閥。
2.3補風口的設置
補風口的設置是地下建筑防排煙系統設計的重要內容,為了保障地下建筑在發生火災時能夠有效的進行排煙,需要合理的設置補風口。如果補風口和排煙口設置在地下建筑的同一個防煙分區內時,應當盡可能增大補風口和排煙口之間的距離,確保補風口與排煙口的水平和垂直距離不會影響到風道,避免補風口對排煙口風道的干擾。一般而言,地下建筑的車庫可以有效的利用起來作為自然補風口,減少設置機械補風口所帶來的成本以及能源的耗費。為了提升地下車庫的防火性能,在沒有自動滅火系統的情況下,還需要在地下車庫以及車庫通道的入口處設置防火卷簾。考慮到不同地域氣候條件對于防火卷簾的影響,地下建筑車庫的入口處還應當設置較大送風量的送風系統。
2.4防排煙系統風量的計算
機械排煙是目前地下建筑防排煙系統當中使用最為廣泛而一種排煙方式,但是由于地下建筑和空間和環境的特殊性,使得機械排煙的排煙以及送風的效果并未達到理想的程度。例如,由于設計與施工人員缺乏對于地下建筑環境的全面考察,對于影響到防排煙系統輸送風量的因素沒有考慮周全,風道的有效截面積不能達到風量輸送的要求,或者由于風道表面較為粗糙,給風的輸送造成較大的阻力,又或者風道存在質量問題而在輸送風時造成漏風都會使得系統排煙效果大打折扣。一般來說,地下建筑的排煙風機排出的風量應當不小于120m3/min。如果多個防煙分區共用一個排煙風機時,應當確保防煙分區每平米的地面積每分鐘內能夠排出2m3的風量,為了保障排煙風機對每個防煙分區的排煙效率,在劃分防煙分區時應當盡量使防煙分區的面積相同[3]。
結語
地下建筑由于空間較為密閉,與地面建筑相比,其排煙更為困難,因此在地下建筑防排煙系統的設計當中,應當根據地下建筑防排煙系統的基本的要求,根據地下建筑防排煙的需要,合理的選擇雙速風機,排煙風機盡量安裝在具有良好放火性能的排煙風機房內部。還應當結合各個防煙分區對于排煙風機、排煙風管以及排煙風口的共用情況,采取合理的方式來設置排煙口與防火閥。同時,也需要根據防煙分區的要求,對補風口進行合理的設置,盡量增大同一防煙分區內補風口和排煙口之間在垂直方向和水平方向之間的距離。在排煙機的排煙風量上面應當不小于120m3/min,且公用排煙風機的防煙分區每平米地面積每分鐘內能夠排出的風量應不小于2m3。為了避免地下建筑火災對于地面人員疏散的影響,樓梯間入口處還應當設置防火門,并確保地上、地下的送風量達到規定的要求。
作者:唐化程 單位:中鐵隧道勘測設計院有限公司
摘要土木工程是一個非常注重實踐的專業,而畢業設計更是學生走進工作崗位之前進行的一次演習。本文就最近幾年來在畢業設計教學過程中發現的一些問題,進行分析現狀,深入研究,并提出一些有建設性的解決問題的方案,以提高畢業生靈活運用已學知識解決實際工程問題的能力。
關鍵詞土木工程;地下建筑;畢業設計;改革
1土木工程地下建筑方向的意義和特點
土木工程專業是我校(河南工業大學)最早創辦的學科之一,我校土木工程專業本科辦學30余年來,為城鄉建設及城鎮化發展培養了大批合格人才,為行業和地方經濟建設做出了重要貢獻。辦學條件和人才培養質量贏得了行業和社會的廣泛認可,在全國范圍內的影響力不斷提升。下設建筑工程及地下建筑方向,其中地下建筑在我國經濟如今高速飛躍發展的過程中,工程建設也發生了翻天覆地的變化。最近幾年,由于工程需要,大量工程地質條件不佳的地方需要進行施工建設,導致產生工程地質問題越來越多,所造成的事故也不斷增加。應用型地下建筑方向研究的重要性愈顯突出,其教學內容也在不斷變化。參與地下建筑工程方面的設計人員及施工人員要有較高的專業素養,因此在學生進入工作崗位之前的這一次畢業設計尤為重要。
2當下畢業設計教學方法及存在的問題
2.1選題單一,與實際工程脫節
一個優秀的畢業設計題目是保證教學質量的前提,也是聯系學習與實踐的關鍵之一。大學生的畢業設計不僅是考查對學生專業知識的運用,更重要的是要培養學生解決實際工程問題能力。目前我國普通高校許多土木工程院系沒有校外實踐教學基地,學校與社會上的施工設計單位之間的聯系不緊密,因此畢業設計指導教師交給學生的選題較為陳舊,往往是沿用多年的題目。許多畢業設計的指導老師校外空余時間幾乎沒有參加過地下建筑的工程設計,缺少實際工程經驗,這些老師提供給學生的選題也沒有創新,跟不上如今工程建設的快速發展。
2.2學生沒有正確的態度
如今土木工程專業就業壓力較大,畢業生無心顧及畢業設計。本科學生畢業設計一般放在大學的最后一個學期進行,然而,這段時間恰好是大學生進行就業面試、實習以及考研面試的時候。因此,許多學校也放松了對學生的監管,教學質量相對其他學年下降明顯,學生更是沒有將畢業設計認真對待。最開始的前幾個月沒有著手畢業設計,一直到4月下旬,距離最終答辯不到一個半個月的時間,才開始進行畢業設計,這樣急促地進行畢業設計,會導致許多問題,比如軟件運用不熟練,設計思路混亂,甚至發現設計錯誤沒有時間去修改等。在做畢業設計的過程中學生幾乎不翻閱最新的建筑相關規范、較好的設計方案,很少投入時間去參考這些設計資料,做設計時大多都是參考課本上的例題,有些同學還直接照抄往屆學生的畢業設計,甚至有錯誤也盲目套用,不能仔細研讀及運用所學知識,造成學生的畢業設計成果只能是脫離實際的紙上談兵,對工程實踐毫無意義。這種方式的畢業設計教學根本達不到教學目的。
2.3學校在地下建筑方向師資投入不足
由于近幾年地下建筑方向的學生就業情況顯著提升,所以選擇這個方向的土木工程學生的數量不斷增加,但是老師的總體數量幾乎沒有變動,指導老師由其他方向專業老師代替,由于大多數指導老師是結構出身,對地下建筑的專業基本知識掌握較差以及實踐經驗不足,未曾做過和參加工程的施工或者設計,只好根據自己的想法來指導學生;在畢業設計指導過程中所需要使用的專業知識理解得不是很明了;對設計規范還有設計流程不是十分了解;所使用的指導方法不貼合實際;在指導學生做畢業設計時,沒有給學生提供合適的參考資料,讓學生自己去找,導致學生找到的資料參差不齊,甚至有些參考資料中存在錯誤,無法統一為學生講解。在指導過程中,老師對每位學生的情況掌握不足,無法做到因材施教。學校對各位老師的考查機制一般為“輕質重量”,使得畢業設計的指導慢慢變得程序化,教師很難根據每位學生的實際情況進行有差別的精心指導。
2.4設計過程及畢業答辯考核不嚴
畢業答辯往往是走過程。一方面如前文提到的,學生多忙于考研復試及工作面試,學校出于減輕學生壓力,往往放松對學生的管理,導致許多學生懶散拖延,同時缺乏對畢業設計的規劃,以至于答辯時不能拿出一份合格的畢業設計。另一方面,近年來增加了大量學生,致使工作量增加,但是總答辯時間沒有變化,所以平均下來每位同學的個人答辯時間大大縮減,在很短的時間內,進行的畢業設計內容介紹很難完整復述畢業設計成果。許多學生在答辯前已經通過了工作面試,簽過三方協議。學校為了不影響學生就業,擔心學生因答辯成績不合格,就放松答辯的監管,在答辯過程中,答辯教師與學生相互默契,輕松通過答辯,導致答辯的意義完全喪失。
3畢業設計改革措施
3.1結合工程實際問題選題
畢業設計選題應該具有一定的廣度和深度,但也不能超出本科生所學知識及能力范圍。在將選題交由學生之前,指導老師需要和社會上的與學校合作的施工設計單位開會討論,采納有實際工程經驗的施工設計人員的建議;既要做到考核學生對專業知識的掌握,也要做到學生在實際工程中的鍛煉,還要考慮難易程度在學生可接受的范圍內。多多加強學校與施工設計單位的合作,條件允許的情況下,學校可以與施工設計單位進行合作,共同培養學生,讓學生與單位的生產實踐相結合,學生不僅可以把企業的成果拿來學習借鑒,而且在實際的生產過程之中,運用企業已有的生產工具、學習資料,根據自己已經掌握的知識水平與特長進行畢業設計題目的選擇,這樣可以使得學生和施工設計單位達到雙贏的目的。
3.2培養學生的設計興趣
為了使學生對畢業設計持認真態度,可以將畢業選題與學生的就業方向和興趣相結合。學生在畢業設計教學過程中既是受教育者,更是實施者,在此過程中學生的主觀能動性尤為重要。畢業設計能否高質量、高規格地完成,學生在此過程中是否可以做出有創造性的畢業設計成果,其關鍵就是充分發揮學生的主觀能動性。指導老師可以根據每個學生的愛好,讓學生自主選擇與以后就業方向相關或者自己感興趣的題目,再加以調整,以實現學生對選題的自主選擇。這樣以來避免了選題的重復性,既貫徹因材施教的原則,注重對學生專業知識的掌握,又充分給予學生積極性和創造性發揮的空間,還使一部分優秀學生在畢業設計工作中有所創新,有利于培養學生的獨立工作能力。
3.3加強教師的培養工作
在地下建筑方向學生數量每年都在增加而老師數量基本沒有變化的情況下,應該多多鼓勵參與過實際工程設計、具有大量實踐經驗的老師來指導學生。對于沒有工程經驗的青年教師,應當與企業聯合,將老師派出去,參加、體驗生產實踐,增加實踐經驗,提升自身教學水平。學校應該增加對教學資源投入,提升學習環境,比如購買最新設計規范、優秀參考設計方案等。一份優秀的畢業設計,不僅要依靠學生的認真對待,還需要學校為學生提供一個良好的學習環境。除了需要加大對本科生畢業設計工作的經費的投入,還需要篩選和培訓參與畢業設計的指導老師。畢業設計完成的質量不僅受到指導老師專業素質的影響,還受到老師工作經驗的影響。因此,學校應該對指導老師的教學資質進行評估,并對老師進行專業培訓。通過以上改革措施,可以極大增加學校的教學資源,提升指導老師的整體素質,事實證明這個方法可以給學生創造一個良好的學習環境,從而提高畢業設計完成的質量。
3.4建立嚴格的畢業設計審查制度
要完成畢業設計,需要花費大量時間,需要幾個月甚至更長時間才可以完成,畢業設計的流程有:選擇題目、調查研究、設計計算、軟件計算、施工圖繪畫,最終還有畢業答辯。其中每一個環節都會對最終的結果產生影響。所以,指導老師應該對畢業設計的每個環節進行檢查指導,給出意見和建議,發現問題及時處理。這樣以來,學生在進行畢業設計的過程中一定會有一些壓力,會嚴格遵循指導老師安排的設計進度。可以采用公開的答辯形式,讓不同年級相同專業的學生進行旁聽。這樣的答辯方式可以提高畢業答辯的透明度,可以對其他同學產生良好的影響,甚至樹立榜樣,在低年級學生做畢業設計時,不會盲目,不知所措,對低年級學生產生一個較為長遠的影響。
4對未來畢業設計教學的展望
如今是一個強調團隊合作的社會,在實際工程當中也不是一個人完成一個設計,而是由多個部門、不同學科之間相互合作,完成一個工程的建設。為了給學生真正在畢業設計中提供一個與實際工程相似的環境,學校可以讓學生通過與其他專業如建筑學、建筑設備與環境、工程管理等建筑相關學科學生組成一個團隊,以小組形式參與畢業設計。通過團隊合作進行畢業設計,可以營造一個相互討論的學習氛圍,同學之間年級相仿,沒有隔閡,容易相互學習、研究和討論。因此,這樣的通過相互合作進行的畢業設計,拓寬了準畢業生的眼界,讓他們不局限于自己的專業領域,還了解一些相近的、有交叉的行業狀況。但目前大多數高校還沒有相當的教學資源與調度能力,本文在此僅僅對未來做一個展望。
5結語
由于當前大多高校的畢業設計教學體制不夠完善,教師教學資源不足,土木工程(地下建筑方向)需要進行全面的改革,根本目的在于培養學生靈活運用專業知識解決實際工程問題的能力,為祖國現代化建設提供一批可靠優秀的地下建筑方向的人才。要想提高畢業設計的質量,必須依托工程實際問題選題、培養學生的主動性、提高指導老師的專業素質、把好畢業答辯關,如此才能把畢業設計的教學工作做好。
作者:馮永 李萌 單位:河南工業大學土木建筑學院
1當前地下結構抗震研究的概述
地下結構通常情況,均會被認為具有一定的抗震性能。但是,現階段來看地震的震害方面一直受到地震的作用,其結構受到嚴重的破壞。探究地下的結構的形式和動態特征,能夠看出地下的結構具有一定的震動星河地面的結構有一定差異。地下結構抗震方式日顯重要,近幾年獲取很大的進步。框架式地下的建筑受到地震方面的作用,由于建筑的四周有很多的巖土介質,地下的結構很容易出現與地面不同的結構會產生不同的地震方面的反應。地震方面,一般來講,多以地震波的方式進行傳播能量。地震波自基巖傳播與場地的過程,地基土壤的介質會受到地震波的作用不斷運動,土壤方面的介質將這種運動的方式傳播與框架式的地下結構。若為較小斷面的地下結構,在受到動力荷載的作用地下的結構和土壤的作用方面可給予忽視。框架式地下結構會隨著土壤的介質變化做以運動,因此其動應力比較小。然而,框架式地下結構具有顯著的作用力,這時建筑結構就會出現變形,造成地下結構方面的破壞。地下結構的抗震性能,主要途徑包括許多的類型,常見的途徑有:①原型觀測的方式,主要是針對原型進行具體的觀測。②模型方面應進行試驗,針對試驗操作進行具體的模擬。③針對數值進行模擬,這種方式可以和試驗模擬有效的區分。因為其存在的問題非常復雜,現階段還沒有具體的方法可以達到地下結構動力反應的模擬和準確的解釋。
2框架式地下結構抗震性能方面的分析
2.1地下結構設計方面的分析
(1)框架式地下的結構的設計,其設計的內容體現為:抗震、人防、材料方面的等級,地基、承載力和活荷載值等方面的內容。地下結構在施工過程的注意事項,應該選擇詳圖的方式和施工圖的方式表現,以施工的說明表現相關的信息等。(2)框架式地下結構的種類包括:建筑結構的安全等級、建筑的設計實際應用的年限、建筑抗震的設防方面的分類、防震設防的強度和建筑施工場地、鋼筋方面的混凝土結構的抗震的等級,以及人防工程抗力方面和地基設計方面的等級等。(3)框架式的地下結構中地基持力層土層方面的分類和承載力方面的特征,以及工程施工過程中地基液化不良反應和地基的凍結的深度。(4)建筑結構的活荷載。(5)地下結構在施工過程,受力鋼筋混凝土實際的保護層的厚度。同時應保證辦正式工的結構和預先的方案中的方法一致,結合相關要求和規定進行施工。(6)地下建筑物應具有耐火方面的等級。(7)施工中的注意事項應嚴格對待,如施工過程后澆帶方面的設置、工程完工后的質量方面的驗收工作等。
2.2地下結構抗震性能方法的分析
(1)靜力方法;即為隨著時間的變化,通過等代方式的靜地震荷載計算模型結構的內力。等代方面的靜地震的荷載為:結構自身、洞頂上的土柱慣性力、側向土壓力等。(2)地基抗力系數方法;即為在相互作用下進行結構橫斷面地震反應的方式。一般情況下,適合應用于半埋設以及全埋設方面的地下結構,通過剪切彈簧及多點壓縮彈簧取代地下結構四周的巖土介質,如梁元素能夠模擬結構。具體操作步驟為:四周巖土介質彈簧方面使用常數進行計算、四周巖土地震通過變位進行計算、結構反應進行計算等。其四周的巖土抗力彈簧的常數,一般會通過靜力有限元法進行類似或相近常數方面的計算。側面和下方邊界應做好固定工作,可結合地震反應進行具體的探析,從而獲取應變幅度彈性方面的常數。其次獲取空洞所有方向方面的均衡荷載,以獲取準確的地基抗力方面的系數,通過抗力方面的系數計算彈簧方面的常數值。(3)反應變位的方法;由于共振響應一般不會出現于地下結構中,因此忽略結構自身震動的慣性力,對計算方面的最后結構沒有過多影響。計算地下結構地震反應動力的方程的過程,應將靜計算方面的公式簡化。因為這樣地下結構的地震效應就會和地下結構的實際位置相聯系,這種方式可以將地震變位和抗力系數具體化。(5)有限元的方法;地下結構進行抗震性能方面的分析過程,需要對其抗震方面的特征和一些特別的部分或突發情況進行進一步的研究。如建筑地下室分支部分、拐角的位置均適用于這種方法。模型的便捷可通過能量傳遞邊界,如萊斯默完善的粘性邊界、斯密斯改進的迭加邊界,以及廖振鵬設計的透射性邊界等,其使用的效果均為較佳。
2.3地下結構的抗震性能方面的分析
如果地震產生的過程,框架式地下結構的框架柱,因為承受過多土體方面的壓力,就會和四周的土體產生動態的效力。地震波傳來,通過基巖向軟土層傳到結構的柱梁,就會產生框架結構的變形,很多地震波反射于土層,這時土層就會出現相反的作用。現將地下結構地震反應特征進行分析:(1)框架式的地下結構震動變形,主要因為承受過多的地基土壤方面的約束力,使其受到動力的作用,呈現出自震的特征。地下建筑結構對四周地基振動的影響非常小。(2)地震波入射的方向會對地下結構震動的方式造成直接的影響,地下結構出現變形和應力方面明顯的變化。(3)地下結構震動相位差距非常大,且各點在振動過程的相位也非常明顯。(4)地下結構振動過程的應變和地震實際的速度沒有過多的聯系。(5)地下結構的地震反應和埋深變化很小。
3框架式地下結構抗爭性能的完善策略
現階段,我國還缺少對于地下結構抗震方面的設計內容的認識,特別為抗震施工的設計和處理策略。很多建筑單位的地下結構因為受到底層方面的限制,進而就會造成一些問題出現。還有一種觀點需要結合地下結構的標準進行建筑結構的構造。由此可見,這兩者觀點均有一定的偏差,如地震對于建筑物的損害沒有得以重視、將地下結構和地上結構混淆。隨著社會經濟的不斷發展,人們對于建筑的抗震性能要求也更加嚴格,而減震和抗震的設計也應該滿足市場和實際的需求,以防不時之需。為不斷將建筑結構的整體抗震性能提升,就需要認真落實隔震和消能減震方面的抗震工作。因為這方面的抗震工作,對于建筑結構的整體設計來講,有著重要的意義和價值。所以,應結合各個國家地下結構對地震方面的具體分析,并加強地下架構抗震方面的能力,通過適宜的方式和措施完善地下結構的抗震性能。(1)把框架式地下建筑結構設計在平整度良好的地基位置,同時要確保遠離斷層,防止建筑設置在近山坡的坡面或是地面平整度較差的地域,盡可能防止設置在飽和砂土方面的地基。2)框架式地下結構在實際施工的過程,相同的條件應盡可能選擇埋深更大的線路,避免設置于風化巖層的地段。(3)如果施工條件允許,地下建筑應利用暗挖的方式進行施工。(4)框架柱和中柱、梁、頂板等節點的位置需要利用具有一定彈性的節點,禁止使用剛性的節點。
4總結
當前,框架式地下建筑的設計、施工的環節為建筑工程中的重點內容。框架式的地下結構能夠達到高層建筑對于地下室方面設計的標準。由于框架式地下結構的抗震性能的設計非常關鍵,所以應給予建筑結構更多的關注,給予地下結構抗震設計更多的重視。從而提高建筑物的整體質量,并達到一定的抗震性能。
作者:洪偉 單位:南昌市建筑設計研究院有限公司
1高低壓配電柜的設置
高低壓配電柜是安全配電的關鍵,也是電氣火災防范的最基礎保障,案例工程中的高低壓配電柜設置,要綜合考慮施工現場的客觀環境條件:1)本工程的高壓配電柜建議采用KYN28-12型鎧裝中置式交流金屬封閉開關柜,這種型號的高壓配電柜,其中斷路器采用12kV,3.15kA的真空斷路器;額定電壓為3kV,6kV,10kV;額定電流為630A,1250A,1600A,2000A,2500A,3150A;額定頻率為50Hz;額定短時耐受電流為20kA,25kA,31.5kA,40kA;額定峰值耐受電流為50kA,63kA,80kA,100kA;額定工頻的極間和極對地耐受電壓為42kA/min;額定工頻的斷口間耐受電壓為48kV/min;額定雷擊極間和極對地沖擊耐受電壓為75kV;額定雷擊斷口間沖擊耐受電壓為85kV;額定短路持續時間為4s。2)本工程的低壓配電柜建議采用MNS型抽屜式低壓開關柜,這種開關柜在短路的時候,可以減輕回路電流的負荷,并在發生火災時,將非消防設備的電源切斷。筆者覺得這種設備不僅結構通用性強,而且以電器區、電纜區、母線區明朗的區域劃分,提高設備運行的可靠性和便利性。經檢驗,測定MNS型抽屜式低壓開關柜的額定工作電壓為AC380V,AC660V;額定絕緣電壓為AC660V;額定頻率為50Hz;水平主母線的額定工作電流為630A~4000A;垂直支母線的額定工作電流為1000A~1300A;水平母線額定短時耐受電流為50kA,80kA,105kA;垂直母線額定短時耐受電流為50kA,80kA。
2低壓配電系統的施工方法
案例工程低壓配電系統需要在維護、供電安全方面等角度入手,建筑電氣主接線的施工是低壓配電系統施工的主要內容之一,除了要確定配電系統的地位、進出線回路數,還要測定設備的負荷特點,確保接線的安全性、可靠性、靈活性和經濟性。1)放射式接線施工。案例工程A區電氣設備的容量大,而且負荷集中,某些電氣設備需要以集中連鎖的模式,才能夠正常啟動和啟停,另外A區放置腐蝕性介質和爆炸物,該區域沒有設置低壓配電設備,所以可以采用這種接線施工方法。2)樹干式接線施工。案例工程B區電氣設備的容量比較小,而且負荷的分布相對較為均勻,對供電的可靠性要求不會特別嚴格,因此可以采用樹干式接線施工的方式。3)環式接線施工。案例工程C區要求配電具有較高的可靠性,即無論任何一個線路出現故障,都不會造成大面積停電。這種接線施工方式是在樹干式接線的基礎上,將樹干式配電干線的尾端和電源端連接,形成環式的配電模式。以上三種低壓配電系統接線施工方式,是在針對A,B,C區接線施工存在安全隱患問題的基礎上,而“量身定制”的接線方式,有效地防止高低壓配電系統火災事故發生。
3高壓配電系統的施工方法
案例工程的高壓配電系統為10kV,其施工的重點是繼電保護,工程采用了RCS-9611A-BJ繼電保護裝置,起到了三段定時限過流保護的效果。其具體的施工方法如下:1)繼電保護的整定施工。首先是電流速斷保護效果的實現,可以采用瞬時電流速斷保護整定和靈敏度檢驗的方式,整定的目的是確保外部出現短路的時候,躲過線路末端的故障,可以根據線路末端短路時的最大短路電流和相關系數予以確定,在整合之后,需要檢驗其靈敏度,其檢驗的依據包括配電系統的等效相電勢、單位長度線路正序阻抗、系統最小運行的等值對抗。其次是定時限過電流保護整定,根據保護最大負荷電流、可靠系數、返回系數、負荷自啟動系數等進行確定,在檢驗其靈敏度的時候,要求檢查被保護的線路末端是否短路。2)零序電流保護施工,由于本工程10kV高壓配電系統的網絡線路復雜,需要采用零序電流保護的方式,全面提高系統的可靠性。這種方法的基本原理是消除接地系統短路時的零序電流分量,其施工的方法是零序電流保護的整定。案例工程的A區,B區,C區的具體施工方法為:A區的零序電流保護施工,需要根據可靠系數,預測線路末端接地出現短路時,所流過的最大零序電流,其中對其保護的最小范圍必須大于保護線路長度的0.15倍,而且整定時的動作延時為0。B區的零序電流保護施工,需要利用可靠系數,然后根據實際情況選取分支系數的最小值,以及A區相鄰線路的零序保護整定值,根據整定值的大小,判斷靈敏系數是否符合規定,必要時對該區零序的靈敏度進行校檢,而關于零序電流保護的動作時間,需要結合時限級差分情況控制,這是零序電流保護施工的后備保護措施。C區的零序電流保護施工,是在B區零序電流保護的基礎上,當下一條線路出口躲開位置存在三相短路問題,根據流過保護裝置的不平衡最大電流,整定零序電流的保護,其依據包括四個方面:a.非周期的分量系數;b.電流互感器的同性系數;c.電流互感器10%以內的誤差大小;d.三相短路于下一級線路末端的最大電流。至于C區零序靈敏度的檢驗,有近后備保護和遠后備保護兩種方式,鑒于C區采用環形網絡的模式,因此要按照階梯原則選取某一線路配合B區的保護,作為動作時限的起始點。以上A,B,C區是案例工程劃分的三個區域,各個區域的繼電保護整定施工和零序電流保護施工,能夠在最大限度范圍內消除施工的火災隱患因素,譬如接觸不良火災,C區的環形網絡零序電流保護施工,通過與B區線路的配合,提高線路之間的接觸水平,從而控制接觸不良火災的發生。
4結語
地下建筑電氣設備長期處于潮濕、高溫、多塵的地下環境中,低壓配電線路容易出現短路或者漏電的故障,從而釀成電氣火災。為了控制火災的發生,筆者通過對某地下工程建筑電氣施工現場進行調查研究,發現高低壓配電系統存在短路、漏電、接觸不良、過載等安全隱患,都是導致電氣火災發生的誘因。鑒于這些原因,筆者認為要合理設置高低壓配電柜,為電氣火災防范提供基礎保障,并分別根據施工實際情況,制定具體的低壓配電系統和高壓配電系統施工方法。
作者:張永平 單位:西安市臨潼區公安消防大隊
作者:張雪松 單位:中國石油大學儲運與建筑工程學院
合理選取教學內容東南大學龔維明等合編的《地下結構工程》內容強調原理性和基礎性,同時注重現代性,納入了最新的專業知識和發展趨向,通過整合的方法有效地進行了知識精簡,不僅適應了較少的學時要求,更重要的是淡化細節了解,強化學習概念和綜合思維。該教材重點突出,深入淺出,加強了各章之間的銜接。筆者經過近年的教學經驗和探索,結合我校土木工程本科培養課程設置情況和學生的實際情況,選取東南大學出版的《地下結構工程》作為主要授課教材,同濟大學編著的《地下建筑結構》作為輔助教材,即授課內容以前者為主,著重講解地下結構工程的概念、基礎理論,反映地下結構的成熟成果與觀點,參考后者的基本概念和理論作為有效的補充,并作為學生自學的重要參考書。
有效地利用多媒體技術在地下建筑結構專業課教學中必須引入新的教學模式,尤其是多媒體技術的應用,應注重有機結合傳統教學,發揮二者優勢,提高教學效果和水平。筆者經過8年來的教學實踐,在地下建筑結構課程中采用多媒體教學,首先發揮“多”媒體的特長,教學中合理穿插實物、工程實例、施工現場的圖片、動畫、視頻等,把以前需大量語言描述的教學內容形象而高效地傳授給學生,不僅節約了課堂時間,彌補了教學內容多而課時少的矛盾,更重要的是給與學生一個形、色、質并存的教學空間,幫助他們對實際工程進行感性的認識。教師的講解應注重知識體系的邏輯性,將分散的知識點合理地整合成有機體系,引導學生有目的的思考和學習。例如,盾構襯砌技術作為地下隧道暗挖施工的重要技術,目前雖已經廣泛應用于地鐵施工,然而在中小城市是無法實現現場認識實習的,利用多媒體教學手段,讓學生觀看各類盾構機的構造和施工工作流程,幫助學生對盾構工程的認識和理解。同時應注意,在這些感性認識的基礎上,教師應適當提出問題,及時地啟發學生總結各類支護結構的特點和適用性,掌握盾構結構的特點和工作性能,通過板書的形式讓學生和教師一起思考并總結。通過這樣的教學方式,課堂教學信息豐富,學生思考積極性提高,尤其是學生課堂內外主動地思考問題的情況明顯多了。
注重引導學生自主學習教師在教學過程中應該以學生為本,針對大學生的學習能力和特點,注重引導學生的自主學習,需做到以下幾點:其一,精心設計學習過程。教師應當培養學生整合知識能力,具體地說應針對每次課堂教學,首先明確學習目的和教學要求,引導學生有的放矢的學習;其次,教學過程的設計應符合認知規律,對教學的內容組織成合理的知識體系,形成較好的順序性和邏輯性;最后,課堂內開展上節所述的教學活動后,提出問題,開展堂內答疑、課后思考及課下討論的方式,引導學生自主學習。比如針對不同的地下工程結構類型,分別列舉國內外著名的工程實例進行分析,使學生加深對到各類地下結構的設計和施工知識的理解,接著采用假設、提問等方法,讓學生思考后作出判斷和解釋,啟發學生自主思考、比較分析相近地下結構工程類型的適用性和設計施工的異同,增加課堂的趣味性,提高學生的求知欲。其二,創造良好的學習氛圍。教學中重點講授基本概念、基本原理和難點,留給學生較多的時間自學,以培養學生的自學能力,同時為了讓學生有效自學,可指定自學的內容,并精心設計若干思考題,讓學生在自學完后展開堂內討論,這樣做不僅能夠充分進行知識交流,更創造了寬松、自由的課堂環境,師生就能進入一種樂學的境界,就會感到課堂是一種享受。這個過程教師的角色應注意合理的轉換,確保傳授正確的專業知識的同時建立教師和學生之間平等、和諧的教學關系。其三,合理的考查方法。合理的考核方式,既能如實綜合反映學生的學習效果,也能提高學生學習的積極性和自主性。筆者進行的考核方式為,把課程的總成績分為平時考評成績和課程成績兩個部分,平時考評成績包括平時出勤、作業(形式可以是解題、小論文、課內測試等),課堂討論等,其成績占總成績的20%或30%;課程考試成績以書面文獻綜述和作綜述報告為主,其成績占總成績的80%或70%。文獻綜述的要求以任務書的形式布置,其內容如:文獻綜述范圍可在以下各項(某種深基坑支護結構、盾構結構、頂管法施工、沉井基礎或沉管結構等)中選擇其一,根據選題閱讀五篇以上的相關文獻,綜述中應介紹與主題有關的背景資料、結構的工作原理、施工工藝以及該技術在某個實際工程中的應用、參考文獻,書面文獻不少于5000字,制作報告幻燈片做文獻綜述報告。制定明確的考核標準,主要根據學生書面文獻綜述的質量、現場報告情況以及答辯情況三個項目進行打分。這種考核方式的試行,明顯提升了學生學習的積極性,學生不僅在專業課程中加深了理解,而且具備了一定的查閱資料、文獻綜述、制作幻燈片和現場報告等方面也提高了水平,受到學生的好評。
地下建筑結構課程教學根本目的在于,使學生掌握一定的地下結構基本理論和工程技術,為其從事地下建筑設計與施工打下良好的基礎,適應工程建設的需要。教師應遵循合理的教育模式,有意識地規劃專門知識領域的教學,使地下建筑結構教育達到教學的根本目的。
【摘要】當前,隨著城市地下建筑的猛增,豐富人們生活和增加城市容量的同時也帶來極大的火災安全隱患,一旦發生火災,損失慘重。因此,研究和探討地下建筑火災特點及撲救方法,對如何有效迅速撲滅地下火災有著十分重要指導意義。
【關鍵詞】地下建筑、火災特點、撲救方法
隨著城市的不斷擴容,在向高層空間發展的同時又向地下空間發展,多用途的地下建筑應用而建,發展非常迅速,一旦發生火災,損失慘重。因此,研究和探討地下建筑火災特點及撲救方法,對如何有效迅速撲滅地下火災有著十分重要指導意義。
1地下火災的特點
(1)火場溫度高,煙氣大,不易散出。由于地下建筑的排煙、排熱性差,發生火災后在封閉空間內,熱煙排不出去,熱量聚集,散熱困難,內部空間溫度上升快,火災房間溫度會很快由室溫上升到800~900℃,煙氣溫度可達600~700℃,火源溫度可達1000℃以上,火區熱危害嚴重。火災時產生大量高溫煙氣,由于出口少不易散出,隨著地下空間煙氣的增加,進入空氣量逐漸減少,中性面不斷降低。一部分剛排出的煙,稍一冷卻又會被吸入地下空間,這更增加了煙的濃度,使能見度降低。
(2)毒氣重。地下建筑發生火災時,由于缺氧嚴重,使高溫下的可燃物燃燒不完全,而產生大量一氧化碳,使毒氣增加,一些現代地下建筑內裝修時使用高分子材料、塑料制品,火災時能產生大量毒氣,更增加了煙氣中毒的物質含量。
(3)疏散困難。地下建筑一旦發生火災,高溫、黑暗、煙嗆使人員疏散困難。首先,地下建筑不能進行自然采光,火災時正常電源被切斷,即使事故照明和疏散標志指示燈能正常工作,但能見度低,使逃離火場的難度加大。其次,由于煙的毒性大,經測試有時一氧化碳的含量高達10%,易造成疏散人員中途昏倒,甚至中毒死亡。再次,火災時平時的出口在沒有排煙設施情況下,很有可能會變成噴煙口,同時,初起火災濃煙的擴散方向,往往與人員的疏散方向一致,而且煙的擴散速度比人比人群疏散速度快,加之從最遠點到出口一般100余米,長的數百米,甚至上千米,使人們無法逃避高溫濃煙的危害。
(4)火災撲救困難。地下建筑滅火進攻路線少,消防人員需逆向頂煙從地面進入地下,且需要較長的準備時間,煙火封鎖出入口時,戰斗員無法深入內部,水槍射流打不到著火點,可用于地下建筑的滅火藥劑少,整理對于人員較多的地下公共建筑,毒性較大的滅火劑不宜使用。地下通訊聯絡困難,火場照明條件差,都致使火災撲救困難。
2地下火災的撲救方法
根據地下建筑的火災特點,撲救時,必須充分利用地下建筑內部的滅火設施,加強第一出動,科學組織滅火,同時要吸收借鑒各地的滅火戰例,在滅火中根據具體火場情況采取相關技法:
方法一:火情偵察要點
火場指揮員及時詢問從地下建筑出來的人有關火場情況,向該單位負責人、安全保衛人員索要該地下建筑的平面圖、坡面圖、消防水源圖和有關數據資料,以便能夠準確地部署作戰任務,正確的實施指揮;使用可燃氣體探測儀、測溫儀等儀器,在地下建筑出入口處測量有毒氣體成分與濃度、空氣含氧量、空氣溫度和濕度等。
方法二:火場指揮位置
如需開設火場指揮部時,其位置的選擇應注意下列要素:火場指揮部的位置應設在地下建筑出入口或進風口的附近,該處是消防官兵的作戰出入口,有利于火場指揮員觀察情況,便于直接實施指揮;有消防控制室的地下建筑,應派一名指揮員去那里掌握情況,控制固定消防設施(如防排煙系統等)的適時啟用,并與火場指揮部保持聯系。
方法三:基本作戰方法
對于火災初起階段和發展階段,以出入口或進風口為主攻陣地,用噴霧水槍實施內攻,同時酌情關閉、封堵進風口和排煙口,使煙氣不流通,控制火勢的發展蔓延;對地下油庫、放射性物品倉庫及其他有毒、易燃易爆危險品庫不宜采用內功;地下建筑內火勢猛烈,溫度極高時,消防員實施內功的行動將會受阻,在確認無人員被困的情況下,為減少損失,避免不必要的傷亡,縮短作戰時間,可采用全面封堵出入口的戰術方法實施窒息滅火。
方法四:封堵窒息技法
盡量選擇在最狹小低矮的部位作為封堵處,以減少用于封堵的材料和封堵時間。首先封堵進風口,待進風口封堵后在封堵出風口。用于封堵的材料要求密不透氣、耐高溫。可用編織袋、草包盛裝泥土或黃沙等;封堵過程中,應在上、中、下三個不同的高度上水平放置數根直徑大小10厘米的鋼管(越粗越好)留作滅火和檢測用;實施封堵作業時,要用霧狀水槍射流對進行封堵作業的人員實施冷卻保護,防止造成燒傷或中毒;封堵完畢可視情向封堵區內施放氣體滅火劑,如二氧化碳、氮氣等,也可噴射或低、中、高倍數泡沫滅火劑,以加快窒息滅火進程。
方法五:封堵檢測指標
通常應在封堵數小時后對封堵區內的情況進行第一次檢測,并予以逐項紀錄,然后每隔半小時左右再行檢測,已確定封堵效果。當達到下列幾項指標時,可視為明火已熄滅:
溫度降至100℃以下(此數據參考木材的燃點約210℃);空氣中含氧量低于14%;易燃易爆的混合氣體濃度低于該物質爆炸濃度下限。
方法六:拆除封堵技法
首先,在出風口(下風口)處拆開一個人員出入口,派偵察小組進入內部偵察火情;爾后,在確定火已熄滅的情況下,拆除出風口處的封堵物;最后,待地下建筑內煙霧、毒氣和溫度消散后,才能拆除進風口處的封堵物,拆封是要組織好滅火力量待命內攻,防止死灰復燃;必要時可調集礦山救護隊協同作戰。
方法七:排除煙霧技法
自然排煙法:人工開啟窗戶、疏散門、豎井和各處出風口,必要時在指定的部位鑿洞排煙。
機械排煙法:通過消防控制室開啟固定排煙風機和排煙口。
排煙車排煙:對只有一個出入口的地下建筑,可用一臺排煙車沿下部往里送風的同時,用另一臺排煙機吊掛于上部往外抽煙,這樣可形成煙氣對流,排煙速度快效果好;有兩個出口的,應從進風口向里送風,從出風口往外抽煙。
霧狀水排煙:使用噴霧水槍的霧狀水流驅趕煙霧,此法適整理用于兩個或數個出入口的地下建筑,可從進風口或兩側出入口夾攻驅趕煙霧。
3火災撲救注意事項
擔負內攻的消防人員要穿戴好消防裝備,佩戴空(氧)氣呼吸器和緊急呼救器,為防止不測還應在脖子上系一條濕毛巾,攜帶防爆照明燈具,腰系通信救生安全繩,兩人以上為一戰斗小組。
(1)火場指揮員要在主攻入口處設立安全檢查站,指定專人負責對每個內攻人員進行登記,并按程序檢查他們的防護裝備,確定其內攻時間,以不超過30min為好。空(氧)氣呼吸器必須有能夠供連續使用30min以上的貯氣量和藥劑
(2)用噴霧水槍射流組成掩護進攻的梯隊,確保強行內攻人員的安全。主攻入口處要有備用的消防車隨時準備更換故障的消防車,以確保內攻不斷水。還要準備好可供替換或營救的預備隊員和防護器材。
(3)事先規定使用什么音響、燈光信號來溝通內外部的聯系。如果續鳴消防車報警器可設定為內攻人員指示出入口方向或傳達約定好的指令,連續鳴響可約定為召喚實施內攻的消防人員緊急撤出等。
(4)穿著避火服或隔熱服的消防員不能在數百度高溫的環境里長時間停留。防護服裝的保溫隔熱效果與時間成反比,數分鐘后高溫就會侵入防護服內,驟然升高的溫度會造成消防員的傷亡。
1地下結構抗震性能的研究
1.1阪神地震的沖擊一直以來,地鐵結構的抗震設計基本都是按照《鐵路工程抗震設計規范》(GBJ111-87)中有關隧道部分的條款和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001),并且應用地震系數法進行的。而不得不承認的是,地下結構抗震計算時如果運用地震系數法時是有明顯的缺陷的,舉例來說,比如按照這種方法,作用在地下結構的水平慣性力就會呈正相關,即隨埋深的增加而增加,但是我們都知道這與實際情況并不符合。追究出現這一局面的原因,不難發現這與人們的自我危機意識不強,對危機的認識不明確不無關系。我們完全可以客觀地說,由于地下結構被壓制和約束,再加上地上的諸多優越性,這樣一來,震害明顯低于地上結構。但我們眾所周知的1995年日本阪神大地震中,神戶市地鐵站和隧道遭到嚴重破壞,這一事實給以往的傳統觀念帶來了巨大的沖擊,引起了眾多地震工作者的極大重視。阪神地震后,我國對地鐵等地下結構的抗震問題進行了一系列的研究,但仍然缺少實質性進展。為改變目前我國在這一研究領域中的落后局面,需要在理論分析、數值模擬和模型試驗等方面開展更為深入的工作,系統地研究地鐵車站及區間隧道等的地震反應,以圖在抗震分析及設計方法與理論基礎方面有實質性的突破。
1.2研究地下結構抗震性能的途徑目前研究地下結構抗震性能的主要途徑有很多種。以下簡單列舉幾個較為常見的:①原型觀測,顧名思義就是對原型進行觀測;②模型試驗,通過模擬現實情況進行試驗操作;③數值模擬,是區別于試驗模擬的另外一種新途徑。由于問題的極其復雜性,目前還沒有哪一種手段能夠完全實現對地下結構動力反應進行全面而真實的解釋和模擬。
1.3地鐵地下結構的抗震構造措施我國目前還缺乏對地下結構抗震設計中結構統一認識,尤其是對地鐵車站及區間隧道等地下結構抗震設計中結構構件應采用的抗震構造措施。有人認為單建的地下結構由于受到或多或少的地層的約束,這樣會導致一些無法避免的麻煩,其實在現實構建的過程中,我們無須特別考慮抗震構造措施。與此相對應的,另一種觀點認為基本可以按照地上建筑的要求來完成地下建筑的構建。比較不難發現,這兩種觀點都有一定的片面性,第一種觀點基本完全忽視了地震的對建筑(無論是地上還是地下)的損害作用;第二種觀點又完全把地下結構等同于地上結構。實際上我們應該區別不同的方法,并且適當的根據地下結構采取抗震措施。
2建筑抗震設計趨勢分析
2.1以位移為基準的結構抗震分析我國當下實行的建筑物結構抗震設計,抗震設計者大多都是把承載力看做基礎,這種設計方法其實也就是用線彈性方法來計算結構在小震情景下的一些問題;用一種組合結構的內力來計算構件截面數值,并衡量數值是否能讓建筑物的結構具有足夠的承載力;通常而言,建筑物位移限值主要是使用階段的要求的標準,同樣也是為了對建筑物非結構的構件加以保護;而抗震結構的延續性和損耗性是通過構造的措施獲得的。為了可達到以位移為基礎的抗震設計目標,首當其沖要做的就是必須要研究簡單建筑結構的各種構件變形跟配筋間的關系,并以此來實現按變形要求進行構件設計;在這一切完成后,再進一步研究整個結構進入彈塑性后的變形與構件變形的關系。這樣計算的話,就要求除了小震階段的計算外,還要加上按大震作用下的變形進行設計這一個環節,這才是真正實現二階段抗震設計。
2.2建筑結構中針對隔震與消震的抗震設計如果我們想要將建筑結構的整體抗震性能更高的提升到一個新的層次,那么不容忽視的就是隔震與消能減震這一類的抗震工作,因為這類抗震工作在整個建筑結構設計中有著極為特殊的功能。我們在這里所提及的隔震,通俗點講其實就是隔離地震,實際操作上其實就是在建筑物的基礎結構跟上部結構間加上一層隔震層,這一隔震層所起到的作用就是將房屋跟基礎結構相隔離,除此之外,還能隔離地面運動能量向建筑物的傳遞過程,從而使房屋結構經受的地震作用力變小,這樣一來就使得地震時發生理想化現象,那就是我們常常說的建筑物僅僅輕微發生運動和變形現象,這種現象的好處就在于能夠確保整個建筑物的安全性及人生財產安全。伴隨著社會的發展和不斷進步,人類對各種建筑構筑物具有的抗震減震的性能標準有著越來越嚴格的要求,減震和抗震設計也面臨著更大的市場需求。
3結語
總之,由于地下建筑的特殊性,導致地鐵隧道結構形成的因素是多方面的,框架式地下建筑的抗震性能如果得不到不及時處理會嚴重影響到地鐵運營安全。因此,從制度層面上去制定一套全面的監測方案,從現實層面上時刻搞好抗震減震工作是地下建筑結構的當務之急,對地鐵隧道結構進行長期的監測是至關重要,只有這樣才能營造更加安全可靠的交通運輸環境。
作者:張經凱單位:安徽省宿州市建筑勘察設計院
一、地下建筑主要部位防水技術
1.地下建筑底板防水技術地下建筑的底板要起到兩方面的作用,首先需承受一部分建筑的部分結構荷載;其次是地下水的反作用力,故一般地下建筑的地板都比較厚。所以在防水混凝土的配合比應根據設計要求確定,同時要確保鋼筋混凝土板厚都250mm以上。在澆注底板混凝土之前先要把附加防水材料這道工序做好,在此基礎上再進行混凝土底板施工。假如地下建筑面積比較大的情況下,底板在施工時需要設施工縫或變形縫,通常的做法是在設施工縫處放置鋼板止水帶,并輔以聚合物防水砂漿,能夠達到很好的防水效果。
2.地下建筑側墻防水技術地下建筑側墻的防水與底板方法類似,不同點就是側墻的防水采用了防水卷材,卷材防水層是依靠結構的剛度由多層卷材鋪貼而成的,要求結構層堅固、形式簡單,粘貼卷材的基層面要平整干燥。為了保護防水卷材不被破壞,卷材敷設完成后需做磚砌護墻,使用粘合劑貼于墻外側。
3.地下建筑頂板防水技術頂板防水施工與底板防水施工工序正好相反,先做好混凝土結構層,然后再做防水層。在實際工程中經常會遇到地下建筑的上部做水景的情況,此時不能只靠地下建筑的頂板承受上部水池的防水,而應該在做水池時做好自身的防水。在做防水層施工時,首先是要對水泥砂漿等材料有著嚴格的要求,其次是在施工過程中注意施工要點,在迎水面基層的防水層一般采用“五層抹面法”;背水面基層的防水層一般采用“四層抹面法”。
4.管道穿過外墻的防水技術地下建筑管道穿過墻壁、頂板、底板的節點處是防水的重點部位,在所有地下建筑的設計與施工中,都必須嚴格遵守管道(水管、電管、風管)穿過墻壁及頂板、底板時要預埋套管的規范。嚴格禁止事后在壁板上鑿孔洞,其原因是事后鑿孔洞一則破壞建筑的結構,二則不利于防水。管道穿墻節點有一套比較完整的防水系統,除了穿墻處需要做套管外,還要在建筑外部設置檢修窖井,窖井內設集水井,及時排除窖井內的積水。套管穿墻在安裝管道時,要在套管與管道之間填充防水材料,可以使用油膏麻絲或防水泡沫膨脹劑填充,以避免外部水的滲入。套管的大小取決于管道的大小,套管在中間部位焊有止水鋼板,鋼板呈圓形狀,套管以焊接的方式固定在墻體鋼筋上。
二、地下建筑防水施工工藝
1.混凝土的攪拌與運輸防水混泥凝土必須用機械充分均勻拌和,不得用人工攪拌,攪拌時間一般為120s,比普通混凝土攪拌時間略長;運輸中防止漏漿和離析泌水現象,如果發生泌水離析,應在澆筑前進行二次攪拌。
2.準備工作混凝土澆筑前應清理模板內的雜質、積水;另外,施工縫是防水較薄弱的部位,要求不留或少留施工縫。
3.水泥砂漿防水層的施工水泥砂漿防水層是在混凝土或砌磚的基層上用多層抹面的水泥砂漿等構成的防水層,它是利用抹壓均勻、密實,并交替施工構成堅硬封閉的整體,具有較高的抗滲能力,以達到阻止壓力水的滲透作用;水泥砂漿防水層各層之間必須結合牢固,無空鼓現象。(1)先利抹1mm厚素灰,用鐵抹子刮抹5~6遍,然后再抹1mm厚素灰。(2)在素灰初凝時,抹4~5mm厚水泥砂漿,并在水泥砂漿初凝前用掃帚掃出橫條紋。(3)在第二層具有一定強度后,進行第三層施工,方法同第一步。(4)在水泥砂漿凝固前用鐵抹子壓5~6遍,最后壓光,連續進行施工。
4.拆模與養護養護與拆模對防水混凝土的抗滲性能影響很大,特別是早期濕潤養護更為重要,如果早期失水,將導致防水混凝土的抗滲性大幅度降低。
三、地下建筑斷水、給排水系統
地下建筑的斷水與排水系統是防水工程中不可缺少的一個重要項目。斷水系統一般設在地下建筑的口部;如果沒有車輛行駛,多以臺階的形式阻止地面雨水進入地下建筑內部,如果是地下車庫,無法設置臺階,另一方面由于出入人員多,加上雨水飄入,仍會有一些雨水進入出入口內部,通常還需要在口部與建筑內部的結合部設置斷水溝槽。
1.防止城市遭雨水洪水淹沒的技術措施從工程技術方面而言,市政建設必須科學合理,有超前理念,建設城市地下共同溝。雨水污水的分開排放不僅是生態環境保護的要求,同時也是城市抵御洪水災害的重要措施。污水需要經過處理達到排放標準時方能流入江河湖泊,而雨水可以直接排放。城市雨水向河流排放,多為利用地勢的高差自然排入,如果城市處于低洼地帶,自然排放就會有困難,可能要借助機械設備進行排放,不僅成本高,也存在隱患,一旦遇到大暴雨,就會來不及排放而造成淹沒。自然排放也存在隱患,城市雨水管道必須與接受排放的河流或湖泊有足夠的高差,否則河流湖泊水位暴漲時會通過雨水管道對城市倒灌,使城市的雨水排放系統癱瘓,不僅雨水無法排放,反而使城市遭受河流湖泊的淹沒。
2.防止地下建筑雨水倒灌的技術措施(1)地下建筑的口部在設計時就要謹慎處之,設計人員應到現場調查,使口部的標高有足夠的防雨水倒灌的高度,保證口部的安全使用。(2)改善地下建筑口部周邊城市雨水排放系統的使用功能,應有目的地增加雨水口的數量,加大雨水管道的排水量,使其雨水排放功能明顯高于城市其他區域,使該區域在遭受大暴雨時不出現積水現象。(3)地下建筑口部斷水設施應科學合理。
四、結語
地下建筑的防水是一個系統工程,其施工的好壞,直接影響到建筑的使用質量和年限。隨著我國經濟建設的迅速發展,地鐵,商場、停車場、隧道等等地下建筑也將逐步蔓延城市角落,這不僅僅促進了地下建筑防水建設工程,更重要的是人們更為關注防水工程的建設質量,已保證建筑達到最好的保護和使用
作者:施海兵單位:中城建第九工程局有限公司
1地下建筑的混凝土自防水施工技術
混凝土的自防水施工技術是地下建筑工程常用方式方法中的一種。自防水混凝土可分為兩種,一種是普通方式混凝土,另一種是外加劑防水混凝土。普通防水混凝土技術主要是通過小徑石子粒,結合降低水和灰的配比例,使水泥的使用量和含砂率提高,以達到使混凝土在澆筑中的空隙減少的目的,從而是混凝土的澆筑更加緊密,提高混凝土的抗滲漏性能。外加劑混凝土屬于特殊的混凝土,其又可分為多種防水混凝土類型,如:減水劑、防水劑以及膨脹劑等。對于自防水混凝土的施工技術,要嚴格遵守各個施工環節的要求來進行具體施工和驗收工作。在施工的期間,注意保持地基坑內部土體環境的干燥性。同時進行地下水位的降低,通常要將其降到防水工程地板墊以下500mm為宜。對于防水混凝土用到的模板質量要進行嚴格的控制,以板體牢固,吸水性小,模板表面平整,無明顯接縫為宜。在結構內部的鋼筋和鐵絲在進行設置時注意與模板間要事先對混凝土保護層進行預留,支墊不能用塑料或者鋼筋支架。采用可靠的止水措施,盡量避免使用由穿透結構的螺絲進行固定,防止產生滲水的通道。對于混凝土的配比嚴格按照施工要求進行配制,攪拌要在兩分鐘以上。要在沒有初凝的情況下進行上層混凝土的澆筑,在最終的凝結之前進行混凝土的覆蓋澆灌,同時做好混凝土的養護工作非常重要,對其養護保濕要在14天以上。對于防水混凝土的拆模要控制好時間,不能過早的進行,對表面的缺陷進行及時的修整。在防滲混凝土的施工中盡量進行連續的澆筑,避免留設施工縫。
2地下建筑的卷材防水施工技術
對于地下建筑的卷材防水施工技術,通常采用外包防水的方法。如果以卷材的施工順序的先后來進行區分,可分為外貼法和內貼發。通常在工期和施工條件允許的情況下,多采用外貼法。在進行卷材防水施工中,卷材的直接的連接搭橋處要根據長短邊留下足夠的搭接長度。一般長邊要在10cm以上,短板在15cm以上,同時還要在連接處進行附加增強的施工處理。對于改性瀝青累的防水卷材材料,在施工中要注意在各面的接縫處都要錯開足夠的幅寬,對于卷材的上下層直接不能直接垂直的進行貼鋪。注意接縫處的平整度控制,避免出現褶皺和氣泡。在拐角處的卷材鋪貼,要注意對于平面和立面直接的拐角接縫要鋪貼在平面上,最好離立面有6cm以上的距離,同時注意增設附加層。對于外貼法的卷材鋪貼順序要按照先底面后立面,內貼法的鋪貼順序與之正好相反。
3地下建筑防水涂料的施工技術
對于防水涂料的種類有溶劑型、反應型和水乳型,要按照工程的結構、防水需要和施工的實際環境進行合適的防水涂料的選擇。首先要將基層進行清理,將基層表面的污垢和鐵銹等雜質去除。涂料涂刷通常要進行多遍涂刷,二層涂刷的方向要垂直于第一層的涂料涂刷方向,同個層面的涂膜搭接長度要在0.5cm以上。化纖布在涂層中發揮重要的加筋作用,對于化纖布的應用要注意用刮板等工具進行平整度的修正。同個層面化纖布間的搭接要在10cm以上。防水涂料施工完成后要進行防滲漏的檢驗,合格后要注意對涂層外層的保護,加做保護層,以避免在進行土料回填的時候對其產生破壞。
4新型高科技防水產品的使用
在地下建筑的防水產品使用中,新型高科技防水產品JS防水涂料和QBZ防水劑的結合使用,取得良好的效果。以鋼筋砼地下剪力墻的防水施工為例,對其施工的具體方法進行分析。對于地下砼墻的防水施工中使用常規的防水型鋼拉片或者在混凝土料中加入膨脹劑。但是都存在著一定的弊端。如剛拉片的焊接或者銹蝕形成空隙或者砼料振搗不實而產生孔隙等。隨著新興高科技產品JS防水涂料和QBZ防水劑出現,二者配合使用,取得良好防水效果。具體施工方法如下:1)用JS涂料進行鋼拉片的涂刷,防止其在支模應用使產生銹蝕;2)砼墻在拆模以后,對其進行清潔處理后,進行兩次JS防水涂料的涂刷,再涂抹三遍QBZ防水砂漿。每一遍的抹灰施工縫間距在50cm以上;3)對于局部缺陷的處理可先進行剔鑿后刷JS防水涂料一層,再刷一層QBZ防水砂漿,然后再刷一次JS防水涂料;4)對于穿墻管處,可剔鑿5mm*5mm的溝槽用JS防水涂料涂滿。以上運用JS防水涂料和QBZ防水劑配合使用進行地下建筑防水施工的工藝,其特點是材料易購,施工簡單,方法容易掌握。
綜上所述,只要在地下建筑防水施工中能夠根據建筑功能和實際環境的需要采取適當的方法進行使用,同時配合選用新型的防水材料,在施工中做到嚴謹的按程序和要求進行操作,就一定會達到極佳的防水效果。
本文作者:李魯村單位:沈陽北方建設股份有限公司
隨著城市商業的迅猛發展,城市也日漸繁榮,但同時由于商業用地的急速擴張給城市交通、環境等帶來了一系列的問題,日益增加的土地租賃費用也增加了城市商業的交易成本,城市有限的商業容量和不斷膨脹的人口和消費需求之間的矛盾逐漸突出。國內各大城市在為商業的擴張拓展新的空間時不約而同的想到了地下,興建了大面積的地下商場、地下商業街等。由于天然光線并不是商業活動的必要條件,人們在商業空間中滯留的時間相對較短,利用地下空間進行商業活動有一定合理性。在氣候條件惡劣的地區,在地下空間進行商業活動可以避免外界氣候的影響,因而地下商場在我國北方地區的盛行有一定必然性。地下商業空間作為特殊條件下的人工環境,與地面空間相比,在空間環境的創造上具有很大的局限性,處理不當,容易使購物者甚至身處地下的經營者產生許多消極的心理反應,不利于形成促進商業活動進行的心理環境。在形成地下環境心理的諸多組成要素中,方位感,安全感和舒適感是最重要的三個基本要素[1]。其中方位感的建立有賴于建筑設計師合理有效的空間分割和結構安排,而本文旨在運用環境心理學原理和空調系統設計的實際工程經驗,就合理的空調系統的設計在形成地下環境心理安全感和舒適感中的重要作用做一論述。
1地下商業環境異于地面商業環境的特點
1.1空間環境不同于地面建筑通過“圍”的方式構筑空間,地下建筑是通過“挖”的方式來開掘空間的。在“圍”成的空間中人們可以與外界進行良好的交流和接觸,溫暖的陽光、和風細雨、遠山飛鳥等千百年來人們習以為常的自然景觀,使人們在時空環境中很方便的定位尋求到歸屬感;而在“挖”出的空間中則缺少這種交流和接觸,人們在一個相對封閉狹小的空間中很難完成生物意義上的自我定位,反而因為相互間物理距離的逼近加重了個體在社會意義上定位的緊張與焦慮。在商業活動中,人與人之間的交流主要以商品為媒介通過討價還價展開,人與人之間的關系是穩定而易于確認的。人們在地下商業環境中的不適或焦慮主要是源于缺乏自然的參照物。這就要求在地下商業空間的開發利用過程中必需考慮適當地引入地面的自然景觀,處理好由地面到地下的過渡等建筑上的問題。對于地下空間的室內環境而言就有必要有針對性的做一些人性化的設計。
1.2空氣環境地下空間處于蓄熱能力較強的土壤和巖石的包圍中,其室內環境完全為人工創造,與開放性的地面空間相比,其室內空氣環境有如下特點:
(1)終年氣候變化不象地面那樣四季分明。
(2)無室內外熱壓差、風壓差的作用,無自然通風,空氣惡化時無法通過開窗加以解決,這也是地下空間室內空氣容易惡化的一個重要原因。
(3)某些巖體可能滲透出的氡及其子體,發射α射線和β射線,對人體有較大的危害。
(4)濕度比較大,細菌容易繁殖;冬季陰冷潮濕,容易誘發關節炎等疾病。地下空間濕度高的一個主要原因是墻壁的滲漏水,即使墻體有良好的防水措施也會滲水。
(5)地面環境CO2可以自然稀釋,但地下空間CO2很容易積聚,需人工排除。
(6)由于空氣流通性較差,地下空間產生的一些異臭往往不易排除,令人厭惡、難受。長期在惡臭環境中活動對人的身體健康有明顯影響,嚴重時甚至會損傷腦神經,導致植物性神經系統紊亂。地下空間的異臭來源通常是建筑材料因長期潮濕而發霉腐爛,某些機械設備附帶材料發出的氣味,人體新陳代謝的排泄物,廁所、藥品等發出的異味。地下空間空氣環境中的一系列問題通過良好的空氣調節系統的設計可以得到較好的解決,下文將詳細說明。
1.3聽覺環境地下空間雖然少了地面環境中常有的各種噪音———如車輛行駛聲、喧嘩的人聲等,但由于空間封閉,通風空調、變配電、水泵等機械設備運行的噪音不易消散,如果不加以適當的處理,將迫使處于其中的人與這種低沉、持續的噪音朝夕相伴。地面的噪音人們習以為常,一般不易引起特別的不適感,地下建筑的噪音單調持久,對人的影響更大。空調系統中的主要噪聲源是通風機。噪聲的強弱和頻率與許多因素有關,尤其與葉片型式、片數、風量、風壓等參數有關,按照風機的大小和構造不同,噪聲頻率大致在200~800Hz范圍內。
2地下空間環境心理的構成環境心理是指人們對周圍環境(本文主要指物理環境)的感知反映到大腦并在意識中形成的綜合環境觀念,它受人們當時的心理狀態、個人閱歷等因素的影響。地下商業建筑因其在空間環境和室內環境上具有的獨特性,在環境心理的形成上更具復雜性和特殊性。以下將對構成地下空間環境心理的幾個組成要素分別加以說明:
2.1方位感空間方位感是指人們通過對周圍環境相對物體的空間關系、位置的判斷而形成的對自身在空間所處位置的知覺。心理學認為判斷自身在環境中的位置是人最基本的生物性需要之一;人們通過這種自我定位過程,可以在個人外部世界概括的環境意象中產生全局的聯系。人們這種對自身方位的判斷可以滿足在地下環境中的心理安全感和活動、交往、購物的需求。當人們被感知到的信息表明一切都處于控制之下,符合人的期待,就會感到放心;反之,如果人們無法根據環境提供的信息確定方位時,就會感到不安。
2.2舒適感人體對某一環境的舒適感評價不僅與空間的熱濕環境、人體的熱平衡有關,還與空間的光環境、室內布置和人的主觀感受等有關。為便于敘述,本文所指的舒適感僅指熱舒適感。借助于人體熱舒適方程可以用PMV(預期平均評價)或PPD(預期平均不滿意百分率)指標來描述和評價空間的熱環境。該指標綜合考慮了人體活動程度、衣著情況、空氣溫度、平均輻射溫度、空氣流動速度和空氣濕度等六個因素,一般認為PPD<10%,也就是說PMV值在-0.5~+0.5之間時,房間的舒適度滿足大部分人的要求。
2.3安全感由于地下空間的封閉性和隔絕性,如果內部發生自然災害(如火災、地震等)相對于地面建筑更具危險性,救災工作更難進行,具體表現在:(1)如果地下空間的布局和出口系統過于復雜,缺乏易于辨識的標志系統,會導致疏散時間長,疏散時人們的慌亂以致造成不必要的損失。(2)電源被切斷后,如又無應急光源,則地下空間因為無自然光提供光線,也無外界景物可作參考,極易迷失方向。(3)救災人員無法通過窗戶觀察地下空間內的情況,給救災帶來困難。(4)人在地下空間內疏散時,人們必須沿樓梯向上而不是向下,必須付出更多努力。(5)火災煙氣的水平流速為0.5m/s、垂直上升速度為3~5m/s,而人的水平速度為1m/s、垂直速度僅為0.3m/s,因此一旦著火,人很難迅速離開火災現場時,受煙氣損害最大[2]。(6)在某些情況下,易燃氣體可能在地下結構周圍聚集,導致發生爆炸。(7)由于地下空間處于地面以下,噴水龍頭滅火以后,積水不易自然從建筑物中排出。(8)封閉的地下空間內,火災發生后,火源附近氧氣可能被耗盡,一旦空氣涌入,還很有可能發生“回爆效應”。所有這些因素都造成了人們對地下空間的顧慮。此外,地下空間比較陰暗的環境也容易引發人本身一些不良的心理,甚至導致一些人為破壞和犯罪活動,這些可能造成巨大的生命財產損失,也促成了人們對地下環境的恐慌。用A.J.Ringstad的“恐懼反應”可以解釋人們在進人地下空間后普遍存在的恐懼和不安心理。他認為造成人們在地下空間中的“恐懼反應”有兩個必要的條件:①恐懼和逃避某種刺激的生物準備。②后天的經歷強化了這種逃避意識。由于地下空間特有的一些如封閉、陰暗等物理環境特征,以及歷史、文化、民俗等社會環境狀況,人們具備了恐懼反應的生物準備,如果遇到足夠的外界刺激,就會喚起這種潛意識,從而引起“恐懼反應”,并且反應的強烈程度與人們在地下空間感覺受控制的程度有很大關系[3]。由社會、歷史、民俗等社會原因造成的人們對地下環境的負面評價需要一個長期的改善和適應的過程,但由于人們對地下空間安全問題、災變前的預警以及發生災變時的逃生問題等等則是可以通過良好的設計解決的。
2.4時間感由于缺乏參照,處于地下空間的人季節感和時間感都比較薄弱。因為建筑設備對時間感的影響較小,本文不作詳細敘述。
3空調系統在改善地下商業空間環境心理中的人性化設計
地下環境是一個與地面空氣隔絕的人工環境,地下室內合適的溫濕度、充分的通風換氣以及室內舒適感的建立等很大程度上依靠空氣調節;尤其對于地下商業空間而言,為了消除人們對地下環境的不良印象、確保商業活動的正常進行,良好的室內空氣環境必不可少。因此在空氣調節系統的設計中就要考慮改善地下心理環境的措施。一般說來,地下空間由于受外界氣溫的影響較小,容易得到比較合適的溫濕度環境。在設定全年地下空間溫濕度時,還必須考慮地下商業人員活動的規律和客流密度的日變化。又由于地下空間終年不見陽光,季節感和時刻感都比較淡薄,有必要適當提高標準。一般夏季溫濕設計條件為溫度23℃~27℃、濕度40%~50%;冬季為溫度16℃~20℃、濕度30%~40%。地下商業空間一般設在地鐵出入口或者廣場附近,盡管客流量比較大,經過地下商場的行人有意購買的只占少數[4],商家會想盡一切辦法抓住那些無目的的參觀者。這就形成了地下空間空調負荷組成異于地面商業建筑的特點。
3.1空調系統冷(熱)負荷
(1)建筑負荷所占比例較小。由于地下商業空間處于蓄熱能力較強的土壤和巖石的包圍中,熱穩定性較強,一般而言如果商場埋深在1.0m以下時,對于舒適性空調而言,圍護結構占總散熱量很小,可忽略不計[5]。
(2)照明負荷所占比例較大。一方面,地下商場的服務對象是適應了自然光的顧客,他們從自然光環境進入地下商場的人工照明環境,為了不至于讓身處其中的經營者和顧客產生陰暗的感覺和烘托商業氛圍,地下商業環境的設計平均照度都比較大,一般≥300lx[6];另一方面根據視覺心理學原理,地下商場營業廳在布置、裝飾、陳列設計時應采取適當的措施,盡量突出商品,增強商品與背景的對比,以促使顧客引起對商品的“注意”。這些措施都會使地下商業環境中的照明負荷增大。
(3)人體負荷。商業環境的人體負荷主要決定于客流密度,對于建在地鐵出入口或廣場附近的地下商場來說,客流密度變化的規律與一般的地下商業空間又有區別,較難確定。根據筆者對上海市大型超市人流密度的調查以及多項大型超市空調工程設計的實踐經驗結合地下建筑的特點,人流密度可按表1取值。
(4)新風負荷。按《人民防空地下室設計規范》中的規定:平時商場人均新風應大于15m3/h,過渡季節采用全新風時,人均新風量不宜小于30m3/h。對地下空間舒適感影響最大的莫過于新風,為了強化地下商業環境的舒適感,可適當的加大新風的供給量。
(5)負荷組成。綜合來說,地下商場與地面商場相比,冷負荷減少并不明顯,典型的地下商場冷負荷組成規律如表2。
3.2冷熱源的選擇由于地下建筑的造價遠高于地面建筑,因此建筑物的層高較低,空間較為緊張。選擇冷熱源應在滿足建筑總的冷熱負荷需求的前提下,優先選用體積小、效率高、噪音低、便于安裝的設備。為保證商場內空氣質量,應采用帶中效過濾器的組合式空調器。
3.3空調方式及氣流組織地下商場一般層高較低,風管敷設空間受到限制,因此集中式全空氣定風量空調方式是地下商場通風空調設計中最常用的方案。氣流組織一般采用上側送或頂送,并采用局部集中回風方式,減少回風管的長度和風管安裝的空間;散流器的送風速度可適當加大,在某些部位可讓人有明顯的吹風感,甚至可以在送風中加入特殊的花香活草香,以方便身處地下環境的人們定位,加強送風的自然風效果,減輕人們在地下環境中的不適感。
3.4消聲隔振為了改善地下空間的聽覺環境,必須將產生噪音源的風機房、電機房、水泵房等布置在遠離功能中心和其他需要安靜的部位,在建筑上也應作適當隔音處理;風機機座必須設置減振裝置;管道系統必須設消聲器。在噪音聲量不大的地下環境配備悠揚的背景音樂,也是一個較好的處理方式,將人們的聽覺注意力吸引到樂曲中去,從而使人們“忘記”設備發出的嗡嗡聲。
4總結
近年來,我國在地下環境空氣調節系統的人性化設計方面的研究進行得比較多,但與日本、歐美等國家(地區)還有較大的差距。日本、歐美經濟實力強,對地下環境空調系統的研究重點已超越對舒適感的簡單要求,而是集中在社會精神需求上,探索地下環境中人類心理反映的淵源。我國現有的地下商業建筑一般由平戰兩用人防工程改造而來,其設計標準普遍偏低,人們在地下空間的生理需求尚不能得到完全滿足,在地下工程中空調系統的人性化設計還考慮得很不夠。希望本文通過空氣調節技術中對地下環境心理中的舒適感和安全感的論述有助于我國地下空間的開發利用,有助于我國空調系統人性化設計概念的推廣。
摘要:針對地下建筑房產稅征收混亂的具體情況,2005年12月財政部和國家稅務總局聯合發出《關于具備房屋功能的地下建筑征收房產稅的通知》(以下簡稱《通知》),從而進一步加強地下建筑房產稅的征收,統一稅收政策,規范稅收管理。筆者從實務探討的角度出發,通過案例分析從兩個方面對《通知》進行了解讀.
關鍵詞:地下建筑;房產稅;會計處理
具備房屋功能的地下建筑的房產稅征收范圍,包括與土地上房屋相連地下建筑以及完全建在地面以下的建筑、地下人防設施等,均應照章征收房產稅。下述單位和個人用于非生產經營的地下房產可免繳房產稅:國家機關、人民團體、軍隊的房產,由國家財政部門撥付事業經費的單位的房產,宗教寺廟、公園、名勝古跡的房產以及個人的房產.
所謂“具備房屋功能的地下建筑”是指有屋面和維護結構,能遮風避雨,可供人們在其中生產、經營、工作、學習、娛樂、居住或儲藏物資的場所.
一、自用的地下建筑(一)工業用途房產。工業用途房產以房屋原價的50%~60%折算后作為應稅房產原值進行計稅,其折算的具體比例由各省、自治區、直轄市和計劃單列市的財政和地方稅務部門在前述幅度內自行確定,計稅公式為:應納房產稅的稅額=應稅房產原值×[1-(10%~30%)]×1.2%[例]某公辦學校有具備房屋功能的地下房產500平方米,每平方米原價250元,其中200平方米用于學校廢舊物資的儲藏,其余為校辦化工廠的生產車間,房屋原價折算為應稅房產原值的比例為60%,按年計算,分半年繳納。該省依照應稅房產原值一次減除30%后的余值計算繳納.
案例中用于學校廢舊物資的儲藏的200平方米房產屬于國家稅收優惠范圍,不需繳納房產稅.
而作為校辦化工廠的生產車間的這部分房產,則應按規定繳納房產稅.
1、化工廠應納房產稅的稅額計算如下:應稅房產原值=(500-200)×250×60%=45000(元)年應納房產稅的稅額=45000×(1-30%)×1.2%=378(元)月應納房產稅的稅額=378÷12=31.5(元)2、化工廠1-6月預提稅金時,作會計分錄如下:借:管理費用31.5貸:應交稅金-應交房產稅31.53、化工廠繳納上半年稅金時,作會計分錄如下:借:應交稅金———應交房產189貸:銀行存款189(二)商業和其他用途房產。商業和其他用途房產以房屋原價的70%~80%折算后作為應稅房產原值進行計稅,其折算的具體比例由各省、自治區、直轄市和計劃單列市的財政和地方稅務部門在前述幅度內自行確定,計稅公式為:應納房產稅的稅額=應稅房產原值×[1-(10%~30%)]×1.2%[例]某工業企業有有具備房屋功能的地下房產若干,在企業2006年1月1日“固定資產”分類賬中,房產原價為500000元,其中房產的60%用于(房屋原價折算為應稅房產原值的比例為80%),其余用于企業生產(房屋原價折算為應稅房產原值的比例為60%),房產稅按年計算,分月繳納。該省依照應稅房產原值一次減除30%后的余值計算繳納.1、應納房產稅的稅額計算如下:商業用途房產應稅房產原值=500000×60%×80%=240000(元)工業用途房產應稅房產原值=500000×40%×60%=120000(元)年應納房產稅的稅額=240000×(1-30%)×1.2%+120000×(1-30%)×1.2%=3024(元)月應納房產稅的稅額=3024÷12=252(元)2、企業每月預提稅金時,作會計分錄如下:借:管理費用252貸:應交稅金-應交房產稅2523、企業每月繳納稅金時,作會計分錄如下:借:應交稅金-應交房產252貸:銀行存款252(三)對于與地上房屋相連的地下建筑,如房屋的地下室、地下停車場、商場的地下部分等,應將地下部分與地上房屋視為一個整體,按照地上房屋建筑的有關規定計算征收房產稅,在此不再贅述.
二、出租的地下建筑根據《通知》要求,出租的地下建筑應按照出租地上房屋建筑的有關規定計算征收房產稅。為方便實務工作者的理解和運用,筆者舉例加以闡述.
[例]某企業有用于商業的地下房屋若干,在企業2006年1月1日“固定資產”分類賬中,房產原價為3000000元,企業2月初將1000000元的房產租給其他企業使用,每年收取租金80000元。3月份房產無變化。企業自己用于商業的地下房產,以房屋原價的80%作為應稅房產原值。按年計算,分季繳納。該省依照應稅房產原值一次減除30%后的余值計算繳納.
1、1月份應納房產稅的計算和預提稅金的會計處理如下:年應納房產稅的稅額=3000000×80%×(1-30%)×1.2%=20160(元)月應納房產稅的稅額=20160÷12=1680(元)借:管理費用1680貸:應交稅金-應交房產稅16802、2月份應納房產稅的計算和預提稅金的會計處理如下:①自用部分:年應納房產稅的稅額=(3000000-1000000)×80%×(1-30%)×1.2%=13440(元)月應納房產稅的稅額=13440÷12=1120(元)借:管理費用1120貸:應交稅金-應交房產稅1120②出租部分:月應納房產稅的稅額=80000×12%÷12=800(元)借:其他業務支出800貸:應交稅金-應交房產稅8003、3月份應納房產稅的計算和預提稅金的會計處理與2月份相同.
4、繳納第一季度房產稅時,作會計分錄如下:借:應交稅金-應交房產5520貸:銀行存款5520
隨著地下建筑的不斷發展,城市里出現了多種功能類型的建筑形式,如:從公共建筑、交通建筑、辦公建筑、體育建筑以及居住建筑等。人類在地下建筑中的活動日益增加。我們一方面需要改善地下建筑內部空間環境,使其達到一定的舒適度標準,從而保障地下建筑的正常運行,另一方面也要有效控制地下建筑的運行能耗,節約運行成本。
地下建筑空間環境與地面建筑相比較,有非常顯著的特點,其中包含了一些有利因素與不利因素。我們在對地下建筑空間進行節能設計時,需要根據地下建筑空間的特點,有針對性地進行設計。
2地下建筑熱工環境分析
地下建筑空間環境受到室外和室內的雙重熱濕作用。與地面建筑不同的是,地下建筑圍護結構所接觸的是土壤或巖石,而不是地面環境中的太陽輻射、室外空氣的溫濕度、風、雨、雪等。土壤或巖石對地下建筑圍護結構的作用與地下建筑的熱工性能有密切關聯。
2.1地下建筑室外熱濕環境
建筑物外圍護結構將人們的生活與工作空間分為室內和室外兩部分,對地下建筑而言,土壤對其圍護結構的影響便相當于室外氣候對地面建筑的影響。
2.1.1土壤或巖體溫度作用
土壤的熱作用與地面自然環境的熱作用差別很大。一般認為從地面到地下10m左右的土壤是依靠太陽供給熱量的。隨著深度的增加,熱量對土地的影響也相應增加。白天,太陽的熱量影響到土壤的很淺的深度,通常在5~7cm之間,但這種熱量在一個大約10m的深度內作持續的季節性運動[1]。土壤隔熱性好而蓄熱量大,因而能在嚴酷多變的外界氣候條件下保持相對穩定的溫度。土壤的熱穩定性使得地下建筑的圍護結構擁有相對穩定的外界溫度,對于一些需要恒定季節性溫度和恒定晝夜溫度的特殊建筑,地下建筑將更具優勢。
2.1.2土壤或巖體濕度作用
在濕度方面,地下建筑的圍護結構受到土壤、巖石、地下水位高低等的影響,有時會出現較為嚴重表面散濕現象,再加上缺少陽光照射,和有效的自然通風,圍護結構往往比地面建筑潮濕。
2.2地下建筑室內熱濕環境
地下建筑中屬于室內的氣候因素主要包括三個方面:進入室內的陽光、空氣溫濕度、生產和生活所散發的熱量和水分。
2.2.1進入室內的陽光
地下建筑由于其圍護結構的限制,一般難以通過側窗獲取陽光,雖然可以通過采光天窗、采光井等方式進行自然采光,但大多數情況下仍無法與地面建筑相比。自然光線的不足對地下建筑室內環境造成了不利影響,如潮濕、陰暗。
2.2.2空氣溫度濕度
地下空間中的空氣溫度隨季節變化及晝夜變化的波動幅度較小,相對于地面,有著十分明顯的滯后現象。地面溫度變化引起地表層發生的熱波,由于地下建筑覆蓋層及周圍巖土的衰減作用,對室內空氣溫度影響不大。當覆蓋層厚度超過10m,這種影響可忽略不計,這對創造恒定的室內溫度十分有利。
在夏季,地下建筑內溫度比室外空氣溫度低,室外空氣進入地下建筑后,溫度下降,相對濕度升高,當壁面溫度低于露點時,即出現凝結水,致使地下建筑夏季雨季潮濕問題十分突出。
2.2.3生產和生活所散發的熱量與水分
地下建筑中的生產活動與生活同樣會散發熱量和水分。由于地下建筑的封閉性較強,很多情況下難以通過自然通風排除熱量與濕氣,因此,地下建筑空間內的生產和生活過程中所散發的熱量和水分會增加地下空間的溫度和濕度。
3地下建筑的主要能耗分析
分析地下公共建筑的環境特點及熱工性能可知,其圍護結構的保溫隔熱性能優于地面建筑,并且不需要遮陽。地下建筑主要能耗主要包括:采光能耗、空調能耗、動力能耗。根據徐州時尚大道地下商業街的能耗進行了測量,表明最大的能量消耗是在有高制冷負載的8月份。另一個最大值是在有高取暖負載的2月份。年耗能的最大份額是照明,占45%;第二位是空調能耗,占44%;電梯及其他能耗占11%(見圖1)。
可見地下建筑中的采光能耗占的比例巨大,空調能耗也十分驚人。我國的空調能耗中,新風能耗占空調能耗的25%-38%[2],在地下建筑中這個比例會更高。因此,自然采光與自然通風對地下建筑的節能意義重大。
4地下建筑節能策略
4.1充分利用自然采光
在地下建筑中應可能地利用自然采光,天然采光不僅節約了照明能耗,更重要的是能滿足人們的心理需求。在地下空間可以采用以下多種建筑形式來進行自然采光。
4.1.1天窗式
天窗采光適合于埋深較淺、地面部分為廣場或綠地的地下建筑,陽光可以通過頂棚的天窗很容易到達室內,采光效率高,并可選擇各種形式的天窗,如:平天窗、鋸齒形天窗等。天窗采光適合用于公共建筑和工業建筑,如展覽建筑、工業廠房等。
4.1.2庭院式
對于規模不大的地下建筑,可采用庭院式自然采光。地下建筑的各部分功能圍繞一個小庭院布置,并在與庭院相鄰的圍護結構上開設大面積玻璃門窗,從而可以攝取陽光和景觀。
庭院式采光方法較適于規模不大的文化娛樂建筑。
4.1.3下沉廣場式
對于城市中面積較大的開敞空間,常常使地面一部分下沉一定高度,使廣場出現空間形態變化,并且結合地下建筑(如地下商業建筑、地下交通建筑等)形成多層次的復合空間,同時還為廣場周圍的地下建筑提供大量的自然光線。
4.1.4地下中庭式
對于大深度的地下工程,地下中庭是一種改善空間環境的重要方法。中庭頂部可以由各種形態的空間網架加上采光玻璃面構成。中庭內可以種植植物,布置景觀,從而形成豐富的內部空間。因此,多層地下建筑可以通過共享中庭獲得自然光線以及景觀效果。
4.1.5技術應用
很多情況下,地下建筑沒有條件通過天窗、側窗或中庭等引入自然光線,此時就需要采用一些特殊方法將太陽光引入地下空間,這種采光方法同樣可以使地下空間獲得陽光照明,從而達到節能的目的[3]。常見的方法有:導光管采光(如圖2)、棱鏡導光裝置、光導纖維、光電效應間接采光等。
4.2自然通風
自然通風是利用室內外溫度差所造成的熱壓或風力作用所造成的風壓來實現換氣的一種通風方式,是對自然能源的有效開發和利用。經過合理設計的自然通風,對改善室內空氣質量和節約能耗都有重要意義。自然通風與建筑設計關系密切,平面布局、風井的設置及風帽的選擇等都會影響自然通風效果。
4.2.1平面布局
平面布局決定著自然通風系統的風路組織,直接影響自然通風效率。風路設計的重點是如何將新風引入地下建筑,與室內空氣進行置換后排出室外。在布置地下建筑平面時應盡量保證風路暢通,減少死角,避免氣流短路。
4.2.2風井設置
在地下建筑設計中,中庭的應用十分普遍。中庭受到陽光照射,會產生溫室效應,產生熱壓作用,有利于空氣排出。因此我們可以將其作為排風風井,必要時設置機械裝置,輔助排風(如圖3)。
進風井應根據自然通風的風路組織需求,圍繞作為排風井的中庭設置。進風井風口部分應該考慮周圍地面環境的影響,避開有空氣污染的位置,同時要加裝空氣凈化裝置[4]。為了有利于空氣進入,可以在風口內部設置冷卻裝置,促使空氣下沉。風口要盡量利用風壓,根據需要安裝進風型風帽或排風型風帽。
5可再生能源利用
可再生能源利用是近年來的熱點。可再生能源包括風能、太陽能、生物能、地熱能和海洋能等,它對環境無害或危害很小,資源分布廣泛,適宜就地開發利用。適合在地下建筑中使用的可再生能源主要有太陽能利用、風能利用和地熱能利用。
5.1太陽能應用
通過建筑設計手段和技術手段,可以利用太陽能為地下建筑提供自然照明。有條件接受較多陽光照射的地下建筑,同樣可以借鑒地上建筑利用太陽能的方式,為內部空間提供采暖所需的熱量。例如在共享中庭內部設置太陽能集熱裝置,在冬季為地下建筑冬季采暖提供熱量補充,在夏季可以起到除濕的作用。
5.2風能利用
風能的利用主要有兩方面:一是通過風壓作用輔助地下建筑空間進行自然通風,二是通過風力發電裝置進行發電。風力發電裝置要求有較好的風力資源,常見的做法是將發電裝置至于高處,因此適宜應用在附建于高層建筑的地下建筑。風力發電裝置可安裝在地面建筑頂部,以捕獲得更多的風力資源,但必須控制噪聲對周圍環境的影響。
5.3地源熱泵應用
地源熱泵系統與傳統的空調系統相比有很多不同,如不需要冷卻塔、不需要鍋爐、不需要機房等,這些特點有利于地源熱泵系統在地下建筑中的應用,但同時也需要增加一些設備和投資,如土壤熱交換器、循環水泵、低溫型熱泵機組等。對于較深的地下建筑,有足夠的空間敷設土壤熱交換器,非常適合用地源熱泵系統代替傳統的空調系統[5]。
6結語
地下建筑的應用日趨廣泛,人們在其中的活動逐漸增多,能耗問題不容忽視。建筑師在方案設計階段就應該考慮節能因素,將節能設計作為方案設計的一個重要部分。我們要通過借鑒先進的生態節能設計方法,結合地下建筑的特點,有針對性地進行研究,在保證舒適度的同時,最大限度地降低建筑能耗。
[論文關鍵詞]地下建筑逆作法施工對策
[論文摘要]隨著施工條件越來越受到限制,逆作法作為地下建筑施工采用的一種新型方法,越來越體現出其優越性。介紹常規施工方法的問題和逆作法施工的現狀,分析逆作法施工的優缺點,并針對逆作法施工中存在的主要問題提出了比較好的建議。
一、引言
建筑物向空間多層與高層方向發展已成為當今城市建設取得綜合經濟效益的主要指標之一;同時,為了最大程度地開發利用城市地下空間,許多新建以及在建工程的基坑面積和開挖深度越來越大,地下建筑面積超過數萬平方米并且帶有幾層地下室的工程也越來越普遍,深基坑工程呈現出了面積大、開挖深、工期緊、周邊環境復雜等的特點。然而,很多時候卻存在施工場地狹小、建筑物密集、地質條件復雜、城市地下管線縱橫交錯等問題。解決工程的地下施工成了一個很重要的問題。
二、傳統地下施工方法概述
(一)傳統地下施工法。進行地下建筑施工的時候需要先挖出相應的空間,接下來才能進行襯砌,開挖空間的施工方法也不全雷同,主要考慮工程的場地、環境、地質等條件的影響。
地質、地形、環境條件及埋置深度是制約采用施工方法的主要因素,特別是埋置深度的影響較大。傳統的施工在建筑物密集地區多采用支護結構,利用合適的支護結構圍護基坑后垂直開挖,待基坑向下挖土至設計標高后,澆筑鋼筋硅底板,然后再由下而上逐層施工地下結構,最后再進行地上結構的施工。
(二)傳統施工法存在問題。然而,對于深度大的地下結構,用上述傳統施工方法進行施工,存在一系列的問題。首先是建筑物密集地區深度大的地下室需要設置強大的支護結構,強調保護周圍環境的重要性,對支護結構多為變形控制,需用大量大直徑的灌注樁或地下連續墻,需設多層支撐或土層錨桿,導致費用升高;第二是施工灌注樁和地下連續墻都需要一定的工期,隨著挖土的加深尚需逐層加設支撐,而養護也需較長時間,再加上拆撐和換撐更是施工工期延長;第三是雖然選用了截面較大的圍護墻和支撐,但其剛度相對于地下結構本身的結構尚小很多,都會有一定的變形,影響周圍的環境。
三、逆作法施工
逆作法的工作過程不同于傳統施工法,它是先沿建筑物地下結構或周圍施工地下連續墻,同時在建筑物內部的有關位置澆筑或打下中間支撐柱,作為施工期間于地下結構底板封底之前,承受上部結構自重和施工荷載的支撐,然后挖土至地下結構一層頂板底標高或地下結構二層頂板定標高,澆筑地下一層頂板,作為地下連續墻剛度很大的水平支撐,隨后按上述方法逐層向下挖土和澆筑地下室各層的頂板,同時各層結構中的中柱或隔墻也逐層向下施工,直至地下結構底板封底,完成地下結構的施工。
(一)逆作法的優勢。逆作法適用于建筑場地狹小,基坑較深,同時周邊環境對基坑支護結構的水平變形有嚴格要求的情況。逆作法施工在工程實踐中有全逆作法、半逆作法、部分逆作法等幾種形式。其中全逆作法施工又是應用最多和最好的。
逆作法施工地下建筑相比傳統施工法主要有以下幾個優點:
1.縮短工程施工的總工期:一般情況下只有地下一層占絕對工期,其他各層地下室可與地上結構同時施工,可以縮短工程的總工期。
2.對周圍環境影響小:由于地下室結構與臨時支撐相比剛度大得多,所以地下連續墻在側壓力作用下的變形就小得多。此外,澆筑后的底板成為多跨連續板結構,使底板的隆起也減少。
3.使底板設計趨向合理:在施工時底板的支點增多,跨度減小,較易滿足抗浮要求,甚至可減少底板配筋,使底板的結構設計趨向合理。
4.有利于結構抵抗水平風力和地震作用:采用逆作法施工時,地下連續墻與地下原狀土體粘結一起,地下連續墻與土體之間粘結力和摩擦力不僅可來承受垂直荷載,還可承受水平風力和地震作用。
(二)逆作法存在問題。逆作法由于其工作過程和環境的問題,導致主要存在以下一些不足:
1.挖土問題:第一步土方明開挖后,零層板施工,隨后土方開挖均在封閉狀態下進行。在沒有小型挖土設備的情況下,只能采用人工挖土,挖土效率不高。
2.梁柱節點,墻梁節點和墻板連接部位增加一些麻煩:如在這些部位提前預留預埋,留的不準確還要剔鑿,增加許多焊接工作量,工效也要降低。但只要施工質量把好關,施工誤差控制在允許范圍之內,能按照預先制定的措施順利實施,這些問題是不難解決的,增加的施工費用也不會太多。
3.施工材料運輸問題:由于采用了封閉式逆作法施工,向下施工的各層樓板必須留有施工洞口,以使土方外運及材料運進,那么洞口留幾個?留在什么位置?留的洞口周圍結構有無影響?如何處理?都需要認真解決。
4.逆作法設計和施工的配合問題:設計單位不直接參與逆作法施工過程的結構受力分析和設計,只能依靠施工單位自身的力量進行研究分析,而施工單位由于人員配備的局限性,往往沒有強大的結構分析設計隊伍,因此在進行逆作法的分析和設計時只能半經驗半理論,沒有正規的理論設計依據:同時設計單位也不參與工程的施工組織設計,因此設計單位和施工單位常常因為設計思路和施工進程發生矛盾。
四、逆作法施工建議
逆作法的施工工藝在具體工程應用上仍有差異,在技術上還需不斷進步和發展。還有許多課題尚待解決,要大力推廣和發展。
(一)加強對結構受力機理與沉降分析的進一步研究:逆作法施工時有一定插入深度的地下連續墻,應該加強這部分地下連續墻與基底樁土承受垂直荷載的比例的計算和分析確定;在結構已逐步形成剛性箱體的情況下,應該能夠精確計算受力與變形。
(二)加強對設計與施工一體化的研究:逆作法工程應加強設計與施工的合作,在保證結構原設計功能受力狀況下,允許施工單位按逆作法工藝重新對地下室結構進行優化。
(三)加強逆作法施工組織技術研究:引進智能化管理化系統,實現動態管理監測施工,和避免不必要的損失、浪費,改變過去施工粗放的管理模式,實現集約化管理。
(四)加強逆作法施工中節點處理研究:節點是地下結構的關鍵部位,它關系到結構體系能否協調工作,能否調節樁與墻的沉降,并確保地下室功能得以實現。對節點的處理是施工的關鍵。
五、總結
逆作法施工技術是一項全新的施工工藝,其節約施工場地、加快施工進度、降低工程成本,并且該技術對基坑以外的周邊環境影響甚小。隨著科學技術的進步特別是計算機技術的普及和發展,新的機械設備和儀器的廣泛應用于工程項目上,施工能力和精度及施工組織協調能力大大提高,保證了逆作法施工技術日益走向成熟并得以大力推廣。
摘要:城市規模建設日益擴張,使得地下建筑規模也隨之迅速膨脹,極大便捷了人們的生活,但同時也提升了消防救災的困難程度。地下建筑消防工作中,無線通信系統在救災過程中起著至關重要的作用。無論是指揮調度,還是作戰配合都需要無線通信的支持。而當前我國地下建筑的消防無線通信系統存在著許多問題和隱患,對此,本文就其中最主要的幾點問題提出了相應的解決對策,切實希望加強地下建筑的消防無線通信系統的能力,保障人民的生命財產安全。
關鍵詞:消防;無線通信;問題;對策
一、引言
近幾年來,在城市建設規模的快速擴張的同時,城市的地下建筑規模迅速膨脹,在地下建設地鐵、商城和娛樂場所也日益增多,給人們的生活帶來了非常大的便利。但是由于城市建筑密度過高,使得現代城市空間與城市功能的各種矛盾日益尖銳也凸顯出來。在地下建筑的防災設計中,火災災情是威脅人類生命的主要因素。在解決地下建筑的消防問題中,無線通信作為最重要的業務聯系方法,包括指揮消防部隊出動、消防部隊與消防指揮部聯絡,指揮車輛調度,建立消防通信中心,保障后方通信安全有著至關重要的作用。目前的無線通信網絡在消防設備、運營管理等方面的仍舊存在著許多問題,如通信不暢、消防通信混亂、干擾大等,這些問題沒有及時解決,后果嚴重。因此,建立可靠、獨立的地下建筑無線通信指揮系統,確保消防現場工作人員能夠暢通無阻地溝通,及時處理地下消防災情對減少人員傷亡,對人民的生命財產安全起著重要的保障作用。
二、地下建筑消防無線通信的現狀
在當今的消防工作中,地下建筑的消防問題尤為突出。影響地下建筑消防效率的一個最重要原因就是消防無線通信問題,因此有必要建立一個獨立完善的地下無線通信系統。在消防工作中,消防通信是一個非常重要的組成部分,是組織消防工作的總指揮。無線通信消防指揮系統的改進是促進城市基礎設施建設的重要組成部分,既可以保證經濟社會的安全運行,及時撲救大型的火災,又是消防官兵聯系各個層次合作滅火的神經中樞。消防通信是消防部隊現代化和現代城市消防力量的重要組成部分,消防通信指揮系統依靠通信技術開展消防工作,是消防隊的神經中樞。在消防救援工作中,消防通信是獲取信息、科學決策和調度方法的主要途徑。雖然中國消防部門已逐漸開始采用先進的通信技術,包括高度自動化和科學化的消防通信網絡,在一定程度上提高了指導能力,但實際所需要的網絡、集成、智能產品和技術遠遠落后于形勢的發展,救援工作在主要火災現場受到影響。從現在的情況來看,影響部隊戰斗力的最主要因素就是消防通信問題,建立適應新時代的消防通信指揮系統已經刻不容緩。地下建筑與位于地面的建筑不同,發生在地下建筑的火災在救火時有很大的局限性,而采用新型消防通信技術能夠有效改善這種災情的救援工作。近幾年,將成為我國消防通信建設的關鍵時期,我們應抓住機遇,加快建設通信指揮系統,以中華人民共和國《消防通信指揮系統設計規范》為根本,在采用先進技術的同時,集中對消防通信設備的進行建設和改造,向國內與國外同類開發的系統來借鑒經驗,完善我國自身的通信系統,使系統具有火警受理、實力調度和輔助滅火決策指揮的功能。
三、地下建筑消防無線通信存在的問題
從現在的國家的發展情況來看,國家對于地下建筑的消防無線通信系統的建設正在逐年增加。但是不可否認的是較發達城市的消防無線通信系統較為先進,通信網絡較為完善,而很多欠發達城市的消防無線通信系統仍舊存在設備落后,技術落后的現象。這些問題使得消防部隊在處理消防災情,尤其是地下建筑的災情時處于被動狀態,受到了嚴重的阻礙。另一方面,由于地下建筑的特殊性,不同于地上建筑,消防部隊人員在處理災情時候往往會遇到空間結構復雜,房間建設封閉等諸多問題。而且地下建筑建筑商在安裝消防設備的時候,通常不會考慮地下封閉空間的通信覆蓋問題,安裝的通信設備,基本只能應對一些小型火災,對于大型火災災情,通常沒有應對能力。除了建筑本身的條件狀況之外,消防部隊自身也存在很多問題。1.消防通信設備不健全,無法保障消防工作有效進行近年來,我國消防通信指揮系統建設迅速,但一些欠發達地區的通信設施仍然十分不足,尤其是地下消防設施的消防保障需求難以保障。隨著城市現代化建設的發展,火災的災情大而復雜,所需要的消防力量越來越多,隊作戰的分工越來越細微,消防規模不斷擴大,消防工作逐步向大型、多部隊協同作戰方向發展。地下建筑的建筑商往往會因縮減成本而忽略地下建筑的消防設備設置,無形中給消防工作增加了難度和隱患。2.消防無線通信區域小,信號覆蓋救援范圍小對于我國現在的消防通信工作而言,很多消防部門特意建立了特屬的集群網,進行集中群體話管理,在一定程度上提升了處理災情的應對效率問題。但是其通信網絡的應用范圍過小,不能做到縣級市區,鎮級區域的完全覆蓋,受限于無線通信網絡建設的費用高昂,還需要國家建設經費的大力投入。由于無線通信網絡開展的區域小,所以很多地區的消防工作不能配備良好的無線通信設備,在地下建筑處理災情的時候,得不到直接準確的指揮,一方面影響消防工作的開展,另一方便會增加消防人員的救災難度,威脅消防部隊人員和等待被救援人員的生命財產安全問題。3.地下建筑結構復雜,對通信干擾嚴重地下建筑區別于地上建筑,其建筑結構存在特殊性,通常是建筑在地下幾米深的空間,而像地鐵或者地下大型商場這一類的建筑,距離地面的高度更遠。地下建筑的這一特性致使消防部隊的無線通信聯絡難度更加艱巨,信號極易受阻,在信息傳輸過程中遭到屏蔽、干擾等情形。而且,地下建筑發生火災時,由于空氣流通狀況差,空間內的煙霧更加濃厚,能見度極低,如果消防人員在處理災情時得不到及時的作戰指揮,后果嚴重。不同地區的消防部分通常需要各自部門的無線通信頻段,除了全國公安消防的公用頻點之外,各地區直接還要建立相應頻段的網絡,但是無線通信網絡的通信塔之間也會存在互相干擾問題,給消防工作帶來了進一步的難題。4.消防通信組網技術欠缺,消防通信設備使用不善影響消防工作的另一大因素是消防部門自身的技術人員對于無線通信網絡技術的應用不夠精通,對消防通信設備的使用不夠完善。隨著科技的不斷發展,消防設備也在不斷更新,對于更新更先進的消防設備,我們國家的很多消防部門的消防人員在消防設備培訓過程中沒有完全掌握要領,導致在使用過程中出現諸多問題。輕則影響救援效率,重則危機生命安全。還有無線通信網絡的維護問題也尤為突出,通信塔沒有進行定期維護,通信電臺由于使用頻率不高,導致其配件破舊勞損,電容器損壞等問題都會影響無線通信的效果,影響消防救援工作。
四、底細建筑消防無線通信存在問題的解決對策
1.提高對無線通信建設重要性的認識,加大投入力度。想要有效改善消防無線通信問題,必須從根本問題上入手,就是國家加大對消防無線通信系統重要性的認識,加大投入力度,從基礎層面解決無線通信問題。消防部門要認清加快建設無線通信設備的必要性,提高對無線通信網絡建設的認知性。消防無線通信設備是城市消防工作的必備手段,無線通信網絡的建立可以有效的降低災情的損失,建設更加先進的通信設備直接關系到消防工作的開展的便捷性,提高救援的效率和成功率。建設具備現代化功能,高科技含量的無線通網絡,對于消防部門在指揮災情,應對火災時的調度管理有重要影響,為其提供了強有力的保障。在一些經濟發達國家中,消防無線通信網絡已經建立的非常完善,配備高新科技的電子通信產品和先進消防通信設備已經日趨普遍,而在我們國家的一些欠發達地區,這些設備還沒有普及,國家應該投入更多的經費來建設縣級市區,鎮級區域甚至更小型的區域的消防無線通信設備,從根本上提高我們國家的消防無線通信能力。2.加強通信訓練,提高消防人員指揮能力目前來看,我國大部分地區的消防部門對于地上消防災情的處理已經具備非常豐富的經驗,但隨著城市建設的不斷發展,越來越多的建筑被建造在地下,對于地下建筑的災情處理能力,很多抵御的消防部門還存在著經驗不足,處理不當等或多或少的問題。針對于這一問題,消防部門應在處理每一次地下建筑的火災災情時,認真總結包括受理災情、調度指揮、部隊配合和通信設備后援保障等諸多方面細節內容,定期對消防部隊人員進行培訓。一方面提升消防人員對地下建筑災情救援的處理應對能力,有效應對災情。努力實現消防工作的現代化,向世界先進國家的消防工作學習借鑒經驗,與時代接軌。3.改變單一通信模式,發展常規網、集群網并用模式結合我國當前的消防部門的無線通信系統來看,大部分地區的無線通信網絡系統仍舊以常規網為主要通信頻段。統一的網絡通信頻固然方便全國消防部門的統一調度指揮,但隨著城市建設日益發展,各種移動設備、網絡媒體等通信機構不斷增多,常規網落無線通信頻段在小規模災情的救援當中游刃有余。而當處理在地下建筑發生的火災災情時,往往需要投入更多的消防部隊警力,出動大量消防工作人員,需要各個部隊之間的相互配合,這時候單一的常規網無線通信頻段就會顯現出一個頻段內通信人員過多的情況,此時,就需要利用集群網來配合指揮。雖然集群網式無線通信建設費用較高,但更加符合現代社會的災情的應用狀況。4.引進先進的通信網絡技術,積極引進先進技術,研發多種通信聯絡手段城市建設在飛速發展,隨之而來的是科學技術的迅猛發展,消防無線通信的快速發展,推動了消防通信的發展,尤其是數字化手機、集群網無線電臺以及消防通信頭盔等的運用,大大提高了火災現場的通信效率。我國消防部門也應增添新型的無線通信設備,發揮新時代,電子產品高度發達的社會特性,為消防救援工作提供更加強有力的支持和保障。在配備新型設備的同時,一定不能忘記要加強消防部隊人員的理論培訓和實踐作戰訓練。在處理地下建筑災情時,合理運用多種通信聯絡手段,切實高效解決災情。
五、結論
綜上所述,完善地下建筑消防無線通信建設具有重大意義,加大對無線通信網絡的建設能有效提高消防部門應對災情時的能力,尤其是遇到地下建筑的災情狀況。同時,增強消防人員對無線通信設備的使用能力,不斷推進消防無線通信系統中先進化、智能化、多元化的建設理念,做到有效管理,調度及時,使用規范,即使發現救災搶險工作中的問題,為更好地解決地下建筑消防問題提供保障,減小消防人員的傷亡損失,減輕受災人民的財產損失,真正做到無線通信與時代接軌,將我國的消防安全工作有效開展下去,保障人民的生命財產安全。
作者:朱錦聰 單位:海口市公安消防支隊