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【关键词】房屋建筑,大体积混凝土,裂缝控制
中图分类号:TV544+.91文献标识码: A 文章编号:
一.前言
混凝土的施工裂缝是整个建筑中出现施工裂缝的最重要环节,对建筑的整体质量有着十分重要的影响。由于现阶段施工工艺尚未完全成熟,加上一些人为或者其他因素的影响,使得混凝土施工的质量控制具有一定的难度。混凝土容易发生形态各异的裂缝,不仅严重影响到建筑墙体的整体美观,也会造成建筑物渗水、漏水现象;一定程度上降低了整个建筑物的整体承载力和负荷性能,使得建筑物的刚度逐渐下降,稳定性和耐久性能迅速下滑,进而容易诱发墙体坍塌,造成重大的安全事故;既会造成巨大的资源浪费,又严重影响到居民的生命财产安全。因此,加强对房屋建筑施工裂缝的分析,并采取有效的预防和治理措施,有着十分重要的意义。
二.建筑工程中大体积混凝土发生裂缝成因分析
六安蓝翔玻璃主厂房内2台玻璃窑炉大型设备基础,东西向长80 m,南北向长50 m,底板厚1.8 m,双层双向钢筋,采用C30、S8抗渗混凝土,混凝土总量8600 m³,必须一次性浇筑成型。在这个工程中笔者从以下几个方面分析裂缝产生的原因。
1.混凝土的配比和材料质量难以符合标准
(一)水泥凝结或膨胀不正常。水泥是整个建筑行业中最为基础的材料,其质量和性能将直接关系到整个混凝土施工的质量控制。在进行混凝土配制过程中,由于受到施工人员素质以及不规范操作的影响,或是来自气温等方面因素的影响,使得水泥的凝结或是膨胀不正常,水泥的凝结难以符合施工标准。容易诱发裂缝。
(二)原料中含泥量过多。混凝土的质量将会对建筑物的整体质量有着深刻的影响,如果混凝土的原材料中含泥量超过工程施工的标准,不仅很大程度的使得混凝土的质量降低,也难以保证整个墙体的粘合性和稳定性。
(三)骨料和水泥发生化学反应容易引起裂缝
由于骨料和水泥中都含有很多的化学元素,骨料多呈碱性而水泥也具有很强的碱性。在进行混凝土的配制过程中,当二者与水进行混合时,很容易发生化学反应,从而生成一种新的物质―硅凝胶。这是一种碱性物质,具有很强的膨胀能力;由于硅凝胶的膨胀,很容易对墙体造成破坏,进而容易产生各种裂缝。
(四)在进行混凝土拌合的过程中,如果水灰比例超过工程标准的要求,塌落度也不符合工程质量控制的要求;在进行原料制作过程中,大量的使用粉砂;这些因素都使得混凝土施工的质量难以得到控制,容易发生裂缝。
2.施工操作不规范,质量管理不严格
(一)混凝士施工不规范
在浇筑混凝土前,模板和垫层应适量撒水浸泡,以免混凝土与模板和垫层接触处混凝土失水过多,造成干缩裂缝。在浇筑混凝土的过程中,对混凝土的振捣没有严格遵守施工规范;过分的进行振捣,使得一些骨料粒发生沉落,混凝土中的水分和空气被过量挤出。混凝土的表面因水分的泌出而发生竖向的缩小沉落,以及混凝土表面过厚的砂浆层,在水分蒸发之后,很容易构成凝缩裂缝。在混凝土浇筑振捣完成之后,由于过分的抹平压光超过了相关的操作标准,让混凝土中的一些细小的细骨料不断的漂浮到表层,造成含水量很大的水泥浆层,使得混凝土的表面体积发生碳化,并不断收缩,造成混凝土板面龟裂。
(二)施工工艺不科学
在进行混凝土施工过程中,由于施工工艺的选择不科学,缺乏合理性,很容易造成支座负筋发生下陷。在进行楼板的施工操作过程中,由于楼板的弹性变形和相关支座负弯矩处的混凝土施工强度难以满足工程的施工标准。在混凝土还未达到拆模强度要求时便提前拆模,以及混凝土终凝前便施加过大荷载。这些不规范的操作,都使得楼板容易发生弹性变形。当混凝土强度尚处于早期,其强度较小的情况下,如果承受弯矩、压力、拉力、应力等各个方面的力过大时,很容易造成楼板发生断裂;位于大梁两边的楼板会发生一些不均匀的沉降,也使得支座产生过大的负弯矩。如此,便容易形成很大的横向裂缝。
(三)建筑施工荷载超过了设计荷载
在施工的过程中,可能在楼板的局部堆放大量的工程物资,其重量太大楼板不能承受,或者因其堆放太过集中,楼板受力不均导致楼板局部下沉破裂,出现缝隙。因此,在施工时一定要考虑到楼板的受力程度,在可以承受的范围内堆放。同时要注意堆放的技巧不要过于集中堆放,不要堆放在楼板跨度最大的中央,尽量堆放在墙角处,以减轻楼板受力。
3.浇筑后的养护不合理
现在建筑楼板浇筑后的养护方法已经比较落后,这种老式的养护方法已经不符合现代建筑的需要,所以探索改进新的养护方法尤为重要。众所周知混凝土的失水情况会影响到水泥的水化作用,如果在水泥的水化作用完成之前,失水太严重就会造成混凝土的结构疏松形成干缩裂缝等导致楼板的渗水性过大。
三.建筑工程中大体积混凝土裂缝的防治措施分析
1.做好科学的设计
(一)对于地基的不均匀沉降,可通过调整基础的选型进行控制,如采取改用深基础及桩基础等方式以减少这类裂缝的发生。
(二)在板角增加辐射筋。现浇板的四周在设计上都已配置负弯矩筋,但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝。
2.冷却管降温的措施
这个措施的实施是为了避免建筑工程中的大体积混凝土内外温差过大,导致裂缝的产生。我们发现在混凝土硬化的阶段,混凝土内部水化热比较大,导致混凝土内部温度过高。我们可以在混凝土的结构内部先铺埋冷却管路,等到混凝土浇注完成,就进行通水循环的冷却,管内的水流量一般会控制在1.5m3/h。若进水的温度偏高,应加快水流速度;同时需要观察冷却管的出水温度,用来推测混凝土内部温度的变化。当然,若是大体积的混凝土养护工作完成以后,还需要通过注浆、压浆的工序。通常,我们采取真空压桨的技术措施。
3.严格控制施工材料和配比质量
选材及混凝土配比设计根据房屋建筑工程结构的不同。我们需要选择适当的水泥品种、等级和混凝土强度等级,应尽量避免使用高强度的水泥。要注意工程所采用的必须是质量合格的砂、石等原材料,并需要按照技术规范要求,进行合理地掺合以及添加工程需要的外加剂。需要正确的运用混凝土补偿收缩的技术。当建筑采用膨胀剂的时候,要注意考虑到不同的膨胀效果和不同的品种和掺料。要通过具体的试验来确定材料的最佳配置。
4.认真做好浇筑后的养护工作
建筑工程完工交付使用之前,施工单位必须加强建筑物的管理和保养,避免温差过大或者楼板过于干燥导致裂缝,所以在间隔一定的时间要采取室内喷水的方法解决。
5.实施温控防裂措施
比如,改善骨料的级配,采用一些干硬性的混凝土掺混合料,在混凝土配比过程中加人引气剂或是塑化剂等,减少混凝土当中水泥的用量。夏季温度较高时,混凝土在搅拌的时候,可以适量添加冰水降低混凝土温度;冬季温度较低的时候,可以适量添加温水提高混凝土温度。在炎热的天气下要是浇筑混凝土,尤其是浇注大体积混凝土要尽量的降低浇筑厚度,尽量将厚度控制在500毫米内,便于表面的散热。进行第二层浇筑的时候,需要在第一段的混凝土未发生初凝之前完成。根据混凝土浇注面积进行上、下、中各个部位的测温,定时测定内外温度,通过调整和养护的方式降低内外温差。合理的安排拆模时间,要避免混凝土的表面温度发生急剧的递减。必须加强保温和养护措施,混凝土在浇注后要及时铺盖一层塑料的薄膜或喷射养护液;另外,应尽量避免在大雨中进行混凝土浇筑工作。
四.结束语
加强对房屋建筑施工过程中的混凝土裂缝防治,是整个房屋建筑施工质量管理的重要环节;因而,严格按照施工规范施工,加强施工监督,控制施工标准,防止裂缝的出现,保障建筑质量,维护居民利益有着十分重要的意义。
参考文献:
[1]王维斌 大体积混凝土裂缝控制与施工技术研究[学位论文]2004 - 天津大学:建筑与土木工程
[2]胡硕 大体积混凝土温度裂缝控制[学位论文]2005 - 西安建筑科技大学:建筑与土木工程
[3]宣善宏 大体积混凝土裂缝控制的施工技术措施[期刊论文] 《工程与建设》 -2010年5期
[4]韦昊志 浅谈高层建筑大体积混凝土基础温度裂缝控制 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年27期
[5]孙维勇 细论大体积混凝土温度裂缝控制的施工工艺 [期刊论文] 《建材发展导向》 -2011年8期
[6]梁志勇 建筑工程中大体积砼施工技术探讨与应用 [期刊论文] 《中国房地产业》 -2011年6期
关键词:房屋建筑;水电节能;重要性;应用;施工
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
1.引言
在全球能源总消耗量中,商业和住宅建筑大约占三分之一,而工业和运输业也各占大约三分之一。建筑领域的节能问题,已经成为全世界范围内共同关注的问题之一。在建筑领域的能源消耗,不同类型国家所占的比例不同,工业化国家占 52%,东欧/前苏联占 25%,发展中国家占 23%。但发展中国家建筑能耗增长最快:发展中国家 6.1%/年,东欧国家和前苏联 3.4%/年,工业化国家 0.6%/年。建筑用能排放的 C02占到全球排放总量的 1/3,温室气体减排又成为建筑节能的基本动力。中国建筑规模世界最大,建筑节能已成为建设资源节约环境友好型社会、迈向低碳排放的一个关键领域,在发展建筑节能产业的道路上需要面对在有限资源、能源条件下如何稳步改善人民居住生活环境,促进建筑节能事业健康跨越式发展的难题。这就需要科学认识建筑节能,探索发现建筑节能发展规律,用科学的方法引导建筑节能实践。
2 房屋建筑安装水电节能设施的重要性
自觉节约水电能源是每一个公民的义务,也是我国保护环境的基本国策。目前,我国的能源供应比较紧张,能源的紧张给社会和经济还有人们的生活造成的压力很大,自然灾害频繁发生更加剧了能源的浪费。能源供需不合理的形势也会导致人民生活矛盾不断激化,节能的号召虽然已经好多年,但是却没有真正实质的提高。节能就应该从身边的点滴小事做起,从我做起。因此,在房屋建筑中安装水电节能设施设备是每个居民的意愿。节约型社会的形成是和谐社会建设的必要条件,中国要实现可持续发展,首要任务就是提高全民节约能源的意识,使节约能源真正实践到我们的生活中。
3 目前房屋建筑中的水电节能存在的问题
1) 房屋建筑中在水电安装设备方面存在的问题很多,在水电的安装上没有采用节能的设备,而且技术也不到位,导致水电在居民生活中成为最主要的消费之一。
2)对于一些房屋建筑的水电节能的设施和设备,在投入上的不足导致水电节能难以实现,建设者只重视外观不注重质量,不注重使用价值,不注意节约,导致水电节能不能实现。
3)房屋建筑的管理人员只管抄表和维修,不管检查,对于一些已经过时的节能设备不能及时的更新换代,导致水电节能的措施不能实现,水电资源依然存在浪费现象。
4 在房屋建筑中水电节能应用的具体措施
1) 房屋建筑中安装的节能的设施和设备都必须是有效的。包括:使高效的节能灯能够在用户中普及,还要大力改造电力的节能设备,使用新型的节电节水产品。加强节能设施设备的日常管理,对节能的设施和设备上的投入资金要做到“舍得”,对节能的设施设备的维护更要做到“舍得”,这样,不但可以提高技能设备的使用率,还能为我们节省能源开销,一举两得。
2)房屋建筑中安装节能设备的实施过程。首先,要看施工的技术是否合理,建筑结构电气设备的施工方法是否合理,各种管道的位置、标高是否符合标准,施工前的准备工作是非常必要的,在房屋建筑中安装节能设备必须要谨慎,这是一项值得重视地工程。其次,技术人员必须要有专业的工程图纸,要及时地改善不合理的设施,要及时地与技术人员进行沟通,如果出现技术方面的问题,要及时反映,并及时研究解决对策。最后,就是安装节能设施后的质检工作一定要做好,最后的质检工作也是整个设施环节的一个重要步骤。
3)在房屋建筑中水电安装节能的实施
(1)安装节水的设备。要严格安装最先进的节水水龙头,长期以来由于水压的超标导致水资源的浪费很严重,因此,要严格控制配水点的水压;另外,要在供水的设备上合理安装减压的装置,将水压的数值控制在限定的条件内,减少超压造成的水资源的浪费,合理安装减压阀的位置。当停止用水时,可以控制管道内的已经减压的水压不升高,动态和静态的减压都能实现,但是减压板却不能实现静减压,因此,用减压阀来减小水压更合理。
(2)安装合理的节电设备。配电的时候要安装合适的变压器,普通居民用电的电压一般是 220V,如果用电设备的功率大于 250kW 的时候,要采用高压给居民供电;配电的线路上也要按照科学的设计,尽量缩短导线的长度,少些弯,要用电阻率低的导线,导线的截面选择也要合理。
(3)冬天电暖气的安装要符合节能的要求,图 1 是一个节能电暖气的安装图。
4)房屋建筑中的节能设备选择要符合国家的节能政策要求,响应国家节能号召,不能“节能在口上,浪费在手上”,在房屋建设的节能设置上要悉心听取每一位公民提出来的合理化建议,完善节能的管理。
5)我国大中型城市人口稠密,在房屋建筑中既要考虑冬季采暖,也要顾及到夏季的供冷。由于人民生活水平的不断提高,营造良好的室内环境已经成为提升人们生活水平、生活质量的重要因素。因此,对空调系统的节能控制也成为房屋建筑水电工程节能的主要措施。由于我国的空调产品形式较为单一,大多数都以电力驱动为主。那么,为实现节约能源就必须在消费适度的前提下进行房屋建筑中空调能源的多元化发展,要充分利用各类可再生资源,挖掘“能源供应”的潜力。近年来,变频空调以其节能环保,营造舒适室内环境等特点,得到了飞速发展,相比于同价位的定频空调,其季节效能无疑更为优秀;而相对于定频空调,其消耗电能也大幅度下降。因此,从空调节能的角度出发,变频空调将成为未来空调发展的主要趋势。除此之外,作为影响空调节能效果的重要因素之一,空调新风问题也应当得到适当的关注。如果新风量过少,会影响空调环境的质量,而新风量过多又会增加其符荷,导致电能消耗增加。因此,为确保有效节能,在实际工作中应当针对不同环境,对空调的送风温度和新风比例进行调整。针对不同地区的季节气候变化等情况,应合理运用并推广各种相应的室内外遮阳设备,充分利用屋顶遮阳、窗户外遮阳以及外墙遮阳等措施降低太阳辐射;同时,应加强自然风通风手段,通过对自然风的合理利用来缩短空调运行时间,在节能的同时起到环保的效果;此外,通过开发和推广主动或被动式的除湿装置,降低室内湿度等方法,都可以起到节能效果,有效减少多余电能的消耗。
5 结语
能源的缺失将会导致一系列恶劣的连锁反应,节约能源是我们的责任,在房屋建筑水电安装节能的设置上要不断改善节能设备和设施。房屋建筑是人类赖以生存的家园,在房屋建筑中安装节能设备将会给节能做出巨大的贡献,其中水电节能的设施设备在房屋建筑中的广泛应用是我们打好节能这场持久战的先决条件。面对当前世界能源短缺的现状,在社会各项事业上都应以节约能源损耗为原则进行,而在住宅建筑方面的节能工程则是极具战略意义的大事。因此在大力发展市场经济,建设和谐社会的同时,我们更应重视对节约型社会的建设工作的开展,在大力开发新能源的同时,也要注意开发新的能源应用技术,通过先进技术降低能源的消耗。不止如此,还应在教育中渗透节能环保的意识,从小培养学生的节能意识。
【参考文献】
【1】李军干,杜红珍.谈建筑节能[J].山西建筑,2008(6):241-242.
【2】刘雁.节能世界出尽法宝[J].资源与人居环境,2007(3):56-60.
关键词:新型住宅, 设计, 可持续发展,节能
Abstract: The house is one of the main carrier and the people's livelihood, economic development, and social progress is the important symbol. However in the design process, how to the complexity of the housing construction form, design the economy applicable, rich individual character and can meet the owner the housing needs of growing new residential, becoming house design personnel which must face the problem.
Keywords: new residential, design, sustainable development, energy efficiency
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:
随着人们经济收入和生活质量的不断提升,越来越多的人对住宅的要求已不再简单地满足于有房而居,而是对住宅条件提出了更高更新的要求。这种对住宅的更高更新要求虽然体现在诸多方面,但是最为普遍的是体现在要求住宅方便舒适、节能环保、环境优化和尽量节省投入等方面。
一、与时俱进,建筑设计要将美观大方和经济适用进行有效结合,凸显时代气息
1、注重住宅外观打造,做到与周边环境相协调。
住宅建筑应该从总体大局出发,考虑外观设计与周围建筑环境相协调,彼此协调且能容入周边的环境,避免只考虑自身的立面效果,忽略周围环境的因素。群体住宅小区的设计应当注意色彩与小区主题的协调一致,平面、立面布局富有变化,在满足通风、采光要求的前提下,错落有致,相得益彰。从单体效果上,应该注重和谐,在造型上、色彩上、与自然环境相互融合,努力挖掘主题的元素符号,突出造型、色彩、材质的特点,丰富住宅建筑的主题表现力,体现出人文、文化的特色。对色彩加以提炼,体现色彩的多样性和丰富性,塑造自身的建筑风格。
2、平面方案合理分区,确保设计的功能质量。
首先要注意合理分区,客厅、卧室、厨房、卫生间、书房、健身房要合理布局,在满足居户居住舒适性的同时还要注意通风、采光的因素。此外在住宅建筑中还应该适当考虑公共空间的分区,注意满足家庭成员进行绿化或者饲养宠物等个好的需求。其次注意平面方案的质量功能,首先是采光,不同地区应该按所在气候分区满足日照要求,避免无直接采光住宅的户型,在北方寒冷和严寒地区犹为重要。其次是通风,尽量采用自然通风的住宅户型,防止局部死角造成的通风不畅。按规范设计通风道,其中卫生间尽量做到自然通风。
3、完善公共设备系统,以便充分发挥建筑各部的功能。
现代化的新型住宅必须要有完善的公共设施系统,从而最大限度的满足居民的生活需求。如变电所、水泵加压房、交换站、消防控制室、燃气调压站等,还应该考虑数据交换站、保安监控室的合理位置布置,另外物业服务、垃圾处理方面应给与足够重视。
二、以人为本,综合考虑住户因素,满足住户需求,体现人文关怀
1、充分考虑居住者生活习惯,尽可能让居住者方便舒适
住宅设计平面布局的合理性体现在户型面积标准规定下的配套合理性。如设计较大的起居室、厨房、卫生间和贮藏空间,并体现开敞与私密分离、饮食与寝居分离的原则。又如住宅单元设计以宽敞明亮的起居室作为家庭活动中心,将大大方便家庭成员的学习、家务和进行情感沟通交流。从居民生活习惯考虑,住宅单元设计应通过注重细节设计来满足居住者的方便与实用。
2、充分利用室内空间,尽可能减少居住者购房费用
进行住宅设计时,应对住宅室内的现有空间加以充分利用,在满足居住者更多需要的同时,还不可过多增加造房费用,减少购房者的购房支出。对于大多数工薪阶层以多年薪金积攒购房的购房者来说,这点尤为重要。在住宅设计中,应充分考虑储藏空间问题,最好的方法是建造内置壁柜,从而节省空间。此外还可对大空间进行灵活分隔,这样既有利于空间的充分利用和家具、房间的重新布置,又有利于人口变化和房间的调整。
3、充分重视生态环保, 尽可能为居住者提供健康的室内外环境和空间
进行住宅设计时应注意要有良好的室内气候条件以满足建筑物使用者居住生活的舒适和健康要求,进而使人和建筑与自然生态环境之间形成一种良性循环的和谐状态。设计时要注意尽量保护原生态系统,尽可能使用再生资源,并能尽可能利用生物能、地热、太阳能和风能等自然能源。做到建筑环境舒适,日照及通风良好,有效控制室内各种化学污染,其中建筑废料排放要尽量做到无害,并能采用生态技术实施废水、废物的净化和再利用。
4、注重人文设施建设,细节之处体现人文关怀。
体现人文关怀就是要尽量考虑到居住者的基本居住需求,进行符合人性化的设计。小区内进行无障碍通道和遮雨通道的设计。例如在南方地区,由于日照时间比较长,尤其是一些大盘小区应该考虑局部遮阳通道,避免进入自己的家园还被晒的大汗淋漓。设计人员应该设身处地的想一想自己的生活感受,并尽量考虑到老弱病残和婴幼儿,这样才能设计出更为人性化的住宅区。
三、积极运用新兴科技,设计新型智能化房屋建筑
1、整体设计要做到与时俱进,具备适当超前意识。
智能住宅是一项综合性的系统工程,它涵盖了各个专业,只有做到与时俱进,将这些因素密切配合,才能使设计更完善,布局更合理。此外,住宅智能化建设还应当有一定程度的前瞻性,以适应社会发展和居民生活水平提高的要求。例如2l世纪的今天,家用电器的发展极为迅速,如空调、电话、电脑及互联网的普及、家庭影音中心的流行等等,都对住宅设计提出了很高的要求。所以住宅设计必须要看到未来发展的趋势。
2、综合考虑设备要求,做好智能化配套设计。
在住宅设计的全过程要注重和各个设备专业的沟通协调,做好智能化配套设计。在住宅设计中,要充分考虑各种类型信息设备的正常使用和管线埋设、结构化综合布线的要求,留出足够的管道井和设备空间。设备安装遵循“整合、隐蔽、配套”的观念和设计原则,并做好设备管道的集中布置,这样可以大幅降低住宅智能化建设成本。总之就是要使智能住宅不仅能满足家庭通讯和电脑上网,还应为信息家电的使用和在家中工作创造条件。
3、充分运用新材料、新技术,创造新型、安全、舒适的居住环境。
为了满足住宅的节能环保和舒适性,在住宅建筑设计中,要尽量采用新型的结构、墙体材料和构造技术,建造节能环保的“绿色住宅”。住宅的屋面、墙面,地面采用保温隔热的新材料如隔热墙和自控光热层面板,节点构造采用无热桥设计;开发双玻或三节能窗,提高塑钢窗的密闭性、保温性、耐久性及装饰效果。此外,在住宅的日照、通风、隔热、防潮、采暖、照明、空调、供水等各个方面,都应适当高于目前实行的标准。
四、节能降耗,建筑设计要走可持续发展之路
1、因地制宜,合理设计,充分利用当地自然资源。
住宅区的规划布局应根据各地不同,因地制宜,充分利用当地自然资源,使建筑群的规划布置和建筑物的平面布置有利于自然通风和采光,保留自然水域面积,增加植被绿化形成小区微气候。设计时采用南北向或接近南北向,使建筑冬季可以增加太阳辐射得热,夏季可以减少太阳辐射得热,且与当地夏季的主导风向一致。建筑物的单体设计应控制其体型系数,将体型系数控制在一个较低的水平上,以减少其护结构的传热损失,降低建筑能耗。
2、注重使用节能的绿色建筑材料,提高房屋建筑的保温隔热功能。
注重实用新型的墙体材料和有利于环保的建筑材料,目前影响建筑能耗最直接的因素是建筑围护结构保温隔热性能的优劣,我国现有居住建筑围护结构的热工性能普遍较低,直接影响了室内热舒适度。处于夏热冬暖地区的福州,夏天普遍需要空调,冬天甚至需要采暖,建筑整体的耗能量大。因此,提高建筑围护结构的热工性能是建筑节能的最有效手段。
3、充分采用新型节能科技,使用可再生能源。
注意推广节能新技术的应用,实现建筑节能,一方面通过降低建筑能耗的各种手段,另一方面要利用太阳能等自然资源,减少常规能源的消耗和对环境的污染,保持生态平衡。在我国中西部的广大地区,一方面是经济发展和居民收入相对落后,另一方面却是各种自然资源极为丰富。这就要求在住宅设计中,充分利用太阳能、风力、沼气、地热和有机废弃物的再生资源,从而在不影响住宅功能的同时达到节能降耗的目的。
五、结束语
在经济高速发展的今天,人们对住宅建设必将会有更高的要求,设计者们必须要时刻注意时展的方向,同时要具备一定创新性和超前意识,只有这样,才能了解住户对住房的需求,从而设计出满足住户需求,适应时展的新型房屋建筑。
参考资料
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[2]付祥钊,《建筑节能原理与技术》,重庆大学出版社,2008.09
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[4]乐嘉龙,李朴.世纪住宅设计图说[M].合肥:安徽科学技术出版社,2003.1-101.
【关键词】多层砌体结构;裂缝;控制
施工时多层砖房通常会发生开裂现象。房屋建成后一年.有的2―3年.甚至更长一段时间后。墙体产生裂缝,裂缝的形态有斜缝,垂直裂缝。水下裂缝,八字缝等,影响了建筑的功能和美观,严重的导致结构安全度降低,抗震性能差。因此防止房屋建筑开裂十分重要。
1 概述
砌体结构是我国应用较广的房屋建筑,在多层住宅中有广泛的应用。随着住宅建筑商品化,为了满足其基本功能和它的特殊性,对建设和设计者提出了新的要求,住宅建筑已从过去的单一满足使用安全功能延伸到满足视觉安全功能,在规定的使用年限内不出现建筑病害。住宅建筑中出现的裂缝问题便是其病害之一,墙面裂缝引起建筑饰面受损、脱落,影响建筑物的装饰和使用效果,严重的会给使用者造成心理上的恐惧。
砌体结构房屋墙面裂缝的产生原因有以下几种:①地基不均匀沉降;②结构荷载过大;③ 材料质量差;④施工方法不当,施工质量低劣;⑤ 自然界温度的影响;⑥ 设计构造措施不完善等。对于前① ~④ 项原因在相关的设计、施工规范文件中已有了具体规定,只要严格执行,即可以避免。对于后两项原因,现行的结构设计规范还没有提出具体的计算方法,只是依照设计者的实践经验和对建筑结构裂缝的认识程度,采取一些构造措施来保证。这些因素往往容易被设计者所忽视和疏漏,须引起高度警惕。本文主要谈一谈由温度原因引起裂缝的控制措施。
2 施工因素
2.1 施工速度过快,有的一周一层,甚至更快,此时砌体的强度尚未达到设训强度,且地基快速变形,土应力调整滞后,使地基土过早产生沉降不均匀。导致在砌体内部已产生过大的初始应力和应变,形成潜在的裂缝因子,主体完工装修,居民入产后.进一步加载.裂缝因子发生作用,导致墙体开裂。
2.2 砂浆未充分搅拌,和易性差,操作时。饱满度不够,水下灰缝厚度不均匀,造成砌体强度下降。
2.3 砂浆强度不符合要求,如砂子含泥量较大,不均匀,不严格训量,配合比不准,甚至根本未采用施工现场材料进行试配,由实验室来确定配合比,仅依据某些资料提供的参考配合比施工。
2.4 施工工艺错误。砌体施工缝处留直,甚至阴搓。浇筑构造柱时,外檐墙无支顶,由于流动状混凝土的侧压力造成外墙向外倾斜,形成窗洞口下角部水平裂缝。
2.5 夏季施工砖缺乏浸水,水分过早被吸收,水泥水化反应不足。在冬季,机砖内吸收水分,未注意砌体蓄热保温,导致发生冻胀,严重时产生冻胀裂缝。
3 设计因素
3.1 基础刚度和强度不足,甚至内纵墙基础末拉通,从而造成房屋整体刚度较差,而导致整体弯曲变形过大。
3.2 建筑物过长,内纵墙过少,在垂直荷载作用下,整体弯曲变形过大,产生墙体开裂。
3.3 外墙设置暖气炉窑,墙体局部减薄,该处室内外温差增大。墙体易开裂墙采用240墙,外保温措施不满足热工要求,外墙的内外面温差梯度较大。
3.4 门窗洞口开得过宽,房屋整体刚度和强度下降,洞口部位应力集中加剧。
3.5 进深梁或具他支承梁跨度过大,墙体局部承压承载力不足,或砌体对梁端的约束变形不协调造成墙体水下开裂。
3.6 电线及具他管线暗埋在墙内处理不当,造成局部墙体强度减弱。
4 常见裂缝的形式及原因
4.1 斜裂缝
由于多层砌体属于脆性结构,其抗压强度一般比较高,而抗拉强度比较低,在剪切应力超过其抗剪强度后首先表现的就是与主拉应力垂直的斜裂缝。
在大多数情况下,斜裂缝主要在墙体开口处、转角处、纵向外墙两端出现的概率比较高,如:门窗洞的转角、窗问墙、外强与内墙的交接处。裂缝的表现形式一般为:裂缝往往通过窗口的两个对角,且窗口处裂缝较宽,向两边逐渐缩小,在纵墙上呈现为正八字形,在靠屋顶下的外墙上或者在内横向隔墙上和山墙上的斜裂缝一般也呈八字形,有时也成对角“X”形,裂缝跨越水平灰缝和竖直灰缝甚至横穿砌块而延伸。 转贴于 中国论文下载中心 htt
4.2 水平裂缝
由于砌体结构的抗拉强度和抗剪强度比较低,而且不均匀,外墙上的斜裂缝往往与水平裂缝互相结合出现,形成一段斜裂缝和一段水平裂缝相结合的混合裂缝,水平裂缝有时沿灰缝错开使人们错误地认为是斜裂缝,造成原因分析错误和处理方法失当。
4.3 竖向裂缝
这种裂缝常出现在窗台墙或窗洞两个下角,有的出现在墙的顶部,上宽下窄,窗台墙竖直裂缝多数出现在底层,二层以上较少发现。裂缝一般在施工后不久就开始出现,并随时间而发展,有些要延续数年才能稳定。有些建筑物在承重墙的中部出现竖向裂缝,上宽下窄,比如:由于地基不均匀沉降或相邻结构变形等原因而承受负弯矩作用的墙体。
4.4 裂缝产生的主要原因
砌体结构的裂缝形式多种多样,有的建筑物裂缝形式单一、走向规则、宽度有规律,一般引起这样裂缝的原因也比较明确简单;而有些裂缝形式多样且走向变化,不同部位宽度规律不明显,一般这样的墙体裂缝原因也较为复杂。
5 墙体裂缝的措施
在工程设计中,设计者大都习惯于从强度方面考虑问题,而忽视了温度这一导致裂缝的主要因素。结构设计中首先考虑的是满足在承载力、抗震、风荷载条件的强度要求,如在选择砌块及砌筑用砂浆的强度等级时,一般是底层砌体选用强度较高的砌块和砂浆,楼层越向上选择的砌块及砂浆强度等级越低,建筑顶层及女儿墙甚至选用MU10砖、M2.5砂浆砌筑。这种习惯作法虽能满足重力荷载作用下的强度要求,但远不能满足顶层砌体在温差应力下所需要的强度。为此,控制砌体结构温度裂缝可以从以下几个方面进行:
(1)提高顶层及女儿墙砌体的强度,以加强整体抗剪能力。砌体受剪破坏有两种形式:
一种是沿灰缝破坏,另一种是沿灰缝及砌块破坏。砌体结构的抗剪强度计算公式:
V≤(?v+αμσο)A
式中,V为截面剪力设计值; ?v为砌体抗剪强度设计值;a和μ分别为与荷载类别、砌体类别相关的修正系数。σo 永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力;A为水平截面面积。
根据计算公式,砌体结构的抗剪主要取决于砌体的抗剪强度 ?v ,而 ?v 的高低又取决于砌体砂浆的强度等级。在工程实例中,砌体温度裂缝多是沿砌体水平灰缝或阶梯形灰缝发生的,即为砌块的强度高于砂浆的强度所致。为此顶层砌体所用的砂浆强度等级不得低于M5,且必须为混合砂浆。
关键词:地基基础缺陷 加固措施
中图分类号:TU47文献标识码: A 文章编号:
引言
在建筑施工中,地基基础是最重要的关键环节。地基主要是指,在建筑物荷载力的作用下,基底的下面所产生的变形地层。基础作为一个纽带的结构,将它所承受的荷载力传递给了地基。地基必须具有高强度和稳定性,能够起到支撑和防护的作用,来自上层的荷载力不应该超过地基的变形允许值。如果天然地基具备较强的承载力和支撑力,则是非常好的天然地基。但是,如果地基没有这种天然条件,就需要采取加固的措施,在加固后的地基上进行基础施工,从而提高建筑物的稳固性。
一、地基基础缺陷
1.地基基础标高的偏差问题
地基砌筑到室内地平位置时,会存在标高不处于同一个水平面的现象,对上层墙体的标高控制会产生影响,出现标高偏差原因,主要是由于下部基层放脚宽大,皮数杆无法贴近,对砌筑的每个基础和皮数杆间的标高差难以有效观察,填芯砖所采取的是大面积的铺灰砌筑方式,因铺灰面过长或者厚度不均匀,致使砌筑速度不一致,砂浆停歇太久,会由于挤浆困难,造成灰缝无法压薄冒高状况。
2.轴线位移问题
地基基础工程的轴线位移所指的是大放脚砌筑到室内的标高位置,轴线和上部的墙体轴线会出现错误,轴线位移大多出现在建筑内横墙上,上部墙体与基础会出现偏心压,对建筑整体的受力性能会产生影响,出现轴线位移是因大放脚的收分寸没有掌握准确,砌筑到大放脚的顶部时,会出现偏差问题,当再砌筑地基基础的直墙部分,就会出现轴线位移状况,在施工的时候,横端的基础轴线通常在槽边设置中心柱,在实际放线的时候,会将控制桩安装于山墙位置,其横端的轴线可从山端至另端的排尺进行控制,建筑基础大多数是先砌筑外纵墙与山墙位置,当砌筑横墙基础的事后,槽中线会被封于纵墙的基础外部,不能吊线找中,使得轴线出现较大偏差,槽边的控制桩无法很好保护,车辆及施工人员就会出现位移,出现轴线位移。
3.防潮层失效问题
抹灰不密实或者防潮层开裂,地下水沿着地基基础往上渗透而无法阻止,致使墙体潮湿,当外墙受潮之后,就会出现冻融或者盐碱作用,房屋建筑砖墙的表层就会出现逐层的剥落酥松,对居民的房屋美观与结构强度会产生影响。这是由于房屋建筑施工当中,灰浆混用,砌筑的基础剩余砂浆当作防潮的砂浆应用,防潮层在施工之前,基础面上未作清理,浇水不够,对防潮层的砂浆或者基面粘结造成影响,在操作的时候,房屋表面抹灰不实,再加上养护不到位,防潮层就会出现早期脱水状况,其密实度与强度无法达到要求,出现裂缝状况,在冬季施工的话,防潮层也会出现受冻失效问题。
二、地基的加固措施
1.地基的加固施工要求
在现代建筑施工工程中,通常对需要对建筑物地基进行一定的加固和处理,在进行地基加固过程中,一定要确保地基加固符合施工技术要求。如确保基坑的干燥,并对坑槽内的污泥和积水处理干净,在进行灰土铺压时要做到灰土的含水量,以及土质要符合铺压标准,可以通过手捏的方法来判断灰土的含水量是否均匀,如果能够捏成团,轻捏即碎的话,则说明土质状况符合要求,如果太干燥则需要洒水,如果含水量太大则需要晾晒,否则将影响地基的加固效果。需要说明的是,在进行夯土填实处理时,一定要确保分层碾压的灰土间距大于0.5米,同时,在夯实处理后的灰土,要保持必要的干燥,对每层灰土的施工都要进行必要的现场试验,确保符合设计指标要求。在夏季要避免雨水或其他污水对其进行影响,做好防止暴晒与雨淋工作。在灰土施工完毕后,应该及时开始基础施工,并对围土及时回填,而在冬季进行施工的时候,也要注意到冻土的影响,尽量避免因冻土而致的地基加固不妥当的技术措施。
2.地基的加固施工措施
在地基的施工处理工程中,由于地质条件、以及工程施工工艺等方面的考虑不周,也会出现影响工程施工的问题,作为建筑工程的基础工程,对地基的施工需要引起各相关人员的高度重视。如在施工中遇到的地基塌方,地基一旦出现塌方,必然会对整个建筑地基的稳定性产生影响,甚至会导致整个过程施工方案的重新制定或造成对整个基础施工的安全事故,为此,在对地基进行施工前,必须加强对地质条件和环境的全面勘察和进行充分的论证和分析,以实现对地基条件可行性的全面掌握,制定出符合实际地矿要求的有效措施和方案。
加强对地基施工的阶段性保护,比如对于雨季要加强对地基内的污水的及时处理和雨水的预防,不能因为雨水的侵蚀来影响地基的施工质量。同时,落实地基施工过程质量监督管理责任,对因施工管理不规范、监督工作不到位,导致地基基坑与设计标准不相符,从而影响到地基的实际荷载,造成受力不均、地面沉降等现象,不仅将对整个工程质量产生巨大的影响,也会给国家和人民造成生命财产损失。为此,施工工程的有效监督和管理必须切实落实,科学应对,确保整个工程的施工质量和要求。
3.地基的加固施工勘查的重要性
工程勘察报告要全面反映建筑场地工程地质和水文地质情况,要预防地基基础的工程事故,首先必须对场地工程地质和水文地质条件做全面正确的了解,要做到这一点关键要搞好工程勘查工作,要根据建筑物场地的特点,建筑的使用要求,合理确定工程勘察任务和目的。勘查工作为建筑物的设计提供举足轻重的参考资料,在勘查时要重视对钻孔深度的选择。由于钻孔深度必须符合设计要求,如果不符合设计上对压缩厚度的需要,或者达不到桩所坐落的土层时,那就不可能正确计算出地基的沉降,或桩的正确承载力,也就达不到基础设计要求。因此必须按设计要求确定合适的钻孔深度。如果由于勘查数量不足,钻孔和探坑布点少,再加之钻孔深度不够,以致不能表达出土的不均匀性和层理的不一致性,就有可能引起建筑物的翘曲和弯折而出现裂缝,造成严重的质量事故和巨大的经济损失。
随着大型建筑工程的施工要求的不断提高,对建筑地基基础和桩基础的施工要求也提出了挑战,随着施工工艺技术的不断应用,在确保施工要求的基础上,针对地基基础和桩基础的施工工艺技术进行分析,从而探讨出有效确保地基基础和桩基础施工的安全性和稳定性的思路和方法,为建筑工程施工提供必要的参考。
小结
地基的加固与处理,简单来讲,就是增加地基的承载力,使地基能承受巨大的垂直荷载,但是若是地基的承载力本来就不高,或者说地基的软弱层过深、承载力较低,又或者导致受力不均匀,那么,就必须要采取一系列的方法来提高地基的承载力,而地基加固就是其中的一个重要方法。一般而言,对于“不满足承载力要求的桩基础”而言,可以分为部分桩和大部分桩,通常情况下,会采用注浆、补桩、加厚承台、桩间土加固、降低上部建筑物重量等方法来处理,并且在实践当中,要根据具体情况以及现场实际情况,来有效的确定
参考文献:
[1]简艳军 砖混房屋地基基础维修加固技术分析[期刊论文] 《中国高新技术企业》 -2009年24期-
关键词:生态住宅;室内微环境;建筑设计
引 言
生态绿色住宅是以最大限度利用自然生态资源为目的,既不破坏生态平衡,又能体现“健康舒适、节能环保”的生活主题。绿色生态的建筑住宅具有节能、节水、减少环境污染的优势,能够缓解当今日益严峻的能源危机和环境污染等问题,完全符合当代人们对于健康舒适、无废无污、和谐生态、开放性居住环境的要求。生态住宅的设计很大程度上体现在室内微环境的建筑设计,也就是风环境、空气环境、热环境、光环境以及声环境方面的科学合理设计[1]。本文立足于生态住宅设计原则,阐述生态住宅室内微环境设计的控制技巧,为建设节能、环保、生态型住宅提供必要的参考意见。
1 生态住宅微环境建筑设计原则
(1)生态平衡原则。以科学发展观为建筑理念,以住宅小区为建筑设计平台,立足于当地的地形、地质、气候特征和自然水循环系统,优化生态结构,遵循自然规律,有目的性性保护自然生态系统,切实维护社区与自然生态环境的和谐共生,创建人与自然和谐相处的的绿色生态小区环境[2]。
(2)节能减排原则。生态住宅小区坚持节能减排的原则,体现在用水、用电、用地的方面,尽量降低能源材料的消耗。在居民用水设计时尽量采用节水装置,江水资源的可再生使用,优化水循环系统。在小区的电气系统设计时,尽量以节能减排设计为主,提高墙体结构的保温、隔热性能。小区土地使用需合理考虑小区的建筑物密度与绿地面积。
(3)科学合理性原则。科学合理性是指小区的周边环境、建筑环境以及室内微环境需满足人们衣食住行活动的要求,确保建筑物的室内室外环境达到健康舒适的水平。
2 生态住宅微环境建筑设计控制
(1)室内风环境设计。室内风环境设计以自然通风设计为主,自然风作为来自于大自然的一种天然风,能提供新鲜空气,改善空气质量,生理降温,有效释放建筑物存储的热量,会让人感觉到凉爽舒适、心情舒畅。倘若在城市房屋室内设计中引入自然风形式,可以成功拉近人与自然的关系,提高人们的生活质量,减少能源消耗,从而降低环境污染,是构建资源节约型、环境良好型城市房屋建筑设计的有效途径。自然通风设计需要注意以下三点:一是选择适当的建筑物朝向;二是合理设置建筑物间距;三是科学规划室内建筑设计平面和立面布局。以江西省南昌市为例,南昌处于亚热带季风气候地区,夏季主导风向为东南风,西北风为冬季主导风向,东南方向的光照时间长、太阳辐射多,因此南昌市的建筑物的主立面绝大部分朝向东南方,这样的设计有助于最大限度地利用自然风,起到调节室内通风状况的效果。此外为了改善室内空气品质,可以在室内的厨房、卫生间安装排气道、排风扇,设置燃气报警系统,一旦燃气泄露,报警系统自动发出信号,并切断燃气管道和电力系统,开启排气装置将燃气排除室内。
(2)室内热环境设计。室内热环境是指人体对室内环境温度的冷热调整和感受,人体对热环境的温度承受能力是有限的,一直以来人们可以通过衣着、采暖、制冷等方式来调节温度给人体带来的负荷。室内热环境设计包括最佳温热条件控制、采暖设计、制冷设计三个方面。最佳温热条件控制包含气温、湿度、辐射以及气流,在室内最佳温热条件控制时,应该结合当地的温度气候条件,采取必要的措施进行合理控制。比如冬季室内寒冷干燥,是流感病毒的高发期,采暖设计是必不可少的,适当运用空气加湿器,增加室内湿度,有助于人体健康。夏天,全国各地都处于高温闷热天气,因此空调制冷系统设计是必不可少的。但是必须考虑室内的最佳温热条件、人所能够承受的温度以及节能减排等方面的原因,根据国家制冷相关规定,室内外温差控制在5℃之内,办公室空调温度24℃为最佳标准。
(3)室内光环境设计。人的世界缺少不了光线,光线存在在人的生活中的每个角落。而建筑室内设计中合理利用光线,科学地进行采光和照明设计,可以为人们创建一个生态健康舒适的居光环境[3]。室内光环境设计包括日照条件、天然采光以及人工照明。太阳光照分为阳光和太阳辐射,阳光提供照明。而太阳辐射具有杀菌消毒的功效,二者形成人体自身健康和日常生活的重要组成部分。室内日照设计需要将当地的日照时间、日照方位以及建筑物的间距进行详细的计算,同时考虑到建筑物的阴影对日照的影响,此外室内日照面积的大小也是日照设计要考虑的因素。天然采光对人的视力和健康有利,为人们提供室外的天气状况以及空间定时、定向等动态信息。室内微环境的天然采光设计,要充分利用阳光的直射、反射以及透射的作用,尽量使室内光线充足,给人以明亮、舒适的光环境。人工照明主要是针对夜晚设计的室内光环境,主要采用的是人造光源和人造灯具。以南昌市青山湖区恒茂湖滨小区为例,根据南昌的总体地理位置和气候特点,该小区的建筑群朝向东南方位,建筑物间距适当,其投射阴影不会挡住后排建筑,日照和采光条件非常好。夜晚室内的照明系统设计选择LED光源,体现节能减排理念。
(4)室内声环境设计。对于一般的办公室、住宅的室内声环境的质量往往容易被人们所忽视,但是恶劣的室内声环境不但会严重影响人们的生活质量,还有可能影响人体的心情和健康。环境噪声是室内声环境差的罪魁祸首,而如何改善室内声环境是建筑设计师所要解决的问题。提高室内声环境质量的重担落到建筑师、室内设计师以及声学工程师等相关设计人员的身上,必须要求他们要齐心协力,紧密合作,才能将这一工作完成好。建筑师在对建筑规划时就应该谨慎选址,室内设计师首先要考察室内噪音的来源和传播途径,适当采取隔音措施。而健康舒适的室内声环境还需社会各界人们的自觉维护和保持,遵守社会道德,维护居住环境的安静、和谐。
3 结束语
“绿色生态,节能减排,健康舒适”的住宅已经成为当代居民房屋建筑的主旋律,生态性住宅强调以有效利用自然生态资源为目的,以保持人与自然的和谐相处和维护生态平衡理念。生态住宅的建筑设计重在对室内微环境的设计上,作为新时代的建筑设计者,在室内微环境的设计过程中,尽量采用自然通风,保持室内空气清新,光热资源合理适当,维持室内安静舒适,这样才能构建一个人人乐于居住的愉快生活环境。
参考文献
[1]杨雪玲,司应哲.绿色生态住宅室内环境设计的可控性[J].国外建材科技2014,25(1):93~96.
【论文摘要】:随着经济的发展,随即而来的就是能源危机和环境污染,利用可再生、无污染的能源已成为现代社会的一个趋势。文章介绍了我国目前太阳能建筑的现实状况,分析了其中的节能潜力,并介绍了太阳能建筑节能的相关内容和实现技术,探讨太阳能建筑节能的可持续发展道路。
随着改革开放和经济发展,我国太阳能建筑的面积日趋增大,建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。抓住机遇,不失时机地推进建筑节能,有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境,实现国家发展的第二步和第三步战略目标,并引导我国建筑业与建筑技术随同世界大潮流迅速前进,太阳能建筑的节能具有很好的前景,大有可为。
我国地域宽广,房屋建筑规模巨大,约有一半建筑位于北方"三北"地区,由于气候原因,每年约有4-6个月的采暖期,该地区规定设置集中采暖系统,以往习惯称之为集中采暖地区。中部地区(冬冷夏热地区),即长江流域地区,虽然冬季平均气温高于0℃,但相对湿度较高,冬季湿冷,而夏季又酷热。该地区属于中国经济发达地区,包括长江上游在内,涉及18个省、自治区、直辖市,总面积180万k平方米,人口近4亿。年工农业总产值占全国40%,人均产值及人均收入均高于全国平均水平。以往由于经济上的原因,该地区一般城镇住宅围护结构无保温措施,也不设置采暖设施,因此冬夏季室内热环境条件相当差。南方属于亚热带气候,夏季气候炎热,降温则是主要解决的问题。
与发达国家相比,集中采暖地区城镇住宅围护结构保温、气密性较差,供热系统效率较低,单位面积的采暖能耗要高得多。我国已成为世界上建房最多的国家,近年来每年全国建成城镇住宅2亿平方米以上,随着人民生活的不断改善,人们对于建筑热环境的舒适性要求愈趋迫切,中部地区冬季采暖势在必行,各地"空调热"也日渐高涨。所以,如何尽量利用太阳能、合理建筑设计,对北方集中采暖地区可以减少采暖、空调能耗;而对于中部及南部地区,改善室内热环境条件,达到低水平的室内舒适参数,已成为一个重要的课题。
我国从80年代起,对城镇多层住宅应用被动太阳能进行采暖及降温技术已有研究,先后在石家庄、滩纺及杭州等处建成了试点建筑,较好的改善了室内热环境条件。当时的技术路线是由热工外算开始,进而建造示范建筑以验证效果。国外从70年代初期起,投入了相当的力量进行计算机软件的开发工作,应用动态模拟计算,进行建筑热工参数计算分析,进而可以预测室内环境参数,获得应用被动太阳能的最佳建筑设计方案,同时也建设示范建筑以验证软件的可信性。这类从合理建筑及热工设计着手,在增加有限的建设投资下,尽量利用被动太阳能来达到低水平的室内冬夏热环境条件的住宅,这里称为"节能住宅"。
一、各种参数对空温的影响
为了进行参数研究,首先确定了一个基础方案,即对条状住宅建筑模型,取其南向主立面外窗的窗墙比为30.3%,单层窗,外墙与屋面传热系数均为0.83w/平方米,换气次数为1.1次h,不考虑内部蓄热量。在进行参数分析时,固定其他参数,仅变化一个参数来分析对室温的影响。
1.内部蓄热量
蓄热量会影响室温,特别是对最高室温有影响。冬季,内部蓄热量会使月最高温度降低,而使月最低温度升高,至于月平均温度,则略有升高。显然,内部蓄热量可以改善冬季室内热环境条件。对夏季来说,蓄热量同样也降低了月最高温度及升高了月最低温度,而月平均温度则无多大影响。当建筑模型中一个住户内蓄热量相当于100平方米、200mm厚混凝土墙时,可使八月份住宅最高温度下降3c左右,可使一月份住宅最低温度升高2.8℃,这将对室内热环境有较大的改善。
2.换气次数
可以预见,增加换气次数会使冬季室内热环境变差,但能改善夏季室内热环境。对夏季来说,换气次数由1.1次h增加到10次h,可使八月份月最高温度降低4.4℃、月平均温度下降4.8℃,月最低温度下降7.8℃。显然,冬季换气次数越低越好,如果园护结构、门窗密闭性好,换气次数可以降低到1.5次/h,此时与1.1次h相比,室温可提高2-3℃,3.增强夜间通风
降低夏季室温的一个措施是增强夜间通风,计算了三种方案,一是全天以1.1次/h换气,第二种方案全天以10次/hh换气,第三种方案则采取白天(早6一晚2l时)1.1次h换气,夜间(晚21一晨6时)加强通风至10次h.计算结果表明,对于内部蓄热量较大时,第三方案与第一方案相比,月最高温度下降3.7℃,月平均温度下降5.2℃,而月最低温度下降达7.7℃。可见增强夜间通风对改善夏季室内热环境是十分奏效的。
4.南窗面积
窗户开启面积既与热损失量有关,也与通过窗户玻璃进入室内的太阳得热量有关。太阳辐射得热量与窗户朝向有密切的关系,相比之下热损失与朝向的关系就不那么密切了。这里分析南向窗户面积对室温的影响。计算三种不同的窗墙比,它们分别是9.3%、30.3%及60.5%。冬季工况计算表明,窗墙比由19.3%增大至60.5%后,一月份最高温度升高3.6℃,平均温度升高2.7℃,而最低温度提高2.5℃的夏季来说,月最高温度、月平均温度及月最低温度分别要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。
由此可见,南向窗墙比大且具有较大内部蓄热量时,可以改善冬季室内热环境条件;至于夏季,南向窗户面积增大会提高一点室温,使室内热环境条件略为变差-点。
5.主立面朝向
主立面朝向不仅对冬季有影响,而且对夏季也有影响。主立面朝东及朝西时室温相同,与主立面朝南及朝北相比,室内热环境条件都要来得差。对于冬季来说,主立面朝南为最佳。
6.水平遮阳板伸出长度
夏季除了采用加大通风量来降低室温外,另一条途径是在窗户上方设置遮阳板,以减少太阳入射量。计算了不同伸出长度(水平方向)一月及八月份室温情况。由计算可以得出,水平遮阳板对夏季有明显改善室内热环境的作用,但遗憾的是,同时也使冬季室内热环境变差。夏季时,水平遮阳板的伸出长度由0,0.4,0.9及1.5m变化时月平均温度可分别降低1.0,2.0及2.2℃,但冬季却也相应降低了月平均温度0.2,0.7及2.2℃。
7.窗户的层数
增加窗户层数将减少热损失,但也在一定程度上减少了太阳得热量。采用单层宙及双层宙作计算比较,发现双层窗对冬季室温略有改善(一月份平均室温增加0.9℃),但同样使夏季室温略有变差(八月份平均室温升高0.7℃)。
8.外墙、屋面外表面颜色
外墙、屋面外表面涂成白色会有助于降低夏季室温。进行二种方案比较计算,一种采用吸收率为0.8的深色外表面,另一种吸收率为浅色外表面。计算结果表明,浅色表面可使夏季室内热环境得到明显改善,但同时也使冬季情况变差。在二方案中外墙及屋面传热系数均采取0.83w平方米,八月份平均室温可降低2℃,但一月份平均室温也降低了1.3℃。外墙与屋面保温越好,这种影响将越小。
9.外墙与屋面热工设计
采用三种方案进行比较计算。
第一方案为外墙与屋面的传热系数及均为0.83w/(℃。m),
第二方案外墙K=0.83w/(℃。m),屋面K=0.28w/(℃。m),
第三方案外墙与屋面K值均为0.28w/(℃。平方米)。由计算可以看出,屋面保温对降低夏季顶层室温的影响尤其大,第二方案与第一方案相比,八月份月最高温度下降7℃,平均温度下降0.4℃,但月最低温度上升了6℃。从冬季情况看,保温改善有利于室温提高,第三方案与第一方案相比,一月份平均室温升高1.1℃,5最低温度升高了2.4℃,但月最高温度有所下降(5℃)。顶层天花板表面温度受屋面保温影响甚大,对于屋面有很好保温的场合K=0.28w/(℃。m3),在年最热日下午14时,天花板内表面温度仅只比室温高0.5℃,但K=0.83w/(℃。m)的屋面来说,要高出3.8℃。如果采用外墙及=0.74w/(℃。m),屋面X=0.63w/(℃。m),并具有较大的内部莆热量,应用双层窗,加强夜间通风(晚21时至凌晨6时,换气次数为10次/h),此时最热日下午14时室温为37.2℃,天花板内表面温度只有33.6℃,室内热环境可以得到明显的改善。
二、节能住宅设计原则
根据以上参数研究,提出如下设计原则:
1.冬季换气次数应该尽可能低,而夏季则尽可能高。
2.如果具有较大的内部蓄热量,对夏季来说,较好的方案是白天(早6时至晚2l时)维持较低的换气次数,面夜间(晚2l时至晨6时)宜加强通风增加换气次数。
3.内部蓄热量对冬、夏季来说均能减少室温的波动幅度,即降低最高温度,升高最低温度,但对平均温度影响甚小,总的来说,内部首热量能改善室内热环境。
4.采用水平遮阳板来降低夏季室温并不是好的措施,因为它同时较冬季室内效环境变差,除非遮阳板在冬季时可以移开
5.尽管外墙、屋面外表面涂以浅色可以降低夏季室温,但同时也降低了冬季室温,因面不推荐这种做法。
6.采取南立面大比例的窗墙比,并设计成具有较大内部蓄热量境,对夏季稍为不利。
7.主立面窗户朝南为最佳,朝东及朝西效果最差。
8.窗户、外墙及屋面保温能改善冬季室内热环境,特别是屋面保温可以明显地改善夏季室内热环境。
三、几个推荐的节能住宅方案
被动太阳能(房)节能住宅方案:
参数研究优化计算了北京地区应用被动太阳能采暖的可能性,即研究了是否可能在不设置采暖设备时月平均室温达到16℃。计算结果表明是可能的,其建筑设计参数如下:
1.南立面宙墙比60.5%。
2.具有较大内部蓄热量,相当于户(建筑面积73.1平方米)具有200mm厚混凝土墙体的苦热量。
3.双层窗。
4.外墙与屋面的传热系数K=0.28w/(℃。平方米)。
5.冬季换气次数0.5次/h,夏季早6一晚21时换气次数1.1次/h,晚21次/h。
四、节能住宅方案设计原则
由参数研究的结果提出如下设计原则:
1.冬季换气次数宜低(v=0.8次/h),夏季换气次数宜高(v=20次h)(借助于打开宙户利用自然穿堂风)。
2.从防止出现结露危险性观点来看,冬季换气次数至少保持0.8次h。
3.增加内部蓄热量可使室内温度被动减弱,使夏季及冬季的最高温度下降,使最低温度升高,不过,内部蓄热量对平均温度的影响甚微。总之,内部蓄热量可以使室内热环境条件得到改善。
4.与较小的南向窗户相比,加大南向窗户面积,并配以相对较高的内部蓄热量,可以较好的改善冬季室内热环境条件。这种做法只是稍微使夏季室内热环境条件变差。
5.选择建筑南向主立面为最佳,而主立面东向或西向为最差。
6.南向窗户上部的水平遮阳板对改善夏季室内环境的作用不明显,除非在冬季时可以移开。
7.为了避免冬季卧室及起居室出现结露,在安排厨房、浴室、厕所位置时要注意与主要使用房间的隔断,并合理利用穿堂风,最好设置机械排风装置。