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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.097
傳統的混凝土建筑大都采用現澆模式,此種施工方法有能耗大、污染高、材料利用率低、施工技術落后、成本大等諸多方面的問題,而且在工程建筑中如果調度不當會影響工程進度,因此與當前經濟環境下的發展理念逐漸偏離,為此,預制裝配式混凝土住宅逐漸成為當前發展的必然趨勢。
1 預制裝配式混凝土住宅設計
1.1 結構設計
要進行裝配式混凝土住宅結構設計首先要根據實際環境、使用需求、還有設計要求進行構件拆分,因此對構件的數量、質量、型號、受力強度以及使用性能要進行合理的分析,必要的時候要進行力學的試驗性確定,以保證選擇的科學性,構件拆分不但影響著后續的設計還影響著工程的施工,一定要科學合理。完成構件拆分之后,我們進行裝配構件節點設計,把裝配構件之間、裝配構件與現澆結構之間通過裝配節點實現連接形成結構整體。
1.2 建筑設計
預制裝配式住宅在建筑設計上要根據實際情況配合結構設計進行。設計要保證結構設計的外立面美觀統一,盡可能的將結構設計中存在的PC構件產生的不勻稱性消除掉,遵循原則如下:
(1)保證平面功能,采用線條進行劃分、顏色上的對比、凹凸韻律的變化、紋理細節上的彌補等手段對 PC 構件進行劃分,塑造出富有一定變化韻律的立面效果。
(2)滿足立面變化的同時要保證PC 構件的使用性能、成本可控、施工技術可行。
(3)線條要布置合理,最好層層布置,防止因布置不合理產生PC 構件種類多變,增加工作難度。
2 預制裝配式混凝土住宅施工
2.1 整體施工前準備
預制裝配式混凝土在結構施工中,要根據設計需要提前做好模具生產廠家、預制構件生產廠家的選擇,確定構件臨時支撐體系、預埋件和窗框的選定等相關準備,除此之外就是常規的施工準備,務必做到精細到位。
2.2 進行構件運輸車輛選擇、堆放場地和運輸道路修整
構件運輸車輛要根據構件的長度、寬度、高度、重量進行合理選擇,除此還要根據安全運輸的相關規定和現場的實際情況確定,一般情況下所運輸構件的裝載長度不得超出車廂 2m 以上;構件的裝載寬度不得超出車身寬度;構件的高度從地面起不超過 4m;運輸構件的重量不得超過汽車最大載重量。在進行場地道路布置時必須明確構件的進場路線,道路凈寬不得小于 6m,運輸車輛通過時距道路邊緣不小于 0.5m,并且要根據運輸車輛的回轉半徑在道路轉彎處的內側鋪設鋼板,如果遇到特殊情況要和道路管理的有關部門進行協商解決。
2.3 起重機的確定
裝配式混凝土構件的吊裝需要特有的施工流程和現場平面布置。施工流程有構件吊裝、支撐體系安裝拆卸及關于構件間如何結合的施工,在施工中盡量最大限度地發揮起重機械的工效。起重機械選擇依據構件的數量、重量、施工過程、施工環境、施工半徑、構件位置、吊具重量、塔吊位置等因素確定。
2.4 合理進行施工階段劃分、節點控制、構件安裝順序確定
裝配式混凝土結構施工階段劃分根據1d 內構件可能安裝的數量確定,還要考慮實際的環境影響和澆筑量是否滿足施工使用量以及建筑間是否有伸縮縫,控制好時間節點,明確預制構件的安裝順序,結合工作人員的工作效率和設計時對施工的特殊要求進行確定。
2.5 標準層施工步驟的確定
合理確定施工順序和標準層工期,以 7d 一個標準層為例:第 1 天,進行放線和外腳手架的加高;第 1~3 天,剪力墻配筋、模板;第2 天,進行墻體部位裝配式混凝土安裝;第 2~3 天,梁、樓板進行支撐、支模;第 2~4天,梁配筋;第 3天,進行裝配式混凝土樓梯部位安裝(1 層樓下);第 4~6天,樓板配筋施工;第 5 天,進行裝配式混凝土陽臺部位安裝;第 6 天,根據實際情況進行塔吊提升,同時進行澆筑前檢查;第 7天,混凝土澆筑。
2.6 預制構件的支撐
預制構件和現澆結合部在形成的初期對外力荷載的承受能力較低,為了防止構件位置在側壓力的作用下出現偏移而影響整體結構的穩定性,我們要對其結構進行支撐。現澆混凝土的最大側壓力=混凝土密度×新澆筑混凝土高度,可以用對拉螺栓承擔該側壓力。
2.7 預制構件的預制施工
按設計要求對預埋件在預埋安裝前進行抗拉拔試驗;預制施工時要保證預埋件的位置要求,如果鋼筋與預埋件定位發生沖突,可適當挪動墻體配筋,范圍在-10~+10 mm;要保證預制構件施工后,表面光滑無破損;對內側與結構相接面做均勻拉毛處理,拉深4~5 mm;預制構件脫模標準是達到混凝土抗壓強度設計值的75%且不小于15 MPa;要防止預埋螺栓孔灌入混凝土,并在成型后填塞柔性泡沫棒;在預制疊合板與現澆層接合面做成凹凸差不小于4 mm的人工毛面。
2.8 預制構件的安裝工藝
預制件的安裝工藝為:放線抄平鋪找平灰餅,準備工具鋪灰起吊、就位臨時固定脫鉤、矯正塞水平縫(預制件下)梳整預埋鋼筋焊接豎縫支模整體澆筑與預制件相連的梁、柱預制件頂部抄平預制件頂部鋪找平灰餅鋪灰預制件上部梁及柱澆筑。
3 結束語
預制裝配式混凝土住宅設計美觀,注重品質,施工過程環保節能,高效優質,是當代住宅產業化和建筑工業化形勢下的創新產物,發展預制裝配式住宅是大勢所趨。結合實際情況將預制混凝土住宅從設計到施工全方位優化,形成產業化的縱深化發展,刻不容緩。
參考文獻:
[1]段凱元,張季超.預制裝配式混凝土住宅設計施工一體化研究[J].施工技術,2014(11):45-47.
[2]初文榮.預制裝配式混凝土結構特點與設計體會[J].中外建筑,2015(05):172-174.
Abstract: It exists obstacles for communication of information in the traditional production mode, resulting in low efficiency; and the separation of design and construction brought many problems. The integration of design and construction take combination, resolving part of the problems in the traditional pattern, but long separation of design and construction leads to problems in the integration of the current mode in China. From the aspect of information, this paper analyzes the development of BIM (Building Information Modeling). And then it puts forward the technical flow of BIM application in engineering & construction integrated model, providing support for the effective combination of design and construction.
關鍵詞: BIM;設計施工一體化;信息交流障礙
Key words: building information modeling (BIM);engineering & construction integrated;obstacles for communication of information
中圖分類號:TU17 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)32-0137-030 引言
在工程建設發展史上,古代建筑中的設計和建造是由不同工匠承擔。隨著社會生產力的發展,工程規模越來越大,技術復雜程度越來越高,設計和施工出現分工。我國建筑業是國民經濟重要物質生產部門,總體規模大,在在目前工程建設模式下,設計、施工有一定的結合,但大多數仍屬于不同的專業,由不同單位承擔。在這種傳統的模式下,帶來眾多問題,主要表現在:
①在長期設計、施工分開招標影響下,設計與施工單位進入時間、需求不同,設計、施工階段不能很好的搭接。一方面設計方案的可施工性存在問題,導致設計變更頻繁;另一方面設計缺陷和施工失誤帶來的責任權限劃分不清,引起糾紛。
②部門之間信息量增大,交流與傳遞頻繁。但各專業信息交流媒介存在局限,部門間的信息存在斷層,導致信息流失,難以集成與協同。
建筑業各環節存在重復作業;另外不同生產之間信息難以協同;這兩個問題使得生產效率低下,帶來資源、成本的浪費。眾多研究提出解決整個工程建設行業低效率的主要方案是把設計-施工-管理過程集成在一起,形成設計施工一體化,加強項目全生命周期中最重要的兩階段的聯系,減少設計變更,節約成本。
1 建設項目設計施工一體化的應用問題
設計施工一體化的概念要追溯到古美索不達米亞時代。20世紀80年中葉,眾多專家都印證了:采用設計施工總承包模式與其他模式相比,在工期、費用和質量等方面都有一定的優勢。
設計施工一體化是將設計、施工的分工與合作進行平衡、交叉,達到互動、互補和優化。設計施工一體化可以理解為:一是從企業角度看,是設計、施工單位縱向一體化戰略在項目的表現,二是從工程總承包商角度看,設計施工一體化是設計、施工單位實行設計施工總承包的一種方式。工程承包市場能更好的體現設計施工一體化,但目前建筑行業的企業更多的關注于企業縱向一體化,如向前期投資,后期維護等方面的發展。由于我國長期設計、施工的不同專業劃分,使得設計施工一體化建設困難重重。
1.1 總承包模式下設計施工一體化發展制約 在眾多研究中,傳統機制問題被認為是總承包模式中設計施工一體化發展的主要制約因素。我國建筑工程設計、施工分包的模式的弊端日益凸顯,要推進工程建設組織實施方式的改革,加快改變設計施工彼此分割的局面[1]。不管設計施工一體化采用何種模式,都要建立一個有效溝通協調機制,加強設計施工協作。
1.2 設計方案的可施工性問題 設計方案的可施工性是傳統模式下的重要問題,設計與施工分離是造成設計方案可施工性問題的直接原因。設計與施工的一體化才能從根本上解決建設項目的可施工性[2]。設計施工總承包中,設計的基礎性、先導性和決定性的主導地位,只有通過設計、施工的合理搭接,將施工經驗運用到項目得早起,才能落實設計的可施工性[3]。
1.3 設計施工一體化與信息化問題 建設生產過程的本質是面向物質和信息的協作過程,項目后期的實施和運行過程的質量直接依賴于項目前期信息的可用性、可獲得性及可靠性。隨著現代工程建設項目規模的擴大,施工技術的難度與要求不斷提高,各專業部門之間信息量擴大、信息的交流與傳遞更頻繁,但不能實現整個建設項目的信息共享。設計施工聯合體雙方要有充分的信息交流,建立信息網絡,才能充分利用聯合體資源優勢[4]。
目前最大的問題是設計、施工兩個階段的工作不能真正的融合,集成優勢不明顯,綜合效益難以體現。要實現設計與施工的有效融合,需要建立有效的溝通協調機制解決總承包模式下的制約,加強信息資源的支持與共享。
2 BIM技術在設計施工一體化的應用
建筑生產和信息處理是兩個不可分割的過程,推行設計施工一體化,實現的是建筑生產過程的集成;BIM技術促進的是項目信息處理過程的集成,基于BIM的設計施工一體化建設通過信息處理過程的集成實現生產過程的有效改進和重組,為不同參與方提供協作平臺,實現信息共享,能很好的為目前設計施工一體化的困境提供出路。
2.1 BIM技術的發展 BIM,是一種技術,也是一個過程,是利用三維數字技術,將建筑各構件的物理和功能性特性等信息以模型的形式,儲存到數據庫中,并嵌套各構件的相關聯系,提供“模擬和分析”的科學協作平臺,實現信息集成、共享,對項目進行管理。可從以下幾個方面理解其定義:
2.1.1 必要條件:BIM中B(Building)是輸入的客體,I(Information)是核心,M(Modeling)是過程,輸出的是三維或多維模型。
①Building:BIM的基礎是建筑物,建筑物是BIM的研究客體,也是信息的發出者,是BIM過程的輸入,也是各參與者的作用客體。建設項目過程中的信息都是通過對建筑物的基本屬性處理得到的,是對建筑的完整描述。
②Information:信息是BIM的本質,BIM收集、處理、共享的是信息,各參與者利用BIM獲取、更新、修改的也是信息,信息是將建筑物的屬性與多維模型,不同參與方之間聯系起來的樞紐。
③Model:模型是BIM輸出的結果,也是各參與方對建筑最接近直觀的感受,BIM集成了建筑工程項目各種相關信息的動態工程數據模型。
2.1.2 技術基礎:以三維數字技術為基礎,建立數據庫,實現信息的參數化儲存,解決數據之間的一致性和共享問題,能被建設項目各參與方普遍使用,支持建設項目中動態信息的創建、管理和共享。
2.1.3 其他方面
①目標:BIM要求將工具從二維轉變到三維,并在設計、施工階段貫徹協同、綠色和可持續的理念,在完成工期、質量、成本、安全目標的基礎上,實現與環境協調、可持續發展等更高層次目標。
②工具:BIM軟件是實現BIM思想的工具,通過應用不同的軟件,將建筑項目全生命周期中的變化發展形成完成的脈絡。
建筑是2D的,也是3D的,建筑信息從設計師到施工人員的傳遞也經歷了多次2D、3D的轉換。建筑師要將頭腦中3D的建筑設計轉化為2D的設計圖,施工人員在理解、分析施工圖紙的時候又將這種2D的圖紙在腦中轉化為3D的模型,與實體建筑相對應。BIM的應用能讓設計師直接以3D模式展現建筑信息,施工人員以3D模型為理解基礎,與實體建筑相對應,減少了信息在2D、3D轉換中的信息流失,傳遞過程如圖2。
建筑信息模型也是多維的,將施工時間計劃和建筑信息模型集成可形成4D Model(四維模型),實現構件或部件按建造順序進行顯示,即施工模擬;將造價信息與進度計劃、建筑信息模型結合,就形成了5D Model(五維模型),可根據施工內容自動統計各個時間段需要的資金。
2.2 BIM技術在設計施工一體化中的應用 我國BIM發展是以20世紀80年代建筑業開始信息化進程為基礎的。 “十五”信息化工作國家科技攻關項目推動了施工領域企業的信息化發展,BIM(Building Information Modeling),即建筑信息模型技術引起了我國建筑業第。2002年BIM的方法和理念由歐特克公司率先提出后,國內興起了用信息技術實現變革的風潮。“十二五”期間,國家明確提出要加快信息化新技術BIM在工程中的應用,降低信息傳遞過程中衰減。
但我國工程項目信息集成管理的起步較晚,其推進過程是緩慢而艱難。對BIM的概念研究僅限于BIM的概念、特征等基本性質,更多的關注的是BIM在設計應用后帶來的變革;施工階段將BIM應用到項目管理的具體實際中,更好的實現項目目標和效益,較少偏重于BIM信息處理方面的優勢。
對于BIM技術應用的案例和應用軟件都以設計階段為主導,進行設計方案的優化和選擇,像建筑朝向、日照、溫度濕度、風環境、聲學模擬等施工領域BIM還處于初級應用,主要是利用設計單位提供的設計圖紙,先利用其它軟件建立項目的BIM技術模型,并復核檢查,進行模擬分析優化,成本預算部門進行三維算量、成本預算。其它應用比較多的是利用BIM的模擬、可視化進行質量安全控制、機電設備等的碰撞檢查,如浙江城建贛州中航項目、中天建設杭州奧體中心項目等,已出現的大量優秀的設計及施工案例,相比國外的技術水平,仍有較大的差距。BIM在設計、施工階段主要應用如圖3。設計單位和施工企業的BIM應用技術路線分析如圖4。
隨后BIM的在設計、施工領域的不斷應用,人們逐漸意識到BIM的三維數字數據庫,可視化模擬等能更好的鏈接設計、施工的信息。同時借助BIM,建筑項目施工圖設計階段就需要施工方的介入,設計者與施工者在三維設計平臺上協同工作,共同商討施工圖是否符合施工工藝和施工流程的要求。目前建設工程領域設計、施工過程中協調性差、整體性不強等問題,都可通過設計、施工一體化來解決,而建筑信息模型BIM技術可為實現設計、施工一體化提供良好的技術平臺和解決思路[5]。設計施工一體化模式下BIM應用技術路線分析見圖5。
3 結語
通過對設計施工一體化建設研究可以發現,國內外都經歷了設計施工從整體到分工再一體化的過程,目前大多數研究者認為設計施工一體化的實現是由一個承包商負責,但具體是一個獨立實體還是聯合體形式尚無定論。
BIM在信息方面具有優勢,將BIM應用到傳統模式下,只能改善項目信息的連續性,并不能從根本上解決設計施工階段的信息流失。只有選擇適合BIM信息共享路徑的建設模式才能更好的發揮信息技術的作用。
綜上所述,BIM改變了傳統模式下信息共享路徑,設計施工一體化建設轉換了傳統模式下設計、施工的分離狀態,將BIM應用到設計施工一體化建設中,能更好的輔助項目,減少信息流失,兩者相輔相成。
參考文獻:
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[3]虞彥卿.設計在設計施工總承包模式下的作用淺析[J].建筑施工,2011,33(6):511-513.
關鍵詞:工程建設;項目管理;一體化承包
前言
工程建設項目管理是一項系統性的管理工作,其管理內容涉及到從涉及到調試的一體化管理工作中。因此只有管理人員對于管理的內容有著足夠的了解,才能夠在此基礎上切實的提升工程建設項目管理的整體水平。
1設計、制造、施工、調試一體化承包模式簡析
設計、制造、施工、調試一體化承包模式的應用從模式應用特點、承包人選擇要點、系統隔離方案確定、招標工作基本原則等方面出發,對于設計、制造、施工、調試一體化承包模式進行了簡析。
1.1模式應用特點
一體化承包模式有著自身的特點。眾所周知設計、制造、施工一體化承包模式在工程建設項目規模大和管理協調工作復雜的項目中可以得到良好的應用。這主要是以為這一模式能夠有效的應對專業技術性強的項目建設。其次,能夠合理的按照招標人的要求來負責項目的工程設計和制造和施工,在此基礎上有效的提升項目的穩定性與責任性。同時,一體化承包模式的應用特點還集中的體現在能夠對于項目建設的工程質量、工程進度、工程造價和工程安全等方面進行有效的提升,讓項目整體水平得到進一步的提升。
1.2承包人選擇要點
一體化承包模式在承包人的選擇上應當有著明確的要求。企業在承包人的選擇過程中首先應當努力的保證該改造工程建設項目順利完成,在這一過程中項目部門可以通過邀請國內多家規模較大的鍋爐廠和具有鍋爐二級以上安裝資質的施工單位到現場進行實地考察和技術交流,從而能夠在此基礎上對于承包人的資質進行進一步的確認。另外,企業在承包人的選擇過程中還應當確保承包人在設備專業、工藝專業、電氣專業、儀表專業、土建專業、安全監督等方面都具有足夠的能力和人才,從而才能夠確保工程建設項目一體化水平的有效提升。
1.3系統隔離方案確定
一體化承包模式的關鍵是系統隔離方案的確定。企業在系統隔離方案的確定過程中首先應當經過多環節、多方的論證,然后在論證的結果上合理的與投標人進行技術溝通,在此基礎上有效的制定出承包人中標后要提前鋪設新電氣線路。其次,企業在系統方案確定的過程中還應當合理的利用裝置系統生產短停的48小時與老電氣系統進行隔離,從而在此基礎上確保生產更加穩定,使項目能夠順利的完成。企業在系統隔離方案的確定過程中,還應當秉持著資源合理利用,努力減少浪費的原則,保證隔離方案進行更加順利的完成。
1.4招標工作基本原則
一體化承包模式有著執行的基本原則。在進行招標工作時首先應當要求承包人的項目經理具有項目經理資質,并且在項目執行上有著足夠的經驗。其次,企業在進行招標工作時應當邀請不少于三家合格的承包人進行邀請招標,從而能夠在此基礎上真正的確保項目順利完成。還應當全面的建立起專業的安全職能部門,對于施工安全的各個環節起到更加良好的優化,有效的避免出現影響生產穩定和人身安全的意外事故發生。
2工程建設項目管理的具體應用
工程建設項目管理的具體應用需要從施工監理工作、檢查安全隱患、施工進度控制、施工質量管理等方面出發,對于工程建設項目管理的具體應用進行了分析。
2.1施工監理工作
第一步是施工監理工作。監理人員在施工監理工作的過程中為了能夠有效的保證改造項目的順利實施,則應當對于包括施工安全管理和施工質量管理在內的工作進行嚴格的控制。其次,管理人員在施工監理工作的過程中還應當努力的使項目管理更具有科學性,在這一過程中監理單位專業工程師嚴格按照國家相關規定對承包人的設備進場的質量進行嚴格的控制,從而能夠有效的提升全過程監督的實際效果,這對于保證項目建設的順利進行也有著很大的幫助。監理人員在進行施工監理工作時還應當做好包括圖表確認工作在內的實施工作,能夠在保證改造施的安全性的同時也能夠有效的確保生產系統穩定的安全性,最終能夠使得項目的整體管理工作變得更加清晰化與規范化。
2.2檢查安全隱患
需要著眼于檢查出可能存在的安全隱患。企業在檢查安全隱患的過程中首先應當建立起專業安全檢查的職能部門,從而能夠在此基礎上對于現場施工存在的安全隱患進行細致與全面的檢查。其次,企業在檢查安全隱患的過程中應當做好定期整改工作,并且在這一過程中對于未達標的安全整改項目,堅決的進行停工。企業在檢查安全隱患的過程中還應當制定出機動靈活的獎勵、處罰機制,有效的減少項目中存在的安全隱患。
2.3施工進度控制
關鍵是施工進度的控制工作。管理人員在施工進度控制的過程中首先應當從改造初期的技術交流階段就做好改造方案的論證工作。其次,管理人員在施工進度控制的過程中還應當對于質量控制階段的各項工作都能夠做到全面參與,使得改造項目大節點按期完成。管理人員在施工進度控制的過程中還應當確保各項改造工作完全按照項目總體網絡計劃實施,能夠有效的避免施工進度受到不必要的延誤。
2.4施工質量管理
重點是施工質量的管理。企業在施工質量管理的過程中首先應當著眼于建立起一支精通業務的專業項目組織機構,然后讓其深入到施工現場,從而能夠更加及時的了解并施工質量的實際管理情況。其次,企業在施工質量管理的過程中還應當做好安全等進行施工工序進行控制,有效的避免出現重大施工質量和施工安全事故發生。企業在施工質量管理的過程中應當確保承包人的項目經理不僅具有過硬的專業技術,并且還要具有強有力督導作用,確保一體化承包模式實際執行的效率能夠得到保障。
2.5項目整體性能考核
離不開項目整體性能考核。企業在項目整體性能考核的過程中首先應當從技術層面對項目質量、安全、進度等方面進行控制,并且在這一過程中還應當從項目進度資金的支付進行考核。其次,企業在項目整體性能考核的過程中還應當著眼從項目整體性能考核結果進行資金控制,促進項目圓滿完成。與此同時,企業在項目整體性能考核的過程中還應當根據一體化承包模式的成功經驗,來對于細節的部分進行優化,促進項目整體性能得到更大的提升。
3結語
工程建設項目作為一項系統性的項目,其質量的提升需要以不同環節的合理一體化才能夠達到預期的效果。因此項目管理人員在工作中應當做好一體化的執行工作,從而能夠在此基礎上切實的提升工程建設項目的整體水平。
參考文獻:
關鍵詞:建筑裝飾;設計;施工;一體化
一、導言
改革開放以來,我國經濟飛速發展,人民群眾的生活水平和生活層次顯著提高,要求品位更高、舒適度更好、更能彰顯個性的住宅環境。傳統的毛坯房已經明顯無法滿足人們這一需要,因此裝飾裝修在社會上逐漸興起。但此時的裝飾裝修,裝飾設計與施工是離散的,逐漸暴露出很多問題。在這種情況下,使裝飾設計與裝飾施工有機結合起來,形成一個整體,推行裝飾設計施工一體化,就成為時展的必然。
二、建筑裝飾企業設計施工一體化概述
1、建筑裝飾設計與施工。顧名思義,我們把圍繞建筑物主體所進行的裝飾設計,稱為建筑裝飾設計;所進行的施工作業,稱為建筑裝飾施工。
2、建筑裝飾設計施工一體化。簡單來說,一體化是指企業將建筑裝飾相關各專業分工系統聯系起來,使建筑裝飾設計與建筑裝飾施工形成有機的整體。建筑裝飾設計施工一體化體現了建筑裝飾設計與建筑裝飾施工之間的內在關系。
三、傳統裝飾裝修存在的問題
傳統模式的裝飾裝修極少出現專業建筑裝飾公司的身影,絕大部分都是通過施工外包來進行的,專業化程度很低,存在著很多的問題。
1、存在安全隱患。盲目的裝飾裝修,一定程度上破壞了建筑主體的地基基礎與結構,降低了建筑物的安全系數;另外,裝修材料的易燃性特點,增加了火災的發生概率,這些都造成了不容忽視的安全隱患。
2、存在質量隱患。裝飾裝修材料市場的混亂和不規范,再加上缺乏統一的裝修質量標準,給裝飾裝修帶來了很大的質量隱患。
3、環境污染嚴重,影響人體的身體健康。裝飾裝修過程中,所造成的“裝修污染”,極大地危害著人體的健康。
4、裝飾裝修人員專業素質不高,影響了裝飾裝修的效果和層次;
5、浪費現象嚴重。為更好地解決這些問題,降低危害,推行建筑裝飾設計施工一體化刻不容緩。
四、設計施工一體化對建筑裝飾企業的重要意義
隨著建筑裝飾技術和理念的不斷進步和成熟,建筑裝飾施工中,專業化施工越來越細,各專業設計施工之間聯系愈來愈緊密。對裝飾施工而言,裝飾設計逐漸成為不可分割的部分
在這種情況下,開展建筑裝飾企業設計施工一體化,是建筑裝飾企業專業拓展的必然趨勢,提升了建筑裝飾企業的競爭檔次與核心競爭力,是其求生存、謀發展的內在必然需要。
1、是建筑裝飾企業專業拓展的必然趨勢。建筑裝飾企業要想滿足社會對建筑裝飾提出的更高要求,就必須突破傳統體制的束縛,實施專業拓展,同時具備建筑裝飾設計與建筑裝飾施工的能力,獲得專業資質,這也在客觀上推動了設計施工一體化的完善與發展。
2、提升了企業的核心竟爭能力。通常來說,裝飾施工側重于物化,主要要滿足使用功能的實現;而裝飾設計則側重于物質和精神的結合,還要滿足其感觀功能的實現。建筑裝飾設計施工一體化,提升了企業的設計水平和施工能力,使企業脫離了低層次的無序競爭,使建筑裝飾企業優勢更明顯,競爭力更強。
3、是建筑裝飾企業發展的內在必然需要。企業要想長足發展,就必然要進行不斷的自我完善和調整,以適應環境的復雜變化。為適應競爭日益激烈的裝飾市場環境,建筑裝飾企業就必須牢固樹立建筑裝飾設計施工一體化的優勢,這也是企業求生存、謀發展的內在必然需要。
五、推進建筑裝飾設計施工一體化的措施
1、實現一體化與專業化的互補。建筑裝飾的設計施工是一個系統工程,包涵很多相關專業,相當復雜。就目前的實踐來看,建筑裝飾企業的設計能力還很薄弱,個性化不夠,還離不開與其他專業設計的合作;而單純的專業設計,雖然專業性較強,但管理分散、各自為政,很難進行有效的協調,都具有局限性。但同時我們也應該清醒的認識到二者之間存在互補性。建筑裝飾設計施工一體化優勢的發揮,是建立在專業分工技術優勢基礎上的,否則就難以滿足業主個性化的要求;而專業設計要想更好地發揮作用,體現專業優勢,也必須緊緊依靠建筑裝飾設計施工一體化。
2、需要持續不斷地提高企業的能力與內涵。裝飾設計僅僅是專業分工設計的一部分,單獨的裝飾設計是無法滿足客戶的整體需求的,為此,企業要不斷發展和提高,增強自身的能力與內涵。
(1)發揮自身優勢,增強綜合協調能力。裝飾裝修過程中,裝飾設計是首先進行的,然后再進行其他的配套專業設計。這樣,我們就要充分發揮裝飾設計的領先優勢,以其為主導,增強綜合協調能力,加強合作,兼顧其它,形成穩定、良好的合作關系,使建筑裝飾整體協調,更為完美。
(2)引進高素質專業人才,提高專業設計水平,提升專業資質等級
建筑裝飾設計施工一體化,也給建筑裝飾企業提出了更高的要求。因此建筑裝飾企業要全面提升人員素質,一方面大力引進高素質專業設計人才,擴充裝飾設計隊伍,另一方面要立足本身,加強教育培訓,努力形成設計理念先進、施工技藝嫻熟、講究誠信、合作意識強的設計施工隊伍, 提高企業的綜合設計施工能力。
同時還要高度重視,努力提高企業的專業設計資質等級。
3、充分發揮建筑裝飾設計師的優勢作用
建筑裝飾設計師在設計施工一體化中,發揮著獨特作用。(1)其專業知識提升了企業的整體素質,提高了企業設計水平;(2)建筑裝飾設計師的有效監督,有助于提升裝飾的內在品質,確保項目的質量;(3)建筑裝飾設計師的個性化設計方案,有助于建筑裝飾企業在競爭中立于不敗之地。
六、結束語
建筑裝飾企業設計施工一體化,既提升了裝飾設計能力,又加強了裝飾施工管理,實現了設計與施工的完美結合,更好地滿足了業主的需求和市場發展的需要。更為重要的是,一體化的發展,實現了資源的有效利用,促進了低碳經濟和社會的可持續發展,更能體現低碳社會的要求,是社會發展的必然趨勢。
參考文獻:
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【關鍵詞】公共建筑;空間界面;一體化;作用
隨著建筑與城市的互動增多,城市和建筑一體化設計的思潮和實踐逐漸開始涌現。整體設計是一體化設計的本質,其目標在于建立一種城市與建筑的綜合體系強調城市與建筑的功能和空間設計過程的不可分離。從職能上看,城市職能和建筑職能能夠互相接納和緊密聯系;從空間形態上看,城市公共空間與建筑內部立體空間形成交叉疊合和有機串聯。因此,作為空間形態和功能的物質載體,建筑與城市空間界面也相應的呈現出了一體化的趨勢。公共建筑往往與人們的城市生活息息相關,是城市中的重要建筑類型,代表著一個城市的主要形象。公共建筑無論是在其設計理念還是在其建造投資力度等方面都優于其他建筑類型,致使一些新的設計理念大量在公共建筑中使用和表達。本文主要針對公共建筑空間界面的一體化設計進行討論。
一、公共建筑空間界面的一體化設計的概念解析和特性
隨著公共建筑與城市的關系日趨緊密和復雜,建筑空間與城市空間在形態和職能上的交集越來越多。因此,在城市空間領域也滲透了空間界面一體化的設計理念。在奧斯卡?紐曼的人類行為活動與城市形體環境關系的研究中,曾提出了一個由私密性空間、半私密性空間、半公共空間及公共空間構成的空間體系。他認為人的各種行為活動要有相應的領域。在建筑空間中,建筑公共空間指的是供人們公共活動的空間,一方面,它是建筑內部各個空間之間、建筑空間與城市空間之間的過渡與聯系,另一方面,是從屬于建筑并有別于私人空間以及城市空間的公共活動的空間。
(一)公共建筑空間界面的城市性
隨著城市化的進程加快,建筑形態日新月異,人類城市生活越來越頻繁,城市的空間形態與功能也日趨復雜而豐富,城市空間與建筑空間逐漸成為一個有機統一體,而不再是界限分明的兩個獨立部分。
1、公共建筑在其空間功能上具有城市性。隨著建筑空間與城市空間之間關系的日益密切,公共建筑空間一方面在承擔建筑本身的職能的同時,另一方面也承擔了更多城市空間的職能。在空間領域和空間職能上,建筑的公共空間與城市的公共空間存在交叉和重疊的現象
2、公共建筑在空間形態上具有城市性。一方面,在外部空間上,公共建筑與城市空間的一些構成要素相連, 是城市使用者的共同容器,共同形成城市的空間骨骼和性格特點。另一方面, 在外部空間上,公共建筑具有城市空間的尺度感,是城市空間延續建筑空間的體現。
(二)公共建筑空間界面的場所性
廣闊性和中心性是場所的兩個重要特點,每個場所都有各自的中心,并且從內部可感受到寬廣的空間。人類的社會性涉及很多方面,作為社會性的一種重要形式,交往必然會產生各種形式的公共活動,而活動的開展離不開活動空間。公共建筑空間能夠為活動事件提供發生地。人性化的公共空間必須實現活動主體、活動事件以及活動場所三者的有機結合。公共建筑的公共空間不僅促使主體創造活動,而且活動本身強化了空間的場所性。公共建筑空間界面良好的場所性往往能夠促使空間發生多種活動事件。
(三)公共建筑空間界面的開放性
和城市公共空間一樣,公共建筑空間具有開放的特性,不僅在空間形式上而且在使用行為上具有開放性,便于人們到達和參與。作為一個重要場所,公共建筑空間能夠便于市民開展學習工作、娛樂、休閑和交往等多方面的活動。因此,公共空間能否發揮效能的前提是市民參與度。
通過設計形式、材料、亮度和色彩,公共建筑空間在,在某方面對人心里會形成一種暗示,借此人們便可以推測出此空間進入的可行性。可進入性的強弱會對該公共空間開放性的強弱產生影響。
(四)公共建筑空間界面的邊界模糊性
在公共建筑空間界面中,建筑空間引入城市步行街道,中庭作為交通的轉換空間,屋面成為了市民活動的場所。建筑與城市空間分界逐漸模糊,發生交叉、重疊以及滲透的情況。隨著大型綜合體建筑的出現,城市空間與建筑空間在功能和形態上發生交集,原有的城市、建筑二元結構也己經發生了明顯變化,建筑的立面不再是城市空間和建筑空間的界限,城市與建筑呈一體化的趨勢發展。
二、公共建筑空間界面一體化設計的影響與作用
(一)美學影響與價值
在建筑學的發展史上,科學技術往往起著決定性影響的推動作用。工業革命推動了現代主義建筑審美觀的發展,追求功能至上,空間高效的利用使得建筑空間形態多以理性的直線主要構成元素。隨著現代計算機技術的快速發展,生產力取得了明顯的發展,人們的思維習慣也隨之發生了變化。計算機強大的運算和模擬功能一方面是 “混沌理論”發展的實施平臺,另一方面也是建構一些復雜的非線性建筑形體的技術保證。隨著審美的巨變,當中的重要幾個支流是致使建筑界面一體化造型變化主要影響因素,是界面一體化造型的重要理念支撐。
(二)混沌學
界面一體化的設計變傳統上追求和諧、秩序、穩定以及純粹的美學觀為尋求模糊的美、多樣性的美以及復雜性的美的混沌學美學觀,是一種動態的美。開放性、模糊性以及流動性是建筑混沌的具體體現。不確定的變化和跳躍的思維往往能夠激發人的想象力,建筑空間界面一體化中隨機的、靈活自由的混沌思維可以使建筑變化豐富,讓人產生一種時空的錯位感。
建筑通過變換三維中多向度,使用者在空間中往往從一個點可以感知多個空間的形態特征,空間與空間之間沒有嚴格意義上的分界。最初對不模糊化的空間邊界的好奇心理漸漸地變成一種對動態的、變換多樣的建筑形態的欣賞和追求。
(三)生態美學
建筑學無論是仿生的,還是原生態的自然意象,都從新的層面上探索建筑作為人工物與自然的微妙關系。在整體上,建構更具物化、更真實;在其細節的處理上,則略顯含蓄的意象,呈現出一種與自然滲透融合的狀態,有機生命的精神被賦予、生命的活力與美感在建筑中得以體現。作為自然的一部分,人類的情感動力與藝術靈感必然受到自然界萬物的啟發與影響。從古典建筑到現代建筑的純粹幾何形象,人們一再摒棄本有的復雜性與非線性,建筑與自然的聯系越來越疏遠。隨著生態與可持續發展思想的深入人心以及對宇宙自然的進一步認識,越來越多的人開始重新將視野放回到所處的地球環境中去。在現代建筑創作中,實現自然意象與建筑的融入,較深層次地探索和表現建筑與自然的關系,使建筑呈現出一種自然與生命的生態美學。
結束語
公共建筑空間中的界面一體化是在當今科學技術發展和社會意識形態進步的背景下產生并發展起來的。在一定程度上,公共建筑空間界面的一體化設計滿足了時展和人們日益增長的物質文化的需要,滿足了的需求,對時代的進步和發展具有重要的現實意義。
參考文獻:
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【關鍵詞】化工建筑防腐蝕設計問題
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A
化工工廠的車間在生產過程中,由于散發酸性氣體,使廠房建筑結構遭致不同程度的腐蝕破壞。為保證車間廠房結構的正常使用和安全耐久,建筑結構的設防應當在設計中予以足夠的重視。對于防腐蝕建筑結構的設計,要從我國當前化工生產的實際情況出發,既要防止標淮過高,增加廠房造價,又要防止忽視合理設防,使維修頻繁,影響生產。
一、工廠建筑防腐蝕工程設計的必要性
建筑防腐蝕工程是針對來自正常生產工藝過程所致的;或因操作不嚴、管理不善,因受周圍環境影響所致的;或因工業建筑或構筑物在腐蝕性介質作用下侵蝕頻繁,往往達不到其應有的耐久年限。如鹽酸、硫酸、堿和鹽等介質,致使鋼筋混凝土構件受到很大的破壞,鋼筋銹蝕、混凝土開裂的現象比比皆是,對設備和廠房建筑產生強烈的腐蝕破壞作用,嚴重的會使地基、基礎及上部承重構件損壞,造成廠房下沉、墻身開裂,甚至不同程度地削弱了構件的承載力,危及結構安全,需要進行防腐處理,必要的還要進行加固。因此有必要從選材和防護措施上、結構構造上考慮侵蝕性介質的影響,按照相應規范進行設計,以保證建筑物和構筑物應有的強度和穩定性;還應從結構布置上、結構構件選型上及結構構造方面采取有利于防止腐蝕的措施,設計應因地制宜,除了考慮到防腐措施外,還應和工藝、設備、通風、排水等專業一起采取綜合措施,才能取得較好的效果,只有多方面配合協作才能減少和避免廠房建筑結構的腐蝕。
防腐工程設計應注意的問題
1、了解腐蝕介質特征
充分了解腐蝕介質的特征并以此作為設防的依據。工業建筑中損害建筑結構的腐蝕介質主要有酸、堿、鹽、有機溶劑四類。工業生產中經常接觸的酸性腐蝕介質有硝酸、鹽酸、硫酸、鉻酸、磷酸等,它們對磚、水泥、鋼材、木材等大多數建筑材料起化學破壞作用,且破壞力遠比堿類和鹽類介質明顯。由于氫離子的作用,稀酸的腐蝕性常常大于濃酸,比如硫酸。高濃度的硫酸,可以用鐵罐儲存;而低濃度的硫酸對鐵有很強的腐蝕性。工業生產中經常接觸的堿性腐蝕介質有氫氧化堿、碳酸堿、氨水等,根據堿在水溶液中的離解程度與產生氫氧根離子的多少,可分為強堿和弱堿,堿性介質主要對瀝青類、水玻璃類、硫磺類材料有化學腐蝕作用,而對大多數普通建筑材料無侵蝕或影響很小。工業生產中經常接觸到的鹽類腐蝕介質有硫酸鈉、硫酸氫鈉、氯化鈉、碳酸銅、碳酸氫鈉等,鹽類介質的溶液粘性小,滲透力強,且干燥后要結晶膨脹,它與金屬、混凝土、水泥砂漿、普通磚等建筑材料發生作用后,可以生成復鹽,通過溶出作用和結晶造成破壞,尤其在干濕交替的情況下,腐蝕破壞更嚴重。工業生產中經常接觸到的有機溶劑有乙醇、丙酮、氯仿、汽油、苯及酯類等,它們對混凝土、水泥砂漿、石材、普通磚等非金屬材料, 特別是瀝青、聚氯乙烯塑料、合成樹脂等有機建筑材料有化學腐蝕和化學溶脹的作用。只有掌握了各類腐蝕介質的特征,才能作出合理可靠的防腐工程設計。
2、考慮各種情況下腐蝕介質的破壞作用
工業生產中,酸、堿、鹽、有機溶劑等腐蝕介質往往是由于設備、管道、閥門不密閉而散落揮發在廠房內,以氣相、液相和固相三種形式出現,對建筑物造成腐蝕破壞。氣相腐蝕是指介質在廠房內外空氣中擴散造成的腐蝕,梁、板、屋架、門窗、內外墻面等都易遭到這種腐蝕。液相腐蝕是指介質直接滴落在房屋的局部構件上,當受到水的沖洗時,隨之流散到排水溝管及廠房的地基和基礎而造成腐蝕破壞。固相腐蝕是指介質在堆放和運送途中散落在樓地面上,以及生產過程中粉塵漏散、飄落在建筑物的各個角落而造成的腐蝕。氣相的腐蝕常常為人們所忽略,這是由于酸性氣體在生產過程中絕大部份是不會外逸的,但生產過程不可能完全處于正常狀態,因此,應對氣相的腐蝕給予重視。在一般生產中,氣相的腐蝕常常會定期或不定期的產生,此外,生產的不正常狀態或檢修過程中,高濃度、高溫度的混合腐蝕介質的排放,也是經常發生的,因此,設計時應充分考慮這些情況,做到防腐設計合理可靠。
三、工業建筑防腐蝕工程設計的具體措施
1、正確選擇耐腐蝕材料
防腐蝕工程設計,首先要正確選擇耐腐蝕材料。防腐蝕工程設計人員,應熟悉各種防腐蝕材料的主要性能和特點。因為任何一種防腐蝕材料都有其優點和弱點,能抵抗任何腐蝕介質的萬能防腐材料是沒有的。只有對這些常用的防腐蝕工程材料技術性能有所了解,才能正確靈活運用這些防腐蝕材料,保證防腐蝕工程質量。在防腐蝕工程中,由于選材料不當而造成的工程質量事故常有發生,設計人員應予重視。
2、防腐蝕工程的防滲性和整體性
在防腐蝕工程的設計中,不僅要求考慮耐蝕性,還應妥善處理防腐蝕工程的整體性和防滲性,否則不能保證防腐蝕工程的使用效果。各種耐腐蝕塊材在襯砌和使用中,要考慮采用耐腐蝕的防滲隔離層,以保證防腐蝕工程有可靠的防滲能力。一般多采用瀝青材料、橡膠材料和玻璃鋼等作防滲隔離層。任何防腐蝕工程,在建筑結構本身設置分開的變形縫,常有設備或管線穿過樓面,槽罐本體上也常設置管道出口。這些部位的節點和縫,都要作妥善的防滲處理,否則防腐蝕工程不能保證使用效果。
3、加覆蓋層和貼面材料
在有腐蝕的環境下,可以在混凝土表面加一具有較好粘結力和彈性的貼面材料層或覆蓋層。如果該貼面材料層或者覆蓋層粘結力和彈性較差的話,該保護層可能會產生裂縫,甚至脫落。此保護層可以選用花崗巖、瓷磚、瀝青氈等材料,根據材料的特性與實際的使用要求進行選擇使用。由于化工企業還存在火災、爆炸等危險,因此耐腐蝕材料的選用還要進行綜合性的考慮,例如,如果表面要求既能防腐蝕又不會產生火花,這時就不能選擇花崗巖作為貼面材料層,因為花崗巖能夠產生火花;如果表面要求既能防腐蝕又能承受檢修荷載,則需要選用貼面材料,而不能選用脆性材料。
4、提高混凝土致密度與表面處理
混凝土越致密,就越難被腐蝕,因為腐蝕介質很難滲入致密的混凝土。通過正確的設計混凝土的配合比例,降低水灰比值,仔細選擇集料顆粒大小的級配,采用抽真空、養護、振搗密實等方法,即可得到致密的混凝土。或者采用化學方法對混凝土的表面進行處理,使得混凝土中的氫氧化鈣轉變成致密的難溶物質。基于成本的考慮,通常采用碳酸化方法,即在混凝土構件投入使用之前,先將構件在空氣中進行碳化處理使其產生致密的碳酸鈣外殼。對混凝土表面使用硅酸鹽(如硅酸鎂、硅酸鋅)的水溶液進行處理可以提高混凝土的抗滲性和耐腐蝕性。
總結
工業建筑防腐蝕工程設計所涉及的問題是非常繁雜的。要做好防腐蝕設計必須認真執行有關規范,總結實際工程經驗,吸取新的科研成果,采用新材料,從而達到技術先進,實用安全,經濟合理的目的。
參考文獻
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關鍵詞:化工工藝;工藝設計;安全問題;措施
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
引言
在當前社會背景下,人們在日常生產過程中的安全防范意識不斷的提升,并且對生產建設工藝的設計要求也在深人推進之中,加快了人們對化工工藝設計過程中存在的安全隱患問題做更多的關注以及重視。在目前化工工藝設計過程中,化工單位非常重視工藝安全問題,所以化工工藝設計過程中安全環節的控制就顯得尤為重要。另外,化工工藝設計和進行生產時在實踐應用方面有很多必要條件,一定要嚴格規范并且正確執行國家相關法律法規,同時還要進一步研究化工工藝在設計過程中的安全問題與控制措施,對化工工藝設計實行嚴格把關,推動化工工業的快速發展。
一、化工工藝設計概述
眾所周知,化工產業具有生產危險性大的特征,所以為了能夠確保化工產業生產全過程的安全性,使整個化工生產系統處于穩定運行狀態,必須要在化工工藝的設計階段本著科學的思想,嚴格按照化工工藝的有關規定要求進行設計,靈活地運用相關專業知識,合理設計確定化工工藝方案。安全生產是任何產業賴以生存的生命線,尤其是作為生產安全風險指數高的化工產業更應將生產安全問題放在產業的發展戰略高度,深入地剖析化工生產過程中存在的不安全因素,積極地采取有效的防控措施,達到化工產業的安全生產。剖析化工生產中存在的不安全因素的前提條件是必須要對原材料及產品的特性熟知;通常化工產業領域將化工產品的危險程度劃分為五個等級。危險等級的劃分依據主要是根據化工生產過程中所使用的原材料,儲存原材料的環境、原材料經生產加工后所形成的新的產品特性,如物理性、化學性等。根據不同危險等級的化工產品,確定各種類型化工產品在生產過程中的防火間距及防爆等級。進而以此為標準,在化工工藝設計過程中選擇滿足生產需求的操作方式,防火材料及防火設備。
二、化工工藝設計的類別
1、概念設計
概念設計就是假象設計,其是模擬建立規模工業生產中設備實行的,概念設計通常是在中試前實行,最終目的就是為了可以檢查工藝條件與生產路線的合理性。
2、中試設計
中試內容與任務通常是對小試中確定的條件與工藝路線進行檢查,試制相關產品考核的運用性能,考驗工藝系統的連續運轉可靠性,收集設計工藝需求的工藝與工程數據,這一系列內容與業務在檢驗的過程中可以是一部分也可以是所有,這需要根據具體情況進行檢驗。
3、初步設計
初步設計主要是對化工項目設計中的第一個階段進行優化,其成果是總概算書與初步的設計說明書。依照基礎設計與批準的設計相關任務書以及廠址選取報告,對項目在技術與經濟方面實行總體研究和詳細建設計劃的計算。另外,初步設計結果一定要滿足工程審查與施工準備以及設施訂貨和項目招標等相關要求,可以提供良好的建廠投資依據。
4、施工圖設計
施工圖紙設計主要是依照上級下達的初步設計相關審批意見,把初步設計過程中確定的設計計劃與原則,依據建筑和非標準設施制作的相關要求,對布置與重要施工方式進行具體化以及明確化,同時解決初步設計過程中未解決的各種問題。
三、化工工藝的特點
設計基礎資料通常是由科研單位依照原有的實驗數據與相關資料進行編制而形成的。因為未通過工業化生產的相關檢驗與完善,同時數據的可靠性與完整性比不上常規裝置。由于化工設備的工藝流程非常獨特,包含了設施種類比較多與規格較為特殊,而設備的性能化不管是非標準設施的設計,還是進行定型設施的選擇等都提出了比較高的要求。另外,化工工藝設計的工作量非常大,比如說整體投資較大與設施較多以及管道多種多樣,并且處理的物料也非常特殊,而在管道設計過程中還要進行特殊考慮。為了可以迅速占領市場與縮短施工周期,一般情況下化工工藝設計常常要打破規定的設計周期,一邊開發一邊進行設計,同時一邊建設一邊修改設計方案的現象非常普遍。化工工藝設計具備的特點,導致潛在的隱患不斷被放大,所以在化工工藝設計過程中對危險進行識別與控制就變得非常重要,并且相關工作人員一定要格外重視。
四、化工工藝設計中安全問題與對策
化工工藝設計過程中的安全問題通常是指生產時存在的安全隱患與造成損失的不安全要素。所以在化工工藝設計過程中一定要加強對危險意識的識別,運用相應措施控制事故隱患,盡可能不運用不安全技術與危險產品以及設施,同時利用對應的控制措施。
1、化工工藝物料安全問題的控制
化工工藝在生產過程中運用的原材料與半成品以及中間產品和副產品等相關物質都是以各種狀態存在,也就是氣態與液態及固態,這一系列物質全具備相應的特殊物理與化學性質,在某種狀態下會形成危險或是危害。所以,一定要對擁有危害特性的相關物質進一步了解與掌握,并且對該種類物質的穩定性與化學反應以及毒性等進行識別,從而做出分析與評價,避免或是在一定程度上降低危害的發生。
2、化工工藝設計路線中安全問題的控制
化工工藝設計中的某一種反應常常會關系到多條工藝路線,因此在設計過程中一定要進行綜合考慮,選擇一條生產更為安全或是可以將危害降到最低的設計路線。工藝設計過程中還要對物料與生產條件以及設施等運用進行綜合考慮,盡可能利用沒有危害或是危害比較低的物料。另外,可以運用新設施與新技術,其可以在一定程度上降低廢氣與廢水以及廢渣的排放,同時對三廢進行回收與循環運用,從而減低對環境造成的污染度。
3、化工工藝設計中反應設備安全問題的控制
化工反應作為產品生產中的核心內容,利用化學反應獲取相應產物的過程中也形成了很多安全性問題,其中某些問題可能會導致發生重大事故,所以反應設備的設計與選用一定要進行科學分析與計算。化工設計中化學反應的種類非常多,導致反應安全控制有一定的難度。除此之外,化工反應過程中還存在反應失控時的潛在危機,因此對反應物反應速度與熱效應進行控制就顯得尤為重要。可以在化工工藝設計過程中減小進料量與控制相關物料的加熱速度以及強化冷卻能力等諸多控制手段,而在反應設備正常運行時,可能會發生容器超壓導致變形甚至出現損壞現象,非常容易導致重大事故的發生,所以可以在容器上面設置壓力釋放裝備。
結束語:
綜上所述,在化工工藝設計過程中不但要正確與嚴格執行國家相關法規與標準規范,還要提高對化工工藝設計與生產時安全工作的重視度。熟練掌握設計與生產時相關安全隱患和危險識別,同時還要對設計方案中的漏洞與缺點進行完善,從本質上預防與控制事故的發生,進而促進化工安全生產。
參考文獻
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關鍵詞:化工工藝設計;實踐環節;教學改革
為適應國家戰略發展需要,2013年教育部、中國工程院聯合出臺了《卓越工程師教育培養計劃通用標準》,為高等院校培育工程技術人才提出了新的標桿,也提供了新的契機。在眾多工科專業中,化工專業涵蓋過程工業的各個部門,對高質量各類型的工程技術人才需求十分迫切。化工工藝設計課便是培養化工專業優秀工程技術人才的一門不可多得的課程,在高等工程教育的深化改革中越發展現出其在本科教學課程體系中無可替代的作用和地位。
1化工工藝設計課簡介
化工工藝設計課(以下簡稱“工藝設計課”)目前在國內大多數設立化學工程與工藝專業的院校都有開設,一般安排在本科四年級,是在學生學完專業基礎課之后,綜合運用專業基礎課、制圖以及經濟、安全等方面的專業知識解決問題的一次訓練,更能夠迫使學生從做題的情境切換到工程實際的情境,因而能加快學生的思維向工程思維轉變,能切實提高學生處理工程實際問題的能力。因此,與本專業的理論課相比,工藝設計課在優秀工程技術人才的培養方面具有獨特的優勢。然而,由于多種原因,工藝設計課還存在著不少問題,這門課的優勢還遠未被充分發掘,應有的教學效果還遠未達到。
2工藝設計課存在的問題及原因剖析
縱觀國內開展工藝設計課的高等院校,目前該課程教學過程中發現的主要問題可歸納為以下五點。
2.1設計要求和難度一降再降
工藝設計課教學效果難以達到預期,很大程度上源于設計要求和難度的一降再降。一方面,信息時代生活節奏越來越快,壓力越來越大,很多本科生為了提高自己的競爭力,不得不分心考研、考證、實習、聯系出國、進實驗室、參加學生工作和社會實踐,難以專注于專業課程學習本身。因此,學生們能真正投入到工藝設計課中的時間越來越少。例如,每年都有大量學生參加考研,考研之后緊接著就是畢業設計,使得學生很難充分重視工藝設計這門課。另一方面,化工設計工作量巨大,真正的設計從來都是團隊共同作業才能完成。但在實際教學中,為防止學生抄襲而催生的“一人一題”的強制要求,也使得教師很難提出由多人共同完成一個設計任務的設想,因而也不得不降低對個人的要求和難度。
2.2設計題目缺乏精心設計
設計題目的合適與否對教學效果影響甚大,但從目前情況看,不少設計題目缺乏精心設計,衍生出如下幾類問題。(1)與《化工原理》、《反應工程》等經典先修課程脫節嚴重。近年來,有一部分帶設計課的指導教師認為,設計應該做真題,不應該做所謂的“假題”,甚至于設計題目就是指導教師團隊正在做的工程項目。這就使得設計題目中所涉及的核心反應和分離單元經常不是經典的反應器和單元操作(如吸收、精餾),有時會大量涉及氣體吸附、膜分離、結晶、離子交換等非傳統的化工的單元操作,有時甚至還因為新技術保護的原因無法獲得設計所必需的數據。此外,即便有些題目來源于經典的傳統化工工藝,但如完全忠實于實際項目,沒有必要的簡化處理,也必會造成工藝系統過于龐大、題目過于復雜,使學生感到一下子難以承受,不利于短學時性質的工藝設計教學。(2)“一人一題”設計的考慮不夠周全。“一人一題”的初衷是限制學生抄襲。然而,很多設計題目,設計變量很少,甚至只有生產強度一個變量,使得學生的設計題目之間沒有本質區別,無法杜絕學生抄襲。只要有個別學生做出來,其他學生只需簡單地線性變換,仍可效仿,無需經過足夠的個人思考。(3)未充分體現“整體設計”,僅是單元操作的簡單組合。工藝設計課的工藝計算過程,應充分體現過程、工藝的整體設計。然而,目前的許多設計題目,其設計條件沒有涉及單元之間的耦合,使得學生無需深刻認識過程和全流程,便可迅速進入到各個單元操作的計算階段,其教學效果約等于化工原理課程設計,缺失了對學生大局觀的培養。
2.3缺乏高效的“過程管理”
目前很多院校完全采用“結果管理”的教學模式,存在很大問題。所謂完全采用“結果管理”,即設計開始階段做一次較為充分的宣講,對設計過程不甚關心,完全以最終的報告和圖紙定成績。有些教師迫于科研壓力,不愿在設計課上投入時間精力實施過程管理,甚至以“設計課以學生為主、學生自己完成”為理由,過度精簡了設計過程中的師生互動環節。當然,也有很多教師非常重視過程管理,投入了大量的精力,但效率不高,其重要原因就是容許學生自由發揮的地方過多,學生的設計計算結果五花八門,教師很難對學生的階段性進展做出高效反饋,甚至會打擊青年教師的信心。誠然,設計沒有標準答案,充分開放的設計題目更有利于啟發學生,但這更多是針對設計大賽或是畢業設計。對于學時有限的工藝設計課教學,筆者不敢茍同。
2.4指導教師與真實設計資料的接觸非常有限
近年來入職的青年教師,受到目前高等院校大環境影響,學術型的居多,大多沒有經歷過多少設計實踐,自身工程設計底子薄。即使是有一定經驗的教師,也有很多沒接觸過真正的、有代表性的設計資料。筆者所在的教研室只是收藏了一些早期的紙質版的圖紙供學生學習,能反映當今化工廠、化工車間設計成果的圖紙(特別是CAD電子版的圖紙)還非常有限。學生們從未見過規范的設計文件和圖紙,他們上交的報告和圖紙都與行業規范相差甚遠。
2.5先修課程缺乏對工藝設計課的鋪墊
工藝設計課是一門綜合運用所學專業知識的實踐性課程,應該讓學生能夠在學習過程中將所學知識充分用到解決實際問題中去,這樣會激發學生內心中的成就感,更加明白終身學習的重要性。然而,從目前看,學生學過的先修專業課程,對工藝設計課的鋪墊不夠,常常與設計題目脫節嚴重,這會使得“大學上的課沒用”的思潮抬頭,學生聽課的積極性大減。例如,《化工工藝學》和《化工設計》這兩門課是工藝設計課的直接先修課,但這些課程間的溝通合作還遠遠不夠,從而不能將工藝設計題目中涉及的工藝流程在這些先修課上有所伏筆,提高了學生們面對工藝設計題目時要邁過的門檻。又如,認識實習、生產實習等實習環節,也是理論與實際聯系的重要橋梁,但也很少跟工藝設計課之間建立緊密的關聯[5]。我們常常不能將工藝設計題目中涉及的過程、車間和設備在實習階段就讓學生有所了解,這就使得工藝設計只能停留在課堂教學而沒有實習支撐。
3改進工藝設計課的若干措施
筆者結合自己的教學實踐以及在學生階段的一些設計經歷,嘗試總結了一些可能對解決上述問題有所改善的措施,分五點陳述如下。
3.1精心安排設計時間
(1)盡早動員,盡早布置題目。《化工工藝設計》的全員動員應在四年級上學期開學即進行,最好能和另一門設計類實踐課《化工原理課程設計》的全員動員合并進行。這樣做好處有二:①學生通過一次集合就知曉大四的設計開課整體情況,便于其合理安排時間;②這樣安排可以使得在《化工原理課程設計》結束后順理成章地布置《化工工藝設計》的題目,給學生更多的準備時間應對難度更大的《化工工藝設計》。
(2)盡量避開考研沖刺期。可考慮將官方的開課時間定在春季學期,實際教學則可以跨年度。具體地說,是從考研結束之后那一周算起,完整進行4~5個自然周。筆者所在教研室一直推行這個方針,最大限度地減少了考研對工藝設計課的影響。
(3)給學生較為充足的報告撰寫時間。在教學環節結束后,推遲1~2周(甚至整個寒假)收繳報告和圖紙,給學生充足的報告撰寫時間。如果寒假之前時間不夠,則順延到年后,但無論是否順延,都統一在春季學期的第一周做完并上交報告,以減少對《畢業設計》環節的干擾。
3.2精心制定設計題目
(1)設計題目應更強調過程和整體。應通過設計條件的合理設定,使得任何一個單元操作都不可能獨立求解,籍此強化過程物料衡算和過程設計的概念,使學生認識到過程設計不是單元操作設計的簡單加和,有利于培養學生的大局觀和主人翁意識。
(2)拉開“一人一題”設計條件的差異。通過設置不同的設計條件參數,對設計題目分組,使組與組之間在一開始便存在較大差別。這樣即便無法完全杜絕抄襲,但也增加了抄襲的難度,迫使試圖“偷懶”的學生不得不思考別人的結果哪些可以借鑒,哪些不能簡單照搬,在這樣的“詢問他人+自我思考”中也潛移默化地達到了教學的目的,“少數人栽樹、多數人乘涼”的狀態得到有效的遏制。
(3)設計的前期計算應有相對確定的參考答案。設計的物料衡算、熱量衡算和設備工藝尺寸計算部分,應有相對確定的參考答案,作為指導教師進行過程控制的重要依據。原因有四:①由答案反推過程,有利于及時糾正低級錯誤,有利于引導學生主動思考;②結合結果控制的管理,當有嚴格時間限制時,往往比純過程控制效果更好;③能提高當面交流的效率,有利于提高學生的學習體驗,也有助于提升青年教師信心,使其快速成長;④設計的開放性體現在多個方面,諸如PID設計就能充分訓練學生的發散思維,沒必要從工藝計算就開始發散。
(4)避免重復訓練。設計題目最好應包括反應器設計。如果沒有反應器,指導教師還應充分注意所帶班級《化工原理課程設計》的題目,使得核心單元操作與《化工原理課程設計》有所區別。
3.3完善成績評定方式
最終成績應是設計步驟(設計過程)、答辯(測驗)、說明書撰寫、圖紙繪制等環節的成績總和。其中,設計步驟(設計過程)環節是過程監控性質的,應規定學生在每個節點必須完成的任務,且對其完成情況作出快速、準確的評估;答辯(測驗)環節也是過程監控性質的,是教師了解學生投入情況的另一個重要窗口,是對抄襲行為的必要威懾。
3.4加強設計類課程的中青年教師培養
(1)提高準入門檻。首先,從事化工設計實踐環節教學的教師,必須有化學工程與工藝的專業背景,最好是參加過設計大賽或本科畢業設計題目為設計型題目。其次,青年教師接手設計課也必須有聽課、助課等自我修煉的過程,特別是沒有時間較長、強度較大的實踐經歷的青年教師。
(2)鼓勵設計課相關的教師“走出去”訪問學習。鼓勵工藝設計課相關的教師,包括從事《化工設計》理論課教學的老師,多去化工專業排名前列的院校走訪,聽聽那些口碑較好的老師的《化工設計》理論課,了解其授課內容,學習其先進的課堂組織方式和授課方式。筆者本科階段上過天津大學王靜康院士負責的《化工設計》課,深刻體會到:把《化工設計》理論課上好,是調動學生興趣的第一步;否則,學生就會本能地對設計實踐課產生抵觸情緒,很難談得上有興趣。
(3)下大力氣收集、整理真實的設計案例。學院和教研室應設法為一部分指導教師創造去設計院實訓的機會,積累一些真實的設計案例,至少是獲得一些標準規范的PID、平立面布置、設備、配管設計等圖紙,加以分類,做好資源共享管理。
3.5加強不同專業課教師之間的溝通、協作
在此筆者有兩個特別建議:
①特別建議帶設計的指導教師參加實習。比如,在生產實習過程中,要求學生認真體會工藝設計相關的工藝和單元操作,了解廠區總圖布置、設備布置、管線走向、監控室設計等,學習工程實際中的反應器和多組分分離系統。
②特別建議《化工工藝設計》的指導教師也從事《化工原理課程設計》的教學,甚至是帶同一個班。同一位老師帶班,更有利于講清楚這兩門設計課的相通點和不同之處,使得工藝設計課能夠盡量多涉及過程和整體,避免在單元操作的局部中糾纏不清。筆者已通過這種模式連續帶班了2屆學生,效果良好。
4結語
工藝設計課是化工專業設計類實踐環節的典型代表,綜合性和應用性都很強。在高等工程教育深化改革方面,工藝設計課是大有可為的,應引起相關專業、相關院校和相關部門的高度重視。一方面,必須從學校、學院和教研室層面重視起來,為支持設計課的發展、構筑合理的專業培養體系精心謀劃、大膽創新;另一方面,這門課以及化工設計相關的指導教師應當意識到自己身上的責任和使命,下大力氣提高組織教學的水平和業務水平。如此經過全方位多角度的改進,工藝設計課的教學質量才會不斷提高,才會在培養高層次工程技術人才方面發揮更大的作用。
參考文獻
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關鍵詞:化工設備;腐蝕;防護
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.020
工業化的快速發展,使得工業產值在逐年增加,逐漸發展成為我國經濟的主打產業之一,經濟發展地位不容忽視。新時期,化工行業的規模在不斷擴大,化工設備也變得更加先進,機械設備昂貴,是企業斥巨資為生產與加工而購置的工具,但是由于在化學生產與加工過程中被腐蝕,使得設備的使用質量下降,使用壽命縮短,且生產日常用品與人直接接觸,會危害人的健康。為保證企業的利潤,保證人們的生命健康,控制企業成本,做好化學設備的防護工作變得尤為重要。
1 現代化工設備腐蝕的主要表現形式
1.1 根據腐蝕程度進行劃分
(1)全部腐蝕。全部腐蝕是指腐蝕的程度很高,但是其危害相對較小是在金屬與具有腐蝕性的介質進行接觸時,致使金屬的整個表面或大面積產生均勻的腐蝕狀態。一旦被腐蝕,金屬的厚度會逐漸變薄,經過長時間的腐蝕后,該金屬的受壓能力與承受能力會降低,致使管道與壓力容器的安全性受到制約。在管道與壓力容器中,全部腐蝕是最為常見的現象。全部腐蝕若呈現均勻的狀態,其危害性相對較小,能夠讓工人提前感知,能夠明確看到設備被腐蝕,員工會提高安全風險意識[1]。
(2)局部腐蝕。局部腐蝕是腐蝕現象主要發生在金屬的一個區域,并未將整個金屬面進行覆蓋,其他區域可能會出現一定的腐蝕點或未腐蝕的情況。局部腐蝕的速度與全部腐蝕相比,其所蔓延的速度較快,具有突然性與突發性,平時很難發現,可能會導致更大的損失。通常情況下,局部腐蝕主要表現為沖蝕、縫隙性腐蝕、氫腐蝕等[2]。
1.2 根據腐蝕原理進行劃分
(1)化學腐蝕。化學腐蝕是金屬與相應的介質發生了化學反應,并產生了新的化學物質,此過程被稱之為化學腐蝕。需要注意的是化學腐蝕發生時,金屬與介質發生反應中間沒有電流或電荷產生[3]。例如Mg在甲醇中發生腐蝕現象。同時,若化學設備的表面為非金屬類材料,其在非電解質或電解質中都可發生化學腐蝕現象。
(2)電化學腐蝕。電化學腐蝕是金屬與電解質溶液間的反應,二者發生的反映為電化學反應,致使金屬的本體受到嚴重的破壞。電化學腐蝕的產生,主要是陽極失電子、陰極得電子,進而會產生電子的流動,是電化學腐蝕與化學腐蝕的主要區別。
2 現代化工設備的腐蝕防護技術應用
(1)嚴格控制設備的構成材料。化工設備大都比較昂貴,且體積大,開展化工生產與加工對密封性要求高,否則由于密封性差而導致毒氣或有害氣體泄露,會帶來嚴重的危害。因此,為了提升化工設備使用的安全性,應嚴格控制設備的制作材料,對該設備所處的工作環境進行調查與分析,對該環境中可能導致設備被腐蝕的現象予以分析,基恩人選擇合適的防腐材料,做到防止或減輕腐蝕的目的。材料的選擇過程非常關鍵,在選材時必須及時了解材料的抗腐蝕性、力學性能、物理性能等,利于保證設備的使用質量與年限,同時還能保證化工產品的安全性,進而提高經濟效益。
(2)強化對設備結構的控制。若想達到防護的效果,避免設備被腐蝕的情況,應強化對設備結構的有效控制,優化結構設計,必須前期具備防腐意識[4]。例如,在結構設計部分,必須設置腐蝕的余量,要設置簡單的結構模式,禁止殘留物或液體被腐蝕,進而可有效避免縫隙的產生,降低腐蝕的發生概率。同時,在結構設計中,應避免發生沖蝕腐蝕現象,禁止出現應力集中的情況,強化對設備的有效防護,以增強其抗腐蝕性。
(3)實施先進的表面處理技術。一般情況下,腐蝕發生都是由剛剛接觸的表面所產生的,表面金屬材料與相應的介質發生反應而造成腐蝕現象的發生,必須實施先進的表面處理技術,以達到設備防護的效果。表面技術的應用,應使用表面改性技術、涂層鍍層技術來對表面進行規范性的處理,若設備外表面材料極易受到腐蝕,應對材料的性質予以改善,并讓材料具備力學、化學和物理學性能,增強設備表面的硬度、高疲勞強度和抗腐蝕性,進而保證設備不會被腐蝕,延長設備的使用壽命。
通過涂層保護的方式,能讓設備避免的敏感性金屬材料與外部介質被隔離,通過涂層保護的方式進行隔絕,可大大增強設備的抗腐蝕性,進而保證設備的運行質量,保證化工產品的應用質量。在防腐工程施工時,涂層材料必須具有高度的抗腐蝕性,且基本材料具有很強的附著性,且表面要具有高度的均勻性,厚度一致,且整個外涂層表面要保持完整,且其孔隙要較小。工作人員應及時對設備所接觸的腐蝕性環境予以了解,進而將各項要素與條件考慮其中,以達到良好的防腐效果。同時,還應對腐蝕環境下介質、pH值、溫度、壓力和流速等因素予以全面考量,進而提高化學設備的抗腐蝕性,降低化工企業由于腐蝕而產生的額外支出。
3 結束語
綜上所述,通過對現代化工設備的腐蝕情況來看,按破壞程度來分可分為全部與局部腐蝕,若按照腐蝕的原理可分為化學腐蝕和電化學腐蝕,一系列腐蝕現象會造成嚴重的危害。為更好的應對化工設備腐蝕性問題,應保證材料選擇的規范性,優化設備的結構性設計,運用更為先進的表面處理技術對化工設備的表面進行處理,建設防腐工程,降低防腐指數,提高設備的使用價值,保證人們放心的使用化工類商品。
參考文獻:
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