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關(guān)鍵詞:節(jié)能;住宅;室內(nèi)裝飾;設(shè)計方案
1住宅室內(nèi)平面布局節(jié)能設(shè)計方案分析
想要確保室內(nèi)使用功能完整以及室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)良好,必須要對平面設(shè)置進行優(yōu)化,同時通過劃分功能區(qū)以及隔斷空間來進一步提高住宅內(nèi)部保溫能力以及通風能力,促使空調(diào)的使用效率進一步提升以保證節(jié)能效果良好。進行室內(nèi)平面設(shè)計時不僅要充分分析住宅戶型平面以及將原有設(shè)計特點和設(shè)計優(yōu)勢盡量利用和保留,同時對于具有南北通透結(jié)構(gòu)的原戶型也要盡量保持其通透性并避免出現(xiàn)人為改變[1],避免出現(xiàn)增加固定隔斷的情況。對于起居室以及主臥室等具有主要使用功能的房間來說,需要在選擇良好朝向的基礎(chǔ)上保證良好透風和采光,并盡量利用自然采光來減少電器采暖制冷,實現(xiàn)有效節(jié)能。結(jié)合各個季節(jié)需要日照和通風的不同來合理設(shè)計可調(diào)節(jié)、多功能節(jié)能設(shè)施,例如百葉窗或者可移動隔斷等,便于實現(xiàn)重新組織空間結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)最佳節(jié)能效果。對于經(jīng)常使用的房間,需要在其與外界環(huán)境之間建立熱緩沖區(qū)域并實現(xiàn)有效節(jié)能,例如設(shè)置陽臺,可減少室外空氣直接作用于室內(nèi)并可實現(xiàn)有效降低室內(nèi)能耗效果;設(shè)計衛(wèi)生間以及廚房時遵循明廚明衛(wèi)的原則以便節(jié)省大量照明用電[2]。
2住宅門窗的節(jié)能設(shè)計方案分析
門窗在建筑維護構(gòu)件中屬于絕熱性能最差以及降低住宅節(jié)能能力最重要的因素之一,重視建筑物外立面窗體的保溫要求是出于對住宅使用中各個部分熱環(huán)境要求不同的建筑特點考慮。同時在設(shè)計時出于此特點考慮的還有住宅內(nèi)部門窗保溫強度設(shè)計,需要注意以下幾點:首先充分考慮本地區(qū)選擇節(jié)能門窗的標準,確保節(jié)能門窗可以達到主要物理指標規(guī)定要求,例如氣密性要求、隔聲要求以及保溫性能要求等;其次在陽臺和內(nèi)室連通時做好陽臺保溫工作,一般選擇在陽臺墻面增加保溫隔熱層設(shè)計以確保降低室內(nèi)熱能損耗;最后是在選擇防盜門時選擇在門腔內(nèi)帶有填充防火保溫材料以及密閉性能好、保溫性能好的防盜門,其中防火保溫材料可以為玻璃棉,也可以為礦棉。住宅門窗節(jié)能設(shè)計方案中還包括遮陽問題,陽光直射可造成節(jié)能效果顯著下降,因此,在外墻窗戶上需要安裝活動外遮陽裝置以利于大范圍減少進入住宅的熱輻射量[3]。對于室內(nèi)裝飾設(shè)計來說,遮陽措施可以盡量選擇隔熱保暖效果均比較好的窗簾進行有效節(jié)能。另外,在住宅設(shè)計方案中關(guān)于提高外立面絕熱性能的建議為推廣使用建筑剝離隔熱膜,可隔擋高達79%的熱量并確保住宅室內(nèi)可以做到冬暖夏涼以及有效降低空調(diào)使用費用。
3墻體、地面及吊頂節(jié)能設(shè)計方案分析
對于需要進行隔斷處理的房間采用隔溫性能好的墻體材料來進行筑墻以減少室內(nèi)熱量損失。在室內(nèi)保溫施工措施裝修時一般采用厚木筋(3cm)以及礦棉氈,將間距取60cm并利用紙面石膏板作為面板,將紙面石膏板厚度定義為9.5cm或者12cm。在鋪設(shè)木地板時可通過在板下隔柵間放置保溫材料(礦棉板)來實現(xiàn)地面節(jié)能設(shè)計,或者通過在地板下面鋪設(shè)地暖管道來形成地板采暖設(shè)施。通過低溫熱水在地板下循環(huán)將熱量均勻傳給地板并由地板向地面輻射的方式來實現(xiàn)有效節(jié)能30%~50%。吊頂設(shè)計時,必須確保良好通風散熱,結(jié)合實際空間感受以及節(jié)能需要等設(shè)計吊頂高度,在吊頂紙面石膏板鋪設(shè)保溫材料來顯著提高隔熱保溫性能并實現(xiàn)有效節(jié)能。
4住宅內(nèi)部光環(huán)境節(jié)能設(shè)計方案分析
在進行室內(nèi)采光選擇時,優(yōu)先考慮自然光并在空間布置劃分以及改造過程中將其作為一個重要原素進行設(shè)計,盡量避免使用額外人工光源來滿足照明需要以及利用光影關(guān)系來實現(xiàn)有效節(jié)能。在人工照明設(shè)計方面需要遵循節(jié)約化以及節(jié)能化的設(shè)計理念。充分認識以及運用室內(nèi)照明設(shè)計特點并根據(jù)空間使用功能、使用情境來確定照明燈具的照明度和安裝方式,在進行光源布置時,一般采用低照度環(huán)境照明或者重點照明相結(jié)合方法。在光環(huán)境節(jié)能設(shè)計時需要鼓勵新技術(shù)運用并通過技術(shù)手段將太陽光更好的引入住宅內(nèi)部以及“黑空間”中,通過使用照明智能控制管理系統(tǒng)來實現(xiàn)光環(huán)境自動感應(yīng)以及自動調(diào)節(jié)并進一步減少照明能耗、滿足日間照明需求。
5住宅家具及軟裝飾布置設(shè)計方案分析
在室內(nèi)裝飾設(shè)計中,室內(nèi)陳設(shè)及布置與人直接接觸最多,使用率較高,直接影響人心理感受的因素不僅包括形狀和布置方式,還包括用料質(zhì)感等,做好以上各項設(shè)計措施可形成舒適室內(nèi)環(huán)境。出于節(jié)能化考慮,室內(nèi)自然通風必須保證流通順暢并盡量保持室內(nèi)結(jié)構(gòu)為南北通透,以便于實現(xiàn)有效節(jié)能,接近窗布置物不能高于窗臺高度且家具布置時需要充分考慮穿堂風因素,確保有利于夏季散熱以及保持室內(nèi)空氣清新。家具擺放時需要距離墻面5~8cm以保證墻體的“呼吸”功能良好。出于冬季保暖需求,在住宅入口適當設(shè)置移動式隔斷或者使用鞋柜等來實現(xiàn)降低熱能損耗的目的。另外,室內(nèi)布置以及陳設(shè)可隨著室外環(huán)境氣候的變化而相應(yīng)進行調(diào)整。對人心理變化情況產(chǎn)生很大影響的因素還包括室內(nèi)環(huán)境色彩,可由心理影響轉(zhuǎn)變?yōu)樯碛绊?。在進行室內(nèi)裝飾設(shè)計時充分利用色彩的心理效應(yīng)來提高室內(nèi)舒適度并實現(xiàn)減少制冷設(shè)備、制暖設(shè)備的負荷。例如白色、藍色以及綠色等均屬于冷系色且可影響人產(chǎn)生安逸寧靜的心理反應(yīng);中系色較為柔和且可使人產(chǎn)生親切和安定的感覺。
6室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)布置設(shè)計方案分析
出于節(jié)能設(shè)計要求考慮,空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施可從采用方式、安裝位置和高度進行考慮。在進行節(jié)能住宅空調(diào)系統(tǒng)選擇時需要充分分析客戶日常使用規(guī)律并根據(jù)經(jīng)驗進行合理選擇,一般來講,集中式空調(diào)能耗最大、分布式空調(diào)次之。普通掛機空調(diào)安裝高度一般在1.8m左右??照{(diào)設(shè)置時需要考慮因素是確保人經(jīng)常活動區(qū)域具有良好舒適性并確保重點位置保持良好通風和適宜溫度,能耗應(yīng)用在最需要部位并避免不必要能源損耗出現(xiàn)。
7結(jié)束語
綜上所述,節(jié)能化住宅設(shè)計作為一項新生事物受到了人們的廣泛關(guān)注,住宅節(jié)能設(shè)計的核心理念是節(jié)能,可從室內(nèi)平面布局、門窗、墻體、地面、吊頂、內(nèi)部光環(huán)境、家具以及軟裝飾、空調(diào)系統(tǒng)等方面進行設(shè)計和設(shè)置促進住宅室內(nèi)裝飾設(shè)計實現(xiàn)節(jié)能化以及節(jié)約化,促進建筑行業(yè)節(jié)能化的進一步發(fā)展。
作者:金吟 單位:浙江綠城聯(lián)合設(shè)計有限公司
參考文獻:
[1]譚文君.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用探析[J].工程技術(shù)研究,2016,(5):77+89.
施工導(dǎo)流是進行水利水電工程開工之前的準備工作,導(dǎo)流設(shè)計與施工總進度密不可分,施工組織設(shè)計方案的基礎(chǔ)就是導(dǎo)流方案。導(dǎo)流方案的可行性直接關(guān)系到施工組織設(shè)計方案的優(yōu)劣。通常將施工導(dǎo)流方案分成隧洞導(dǎo)流、分期導(dǎo)流、明渠導(dǎo)流以及涵管導(dǎo)流等,牽涉到的工程主要包括施工導(dǎo)流河、施工圍堰、圍堰的度汛防護工程。在板巖水電站工程中,根據(jù)紅辣河區(qū)域水文特性、壩址地形地質(zhì)條件、樞紐布置方案以及施工條件分析,確定本工程采用圍堰一次攔斷河床、隧洞導(dǎo)流的導(dǎo)流方式。本工程導(dǎo)流建筑物為5級,為充分利用當?shù)亟ㄖ牧希瑢?dǎo)流工程擋水建筑物擬采用土石圍堰結(jié)構(gòu)型式,并且導(dǎo)流時段采用枯期導(dǎo)流,相應(yīng)導(dǎo)流流量為89.3m3/s。根據(jù)施工進度安排,本工程大壩施工期內(nèi)需度過兩個汛期。從簡化臨建工程規(guī)模、節(jié)約投資、縮短建設(shè)工期的角度,選擇枯期圍堰擋水、導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流,汛期采用導(dǎo)流隧洞與大壩壩體聯(lián)合過流度汛。本工程導(dǎo)流建筑物主要為導(dǎo)流隧洞和施工圍堰,導(dǎo)流隧洞縱斷面采用直斜式斷面,導(dǎo)流隧洞橫斷面采用城門洞形,上游圍堰及下游圍堰采用一般土石圍堰的結(jié)構(gòu)形式。總之,在水電站工程建設(shè)中,在進行導(dǎo)流方案的確定過程中應(yīng)該要根據(jù)河流的水文資料進行認真的分析,并且把握歷年的流量水位變化規(guī)律,對有效工期的保證率進行保證,從而選擇最為經(jīng)濟和合理的施工時段以及工期。
2土石方工程
土石方工程可以說是在水利樞紐工程建設(shè)中占據(jù)最大比重的工程,壩址的開挖、施工圍堰的填筑、施工導(dǎo)流河的開挖、建筑物的填筑等都包含在土石方工程內(nèi),尤其是在進行土石壩的填筑過程中對其質(zhì)量要求是非常高的。對于土石方工程,在進行施工組織設(shè)計方案的編制中,首要就是要滿足施工工期的要求以及施工工程量的要求,并且保證在最低成本的基礎(chǔ)上選擇最為合理的施工技術(shù)以及施工工藝和方法。在進行土石方施工組織設(shè)計方案的編制過程中,要考慮到土石方工程屬于戶外工程,是直接暴露在自然環(huán)境下的,因而必須要考慮到自然環(huán)境和氣候條件對工程施工的影響,在此基礎(chǔ)上選定綜合平衡的施工方案。板巖水電站工程主體工程合計開挖總量為24.45萬m3,其中覆蓋層開挖7.18萬m3,石方明挖9.58萬m3,石方洞挖3.43萬m3,砂礫石開挖4.26萬m3。主要臨建工程開挖總量1.21萬m3,其中覆蓋層開挖0.20萬m3,石方明挖0.21萬m3,石方洞挖0.81萬m3。本工程除大壩細石混凝土砌石料外,其他回填料和臨時工程砌筑料全部利用開挖料。大壩細石混凝土砌石料采用石料場開采料,石渣回填料采用自身開挖料;引水隧洞埋管回填料和廠房回填料采用廠房開挖料;圍堰及導(dǎo)流隧洞填筑料及砌筑料采用大壩開挖料。由于廠、壩基巖多呈漸變過渡,強度軟硬不一,分選困難,難于生產(chǎn)出較好質(zhì)量的砂石骨料來,因此本工程混凝土砂石骨料不考慮采用廠、壩開挖料生產(chǎn)?;炷辽笆橇喜捎?.0萬m3引水隧洞洞挖料和0.4萬m3導(dǎo)流隧洞洞挖料作為原料,其余采用開采料生產(chǎn)。大壩細石混凝土砌石料全部采用石料場開采料,廠房混凝土埋石料采用引水隧洞洞挖料。板巖水電站工程主體工程總填筑方量1.07萬m3,臨建工程總填筑方量2.29萬m3,利用開挖料合計約3.36萬m3,棄渣19.93萬m3,合松方27.87萬m3。
3施工總體布置
施工總體布置在施工組織設(shè)計方案的編制中占據(jù)非常重要的位置。在進行施工總體布置的過程中,必須要全局規(guī)劃,對整個施工場所進行全面的了解,根據(jù)工程建設(shè)的主要特點以及施工所在地的施工環(huán)境以及施工條件,對主體工程施工以及整個施工場地的平面以及高程進行準確的布置。在進行施工總圖布置過程中,需要按照以下原則進行布置和規(guī)劃:1)根據(jù)地形條件,考慮施工場地主要集中布置于左岸臺地,右岸主要布置營地設(shè)施和倉庫、機械停放和修理等少量施工臨時設(shè)施。2)臨時生活區(qū)與生產(chǎn)區(qū)相對分離,以減少噪音、粉塵等對施工人員及當?shù)鼐用竦挠绊?3)根據(jù)當?shù)鼐用竦姆植记闆r,做到無移民、無拆遷、充分利用荒地,少占耕地,以減少臨時占地費用;4)充分利用開挖料、合理布置渣場;5)施工設(shè)施及生活建筑布置需保證汛期安全,均布置在相應(yīng)度汛水位以上。6)辦公、生活及文化福利設(shè)施按施工總工期年平均勞動力人數(shù)乘人均建筑面積綜合指標計算,人均建筑面積的綜合指標取9m2/人。工程管理區(qū)建筑面積結(jié)合臨時用房建設(shè)。根據(jù)上述原則,板巖水電站主要設(shè)置4個施工場地和2個施工營地用于布置生產(chǎn)生活設(shè)施。1#施工場地布置于右岸壩肩上游較平緩的空地上,布置高程約為535.0m,主要布置設(shè)備停放及修理廠、倉庫和水處理廠等。2#施工場地和3#施工場地布置于左岸壩肩的臺地上,布置高程分別為583.0m和570.0m,主要布置混凝土系統(tǒng)、綜合加工廠等。廠房施工臨時生產(chǎn)生活區(qū)位于廠房下游較高的灘地上,布置拌和機、鋼木加工廠和宿舍等臨時設(shè)施,布置高程大于20年一遇洪水位。施工營地及項目部布置于壩址左岸進場主干道兩側(cè)。砂石加工系統(tǒng)布置于砂石骨料場附近。
4施工進度
在水電站施工組織設(shè)計方案中,重要的組成部分之一就是施工進度計劃,施工進度計劃是承包商中標后編制詳細的施工實施進度計劃的依據(jù)。板巖水電站工程籌建期為1年,需完成變電站設(shè)置及供電線路架設(shè)到壩址,完成進場公路及部分施工臨時道路施工;施工移民、征地等;分部分項工程招標評標等工作,為工程承建單位進場開工創(chuàng)造條件。工程于第一年3月初進場準備,施工準備期安排7個月,在此期間完成辦公生活臨時用房等營地建設(shè),場內(nèi)臨時道路修建,砂混系統(tǒng)等施工輔助企業(yè)建設(shè)。在導(dǎo)流隧洞襯砌混凝土開始澆筑前,混凝土系統(tǒng)須完成。導(dǎo)流工程部分施工安排在工程準備期內(nèi)進行。導(dǎo)流隧洞于第一年5月初開始施工,10月底完工具備通水條件,歷時6個月。10月下旬開始圍堰戧堤預(yù)進占,11月初進行截流。主體工程施工期24個月,主要完成大壩工程、引水工程以及廠房工程。本工程完建期施工項目主要包括水庫蓄水后未完成項目的掃尾工作及完工驗收工作。完建期安排在第三年5月~8月份,工期為4個月。
5結(jié)語
《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)導(dǎo)則》的編制實施,對目前國內(nèi)日臻完善的生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程設(shè)計起著積極的規(guī)范和指導(dǎo)作用。其中第3章總體設(shè)計與規(guī)模計算,提出了填埋場總平面布置、豎向設(shè)計、附屬及配套工程、處理規(guī)模與庫容等技術(shù)要求;給出了垃圾產(chǎn)生量預(yù)測、庫容計算及有效庫容的設(shè)計計算方法;列舉了山谷型、坡地型填埋場區(qū)布置,附屬與配套工程布置,垃圾產(chǎn)生量預(yù)測及庫容計算的案例。筆者從實際工程案例的角度出發(fā),對《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)導(dǎo)則》第3章中的總平面布置、豎向設(shè)計等相關(guān)內(nèi)容加以解讀。
1填埋場總平面布置概述
填埋場總平面布置是整個填埋場工程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)??偲矫娌贾脼檎麄€方案設(shè)計明確指導(dǎo)思想和目標,確立基本思路,為方案從構(gòu)思、創(chuàng)作到進一步深入設(shè)計提供基本框架,使場區(qū)的內(nèi)部功能與外部環(huán)境條件彼此協(xié)調(diào),有機結(jié)合。因此,總平面布置決定著整個設(shè)計的方向,關(guān)系到整個設(shè)計的成?。?]。
1.1主要工作內(nèi)容
1.1.1分析填埋場工程項目的性質(zhì)、特點按照填埋場的建設(shè)性質(zhì),一般可分為新建項目和改擴建項目。新建填埋場工程一般選址多位于土地利用價值低、對周邊環(huán)境影響較小的區(qū)域,設(shè)計條件多以自然條件為主,在總平面布置過程中靈活性較大。設(shè)計部門應(yīng)通過多方案比選以及技術(shù)經(jīng)濟比較確定最終的平面布置設(shè)計方案。改擴建項目因受已建項目制約因素較大,設(shè)計者應(yīng)在收集原設(shè)計存檔竣工圖的基礎(chǔ)上,充分理解、分析原設(shè)計理念和意圖,科學、合理地處置改擴建項目與原建設(shè)項目的銜接關(guān)系,使兩者有機結(jié)合。在填埋場工程改擴建過程中尤其應(yīng)注意填埋庫區(qū)、滲瀝液收集導(dǎo)排、滲瀝液處理、雨水導(dǎo)排之間的關(guān)聯(lián)問題。
1.1.2分析填埋場場區(qū)周邊的設(shè)計條件通常在新建填埋場工程設(shè)計過程中與場區(qū)周邊條件密切相關(guān)的主要內(nèi)容包括道路交通、電力、給排水、居民區(qū)等。因此,設(shè)計過程中充分了解、掌握這些外部條件,對于場區(qū)平面布置中內(nèi)部功能要求與外部環(huán)境條件的有機結(jié)合具有至關(guān)重要的作用。
1.1.3確定填埋場場區(qū)組成內(nèi)容之間的基本關(guān)系,進行場區(qū)分區(qū)場地分區(qū)就是將用地劃分為若干區(qū)域,將場地包含的各項內(nèi)容按照一定關(guān)系分成若干部分組合到這些區(qū)域中??勺裱?條基本思路,一是從內(nèi)容組織的要求出發(fā),進行功能分區(qū)組織,比如將性質(zhì)相近、使用聯(lián)系緊密的內(nèi)容歸于一區(qū);二是從基本利用的角度出發(fā),進行用地劃分,作為不同內(nèi)容布置的用地[1]。例如,在填埋場工程設(shè)計過程中,將用地劃分為填埋庫區(qū)、滲瀝液處理區(qū)、生產(chǎn)生活管理區(qū)等,正是從功能分區(qū)角度出發(fā)進行分區(qū)。而在平面布置過程中如何結(jié)合場區(qū)地形、地勢將分區(qū)具體落實,這就需要設(shè)計者從分區(qū)組成內(nèi)容的功能關(guān)系和空間位置關(guān)系的角度出發(fā),科學、合理地進行布局。
1.1.4分析各功能分區(qū)的布置要求,進行總體布局設(shè)計者一方面應(yīng)確定各功能分區(qū)的組成內(nèi)容及各自形態(tài),另一方面應(yīng)確定各功能分區(qū)的相互關(guān)系及內(nèi)在聯(lián)系。如山谷型填埋場,填埋庫區(qū)作為填埋場設(shè)計的核心部分大多利用沖溝的自然地勢設(shè)置,一般在沖溝下游設(shè)置垃圾壩及滲瀝液調(diào)節(jié)池,而一旦受下游地勢狹窄或無法避開行洪區(qū)等條件制約,則滲瀝液處理區(qū)的設(shè)置就要充分考慮滲瀝液調(diào)節(jié)池周邊的地勢、場區(qū)供電、處理達標后污水外排等條件合理布置。
1.2案例分析許昌市龐莊生活垃圾綜合處理廠工程,廠區(qū)占地總面積為10.13hm2。廠址位于許昌市西部,七里店鄉(xiāng)龐莊村西面,許禹公路以南。東距龐莊村320m,在廠址與村莊中有1條寬度為100m左右的白楊樹防護林帶;西距崔代張村200多m;南距引汝干渠200多m,有大片防護林帶隔離;北距已封場垃圾山300m,距西環(huán)路大約1000m,距離龐莊村中部大路約500m。該地塊原為磚廠取土坑,現(xiàn)為荒地,總體地勢西北高東南低,高差為2~3m。該綜合處理廠按功能特點劃分為管理區(qū)、填埋庫區(qū)、污水處理區(qū)及垃圾預(yù)處理區(qū),廠區(qū)總建筑面積為2490.00m2,其總平面布置見圖1。管理區(qū)位于場區(qū)的東北側(cè),根據(jù)生產(chǎn)、生活的需要設(shè)有業(yè)務(wù)用房、機修間及車庫、深井泵房、消防水池等建、構(gòu)筑物。該區(qū)遠離填埋庫區(qū)、污水處理區(qū)并通過綠化帶隔開。管理區(qū)是整個場區(qū)管理中心,也是職工用餐、生活以及生產(chǎn)輔助用房集中區(qū)。設(shè)計中根據(jù)不同的功能要求合理布局,并且充分體現(xiàn)了以人為本的原則,在空間環(huán)境的塑造、綠化設(shè)計、景觀設(shè)計上都經(jīng)過精心考慮。填埋庫區(qū)是本工程的核心部分,位于場區(qū)的南側(cè),占地總面積為6.35hm2,四周設(shè)有排水明渠及環(huán)場道路。污水處理區(qū)位于管理區(qū)的西側(cè),設(shè)有傳達室及地磅房、污水處理車間、調(diào)節(jié)池、硝化罐、箱式變電站等建、構(gòu)筑物。垃圾預(yù)處理區(qū)位于場區(qū)的西北角,毗鄰污水處理區(qū),遠離管理區(qū),在垃圾預(yù)處理區(qū)內(nèi)設(shè)有分選車間。為了改善工作環(huán)境,減少場區(qū)對外界的影響,場區(qū)的周圍里側(cè)設(shè)5~7m的綠化帶。整個場區(qū)設(shè)有1個寬12m的出入口,各區(qū)的道路有機地與入場道路連接,使全場的交通順暢合理。該項目已榮獲2010年天津市優(yōu)秀工程咨詢成果三等獎及2012年度天津市“海河杯”優(yōu)秀勘察設(shè)計二等獎。
2填埋場豎向設(shè)計概述
填埋場豎向設(shè)計是場區(qū)總體設(shè)計的重要組成部分,關(guān)系到場區(qū)的安全穩(wěn)定,也直接影響到填埋場建設(shè)投資與運行成本。豎向設(shè)計一般是在總平面布置之后進行。不論平原型、坡地型、山谷型填埋場都必須進行垂直方向的高程(標高)設(shè)計,既要滿足使用功能,又要滿足經(jīng)濟、安全、環(huán)保、消防、勞動安全及綠化指標等方面的要求。使各功能區(qū)與地形、地勢有機結(jié)合,以便營造出優(yōu)秀的場區(qū)規(guī)劃布局和各功能區(qū)建設(shè)。其中,填埋場核心區(qū)域填埋場庫區(qū)的豎向設(shè)計尤為重要,它不但關(guān)系到初期建設(shè)庫區(qū)邊坡、庫區(qū)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,而且關(guān)系到填埋場運行期間直至最終封場覆蓋后期管理的穩(wěn)定與安全問題。特別是地形、地質(zhì)條件較復(fù)雜的場址,豎向設(shè)計不僅難度大,而且關(guān)系到方案的可行性與經(jīng)濟性,所以,豎向設(shè)計的重要性更為突出。
2.1豎向設(shè)計的原則1)滿足填埋工藝及各分區(qū)功能布置要求。2)以工程勘察報告為依據(jù),方案制定滿足工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等要求。3)充分利用所選場址的自然地形。4)滿足各項技術(shù)標準、規(guī)程、規(guī)范要求,保證工程建設(shè)與使用期間的穩(wěn)定和安全。
2.2豎向設(shè)計對基礎(chǔ)資料的要求設(shè)計工作開展之初,設(shè)計部門通過現(xiàn)場踏勘或向建設(shè)單位提出工程設(shè)計所需的基礎(chǔ)資料清單等獲取基礎(chǔ)資料,一般包括:現(xiàn)狀地形圖、工程勘察報告、場址周邊外部條件等。
2.2.1現(xiàn)狀地形圖測繪工作應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)條件的部門完成,測繪范圍適宜及測繪精確與否將直接關(guān)系到設(shè)計方案的制定和工程量的計算。目前,測繪工作多采用GPS定位技術(shù)。雖然GPS高程測量能夠達到一定的精度,但用GPS施測的市政工程測量控制點,應(yīng)進一步用常規(guī)儀器進行水準聯(lián)測,保證高程精度滿足工程設(shè)計及建設(shè)的需要。工程實例表明,在實際踏勘中看到的場址垂直落差現(xiàn)狀,在地形圖上則顯示為一定坡度的緩坡狀。在植被茂密的山谷型填埋場場址條件下,這種測繪與實際現(xiàn)狀誤差較大的現(xiàn)象更為明顯。因此,設(shè)計人員應(yīng)進行現(xiàn)場踏勘,對關(guān)鍵部位的測繪提出具體要求以避免誤差的出現(xiàn)。
2.2.2工程勘察GB50021—2001巖土工程勘察規(guī)范要求:各項工程建設(shè)在設(shè)計和施工之前,必須按基本建設(shè)程序進行巖土工程勘察,勘察工作應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)條件的部門完成。巖土工程勘察應(yīng)按工程建設(shè)各勘察階段的要求,正確反映工程地質(zhì)條件,查明不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害,精心勘察、精心分析,提出資料完整、評價正確的勘察報告。由于填埋場工程建設(shè)的特殊性,大多地區(qū)的地質(zhì)勘察部門未從事過此類項目的勘察工作,在勘察大綱編制、勘察任務(wù)實施及勘察成果提交過程中,往往忽視了填埋場設(shè)計及建設(shè)過程中對工程地質(zhì)與水文地質(zhì)的具體要求,不了解填埋場建設(shè)的性質(zhì)、特征,通常不能滿足設(shè)計部門的設(shè)計需求。經(jīng)常出現(xiàn)的問題包括:未提供地層土性滲透系數(shù)指標;給出了地下水靜止水位,但未查明地下水靜止水位變幅情況及其影響原因;未確定地下水流場走向;勘察報告缺少對場地的整體穩(wěn)定性及垃圾堆體的變形和穩(wěn)定性分析;未分析地基和垃圾堆體變形和導(dǎo)致防滲層、覆蓋層及其他設(shè)施失效的可能性;不能對保證穩(wěn)定、減少變形、防治滲漏和保護環(huán)境措施提出具體建議等。
2.2.3場址周邊外部條件填埋場場址周邊的道路、河流、湖泊、給排水等外部條件,對于場區(qū)的豎向設(shè)計方案的確定起著重要作用。設(shè)計單位在現(xiàn)場踏勘的基礎(chǔ)上,應(yīng)對勘察部門的工作內(nèi)容提出具體的范圍和要求,如:與進場路銜接的場外道路的位置、高程;用于場區(qū)排水河道的堤岸高程;豐水期、枯水期河道水面高程和河道底部高程;周邊河流、湖泊對填埋場場址地下水位的影響等。一般勘察部門把工作重點放在場址區(qū)域范圍內(nèi),而忽視了對場址外部條件的勘察,在設(shè)計過程中容易造成勘察成果欠缺,耽誤設(shè)計周期;豎向設(shè)計方案未考慮外部條件的影響,以致于施工時才發(fā)現(xiàn)周邊河流、湖泊水位對填埋庫區(qū)地下水水位變幅影響較大,無法施工并需調(diào)整設(shè)計方案。因此,一個優(yōu)秀的垃圾衛(wèi)生填埋場設(shè)計方案是建立在前期基礎(chǔ)資料詳實、周全,并充分考慮影響設(shè)計及后期運行等綜合因素的前提條件下完成的。
2.3案例分析河南省鞏義市大黃冶生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程位于鞏義市大黃冶村的柏溝,呈樹枝形,主溝上游有2個小分枝溝,東西總長800余m,南北寬50~80m,溝深10~50m,場地溝底標高為171.25~219.74m,高差約50m,坡度較陡,個別區(qū)域呈90°落差。該場地地形、地貌復(fù)雜,如果按照規(guī)范要求邊坡坡度宜小于1∶2,則土方開挖量將達到80萬m3,土方工程投資太大,建設(shè)單位難以接受。設(shè)計人員在充分研究基礎(chǔ)資料的前提下,與工程勘察單位反復(fù)研究溝通,對測繪圖紙與現(xiàn)場實際地形的差異、地質(zhì)勘察報告的有關(guān)數(shù)據(jù)做了具體分析和校驗,最后通過采用北京理正軟件設(shè)計研究院《理正邊坡穩(wěn)定分析軟件》,按瑞典法(總應(yīng)力法)、簡化畢肖普法(總應(yīng)力法)2種計算方法,對邊坡穩(wěn)定性進行計算,最后確定邊坡高度較高時,挖方坡度最大可做到1∶1.3(結(jié)合平臺的設(shè)置),填方邊坡可做到1∶2(結(jié)合平臺的設(shè)置),按照此邊坡進行土方平衡計算,則需挖方48.35萬m3,填方19.86萬m3,筑壩需土方8.43萬m3。該方案在滿足了甲方意愿的前提下,充分利用地形地勢,優(yōu)化設(shè)計方案,節(jié)省土方費用285萬元。降低了工程造價,儲備了一定的填埋作業(yè)覆蓋土量,保障了后期運行。該項目可行性研究報告榮獲2007年天津市優(yōu)秀工程咨詢成果三等獎。
關(guān)鍵詞:燒結(jié);成品礦倉;工藝布置
中圖分類號:TF04 文獻標識碼:A
1 概述
本工程設(shè)計系為印度HOSPET STEELS LIMITED公司1×33㎡環(huán)型燒結(jié)工程的配套設(shè)施的設(shè)計。環(huán)燒工程中“燒結(jié)成品礦倉”項目作用是將環(huán)燒車間生產(chǎn)的燒結(jié)礦通過帶式輸送機送入燒結(jié)成品礦倉內(nèi)進行貯存。燒結(jié)成品礦倉還起著燒結(jié)車間與煉鐵車間生產(chǎn)不平衡的緩沖作用,燒結(jié)車間正常生產(chǎn)情況下,多余燒結(jié)礦可以在這里貯存或裝車外運。燒結(jié)成品礦倉的布置需要根據(jù)燒結(jié)廠區(qū)地形及工藝流程靈活布置。本工程由于燒結(jié)成品礦倉需要向兩座高爐供料,燒結(jié)成品礦倉布置相對復(fù)雜,需要從工藝流程、經(jīng)濟投資、環(huán)境保護等方面對多個設(shè)計方案進行分析,選擇最優(yōu)方案。
2 本工程成品礦倉工藝布置設(shè)計的基本原則
(1)燒結(jié)礦進入燒結(jié)成品礦倉前未設(shè)置篩分處理流程,倉上采用移動可逆膠帶機或帶移動卸料車的帶式輸送機進料。(2)向高爐供料前必須經(jīng)過篩分稱量,因此燒結(jié)成品礦倉采用倉下篩分稱量的工藝流程,每座礦倉下設(shè)置一臺振動篩、一個稱量斗。(3)篩上粒度大于5mm的成品燒結(jié)礦分別送入兩座高爐。(4)篩下粒度小于5mm的返礦送回配料室重新配料。(5)設(shè)置六座燒結(jié)成品礦倉,用于貯存燒結(jié)礦,燒結(jié)礦無需外運。(6)六座燒結(jié)成品礦倉中,三座向MBF-1高爐供料,三座向MBF-2高爐供料。
3 各設(shè)計方案主要內(nèi)容
方案一:六座燒結(jié)成品礦倉分為兩組、三座成品礦倉為一組、兩組成品礦倉并聯(lián)布置、倉上采用移動可逆帶式輸送機進料。每座成品倉下設(shè)置一臺振動篩、一臺稱量斗。燒結(jié)礦先經(jīng)振動篩篩分,篩上成品燒結(jié)礦經(jīng)稱量斗稱量后由兩條成品皮帶機分別送至原有的兩條高爐上料皮帶機上,分別向兩座高爐送料。篩下返礦由兩條并列的返礦膠帶機送出。如圖1所示。
方案二:六座燒結(jié)成品礦倉分為兩組、三座成品礦倉為一組、兩組成品礦倉并聯(lián)布置、倉上采用帶移動卸料車的帶式輸送機進料。每座成品倉下設(shè)一臺振動篩、一臺稱量斗。燒結(jié)礦先經(jīng)振動篩篩分,篩上成品燒結(jié)礦經(jīng)稱量斗稱量后由兩條成品皮帶機分別送至原有的兩條高爐上料皮帶機上,分別向兩座高爐送料。篩下返礦由兩條并列的返礦膠帶機送出。如圖2所示。
方案三:六座燒結(jié)成品礦倉分為兩組、三座成品礦倉為一組、兩組成品礦倉串聯(lián)布置、倉上采用移動可逆帶式輸送機進料。每座成品倉下設(shè)置一臺振動篩、一臺稱量斗。燒結(jié)礦先經(jīng)振動篩篩分,篩上成品燒結(jié)礦經(jīng)稱量斗稱量后由兩條成品皮帶機分別送至原有的兩條高爐上料皮帶機上,分別向兩座高爐送料。篩下返礦由一條的返礦膠帶機送出。如圖3所示。
4各設(shè)計方案比較
方案一優(yōu)點:占地面積??;并列布置結(jié)構(gòu)受力好。缺點:倉上移動可逆膠帶機位于并列倉中線處,物料對兩倉交線處磨損較大;返礦膠帶機頭部轉(zhuǎn)運站較小,不便于操作及檢修;兩條返礦膠帶機頭部采用電動滾筒驅(qū)動,印度氣候環(huán)境維護成本大。
方案二優(yōu)點:占地面積最??;倉上減少一層平臺,建筑物高度最低;并列布置結(jié)構(gòu)受力好;倉下皮帶機最短。缺點:轉(zhuǎn)運站數(shù)量最多;倉上采用雙側(cè)移動卸料車進料,設(shè)備投資大,且需增加卸料車檢修通廊;返礦膠帶機頭部轉(zhuǎn)運站較小,不便于操作及檢修;兩條返礦膠帶機頭部采用電動滾筒驅(qū)動,印度氣候環(huán)境維護成本大。
方案三優(yōu)點:轉(zhuǎn)運站數(shù)量最少;篩下共用一條返礦膠帶機,設(shè)備投資最小;返礦膠帶機頭部采用電機驅(qū)動,維護成本低。缺點:篩下增加一層平臺,串列布置風載較大。綜上所述,方案三最優(yōu)。
方案構(gòu)思原則
從現(xiàn)場實際條件出發(fā),提出滿足工程功能性、耐久性、經(jīng)濟性的解決方案,并根據(jù)“環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展”的新的設(shè)計理念,在造價允許的范圍內(nèi),對設(shè)計方案進行評估,最終確定一個可行的,且功能、造價、景觀、環(huán)保等各方面相對比較均衡的設(shè)計方案。方案優(yōu)化設(shè)計吉林大道設(shè)計線路為沿著黑水河?xùn)|側(cè)的山體通過。對于依河傍山的道路設(shè)計,路線中線的具置定于何處,無論是偏向山還是偏向河,中線一點點的變化都會引起很大的工程量的變化。在這種條件下,目前國內(nèi)最為常見的設(shè)計方案為沿山修建道路,切割坡腳,開挖路塹,并對開挖面進行邊坡人工處理,這是依河傍山線路的慣常做法。一方面,路塹開挖這種工程活動會改變山體斜坡內(nèi)的初始應(yīng)力狀態(tài),使坡腳剪應(yīng)力更趨于集中,開挖的人工邊坡切斷斜坡巖體的各種結(jié)構(gòu)面,破壞了邊坡的穩(wěn)定性,一部分山體會向河流滑動,會留下滑坡的隱患;此處崖壁由中分化的板巖或砂巖構(gòu)成,由于巖體的差異風化,斜坡本來已是凹凸不平,如果加之裂隙水的作用,開挖后斜坡表層巖石會發(fā)生經(jīng)常性的巖屑、巖石順坡滾落現(xiàn)象,特別嚴重時會誘發(fā)大規(guī)模的崩塌現(xiàn)象。另一方面,此處山勢陡峭聳立,如果要開挖路塹,那么刷坡面積非常大。該地段山體綠化覆蓋率非常高,這些高原生長的自然植被生長期較長,成活困難,高原脆弱的生態(tài)系統(tǒng)一旦破壞則不可再恢復(fù),不僅視覺非常丑陋,而且會對生態(tài)環(huán)境留下永久的遺憾。另一種可行的方案是將線路外移,順山勢、順河流建橋。橋梁緊貼山崖,環(huán)繞而建。這種方案能夠避免對原有山體的破壞,不僅在視覺上和諧美觀,同時也可達到保護生態(tài)的目的,但是橋梁方案每平方米的工程造價要比路塹開挖的方案高出2倍多。在同樣滿足功能性的情況下,對比兩種設(shè)計,如果僅僅以建設(shè)時的經(jīng)濟性為出發(fā)點,橋梁方案的資金投入確實是高于路塹方案,路塹方案無疑是最應(yīng)當選擇的,但是建成后的弊端也是顯而易見的。通過以上的分析,路塹開挖后,一旦誘發(fā)次生災(zāi)害,危害行車安全,帶來的損失是無法估量的。如果對次生災(zāi)害進行二次處理,那么投入也是巨大的,反而得不償失。本著體現(xiàn)“環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展”的設(shè)計新理念,設(shè)計時選擇了順山建橋、以橋代路的設(shè)計方案。這樣一來不僅可以最大限度地把工程環(huán)境的影響減到最低,而且可以得到較好的景觀效果。
橋梁方案的技術(shù)設(shè)計
因為線路要繞山而行,所以在此段線路形成兩處平曲線,分別為R=500m的圓曲線和R=180m、緩和曲線Ls=25m的平面曲線。為了縮短設(shè)計周期,簡化施工程序,最大程度地降低工程造價,橋梁布孔采用“彎橋直做”的方式,上部采用20m簡支橋面連續(xù)的預(yù)應(yīng)力空心板,該跨徑的空心板在吉林大道其他橋梁也同時應(yīng)用,可以方便地進行模塊化預(yù)制(圖略)。全橋共11孔,分3聯(lián)布置,全長226.54m,橫橋向布置9片空心板梁,橋面總寬12m。下部采用樁柱式墩臺,墩柱直徑1.4m,墩高6~12m不等,基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁,樁基直徑1.5m。以上的布孔方式,使得該橋的第1~3跨處于R=500m的圓曲線內(nèi),第5~7跨位于半徑R=180m、緩和曲線Ls=25m的平曲線內(nèi)。共需“彎橋直做”6跨。“彎橋直做”是指在曲線橋梁的設(shè)計中,用中小跨徑的預(yù)制直梁代替彎梁,平面以曲線的弦線形成折線形布置,墩臺徑向于曲線布置,然后通過調(diào)整邊板的懸臂板長度、護欄和人行道的平面位置,來形成平面曲線線形。因為墩臺是徑向布置,所以每片預(yù)制板梁的長度是不相等的,則有:(式略)其中,L為每片板梁外側(cè)邊緣的長度(不含懸臂部分,懸臂用來形成圓曲線);R為圓曲線半徑;d為圓曲線至每片板梁外緣的垂直距離。計算最外側(cè)板梁時,d的值即為梁體懸臂板的寬度,計算第二片板梁時,d的值即為外側(cè)板梁(含懸臂)的寬度,以此類推可計算出任一板梁的長度。緩和曲線段的計算思路與此類似,茲不贅述。
【關(guān)鍵字】水利水電工程設(shè)計分析
中圖分類號:TV212文獻標識碼: A 文章編號:
一、水利水電工程設(shè)計的主要內(nèi)容
建筑設(shè)計的主要內(nèi)容包括總平面設(shè)計、平面設(shè)計、造型風格設(shè)計等,現(xiàn)闡述如下:
1.總平面設(shè)計
水利水電建筑總平面設(shè)計一般包括水利水電工程主體建筑物和其他配套設(shè)施的總平面布局,主體建筑物一般包括閘、壩、泵站等,配套設(shè)施包括管理用房、生活用房、綠化、活動場地等內(nèi)容。以泵站為例進行總平面設(shè)計,泵站樞紐一般包括的建筑物有:主廠房、副廠房、辦公樓以及職工宿舍、食堂、車庫、鍋爐房、大門傳達室等附屬建筑?;诒谜疽话阕湓诔鞘羞吘壔螂x城市較遠,職工總?cè)藬?shù)往往不多,常與風景區(qū)結(jié)合等特點,水利建筑的總平面設(shè)計不僅要滿足基本的使用要求,做到內(nèi)部流線簡潔順暢,建筑物之間聯(lián)系方便,而且應(yīng)注重環(huán)境設(shè)計,考慮設(shè)計綠化、休憩空間,職工體育運動場地等。同時各個建筑物也有集中和分散兩種布置方式,各有其優(yōu)點,具體采用哪一種布置方式,則應(yīng)因地制宜,根據(jù)具體環(huán)境而定,或突出建筑,或強調(diào)環(huán)境。
2.平面設(shè)計
同總平面設(shè)計類似,一般水工建筑物的設(shè)計程序首先是由水工專業(yè)、水機專業(yè)、電氣專業(yè)等提出專業(yè)設(shè)備布置要求,然后由水工專業(yè)和建筑專業(yè)共同確定水工建筑物的平面布置形式,建筑專業(yè)主要把握建筑在總圖布置中與交通的關(guān)系,建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、內(nèi)部交通關(guān)系等方面是否滿足規(guī)范以及使用需要。同時建筑設(shè)計人員應(yīng)積極發(fā)揮主動性,考慮建筑空間的有效使用和綜合利用。
3.造型風格設(shè)計
建筑造型的設(shè)計往往反映一幢建筑的性格特征:或粗獷豪放,不拘一格;或溫文爾雅,小家碧玉;或強調(diào)現(xiàn)代高科技韻味,或注重歷史文脈,運用符號、象征等手法表現(xiàn)一種文化底蘊??傊粭?或一組)建筑所表現(xiàn)出來的性格,應(yīng)與它所處的具體環(huán)境相協(xié)調(diào),而不是靠在設(shè)計時憑空想象,或單純?yōu)樽冯S某種所謂“時尚”而臆造出來的東西。同時,即便是在一個整體環(huán)境下的一組建筑之間,由于體量的不同,各個建筑物也存在著性格上的個體差異,而這種差異是存在于統(tǒng)一性之中的。如:主廠房一般平面為簡單的矩形,高度較高,體量較大,這時它的體量本身所表現(xiàn)出來的性格就是大度豪邁。對于這類建筑,由于其本身不可能向公共建筑一樣有什么大的形體上的組合、對比關(guān)系,設(shè)計中要注意“粗中有細”,盡量利用其本身大的體量,通過開窗方式、墻面與柱子關(guān)系的進退等手法豐富其細部,以使其看起來不那么單調(diào)。如主副廠房毗鄰設(shè)計,還可利用與其靠在一起的副廠房。使主廠房體量作為形體組合的一部分,主副廠房一并考慮,以取得形體對比較豐富的組合效果。至于建筑具體的風格是采用現(xiàn)代風格還是仿古甚至所謂歐陸式,一方面多多少少要受到一些流行因素和建設(shè)單位喜好的影響,更主要的則是建筑設(shè)計師要根據(jù)當?shù)氐牡乩?、人文環(huán)境設(shè)計出因時、因地,與環(huán)境相宜的建筑。
二、目前設(shè)計工作中存在的問題
1、設(shè)計工作中存在“偷工減料”行為
設(shè)計工作沿著預(yù)可研、可研、招標設(shè)計、施工詳圖設(shè)計不斷深入, 并不只意味著結(jié)構(gòu)圖、工程量和工程費用計算的逐步細化和分解, 還包括作為設(shè)計依據(jù)的基礎(chǔ)資料必須逐步補充完善, 設(shè)計方案的比較也須進一步深入論證, 在設(shè)計取費中實際上已包含了這一部分補充工作的費用。但在水利水電工程設(shè)計中實際情況更多的是, 下一設(shè)計階段直接搬用上一設(shè)計階段的基礎(chǔ)資料, 并未作進一步的補充完善工作, 設(shè)計方案也未作進一步深入論證, 而直接套用上一設(shè)計階段的成果結(jié)論。上一設(shè)計階段相對下一設(shè)計階段而言比較宏觀、粗略, 其基礎(chǔ)資料不能完全滿足下一階段設(shè)計的要求。另一方面, 由于不同設(shè)計階段之間有個時間差, 而現(xiàn)場的實際條件隨時間推移而不斷變化, 這個時間差越大, 條件的變化也就越大, 上階段收集的基礎(chǔ)資料可能因現(xiàn)場條件的變化而變得不切實際, 直接引用就更顯得粗糙。預(yù)可研、可研階段的設(shè)計方案比較、優(yōu)化設(shè)計主要是大處著眼、宏觀比較, 主要是少數(shù)幾個總體大方案的比較,一般不作眾多的細部方案比較; 招標設(shè)計、施工詳圖設(shè)計階段的方案比較、優(yōu)化設(shè)計應(yīng)該是小處著手、微觀比較, 是眾多局部方案優(yōu)選, 是積少成多, 集小優(yōu)化效益為大優(yōu)化效益。如果對上階段成果結(jié)論只是照抄照搬, 就會失去很多局部優(yōu)化方案, 失去積少成多、集小效益為大效益的機會。設(shè)計階段不斷深入而對設(shè)計依據(jù)的基礎(chǔ)資料不作進一步補充完善、方案比較、優(yōu)化設(shè)計工作不作更深入、更細致的論證比較, 是設(shè)計工作中的“偷工減料”行為。對此, 業(yè)主應(yīng)進一步加強監(jiān)督管理。
2、在設(shè)計工作中技術(shù)經(jīng)濟觀念不強
設(shè)計單位在整個設(shè)計階段中施工方案基本無比較, 只要方案可行即可, 技術(shù)經(jīng)濟觀念不強。招標設(shè)計階段的深度與可研階段差不多, 無設(shè)計優(yōu)化。在進入施工詳圖設(shè)計階段后, 由于業(yè)主的強烈干預(yù), 設(shè)計單位才對設(shè)計方案進行較細致的比較, 導(dǎo)致進入施工詳圖設(shè)計階段后設(shè)計修改很多, 引起施工單位索賠, 得不償失。有些總體結(jié)構(gòu)布置、大的施工方案在實施階段從技術(shù)經(jīng)濟角度比較不甚合理, 但此時要重新修改設(shè)計, 在時間上已不允許。
3、設(shè)計單位為業(yè)主服務(wù)的意識有待提高
由于投資體制的改革, 水利水電項目的開發(fā)建設(shè)實行業(yè)主負責制, 業(yè)主對工程擔負著策劃、籌資、建設(shè); 經(jīng)營、還貸、資金增值保值的任務(wù), 必然十分關(guān)心工程的成本控制和投資效益。但是, 目前的設(shè)計單位對此體會還不深刻, 對業(yè)主的要求有時缺乏理解,在與業(yè)主發(fā)生意見分歧時, 往往以規(guī)程、規(guī)范、上級文件等生硬的條文解答對付業(yè)主。設(shè)計對國家負責和為業(yè)主服務(wù), 但更具體和更現(xiàn)實的是要服務(wù)好業(yè)主, 更新觀念, “應(yīng)給業(yè)主一團火, 不給業(yè)主一塊冰”,把設(shè)計真正作為商品進入市場。
三、水利水電工程設(shè)計的困境與建議
目前水利水電工程建筑設(shè)計普遍不被重視, 許多好的建筑設(shè)計方案也難于付諸實施。究其原因: 1、水利水電工程普遍強調(diào)和關(guān)注的是使用功能, 建筑設(shè)計未受到普遍重視;2、建筑設(shè)計受概算資金的限制, 建筑師難為無米之炊;3、水利水電設(shè)計單位內(nèi)部不重視建筑設(shè)計;4、部分業(yè)主的主觀因素。為擺脫水利水電工程建筑設(shè)計困境, 提出以下建議:
1、將建筑設(shè)計列入水工建筑物設(shè)計的重要組成部分, 在初步設(shè)計審查時, 應(yīng)審查建筑設(shè)計方案和概算資金, 以保證建筑施工圖設(shè)計時有充足資金確保建筑設(shè)計按批準的方案實施。
2、水利水電設(shè)計單位要轉(zhuǎn)變只注重主導(dǎo)專業(yè)、輕建筑設(shè)計的觀念, 應(yīng)意識到建筑設(shè)計是外界反映設(shè)計單位水平的重要窗口, 因此設(shè)計院內(nèi)部要重視建筑設(shè)計。建筑設(shè)計實行建筑師負責制。
3、建筑設(shè)計方案構(gòu)思和設(shè)計時, 應(yīng)加強與業(yè)主的溝通, 促進優(yōu)質(zhì)建筑設(shè)計方案的實施。
【參考文獻】
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關(guān)鍵字:供暖通風優(yōu)化設(shè)計
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Keyword: heating, ventilation, optimization design
中圖分類號:TS914.3+2 文獻標識碼:A文章編號:
供暖通風專業(yè)作為機電設(shè)備的三大專業(yè)之一,在住宅建筑和工業(yè)建筑中發(fā)揮著重要的、不可缺少的作用。而供暖通風工程包括空調(diào)、采暖及通風等系統(tǒng),所以在供暖通風系統(tǒng)設(shè)計、室外安裝布置,較為復(fù)雜。同時供暖通風設(shè)計方案的選擇是一個直接關(guān)系到供暖通風工程項目的成敗和經(jīng)濟效益優(yōu)劣的重要問題。供暖通風設(shè)計方案的比較和優(yōu)選是一個涉及面廣、影響因素多的復(fù)雜技術(shù)工作。一個優(yōu)秀的供暖通風工程設(shè)計和室外安裝布置,應(yīng)對設(shè)計方案及位置布置的各種因素進行全面的考慮,使其綜合效益最高,達到理想要求。
一、采供暖通風風的概念
1、采暖設(shè)計:采暖可分為局部采暖和集中采暖兩類。局部采暖包括火爐、火炕、火墻和火盆等,由于這種采暖方式的衛(wèi)生條件較差,一般僅適用于小城鎮(zhèn)和廣大農(nóng)村。一般在設(shè)計房屋的同時進行集中采暖設(shè)計。它是由熱源、供熱管道和散熱器等設(shè)備組成。中國目前多數(shù)采用集中鍋爐房作為熱源,也有熱電廠供給的。
2、通風設(shè)計:通風是指排出室內(nèi)廢氣,送進新鮮空氣,保持室內(nèi)空氣新鮮的設(shè)計。但對于具有散發(fā)高熱量、帶粉塵或排出有害氣體的設(shè)備的工作房屋,通風設(shè)計范圍有時還應(yīng)包括隔熱、降溫、除塵、排毒等項內(nèi)容,以滿足生產(chǎn)和環(huán)境保護等要求。
二、目前采供暖通風風使用存在的問題
1、設(shè)計、施工方面存在的問題
很多非專業(yè)人員從事供暖通風工作,在施工中遇到調(diào)整方案問題不能及時正確的處理,最終導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)無法挽回的不良后果,給系統(tǒng)的運行、管理留下隱患。
2、對供暖通風室外布置系統(tǒng)問題:
根據(jù)計算進行設(shè)備選型,向各專業(yè)提資料;這里的系統(tǒng)布置指主系統(tǒng)的設(shè)計,根據(jù)系統(tǒng)的布置,應(yīng)向建筑專業(yè)提供你的機房位置及大小,管井位置及大小,穿墻的大洞位置及大小,穿樓板的洞位置及大小,等等;向結(jié)構(gòu)專業(yè)提供機器設(shè)備的重量及大概位置,穿樓板的洞的大小及位置,等等。向電氣專業(yè)機器設(shè)備的用電量,主要的控制要求等等;向給排水專業(yè)提供你機器的排水點和用水點等等。同時接受別的專業(yè)提供給你的專業(yè)資料。并根據(jù)各專業(yè)的匯總,調(diào)整你的設(shè)計方案。
3、運行管理中存在的問題
很多工程實施過程當中,在供暖通風設(shè)計和施工完成之后就投入了運行,不注意對供暖通風操作人員的培訓(xùn),很多操作人員不具備必要的供暖通風基本理論常識,也不懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
4、節(jié)能方案的評價方法存在的問題
隨著對節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高,很多新技術(shù)和方案出現(xiàn),但每種技術(shù)方案都存在各自的優(yōu)缺點。面對如此眾多的設(shè)計和方案,從不同的角度看問題,評價結(jié)構(gòu)有很大差異,甚至完全不同。設(shè)計人員在缺乏對設(shè)計方案正確評價方法的情況下,顯得無所適從。錯誤的評價方法將會起到誤導(dǎo)作用,勢必造成極其嚴重損失。
三、我國采暖通風設(shè)計的發(fā)展趨勢
設(shè)計觀念的轉(zhuǎn)變在今后將逐漸轉(zhuǎn)向綜合化、規(guī)范化等方面。對于我國的發(fā)展而言,對于建筑節(jié)能方面的考慮是把提高建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能,降低熱負荷作為主要目標,確保供暖熱源和系統(tǒng)的能源效率能夠達到標準。此外,還要把我們所設(shè)計的成果會給國家能源資源和環(huán)境保護帶來的各種影響考慮在內(nèi)。
將靜態(tài)觀念轉(zhuǎn)向動態(tài)觀念。對于建筑使用而言,其主要過程是由內(nèi)至外的動態(tài)變化,單單靠穩(wěn)態(tài)設(shè)計工況是無法滿足使用需要的。我們可以采用高科技的先進方法,如:建筑動態(tài)負荷分析方法和計算流體動力力學方法等,便于方案、計算的順利進行,這樣設(shè)計出來的結(jié)果將會更加符合建筑需要。
四、采暖通風系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計
1、輔助系統(tǒng)的綠化
建筑旁邊的綠化不但有防風、隔聲、防塵和美化環(huán)境的作用,而且對于建筑節(jié)能也有重要作用。樹木可通過葉面蒸發(fā),從而降低空氣溫度;樹木有很好的遮陽作用,使建筑物直接受到的太陽輻射及從地面得到的輻射熱減少;樹木有引導(dǎo)風及擋風的作用。地面會反射太陽輻射,而且其本身溫度升高后又會成為新的熱輻射源。夏季由于太陽光照射,屋面溫度比氣溫高得多,最高達80℃以上;寒冷的冬季之夜,屋頂將大量的熱量散射到大氣中,因此它的溫度比氣溫低,最低可達-20℃。由此可見。全年屋頂?shù)臏夭罹涂蛇_100℃左右,給供暖通風系統(tǒng)產(chǎn)生了很大負荷。水分蒸發(fā)需要大量的熱量,所以夏季綠化屋頂表面的溫度僅有20-25℃。綠化屋頂上的大部分太陽熱量消耗在蒸發(fā)水分上,因此這部分熱量就不會使屋頂結(jié)構(gòu)表面的溫度繼續(xù)升高,房屋內(nèi)的溫度也不會上升很高。
2、熱泵技術(shù)
所謂熱泵,前是靠位能拖動,迫使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置。顧名思義。熱泵也就是像泵那樣,可以把不能直接利用的熱能(如空氣、土壤、水時熱以及太陽能、工業(yè)廢熱等)轉(zhuǎn)換為可利用的高位熱能,從而達到節(jié)約部分高位能(煤、石油、天然氣、電能等)的目的。因此,利用低位能的熱泵技術(shù)是一條極重要的節(jié)能途徑。熱泵是以大自然中蘊藏著大量的較低溫度的低品位熱能為熱源,目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機組和熱泵冷熱水機組。
3、變流量技術(shù)
供熱、制冷系統(tǒng)的設(shè)計是按照比較不利的氣象條件進行的,所以在絕大部分時間內(nèi),實際負荷小于設(shè)計熱(冷)負荷,在一天之內(nèi)也是不斷變化的。水和空氣作為熱和冷的載體,其流量也應(yīng)當是隨著負荷的變化而變化。何動態(tài)地控制系統(tǒng)的流量,既能滿足經(jīng)常變化的負荷要求,又能最大限度的節(jié)省能耗,是供暖通風領(lǐng)域近年來的技術(shù)熱點之一。
對系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié),傳統(tǒng)的方式是改變系統(tǒng)的阻力,即用閥門調(diào)節(jié)。這種方式顯然是不經(jīng)濟的,因為是以消耗流體的機械能為代價的,這些機械能是需要泵和風機提供的。為了避免這種無謂的能量消耗,對于系統(tǒng)的集中調(diào)節(jié),采用改變系統(tǒng)動力的方式,而不采用改變系統(tǒng)阻力的方式,已成了人們的共識和技術(shù)潮流。
五、結(jié)語
由于建筑檔次的升高,工程中供暖通風系統(tǒng)要求越來越高,在供暖通風工程的設(shè)計與施工過程中,要嚴把質(zhì)量關(guān),對供暖通風系統(tǒng)節(jié)能存在的問題給予重視,供暖通風才能給千家萬戶帶來便利,才能充分發(fā)揮它的經(jīng)濟性、節(jié)能性、安全性、舒適性和美觀性的作用,真正的做到工程可以在工程設(shè)計使用年限內(nèi)質(zhì)量有所保障。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:建筑工程;暖通設(shè)計
中圖分類號:[TU761.6]文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展,暖通空調(diào)領(lǐng)域中新的設(shè)計方案大量涌現(xiàn),而且由于考慮問題的角度不同,各方的看法往往各不相同,設(shè)計方案也各不相同,因此設(shè)計人員必須進行大量的方案比較和優(yōu)選的工作。根據(jù)建筑實際需要選擇合理的設(shè)計方案。以高質(zhì)量的設(shè)計方案來保證建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的功能、質(zhì)量和效益。
1.暖通空調(diào)系統(tǒng)的類型
常見的有全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)和空氣-水系統(tǒng),除此之外還有熱回收系統(tǒng)和分散式供暖系統(tǒng)等等。全空氣系統(tǒng)是依靠送風滿足系統(tǒng)所有的功能要求,全水系統(tǒng)使用風機-盤管等系統(tǒng)能夠適應(yīng)許多建筑物的使用要求,空氣-水系統(tǒng)主要靠冷水帶走顯熱負荷,靠空氣保證通風功能和空氣質(zhì)量。暖通空調(diào)系統(tǒng)可分為采暖系統(tǒng)、新風系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)三部分,采暖系統(tǒng)按供暖方式區(qū)分有獨立式分戶、建筑中央空調(diào)、電熱膜和地板輻射供暖等等,新風系統(tǒng)由風機和進、排風口以及接頭、管道組成,空調(diào)系統(tǒng)由冷源、末端冷凝釋放裝置和輸運系統(tǒng)構(gòu)成。
2.建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案的要點
2.1設(shè)計方案要根據(jù)建筑實際需要
在工程的方案設(shè)計階段要讓設(shè)備工程師參加設(shè)計工作,目前還存在一些工程只有建筑師參與設(shè)計而難免照顧不到設(shè)備空間,使得設(shè)備工程師難以完成設(shè)備設(shè)計,設(shè)備工程師可以在建筑師設(shè)計時提出相應(yīng)的要求,進而避免出現(xiàn)不合理的設(shè)備設(shè)計,例如機房位置過于偏僻導(dǎo)致風道過長而影響功能和效益,或是進風口和排風口擠到一處、機房處在管道夾層等等不合理的情況;其次,方案設(shè)計前要清晰的了解建筑物情況,弄清建筑物的位置和附近各種管線的設(shè)置地點和方式,明確建筑使用時間、人員數(shù)量和是否要排除廢氣等情況,清楚建筑物的層數(shù)、層高和總高度,知道建筑物內(nèi)防火、防煙分區(qū)和防火墻、火災(zāi)疏散路線等情況,了解建筑結(jié)構(gòu)和暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的可能位置等等,以便方案設(shè)計能夠更好的滿足實際要求。
2.2設(shè)計方案要具有可行性
2.2.1設(shè)計方案必須按照相關(guān)的法規(guī)和規(guī)范進行設(shè)計;
2.2.2要能夠滿足系統(tǒng)的使用要求和供電、供水等方面的要求,以保證設(shè)計方案可行、可靠;
2.2.3要考慮經(jīng)濟性的問題,在滿足設(shè)計要求并采用相同的設(shè)備檔次、舒適情況、節(jié)能情況等條件時選擇最科學、合理的方案,不能單單考慮經(jīng)濟性而不關(guān)注基準條件的不同;
2.2.4要讓系統(tǒng)擁有盡量好的可調(diào)節(jié)性,能夠滿足全年氣候條件的要求,并根據(jù)實際情況決定采用何種控制方式以滿足系統(tǒng)的操作要求;
2.2.5要考慮系統(tǒng)的安全性能,按照相關(guān)防火設(shè)計規(guī)范做好防火安全設(shè)施,考慮系統(tǒng)運行可能對室內(nèi)環(huán)境和人員、物品的不利影響;
2.2.6要重視系統(tǒng)運行對環(huán)境的影響,如今環(huán)境保護問題已經(jīng)成為整個社會關(guān)注的熱點話題,在設(shè)計系統(tǒng)的方案時要盡量滿足環(huán)境保護的相關(guān)要求,避免系統(tǒng)運行不長時間就必須進行改造的情況發(fā)生;
2.2.7要堅持最合適的就是做好的原則,評定設(shè)計方案不能僅看投資額和技術(shù)含量的高低。
3.建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案中需要注意的問題
針對具體的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計方案時需要注意以下的問題:
3.1冷源設(shè)計的問題
3.1.1冷水機組臺數(shù)不能過少,以免降低負載可靠性和適應(yīng)性,而且機組會在低負荷運行狀態(tài)下增高能耗;其次,機組臺數(shù)不能過多,以避免單機容量降低而增高能耗,而且機組配置的水泵并聯(lián)損失會比較高、占地面積比較大,另外機組臺數(shù)多也使得出現(xiàn)故障的幾率變大;
3.1.2要合理的選擇多機頭機組,多機頭機組更容易出現(xiàn)故障;要合理的使用等容量機組,過于追求機房布置的整齊和使用方便可能會使得機組的適應(yīng)性變差。
3.2循環(huán)水泵設(shè)計的問題
3.2.1水泵揚程偏大的問題,有的設(shè)計人員沒有進行必要的計算,用揚程40-50m的水泵來滿足28-32m水柱的需求,多出來的揚程一部分靠閥門將能量消耗掉,一部分轉(zhuǎn)變成流量,這可能導(dǎo)致不能正常啟動甚至電機燒毀的情況;
3.2.2不分設(shè)冷熱水泵的問題,在制冷和制熱時供回水溫差一般為5℃和10℃,冷熱水泵不分設(shè)會導(dǎo)致大流行小溫差運行使得能耗被浪費。
3.3風機設(shè)計的問題
3.3.1選用風機壓頭過大的問題,這可能造成和水泵揚程過大相同的后果,另外如果是回風機的情況新風量也難以保證;
3.3.2離心風機需要有一定的直管長度,出風口和氣流的方向要保持一致,設(shè)計風機入口時也要保證氣流能夠均勻的進入風機,離心風機如果使用的是皮帶輪傳動要檢查皮帶和包角的情況,避免皮帶松緊不一或包角不符合要求;
3.3.3對于普遍選用的BFP變風量空調(diào)器不能僅僅用靜壓箱連接風機,要加設(shè)漸擴管,并最好經(jīng)過袂衩形處理;
3.3.4經(jīng)常能夠碰到多臺小風機并聯(lián)后與較大風機串聯(lián)的情況,這時需要關(guān)注小風機同時工作的系數(shù)問題。
3.4消聲設(shè)計的問題
在設(shè)置消聲設(shè)備的時候僅考慮了送風消聲而忽略了回風消聲;沒有條件添置消聲設(shè)備的時候在靜壓箱的內(nèi)側(cè)設(shè)置保溫吸音材料,這種情況不僅難以保證消聲效果,還增加了通風阻力,或是材料貼的不夠緊密而增加了震動噪聲;二次再生噪聲和風管輻射噪聲的問題也需要引起設(shè)計人員的重視。風噪聲經(jīng)常發(fā)生于空調(diào)送風口處,始端風口可能受空間緊張或是設(shè)備出口尺寸的影響而使得尺寸比較小,導(dǎo)致風速過大形成很大的風噪聲,進而導(dǎo)致風量調(diào)節(jié)不夠。
3.5送風口型式和水過濾器的選擇問題
不同型式的送風口有著各自的氣流流型,要根據(jù)使用場合來選擇合適型式的送風口;在使用板式熱交換器時需要設(shè)置水過濾器,而且水過濾器必須能夠具備一定細度的濾網(wǎng),以避免水過濾效果不好而產(chǎn)生的水阻增大或板交堵塞情況。
3.6風管的設(shè)計的問題
吊頂高度很大程度上取決于風管截面高度方向的尺寸。風管走線不宜太長,否則施工難度大,其他管線也難布置。風管截面積大,機房必然大,機房大則噪聲也大,回風組織困難。假如風管走線短,選擇風機功率就可以小些,這時可選用臥式機組掛裝,機房設(shè)置就比較靈活。因此,合理布置各專業(yè)管線,提高建筑物有效使用空間,需要有關(guān)專業(yè)設(shè)計人員密切配合及互相協(xié)調(diào)。
3.7設(shè)計方案對水泵選擇的影響問題
3.7.1在設(shè)計空調(diào)水系統(tǒng)時應(yīng)進行必要的水力計算,根據(jù)設(shè)計流量計算出在該流量下管路的阻力,以確保選用水泵的揚程合理。在對流量和揚程乘以一定的安全裕量后,進行水泵的選擇。有些設(shè)計人員未進行設(shè)計計算,認為揚程大一些保險,導(dǎo)致所選擇的水泵不能滿足要求,或者造成運行費用增加,甚至水泵不能正常工作。
3.7.2空調(diào)設(shè)計時,都是按最大負荷情況來進行設(shè)備選擇以保證最不利情況時的需要。在循環(huán)水泵采用并聯(lián)運行方式時,選擇水泵一定要按管路特性與水泵并聯(lián)特性曲線進行選型計算。選型時,除應(yīng)注意水泵在設(shè)計工況時的性能參數(shù)外,還應(yīng)關(guān)注水泵的特性曲線,盡量選擇特性曲線陡的水泵并聯(lián)工作。運行人員應(yīng)注意工況轉(zhuǎn)換時對閥門的調(diào)節(jié)。
3.7.3很多空調(diào)設(shè)計都是冬夏兩用的,即隨著季節(jié)的變化,為盤管供應(yīng)冷水或熱水。冬季熱負荷一般比夏季冷負荷小,且空調(diào)水系統(tǒng)供回水溫差夏季一般取5℃,冬季取10℃,根據(jù)空調(diào)水系統(tǒng)循環(huán)流量計算公式G=0.86Q/ΔT(式中Q為空調(diào)負荷KW,ΔT為水系統(tǒng)溫差℃,G為水系統(tǒng)循環(huán)流量m3/h),則夏季空調(diào)循環(huán)水流量將是冬季的2-3倍。所以水泵應(yīng)根據(jù)夏季工況參數(shù)選型。
4.結(jié)語
暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方案直接關(guān)系到工程項目的質(zhì)量和效益,優(yōu)秀的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案不僅有著最高的綜合效益,還要有完善的細節(jié)設(shè)計。設(shè)計人員應(yīng)遵循設(shè)計方案的可行性、經(jīng)濟性等原則,重視設(shè)計方案的比較和選擇,做好各細節(jié)的設(shè)計工作,以保證設(shè)計方案的質(zhì)量。
參考文獻:
[1]陸耀慶·實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M]北京:中國建筑工業(yè)出版社,1993·
關(guān)鍵詞:水運工程;施工條件;相互關(guān)系
Abstract: in the last ten years, the rapid development of our country water project, in resource is decreasing and ship large-scale development environment conditions, water project development protruding reveals deepwater, HaiHua outside the trend, relevant units have bought a lot of large building efficient construction the ship and equipment. In this context, the port &waterway engineering design should be based on the new materials, new technology and new construction ship machine etc in engineering construction condition of the widely used as the basis, and the rapid development of the construction condition and the application in engineering and waterway engineering design for the progress of the foundation to create conditions. Port &waterway engineering design and construction conditions promote each other, the coordinated development, the water transportation industry in China to promote the healthy development of the construction.
Keywords: water project; Construction conditions; relationship
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
引 言:經(jīng)過多年來港口建設(shè)事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展,我國沿海天然優(yōu)良岸線、陸域條件資源日趨減少,建港條件也隨之變差。另一方面,船舶大型化的發(fā)展趨勢日益明顯,30萬噸級油船、40萬噸礦石船舶頻頻出現(xiàn),目前港口和航道工程發(fā)展處于外?;?、大型化的過程中。這些變化對港口、航道的建設(shè)特別是施工條件提出新的要求。國內(nèi)相關(guān)的大型施工單位相繼建造購置了大量的大型高效率施工船舶和設(shè)備。在此背景下,水運工程設(shè)計的發(fā)展需要以新材料、新工藝和新型施工船機等施工條件在工程中的廣泛應(yīng)用作為依托,而施工條件的迅速發(fā)展及在工程中的應(yīng)用又為水運工程設(shè)計的進步創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。水運工程設(shè)計與施工條件相互促進,協(xié)調(diào)發(fā)展,共同促進了我國水運行業(yè)建設(shè)的健康發(fā)展。本文就新的建港環(huán)境下水運工程設(shè)計與施工條件的相互關(guān)系進行探討。
1 水運工程設(shè)計的內(nèi)容
工程設(shè)計是指在工程開始施工之前,設(shè)計者根據(jù)設(shè)計任務(wù)書,為具體實現(xiàn)擬建項目的技術(shù)、經(jīng)濟要求,擬定建筑、安裝及設(shè)備制造等所需的規(guī)劃、圖紙、數(shù)據(jù)等技術(shù)文件的工作。工程設(shè)計階段控制工程造價效果最為顯著,工程設(shè)計階段對投資的影響高達 85 %,這是因為設(shè)計方案及其所采用的材料、結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了施工方案,成為控制項目工程造價的主要因素。
水運工程設(shè)計的內(nèi)容主要包括項目建設(shè)的社會環(huán)境條件和自然環(huán)境條件、項目技術(shù)方案、項目建設(shè)的施工條件、項目建設(shè)的工程投資與經(jīng)濟效益分析等方面,分別從不同的角度論述項目實施的技術(shù)先進性與經(jīng)濟合理性。
水運工程設(shè)計的過程是在外部環(huán)境各種前提條件約束下為達到預(yù)期目的——實現(xiàn)船舶順利通航、安全靠泊作業(yè)——而在多種方案中間進行選擇的過程。外部環(huán)境的約束分為強制性約束和非強制性約束。強制性約束主要包括國家法律、法規(guī)及地方各級政府的規(guī)定、要求,規(guī)范中的強制性條款,工程設(shè)計范圍,建筑物的具體使用功能要求等;而非強制性約束主要指陸域范圍和水工建筑物及港池航道的平面布置形態(tài)、設(shè)計紅線范圍內(nèi)建筑物具置和所采用的結(jié)構(gòu)形式等。一般情況下,施工條件屬于非強制性約束,但在某些特定的情況下,作為強制性約束。
設(shè)計的最終目的不僅是完成文字報告和設(shè)計圖紙,最主要的是通過施工過程將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化成人們需要的建筑實體,實現(xiàn)其使用功能與價值。因此,在工程設(shè)計時必須考慮設(shè)計方案對應(yīng)的施工方案具有可行性。
2 施工條件設(shè)計的內(nèi)容
水運工程建設(shè)項目不同設(shè)計階段對施工條件編制的深度要求有所差異,隨設(shè)計深度的加深而變得具體化,但施工條件設(shè)計所包含的主要內(nèi)容并沒有太大差異。就初步設(shè)計階段而言,施工條件主要包括工程概況、施工依托條件、主要工程項目的施工方法、施工總體布置和施工進度安排 5部分內(nèi)容。
施工條件設(shè)計從項目的建設(shè)內(nèi)容及水工建筑物的平面布置形式、結(jié)構(gòu)形式,主要單項工程的工程數(shù)量等方面出發(fā),在合理的施工組織設(shè)計下分析項目所在地的自然條件和項目建設(shè)可依托的外部環(huán)境條件、水陸交通條件、預(yù)制場和材料堆放場地條件、各類建筑材料的供應(yīng)條件和施工用水、用電等條件,按照既定的施工工期要求合理選擇施工機具、船舶的規(guī)格、形式和數(shù)量,采用適當?shù)氖┕し椒ê凸に嚵鞒蹋行Э刂剖┕べ|(zhì)量和施工進度,最終完成項目實施的既定目標。
3 工程設(shè)計與施工條件的相互關(guān)系
3.1 工程設(shè)計受施工條件的約束,施工條件是工程設(shè)計的主要前提之一
工程技術(shù)方案設(shè)計必須立足于現(xiàn)有的包括新建的施工依托條件,充分考慮施工的可行性,才能實現(xiàn)項目設(shè)計的技術(shù)先進性和經(jīng)濟合理性。
船舶的大型化要求碼頭和通航水域尺度相應(yīng)大型化,因此,水工建筑物的尺度和單個構(gòu)件的質(zhì)量變大,對應(yīng)的工程數(shù)量也相應(yīng)增加,以往的小型施工船機已經(jīng)遠遠不能滿足施工要求,近年來,國內(nèi)相關(guān)的大型施工單位相繼建造購置了大量的大型高效率施工船舶和設(shè)備,例如大型挖泥船、起重船、打樁船、半潛駁等,有力地保障了深水碼頭和航道的建設(shè),為工程方案設(shè)計提供了全新的多種選擇。以某港區(qū)建設(shè)開發(fā)過程為例,5 萬噸級通用碼頭作為港區(qū)首個實施建設(shè)的大型項目,根據(jù)地質(zhì)資料,其適合采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)形式。但在港區(qū)整體開發(fā)建設(shè)初期,附近缺少現(xiàn)成可用的沉箱預(yù)制場,項目所需的沉箱只能考慮在預(yù)制場預(yù)制后下水,經(jīng)長途拖運至工程現(xiàn)場進行安放,拖運距離約 100 km 。沉箱在外海海域拖運受天氣風浪影響較大,施工工期和安全難以完全保證。為滿足港區(qū)的開發(fā)建設(shè),施工單位在港區(qū)修建了 6 000 t大型沉箱預(yù)制場,滿足了本項目及后續(xù)工程的沉箱預(yù)制需求,改善了港區(qū)的建設(shè)依托條件,為重力式沉箱結(jié)構(gòu)方案在本港區(qū)的設(shè)計應(yīng)用提供了有力的支持和保證。
為緩解泊位能力不足的矛盾,推進港區(qū)功能布局調(diào)整與優(yōu)化,港區(qū)新建的 30 萬噸級礦石碼頭接卸泊位(碼頭水工結(jié)構(gòu)按靠泊 40 萬 t 散貨船設(shè)計)采用了重力式沉箱作為基礎(chǔ),上部搭大型梁板的結(jié)構(gòu)形式。該泊位沉箱單件質(zhì)量約 5 700 t ,單件聯(lián)系梁板質(zhì)量均在 200 ~ 500 t ,沉箱與梁板構(gòu)件尺度和質(zhì)量的大型化正是設(shè)計時充分利用現(xiàn)有施工船舶和設(shè)施能力的結(jié)果,通過充分利用船機的起重能力,增大構(gòu)件的質(zhì)量以減少吊裝次數(shù),增加施工效率,保證工程質(zhì)量。
3.2施工條件直接影響設(shè)計方案的投資和工期
工程建設(shè)規(guī)模、港區(qū)自然條件、砂石料等地方建筑材料的供應(yīng)能力、施工機械對自然條件的適應(yīng)能力和作業(yè)性能等諸多施工條件的內(nèi)容都各方面直接影響設(shè)計方案的工程投資和建設(shè)工期。
1 )工程規(guī)模和自然條件對設(shè)計方案的影響。
工程建設(shè)規(guī)模和港區(qū)自然條件直接影響設(shè)計方案的工程投資和建設(shè)工期。工程規(guī)模大、建港條件惡劣,需要耗用的建筑材料數(shù)量和投入的船機數(shù)量自然增加,對使用的施工船機的要求也就相應(yīng)提高,工程設(shè)計所采用的結(jié)構(gòu)類型對安全可靠度要求也必然增加。
我國港口航道項目地處東部沿海區(qū)域,臺風季多在每年 7 — 9 月份,同時部分海區(qū)冬季還受寒潮影響。施工安排時需要考慮這些自然條件影響,施工期盡量避開這些時段,如需跨越,則要合理安排抗風浪能力強的船機,盡量避免因自然災(zāi)害導(dǎo)致投資增加和工期延長。另外,工程設(shè)計過程中須根據(jù)施工期風浪等條件核算建筑物的工期穩(wěn)定,保證安全。
2 )主要建筑材料對設(shè)計方案的影響。
對水工建筑工程,鋼材、水泥、木材等建材由于價值較高,運輸費用占總價值比重較低,市場競爭充分,一般情況下正常供應(yīng)不成問題。而大型港口工程建設(shè)對砂石料等地方性建筑材料的需求量動輒就是百萬、千萬立方米,其供應(yīng)能力在某些情況下成為工程設(shè)計方案比選的關(guān)鍵因素。
我國部分沿海港口位于泥質(zhì)海灘,嚴重缺乏砂石料,設(shè)計時必須予以重視。工程建設(shè)所需的石料只能通過載重汽車經(jīng)長途運輸運至工程現(xiàn)場,運輸成本過高影響了石料在本港區(qū)作為防波堤、圍堰堤心結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,為此,設(shè)計方案時考慮就地取材,充分利用當?shù)睾┑纳靶酝磷鞔蟠暗绦慕Y(jié)構(gòu)形式,而采用少量的塊石進行護面,最大限度減少對石料的依賴。相反的情況是,部分港口周邊有大量的砂石資源,設(shè)計時就應(yīng)該充分利用。相比使用混凝土塊體可以節(jié)省大量投資。
隨著港口平面尺度的大型化,堆場荷載要求的提高,陸域形成和地基處理的工程量巨大,要求同時投入大量的大型船機設(shè)備才能滿足工期要求。優(yōu)質(zhì)地方建筑材料的缺乏促使設(shè)計采用淤泥等傳統(tǒng)的廢棄物作為陸域形成的材料,由于面積龐大且處理費用較高,相應(yīng)的地基處理的設(shè)計和施工方案選擇也變的非常重要,土工布、土工格柵、新型排水板、絮凝劑等新材料和真空聯(lián)合堆載預(yù)壓、高真空擊密、振沖樁等施工方法也在大面積實施,目前軟土處理還有較多的課題需要從科研、設(shè)計和施工等方面進行深入的研究。
3.3 施工條件與設(shè)計是相輔相成、互相促進
隨著建港條件的復(fù)雜化和人們對環(huán)保要求的提高及新技術(shù)、新材料在工程上的運用,設(shè)計對施工提出更高的要求,需要大規(guī)格、高效率的船機設(shè)備,需要更為先進的施工工藝。在外海環(huán)境下,為減少水上作業(yè)時間與環(huán)節(jié),采用大型的預(yù)制構(gòu)件就要求具備大規(guī)格的水上和陸上的起重設(shè)備;為增加施工船舶的抗風浪能力,在惡劣氣候條件下施工作業(yè),要求施工船舶的船型隨之增大。環(huán)保要求的提高,對資源利用意識的加強,促使施工企業(yè)研發(fā)更為環(huán)保、節(jié)能的船機;塑料排水板、振沖碎石樁等地基處理方法從陸上向水上的發(fā)展,要求施工單位研發(fā)裝備相應(yīng)的船機設(shè)備滿足實際需求。據(jù)了解,我國水運工程系統(tǒng)的大型施工單位在近幾年來投入幾百億元的巨資,裝備了大量大型施工船機,極大地提升了施工能力。因此,設(shè)計單位需要認真跟蹤調(diào)查有關(guān)施工裝備的最新情報,了解具體的功能、特性和性能參數(shù),在設(shè)計中主動考慮采用先進的新型裝備。
4 結(jié)束語:
工程設(shè)計需要立足于現(xiàn)有施工條件,保證設(shè)計方案在工程中的可行性,同時隨著外部建設(shè)條件的變化對施工方面提出更高的要求。施工船舶機械多樣化、大型化的發(fā)展趨勢是水運工程建設(shè)環(huán)境和要求變化促進的結(jié)果,同時先進的施工條件也進一步擴展了設(shè)計在日益復(fù)雜的條件下多種方案的選擇范圍。工程設(shè)計與施工條件處于相互促進、不斷協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系之中。
參考文獻:
[1]柯洪.工程造價計價與控制 [M]. 北京中國計劃出版社 , 2009.