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1.1空调的计算冷热负荷
在潍坊市气候条件下,节能公共建筑单位建筑面积设计冷热负荷相对稳定,空调总冷负荷2640kW,空调总热负荷1650kW,冷指标为91W/m2,热指标为57W/m2,每年的空调负荷具有很强的规律性。
1.2.1地埋管换热器地下热平衡分析地埋管全年吸热量Q取热=1473.69MWh,散热量Q散热=1872.8MWh。在考虑了机组的耗功量后地埋管换热器的散热量与取热量的比值要明显高于建筑物所需的冷负荷与热负荷的比值。地埋管的年累计放热量与取热量不平衡率为21.3%,地埋管侧的峰值排热负荷为3201kW,峰值取热负荷为1144kW,两者相差较大,如果按照冷负荷设计钻孔井数,钻孔费用较大,综合考虑冷热负荷平衡及钻孔费用,可将一部分冷负荷采用原有模块式空气源热泵机组承担,不仅可以减少钻孔数目,还可以平衡冷热负荷。由上述冷热平衡知:总排放热量为1872.8MWh,总吸取热量为1473.69MWh,不平衡率为21.3%,如果全部采用地源热泵工程满足冷负荷,地下的温度变化总体呈上升的的趋势,不满足地源热泵工程设计规范要求。
1.2.2初步设计方案根据调研数据的显示,系统原有40台模块式空气源热泵机组,单台供冷量为60kW,为了最大程度地满足冷热负荷的平衡,同时避免钻孔数目的过多,减少水泵能耗,该技术改造方案定为1台螺杆式热泵机组+19台原有模块式空气源热泵机组,原有模块式空气源热泵机组保持原有位置不再变动,既节省了设备迁移费用,又节约了总机房面积,热泵机组及钻孔数目根据冬季负荷确定。冬季热泵机组提供全部采暖负荷,为保证地源侧冷热负荷平衡,夏季供冷以地源热泵机组为主,模块式空气源热泵机组只在部分月份、部分时间段开启,可通过控制冷水机组的运行时间完全满足地源侧冷热负荷平衡。
1)岩土热物性参数测算。根据工程所处的地质状况以及以往工程经验,岩土的导热系数预估为1.66W/(m•℃),体积比热1.993×106J/(m3•℃)。在方案确定后,应进行现场测试,即在不同位置选定2~3个测试孔,进行热响应测试实验,然后利用参数估计法计算当地的地下岩土导热系数及比热。
2)地埋管换热器设计参数的选取。采用地热换热器设计模拟软件—地热之星GeoStar(V3.0)对该工程建筑进行优化设计计算。选取垂直双U型埋管,因钻孔较深,土壤取散热能力较浅层大,换热能力强,通常是土壤浅层的5倍以上,并且所需占地面积较小[2-3]。由于该地的地质构成主要为泥沙与岩石,钻孔难度适中,每米钻孔费用相对较高,每个钻孔内设置双U型管在一定程度上降低系统的初投资。同时根据该工程周边可利用的钻孔空地面积有限,采用双U型管,可大大减少钻孔的占地面积。工程设计的基本参数为:钻孔回填材料采用的高性能回填材料,导热系数为1.82W/(m•K);进入热泵循环液的最高/最低温度分别是:33℃/4℃;De32的双U型管,钻孔直径为150mm;系统运行寿命设计为20a;岩土平均导热系数为1.66W/(m•℃),容积比热容约为1.993×106J/(m3•℃),岩土的初始温度为15.2℃。
3)地埋管换热器的长度设计计算。根据工程设计的基本参数,采用设计计算软件对建筑进行地埋管长度的设计计算。经过计算,所需的总地埋管换热器的钻孔长度约为33000m,每个钻孔深度为100m,共需330个钻孔,钻孔行列间距均为5m,所需钻孔面积为8250m2,建筑周边条件能满足钻孔面积的要求。
4)地埋管布置形式设计。对于地源热泵空调工程,竖直地埋管换热器宜分组连接,且每组不超过换热器总数的10%。因此根据钻孔设计布置情况,以6个钻孔或4个钻孔组成一个水平环路就近通过钢塑转换接头与分集水器连接,室外分集水器之间由水平主干管连接,水平主干管采用同程式连接方式。地埋侧水平管路采用地埋敷设方式,水平支管敷设深度为2.0m,水平干管敷设深度为1.5m。钻孔间的设计间距为5m,钻孔的直径为150mm。地源热泵系统模拟在设定好以上参数的条件下,对整个地源热泵系统的运行进行了10a的模拟计算,得到的温度曲线不仅为该系统的可行性提供了热平衡依据,而且对工程设计及运行管理也有一定的指导性作用。地源热泵系统运行10a期间的循环液进出热泵的月平均温度变化曲。以看出,在运行1个采暖与空调周期后地下岩土温度变化幅度很小,但由于地埋管的年取热量略微小于年释热量,所以地下的温度变化总体上呈缓慢上升的趋势。该项目可采用如下措施:适当增加冬季空调运行时间;可适当地增加地埋管各钻孔之间的间距,降低埋管间的热干扰,增大蓄热体,有利于地埋管向周围岩土中释放热量;间歇运行,有利于地温的恢复在夏季气温较低时,可以间歇性地运行或停止部分热泵机组,使地下岩土蓄热体有较长地温恢复时间,提高换热温差,延长系统在高效率点的运行时间。空调冷热源机房位于原有机房内。
2经济性分析对既有建筑的地源热泵系统与原有的空调系统
进行了经济性对比如表8所示。计算结果表明:地源热泵系统增加的初投资大约为567.5万元;系统运行按20a计,地源热泵系统可比模块式空气源热泵机组加集中供热系统节省运行费用1336万元,系统投资回收年限为8.5a。
3系统能效分析及节能量计算
每个月相对于原有的集中供热+模块式空气源热泵机组空调系统。年可节约319.78吨标准煤。现有系统全年耗能量为1949.6MWh,改造后系统全年耗能预计为918MWh。与原有空调形式相比,采用地源热泵+模块式空气源热泵机组改造方案后,5结语地源热泵系统改造项目的总投资为567.5万元,地源热泵系统运行后将带来显著的环境效益。改造项目采用新方案每年节能量为319.78吨标准煤,相当于每年减少CO2排放量797.2t,减少SO2排放量2.4t,减少NOx排放量1.24t,减少碳粉尘217.5t。节能改造项目并不是一味地追求节能,而不考虑投资成本,该项目在确定方案时,综合考虑了现有的周边能源情况及既有建筑物内冷热源情况,最终方案确定为地源热泵机组与原有模块式空气源热泵机组结合使用,该方案具有以下优势:
1)可以减少原有设备的拆迁、迁移费用;
2)在平衡地埋管侧冷热负荷的同时,可以降低钻孔费用;
关键词:建筑;给排水工程;优化设计
1建筑给排水工程设计概述
在建筑给排水工程构建过程中,需要以相关工程建设标准作为依据及参考,并保证实际施工按照标准进行,以实现工程质量品控。从建筑给排水工程设计标准来看,目前我国具有相关标准超过200种以上,分为四级两类。四级是指国家标准、行业标准、企业标准及地方标准,两类是指推荐性标准与强制性标准[1]。除此之外,还有工程建设标准协会标准、设计参考手册等。在实际设计工作开展过程中,由于设计标准繁多,易出现紊乱,使得相关设计人员难以把握。另外,在建筑给排水标准体系中内容重复现象较为严重,还存在内容交叉或矛盾的情况,给实际设计工作造成了较大的影响。为进一步完善建筑给排水工程设计,必须要对相关设计标准进行整合优化,以为设计工作提供良性基础。由于建筑给排水工程是典型的系统性工程,所以在实际设计过程中要遵循一定的原则,如此才能保证设计质量,具体如下[2]:(1)整体性原则。系统性原则是建筑给排水工程设计的核心原则,要求在设计过程中做到“先看整体,再看局部”,将微观问题上升至宏观角度,并将部分与局部置于整体与全局之间进行考察,以保证局部设计与整体目标相符;(2)目标性原则。给排水工程设计强调了目标的重要性,设计必须跟随目标进行,才能构建出具有预期效果的系统,并保证系统良性运转;(3)适应性原则。给排水工程需要基于外界环境才能发挥作用,所以在设计期间,应保证工程系统能够适应环境。即便外界环境发生变化时,给排水系统也能够根据环境变化,进行自我调控,以适应这种变化;(4)优化性原则。工程设计无法一蹴而就,需要根据实际情况不断优化,才能得到最优设计。总之,建筑给排水工程设计是一个综合性的过程,需要从多个角度充分考虑,以保证设计质量,从而为工程施工创造基础。
2建筑给排水工程设计优化整体流程分析
建筑给排水最优设计是通过系统分析原理及最优化技术设计出低能耗、高效率、低成本、高稳定性的给排水系统的综合性过程。一方面,通过优化设计能够让系统结构得到完善;另一方面,优化设计保证了系统参数能够达到相关要求[3]。从国内给排水系统优化设计环境来看,目前已经形成了大量系统性的优化方法,并在前人研究的基础上获取了大量经验性数据,极大程度上简化了设计过程,提升了设计效率。合理应用优化设计,能够得到更为满意的参数、结构,促使整体效能达到最佳,并可让系统实现自动化运行及管理。另外,优化设计是一个不断发掘、寻找、获取更优良系统的过程,可促进新系统形成。通常情况下,给排水工程优化设计流程包括以下几个环节:根据给排水系统要求确定问题筛选目标寻找综合性方案构建分析模型求解最优值决策与评价落实设计。在优化设计过程中,往往遇到的都是工程实际问题,涵盖了较多的复杂因素,导致无法完全确认结构及功能性是否能满足要求。将给排水工程项目由一个工程简化成一个能实现功能需求、能反映主要问题并可定量表达和模拟优化的切实可行的替代系统,是系统设计首要环节,也是最为关键的环节,它会对最终的优化结果产生直接影响。通过上述系统化处理,可确认各要素对系统功能目标的影响,并可根据分析结果,确定主要影响因子及次要影响因子,让优化设计能做到“有的放矢”,这与上文中所提到的目标性原则也是相契合的。然后,再根据问题分析结果,确定实际目标,主要涉及内容包括水量、水压、水质、供水安全性及供水经济性。在建筑供水管网方案确定后,以其中某一项内容作为目标函数,其他内容则视为约束条件,构建出约束条件与目标函数的表达式,以获取最优设计方案,并结合以上分析结果进行建模。建模时要扣住主要影响因子,尽可能保证模型简洁化,以便于分析计算。同时,要求所设计的模型能够与其他模型有效衔接。再通过模型优化求解及检验,获取模型的最优值,让系统能够保持最理想的工作状态。最后对优化设计进行有效评价,并对其中存在的瑕疵进行修正,让优化设计产生最佳效果,并严格按照设计方案实现产品。
3建筑给排水工程优化设计具体环节分析
3.1给排水系统整体构建
由上文可知,给排水工程是一个系统化的工程,在进行优化设计时,也需要将其视为一个系统。为保证系统具有健全的功能,就必须保证系统功能模块之间的平衡性。给排水系统构建方法较多,最常见的包括以下几种[4]:(1)论证法。该方法适用于系统发展较为成熟,但存在新系统或方法或多种方案可以采用的情况;(2)规范化方法。该方法适用于一些较为成熟的系统,以前人经验为基础构建模型,并加入实际数据信息,便可获取系整体结构,该方法适用性较好且较为便捷;(3)试探法。对于一些较为复杂或新型的系统,可采取试探法构建。这种方法顾名思义,设计人员只能通过自身经验及创造力摸索系统构建方法,对相关人员具有较高要求,属于典型的创新性方法。当获得设计方案后,需进行针对性的调研及论证,以保证方案的可行性。
3.2给水系统设计优化
给水系统的主要作用是为用户提供可靠、稳定的生活、生产或消防用水点。通过优化设计,可让给水系统具备更好的节水、节能性能,并为相关维护工作提供便捷。随着建筑给排水工程优化设计的不断深入,产生了一些新的系统优化模型,其中“市政水源二次供水前置设备全流量高效变频调速给水设备(带气压罐)用户”模型具有较好适用性与经济性[5]。此模型中,变频调速给水设备的加入让系统具备了更好的节能性,并降低了系统复杂程度及二次污染,提升了系统运行效率。同时,利用二次供水前置设备科充分利用市政管网余压,保证供水的稳定性。当然,构建上述系统初期投入成本较高,但从长远角度来看,其节能性较为理想,所节约的电能远超过初期投资。
3.3排水系统设计优化
排水系统优化方法较多,但需要注意两处关键点。首先,要对通气管进行合理设置。根据实际要求,采取有效的通气技术促使排水气体散逸,避免排水系统出现水封的负压虹吸及正压喷溅现象,使管道内空气保持良性循环。其次,要合理筛选排水管材。目前,大多数排水管均采用塑料管(塑料管具有成本低、重量轻、安装方便、水流阻力低的特征)但水流噪声较大,且容易老化。因此,在对噪声要求较高的地方应选用柔性接口离心铸造的铸铁管进行排水,以满足实际要求。雨水排放系统也是排水系统的重要构成部分,在筛选雨水排放系统时,要优先选择安全、经济性的雨水系统,以保证地面不会出现冒水,屋面不会出现溢水,且管道能满足正负压要求,不会出现漏水。
4结语
建筑给排水工程优化设计是一项系统化的工作,需要从多个角度并结合实际需求进行全面性分析,通过分析建模、最优值求解等一系列措施,获取最佳方案,让给排水系统质量得以保证。
作者:韩松 单位:杭州信达投资咨询估价监理有限公司
参考文献:
[1]丁陇云.关于建筑给排水工程施工组织优化的分析[J].江西建材,2016(01):68-69.
[2]寇昭.浅谈高层建筑给排水工程优化设计[J].经营管理者,2013(09):289.
[3]廖小敏.浅谈高层建筑给排水的优化设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013(10):88.
1.1旅游风景区景观建筑的优化设计围绕旅游风景区景观建筑设计第二层次的设计方法是优化设计法,在旅游风景区进行景观建筑的设计主要是为解决操作过程中的实际问题,并且要满足于社会经济效益与社会环境效益。它所遵循的应当是“尊重自然、因势利导”的设计方针和适用、经济和美观的基本设计原则,也就是在充分尊重自然条件的基础上,力求最合理地利用有限的自然条件(如环境、资金、材料等)使旅游风景区的设计达到最优化。寻求优化的景观建筑效益是旅游风景区景观建筑设计的目的之一。作为旅游风景区景观建筑设计师为了寻求优化,需确定设计评价体系及其执行标准。首先,景观建筑功能上得到最大满足,体现在第二层次的功能要求及环境的需要中(如在旅游风景区寸土寸金,可开发和利用的土地资源相当紧张的前提条件下,在极其有限的空间中,通过弹性设计或通过时间差来获取更大的空间,从而满足不同功能的需要等);其次,使用及设计规范上的严格执行,这一方面体现在各种旅游风景区景观建筑设计规范对旅游风景区景观建筑设计的影响(如景区规划布局的影响、建筑密度的影响、建筑结构的影响、景观设备与环境的卫生要求等);最后,追求经济上的最高性价比值,既从经济因素出发,对景观建筑的设计与建设标准做出限定。既在保证使用者的功能需求以及坚固、安全的前提下,又可以取得美观的效果及良好的经济回报(如提升设计的品位、选择本地化的材料以及选择最优质和高效的施工方案等)。因此,旅游风景区景观建筑设计的工作流程及周期与普通的景观建筑设计相比,相对较长,其优化设计法的主要流程为创作—反馈—再创作。设计师首先在反复调研的基础上,根据甲方的需求先做出一个或多个方案,然后在与甲方进行充分协商的基础上,用相应的评价模式做出评价,指出方案的不足和改进措施,进而推出新一轮的方案,如此反复,直至相对成熟、稳妥及各方都较为满意方案出炉为止。
1.2旅游风景区景观建筑的创造设计围绕旅游风景区景观建筑设计第三层次的设计方法是体现旅游风景区的自然与文化特色,体现地方“文脉”特点的设计过程。它更多的体现了旅游风景区景观建筑设计师在对旅游风景区所在地区的社会结构、生活习惯、文化传统的关注,体现了对游客和本地居民心理需求的关注及人性的关爱。设计师通过大量的调研和提炼,将属于本地区特有的设计语言和设计元素在旅游风景区的景观建筑设计中体现出来,使得新建景区的景观建筑与旧环境之间能产生一种呼应关系,更能使游客和居民产生一种强烈的文化认同感。如在庐山风景区近年来所新建的如全国供销社疗养院新楼等建筑中,融入了大量庐山近代别墅景观中所常用的如拱券、外廊、雨淋板等元素,取得了较好的视觉效果。景观空间的所在区域特点和使用者说明其具有反映当地文化特色和以人为主体的空间的基本属性和特征,这种空间具有了人性化的特征和深层次的文化内涵是旅游风景区景观建筑设计的最高境界。因此,一个优秀的景观空间环境的形成取决是否实现了“人性化”设计的功能需求,是否体现了本地区所特有的文化内涵。第三层次设计方法需要旅游风景区景观建筑设计师通过对旅游风景区景观建筑设计任务的分析,对本地区设计历史的考察、环境的考察、文化元素的提炼和把握等,从定性和定量的角度去挖掘和梳理旅游风景区景观建筑设计任务中的各种设计元素,并将其恰如其分的运用到设计实践中去,将创造性的设计反映在景观建筑设计的实践过程之中。
2旅游风景区景观建筑设计方法的体系构建
从大量的旅游风景区景观建筑设计实践中,尤其是象庐山风景区一类的山岳型风景区的景观建筑设计中我们可以很清晰地看出设计者在设计实践中,在设计方法上的着眼点与研究角度。其设计方法的体系构成可大致分为三类。一是偏重于理性的研究方法,它比较适用于目标及条件相对比较明确的问题;二是偏重于感性的具有某种特定导向性的设计方法,适用于设计目标及条件不确定的问题;第三类是兼有两种类型的特点。
2.1旅游风景区理性化景观建筑设计方法首先,作为偏重于理性的设计方法,有其特有的规律性。它严格按照风景区景观建筑设计所必须遵循的各种规范,将设计环境中的各种困难及限制性因素进行反复论证与修订。在实践中从理性的思考中展开设计,用相对比较合理的角度去寻找一种最佳的景观建筑设计方法。通过调研、论证、收集、分析各种与设计有关的信息;通过现代多媒体技术和手段对各种设计方案进行模拟和预演,通过反复论证得出各方都能接受的最终方案。这类研究方法具有很强的可操作性,它使设计者通过系统对旅游风景区的环境考察、资料收集、信息分析和与甲方沟通协商等方面的研究,提出符合环境要求的最理性的设计方案。
2.2旅游风景区文化性景观建筑设计方法文化性景观建筑设计方法是一种偏重于挖掘和整理“地域文化”要求的具有导向性和指示性的设计方法。它是在对设计地点进行大量的实际调研后在设计师脑海里产生的一种对于本地区地方文化设计元素的提炼与概括。在文化性景观方法的应用之中,更多地体现了时代特征和文化、气息。这种设计把尊重人性、尊重地方传统文化和体现时代特点等作为设计的最高准则。如庐山风景区建于民国初年的朱植圃的别墅,其中式的窗花和“小桥流水”的庭院无不向人们诉说着其民族性与地方性的特色,更是近代庐山别墅民族性与时代融的深刻反映。文化性的景观建筑设计方法更能够显示出旅游风景区景观建筑设计的文化内涵。
2.3旅游风景区综合性景观建筑设计方法将“理性”与“文化性”相结合的方法就是综合性的景观建筑设计方法。它要求将感性的理念与理性思考相结合研究。在旅游风景区景观建筑设计的实践中,综合性的景观建筑设计方法要求把理性的规范设计和感性的优化设计相结合,从而能在实际中产生动态交替互补作用,能够扬长避短地处理各种实际性的问题。如在20世纪60年代所设计和建造的“芦林一号别墅”,也就是今天的庐山博物馆,就是典型的综合设计的例子,其设计方案阶段是在充分调研地形地貌特点、与周边的建筑与环境充分的比对、充分尊重建筑、景观、园林等设计规范的基础上,以及与甲方充分协商和调研的基础上所应运而生的。此外,设计方案也融入了设计团队在庐山大量调研和考察的智慧结晶,设计者将明代庐山赐经亭石斗符号运用到别墅外廊休息座的凳足上。基于以上诸多缘由也使得“芦林一号别墅”成为近代庐山优秀景观建筑的代表作。综上所述,在旅游风景区景观建筑设计方法的研究过程中,无论是功能层次的研究,还是设计方法的研究,还是设计元素的提炼,设计文化的总结,其最终目的都是一致的,既设计出的旅游风景区的景观作品不仅能够满足基本的坚固、安全、适用、经济、美观的功能需求,同时又能够反映出鲜明的时代特色和强烈的民族文化个性。
3旅游风景区景观建筑设计方法的时代演变特征
在新的历史时期,学科间的相互交叉渗透变得尤为明显和突出。作为与旅游事业最为密切的旅游风景区的景观建筑设计,需要运用科学的设计观和与时俱进的方法论来指导旅游风景区景观建筑设计的研究与实践。根据对国内外旅游风景区景观建筑设计成果的追踪与分析,我们不难看出我国未来的旅游风景区景观建筑设计方法的研究将会呈现出很强的时代演变特征。其学科间的相互交叉和知识结构变化更加频繁和密集,旅游风景区景观建筑设计从业人员所需的专业知识与技能更加丰富等。旅游风景区景观建筑设计方法的时代演变主要表现在以下三个方面:
(1)学科群力量的壮大与旅游风景区景观建筑设计群体的扩大。时代的发展使得旅游风景区景观建筑设计方法综合了各学科的优势。逐步形成了依托于地理、地质、园林、环境、建筑等众多学科的旅游风景区的景观建筑设计学科群的产生和研究队伍的壮大。在这个研究领域里,积聚了一大批规划师、建筑师、结构工程师、园林设计师、景观建筑设计师、工艺美术设计师等走向有机的分工协作与设计研究联合之路。研究队伍的壮大和专业化程度的提高,无疑对提高我国整体旅游风景区的景观建筑设计水平起到至关重要的作用。
(2)社会化的分工协作使得景观建筑设计方法得到全面优化。社会化的分工协作使得围绕旅游风景区景观建筑设计的从项目的调研、论证、方案形成和完善等各个过程与环节及设计方法本身得到全面的优化与升级。在严格的设计规范与各项指标的指引下,设计的每个环节都能得到最好的贯彻与执行,设计的每次分工都能找到最佳的设计人员。这样,设计师的个人劳动和价值将会得到最大限度的体现和最大程度的发挥,景观建筑设计工作的创造性亦将得到前所未有的体现和反映。
(3)新技术的不断涌现和新的设计手段与设计方法不断更新。时代的发展促使新技术的不断涌现和新的设计手段与设计方法的不断更新,这对景观建筑设计师来讲无疑是一个新的挑战,我们唯有不断更新自己的知识结构,更新自己的技术手段才能赢得设计竞争的主动权。
4结论与讨论
[关键词]现代工业体系;工业建筑;结构设计;优化设计
工业建筑是维持工业生产安全平稳进行的重要保障,工业建筑的结构设计对于企业来说至关重要。工业建筑结构在很大程度上决定着企业的生产、管理效率。工业建筑结构的合理性缺失必将导致企业增加生产运营成本,无法有效的利用人力物力,使企业发展陷入困境。好的工业建筑结构应该综合企业的生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等,针对企业自身的特点进行结构性优化,实现生产环节的最优化设计,从而降低企业生产运营成本,提高企业利润率。
1工业建筑结构设计
工业建筑结构设计应秉承安全性强、建设成本合理、结构质量高三个基本原则,并严格按照国家的规范标准,结合企业自身生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等进行系统化设计。首先,根据企业对建筑强度的要求,合理选择钢材型号。选用钢材必须通过国家质量检测体系的认证,确保钢结构的强度与质量。在合理选用钢材型号的同时,对钢结构进行防腐防锈处理也是保障其刚度及强度的重要措施。根据所选的钢材型号,对建筑结构进行系统的应力分析,选择对应的焊条,保证其焊缝的结构强度。同时也不能忽视结构附件的性能要求,应按照实际需求及相关规范进行选型配备。此外,还应格外注意对地基的处理,根据建筑结构进行针对性的地基处理,确保工业建筑结构的稳定性与抗震等级要求。
2工业建筑结构设计的优化
2.1工业建筑结构设计优化概念
现代工业建筑结构设计优化概念较之以往有很大不同。与传统工业建筑结构设计优化只重视建筑结构的分析、设计相比,现代工业建筑结构设计优化更加注重对生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等进行多方面多角度综合评价、分析,权衡性能、成本、结构、舒适度等多方因素,确立科学、合理的工业建筑结构设计方案。通过对工业建筑结构设计进行最大程度优化的方式,达到有效提高企业生产效率、管理效率,降低企业生产运营成本,提高企业利润率的目的。
2.2工业建筑结构设计优化中存在的问题
结构优化与建筑美学的矛盾在当前工业建筑结构设计优化过程中尤为突出。通常在结构设计中很难做到对结构强度、建筑性能、实用性与现代设计理念、建筑美学兼顾。过多关注设计理念与建筑美学的优化,会造成设计方案对结构布局、工艺流程的考虑不足,使得优化方案缺少实用性,对工业生产的提升效果不明显,很难得到企业的认可。另一个主要问题是工业建筑结构设计方案中工程造价优化与结构强度优化的矛盾。钢结构的设计除了要保障刚度、强度的同时还要做到兼顾经济合理性。如何在保证设计要求的情况下尽可能优化结构工程造价、减少钢材使用量,也是设计人员在工业建筑结构设计优化中主要考虑的问题。
3工业建筑结构设计优化的探讨
3.1建立工业建筑结构设计优化模型
科学、合理的开展工业建筑设计优化工作离不开一个好的结构设计优化模型。在工业建筑设计优化过程中,针对重点变量进行函数模型的建立,对多种结构参数进行模拟、分析。函数模型的建立与运用有助于实现设计参数的最优化,从而根据实际需要,找出最科学的优化方案。在工业建筑结构优化模型的建立中,针对工程的基础结构、屋盖系统、围护结构三个重要方面进行重点优化,对其进行选型分析、受力分析、工艺分析、造价分析等全面评价,确保优化方案的有效性。工业建筑结构设计优化模型构建的重点在于确定参数变量,根据约束性条件与结构设计的主要影响因素确定模型中的参数内容。参数内容确定后,应根据企业对工业建筑结构设计的优化目的与优化方向选定合适的函数模型,确定最终的优化方案。
3.2完善工业建筑结构设计管理体系
在工业建筑结构设计优化中,常因为缺乏指导性的优化理念与量化标准,使得结构优化方案有很大的变动性,并对设计管理与施工管理造成不利影响。为了保障工业建筑结构设计优化工作的有效进行,满足现代工业建筑结构设计优化的需要,必须完善与之相匹配的管理体系,建立专业的指导思想与量化标准。对工业建筑结构设计的优化活动进行有效的管理与评估,采取针对性措施对优化进行规范管理,根据相关标准规范与思想理念对设计人员的工作进行指导和考核,实现对工业建筑结构设计优化的质量控制。
4结语
工业建筑的结构设计是一项专业性强、内容复杂的工作,对设计人员的专业素养与综合能力都有着很高的要求。必须充分结合企业自身特点,综合考虑生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等进行多种因素,对设计方案的性能、成本、结构、舒适度、建筑美学等多方面进行科学合理的取舍,选择合适的参数变量,根据优化方向针对性选择函数模型,确立科学合理的参数内容,做出最佳的工业建筑结构设计优化方案,实现设计的最优化。
作者:李雷 单位:山东省冶金设计院股份有限公司
参考文献:
[1]姚大园.建筑结构设计优化方法及应用[J].江西建材,2012,(03).
关键词:给排水工程;施工;常见问题;对策
随着城市的发展,城市道路的不断修建,旧城区的改扩建等的进行,给排水管网的普及率在逐年提高。由于受到工程管理理念、模式、制度、方法,以及施工工艺、技术等方面因素的影响和限制,市政给排水施工中普遍存在一定的质量问题,下面对此进行详细分析。
1、施工常见问题及原因分析
1.1施工质量管控意识淡薄
与其他的工程项目相比, 市政给排水工程具有较强的特殊性,主要表现为其建设单位的特殊性质,而且工程项目所需的资金也多是由国家或地方财政直接调拨。 部分施工单位在进行市政给排水施工中,质量管控意识淡薄的现象普遍存在,而多是将管理的重点集中于进度方面。部分施工单位为了保证自身的利益,而不惜违背职业道德,在施工中大量使用劣质的管道材料,擅自更改管道的路线等现象时有发生,严重影响了对于施工质量的管控。 另外,在国内市政给排水施工的质量管理与控制中,建设单位也存在较为严重的管控问题,管控主体的不明确,部门设置重叠、强制性标准缺乏具体性等现象极为常见,从根本上进行分析,这与建设单位管理人员的思想麻痹、责任性不强、工作态度消极有着密切的联系,进而导致难以对施工质量进行有效的管控。
1.2 施工单位质量管控能力不足
市政给排水施工质量的控制与管理是一项系统的工作,施工单位作为组织具体施工作业的主体,对于施工质量管控具有不可推卸的责任。 但是由于国内建筑市场中,大量规模较小、资金、技术力量薄弱的施工单位涌入,导致国内大部分施工单位在市政给排水施工中存在质量管控能力不足的弊端。 另外,部分施工单位不具备独立承包整体给排水工程项目的资质和能力,而不得不采取转包或分包的形式,这种现象的出现无形中增加了工程向项目管理部门进行质量管控的难度,极易导致施工质量低劣的现象出现。
1.3 工程监理不到位
在市政给排水工程施工的质量管控中,监理单位在进行施工质量的监督与管理时,受外界的干扰和影响较多,导致工程监理不到位的问题普遍存在。 另外,由于市政给排水工程是由政府部门组织的基础设施建设项目,施工单位利用工程项目的特殊性,而拒绝或不主动配合监理单位开展相关工作,对于市政给排水工程的施工质量管控造成恶劣的影响。
1.4 缺乏规范化的管理
近年来,针对市政给排水工程施工中常见的质量管控问题,国家相继出台了一系列的专项管理规范和制度,但是由于政府监督与管理力度的不足,导致其形成缺乏规范化管理的现状。 部分城市给排水工程项目的建设中, 行政管理或市政部门在进行给排水工程的招投标中,缺乏对于项目法人制、招投标制、合同管理制、工程监理制的规范化管理,最终造成施工质量管控问题的不断暴露。
1.5对现状地形地貌考虑不充分
在道路改造过程中,经常遇到设计图纸未考虑现场实际情况,对相邻构筑物、地形的衔接缺乏细部的处理,如道路红线边设计人行道高出或低于红线外地面许多而没有作处理,造成沿线居民无法出行或地块积水问题。施工过程中需要对该类路段现状排水系统进行梳理,增设排水沟、雨水口等以解决现状地块排水问题。
1.6现状建(构)筑物等对新建管线施工影响的问题
道路新建市政管线施工时,常因为现状建(构)筑物等的影响,导致无法按原设计的管位标高实施,这种情况常有以下几种原因造成:
1.6.1现状建(构)筑物拆迁困难
在道路规划红线内建设的各种建(构)筑物、管线等需进行拆除迁移,拆除、迁移、安置补偿的费用相当大,甚至会超过或远远超过工程费用。同时还会遇到一些困难户、钉子户,特别是老城区改造项目,这项工作具有相当大的难度,甚至严重影响到施工进度。因此道路扩建时,能不拆的建(构)筑物尽量不拆。为保证工程进度,便于工程实施,原设计市政管道常需修改线位,绕开尚未拆迁的建(构)筑物。
1.6.2新建市政管离现状建(构)筑物过近
为减少拆迁工程量,部分路段道路红线紧贴现状建筑物,管线设计时未考虑与现状建筑物保留适当安全距离,离现状建(构)筑物过近,影响到现状建(构)筑物安全,施工时无法实施[3]。如将燃气预留支管设置在现状加油站油库附近,燃气管道接驳施工时将影响加油站安全。因此需对原设计市政管线管位进行调整,或采取适当支护措施,以确保现状建(构)筑物的安全。
1.6.3现状道路交通疏解的问题
在道路改造工程中,经常需要在施工过程中保证现状交通,如果新建管线开挖管槽离现状交通疏解道路距离过近,将影响到疏解道路的安全及沟槽的稳定。有时为保证交通疏解所需车道宽度,导致管道开挖施工的断面十分有限,此种情况下需对沟槽进行支护处理,以保证现状交通的顺畅。同时,当新建管道穿越交通繁忙的路口时,减少对现状交通的影响,相关管理部门有可能提出意见,要求将路口穿越管道改为非开挖方式施工。
2、道路给排水施工对策
通过对市政管线工程设计在施工阶段出现的问题进行分析可以看出,如果我们在前期工程勘察设计阶段时进行预防,可以减少大部分问题的发生。同时在后期施工阶段时,可采取相应措施应对现场发生的各类问题,以保证工程的顺利实施。
2.1在勘察设计阶段进行预防
2.1.1勘察资料应核实准确
勘察单位应认真调查道路沿线管线及地质详细资料,避免错测、漏测,为设计单位提供正确详细的依据资料。设计人员应仔细查阅勘察及管线探测资料,核实管道开挖沟槽地段的地质情况,有无特殊地质,如存在淤泥地质,应进行地基处理;如遇岩石,应注意统计开挖石方量。如需保留利用现状管道,则应注意核查管道有无淤积,管线是否破损等,设计时应相应考虑管道清淤,管道如有破损则应废除新建。
2.1.2应认真完善设计图纸
设计时应考虑周全,注意完善细节处理,并应避免图面错误。新建管道和预留支管设置时应注意避让道路两侧现状建(构)筑物。设计过程中应做好现状管线与新建市政管线衔接,并对受影响的道路两侧现状排水系统进行完善,避免出现积水。新旧排水管道衔接时,最好预留一定的跌水高差,避免施工阶段管线实测标高有出入时,造成管线标高大范围的调整。
2.2在施工阶段采取相应措施应对
施工单位应合理安排好工期工序,做好施工组织设计。尽量减少临时工程量的发生,譬如管线迁改、管线开挖支护等。沟槽开挖后应及时采取排水措施,以免被积水浸泡。施工时应注意做好现状管线保护工作,确保各现状管线的正常运作,避免破坏现状地下管道造成经济损失。同时针对施工现场遇到的实际情况提出相应的解决方案。管线平面空间受限或与其他管线有冲突时,应对管线位置进行调整。管线交叉标高冲突时,需协调修改管线标高或者设置管线交叉构筑物来解决冲突。现状管基不符合设计要求时,应根据实际地质情况进行基础处理,以满足管道敷设要求。
结束语
由于市政给排水工程中涉及到的施工项目较多,所以只有在加强对于每一具体环节的质量管理与控制的基础上,才能有效防止市政给排水工程中各种常见的施工质量问题,全面提升我国市政排水工程的建设质量。
参考文献