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1滑移減震建筑適應工程抗震技術(shù)的發(fā)展
1.1震災的嚴重性
本世紀世界陸地7級以上地震,中國有66次占1/3,人口死亡200多萬,中國有115萬占1/2。在最近期的1978年唐山大地震中死24萬,死傷40萬,經(jīng)濟損失100億人民幣。在國內(nèi)的各種災害中,屬災死人占54%。經(jīng)濟損失占6%。
1.2震災預報的艱難性
至今世界上發(fā)生了無數(shù)次的大小地震,據(jù)資料介紹,只有海城與墨西哥兩次地震的臨震預報稍準,由于中長期預報不準,海城與墨西哥城的建筑物損壞與震災還是嚴重的。關(guān)于地震發(fā)生的機理目前總說紛壇,例如,斷裂帶錯動、地殼板塊插入、整板變形斷裂,學說越多說明可靠的學說尚未形成。日本是震災較多,研究地震機理及預報人員最多、水平最高的國家,可是1995年1月17日偏偏在其預報安全區(qū)西部的阪神發(fā)生大地震,死5oo0多人,經(jīng)濟損失1000億美元,全國一遍震驚。因此在1994年在西班牙召開的國際地震會議上有關(guān)專家指出,目前地震是不可預報的,因此各國應將重點放在建造耐震的建筑上。
1.3如何吸取唐山大震的經(jīng)驗教訓
海城地震后,天津市有些工程搞了抗震加固。在唐山大地震時,這些加固過的工程表現(xiàn)了明顯的耐震性能,因此唐山地震后全國開始了大規(guī)模的現(xiàn)有建筑抗震加固與新建建筑抗震設(shè)防工作。我國的抗震設(shè)防是按地區(qū)設(shè)防烈度劃分等級的,例如按六度設(shè)計的房屋的設(shè)防目標是:遭迂從值烈度(5.5度)時建筑不損壞;遭迂基本烈度(7度)時建筑有些損壞,但可修復使用;遭遇罕遇地震(8度強)時,破壞嚴重,但下例塌。海城地震時海城是9度,唐山地震時唐山中心區(qū)是10度。7度設(shè)計的房屋迂海城、唐山那樣的9度、10度大震就要破壞倒塌了。全國把大多數(shù)地區(qū)均劃為七度、六度區(qū),由于經(jīng)濟的原因及技術(shù)的困難,尚無法按10度的條件設(shè)計這些地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu),因此無法避免唐山地震的悲劇重演。我國地震工程科技人員尋找新的方法,也就是開始研究隔震、減震。消能與控制技術(shù),從”硬抗”轉(zhuǎn)到“軟消”。我院滑移減震建筑技術(shù)就是在這種形勢下從1985年開始列題研究的項目。
2滑移減震技術(shù)研究的主要成果及水平
為了避免唐山大地震的悲劇重演,為了尋求抵御十度大震的建筑技術(shù),在1985年開展了滑移減震技術(shù)的研究。從1985年至1990年為項目研究,以機理為主;第二階段1995年至1997年結(jié)合試點建筑,進行設(shè)計、構(gòu)造及施工等配套技術(shù)研究。
2.1項目研究成果
(1)石墨是較理想的助滑劑材料:它耐久、構(gòu)造簡單、適宜的上部結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造與適宜的最大錯動位移值。
(2)最大錯動位移是54mm;殘存錯動位移小于20mm;
(3)高寬比控制為2,能保證只滑不搖擺;
(4)能起到保險絲作用,滑譽減震房7度強時起滑,10度時上部建筑只滑不破壞倒塌。
1990年經(jīng)全國著名抗震專家宋秉譯、周福霖、劉季、李桂肴、霍自正等組成的鑒定委員會鑒定認為課題成果具有重大的社會效益與經(jīng)濟效益,成果的廣度和深度達到國內(nèi)先進水平,有關(guān)計算參數(shù)均可為滑移減震消能多層磚房的設(shè)計提供依據(jù)。
然后根據(jù)研究報告編寫的論文在第十屆世界地震工程會議(西班牙)與國內(nèi)“建筑結(jié)構(gòu)學報”上發(fā)表。均獲較高評價。
2.2試點建筑的研究成果
(1)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度,橫墻安全度是相應按7度抗震設(shè)計的1.5倍;縱墻是1.8倍。這與遼寧地區(qū)目前7度區(qū)的七層磚混住宅結(jié)構(gòu)相當;
(2)配套研究了上、下水管、煤氣管及暖氣管穿過滑移層的柔性接頭或柔性構(gòu)造;
(3)構(gòu)造簡單施工方便;
(4)采用挖孔樁基礎(chǔ)時,由于樁的配筋減少使總造價不增加;采用其它基礎(chǔ)時總造價增加較少。
試點建筑研究成果在1997年經(jīng)楊玉成、梁發(fā)云與省內(nèi)專家組成的鑒定委員會鑒定,認為該試驗建筑可達到相當于6一7度地震不壞,7度強地震時,滑動層剛開始動作,9~10度地震時下倒塌。這是一項防止房屋倒塌、減輕地震災害的有效的創(chuàng)新途徑。用石墨作分隔層材料建成六層住宅在國內(nèi)、國際上屬首創(chuàng)。
3滑移減震建筑在市場中經(jīng)過檢驗得到房產(chǎn)育及用戶歡迎
(1)同行專家認可——技術(shù)上過硬;
(2)政府部門支持——適合我國、我省情況;
(3)符合市場法則一一房產(chǎn)商能掙錢;用戶歡迎。
滑移減震建筑技術(shù)就是闖過以上三關(guān)于1998年進入遼寧市場,并獲得了成功。
3.1同行專家認可
研究項目及試驗性建筑的兩次鑒定會文件及有關(guān)于中、外重要學術(shù)會議及國內(nèi)重要刊物均表明該項成果的學術(shù)水平是高的,獲得了同行專家的認可與好評。
3.2政府部門支持
滑移減震研究項目經(jīng)1990年至1995年近5年等停后,在全國橡膠墊隔震技術(shù)發(fā)展的形勢促進與1995年初日本阪神地震震災的推動下,我于1995年5月給原遼寧省省長聞世震寫了一封信,呼吁”我省應加快新型建筑隔震技術(shù)的發(fā)展”省長很重視批示支持,省建設(shè)了廳長也批示支持,隨之擬定了推廣規(guī)劃,并具體落實到遼寧省建設(shè)事業(yè)“九五”科技成果重點推廣項目和2010年科技成果轉(zhuǎn)化規(guī)劃綱要中。這就為項目的應用獲得了可靠的紅頭文件。
3.3符合市場法則
因為地震預報不準,而按預報劃分的烈度設(shè)計抗震建筑,其安全性不高的現(xiàn)實不但科技人員明白,一般百姓亦理解。因此1997年夏季在遼寧省錦州市,1998年春季在丹東市當有地震傳言時、百姓就人心慌慌,盡力想法躲避。錦州屬下的凌海市與丹東屬下的東港市有的房產(chǎn)公司抓住百姓的怕震心態(tài),建了一些現(xiàn)澆樓板的磚混住宅,造價增加40一50元/m2,但有購房自的百姓還是爭先選購了此種住宅。
滑移減震建筑技術(shù)就是在這種百姓對現(xiàn)有抗震建筑心有余悸,并且自己有了購房權(quán),可以購買優(yōu)質(zhì)優(yōu)價房的形勢下于1998年走進市場的、在東港市及海城市推廣了約六萬平方米,當年建成3萬平方米。經(jīng)幾棟樓的施工實踐,采用滑移減震技術(shù)后,房屋價格僅增加12一20元/m2,每戶也只增加1000多元。因此滑移減震建筑深受房產(chǎn)商與用戶歡迎。
前言
在人類生存的環(huán)境中有許多自然災害,如地震、暴雨、冰雹、水災、旱災、火災、雷擊等等。對此,人們總是想方設(shè)法進行防御,或減輕它們所造成的損失。雷擊就是嚴重的自然災害之一。但就我國而言,過去防雷設(shè)計在整個建筑設(shè)計中所占的比重很小。電氣設(shè)計人員不重視,其他專業(yè)的設(shè)計人員更不重視,但雷擊所造成的損失卻無法輕視。如1989年山東黃島油庫遭受雷擊并引起大火,損失慘重。
就防雷歷史而言,我國建國初期大多是按照日本的45°~60°保護角確定避雷針的保護范圍,用三叉小針銅避雷針、銅引下線和1m×1m銅板作為接地裝置。50年代初期,引進蘇聯(lián)技術(shù),采用拋物線或折線計算法,用鐵管或鍍鋅元鋼做避雷針,用鍍鋅元鋼做引下線,地下打入3~5m長的鍍鋅鐵管或鋼材作接地極,以致現(xiàn)在的避雷帶和避雷網(wǎng)均采用鍍鋅鋼筋或扁鋼。
80年代以前,我國沒有建筑物防雷規(guī)范,建筑電氣設(shè)計人員只能憑自己的認識設(shè)計避雷針。自1957年北京市兩大雷擊事故發(fā)生以后,我國大量的古建筑物和群眾集中的公共場所才開始安裝避雷裝置。1957年7月6日明十三陵長陵棱恩殿遭受雷擊,劈掉西部吻獸,劈裂兩根直徑1.17m,高14.3m的大楠木柱子,死一人,傷三人;1957年7月8日中山公園內(nèi)的一棵大樹落雷,雷電流感應至附近的配電線路,然后傳到中山公園音樂堂,燒毀了配電室、舞臺和觀眾廳大頂棚。為此,北京市領(lǐng)導召開了緊急會議,決定對北京市重要古建筑物和人員眾多的影劇院安裝避雷針并指定由筆者負責設(shè)計。此后,從天安門開始,到勞動人民文化宮三大殿、景山萬春亭、北海公園白塔,以至鼓樓、天壇祈年殿、頤和園排云殿、智慧海、十三陵長陵棱恩殿、明樓、戒臺寺等30多處古建筑物和中山公園音樂堂等重要影劇院都相繼安裝了避雷裝置。
1957年,筆者將過去積累的雷擊事故調(diào)查和設(shè)計經(jīng)驗進行了總結(jié),寫出了“民用建筑物防雷保護”研究報告并且于1958年9月在建工部設(shè)計局于武漢召開的“全國電氣設(shè)計人員交流大會”上,作了報告,發(fā)表了防雷觀點和設(shè)計方法。報告中提出的雷擊規(guī)律、防雷標準、保護方式、設(shè)計要點、屋頂板內(nèi)鋼筋作接閃裝置的理論以及詳細的設(shè)計實例和數(shù)十種做法大樣得到了與會代表的一致贊同,以后被廣泛采用。
1958年底,北京市建筑設(shè)計院研究室、中國科學院電工研究所和清華大學高壓教研室共同成立了“北京建筑物防雷研究小組”。1962年5月出版的《民用建筑物防雷保護》和1980年9月出版的《建筑物防雷設(shè)計》就是在筆者1957年研究報告和小組研究成果的基礎(chǔ)上寫出來的。書中突出的觀點是建筑物防雷設(shè)計的六項重要因素,即接閃功能、分流影響、屏蔽作用、均衡電位、接地效果和合理布線?,F(xiàn)在看來,國內(nèi)外的標準和規(guī)范都離不開這六要素,有的單位還把它們作為設(shè)計原則?;\式避雷網(wǎng)和等電位連接早在1958年就在人民大會堂的設(shè)計和工作實踐中采用了,而國際上戈爾德(G.H.Golde)于1997年才在《雷電》一書(國際名著)中談到等電位連接的做法,所以我國的防雷研究和實踐并不落后。
筆者主審的我國第一部《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GBJ57-83)于1983年11月7日公布。第二部《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94)(機械工業(yè)部設(shè)計研究院林維勇先生主筆)于1994年4月18日公布。該部規(guī)范吸收了許多國外先進的東西,將接閃器保護范圍的計算方法改為滾球法并結(jié)合我國防雷設(shè)計的實際經(jīng)驗增加了許多新條款。這兩部規(guī)范對指導我國建筑物防雷設(shè)計起了很大的作用。
70年代以前,人們聽到的雷擊事故多是擊中建筑物或大樹,嚴重的造成了建筑物燒毀或人員傷亡。那時被雷擊的建筑物絕大多數(shù)是沒有安裝防雷裝置(避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng))?,F(xiàn)在聽到的雷擊事故相對少了,其原因是,六層以上的多層建筑物和高層建筑物都安裝了防雷裝置。有時,接閃器接閃后,即使是微電子設(shè)備因雷電電磁脈沖感應受損,局外人也不知道,本單位做些局部修理也就完事了。其實,現(xiàn)在的雷擊事故并不算少。雷擊建筑物對某一棟樓而言可能是百年不遇的事,但防雷裝置接閃則是較常見的,這也是正常的。
接閃裝置接閃后,建筑物引下線附近的設(shè)備會受到雷電流的感應,這就是雷電電磁脈沖干擾。90年代以前,國際和國內(nèi)的規(guī)范都沒有關(guān)于雷電電磁脈沖的規(guī)定。1992年國際電工委員會建筑物防雷專委會(IEC-TC/81)才開始討論這個問題。1995年2月,該機構(gòu)了國際標準《雷電電磁脈沖的防護》(IEC1312-1.2.3)。目前我國尚沒有類似的規(guī)定,這是近年來的問題。
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子計算機早已步入社會的各行各業(yè)。建筑物內(nèi)幾乎無不設(shè)有復雜程度不同的微電子設(shè)備和計算機系統(tǒng),民用建筑也不例外。雷電電磁脈沖干擾日益成為頻發(fā)事故。面對這種挑戰(zhàn),設(shè)計人必須轉(zhuǎn)變觀念,把雷電電磁脈沖防護當作防雷設(shè)計的重點。這不只是電氣一個專業(yè)的事,因為它涉及到電子設(shè)備的位置和管線的布置等問題。各個專業(yè)應充分協(xié)商,從整體上解決防雷設(shè)計上的問題。否則,建筑物設(shè)計得再好,也無法正常使用。
研究建筑物防雷應從雷擊事故調(diào)查入手,找出雷擊規(guī)律,然后,利用雷擊模擬實驗,對所總結(jié)的規(guī)律和所提出的解決方案予以驗證。研究人員應根據(jù)科技的發(fā)展,不斷吸收新東西對滿足不斷變化的社會需要,如計算機的發(fā)展導致的對雷電電磁脈沖防擴的需要。
下面將對防雷設(shè)計的基本原則、雷擊規(guī)律、近年來國際上提出的新概念以及隨著科技發(fā)展出現(xiàn)的新問題分別予以論述。
1.雷電電磁脈沖
雷電電磁脈沖(LightningElectromagneticPulse),簡稱LEMP,是天空打雷時產(chǎn)生的作為干擾源的強大閃電流及其電磁場。它的感應范圍很大,對建筑物、人身和各種電氣設(shè)備及管線都會有不同程度的危害。這種危害就是雷電電磁脈沖所產(chǎn)生的干擾。
建筑物內(nèi)的雷電電磁脈沖干擾指以下三種情況:
(1)天空中雷電波的電磁輻射對建筑物內(nèi)電力線路和電子設(shè)備的電磁干擾;
(2)建筑物的防雷裝置接閃時,強大的瞬間雷電流對建筑物內(nèi)電力線路和電子設(shè)備的干擾;
(3)由外部各種強、弱電架空線路或電纜線路傳來的電磁波對建筑物內(nèi)電子設(shè)備的干擾。
現(xiàn)代電子技術(shù)日益向高精度、高靈敏度、高頻率和高可靠性方向發(fā)展。這些電子設(shè)備非常靈敏,但耐壓很低,一般電子設(shè)備都承受不了正負5伏的電壓波動。以各種微機為例,當雷電電磁脈沖的磁場強度超過0.07高斯時,就會引起微機的誤動作,當磁場強度超過2.4高斯時,就會造成微機的永久性損壞。因此,我們必須對雷電電磁脈沖采取必要的防護措施,以便在先進的建筑物內(nèi)實現(xiàn)良好的電磁兼容性(ElectromagneticCompatibility)。
防御雷電電磁脈沖干擾的理想防雷設(shè)計方案是籠式避雷網(wǎng),它利用的是法拉第籠原理。建筑物的金屬結(jié)構(gòu)物遍及各處,不用很多鋼材就可很容易連接起來形成法拉第籠,從而建筑物內(nèi)的電子設(shè)備得到很好的屏蔽。屏蔽做得好,不僅能防御空間電磁波的輻射,而且還可使建筑物內(nèi)部的分流和均壓達到最佳效果。這里要說明,屏蔽的做法應根據(jù)建筑物內(nèi)電子設(shè)備的要求決定。由于設(shè)備的性質(zhì)不同,因此,有的要求僅對設(shè)備本身做屏蔽,有的要求在設(shè)備與設(shè)備之間做屏蔽,還有的要求在機房做屏蔽。正因為這個問題的重要,所以1995年國際電工委員會建筑物防雷分委會(IEC/TC-81)在《雷電電磁脈沖的防護》的標準中提出了防雷保護區(qū)(LPZ)的概念,國際上剛開始實行這種規(guī)定,而我們國家還沒有提出。筆者認為,設(shè)計人員可以按照微電子設(shè)備的多少、繁簡、重要程度、擺放位置及進出管線的具體情況自行劃分防雷區(qū)以取得良好的屏蔽、等電位和接地效果。
因此,防御雷電電磁脈沖對室內(nèi)布線的要求非常嚴格。由于用作引下線的鋼筋混凝土柱內(nèi)的鋼筋和整個建筑物的屏蔽網(wǎng)都在外墻處,雷電流需經(jīng)此處的鋼筋分流到接地裝置上,所以外墻處的電流密度大,電磁場強。因此,建筑物中的電源和通信等線路的主干線不應靠近外墻,最好設(shè)置在建筑物的中心部位,如電梯井在中心部位,可設(shè)置在電梯井的近旁。建筑物內(nèi)的各種電氣饋線都要穿金屬管保護或采用雙層屏蔽電纜(或同軸電纜)。在一些有特殊要求的線路電源側(cè),還應加裝電涌保護器、隔離變壓器、穩(wěn)頻、穩(wěn)壓以及濾波等裝置。
防御雷電電磁脈沖對接地的要求也很嚴格。電子系統(tǒng)的低頻信號工作接地應采用單點接地系統(tǒng),在整個建筑物內(nèi)應為樹干式結(jié)線布置。各層或各段的低頻信號工作接地均應直接接到單點接地板上,不得形成環(huán)路。單點接地系統(tǒng)不應與用作防雷引下線的柱子平行,以防強磁場干擾。由于是利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋作屏蔽,因此必須采用綜合共同接地方式,即將防雷接地、電源的工作接地、各種裝置的外殼、鐵管外皮和高頻電子設(shè)備的信號接地都統(tǒng)一接到建筑物的基礎(chǔ)上或室外接地裝置上。為避免雜散電流,單點接地系統(tǒng)必須采用絕緣線,其主接地板必須置于建筑物的最底層且直接與基礎(chǔ)或室外接地裝置連接。各層單點接地系統(tǒng)的區(qū)域接地板或終端接地板如需要與綜合共用接地系統(tǒng)的裝置接地板連接,應在它們之間加裝不大于直流300V的放電管或壓敏電阻。綜合共用接地的電阻一般應在1歐姆以下,對于特殊的電子設(shè)備,可在0.5歐姆以下。確定接地電阻時,應考慮各種設(shè)備對接地電阻值的要求,在所要求的各種阻值下,應取最低值。
在低壓220/380V供電系統(tǒng)中,應采用三相五線(TN-S)系統(tǒng),以便于裝置接地(PE)線和中性(N)線分開,PE線應接到各層或各段裝置接地的終端地板上。為了防御雷電電磁脈沖,建筑物的電源、電話、廣播等線路最好采用埋地電纜引入,所用電纜應為鎧裝電纜或同軸電纜且外皮兩端均要接地。
2外部防雷裝置與內(nèi)部防雷裝置
國際電工委員會編制的標準(IEC1024-1)將建筑物的防雷裝置分為兩大部分:外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。筆者認為,這樣劃分很有必要,建筑物的防雷設(shè)計必須將外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置作為整體統(tǒng)一考慮。
外部防雷裝置(即傳統(tǒng)的常規(guī)避雷裝置)由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器(也叫接閃裝置)有三種形式:避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng),它位于建筑物的頂部,其作用是引雷或叫截獲閃電,即把雷電流引下。引下線,上與接閃器連接,下與接地裝置連接,它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。接地裝置位于地下一定深度之處,它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。
內(nèi)部防雷裝置的作用是減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。除外部防雷裝置外,所有為達到此目的所采用的設(shè)施、手段和措施均為內(nèi)部防雷裝置,它包括等電位連接設(shè)施(物)、屏蔽設(shè)施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。
隨著電子設(shè)備的廣泛使用,雷電電磁脈沖的危害也相對嚴重起來。1992年6月22日國家氣象局中心大樓發(fā)生雷擊事故,北京-東京的同步線路的調(diào)制解調(diào)器被擊壞,致使線路中斷46小時,另一主機的一塊異步板被擊壞,導致8條線路中斷,影響了國際通訊。其他地點因雷電電磁脈沖干擾而導致電子設(shè)備損壞的例子還有不少。這類例子說明,只設(shè)計外部防雷裝置而不配之內(nèi)部防雷手段,接閃器再好,也無法獲得好的防雷效果。
防雷工程是一種系統(tǒng)工程。筆者早在1960年作人民大會堂工程總結(jié)及寫作《建筑物防雷設(shè)計》一書時就提出了建筑物防雷設(shè)計的六項重要因素,目的是提醒人們要整體地、全面地考慮建筑物防雷設(shè)計。這六項要素是:
(1)接閃功能:指實現(xiàn)接閃功能所應具備的條件,包括接閃器的形式(避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng))、耐流耐壓能力、連續(xù)接閃效果、造價以及接閃器與建筑物的美學統(tǒng)一性等。
(2)分流影響:指引下線對分流效果的影響。引下線的粗細和數(shù)量直接影響分流效果,引下線多,每根引下線通過的雷電流就小,其感應范圍就小。引下線相互之間的距離不應小于規(guī)范中的規(guī)定。當建筑物很高,引下線很長時,應在建筑物的中間部位增加均壓環(huán),以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流,而且還可以降低反擊電壓。
(3)均衡電位:指使建筑物內(nèi)的各個部位都形成一個相等的電位,即等電位。若建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬設(shè)置及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導電體,建筑物內(nèi)當然就不會產(chǎn)生不同的電位,這樣就可保證建筑物內(nèi)不會產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓,對防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備也有很大的好處。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實現(xiàn)等電位的條件,因為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。為滿足防雷裝置的要求,應有目的地把接閃裝置與梁、板、柱和基礎(chǔ)可靠地焊接、綁扎或搭接在一起,同時再把各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接在一起,這就使整個建筑物成為良好的等電位體。
(4)屏蔽作用:屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計算機、精密儀器以及自動控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內(nèi)的這些設(shè)施,不僅在防雷裝置接閃時會受到電磁干擾,而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低,有時附近打雷或接閃時,也會受到雷電波的電磁輻射的影響,甚至在其他建筑物接閃時,還會受到從該處傳來的電磁波的影響。因此,我們應盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋,即建筑物內(nèi)地板、頂板、墻面、及梁、柱內(nèi)的鋼筋,使其構(gòu)成一個六面體的網(wǎng)籠,即籠式避雷網(wǎng),從而實現(xiàn)屏蔽。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同,墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密,鋼筋密度不夠時,設(shè)計人應按各種設(shè)備的不同需要增加網(wǎng)格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個問題迎刃而解,而且對防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。此外,建筑物的整體屏蔽還能防球雷、側(cè)擊和繞擊雷的襲擊。
(5)接地效果:指接地效果的好壞。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每個建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經(jīng)濟。筆者認為,當鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物符合規(guī)范條件時,應利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。當達不到規(guī)范中規(guī)定的條件或基礎(chǔ)包在防水卷材層內(nèi)時,可做周圈式接地裝置,但應將周圈式接地裝置預先埋在基礎(chǔ)槽的最外邊(不必離開建筑物3m以外)。接地體靠近基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋有利于均衡電位,同時還可節(jié)省為挖深溝所花費的人力和物力。在基礎(chǔ)完工后再挖深溝則易影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
對木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)建筑物,必須做獨立引下線并采用獨立接地方式。當土壤電阻率大,使用接地極較多時,也可做周圍式接地裝置。因為周圈式接地裝置的沖擊阻抗小于獨立接地裝置的沖擊阻抗,而且有利于改善建筑物內(nèi)的地電位分布,減小跨步電壓。采用獨立式接地方式時,以鉆孔深埋接地極(約4~12m)的效果為最好,深孔接地極容易達到地下水位,且能減少接地極的用鋼量。
(6)合理布線:指如何布線才能獲得最好的綜合效果。現(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動力、電話、電視和計算機等設(shè)備的管線,在防雷設(shè)計中,必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。為了保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響,首先,應該將這些電線穿于金屬管內(nèi),以實現(xiàn)可靠的屏蔽;其次,應該把這些線路的主干線的垂直部分設(shè)置在高層建筑物的中心部位,且避免靠近用作引下線的柱筋,以盡量縮小被感應的范圍。在管線較長或橋架等設(shè)施較長的路線上,還需要兩端接地;第三,應該注意電源線、天線和屋頂高處的彩燈及航空障礙燈等線路的引入做法,防止雷電波侵入。除考慮布線的部位和屏蔽外,還應在需要的線路上加裝避雷器、壓敏電阻等浪涌保護器。因此,設(shè)計室內(nèi)各種管線時,必須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。
3安全隔離距離與等電位連接
在建筑物內(nèi)部,就總體來說,防雷措施可分為安全隔離距離和等電位連接兩大類。安全隔離距離指在需要防雷的空間內(nèi),兩導電物體之間不會發(fā)生危險的火花放電的最小距離,即不會發(fā)生反擊的最小距離。等電位連接的目的是減小或消除內(nèi)部防雷裝置各個部位上所產(chǎn)生的電位差,包括靠近進戶點的外來導體上的電位差。
筆者主張,若采用安全距離法就應嚴格按照《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94)規(guī)定的各類防雷措施去計算;若采用等電位連接法,就應徹底實現(xiàn)等電位。木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)應采用安全距離措施,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)應采用等電位連接措施。
1957年首次為天安門(木結(jié)構(gòu)建筑物)補做防雷裝置時,在其上部設(shè)置了明裝避雷帶和避雷網(wǎng);在其內(nèi)部采用了安全距離措施。由于是補裝,難度相當大,對內(nèi)部達不到安全距離的管線都做了改裝或加強了絕緣并把進戶處的各種架空電源線、電話線和廣播線一律拆除,改為地下電纜。為確保木結(jié)構(gòu)建筑物的安全,工程人員每年都在結(jié)構(gòu)上稍有變形的部位加固,到1986年,在天安門大頂內(nèi)加固總共用了60噸鋼材。此時,再也不能給建筑物增加荷重了,因此中央決定將天安門城樓上的建筑物全部拆掉,徹底翻建。這給我們的防雷設(shè)計帶來了有利條件。所以,1969年第二次設(shè)計天安門防雷裝置時,就采用了等電位連接措施(外部防雷裝置仍用原方案),在城臺上的地面(包括屋內(nèi)地面)下的“金磚”下面鋪設(shè)了一層鋼筋網(wǎng)(即等電位面)并將各種金屬管線(包括屋頂彩燈管線)、斗拱上的防鳥鐵絲網(wǎng)、檢閱臺前的鐵欄桿和鐵旗桿等物體統(tǒng)一連接到等電位面上,此外,又增加了引下線的根數(shù),使之達到等電位的條件。
1958年,人民大會堂工程采用了徹底的等電位防雷設(shè)計,這是我國首次將等電位避雷網(wǎng)應用于工程。人民大會堂是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的建筑物,又是現(xiàn)澆施工做法,對防雷裝置的設(shè)計十分有利。其防雷方案是:在各建筑段的屋頂上分別采用明裝避雷網(wǎng)、暗裝避雷網(wǎng)和四周避雷帶相結(jié)合的方式,接閃裝置均與樓板內(nèi)的鋼筋連接成一體;柱子內(nèi)的鋼筋用作引下線;基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋用作接地裝置。從基礎(chǔ)到梁、板、柱到屋頂?shù)谋芾讕Ш捅芾拙W(wǎng)的全部連接點(包括各種管線的連接點)都是焊接的,從而構(gòu)成一個籠式避雷網(wǎng),所以我們說它是最徹底的等電位連接工程。1963年,瑞士的波哥(K.Berger)提出,利用建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋作防雷系統(tǒng)時,鋼筋之間如有多點綁扎,則不必焊接就可以構(gòu)成電氣導通系統(tǒng),他還做了試驗。所以,我們以后就不全部焊接了,但作為引下線的柱內(nèi)鋼筋,仍必須焊接兩根主筋。1974年審查《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》時,規(guī)定為:可以綁扎或焊接。人民大會堂工程是全國最重要的工程,當時是不敢不焊接的。
就防火而言,等電位連接和安全隔離距離至關(guān)重要?;馂亩鄬俨灰最A防的事故,對多數(shù)建筑物,能采取等電位連接措施的,應做徹底的等電位連接;不能采取等電位連接措施的,應盡量保證安全隔離距離,以防發(fā)生火災。
4常規(guī)防雷裝置與非常規(guī)防雷裝置
常規(guī)防雷裝置即傳統(tǒng)上所使用的防雷裝置,包括避雷針、避雷帶、避雷線和避雷網(wǎng)。它是繼1759富蘭克林發(fā)明避雷針后各國防雷專家經(jīng)200多年研究和實踐的成果,有充分的理論根據(jù)、實驗數(shù)據(jù)和長期的實際運行經(jīng)驗。
非常規(guī)防雷裝置指某些廠商近年推出的所謂的新式防雷裝置。本文所指的所謂新式防雷裝置是半導體消雷器、導體消雷器、優(yōu)化避雷針和流注提前發(fā)射接閃器等(本文這里不指激光引雷裝置、火箭引雷裝置和水柱引雷裝置等)。各種消雷器的設(shè)計思想是企圖中和雷云電荷,把雷電荷消滅掉或限制放電電流;各種提前發(fā)射接閃器的設(shè)計思想是企圖把避雷針的接閃效果提高,即擴大保護范圍。這幾種防雷產(chǎn)品到目前為止都沒有被國際防雷組織所承認。
其實,從1996年起到現(xiàn)在,北京的學術(shù)界和工程技術(shù)界圍繞消雷器進行過多次討論并發(fā)表了許多文章。許多專家都認為消雷器的“中和”理論和“限流”理論站不住腳。1997年9月18~23日中國電機工程學會高電壓專委會過電壓與絕緣配合分專委會在合肥舉行了學術(shù)討論會。論題之一就是半導體消雷器,與會者進行了熱烈的討論。特別值得一提的是一位高工為驗證半導體消雷器的通流能力而做的一次實驗。該實驗充分表明,半導體消雷器的通流能力極低。會議《紀要》曰:“與會代表認為,迄今為止,理論和實踐未能證明此類非常規(guī)防直擊雷產(chǎn)品具有產(chǎn)品說明書所表述的性能,實踐也未顯示出此類產(chǎn)品具有比常規(guī)防防直擊雷裝置更優(yōu)越的性能,還有許多問題尚待研究和解決,因此此類非常規(guī)防直擊雷產(chǎn)品不再在工程中采用。還有少數(shù)代表對此尚有不同意見?!?/p>
實際上,消雷器廠商所賣的只不過是接閃器。其引下線、接地裝置及內(nèi)部防雷裝置還得靠設(shè)計人按常規(guī)方法去設(shè)計,而這些都是建筑設(shè)計中的環(huán)節(jié),賣接閃器的廠商也參與不了設(shè)計。另外,非常規(guī)防雷裝置的價格極高,以半導體消雷器為例,其價格比常規(guī)避雷針高幾十倍至幾百倍(見表1)
由表1可以看出非常規(guī)防雷裝置比常規(guī)防雷裝置貴得多,而且非常規(guī)防雷裝置還有很多問題有待解決。因此防雷設(shè)計人員和使用單位應認清這種情況,必須選擇優(yōu)質(zhì)而經(jīng)濟的產(chǎn)品。
5球雷
在國際建筑物防雷標準(IEC/TC-81)和我國的《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中,均沒有對球雷的防護作出規(guī)定。在筆者的調(diào)查中,北京地區(qū)的球雷事故還是不少的,球狀閃電約占閃電統(tǒng)計總數(shù)的13.7%。盡管國內(nèi)外科技人員對球狀閃電的形成機理尚無一致的觀點,但對其性質(zhì)、狀態(tài)和危害還是比較清楚的。
球雷(即球狀閃電)是一種橙色或紅色的類似火焰的發(fā)光球體,偶爾也有黃色、藍色或綠色的。大多數(shù)火球的直徑在10~100cm左右。球雷多在強雷暴時空中普通閃電最頻繁的時候出現(xiàn)。球雷通常沿水平方向以1~2m/s的速度上下滾動,有時距地面0.5~1m,有時升起2~3m。它在空中漂游的時間可由幾秒到幾分鐘。球雷常由建筑物的孔洞、煙囪或開著的門窗進入室內(nèi),有時也通過不接地的門窗鐵絲網(wǎng)進入室內(nèi)。最常見的是沿大樹滾下進入建筑物并伴有嘶嘶聲。球雷有時自然爆炸,有時遇到金屬管線而爆炸。球雷遇到易燃物質(zhì)(如木材、紙張、衣物、被褥等)則造成燃燒,遇到可爆炸的氣體或液體則造成更大的爆炸。有的球雷會不留痕跡地無聲消失,但大多數(shù)均伴有爆炸聲且響聲震耳。爆炸后偶爾有硫磺、臭氧或二氧化碳氣味。球雷火球可輻射出大量的熱能,因此它的燒傷力比破壞力要大。
下面是一個典型的球雷實例:1982年8月16日,釣魚臺迎賓館兩處同時落球雷,均為沿大樹滾下的球雷。一處在迎賓館的東墻邊,一名警衛(wèi)戰(zhàn)士當即被擊倒,該戰(zhàn)士站在2.5m高的警衛(wèi)室前,距落雷的大樹約3m,樹高20多米。球雷落下的瞬間,他只感到一個火球距身體很近,隨后眼前一黑就倒了。醒來后,除耳聾外并無其他損傷。但該警衛(wèi)室的混凝土頂板外檐和磚墻墻面被擊出幾個小洞,室內(nèi)電燈被打掉,電燈的拉線開關(guān)被打壞,電話線被打斷,估計均為電磁感應的電動力所致。另一處在迎賓館院內(nèi)的東南區(qū),距警衛(wèi)室約100m,也是沿大樹滾下。距樹2m處有個木板房(倉庫),該房在三棵14~16m高大槐樹包圍之中,球雷沿東側(cè)的大樹滾下后鉆窗進屋,窗玻璃外有較密的鐵絲網(wǎng),但沒有接地,鐵絲網(wǎng)被擊穿8個小洞,窗玻璃被擊穿兩個小洞。球雷燒焦了東側(cè)木板墻和東南房角,燒毀了室內(nèi)墻上掛的兩條自行車內(nèi)胎,燒壞了該室的膠蓋閘,室內(nèi)的電燈線也被燒斷。落雷大樹下放有十多盤鋼筋、8輛鐵推車和6個空汽油桶。這此金屬物都是招引雷電的條件。
防護球雷并不困難,應該在規(guī)范或標準中規(guī)定相應的措施。就防護球雷措施而言,最好是籠式避雷網(wǎng),如果達不到籠式避雷網(wǎng)條件,就在建筑物的門窗上安裝金屬紗網(wǎng)并接地;堵好建筑物墻面上不必要的孔洞;煙囪與出氣管上口均要加裝鐵絲網(wǎng)并接地;儲存或損傷易燃易爆物體的倉庫和廠房的煙囪和放氣管應加裝阻火器并接地。對高大樹木下的重要建筑物尤其要采取防護球雷的措施。
6雷擊規(guī)律
認識雷擊事故的規(guī)律非常重要,只有掌握了規(guī)律,防雷設(shè)計才能取得良好的效果。在雷雨天,天空的雷云與地面上的物體各帶不同的電荷,當電荷積累到一定的程度,就會產(chǎn)生電場畸變而發(fā)生落地雷擊。但如果地上某處沒有足夠強大的上行先導,則雷電是不會打到該處的。
北京紫禁城內(nèi)的建筑物落較多,其原因在于:紫禁城周圍是護城河,河內(nèi)現(xiàn)在仍有水;通往護城河的古河道有4條:一條是玉河,它流入護城河的西北角;一條是潮白河的支流,它流入護河的東北角;一條是大通河,它流入護城河的正東部;另一條是潞河的支流,它流入護城河的東南角。故宮內(nèi)各棟建筑物下的基礎(chǔ)均潮濕,過去東南部的水位較高,地下不到2m就能見水,可見故宮院內(nèi)地下的土壤電阻率相對較低;另外院內(nèi)又有高大的古樹。這些即為易發(fā)生雷擊的內(nèi)因,這些內(nèi)因決定著該地區(qū)電場易產(chǎn)生電場畸變,瞬間發(fā)生的上行先導容易與雷云的下行階段先導會合,從而形成落地雷。這就是紫禁城范圍內(nèi)的明顯雷擊規(guī)律。
筆者自1954年到1988年在北京地區(qū)調(diào)查過的建筑物雷擊事故共有170多處,其中,因雷擊引起火災的占37.7%,導致人員死亡的占6.9%,致傷的占15.4%,球雷雷擊事故占13.7%?,F(xiàn)將分析總結(jié)得出的北京地區(qū)總的雷擊規(guī)律歸納如下:
(1)河、湖、池、沼旁邊的建筑物易受雷擊。如1961年6月21日頤和園昆明湖東邊的文昌閣被雷擊掉西房角及坡頂瓦,內(nèi)部電線被感應燒斷;1988年8月6日通縣永樂店草廠鄉(xiāng)黃廠村北部湖力的茅草房落球雷,擊死一人。
(2)古河道上的建筑物和河流橋上的構(gòu)筑物易受雷擊。如紫禁城內(nèi)自1954年至1992年共落雷16次(據(jù)文獻記載,明、清兩代共發(fā)生過25次火災,其中寫明為雷擊所致的5次,未說明原因的也可能是雷擊所致);1988年8月30日盧溝橋中部北側(cè)石獅子的頭被擊掉。
(3)在潮濕地區(qū)以及過去是葦塘或坑洼地帶的區(qū)域上建造的建筑物易受雷擊。如1957年7月31日陶然亭地區(qū)建工局一公司工棚(該處過去是葦塘)的收音機天線落雷,墻內(nèi)鐵絲被熔化;1965年7月22日北郊土冷庫(即幾十棟內(nèi)裝冰塊以貯藏食物的平房)的老虎窗被雷電擊中起火。
(4)在四周大片土壤電阻率高,中間局部土壤電阻率低的環(huán)境中或在高、低電阻率分界之處建造的建筑物易受雷擊。如1981年8月2日八里莊善家墳公安局倉庫西墻外大樹落雷,雷電入室打碎5個電警棍盒,盒內(nèi)33根電警棍被感應燒壞(該倉庫的西南兩面為稻田)。
(5)局部漏雨或局部房角新修繕且十分潮濕的建筑物易受雷擊。如十三陵長陵棱恩殿落雷(當時該殿西部房角剛剛修繕且很潮濕)。
(6)突出高或孤立的建筑物易受雷擊。如1957年7月29日原朝陽門北部的吻獸被雷擊掉;據(jù)十三陵當?shù)乩限r(nóng)說,十三陵大多數(shù)的明樓或正殿均被雷擊過(明樓和正殿都屬高而孤立的建筑物)。
(7)曾經(jīng)遭受過雷擊的地區(qū)和建筑物容易再落雷。如1956年×月×日、1957年7月8日和1957年8月16日北京鼓樓東部吻獸曾三次被雷擊。
(8)金屬屋頂易受雷擊。如1957年7月8日原民航局禮堂的鐵皮屋頂被雷擊裂3處,頂內(nèi)明配線被感應燒成3段,1988年8月6日北京火車站東北角出租汽車站的鋁合金房頂落雷。
(9)收音機天線、電視共用天線易受雷擊。如1986年10月13日左家莊柳芳東里的居民樓電視共用天線遭受雷擊,1992年8月3日和平里民旺胡同的居民樓電視共用天線也遭受雷擊。
(10)地下管線多或管線交叉處易落雷。如1963年8月4日天安門廣場大旗桿西側(cè)(現(xiàn)人行過街地道的西南出口)一位賣冰棍的老太太被雷擊倒(該處地下敷設(shè)的管線較多且是轉(zhuǎn)角處)。
(11)鐵路沿線和終端易受雷擊。如1965年7月22日東郊百子灣棉花倉庫室外堆場靠近鐵道終端的一個棉花垛被雷擊中燃燒;1984年8月6日東郊百子灣物資局儲運公司水泥庫鐵路西側(cè)站臺上的水泥袋落雷,燒焦約20個水泥袋的紙邊。
(12)山區(qū)泉眼、風口或地下有金屬礦床的地方易受雷擊。如1985年6月18日西山下馬嶺水電站室外變電構(gòu)架進出線的主線落雷,燒焦母線2處,每處約長1~3m。
(13)高大的煙囪和工廠的排氣管最易接閃。如1957年8月16日朝外門診部的煙囪被雷擊裂;1979年4月8日東郊宋家莊化工三廠南北兩廠的室外化工設(shè)備構(gòu)架上的兩個排氣管同時接閃并點燃。
(14)高大的樹木和屋頂旗桿容易落雷。如1967年6月11日前門勸業(yè)場屋頂木旗桿被雷擊壞;1993年8月19日日壇公園西北角一棵大樹被雷劈掉樹叉,樹干也被劈裂。
北京地區(qū)總的落雷走向是:西山八里莊紫村城朝陽門宋家莊百子灣通縣。這些地方多數(shù)是古河道或地下水線,其建筑物下的土壤電阻率小,潮濕或水位高。
筆者認為,以上這些雷擊規(guī)律雖是北京地區(qū)的,但頗具普遍性,因而對防雷、防火很有價值(因篇幅有限,以上各種規(guī)律只各舉2個例子)。
7.建筑物防雷設(shè)計的整體觀念
所謂整體觀念是指設(shè)計和安裝防雷裝置時,對建筑物的內(nèi)外都要有整體觀念。這里的建筑內(nèi)外不單是指內(nèi)部防雷裝置和外部防雷裝置。建筑物內(nèi)的整體觀念是指設(shè)計和安裝時,要對內(nèi)部防雷裝置和外部防雷裝置做整體的統(tǒng)一的考慮;建筑物外的整體觀念是指對一個院落、一個小區(qū)以及附近的環(huán)境要做全面的防雷規(guī)劃,同時還不能違反小區(qū)規(guī)劃的要求例如:所安裝的避雷針桿塔是否影響小區(qū)的美觀,所用的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)是否與建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大煙囪上的避雷裝置所保護等等。對接地裝置也要綜合統(tǒng)一考慮,例如,相距較近的建筑物能否共用接地體,地下管網(wǎng)能否用接地體的一部分,以及能否在一個大院或小區(qū)內(nèi)為將來綜合共用接地創(chuàng)造等電位連接的條件等等。
值得指出,利用建筑物附近的大樹作為避雷針桿塔是一個較好的做法。大樹最易接閃且越長越高,有時比建筑物還高。因此,避雷針應安裝在樹頂,引下線應沿樹干設(shè)置而且應與建筑物的防雷裝置相結(jié)合。這樣既節(jié)約又美觀,同時還保護了名貴的樹木。利用大樹安裝避雷針不僅能防直擊雷,而且能防球雷、繞擊雷和側(cè)擊雷。例如,北京北海公園團城內(nèi)在大樹上安裝的避雷針已運行了20多年,效果很好,但必須采取保護樹干生長的措施。
現(xiàn)在各個城市的綠化越搞越好,高大的樹木也越來越多。有的建筑物雖然安裝了避雷針,但大樹距建筑物很近并且比建筑物還高,在這種情況下,建筑物上的避雷裝置實際上等于虛設(shè)。因為大樹接閃的機會多,易引來直擊雷和球雷,對鄰近的建筑物威脅更大。所以說建筑物的防雷設(shè)計和安裝應將外部防雷裝置、內(nèi)部防雷裝置、建筑物外的環(huán)境及至全小區(qū)的防雷裝置進行整體統(tǒng)一的考慮。不僅電氣專業(yè)的設(shè)計者要有整體觀念,建筑專業(yè)的設(shè)計者對防雷也要有整體觀念。這是現(xiàn)代防雷設(shè)計觀念轉(zhuǎn)變的重要問題之一。
參考文獻
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1生態(tài)技術(shù)和生態(tài)建筑
人、建筑、環(huán)境是建筑發(fā)展的永恒主題,隨著全球環(huán)境的惡化,生態(tài)日趨嚴重,人們越來越關(guān)注人類自身的生存方式。特別是1992年178個聯(lián)合國成員國通過了《里約宣言》,為促進地球生態(tài)系統(tǒng)的恢復,實現(xiàn)地球的可持續(xù)發(fā)展起到了導向作用。生態(tài)技術(shù)在這一背景下,發(fā)揮出越來越重要的作用,成為各國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的綠色快車和實現(xiàn)保證。生態(tài)技術(shù)是利用生態(tài)學的原理,從整體出發(fā)考慮問題,注意整個系統(tǒng)的優(yōu)化,綜合利用資源和能源,減少浪費和無謂損耗,以較小的消耗獲得豐厚的目標,從而獲得資源和能源的合理利用,促進生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
在建筑領(lǐng)域內(nèi),從德國托馬斯《太陽能在建筑與城市規(guī)劃中的》一書出版到近年來美國建筑界的綠色建筑運動,從北京大興義和莊的“新能源村”建設(shè)到國外在生態(tài)高技術(shù)下建造的各種形式的生態(tài)建筑,可以說,生態(tài)建筑的發(fā)展在上、技術(shù)上以及建筑設(shè)計的實踐上都取得可喜的成就。生態(tài)建筑有時又被稱為“節(jié)能建筑”、“綠色建筑”,嚴格地講都是不全面的。意義上的生態(tài)建筑,是指根據(jù)當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,運用生態(tài)學、建筑技術(shù)的原理,采用現(xiàn)代科學手段,合理地安排并組織建筑與其它領(lǐng)域相關(guān)因素之間的關(guān)系,使其與環(huán)境之間成為一個有機組合體的構(gòu)筑物。
2建筑生態(tài)化
生態(tài)建筑從早期僅停留于對氣候、生物反應的關(guān)注到今天運用替代能源,注重建筑生態(tài)高技術(shù)的,人們對建筑有了更新的認識,在此基礎(chǔ)上,提出了建筑生態(tài)化問題。它是將建筑融入大的生態(tài)循環(huán)圈,從整體的角度考慮能源和資源流動,將建筑建造、建筑設(shè)計、建筑使用過程中的消耗、產(chǎn)生納入整個生態(tài)系統(tǒng)來考慮,從而改變資源與能源單向流動的方式,趨向良性循環(huán)的模式。清華大學吳良鏞先生提出的“建立人居環(huán)境循環(huán)體系”,將人居環(huán)境納入動態(tài)的生生不息的循環(huán)體系即是對這一思想的提倡。它對建筑的要求不僅僅是建筑的使用過程,而是建筑的整個生命周期。建筑的生態(tài)化,一般應具備如下的基本特征:
第一,能為人類提供“宜人”的室內(nèi)空間環(huán)境。它包括健康宜人的溫度、濕度,清潔的空氣,好的光環(huán)境、聲環(huán)境以及靈活開敞的空間。
第二,在對自然資源的利用上,對環(huán)境的索取要小。主要指節(jié)約土地,在能源與材料的選擇上貫徹減少使用、重復使用、循環(huán)使用以及用可再生資源替代不可再生資源的原則。
第三,對環(huán)境的要最小,主要指減少排放和妥善處理有害廢棄物以及減少光污染、聲污染。
3發(fā)展生態(tài)建筑的社會條件
雖然生態(tài)建筑才剛剛起步,但它的發(fā)展有著深厚的社會認識的轉(zhuǎn)變奠定了當今發(fā)展生態(tài)建筑的社會思想基礎(chǔ)。
從“以人為本”到“以環(huán)境為中心”的社會思想認識的轉(zhuǎn)變奠定了當今發(fā)展生態(tài)建筑的社會思想基礎(chǔ)。人本主義是西方實現(xiàn)現(xiàn)代化的主導思想之一,始于文藝復興時期。自18世紀以來的整個現(xiàn)代化過程中,以人為本的思想構(gòu)成了社會進步和增長的基礎(chǔ)。人本主義觀念明確確立了人的意志自由及其對自然界的優(yōu)越地位,地球有限的自然資源被視為“取之不盡,用之不竭”而遭到濫用和破壞,對環(huán)境的污染也大大超過了自然界所容納的限度,特別是二次世界大戰(zhàn)以來的幾十年,實際各國無一例外的遵循西方模式,才使得70年代的石油危機將資源與環(huán)境問題突出地暴露出來成為世界問題。
1972年聯(lián)合國召開了“人類環(huán)境大會”,世界各國認識到人類必須在環(huán)境所提供的時空框架內(nèi)與,同時按照自然資源所賦與的條件安排自己的生活方式,從而重新界定了人與自然的關(guān)系,確立了“以環(huán)境為中心”的發(fā)展思想。20世紀末,西歐等發(fā)達國家提出“生態(tài)化”的目標,我國各地也在嘗試建設(shè)花園城市、生態(tài)城市,這標志著延續(xù)200年的“以人為本”的現(xiàn)代化模式向“以環(huán)境為中心”的可持續(xù)發(fā)展模式過渡,從而使發(fā)展生態(tài)建筑具有了廣泛的社會思想基礎(chǔ)。
共同的社會生活理想是世界各國發(fā)展生態(tài)建筑的社會道德基礎(chǔ)。這就是將即時利益和整個人類的長遠利益結(jié)合起來,公正合理的與他人分享我們這個地球的有限資源?!独锛s宣言》指出,為今后世代的發(fā)展和環(huán)境方面的需要,為保存、保護和恢復地球生態(tài)的健康和完整進行合作,各國應本著全球伙伴精神,在追求可持續(xù)發(fā)展的國際努力中擔負應有的責任。生態(tài)環(huán)境不是某一小區(qū)、一個城市或國家的問題,有些生態(tài)小環(huán)境通過一些努力是可以改善和提高的,但大的生態(tài)環(huán)境的改善與資源的利用不是靠某一地域的改善而能達目的的,必須是人類的共同意志。《里約宣言》為世界各國發(fā)展生態(tài)建筑奠定了初步的社會道德基礎(chǔ)。
4生態(tài)建筑的發(fā)展動向
,生態(tài)建筑在各地方發(fā)展都處于起步階段。西歐和北歐是發(fā)展得較好的地區(qū),主要建筑有:建于蘇格蘭偏遠地區(qū)的斯特林村屋工程,建于柏林的戴母勒奔馳辦公室,托馬斯設(shè)計的建于慕尼黑的住宅聯(lián)合體以及法國的法蘭克福商業(yè)大樓;在美國,1948—1959年麻省理工學院所建“3號”、“4號”太陽房均為實用住宅;近年來在日本和新加坡均有具有現(xiàn)代意義的生態(tài)建筑建成??偟膩碚f,各國建筑師都在潛心生態(tài)建筑的技術(shù)和設(shè)計,從建筑設(shè)計上看,主要有兩種傾向。一種是將建筑融入自然。就是把建筑納入與環(huán)境相通的循環(huán)體系,從而更經(jīng)濟有效地使用資源,使建筑成為生態(tài)系統(tǒng)的一部分,盡量減少對自然景觀、山石水體的破壞,使自然成為建筑的一部分。如日本1995年落成的“Acros福岡”,它是一個集文化商業(yè)辦公為一體的綜合設(shè)施,該建筑向公園層層退臺,在退出的平臺上做屋頂綠化,這樣建筑與公園綠化融入一體,通過高技術(shù)實現(xiàn)能量循環(huán)利用。第二種是將自然引入建筑,運用高知識,促進生態(tài)建筑化,人工環(huán)境自然化。如馬來西亞楊經(jīng)文設(shè)計的綠色摩天大樓。它在現(xiàn)代都市中引入自然,再現(xiàn)自然,運用生態(tài)技術(shù),將植物、水體等自然景觀引入建筑內(nèi)部。
5生態(tài)建筑與發(fā)展家的建筑設(shè)計
從全球可持續(xù)發(fā)展的觀點來看,生態(tài)建筑代表了21世紀的發(fā)展方向,實現(xiàn)建筑的生態(tài)化在21世紀的今天變得尤為重要和迫切,尤其對于發(fā)展中國家而言更為迫切。客觀來講,生態(tài)建筑在發(fā)展中國家推行和發(fā)展仍有很多需要解決的問題。首先是對生態(tài)環(huán)境的認識不夠,“以環(huán)境為中心”的設(shè)計觀念尚未形成或成為社會的共識;
一、前言
鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)是建筑工程中最常用的2種結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)各有所長,前者具有重量輕、強度高、延性好、施工速度快、建筑物內(nèi)部凈空氣大等優(yōu)點,而后者剛度大、耗鋼量少、材料費省、防火性能好。綜合利用這兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點為高層以建筑的發(fā)展開辟了一條新途徑。統(tǒng)計分析表明,高層建筑采用鋼——混凝土混合結(jié)構(gòu)和用鋼量約為鋼結(jié)構(gòu)的70%,而施工速度與全鋼結(jié)構(gòu)相當于,在綜合考慮施工周期、結(jié)構(gòu)占用使用面積等因素后,混合結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟指標優(yōu)于全鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟指標。
最近建設(shè)部和國家冶金工業(yè)局在頒布的《建筑用鋼技術(shù)政策》中,將鋼——混凝土混合結(jié)構(gòu)列為要大力推廣的建筑新技術(shù),可以預見,混合結(jié)構(gòu)在高層辦公樓、學校、醫(yī)院及住宅等建筑中將有較廣泛的應用。
二、索張拉結(jié)構(gòu)
索張拉結(jié)構(gòu)基本受力構(gòu)件有三類:受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件和受拉構(gòu)件。
對于受壓構(gòu)件,當構(gòu)件長細比較大時,由于構(gòu)件會發(fā)生整體失穩(wěn),構(gòu)件的作用不能充分發(fā)揮。對于受彎構(gòu)件,由于構(gòu)件截面應力不均勻,截面邊緣的最大應力往往控制構(gòu)件的設(shè)計,使得構(gòu)件材料不能充分發(fā)揮作用。只有受拉構(gòu)件,截面的應力均勻,不會發(fā)生整體失穩(wěn),如利用高強鋼索做成受拉構(gòu)件,能最大限度地發(fā)揮受拉構(gòu)件的作用,提高結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性。
在結(jié)構(gòu)體系中巧妙利用張拉構(gòu)件,結(jié)合少數(shù)剛性受壓構(gòu)件,可構(gòu)成受力合理的高效張拉結(jié)構(gòu)體系,不僅承載力高、剛度大,且能使各種材料的強度均得到很好的發(fā)揮。
三、索穹頂結(jié)構(gòu)
索穹頂結(jié)構(gòu)實際上是一處特殊的索-膜結(jié)構(gòu),是近幾年才發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)效率極高的張力集成體系。其外形類似于穹頂,而主要的構(gòu)件是鋼索,由始終處于張力狀態(tài)的索段構(gòu)成穹頂,利用膜材作為屋面,因此被命名為索穹頂。由于整個結(jié)構(gòu)除少數(shù)幾根壓桿外都處于張力狀態(tài),所以充分發(fā)揮了鋼索的強度,只要能避免柔性結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的結(jié)構(gòu)松弛,索穹頂結(jié)構(gòu)便無彈性失穩(wěn)之虞,所以,這種結(jié)構(gòu)重量極輕,安裝方便,可具有新穎的造型,經(jīng)濟合理,被成功地應用于一些大跨度和超大跨度的結(jié)構(gòu)。
四、膜結(jié)構(gòu)
膜結(jié)構(gòu)是張力結(jié)構(gòu)體系的一種,它以具有優(yōu)良性能的柔軟織物為膜材,由膜內(nèi)的空氣壓力支承膜面(充氣式膜結(jié)構(gòu)或所承式膜結(jié)構(gòu)),或利用鋼索或風性支承結(jié)構(gòu)向膜內(nèi)預施加張力(張力膜結(jié)構(gòu)),從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結(jié)構(gòu)體系。膜結(jié)構(gòu)采用的薄膜的材料,大多采用涂層織物薄膜,分為兩部分,內(nèi)部為基材織物,主要決定膜材的力學性質(zhì),提供材料的抗拉強度、抗撕裂強度等;外層為涂層,主要解決膜材的物理性質(zhì),提供材料的耐火、耐久性及防水、自潔性等,常用膜材一般為聚酯織物涂敷氯乙烯涂層膜材、玻璃纖維織物涂敷聚四氟乙烯涂層或有機硅樹酯涂層膜材。膜材并接的結(jié)構(gòu)接縫多采用熱焊,非結(jié)構(gòu)接縫采用縫合。
膜結(jié)構(gòu)具有如下特點:造型活潑優(yōu)美,富有時代氣息;自重輕,適合大跨度的建筑,充分利用自然光,減少能源消耗;價格相對低廉,施工速度快;結(jié)構(gòu)抗震性能好。
充氣膜結(jié)構(gòu)有單層、雙層、氣肋式三種形式,充氣膜結(jié)構(gòu)一般需要長期不間斷地能源供應,在低拱度大跨度建筑中的單層膜結(jié)構(gòu)必須是封閉的空間,以保持一定氣壓差。在氣候惡劣的地方,空氣膜結(jié)構(gòu)的維護有一定的困難,不少建筑曾遭意外的漏氣而下癟。五、高效預應力結(jié)構(gòu)體系
高效預應力結(jié)構(gòu)是指用高強度材料、現(xiàn)代設(shè)計方法和先進的施工工藝建筑起來的預應力結(jié)構(gòu),是當今技術(shù)最先進、用途最廣、最有發(fā)展前途的一種建筑結(jié)構(gòu)型式之一。目前,世界上幾乎所有的高大精尖的土木建筑結(jié)構(gòu)都采用了高效預應力技術(shù),如,大型公共建筑、大跨重載工業(yè)建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特種結(jié)構(gòu)、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺等幾乎全部采用了這一技術(shù)。
近年來,高效預應力技術(shù)在我國發(fā)展迅速,已制定專門的預應力結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工規(guī)程、工程中應用的預應力結(jié)構(gòu)體系也很豐富。典型工程實例有:面積最大的單體預應力工程是首都國際機場新航站樓工程,每層建筑面積約8.8萬平方米,總建筑面積約35平方米,在混凝土板、墻、框架、柱以及鋼屋架、鋼梁和鋼管網(wǎng)架中大量采用了預應力技術(shù);柱網(wǎng)最大的預應力工程是深圳車港工程,標準層平面尺寸159×103.5米,標準柱網(wǎng)16×25米,總建筑面積9.5萬平方米;最在的預應力鋼桁架工程是北京西站主站房工程,該預應力鋼桁架跨度45米,桁架上承40米高的中式門樓,門樓總重5400余噸;層數(shù)最多的預應力工程是廣東國際大夏主樓,總計63層;高度最高的預應力工程是青島中銀大廈,總高度241米,58層,等等因篇幅所限,文章重點介紹首都國際機場新航站樓工程和北京西客站主站房工程。
業(yè)主為了保護工程項目的利益,往往在合同條款中要求承包商對所建工程連同材料和待安裝的工程設(shè)備投保,同時也要求承包商對人身或財產(chǎn)損害和第三者責任險投保。對保險公司的選擇可能是業(yè)主指定,也可能是承包商自己選擇。承包商選擇保險公司時,應特別注意其賠償能力和資信,并認真閱讀理解保險條款及有關(guān)細節(jié),為更準確掌握理解保險條款,承包商可參加保險專家的講座。在對投保的險種選擇時,要分析施工過程中發(fā)生各種事故的可能性,準確的選擇合格的保險險種。有的合同條款已指定了承包商必須投保的險種,如建筑工程一切險、第三者責任險等,在投保時就必須按合同條款指定險種進行投保。簽訂保險合同前,須與保險公司磋商的主要保險條款和應注意仔細閱讀理解的保險條款有以下幾點:
1·1保險合同的保險范圍
保險合同中規(guī)定那些責任和事故是在保險公司保險范圍內(nèi)的,那些責任和事故不是在保險公司保險范圍內(nèi)的。保險范圍將直接影響出現(xiàn)風險事故后保險公司是否受理索賠,所以要注意明確保險范圍。
1·2保險合同的免賠金額
在保險合同中規(guī)定的絕對免賠額和絕對免賠率,保險合同中規(guī)定了免賠額和免賠率在簽訂合同前要確定,出現(xiàn)風險事故后計算出的損失金額如在免賠金額內(nèi)的,保險公司將不予賠償。
1·3合同規(guī)定的保險理賠程序和要求
出現(xiàn)風險事故后將按合同規(guī)定的保險理賠程序進行理賠工作。并按照合同理賠條款的要求執(zhí)行。如:合同中規(guī)定出險后承包人需在一定的期限內(nèi)以書面形式報案,超出期限需經(jīng)保險公司書面同意等。在與保險公司簽訂了保險合同后,承包商應在合同規(guī)定的期限內(nèi)向業(yè)主提供已按合同條款要求所投的各種保險已生效的證明,并向業(yè)主提供保險合同副本。所簽訂的保險單應與發(fā)出中標通知書前達成的合同總條款一致。
2出險后的工作
在承包商履行合同的過程中,發(fā)生了風險事故后,承包商的相關(guān)業(yè)務人員應立即趕到事故現(xiàn)場,了解事故發(fā)生原因,勘查事故現(xiàn)場,同時組織人力,機械對事故現(xiàn)場采取一切必要措施防止損失的進一步擴大,并努力將損失減少到最低限度。在保險公司代表或檢驗人員到達事故現(xiàn)場進行勘查之前,承包商還應組織人員保護好事故發(fā)生現(xiàn)場及有關(guān)實物證據(jù)。
承包商在對事故現(xiàn)場詳細勘查完后,應該在保險合同規(guī)定的期限內(nèi)向保險公司報案。一般保險公司與承包商工地現(xiàn)場相距很遠,承包商在以書面形式通知保險公司出險情況時可以先進行電話報案,以最快速度通知保險公司。接著向保險公司報送書面形式的出險通知單。出險通知單的報送可用多種方式,如郵寄、電傳等,但要注意報送出險通知單要留有底稿,并具有法律效力的證明,以證明承包商是在合同規(guī)定的期限內(nèi)報案的。出險通知單內(nèi)應寫明事故發(fā)生的時間、地點、原因以及承包人為減少損失采取的措施,所組織人員、機械數(shù)量,因災害損失的金額等內(nèi)容。同時在出險通知單的附件中要有全面、準確反映受災損失情況的證明資料,這些資料主要由以下幾方面組成:
(1)一份詳細描述事故發(fā)生過程,原因及時間、里程樁號和損失金額,并要求保險公司賠償?shù)膱蟾妗?/p>
(2)由承包人繪制的事故現(xiàn)場平、斷面圖,在圖中應標明里程樁號,原設(shè)計標高,原地面線標高,事故發(fā)生后測量的地面線標高,及大概的地形地貌變化等內(nèi)容,以便于對比分析事故發(fā)生的范圍,并計算受災損失工程量。
(3)依據(jù)所繪制圖紙計算直接受災損失的工作量。也可列出因此事故間接受損失的工作量。例如,雨季發(fā)生洪水沖毀施工便道,施工車輛無法通行,導致工期延誤受到損失等。另外將承包商為減少受災損失,防止受災損失進一步擴大而組織人力、機械進行搶險的工作量也計算在內(nèi)。統(tǒng)計計算完成后,匯總為受災損失計算書,計算書中要特別注明上述情況產(chǎn)生的費用,用以確定索賠金額。
(4)承包商對事故現(xiàn)場所拍攝的影像資料和照片。影像資料和照片要能反映事故發(fā)生后現(xiàn)場的情況,要全面、詳細的反映受災后的地形地貌,及有關(guān)細節(jié)的特寫。并在照片中能反映事故現(xiàn)場的里程樁號和時間,可在一張標示牌上寫明里程和時間,放置在現(xiàn)場顯眼處一同拍攝入照片。
(5)當?shù)厮?、地質(zhì)、氣象部門提供的有關(guān)出險時間當?shù)厮馁Y料或日時降雨量分布圖等。
(6)根據(jù)保險公司的要求提供作為索賠依據(jù)的其它資料、文件、單據(jù)等。
3理賠工作
保險公司代表一般在收到出險通知后12h以內(nèi)到達事故現(xiàn)場,協(xié)調(diào)有關(guān)索賠事宜。保險合同規(guī)定有如果保險公司代表在48h內(nèi)未到達事故現(xiàn)場,將被認為保險人已認可被保險人所申報的事故發(fā)生屬實。在保險公司代表或檢驗師勘查現(xiàn)場并計算受災損失后,承包人應對保險公司代表認可的受損失范圍和理賠金額等進行研究,在依據(jù)保險合同的基礎(chǔ)上,雙方對有關(guān)賠款的一切爭議,都可以協(xié)商解決,直至達到一致意見。承包人在對保險公司提出理賠要求時要做到有理、有據(jù)、實事求是。證明資料要齊全,理賠款計算要合理,并根據(jù)保險合同的相關(guān)條款規(guī)定辦理理賠工作。
雙方明確受災損失工作量和賠償金額后,須簽訂一份賠款確認書,說明出險原因、過程、受損失工程量及賠款金額等情況。在保險公司支付承包商理賠款后就結(jié)束理賠工作了。在理賠工作進行中,承包商要注意整理、收集與保險公司的來往文件、通知書,出險的各類證明資料,并及時歸檔保存好。承包商對理賠工作要指定專人負責,負責人要有較強的責任心,業(yè)務精通,熟悉保險合同,并且能夠熟練處理好對外業(yè)務往來。
4結(jié)束語
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前不久,筆者在媒體上獲悉,有關(guān)專家和熱心觀眾從13個參賽方案中,投票評選產(chǎn)生北京2008年奧運主體育場(國家體育場)的3個優(yōu)秀方案作候選方案。按得票數(shù)(相差無幾)自高到低依次是:由瑞士赫爾佐格和梅德隆設(shè)計公司與中國建筑設(shè)計研究院合作設(shè)計的“鳥巢”、由北京市建筑設(shè)計研究院設(shè)計的“飛碟式浮空屋頂”、由日本株式會社佐藤綜合計畫與清華大學建筑設(shè)計研究院合作設(shè)計的“天空體育場”。最后,“鳥巢”脫穎而出,成為實施方案。不過,筆者最欣賞的還是節(jié)能型的“天空體育場”,因為它體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展建筑的理念和“綠色奧運”的精神?!疤炜阵w育場”注重與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào),在利用自然通風、自然光線方面有獨到之處。其形態(tài)象征著廣博的大自然,以柔和的“白云”(半月型玻璃頂面)和綠色的“丘陵”(主體)為主要創(chuàng)意,連同來源于陽光射穿“白云”的“光塔”的聯(lián)想,形成體育場與自然共生、人工自然與天然自然渾然一體的景觀。在滿足體育場的所有功能的同時,其形式和材料較大程度地做到節(jié)能和減少對環(huán)境的影響。不可否認,“鳥巢”、“飛碟”最具有視覺沖擊力,新、奇、特的外觀最容易吸引人們的眼球,而賽后用于廣告或觀光,也最能產(chǎn)生直接的、眼前的經(jīng)濟效益。然而這都與可持續(xù)發(fā)展建筑的理念尚有一定的距離。何為可持續(xù)發(fā)展建筑理念呢?這先要從系統(tǒng)觀的角度認識建筑與其環(huán)境的關(guān)系。
1建筑系統(tǒng)與其生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)存在“互塑共生”的關(guān)系人們往往從某一方面強調(diào)建筑是藝術(shù)、建筑是文化、建筑是技術(shù)、建筑是結(jié)構(gòu)、建筑是符號等等,往往失之偏頗
應該從建筑最重要的功能,即回到“原點”去認識建筑。人類最原始的建筑是天然洞穴,之后是稍加改造的人工洞穴和在樹林里就地取材搭建的巢穴。因此建筑的原始含義就是“庇護所”,即遮風避雨、抵御自然侵害的場所。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,經(jīng)過漫長的歲月,建筑從單一的“庇護”功能拓展到包括生產(chǎn)(如廠房)、運行(如道路、橋梁、運河)、景仰(如紀念館、廟宇)等在內(nèi)的多種基本功能,建筑的形式也日益多樣。今天,建筑不僅僅構(gòu)成人與自然、人與人之間的一道道“屏障”,也成為了人與自然、人與人之間溝通的一座座“橋梁”。擁有上述功能的建筑系統(tǒng)顯然具有消耗資源(如占地、耗能、耗材、用水等)和排泄廢物(如廢水、廢氣、廢渣等)兩種基本行為,從而與其環(huán)境(主要指建筑的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng))息息相關(guān)。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)包括環(huán)環(huán)相扣的無機環(huán)境、生物的生產(chǎn)者、生物的消費者和生物的分解者四個部分。任何建筑系統(tǒng)都與其生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)相互影響、相互制約、相互作用。系統(tǒng)科學揭示,系統(tǒng)對其環(huán)境存在兩種相反的作用,即引起環(huán)境中某些事物的有益變化、維護環(huán)境品質(zhì)和動態(tài)平衡的積極作用與不斷向環(huán)境排泄自身廢物、導致環(huán)境品質(zhì)變壞和失衡的消極作用。
環(huán)境對寓于其中的系統(tǒng)也存在兩種相反的作用,即給系統(tǒng)提供生存發(fā)展所需的資源、激勵或有利條件的積極作用與給系統(tǒng)施加束縛、擾動、壓力甚至危害系統(tǒng)生存發(fā)展的消極作用。這些作用相互交織,呈現(xiàn)出系統(tǒng)與其環(huán)境“互塑共生”的關(guān)系,即環(huán)境塑造著其中的每個系統(tǒng),同時又被其中的每個系統(tǒng)所塑造,這種塑造作用的正負效果的存在,使它們處于一種雙向因果鏈的關(guān)系中。系統(tǒng)科學還表明,系統(tǒng)進化和退化是同步發(fā)生和同時存在的兩種演化趨勢和過程。因為一個系統(tǒng)有序程度的提高,需要從其環(huán)境中吃進“負熵流”,這相當于把系統(tǒng)的熵增轉(zhuǎn)移到其環(huán)境系統(tǒng)中。換句話說,系統(tǒng)的進化以其環(huán)境中某些方面的退化為代價,系統(tǒng)有序程度的提高以環(huán)境有序程度降低為條件。這種現(xiàn)象我們今天已經(jīng)見到,急劇的工業(yè)化、城市化,過度的放牧、開墾土地,往往人為帶來環(huán)境的退化,反使經(jīng)濟發(fā)展受挫直至危及人類生存。系統(tǒng)不合理地消耗資源行為,將導致環(huán)境資源的匱乏,破壞環(huán)境向系統(tǒng)提供資源的能力;系統(tǒng)排泄廢物累積到一定程度,就會導致環(huán)境品質(zhì)變壞,破壞環(huán)境吸納、消化系統(tǒng)排泄物的能力,這兩方面都會危及環(huán)境中的系統(tǒng)生存發(fā)展。因此,系統(tǒng)要生存發(fā)展,一方面必須盡量減少系統(tǒng)的排泄物或盡量將這些排泄物納入環(huán)境超系統(tǒng)的大循環(huán)中,成為其他系統(tǒng)的資源,從而被環(huán)境吸納和消化。另一方面必須有效地、適當?shù)亻_發(fā)利用環(huán)境資源,把保護和優(yōu)化環(huán)境作為系統(tǒng)自身的重要功能目標,以此規(guī)范系統(tǒng)自身的行為,維護生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)平衡。人類社會作為系統(tǒng)尤其如此。當工業(yè)文明高度發(fā)展、人類社會系統(tǒng)(當然包括建筑系統(tǒng)在內(nèi))的排泄物遠遠超過自然環(huán)境的自我消化能力時,這個系統(tǒng)就必須改變自己的行為方式,即轉(zhuǎn)變價值觀念,創(chuàng)造新的技術(shù)手段,把社會發(fā)展與環(huán)境保護協(xié)調(diào)起來,走可持續(xù)發(fā)展之路。
2生態(tài)價值觀是可持續(xù)發(fā)展建筑的核心理念人類自進入工業(yè)時代以來,在人類中心主義的支配下,為滿足經(jīng)濟繁榮目標,不斷將自然資源轉(zhuǎn)化為消費品
然而這種將經(jīng)濟大廈建立于不可再生資源的基礎(chǔ)之上的發(fā)展范式受到了資源存量和地球承載能力的制約,人類越來越強烈地感受到社會發(fā)展的錯誤方向,并逐漸形成共識:要追求一種新的社會發(fā)展范式即可持續(xù)發(fā)展。聯(lián)合國在《我們共同的未來》的報告中指出:“可持續(xù)發(fā)展是既能滿足當代人的需求,同時又不損害后代子孫滿足自我需求能力的發(fā)展?!笨梢?可持續(xù)發(fā)展觀是一種綜合的、整體的發(fā)展觀,它綜合考慮了人類現(xiàn)時發(fā)展與未來發(fā)展的代際公平,也考慮了人類現(xiàn)時發(fā)展的代內(nèi)公平,是通盤考慮了社會系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和自然系統(tǒng)三者協(xié)調(diào)發(fā)展,與人類中心主義支配下的、以經(jīng)濟增長為單向指標的傳統(tǒng)發(fā)展觀相對立的新型發(fā)展觀,其核心是生態(tài)價值觀。自文藝復興以來,人性從神性的壓抑中解脫出來,科學從神學的束縛中解放出來,人類憑借日益發(fā)展的科技不斷滿足自身的需要,并不斷獲得巨大的勝利。人類逐漸以功利眼光看待一切,把經(jīng)濟利益視為唯一追求目標,把自然界的一切價值都歸結(jié)為人類價值,征服自然和統(tǒng)治自然的欲望急劇膨脹,認為人類可以憑借科技統(tǒng)治自然、成為自然的主人,形成了以經(jīng)濟增長為單向指標、以人統(tǒng)治自然為核心的人類中心主義的價值觀。這種認為自然為人存在、人類統(tǒng)治自然,試圖以征服和控制自然、無限地犧牲自然而滿足人類需要的價值觀,受到了現(xiàn)實環(huán)境危機的制約。實質(zhì)上,人類控制自然應當理解為把人的欲望的非理性和破壞性方面置于控制之下,即對人類與自然之間關(guān)系的控制。
因為人本來就是自然的一部分,控制自然就包括對外部自然和內(nèi)在自我的雙重控制。早期人類控制自然的能力很弱,因而主要表現(xiàn)為對外部自然的控制。隨著支配自然能力的迅速增強,人類對自然的破壞力也相應擴大。這時控制自然也應當包括對人類干預自然造成的負面效應的控制。只有對人自身能力的發(fā)展方向和行為后果進行合理的社會控制,才能保證對人的創(chuàng)造力的強化和對人的破壞力的弱化,把人與自然關(guān)系中的負面效應降到最低限度。從對自然的控制轉(zhuǎn)向?qū)ψ晕业目刂?表明傳統(tǒng)價值觀的合理性在當代已經(jīng)失效。人類需要建立一種人與自然的新型關(guān)系,即以生態(tài)價值觀為核心的人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系。與把自然視為“聚寶盆”和“垃圾場”的傳統(tǒng)價值觀相反,生態(tài)價值觀把地球看作是人類賴以生存的唯一家園;以尊重自然和維護自然環(huán)境代替對自然的占用欲和征服行為;在擴大人類對自然的權(quán)力和利益的同時,要求人類對自然承擔相應的責任和義務。生態(tài)價值觀把人與自然看成高度相關(guān)的統(tǒng)一整體,強調(diào)人與自然相互作用的整體性,代表了人對自然更為深刻的理解方式?,F(xiàn)代生態(tài)學理論表明,整體性是生態(tài)系統(tǒng)最重要的特征。自然界是由物質(zhì)循環(huán)、能量流動、信息交換多樣性構(gòu)成的巨大有機整體,每一物種都占據(jù)著特定的生態(tài)位,都離不開與其他物種的聯(lián)系和對環(huán)境的依賴。系統(tǒng)依靠復雜的反饋機制,實現(xiàn)自我調(diào)解和自我維持功能,保持系統(tǒng)在一定時空中的相對穩(wěn)態(tài)。當代生態(tài)危機正是人類從生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中取走了過多的生物產(chǎn)品,同時又向其輸入了超出其凈化能力的污染物,引起其退化所至。
這是人類在尚未充分認識和能動把握生態(tài)規(guī)律下盲目活動的結(jié)果。生態(tài)價值觀反對不加區(qū)分地運用一切技術(shù),反對刻意追求技術(shù)的工具效用。它對技術(shù)具有明確的價值取向,即技術(shù)選擇與運用不僅要從人的物質(zhì)和精神生活的健康和完善出發(fā),而且要求與生態(tài)環(huán)境相容。隨著生態(tài)價值觀的逐步確立,科學技術(shù)范式正在發(fā)生轉(zhuǎn)變,明顯呈現(xiàn)出“生態(tài)化”趨勢。建筑技術(shù)也不例外。20世紀建筑的發(fā)展,形成了傳統(tǒng)建筑———節(jié)能建筑———節(jié)能節(jié)地建筑———可持續(xù)發(fā)展建筑這一歷程。能源危機暴露了傳統(tǒng)建筑浪費能源的缺點,導致了節(jié)能建筑的產(chǎn)生;建筑不僅是耗能大戶而且是占地的最大戶,于是能源危機和土地危機又導致了節(jié)能節(jié)地建筑的產(chǎn)生;最后再加上生態(tài)危機、環(huán)境污染日益嚴峻,出現(xiàn)了以生態(tài)技術(shù)為核心的可持續(xù)發(fā)展建筑。早在1969年,生物學家J.托德在《從生態(tài)城市到活的機器:生態(tài)設(shè)計諸原則》一書中闡述了生態(tài)設(shè)計三原則:一是體現(xiàn)地域性特點,同周圍自然環(huán)境協(xié)同發(fā)展,具有可持續(xù)性;二是利用可再生能源,減少不可再生能源的耗費;三是建設(shè)過程中減少對自然的破壞,尊重自然界的各種生命體。這些思想把建筑視為活的有機體,把建筑的結(jié)果比擬為“皮膚”,為建筑“生存”提供必要的功能:保護生命、隔離外界環(huán)境、呼吸、排泄、調(diào)節(jié)以及交流等。到了1993年,美國國家公園出版社出版的《可持續(xù)發(fā)展設(shè)計指導原則》列出了“可持續(xù)的建筑設(shè)計細則”,進一步將生態(tài)思想與建筑和城市的設(shè)計和規(guī)劃從實施層面結(jié)合起來。超級秘書網(wǎng)
使生態(tài)價值觀融入到建筑設(shè)計及環(huán)境設(shè)計的關(guān)鍵是,處理好可持續(xù)發(fā)展建筑的前期投入與短期及中長期的效益回報關(guān)系,是可持續(xù)發(fā)展建筑從理論走向?qū)嵤r所遇到的難題之一。情況往往如此,如果一種新的思想或技術(shù)所產(chǎn)生的短期效益(如投資回報比)并不明顯高于傳統(tǒng)思想或技術(shù)的效益,那么即使它會有更好的長期效益(如低廉的建筑管理與維護費用、長壽命、節(jié)約資源、低污染等等)也難以被人們接受??沙掷m(xù)發(fā)展建筑現(xiàn)在實施起來,還是需要更多前期費用而利益回收速度又相對較為緩慢。更主要的是,用于生態(tài)設(shè)施方面的投資所帶來的回報最終不一定能裝進開發(fā)商的口袋,而多由使用者和社會所分享。這大概算得上本文開頭所說的“天空體育場”設(shè)計方案為何最終落選的原因之一。
要消除這一障礙,就應當在可持續(xù)發(fā)展原則基礎(chǔ)上建立一套符合生態(tài)價值觀的行為規(guī)范。如規(guī)定在建筑設(shè)計中必須采用節(jié)能設(shè)備與材料、無公害材料及各種節(jié)約資源的措施等,并通過政府立法、稅收等政策方面的相應調(diào)整,提高可持續(xù)發(fā)展建筑在經(jīng)濟上的可行性。綜上所述,人類在高奏“征服”自然的凱歌時,一刻也不能忘記恩格斯的告誡:“我們不要過分陶醉于我們?nèi)祟悓ψ匀唤绲膭倮?。對于每一次這樣的勝利,自然界都對我們進行報復……因此我們每走一步都要記住:我們統(tǒng)治自然界決不像統(tǒng)治異族那樣……相反地,我們連同我們的肉、血和頭腦都是屬于自然界和存在于自然之中的。”系統(tǒng)科學、生態(tài)科學進一步揭示了人與自然界的整體性的有機聯(lián)系和歷史性的演化過程??梢灶A見,以生態(tài)價值觀為核心的可持續(xù)發(fā)展建筑將是未來建筑的發(fā)展方向和趨勢。
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1建筑企業(yè)精品工程的必要性
精品工程是建筑企業(yè)抓質(zhì)量管理的必然結(jié)果,即靠抓建筑產(chǎn)品的質(zhì)量而贏得的,一個企業(yè)精品工程的多少,體現(xiàn)出本論文由整理提供這個企業(yè)質(zhì)量管理水平的高低,優(yōu)質(zhì)的建筑產(chǎn)品質(zhì)量是建筑企業(yè)拓展市場的基礎(chǔ),企業(yè)創(chuàng)精品工程的同時也是在為企業(yè)創(chuàng)造品牌。精品工程為企業(yè)發(fā)展提供競爭優(yōu)勢,只有擁有企業(yè)品牌———精品工程,才能使企業(yè)長盛不衰,精品工程能增強企業(yè)的市場競爭力,也就是說,誰擁有精品工程,誰就擁有市場空間。
2創(chuàng)精品工程的有效途徑和措施
1)設(shè)計要優(yōu)。一個優(yōu)秀的工程設(shè)計不僅要滿足社會需求,功能設(shè)計合理,造型新穎美觀,符合用戶要求,還要保證社會資源的充分合理利用,以求建筑作品的最佳經(jīng)濟價值、質(zhì)量價值和社會環(huán)境價值。工程設(shè)計必須從多個方案中優(yōu)中選優(yōu),使工程設(shè)計經(jīng)得起歷史的考驗。
2)標準要高。一般創(chuàng)精品工程的企業(yè)都建立了自己特有的高于國家標準和國際標準的企業(yè)內(nèi)控標準或規(guī)程,誤差標準往往提高5%~10%,這樣按企業(yè)內(nèi)控標準或規(guī)程生產(chǎn)出來的產(chǎn)品,其各項技術(shù)、經(jīng)濟、質(zhì)量等項指標往往都要高于向用戶公開承諾和保證的指標,使產(chǎn)品的受歡迎程度和滿意度高于消費者和用戶的期望值,從而增加消費者和用戶對產(chǎn)品的信賴程度,因而往往在工程建設(shè)施工伊始,就要求企業(yè)必須首先制定創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃、質(zhì)量管理體系和控制措施,并實行嚴格的目標化管理。爭創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程,這樣的做法,實際上就是施工企業(yè)高標準的體現(xiàn)。
3)材料要新。也就是說精品工程首先不僅要具備一般工程產(chǎn)品的精華和優(yōu)點,而且還要吸收和體現(xiàn)當代科學技術(shù)和建筑技術(shù)的最新成果,具有當代精品工程的魅力和顯著優(yōu)勢。并在建筑市場中處于領(lǐng)先和絕對優(yōu)勢地位。具體來講,就是要求精品工程建設(shè)中要有多項新材料、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的具體應用,提高精品工程產(chǎn)品的科技含量,如采用先進的地基處理技術(shù),經(jīng)濟高效的焊接技術(shù)和建筑節(jié)能技術(shù),采用塑鋼鋼窗、鋁塑管等新型建材,提高結(jié)構(gòu)工程、裝飾裝修工程及安裝工程質(zhì)量等等,同時產(chǎn)品的施工過程要有一定的創(chuàng)新,如采用先進的計算機輔助施工(CAC)技術(shù)。
4)工藝要精。精品工程之所以能成為精品,很關(guān)鍵的一點,就是企業(yè)擁有獨特、精湛的生產(chǎn)工藝流程和施工工藝,使精品工程具有超一流的內(nèi)在和外在質(zhì)量,是同類工程無法相比的。各類優(yōu)質(zhì)精品工程無不是施工企業(yè)“粗糧細做”、“精工細做”、“精雕細琢”的結(jié)果。
5)施工管理要嚴要細。企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營離不開管理,創(chuàng)造精品工程,更需要嚴格的管理,建筑施工企業(yè)的生產(chǎn)特點是產(chǎn)品體量大,單件生產(chǎn)工序復雜,生產(chǎn)周期長,作業(yè)環(huán)境艱苦,流動性大,這無疑增強了企業(yè)管理的難度,在這種條件下創(chuàng)精品工程,施工企業(yè)不僅要有一個管理能力較強的領(lǐng)導班子,建立一套健全有效的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證體系,還要從機制、管理和創(chuàng)新等方面狠下功夫。
并通過嚴格有效的管理,將企業(yè)的創(chuàng)精品意識和創(chuàng)優(yōu)目標落實、分解到操作層,落實到分部分項工程甚至是每個施工環(huán)節(jié)工序中去,并嚴把材料供應關(guān)、過程控制和成品保護關(guān),制定相應的質(zhì)量改進措施和糾正措施,消除不合格產(chǎn)品,制定生產(chǎn)合格產(chǎn)品的工序,從而實現(xiàn)施工過程創(chuàng)精品,實現(xiàn)企業(yè)創(chuàng)精品工程的目標[1]。要建立創(chuàng)優(yōu)質(zhì)品牌工程的動力機制:
1)要有過關(guān)的質(zhì)量教育經(jīng)常化制度。企業(yè)要通過多種途徑和手段,堅持不懈地向職工灌輸質(zhì)量意識、精品意識,增強職工創(chuàng)優(yōu)工程變?yōu)槿w職工的自覺行動和工作目標;組織各級質(zhì)量管理人員加強對《建筑法》、《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》等法律法規(guī)、規(guī)范標準的學習和貫徹;對工程施工過程中各崗位的操作人員進行專業(yè)技術(shù)培訓與考核,實行考核合格上崗制,確保施工工序操作質(zhì)量;采取“走出去,請進來”、參觀考察等做法,不斷提高全員質(zhì)量管理水平;開展形式多樣的創(chuàng)優(yōu)競賽和技術(shù)評比活動,激發(fā)全體員工創(chuàng)品牌工程的熱情和創(chuàng)造力。
2)要建立獎勵制度化,實行重獎重罰。在企業(yè)確定創(chuàng)優(yōu)工程目標后,要建立和實行企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量管理基金制度,企業(yè)對承接的各項工程要按各工程項目合同總造價的一定比例收取質(zhì)量管理基金,對創(chuàng)優(yōu)奪杯的工程項目,除按規(guī)定全額返還質(zhì)量管理基金外,還要根據(jù)企業(yè)和合同的規(guī)定給予獎勵,特別是對創(chuàng)優(yōu)的項目經(jīng)理及管理人員要給予一定的獎勵和提拔重用;對未達到創(chuàng)優(yōu)目標的,質(zhì)量管理基金不予返還;對由于質(zhì)量管理不到位,給企業(yè)帶來信譽影響的要給予重罰,對相關(guān)責任人實行停崗待業(yè)制度,重新上崗實行競聘;要在企業(yè)內(nèi)部將各級管理者和作業(yè)者的收入與創(chuàng)優(yōu)工程的實績直接進行掛鉤,確保責、權(quán)、利的統(tǒng)一,在企業(yè)內(nèi)營造一種創(chuàng)優(yōu)光榮,砸牌可恥的氛圍,調(diào)動各方人員的創(chuàng)優(yōu)積極性,為確保工程創(chuàng)優(yōu)奠定基礎(chǔ)。
完善優(yōu)質(zhì)品牌工程的保障體系。
1)創(chuàng)品牌本論文由整理提供工程是一個復雜的系統(tǒng)工程,涉及工程施工的全過程和各個環(huán)節(jié)、各個管理層次、各工序、各工種人員之間的銜接和配合,最根本的一點就是要建立質(zhì)量保障體系,要有一個管理能力較強的領(lǐng)導班子,要建立一套健全有效的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證體系,明確各崗位職責,完善和建立施工質(zhì)量可追溯制;
2)要將企業(yè)的創(chuàng)精品意識和創(chuàng)優(yōu)目標落實和分解到操作層中,落實到分部分項工程甚至是每個施工環(huán)節(jié)工序中去,做到項目經(jīng)理保證實施全過程的質(zhì)量控制,班組保證分項工程質(zhì)量,個人保證操作質(zhì)量和工作質(zhì)量;
3)建立起科學的施工管理組織體系,實行工程項目有序規(guī)范施工,要針對工程的具體特點和創(chuàng)優(yōu)目標的重點環(huán)節(jié),編制專項施工方案,由企業(yè)總工或質(zhì)量管理部門嚴格審查合格后組織實施,在施工過程中,要做到事先有措施,事中有監(jiān)控,事后有檢查和總結(jié);4)優(yōu)化工程資源配置,工程所有建筑材料要實行招標制,要擇優(yōu)選擇材料供貨單位,把好材料進場時的驗收、檢測、使用、評定等環(huán)節(jié);
5)要建立工程質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)多級監(jiān)督體系,強化施工過程中要建立企業(yè)、項目、班組和個人四級管理負責制,建立起橫向到邊、縱向到底的全方位的監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò),在保證一般工序質(zhì)量的同時,對特殊、關(guān)鍵工序質(zhì)量實行重點監(jiān)控,確保使工程質(zhì)量始終處于全面的受控狀態(tài),保證工程創(chuàng)優(yōu)目標的實現(xiàn)[2]。構(gòu)建企業(yè)創(chuàng)優(yōu)品牌工程的創(chuàng)新機制。要創(chuàng)新企業(yè)的質(zhì)量管理制度,要根據(jù)企業(yè)新的經(jīng)營管理體制和辦法,重新制定符合企業(yè)發(fā)展需要的質(zhì)量管理制度、質(zhì)量管理標準和質(zhì)量管理工作重點,在嚴格執(zhí)行國家規(guī)范、標準和強制性質(zhì)量標準的同時,用創(chuàng)新的企業(yè)制度去規(guī)范工程質(zhì)量管理,確保企業(yè)質(zhì)量管理工作能夠有一個有章可循、職責清晰、獎罰分明的企業(yè)管理體系。超級秘書網(wǎng)
6)服務要好。服務是建筑產(chǎn)品質(zhì)量不可缺少的重要組成部分,對建筑工程質(zhì)量的服務,用戶才最有發(fā)言權(quán),可以說用戶是最嚴厲的裁判,用戶只有充分享受到最周到、最便捷、最能滿足自己需要的服務,對產(chǎn)品質(zhì)量的評價才會是滿意的,精品工程之所以成為精品,也是因為它在產(chǎn)品質(zhì)量形成過程中得到了業(yè)主或用戶的最充分的肯定,最大限度地為用戶提供細致周到的服務結(jié)果。
3結(jié)語
我國加入WTO以后,國內(nèi)建筑市場對外開放,隨著GATS基本原則的逐步落實,眾多國際大承包商必將蜂擁而入,從事更多更廣泛的建筑業(yè)務,外國承包商憑借先進的管理模式,雄厚的資金和技術(shù)實力,強大的融資能力和優(yōu)質(zhì)服務,顯示出強大的競爭力。而目前能與國外知名承包商抗衡的企業(yè)只是鳳毛麟角,為了生存和發(fā)展,建筑企業(yè)要加大加快改革步伐,加快企業(yè)經(jīng)營結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐,不斷完善和改善經(jīng)營機制,多創(chuàng)精品工程,樹立企業(yè)良好的外部形象,提高市場競爭能力,為企業(yè)的長盛不衰提供有力保障。
論文正文:
建筑經(jīng)濟造價管理分析
工程造價直接關(guān)乎著房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)的 運作,而工程造價管理是一門很深的學問,造價決定著工程的發(fā)展,是整個建筑工程的命脈。工程造價工作就是對一項工程施工進行計算定價的過程。工程造價管理是指遵循工程造價運動的客觀規(guī)律和特點,運用科學技術(shù)原理和經(jīng)濟及法律等管理手段,解決工程建設(shè)活動中的工程造價確定與控制、技術(shù)與經(jīng)濟、經(jīng)營與管理等實際問題,力求合理使用人力、物力和財力,達到提高投資效益和經(jīng)濟效益的全部業(yè)務行為和組織活動。
全過程工程造價管理就在房地產(chǎn)開發(fā)從立項到全部工期結(jié)束,全過程、全方位、動態(tài)的過程進行整體的工程造價管理。我國工程造價管理的產(chǎn)生有其復雜的背景,在實際工作中計劃經(jīng)濟模式的烙印還相當深。溯其本源,從黨的后,黨的工作重點轉(zhuǎn)移到了經(jīng)濟建設(shè)上來,特別是社會主義市場經(jīng)濟體制的逐步完善,使工程造價管理得到了很大的發(fā)展,已經(jīng)形成了一個新興學科。
1985年成立了中國工程建設(shè)概預算定額委員會,1990年在此基礎(chǔ)上成立了中國建設(shè)工程造價管理協(xié)會,1996年國家人事部和建設(shè)部已確定并行文建立注冊造價工程師制度,對學科的建設(shè)與發(fā)展起了重要作用,標志著該學科已發(fā)展成為一個獨立的、完整的學科體系。2007年,建設(shè)部曾提出了一個新的課題:政府投資項目全生命周期造價控制。此課題的完成意味著工程項目的造價管理,將有更科學的造價體系管理,工程造價管理又提升到一個新的高度,而全生命周期造價控制就是建筑全過程造價控制。
全過程造價管理控制,更關(guān)注建設(shè)成本的控制,建造成本最低或者在控制范圍內(nèi);全過程工程造價管理的基本內(nèi)容就是:合理確定,有效控制,提高效益。全過程造價管理控制,更關(guān)注運營效益費用與工程建設(shè)成本之間的平衡關(guān)系,有可能為了達到最佳運營效益,而增加投資。全過程造價管理分為決策階段、設(shè)計階段、交易階段、施工階段、竣工階段的造價管理。現(xiàn)今我國,尤其是黑龍江的工程造價工作者仍然停留在三性一靜(定額的統(tǒng)一性、綜合性、指令性和工、料、機價格的靜態(tài)性)的基礎(chǔ)上,往往四算(估算、概算、預算、決算)分離,三超現(xiàn)象嚴重。因此,我們必須樹立全方位、動態(tài)的全過程工程造價管理的新理念。按照國家規(guī)定;基本建設(shè)工程預算是隨同建設(shè)程序分階段進行的。
由于各階段的預算制基礎(chǔ)和工作深度不同,基本建設(shè)工程預算可以分為兩類,即:
一是概算;二是預算。
概算有可行性研究投資估算和初步設(shè)計概算兩種,預算又有施工圖設(shè)計預算和施工預算之分,基本建設(shè)工程預算是上述估算、概算和預算的總稱。建設(shè)工程項目一般都具有投資規(guī)模大、產(chǎn)品品種多、建設(shè)周期長、設(shè)備量大、引進技術(shù)及進口設(shè)備價格不易預測等特點。
因此,在編制投資估算過程中,客觀地分析研究、比選修訂影響投資估算精確度的各種因素和數(shù)據(jù)是十分重要的。概算與預算的區(qū)別工程建設(shè)預算泛指概算和預算兩大類,或稱工程建設(shè)預算是概算與預算的總稱。建設(shè)的全過程工程項目總投資費用亦稱項目工程總投資。這方面關(guān)于總投資費用組成的含意,不同國家不盡相同。在中國,建設(shè)項目總投資由固定資產(chǎn)投資和流動資金兩部分組成。
1)固定資產(chǎn)投資是用于建造、改造和購置固定資產(chǎn)的投資。它是社會擴大再生產(chǎn)的重要手段。
2)流動資金是指企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中前者包括儲備資金、生產(chǎn)資金和成品資金,這是投資估算涉及面廣、綜合性強。采用的數(shù)據(jù)大部分企業(yè)流動資金的主要組成部分。每個建設(shè)項目要求和時機,可以單一運用,也可多種方法復合運用。影響投資估算精確度的因素編制投資估算,一般都要參照很多類似工程的資料和經(jīng)過整理的估算指標。而這些資料和指標都是具有特定條件的,在估算投資過程中,要對影響投資的各種因素作出定性分析和定量調(diào)整,以使投資估算能合理地反映建設(shè)項目特點和各個不同建設(shè)條件的投資水平。
這些因素一般包括:
1)地區(qū)自然條件。
2)工程內(nèi)容(包括工程范圍、工藝技術(shù)方案、生產(chǎn)能力等)和機械化自動化水平等因素。
3)價格因素。價格增長是影響投資的主要因素。估算投資時,要考慮選用估算指標的年度價差和地區(qū)價差以及相應引起的各種費用的變化。
4)其他因素。如建設(shè)期貸款利息變化,稅種稅率變化,以及交通運輸條件、工程建設(shè)其他費用、未預見費用以及政策的改變等,都要根據(jù)可行性研究深度和采用資料的可靠程度,作出實事求是的預汗和對總投資費用的調(diào)整。工程建設(shè)定額、預算定額與預算定額的作用在全過程工程造價中的作用很大,所謂定額是指從事經(jīng)濟活動時,對人、財、物的限定標準。如定員(定工時),定質(zhì)(定質(zhì)量)、定量(定數(shù)量)、定價(定價格)等,工程建設(shè)的產(chǎn)品價格是國家采取特定的方法和形式,即工程建設(shè)定額來確定的。工程建設(shè)定額是建筑工程預算定額、綜合預算定額、核算定額、建筑安裝工程統(tǒng)一勞動定額、施工定額和工期定額等的總稱。
它是實行三算制度的基礎(chǔ)。常言設(shè)計有概算,施工有預算,竣工有決算,這三算都是按照工程建設(shè)定額進行編制的。在社會主義國家中,定額是實行經(jīng)濟核算和編制計劃垢依據(jù),也是現(xiàn)代化科學管理的基礎(chǔ)和重要內(nèi)容。建設(shè)工程的預算定額是用來確定建設(shè)工程產(chǎn)品中每一分部分項工程的每一計量單位所消耗的物化勞動數(shù)量的標準。換言之,它是確定每一計量單位的分部分項工程內(nèi)容所消耗的人工和材料數(shù)量以及所需要的機械臺班數(shù)量的標準。
工程預算定額的主要作用大致有以下幾個方面:
1)是編制預算和結(jié)算的依據(jù);
2)是編制單位估價表的依據(jù);
3)是據(jù)以計算工程預算造價和編制建設(shè)工程概算定額及概算指標的基礎(chǔ);
1、設(shè)計和施工方案
(1)采用外墻夾芯保溫復合墻體構(gòu)造。由外向內(nèi)依次為90mm厚裝飾劈裂砌塊選、20mm厚空氣層、70mm厚聚苯板(由根據(jù)不同保溫節(jié)能要求可變)、190mm厚承重混凝土配筋小型空心砌塊。采用該墻體構(gòu)造雖然施工工藝要求較高,且單以墻體計算的話成本有所增加;但一方面保溫層在主體結(jié)構(gòu)外側(cè)減少了承重砌塊受溫度影響而產(chǎn)生的變形;可以有效解決墻體開裂問題;另一方面保溫層與外飾面之間設(shè)20mm厚空氣層,同時在飾面砌塊上敷設(shè)導水麻絲和出水孔構(gòu)造,將外墻面雨水和受風壓作用滲透到空氣層的滯留水有組織排出,解決了滲、漏的問題。
(2)結(jié)構(gòu)圈梁。因承抬飾面砌塊而出挑,無法進行外保溫處理,寒冷氣候中容易形成冷橋,故局部采用內(nèi)保溫。
(3)為加強結(jié)構(gòu)整體性、延展性,提高抗震能力。特別是為了防止混凝土小型空心砌塊由于體積變形、支撐體沉降等原因產(chǎn)生裂縫,承重砌塊墻體每兩皮敷設(shè)水平鋼筋網(wǎng)片一層,以加強橫向連接。
(4)飾面砌塊。主要由結(jié)構(gòu)圈梁承抬。為加強牢度而設(shè)置了水平拉接構(gòu)件與承重墻體拉接,拉接件豎向間距400mm,水平間距400mm.
(5)電氣管線。經(jīng)與相關(guān)專業(yè)設(shè)計人員協(xié)調(diào),將電氣管線堅向敷設(shè)于承重砌塊芯孔中,墻體孔洞、埋件等全都預留、預埋。解決了砌塊墻體不允許鑿打的問題,也為管線使用過程中圍護、更新提供了方便。
(6)混凝土砌塊。除受溫度影響體積脹縮變化較大以外,受濕度影響也會使其材料性能產(chǎn)生和不良變化。因此室內(nèi)衛(wèi)生間、廚房等較潮濕處也相應進行防水隔濕處理——首先是將相應墻體內(nèi)側(cè)做防水隔濕處理;其次是廚衛(wèi)進行整體設(shè)計,管束集中定位。堅向管束設(shè)管道井隱蔽處理,水平方向?qū)⑿l(wèi)生間結(jié)構(gòu)底板下沉400mm,將潔具排水彎頭和水平構(gòu)件置于本層,這樣的設(shè)計處理既減少了隱患,又便于維修,避免戶間干擾。
沈陽陽光花園住宅樓在建設(shè)過程中,使我們對配筋混凝土小型空心砌塊應用于住宅建筑領(lǐng)域有了較全面深入的了解,明確認識到混凝土砌塊作為一種新型墻體材料有著很大的應用推廣價值,開發(fā)潛力十分巨大。針對我國的目前土地、煤炭等不可再生資源貧乏,遠遠不能滿足社會發(fā)展需要,同時資源利用率低、消費嚴重的現(xiàn)實情況,開發(fā)混凝土小型空心砌塊材料更可以說是當務之急、勢在必行。
2、混凝土小型空心砌塊的相關(guān)信息
2.1國際上的混凝土小型空心砌塊
其研究和應用已經(jīng)有近百年歷史,特別是近幾十年大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和建設(shè)逐漸成為主流,更使得這一材料的優(yōu)勢得以充分展現(xiàn),被國際建筑市場所廣泛認同。僅以各國混凝土小型空心砌塊的產(chǎn)量相對于其墻體材料總產(chǎn)量所占的比例來看:美國約占34%、非律賓約占50%、泰國更高達55%、而我國則僅占0.5%左右,可見我國市場遠未得到開發(fā)。
2.2混凝土砌塊
①正確分析砌體結(jié)構(gòu)的受力情況和變形原因,采取有效的構(gòu)造措施改善砌體的受力條件,并根據(jù)不同情況合理布置控制。②以配筋方式實現(xiàn)柔性連接,加強砌體結(jié)構(gòu)的整體性和延展性。
在近代以前,中國和西方城市無疑遵循著不同的發(fā)展道路,不僅形成了各自的政治、經(jīng)濟和文化制度,而且也形成了各自的城市規(guī)劃風格和建筑風格。近代以來,隨著西方列強的侵入以及文化的傳入影響,包括建筑文化在內(nèi)的西方城市文化,開始對中國產(chǎn)生巨大的影響。由此,包括建筑文化在內(nèi)的中國城市文化,也開始了從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的深刻的轉(zhuǎn)型。
當今,在我國的建筑理論和創(chuàng)作活動中,人們喜歡對傳統(tǒng)與現(xiàn)代、繼承與革新、中國與西方等一類建筑文化問題和現(xiàn)象進行比較和爭論,這是必要的。但是爭論這些問題應該明確它的目的,那就是它應當促進一種文化的發(fā)展和建構(gòu),推動它的進步,而不是僅僅滿足于依據(jù)對這些文化現(xiàn)象做出客觀、準確的描述。如:在討論傳統(tǒng)與現(xiàn)代、繼承與革新的問題時,許多人熱衷于從風格、形式或技術(shù)等方面去爭論它們的高下、文野,卻不是從它們與現(xiàn)代人的生存和生活的根本聯(lián)系上去探討它們的意義。在討論中西方建筑文化時,人們在對中西方空間觀念、行為方式和生活態(tài)度等等進行詳盡比較的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出中國人同西方人建筑觀念的差異和各自的特點,進而在創(chuàng)作和理論中充分強調(diào)和體現(xiàn)這種特點,這當然是好的。但是另一方面,人們卻較少從人的存在狀態(tài)的角度對傳統(tǒng)與現(xiàn)代、繼承與革新、中國與西方的建筑做出更進一步的價值判斷。于是,“傳統(tǒng)”“現(xiàn)代”“繼承”“革新”“中國”“西方”等等本身變成了目的。建筑文化的比較和爭論因此就沒有達到應有的目的,不可能導致建筑文化的真正進步。
長期以來,在建筑史研究領(lǐng)域中,存在著一種“西方中心論”的觀點,即認為西方城市建筑是歷史傳統(tǒng),東方建筑是非歷史傳統(tǒng)。在弗萊徹爾的《比較建筑史》上刊有一幅“建筑之樹”的插圖,樹的中心主干標明是希臘、羅馬、羅蔓式,上端的6根主分枝分別是歐美一些國家哥特式建筑、文藝復興建筑和近代建筑。卻把埃及、印度、墨西哥、中國等都擺在下面一些纖弱的幼枝上,把美國放在這棵樹的中心主干的頂端,極為形象地表達了作者的建筑“西方中心論”思想。無可否認,西方城市建筑在近幾個世紀以來確實發(fā)展迅速,無論在內(nèi)容和形式上,還是在科技和理論上、美學形態(tài)上都走在世界的前列。但是“西方中心論”的觀點無疑是有問題的,世界建筑歷史的發(fā)展,決不只此西方而別無殿堂,這已成為越來越多的建筑文化史家的共識。①西方后現(xiàn)代主義建筑文化理論家佛朗普頓認為:傳統(tǒng)建筑特別是民俗建筑是在特定地點形成的建筑體系,具有功能和結(jié)構(gòu)上的合理性。特別是在處理一些具體因素,如通風、采光、保溫等方面具有優(yōu)良的特點。所以,不能簡單否定依地點、體具體的地理情況和人文文化環(huán)境發(fā)展起來的地方風格。
對中國傳統(tǒng)建筑文化的研究,是為了在理論層面上開拓一條中國建筑的健康發(fā)展之路。建筑文化學并不局限于解釋各種建筑文化現(xiàn)象,它是要為建筑文化的發(fā)展提供價值導向。因此,建筑文化應該是批判的與實踐的。要提供價值導向,先要作出價值評判,所以必須樹立一種價值觀。不同的人類都各有自己的文化背景,不同的建筑事件也都有一定的建筑文化影子。然而文化也是一柄雙刃劍。一方面,任何文化都是精華與糟粕并存,即便是精華,也往往離不開具體的時空條件;另一方面,傳統(tǒng)文化既可能成為一副沉重的十字架,扼殺現(xiàn)代人的創(chuàng)造潛能,也可以成為一座智慧的寶庫,豐富我們的想象,擴大我們思維的尺度。
現(xiàn)實及未來生活的復雜要求,遠非機械地搬用某一種傳統(tǒng)方法、途徑,就可以得到滿足的,必須博采所長,取我所需。另外,對于本特色的創(chuàng)造仍然是一個嚴肅的課題,需要結(jié)合具體地點、條件,對設(shè)計要求作具體分析。在創(chuàng)作方法上,采用“抽象繼承、遷想妙得”的原則,可能會找到一條新途徑。吳良鏞提出所謂“抽象繼承”是指從建筑傳統(tǒng)中,將傳統(tǒng)建筑的設(shè)計原則和基本理論的精華部分加以發(fā)展,運用到現(xiàn)實創(chuàng)作中來。并且把傳統(tǒng)形象中最有特色的部分提取出來,經(jīng)過抽象,集中提高,作為母題,予以新意,以啟發(fā)當前設(shè)計創(chuàng)作形式美的創(chuàng)造。同時應當摸到中國傳統(tǒng)文化的脈搏,挖掘出傳統(tǒng)建筑藝術(shù)的時間和空間內(nèi)涵,首先是要重視和恢復建筑藝術(shù)的文化價值和精神功能,不能只把建筑藝術(shù)作品當作工業(yè)產(chǎn)品和生活用品,更不應當只抓其眼前的物質(zhì)功能。這樣的繼承,并非形式的抄襲或舊零件的排列組合,既有創(chuàng)作原理的繼承與發(fā)展,又有形象的借鑒與創(chuàng)造。使設(shè)計既求神似,也不排斥某種程度、某一細節(jié)的形似,關(guān)鍵是根據(jù)地點、條件的需要。而“遷想妙得”,“遷想”是將自己的想象力深入到對象的形象中去,“妙得”是指把握對象的真正神情。②
中國傳統(tǒng)文化博大精深,建筑文化也是同樣。我們應不僅從形式的角度,而且從文化的深度來理解傳統(tǒng),譬如:屬于第一層面的,傳統(tǒng)建筑中古典美的屋頂、斗拱、柱廊的造型特征,詩文、書畫與工藝結(jié)合的裝修形式,以及各式門窗菱格、裝飾紋樣;第二層面的,庭院式布局的空間韻律、自然與建筑互補的環(huán)境設(shè)計,詩情畫意、充滿人文精神的造園藝術(shù),形、數(shù)、畫、方位的表象與隱喻的象征手法;第三層面的,“天人合一”的自然觀和注重環(huán)境效應的“風水”思想,陰陽對立、互動、相應的哲學思維和“身、心、氣”合一的養(yǎng)生觀,等等。它們之中蘊含著豐富的內(nèi)涵、深邃的哲理和智慧。③這些都闡明,傳統(tǒng)對現(xiàn)代的價值還需要我們在新建筑的創(chuàng)作中去發(fā)掘,去感知。
因此,我們應當努力去尋找傳統(tǒng)的現(xiàn)代價值,在保存和發(fā)揚其傳統(tǒng)精華的同時,摒棄其落后的,不適應現(xiàn)展的東西,尋求傳統(tǒng)建筑文化和現(xiàn)展的結(jié)合點,體現(xiàn)傳統(tǒng)建筑文化尊天地、重人本、講親和的唯物辯證思想。弘揚傳統(tǒng)建筑文化還可從傳統(tǒng)建筑的設(shè)計原理、空間組合、構(gòu)圖手法、意念表達等方面有所啟迪、有所繼承和運用、有所發(fā)展創(chuàng)新,不斷探索傳統(tǒng)建筑思維與現(xiàn)代建筑思維、傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)、傳統(tǒng)審美與現(xiàn)代審美意識的結(jié)合方式,把優(yōu)秀的傳統(tǒng)建筑文化結(jié)合到現(xiàn)代建筑文化之中。
注釋
①陳立旭都市文化與都市精神.東南大學出版社.2002第142頁
②吳良鏞,廣義建筑學,清華大學出版社.1989,第65—66頁