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西方建筑論文實用13篇

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西方建筑論文

篇1

中國的卷草紋樣出現于公元300年前后,在宮殿、廟宇等建筑裝飾中較為常見。中國卷草紋最初稱為忍冬草紋樣,隨佛教一起傳入中國,多少帶有宗教的含義。任何宗教性質的符號,只要具有藝術的潛能,都能隨著時間而成為主要的或純粹裝飾性的母題。當一個母題因為與宗教意義有關而被頻繁地在各種領域別是建筑上運用時,就會產生定式。忍冬紋以及與之同源的蓮花紋樣一起,在南北朝時期得到廣泛發展,主要體現在當時的石雕、壁畫等裝飾中。南北朝時期的裝飾藝術具有極強的超現實主義風格,這種風格的形成與當時的社會背景有著不可分割的關系,漢滅亡后,三國鼎立,數年戰亂,人民生活苦不堪言,渴望擺脫現實進入美好的精神境界,此時佛教傳入中國,各地開窟造像,敦煌莫高窟便始于此時。這種風格對卷草紋的形成和發展產生了一定的影響,使之具有自由、隨意、唯美的特點。忍冬紋的特征為三瓣葉或四瓣葉圖形,以富有變化的組織形式構成有節奏的圖案,其中有單獨紋樣、二方連續、四方連續等不同構成形式。隨著時代的發展,卷草紋不斷變化,這種最初的宗教裝飾符號,其原始的含義逐漸被淡化,到唐代演變出更加豐富的形式。唐代建筑裝飾風格華麗富貴,卷草紋樣與葡萄、蓮花、石榴、牡丹、寶相花以及祥禽瑞獸等紋樣相融合,創造出極富理想主義色彩的植物裝飾形象,以其流暢舒展的風格用于建筑的石雕、木雕、藻井、門飾、壁畫等方面。

古埃及人最先創造了紀念性建筑,他們用極其耐久的石頭建造神廟和陵墓。古埃及藝術是最先把植物的形象加以改變,使之成為裝飾形式的,有兩種植物與埃及文化緊密相連,即蓮花和紙莎草。古埃及的卷草紋樣以蓮花、棕櫚、紙莎草為主題構成藤蔓,花和花蕾點綴在卷曲的莖葉之間,形成優美的曲線,這種紋飾被認為是卷草裝飾的基礎。蓮花和紙莎草生長于尼羅河岸邊,蓮花象征美好,紙莎草可用于書寫,與人民生活息息相關,它們在埃及文化中具有特別的意義,常用于建筑柱頭、柱身、壁畫、門楣等裝飾。埃及建筑裝飾本質上是象征性的,是東方文化中將宗教與政治結合起來的強有力代表,它們不僅僅是純粹的裝飾,更是為了表達民族自身的觀念、情感和思想。

篇2

②粘度很低,有些漿材粘度甚至接近水;

③固化或膠凝時間可人為控制;

④可用泵灌入裂縫,充填裂隙,堵截滲漏水,具有原位修復止水結構或單獨構建防滲帷幕之功能,特別適用于地下隱蔽工程;

⑤固化或膠凝時體積收縮很小;

⑥固化物或膠凝體本身不滲水;

⑦固化物或膠凝體耐久性良好.上述特點和功能是我們通常熟習的防水建筑材料所不具備也無法替代的,正因如此,化學灌漿材料在防水工程上具有特殊的重要性,并以此成為防水建筑材料中不可或缺的重要成員

2.常用化灌漿材的分類

目前國內常用的化學灌漿材料按其性能與用途大致分為兩大類,六大品種系列,上百種品牌.第一類是防滲止水型,這包括水玻璃、丙烯酸鹽、聚氨酯和木質素漿材四大品種系列.第二類是補強加固型,這包括環氧樹脂與甲基丙烯酸甲酯漿材兩大品種系列.其中水玻璃漿材又可分堿性與酸性兩大品種,聚氨酯漿材又可分油溶性、水溶性與彈性三大品種,環氧樹脂漿材又可分為非活性稀釋劑、活性稀釋劑及呋喃樹脂三大品種.必須指出,在第一類型中的水玻璃漿材也能用于補強加固工程,只是強度較低;在第二類型中的環氧樹脂漿材也能用于防滲止水工程,只是單價偏高.現將國內用量較大的環氧樹脂和聚氨酯漿材品牌及研發單位列于下表1和表2.

表1.國內常用環氧漿材品牌及研發單位

漿材品牌SK-1JXHK中化-798CW

研發單位中國水科院天津基礎公司杭州華東院科研所廣州中科院化學所長江科學院

表2.國內常用聚氨酯漿材品牌及研發單位

漿材品牌

PMLWHWTZS發單位天津大學華東院科研所華東院科研所上海隧道公司

3.主要用途及應用部門

由于化灌漿材具有前述七大特性,故化學灌漿漿材和技術特別適用于工程建設中的堵漏止水、帷幕防滲、基礎加固和裂縫修補四個方面.從現在來看,化學灌漿的應用領域主要在水電、建筑、采礦和交通四個行業,具體應用領域大體如下

①大壩、水庫、涵閘等基礎防滲帷幕和基礎加固;

②大堤、渠道、渡槽等的防滲堵漏及加固;

③核電站等的封閉止水防滲[1]和基礎加固;

④地下建筑物(如地鐵、人防、隧道等)的防滲、堵漏止水、基礎加固和裂縫的補強加固;

⑤礦山、工廠有毒廢渣、廢水和城市垃圾場等截滲工程的防滲帷幕;

⑥礦井建設中的涌水堵漏、流沙治理及對軟弱地層加固、穩定的預灌漿;

⑦石油鉆井開采中的堵漏止水、鉆孔護壁加固和驅油;

⑧橋基加固及橋體裂縫補強;

⑨機場跑道和停機坪、公路和鐵路特殊路段的軟弱地層加固、防滲和混凝土裂縫補強加固;

⑩江河海港港工建筑物(如碼頭、船閘、防波堤等)的基礎防滲和加固

4.國內化灌漿材應用概況

化學灌漿材料在防水材料中雖屬小品種,但隨我國基礎建設的發展應用量在逐年增加,年用量己遠超萬噸,現僅根據2004年沿海八城市12個企業或公司粗略統計的用量就有6635T,見表3.同時,在各部門中化學灌漿材料的應用也因工程要求不同而有所不同,有所選

表3.沿海八城市12家企業或公司2004年用漿量粗略統計

漿材種類水玻璃聚氨酯環氧丙烯酸鹽

用量(T)/年4000220042015

擇差別.如地下建筑業及地鐵建筑防水多選用聚氨酯漿材;采礦部門止水和交通部門修復路基多選用廉價的水玻璃漿材;水電部門修筑大壩多選用丙烯酸鹽做防滲帷幕和選用環氧漿材加固壩基;文物保護部門則選用甲基丙烯酸甲酯漿材來修復文物建筑等.化學灌漿材料在大型工程中應用量是很大的.葛洲壩電站一期工程護坦止水系統滲漏事故的修復,一次用彈性聚氨酯漿材20余噸;上海地鐵4號線塌方冒水事故僅止水一項用聚氨酯漿材就達102噸;三峽工程近幾年防滲堵漏和地基加固應用各種化學灌漿材料570多噸,見表4;廣東一家化灌企業

表4.三峽工程化灌漿材應用概況

漿材名稱CW環氧LW+HW聚氨酯丙烯酸鹽

主要用途地基加固止水堵漏防滲帷幕

漿材用量(T)32018070

去年僅在桂、粵、湘公路修復工程的路基加固防滲中就用了水玻璃漿材2000噸以上,由此可見一斑

5.國內化灌漿材研究概況

我國化學灌漿事業是解放后開創的,經50余年發展,成績斐然[2].這與一些產業部門和部份大專院校培養了一批從事化學灌漿技術的研究隊伍密切相關.隨著我國基礎建設的發展,防水化灌漿材應用量逐年上升,漿材開發與應用的研究也在逐步增多.以近五年為例,在科技期刊雜志庫撿索中化學灌漿的研究論文約有323篇,其中漿材研究與應用占240篇,見表5.由

表5.近五年國內化灌漿材研究與應用撿索概況

漿材環氧聚氨酯水玻璃丙烯酸鹽丙凝甲凝木質素篇數1127327111052

%46.730.411.24.64.22.10.8

表5可見,從研究論文數量排序講,前三位是環氧樹脂漿材、聚氨酯漿材和水玻璃漿材,而

實際應用中則正相反,水玻璃漿材多于聚氨酯漿材,而聚氨酯漿材又多于環氧樹脂漿材.從研究與應用所獲成果水平來看也較高,世人矚目的三峽工程化學灌漿的成果就是例子.該工程在

①應用國內研制的無毒丙烯酸鹽漿材,替代有毒并有致癌可疑的丙凝漿材,首次建造大壩化學防滲帷幕[3];

②選用CW環氧漿材和水泥—化學復合灌漿技術,加固軟弱泥化斷層破碎帶;和

③采用包括化學漿材在內的五層防滲止水措施,處理好泄水閘迎水面多條混凝土活縫上[4]都達到了國際先進水平.這其中三峽工程的高水頭混凝土活縫處理,一直是中外媒體關注的焦點

6.化灌漿材與環境保護

化學材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化學灌漿材料也不例外,因此研究與應用化灌漿材的人員一定要提高環保意識,做好防止污染的工作.積多年從事研究與應用防水化灌漿材工作的經驗,特提出如下選擇與應用化灌漿材,防止污染的四條原則[5]:

①能用水泥漿材解決工程防滲加固問題的絕不用化灌漿材;

②在滿足工程防水設計基本要求的前提下,選用化灌漿材應首選無環境污染的水玻璃漿材;

篇3

在人類生存的環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,過去防雷設計在整個建筑設計中所占的比重很小。電氣設計人員不重視,其他專業的設計人員更不重視,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,引進蘇聯技術,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,以致現在的避雷帶和避雷網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范,建筑電氣設計人員只能憑自己的認識設計避雷針。自1957年北京市兩大雷擊事故發生以后,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查和設計經驗進行了總結,寫出了“民用建筑物防雷保護”研究報告并且于1958年9月在建工部設計局于武漢召開的“全國電氣設計人員交流大會”上,作了報告,發表了防雷觀點和設計方法。報告中提出的雷擊規律、防雷標準、保護方式、設計要點、屋頂板內鋼筋作接閃裝置的理論以及詳細的設計實例和數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《建筑物防雷設計》就是在筆者1957年研究報告和小組研究成果的基礎上寫出來的。書中突出的觀點是建筑物防雷設計的六項重要因素,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在看來,國內外的標準和規范都離不開這六要素,有的單位還把它們作為設計原則。籠式避雷網和等電位連接早在1958年就在人民大會堂的設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《建筑物防雷設計規范》(GBJ57-83)于1983年11月7日公布。第二部《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94)(機械工業部設計研究院林維勇先生主筆)于1994年4月18日公布。該部規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合我國防雷設計的實際經驗增加了許多新條款。這兩部規范對指導我國建筑物防雷設計起了很大的作用。

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是沒有安裝防雷裝置(避雷針、避雷帶或避雷網)?,F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,國際和國內的規范都沒有關于雷電電磁脈沖的規定。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定,這是近年來的問題。

隨著電子技術的飛速發展,電子計算機早已步入社會的各行各業。建筑物內幾乎無不設有復雜程度不同的微電子設備和計算機系統,民用建筑也不例外。雷電電磁脈沖干擾日益成為頻發事故。面對這種挑戰,設計人必須轉變觀念,把雷電電磁脈沖防護當作防雷設計的重點。這不只是電氣一個專業的事,因為它涉及到電子設備的位置和管線的布置等問題。各個專業應充分協商,從整體上解決防雷設計上的問題。否則,建筑物設計得再好,也無法正常使用。

研究建筑物防雷應從雷擊事故調查入手,找出雷擊規律,然后,利用雷擊模擬實驗,對所總結的規律和所提出的解決方案予以驗證。研究人員應根據科技的發展,不斷吸收新東西對滿足不斷變化的社會需要,如計算機的發展導致的對雷電電磁脈沖防擴的需要。

下面將對防雷設計的基本原則、雷擊規律、近年來國際上提出的新概念以及隨著科技發展出現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生的干擾。

建筑物內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電力線路和電子設備的電磁干擾;

(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電力線路和電子設備的干擾;

(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電子設備的干擾。

現代電子技術日益向高精度、高靈敏度、高頻率和高可靠性方向發展。這些電子設備非常靈敏,但耐壓很低,一般電子設備都承受不了正負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實現良好的電磁兼容性(ElectromagneticCompatibility)。

防御雷電電磁脈沖干擾的理想防雷設計方案是籠式避雷網,它利用的是法拉第籠原理。建筑物的金屬結構物遍及各處,不用很多鋼材就可很容易連接起來形成法拉第籠,從而建筑物內的電子設備得到很好的屏蔽。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,屏蔽的做法應根據建筑物內電子設備的要求決定。由于設備的性質不同,因此,有的要求僅對設備本身做屏蔽,有的要求在設備與設備之間做屏蔽,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(LPZ)的概念,國際上剛開始實行這種規定,而我們國家還沒有提出。筆者認為,設計人員可以按照微電子設備的多少、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布線的要求非常嚴格。由于用作引下線的鋼筋混凝土柱內的鋼筋和整個建筑物的屏蔽網都在外墻處,雷電流需經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,最好設置在建筑物的中心部位,如電梯井在中心部位,可設置在電梯井的近旁。建筑物內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,還應加裝電涌保護器、隔離變壓器、穩頻、穩壓以及濾波等裝置。

防御雷電電磁脈沖對接地的要求也很嚴格。電子系統的低頻信號工作接地應采用單點接地系統,在整個建筑物內應為樹干式結線布置。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,不得形成環路。單點接地系統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構鋼筋作屏蔽,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備的信號接地都統一接到建筑物的基礎上或室外接地裝置上。為避免雜散電流,單點接地系統必須采用絕緣線,其主接地板必須置于建筑物的最底層且直接與基礎或室外接地裝置連接。各層單點接地系統的區域接地板或終端接地板如需要與綜合共用接地系統的裝置接地板連接,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,對于特殊的電子設備,可在0.5歐姆以下。確定接地電阻時,應考慮各種設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供電系統中,應采用三相五線(TN-S)系統,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:外部防雷裝置和內部防雷裝置。筆者認為,這樣劃分很有必要,建筑物的防雷設計必須將外部防雷裝置和內部防雷裝置作為整體統一考慮。

外部防雷裝置(即傳統的常規避雷裝置)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,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。

內部防雷裝置的作用是減少建筑物內的雷電流和所產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施、手段和措施均為內部防雷裝置,它包括等電位連接設施(物)、屏蔽設施、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生雷擊事故,北京-東京的同步線路的調制解調器被擊壞,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備損壞的例子還有不少。這類例子說明,只設計外部防雷裝置而不配之內部防雷手段,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工程。筆者早在1960年作人民大會堂工程總結及寫作《建筑物防雷設計》一書時就提出了建筑物防雷設計的六項重要因素,目的是提醒人們要整體地、全面地考慮建筑物防雷設計。這六項要素是:

(1)接閃功能:指實現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)、耐流耐壓能力、連續接閃效果、造價以及接閃器與建筑物的美學統一性等。

(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范中的規定。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,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:指使建筑物內的各個部位都形成一個相等的電位,即等電位。若建筑物內的結構鋼筋與各種金屬設置及金屬管線都能連接成統一的導電體,建筑物內當然就不會產生不同的電位,這樣就可保證建筑物內不會產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備也有很大的好處。鋼筋混凝土結構的建筑物最具備實現等電位的條件,因為其內部結構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、柱和基礎可靠地焊接、綁扎或搭接在一起,同時再把各種金屬設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的通信設備、電子計算機、精密儀器以及自動控制系統免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內的這些設施,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構內的鋼筋,即建筑物內地板、頂板、墻面、及梁、柱內的鋼筋,使其構成一個六面體的網籠,即籠式避雷網,從而實現屏蔽。由于結構構造的不同,墻內和樓板內的鋼筋有疏有密,鋼筋密度不夠時,設計人應按各種設備的不同需要增加網格的密度。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濟。筆者認為,當鋼筋混凝土結構的建筑物符合規范條件時,應利用基礎內的鋼筋作為接地裝置。當達不到規范中規定的條件或基礎包在防水卷材層內時,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槽的最外邊(不必離開建筑物3m以外)。接地體靠近基礎內的鋼筋有利于均衡電位,同時還可節省為挖深溝所花費的人力和物力。在基礎完工后再挖深溝則易影響基礎的穩定性。

對木結構和磚混結構建筑物,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。現代化的建筑物都離不開照明、動力、電話、電視和計算機等設備的管線,在防雷設計中,必須考慮防雷系統與這些管線的關系。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,以實現可靠的屏蔽;其次,應該把這些線路的主干線的垂直部分設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,設計室內各種管線時,必須與防雷系統統一考慮。

3安全隔離距離與等電位連接

在建筑物內部,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,兩導電物體之間不會發生危險的火花放電的最小距離,即不會發生反擊的最小距離。等電位連接的目的是減小或消除內部防雷裝置各個部位上所產生的電位差,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《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94)規定的各類防雷措施去計算;若采用等電位連接法,就應徹底實現等電位。木結構和磚混結構結構應采用安全距離措施,鋼筋混凝土結構和鋼結構應采用等電位連接措施。

1957年首次為天安門(木結構建筑物)補做防雷裝置時,在其上部設置了明裝避雷帶和避雷網;在其內部采用了安全距離措施。由于是補裝,難度相當大,對內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。為確保木結構建筑物的安全,工程人員每年都在結構上稍有變形的部位加固,到1986年,在天安門大頂內加固總共用了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。這給我們的防雷設計帶來了有利條件。所以,1969年第二次設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(包括屋內地面)下的“金磚”下面鋪設了一層鋼筋網(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、檢閱臺前的鐵欄桿和鐵旗桿等物體統一連接到等電位面上,此外,又增加了引下線的根數,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計,這是我國首次將等電位避雷網應用于工程。人民大會堂是鋼筋混凝土框架結構和鋼結構相結合的建筑物,又是現澆施工做法,對防雷裝置的設計十分有利。其防雷方案是:在各建筑段的屋頂上分別采用明裝避雷網、暗裝避雷網和四周避雷帶相結合的方式,接閃裝置均與樓板內的鋼筋連接成一體;柱子內的鋼筋用作引下線;基礎內的鋼筋用作接地裝置。從基礎到梁、板、柱到屋頂的避雷帶和避雷網的全部連接點(包括各種管線的連接點)都是焊接的,從而構成一個籠式避雷網,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,利用建筑物內的結構鋼筋作防雷系統時,鋼筋之間如有多點綁扎,則不必焊接就可以構成電氣導通系統,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鋼筋,仍必須焊接兩根主筋。1974年審查《建筑物防雷設計規范》時,規定為: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重要。火災多屬不易預防的事故,對多數建筑物,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,以防發生火災。

4常規防雷裝置與非常規防雷裝置

常規防雷裝置即傳統上所使用的防雷裝置,包括避雷針、避雷帶、避雷線和避雷網。它是繼1759富蘭克林發明避雷針后各國防雷專家經200多年研究和實踐的成果,有充分的理論根據、實驗數據和長期的實際運行經驗。

非常規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、優化避雷針和流注提前發射接閃器等(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;各種提前發射接閃器的設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年起到現在,北京的學術界和工程技術界圍繞消雷器進行過多次討論并發表了許多文章。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防直擊雷產品具有產品說明書所表述的性能,實踐也未顯示出此類產品具有比常規防防直擊雷裝置更優越的性能,還有許多問題尚待研究和解決,因此此類非常規防直擊雷產品不再在工程中采用。還有少數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、接地裝置及內部防雷裝置還得靠設計人按常規方法去設計,而這些都是建筑設計中的環節,賣接閃器的廠商也參與不了設計。另外,非常規防雷裝置的價格極高,以半導體消雷器為例,其價格比常規避雷針高幾十倍至幾百倍(見表1)

由表1可以看出非常規防雷裝置比常規防雷裝置貴得多,而且非常規防雷裝置還有很多問題有待解決。因此防雷設計人員和使用單位應認清這種情況,必須選擇優質而經濟的產品。

5球雷

在國際建筑物防雷標準(IEC/TC-81)和我國的《建筑物防雷設計規范》中,均沒有對球雷的防護作出規定。在筆者的調查中,北京地區的球雷事故還是不少的,球狀閃電約占閃電統計總數的13.7%。盡管國內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、狀態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光球體,偶爾也有黃色、藍色或綠色的。大多數火球的直徑在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。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,有時也通過不接地的門窗鐵絲網進入室內。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(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,一名警衛戰士當即被擊倒,該戰士站在2.5m高的警衛室前,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。但該警衛室的混凝土頂板外檐和磚墻墻面被擊出幾個小洞,室內電燈被打掉,電燈的拉線開關被打壞,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的東南區,距警衛室約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,球雷沿東側的大樹滾下后鉆窗進屋,窗玻璃外有較密的鐵絲網,但沒有接地,鐵絲網被擊穿8個小洞,窗玻璃被擊穿兩個小洞。球雷燒焦了東側木板墻和東南房角,燒毀了室內墻上掛的兩條自行車內胎,燒壞了該室的膠蓋閘,室內的電燈線也被燒斷。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,應該在規范或標準中規定相應的措施。就防護球雷措施而言,最好是籠式避雷網,如果達不到籠式避雷網條件,就在建筑物的門窗上安裝金屬紗網并接地;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雷擊規律

認識雷擊事故的規律非常重要,只有掌握了規律,防雷設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,就會產生電場畸變而發生落地雷擊。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。

北京紫禁城內的建筑物落較多,其原因在于:紫禁城周圍是護城河,河內現在仍有水;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。故宮內各棟建筑物下的基礎均潮濕,過去東南部的水位較高,地下不到2m就能見水,可見故宮院內地下的土壤電阻率相對較低;另外院內又有高大的古樹。這些即為易發生雷擊的內因,這些內因決定著該地區電場易產生電場畸變,瞬間發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的明顯雷擊規律。

筆者自1954年到1988年在北京地區調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將分析總結得出的北京地區總的雷擊規律歸納如下:

(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,內部電線被感應燒斷;1988年8月6日通縣永樂店草廠鄉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筑物易受雷擊。如紫禁城內自1954年至1992年共落雷16次(據文獻記載,明、清兩代共發生過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日盧溝橋中部北側石獅子的頭被擊掉。

(3)在潮濕地區以及過去是葦塘或坑洼地帶的區域上建造的建筑物易受雷擊。如1957年7月31日陶然亭地區建工局一公司工棚(該處過去是葦塘)的收音機天線落雷,墻內鐵絲被熔化;1965年7月22日北郊土冷庫(即幾十棟內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;據十三陵當地老農說,十三陵大多數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)曾經遭受過雷擊的地區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(現人行過街地道的西南出口)一位賣冰棍的老太太被雷擊倒(該處地下敷設的管線較多且是轉角處)。

(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站臺上的水泥袋落雷,燒焦約20個水泥袋的紙邊。

(12)山區泉眼、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備構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,以上這些雷擊規律雖是北京地區的,但頗具普遍性,因而對防雷、防火很有價值(因篇幅有限,以上各種規律只各舉2個例子)。

7.建筑物防雷設計的整體觀念

所謂整體觀念是指設計和安裝防雷裝置時,對建筑物的內外都要有整體觀念。這里的建筑內外不單是指內部防雷裝置和外部防雷裝置。建筑物內的整體觀念是指設計和安裝時,要對內部防雷裝置和外部防雷裝置做整體的統一的考慮;建筑物外的整體觀念是指對一個院落、一個小區以及附近的環境要做全面的防雷規劃,同時還不能違反小區規劃的要求例如:所安裝的避雷針桿塔是否影響小區的美觀,所用的避雷針、避雷帶或避雷網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一考慮,例如,相距較近的建筑物能否共用接地體,地下管網能否用接地體的一部分,以及能否在一個大院或小區內為將來綜合共用接地創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,引下線應沿樹干設置而且應與建筑物的防雷裝置相結合。這樣既節約又美觀,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、繞擊雷和側擊雷。例如,北京北海公園團城內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。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計和安裝應將外部防雷裝置、內部防雷裝置、建筑物外的環境及至全小區的防雷裝置進行整體統一的考慮。不僅電氣專業的設計者要有整體觀念,建筑專業的設計者對防雷也要有整體觀念。這是現代防雷設計觀念轉變的重要問題之一。

參考文獻

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2.R.H.Golde.雷電.水利電力出版社,1983年12月

3.林維勇.介紹IEC/TC81澳大利亞霍巴特92年會議和防閃電電磁脈沖標準的編制.1993年機械部設計研究院印

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作者:金邦才 張勇 徐贏 單位:浙江中煙杭州卷煙廠

現代工業廠房建筑形式的確立

企業對其建筑形式的期望極高,同時,杭州市委、市政府對項目也極為重視,提出了極高的建設目標,要求工廠成為現代花園式工廠的樣板,其建筑應成為國家旅游度假區標志性的建筑。通過以上的特點分析,我們具體從以下幾方面著手:1、建筑功能清晰、分區明確:在平面設計時,首先對廠房的各項功能需求,進行全面的梳理、統計,并向員工積極征求意見,最終清晰地勾勒出各項功能區的空間需求。針對本項目,廠房的建筑功能需求達400多項,其中生產方面功能需求達200項,生活配套設施、管理用房、會議接待、職工活動等達200多項。通過對功能需求和使用空間的全面分析,明確現代工業廠房建筑的具體生產和使用方面的空間及布局要求。2、平面布局應合理:力求將各功能區在有機結合的前提下相對保持各自的獨立。在平面布局設計時,以生產為主線,根據縱向打通,寬幅適應,精細控制的原則,力求從原輔料的進場至成品的出庫,形成科學的生產鏈。同時,充分體現人性化生產管理的各項需求,通過對生產管理、人流、物流合理組織,使整個生產管理流程快捷順暢。并通過對建設場地及交通等分析,以現代環境科學、景觀科學思想為指導,精心布置。經反復的方案論證、優化,形成了U型的平面布置。廠房建筑占地達15萬平方米,建筑面積達18萬平方米,東西向長446米,南北向長376米,建筑空間最大跨度90米,其建筑高低錯落,最高達28米。3、充分體現企業文化特色:在造型上,力求通過現代科技手段,充分體現現代工業恢弘的氣勢,并展示了企業扎實的基礎和雄厚實力。在廠房的具體形態上,突出表現“飛”的形象,力求特異、張揚、現代感,極具地標特色。4、充分體現以人為本的原則:力求“以人為本”,通過對各功能區科學合理設計,創造一個舒適宜人的生產、生活空間。為方便職工生產與生活等溝通,把廠房通過地下連廊與生產管理區和生活區有機地連成一體,并兼顧了總體環境,使企業人性化的管理在此充分得到體現。充分考慮建筑降噪,并通過降噪玻維新材料在吊頂和墻面上的應用,把車間內的噪聲降到了最低的程度。在采光節能方面,在大跨度的生產區引用了光導采光技術,并采用開設天窗等方式自然采光,讓生產一線員工充分享受大自然的陽光。并通過內庭院景觀、屋頂球場的設置,以及通過其它建筑細部處理等,力求通過現代廠房的建筑形象,樹立企業積極、健康、極具親和力的社會形象。5、融入城市的環境:充分分析杭州之江國家旅游度假區的自然環境和人文環境,力求通過廠房內外環境的設計,使之成為符合城市生態環境的一部分。在具體的環境方面,通過內庭院、及景觀區集景觀、生態和休閑的功能配置,在廠區內形成獨具特色的生態景觀區域,并最大程度地設置屋頂綠化等,并通過對綠色節能材料的合理選用,充分體現建筑與綠色、人文的和諧,使整個生產環境完全地融入到自然的環境中,為員工休憩和花園式工廠提供了觀光休閑的佳境。在外墻面材質及色彩方面,通過對各類材料的比選,采用了八種不同肌理石材、蜂窩鋁板、玻璃幕墻等材料的表現形式,并根據城市色彩定位,確定了以淡彩為基調,力求建筑色彩“融于自然”、“悠遠清雅”、“渾然天成”,使建筑有機地融入了周邊的自然環境,達到了建筑和環境的和諧美。

動用社會各方面專家力量

科學地論證要打造一流的現代化工業建筑,我們動用了社會各方面的專家力量,進行深入全面的論證、優化,最終確立現代廠房的建筑形式,并付之實踐。1、省、市各級主要領導對項目設計均直接顧問。市委書記、市長、副市長、建委主任等親自對方案進行審查,提出優化意見。2、為創一流的環境,特請中國美院專家對建筑色彩及環境效果進行設計。并由中國美院承擔室內裝修設計。3、為創建綠色工業建筑三星級的目標,特請中國建科院節能中心對項目全過程把控,按綠色三星級的標準進行優化設計。4、為創一流的生活空間,特請同濟大學專家對室內環境及色彩提供咨詢把關,使生產設備及建筑色彩充分得到協調,并充分考慮不同功能區的色彩搭配等,達到了人與環境的和諧結合。5、為使項目達到最佳的設計效果,多次組織省市建筑、規劃、環境、衛生、消防及行業內各方面專家等對方案進行反復論證,修改優化。我們相信,在廠房的全面竣工后,其建筑必將會成為我國首批綠色三星級現代工業廠房的示范,并將成為杭州之江國家旅游度假區標志性的現代工業建筑。

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Key words:modern; architectural form; architectural culture

1中西方古典建筑形式簡述

客觀存在的中西方文化的巨大差異,反映在近代建筑體型方面的差異是非常明顯的。中國的古典建筑和西方的古典建筑隸屬兩個不同的體系,這些差異可以歸結到當地自然條件、人文風俗、思維模式以及技術條件等等多個原因。西方建筑的構成邏輯是一個從原型到細節的過程,西方的哲學傳統認為簡單幾何體是最為完美的形體,也是宇宙構成的根本,這樣形而上學的精神貫徹到建筑當中,就使得西方幾乎所有古典建筑都可以視為簡單幾何體的構成。在研究的過程中,發現西方建筑都是用一些非常概括的體型拼接來做模型,這一發現就從最根本的角度展現出西方建筑的大致風貌與普遍規律。如果說西方建筑有“神”的話,那么這種“神”就是曾被一些古希臘哲學家視為宇宙本源的幾何學。

1.1如果說中國建筑有“神”的話,那么這種“神”就是中國的以儒家思想為主流的多信仰、多神論的傳統文化。中國傳統建筑無論從宏觀還是從局部看都與西方建筑迥異。

從宏觀上看,用西方的基礎幾何形體無法很好地描述其形態。比如從北京的乾清宮和坤寧宮的對比中一眼就可以看出,中國文化核心——儒家倫理、陰陽八卦、五行生克和龍鳳圖騰無不蘊含其中,那是西方任何高明的幾何學說所無法解釋的。

從局部看有兩點不同門窗等局部及其相互之間的比例所蘊含的文化也不盡相同。如中國的門窗墻面有著無比豐富的中華文化的載體。墻上的雕花,無不是歲寒三友、二十四孝之類的內容;而大門上有尉遲恭、秦叔寶的門神形象,這與中國道教屬于多神教,與漢民族信仰多神的宗教特點密不可分。西方建筑為了打破平面直墻的單調,主要采用以幾何線條作為裝飾和點綴。

1.2組合形式與建筑體量不同。中國傳統建筑都由臺基、屋身和屋頂3部分組成,各部分之間有一定的比例。屋身由柱子和梁枋、門窗組成,如是樓閣,則設置上層的橫向平座(外廊)和平座欄桿。形象突出的曲線屋頂在單座建筑中占的比例很大,一般可達到立面高度的一半左右。古代木結構的梁架組合形式,很自然地可以使坡頂形成曲線,不僅坡面是曲線,正脊和檐端也可以是曲線,在屋檐轉折的角上,還可以做出翹起的飛檐。巨大的體量和柔和的曲線,使屋頂成為中國建筑中最突出的形象。屋頂的基本形式雖然很簡單,但卻可以有許多變化。由于屋頂巨大加之構筑屋頂結構構件組合形式的多種多樣,從而形成了中國傳統建筑形式靈活多變,不拘一格。除了以上基本區別外,建筑體量也相差甚遠。一般認為,中國人沒有十分高大雄偉的紀念性建筑。建筑物以木梁柱結構,坡屋頂,其體量與高度受到了很大的限制。因此,像古代埃及那樣高達數百米的金字塔,或中世紀歐洲人花上百年時間建造的高敞雄偉的大教堂,在中國歷史上是沒有的。中國建筑追求體量適中,結構上也不求宏大與久遠。

2近代西方建筑文化對我國建筑形式的撞擊

近代的兩次使得帝國主義敲開了我國的大門,伴隨而來的是帝國主義的思想文化和社會意識的“野蠻移植”。在腐朽的晚清政府統制之下,為了維護自身的統治,還在竭力地抵觸外來文化的滲透,但是由于對帝國主義存在著懼怕的心理,只能放任其在特定的區域內發展。而中國的先進分子從中看到了我國與帝國主義國家之間存在很大差距,極力想通過所謂之向帝國主義學習來改變本國落后的狀況。因此,西方的思想文化和社會意識在特定的區域、特定的階層流傳起來了。在這時期內,我國的建筑文化受沖擊是比較大的,我國近代建筑體系從整體上說是對西方建筑體系包括技術、制度和思想多個層面的模仿與移植,在本國特有的政治、經濟和文化傳統的反對、制約和鉗制下帶有鮮明的特征,從而產生了所謂的中國近現代建筑思潮,近現代建筑在我國積極發展起來了。

3近代中國建筑實例分析

中國近代建筑體系從整體上說是對西方建筑體系包括技術、制度和思想多個層面的摹仿與移植,在本國特有的政治、經濟和文化傳統的反對、制約和鉗制下帶有鮮明的特征,從而產生了所謂的中國近現代建筑思潮。近代史上西方文化對中國的沖擊是巨大的,很多建筑都是很忠實,也可以說是很生硬地模仿了原西方的形式和比例,也有極少一部分可以看到兩者風格的有機共存。

3.1青島江蘇路基督教堂

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2智能防火系統

智能防火系統是建筑設備管理自動化系統BAS中的一個重要子系統,包括火災自動報警系統和消防聯動控制系統兩大部分。此系統根據防火要求和火災的特點設計,將火災作為其監控對象,當火災發生時,該系統能夠及時發現和通報火情,并在短時間內做出反應,采取有效措施控制住火災局勢或是撲滅火災。

2.1火災自動報警1852年,世界上第一部火災報警系統在美國波士頓誕生,至此開啟了建筑防火的新紀元;英國于1874年安裝了世界上第一部水噴淋裝置;又研制出感溫式火災探測器;而瑞士人則發明了感煙火災探測器一直沿用至今。火災自動報警系統用于探測火災隱患,對將火災控制在發生初期,減小火災帶來的危害有重要作用,是建筑智能防火系統中非常重要的一環,肩負著保護建筑物中居民和財產的重要任務。整個火災自動報警系統主要由火災探測器和火災報警控制裝置兩部分組成,其設計配合所在建筑的智能化系統且要遵守國家標準和規范。①火災探測器:火災探測器按結構形式分為兩類:點形火災探測器和線型火災探測器;按探測方式分為五類:感煙火災探測器,感溫火災探測器,感光火災探測器,氣體火災探測器和復合式探測器?;馂奶綔y器監視著整個建筑物的實時情況,判斷有無火災隱患的產生。②火災報警控制裝置:火災報警器同樣有多種分類方式,常按其用途和設計方式分類為:區域控制式、集中控制式和通用控制式?;馂膱缶刂蒲b置可謂是整個火災自動報警系統的核心部分,肩負了監視收集各種實時信號,同時將信號向更高一級的管理中心傳遞,是連接從感應火災發生到對火災進行處理的整個過程的重要橋梁。

2.2消防聯動控制系統消防聯動控制系統主要由七個部分組成:消火栓系統、自動噴水滅火系統、氣體滅火系統、防排煙系統、防火卷簾門系統、消防通訊系統、指揮疏散系統。當接收到火災警報的時候,消防聯動控制系統能在自動或者手動的方式下啟動相關滅火設備和各類應急設備,同時監控整個設備系統的運行情況。消防聯動系統的布置方式可歸納為三種基本形式:總線———多線聯動方式、全總線聯動方式和混合總線方式。

2.3消防系統運作方式智能防火系統在智能建筑中既能配合整個智能綜合網絡系統使用也能獨立出來單獨運作。當火災發生時,首先火災探測器被自動或者手動觸發;火災信號經由火災報警器接收并判斷和處理,或者是通過火災報警器傳遞到上一級的管理系統主機中集中進行處理分析,前者稱為分布式智能系統,后者稱為主機智能系統,是智能火災監控系統的兩種類別;隨后,信息由消防控制中心主機接收,繼續處理分析、記錄,隨后再由火災報警裝置將指令向消防聯動控制系統傳遞,快速采取,例如:打開火災事故照明裝置,播放火災事故廣播,打開固定滅火系統控制裝置,開啟有關出入通道等一系列火災處理措施。同時通過主機屏幕顯示整個控制區域內各處的實時狀態,例如:火災發生的區域,消防設備工作情況,防火門開啟狀況,消防水箱水位,各通道的風向風速,消防電梯位置和情況等等。并記錄下各消防聯動控制設施的動態,并進行特別控制;最終達到在短時間內對火情進行判斷和處理,力圖在最快時間將火災撲滅,給人員創造逃生機會,增加逃生時間,最大限度保證人員、財產的安全。另,由于分布式智能火災監控系統是由火災探測器接收到火災信號后直接進行處理,這樣就為防控主機分擔了大量第一級現場信號,使得主機能夠運行更通暢,更快對其他運作設備進行管理和控制;效率更高,系統更穩定,所以更為常用。

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1諧波的概念

國際上公認的諧波定義為:“諧波是一個周期電氣量的正弦波分量,其頻率為基波頻率的整數倍”。波形畸變是指交流電力系統中電壓或電流波形偏離正弦波。一個具有非正弦波形的周期變量可以用一組正弦變量及恒定分量之和來表示。頻率與原波形的頻率相同的分量稱為基波,其余頻率為基波整數倍的分量為諧波(hannonic)。諧波頻率和基波頻率的比值稱為諧波的次數。所討論的非正弦畸變波形應該是周期性重復而且持續一段時間的過程,所以諧波是屬于穩態范疇的念。

2諧波的危害

近年來,隨著社會的發展、科技的進步,電力系統的諧波源也發生了很大的變化。目前,日益增長的非線性負荷的應用引起的諧波電流將會給電纜、變壓器機帶來麻煩。智能建筑中產生的諧波電壓和諧波電流,對配電系統是一種污染,樓宇中的終端電氣設備與電子設備及樓宇智能化系統用電環境惡化,并的通信系統甚至配電系統以外的設備帶來危害。智能建筑中諧波主要來自于兩方面,一是大量非線性負荷形成的諧波源,導致配電系統的電壓、電流發生畸變,產生諧波;二是公用電網本身具有一定的諧波含量和配電變壓器等作為諧波源產生的諧波,由網側傳輸至配電系統。

2.1附加諧波損耗的產生諧波也能使一些大容量電力整流、換流設備以及電子設備產生諧波損耗。一些附加諧波損耗的包括:其一,由于變壓器的溫度升高,它的產生由于:諧波電流能增加變壓器的銅損和漏磁損耗或者是諧波電壓能增加鐵損。其二,電動機過熱或者產生附加力矩,由于它使電機主磁通呈脈動性,將產生高頻噪音、振動和轉動的周期變動,容易與機座發生共振現象,破壞機械設備本體,危害的嚴重性與諧波電壓、諧波電流以及旋轉電機的型式和結構有關。其三,諧波能引起電容器過熱、過壓,諧波電壓使電容器產生額外的功率損耗,并聯電容器其容抗隨著諧波頻率增大而減少,產生過電流,加速絕緣老化進程,增加絕緣擊穿故障。

2.2諧波能損壞敏感電子設備諧波對敏感電子設備的主要影響有:①對過零檢測以基波頻率為基準的電子設備,因諧波的的影響造成過零誤動作,這種多個過零破壞電子設備的運行,最明顯的是數字時鐘,任何應用過零原理的同步元件都應考慮這種影響。半導體器件經常在電壓過零時投入,以降低電磁干擾和涌流,多次過零會改變器件投入時間,破壞設備的運行。②電力電子電源使用波形的峰值以維持濾波電容器的全充電。諧波畸形可提高或削平波峰的峰值。其結果是即使均方根值的輸入電壓是正常的,電力電源將實際在高的或低的輸入電壓下,嚴重時設備的運行可能遭到破壞。③諧波會引起樓宇自動化、消防報警、辦公自動化、安全防范等系統的電子裝置誤動作,甚至無法工作。轉

2.3諧波惡化電力電纜絕緣和母線過熱電纜的分布電容可使諧波放大,諧波流過電力電纜時,所產生的集膚效應將會加重,使電纜產生過熱,附加損耗增大。諧波引起電纜損壞的主要原因是浸漬絕緣的局部放電、介損和溫升的增大。電纜的額定等級愈高,諧波引起電纜介質不穩定的危險性愈大。諧波電壓引起的電壓波形畸變會影響線路正常運行,當諧波電壓與基波電壓波峰重合時,可能使線路的電暈問題變得嚴重。在電網低谷負荷下當電網電壓上升而諧波電壓也升高的時刻,電纜更容易出現故障。

2.4降低開關設備的開斷能力高次諧波含量較高的電流將使斷路器的分斷能力降低。這是因為當電流有效值相同時,波形畸變嚴重的電流與工頻正弦波形的電流相比較大。當存在嚴重的諧波電流時,某些斷路器的磁線圈不能常工作,開斷將更為困難,而且由于開斷時間延長而延長了故障電流切除時間因而造成快速重合閘后的再燃。各種中壓斷路器在截斷電感電流時,可能發生大的諧頻涌波電壓和重燃現象,這和截流過程中激發的暫態參數諧振有關,并且常常受到附近電容器的響聲。

3簡述諧波的控制方法

以上列舉了幾種危害以及危害產生的原因,就其特點我們主要是從以下兩方面考慮:一是裝設諧波補償裝置來補償諧波,這對各種諧波源都是適用的;二是對電力電子裝置本身進行改造,使其不產生諧波。

3.1采用無源調諧濾波器以前傳統的諧波補償辦法主要是采用LC組成的無源調諧濾波器,由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成。它利用電容、電感在諧波頻率時發生諧振,提供諧波入地的低阻通路,使諧波導入大地脫離電網。它的優點是:在基波時呈容性,能夠同時補償電網中感性無功功率,具有結構簡單、技術成熟、前期投資少、功率容量大、運行可靠性高、運行費用低等優點,一直被廣泛使用。但它缺點也較多:受電網阻抗和運行狀態影響大,易和系統發生并聯諧振,導致諧波放大,甚至過載燒毀;它也只能補償固定頻率的諧波,當所需補償諧波較多時需裝置多組濾波器,既增加了成本也降低了可靠性。

3.2有源電力濾波器有源濾波器是20世紀80年代以來逐漸興起的諧波抑制新方法,目前己成為諧波抑制的一種趨勢。它的優點是:能對頻率和大小都變化的諧波和無功進行補償,可以彌補無源濾波器的不足,獲得比無源濾波器更好的補償特性,是一種理想的補償諧波裝置。與無源濾波器相比,有源濾波器有以下優點:①為高次諧波電流源,不受系統阻抗的影響。②沒有共振現象,系統結構的變化不會影響補償效果。③原理上比LC濾波器更為優越,用一臺裝置就能完成各次諧波的補償。④即使高次諧波的頻率發生變化,也能完全補償。有源電力濾波器的變流電路可分為電壓型和電流型,目前實際應用的裝置中90%以上是電壓型。從與負載連接形式的角度可分為并聯型有源電力濾波器和串聯型有源電力濾波器兩大類?,F在運行的裝置幾乎都是并聯型,上述類型都可以單獨使用也可以和LC濾波器混合使用。目前,有源電力濾波器的研究主要集中在交流有源電力濾波器,直流有源電力濾波器的研究也在逐步開展,典型的研究之一是在直流輸電系統中的應用。

3.3高功率因數變流器整流裝置是電力系統的主要諧波源。對整流裝置改進,使其盡量不產生諧波,并且電流電壓同相位,稱高功率因數整流器或高功率因數變流器。①采用整流電路的多重化。②采用脈寬調制整流電路。③采用帶斬波器的二極管整流電路。④矩陣式變頻電路。

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1.2既有建筑技術改造方案

1.2.1地埋管換熱器地下熱平衡分析地埋管全年吸熱量Q取熱=1473.69MWh,散熱量Q散熱=1872.8MWh。在考慮了機組的耗功量后地埋管換熱器的散熱量與取熱量的比值要明顯高于建筑物所需的冷負荷與熱負荷的比值。地埋管的年累計放熱量與取熱量不平衡率為21.3%,地埋管側的峰值排熱負荷為3201kW,峰值取熱負荷為1144kW,兩者相差較大,如果按照冷負荷設計鉆孔井數,鉆孔費用較大,綜合考慮冷熱負荷平衡及鉆孔費用,可將一部分冷負荷采用原有模塊式空氣源熱泵機組承擔,不僅可以減少鉆孔數目,還可以平衡冷熱負荷。由上述冷熱平衡知:總排放熱量為1872.8MWh,總吸取熱量為1473.69MWh,不平衡率為21.3%,如果全部采用地源熱泵工程滿足冷負荷,地下的溫度變化總體呈上升的的趨勢,不滿足地源熱泵工程設計規范要求。

1.2.2初步設計方案根據調研數據的顯示,系統原有40臺模塊式空氣源熱泵機組,單臺供冷量為60kW,為了最大程度地滿足冷熱負荷的平衡,同時避免鉆孔數目的過多,減少水泵能耗,該技術改造方案定為1臺螺桿式熱泵機組+19臺原有模塊式空氣源熱泵機組,原有模塊式空氣源熱泵機組保持原有位置不再變動,既節省了設備遷移費用,又節約了總機房面積,熱泵機組及鉆孔數目根據冬季負荷確定。冬季熱泵機組提供全部采暖負荷,為保證地源側冷熱負荷平衡,夏季供冷以地源熱泵機組為主,模塊式空氣源熱泵機組只在部分月份、部分時間段開啟,可通過控制冷水機組的運行時間完全滿足地源側冷熱負荷平衡。

1)巖土熱物性參數測算。根據工程所處的地質狀況以及以往工程經驗,巖土的導熱系數預估為1.66W/(m•℃),體積比熱1.993×106J/(m3•℃)。在方案確定后,應進行現場測試,即在不同位置選定2~3個測試孔,進行熱響應測試實驗,然后利用參數估計法計算當地的地下巖土導熱系數及比熱。

2)地埋管換熱器設計參數的選取。采用地熱換熱器設計模擬軟件—地熱之星GeoStar(V3.0)對該工程建筑進行優化設計計算。選取垂直雙U型埋管,因鉆孔較深,土壤取散熱能力較淺層大,換熱能力強,通常是土壤淺層的5倍以上,并且所需占地面積較?。?-3]。由于該地的地質構成主要為泥沙與巖石,鉆孔難度適中,每米鉆孔費用相對較高,每個鉆孔內設置雙U型管在一定程度上降低系統的初投資。同時根據該工程周邊可利用的鉆孔空地面積有限,采用雙U型管,可大大減少鉆孔的占地面積。工程設計的基本參數為:鉆孔回填材料采用的高性能回填材料,導熱系數為1.82W/(m•K);進入熱泵循環液的最高/最低溫度分別是:33℃/4℃;De32的雙U型管,鉆孔直徑為150mm;系統運行壽命設計為20a;巖土平均導熱系數為1.66W/(m•℃),容積比熱容約為1.993×106J/(m3•℃),巖土的初始溫度為15.2℃。

3)地埋管換熱器的長度設計計算。根據工程設計的基本參數,采用設計計算軟件對建筑進行地埋管長度的設計計算。經過計算,所需的總地埋管換熱器的鉆孔長度約為33000m,每個鉆孔深度為100m,共需330個鉆孔,鉆孔行列間距均為5m,所需鉆孔面積為8250m2,建筑周邊條件能滿足鉆孔面積的要求。

4)地埋管布置形式設計。對于地源熱泵空調工程,豎直地埋管換熱器宜分組連接,且每組不超過換熱器總數的10%。因此根據鉆孔設計布置情況,以6個鉆孔或4個鉆孔組成一個水平環路就近通過鋼塑轉換接頭與分集水器連接,室外分集水器之間由水平主干管連接,水平主干管采用同程式連接方式。地埋側水平管路采用地埋敷設方式,水平支管敷設深度為2.0m,水平干管敷設深度為1.5m。鉆孔間的設計間距為5m,鉆孔的直徑為150mm。地源熱泵系統模擬在設定好以上參數的條件下,對整個地源熱泵系統的運行進行了10a的模擬計算,得到的溫度曲線不僅為該系統的可行性提供了熱平衡依據,而且對工程設計及運行管理也有一定的指導性作用。地源熱泵系統運行10a期間的循環液進出熱泵的月平均溫度變化曲。以看出,在運行1個采暖與空調周期后地下巖土溫度變化幅度很小,但由于地埋管的年取熱量略微小于年釋熱量,所以地下的溫度變化總體上呈緩慢上升的趨勢。該項目可采用如下措施:適當增加冬季空調運行時間;可適當地增加地埋管各鉆孔之間的間距,降低埋管間的熱干擾,增大蓄熱體,有利于地埋管向周圍巖土中釋放熱量;間歇運行,有利于地溫的恢復在夏季氣溫較低時,可以間歇性地運行或停止部分熱泵機組,使地下巖土蓄熱體有較長地溫恢復時間,提高換熱溫差,延長系統在高效率點的運行時間??照{冷熱源機房位于原有機房內。

2經濟性分析對既有建筑的地源熱泵系統與原有的空調系統

進行了經濟性對比如表8所示。計算結果表明:地源熱泵系統增加的初投資大約為567.5萬元;系統運行按20a計,地源熱泵系統可比模塊式空氣源熱泵機組加集中供熱系統節省運行費用1336萬元,系統投資回收年限為8.5a。

3系統能效分析及節能量計算

每個月相對于原有的集中供熱+模塊式空氣源熱泵機組空調系統。年可節約319.78噸標準煤?,F有系統全年耗能量為1949.6MWh,改造后系統全年耗能預計為918MWh。與原有空調形式相比,采用地源熱泵+模塊式空氣源熱泵機組改造方案后,5結語地源熱泵系統改造項目的總投資為567.5萬元,地源熱泵系統運行后將帶來顯著的環境效益。改造項目采用新方案每年節能量為319.78噸標準煤,相當于每年減少CO2排放量797.2t,減少SO2排放量2.4t,減少NOx排放量1.24t,減少碳粉塵217.5t。節能改造項目并不是一味地追求節能,而不考慮投資成本,該項目在確定方案時,綜合考慮了現有的周邊能源情況及既有建筑物內冷熱源情況,最終方案確定為地源熱泵機組與原有模塊式空氣源熱泵機組結合使用,該方案具有以下優勢:

1)可以減少原有設備的拆遷、遷移費用;

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眾所周知,水泵接合器的主要用途是當室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時,供消防車從室外消火栓取水,通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網,供滅火使用。

《高規》7.4.5-1規定:“消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定,每個水泵接合器的流量應按10-15l/s計算:“這里指明水泵接合器的數量是按室內消防用水量經計算確定。筆者認為這一點不好照搬,我們從水泵接合器用途不難知道,水泵接合器是消防車從室外消火栓取水來增補室內消防用水不足的接口。如果室外消防用水量遠遠小于室內消防用水量時,那水泵接合器設那么多是沒有意義的,筆者最近做一個工程--廈門國際會展中心,按一類高層建筑設計,室外消防用水量為30l/s。但其室內大水滴噴淋系統設計用水量為133l/s,室內水幕噴淋系統設計用水量為167l/s,室內消火栓系統設計用水量為30l/s,這些用水量按火災延續時間計算均儲存在地下水池中。按規范7.4.5-1規定,水泵接合器的數量應分別設10個,12個和2個。12個水泵接合器要12輛消防車從12個室外消火栓中取水供給,而室外的供水條件上遠遠達不到這個要求的,即使考慮到由消防車距離運水,那也不可保證大水滴淋系統和水幕噴淋系統的正常工作。因這兩個系統要正常工作時的用水量很大,不可能在短時間內有那么多消防車遠距離運水來達到同時供水,如時間過長,那這兩個系統也失去作用,最后時間一長就靠消火栓來滅火,因此筆者認為應對一些滅火系統可以適當減少水泵接合器的數量,可以分別設3-5個就足夠了;而對消火栓系統應重點保證,故水泵接合器的數量按室內消防用水量計算的同時應考慮室外供水能力綜合確定,達到既節省投資的目的,同時又保證消防的安全可靠性。

三、消防水池容積的確定

消防水池是儲存消防滅火用水的構筑物,容積的確定關系著滅火的安全性?!陡咭帯?.3.2規定:“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量;市政給水管道為枝狀或只有一條進水(二類居住建筑除外),只要符合上述條件之一時均應設置消防水池?!啊陡咭帯?.3.3對水池的容積作了規定:“當室外給水管網能保證室外消防用水量時,消防水池的有效容積應滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求;當室外給水管網不能保證室外消防用水時時,消防水池的有效容量應滿足火災延續時間以內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求?!耙恍┑胤结槍@兩條規定,卻有不同的設計方法。

在福州地區,室內及室外消防用水量均儲存了消防水池中,原因是市自來水公司無法保證市政供水的安全性,這顯然會增大消防水池的容積。如每一幢高層建筑均要把室內及室外消防用水量儲存在消防水池,那將會造成很大的浪費,筆者認為是不可取的。

廈門地區是當室外給水管網能保證室外消防用水時,消防水池只滿足室內消防用水量。一般做法為:從市政引兩根進水管構成室外環狀供水,以保證室外供水的安全性,消防水池設在地下室,只考慮室內消防用水量,但不允許考慮火災時水池的補水量(規范沒有作明確規定)。故筆者認為這種做法不妥,這樣導致一幢高層公共建筑地下室一般都儲存了四、五百噸的消防用水,一般占地均有二百多平方米。像廈門國際會展中心,地下室儲存了2600噸的消防用水,水池占地890平方米,筆者認為這種做法很不經濟,僅工程造價就增上百萬元;同時又增大管理的難度,如要清洗,定期換水等,又造成水資源的浪費;如果消防用水和生活用水合建水池,那必然會造成生活二次供水的水質污染。所以筆者認為既要保證消防安全,又要降低工程造價及管理方便,首先要加強自來水公司的責任度,保證城市環狀供水的安全可靠性,然后適當加大高層建筑的進水管,使得進水管在保證高層建筑的室外消防用水量的同時能夠在火災時補充消防水池的水量。這樣經計算可以適當減少消防水池的容積,達到經濟合理。同時筆者建議鄰近高層建筑共用消防水池,對這一點希望有關市政部門能夠牽頭,對共用水池進行合理地管理,這也需要有關部門進行合理公正的規劃控制。

香港在這一點上值得我們學習,香港的建的消防水池就很小,相當于一個水泵吸水井,容量一般不超過50噸,他們只保證初期火災的用水量,中、后期火災的用水量直接靠市政管道的供給,大廈本身只提供提升設備及市政管道的接口,在高層建筑林立的香港就可節約了很多的建筑面積供各種用途使用,我們應向這一方面學習與借鑒。

四、消防給水系統的形式

對高層建筑消火栓給水系統形式的選擇,首先我們應保證系統的安全可靠性,其次我們應盡量選用經濟合理的供水形式。

按服務范圍分:獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統筆者建議盡量采用區域集中的消防給水系統就如上述所講:鄰近高層建筑共用消防水池,但這往往得不到推廣。主要原因是各開發商不能協調好,這就要求有關部門能夠牽頭,共同解決管理及費用的問題,使幾方面都能夠接受。

按高度來分:分區水和不分共給水

當消火栓栓口的靜水壓力不大于0.80MPa時,采用不分區給水形式,當消火栓栓口的靜水壓力大于0.80MPa時,采用分區給水形式。分區供水方式又包括:并聯分區供水方式;串聯分區供水方式;減壓閥分區供水方式。

關聯分區供水方式:各個分區互不干擾,自成體系,對系統更加安全可靠,但造價高,維護管理較困難。

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1施工單位的進度控制目標房屋建筑工程的施工單位作為建設工程項目的一個參與方,它的進度控制目標就是施工方的對某一房屋建筑工程的總任務,它是依據施工任務,按照業主方的要求,也就是說按照建設工程的合同要求對施工進度的要求控制施工進度,這是每一個施工單位必須履行的法定的合同義務。所以,在進度計劃編制方面,施工單位應當依據不同的房屋建筑工程所處的地理位置、環境和施工條件等特點,編制不同的施工進度控制目標,分別編制不同深度的控制性、指導性施工進度計劃,按照不同的資源和不同的時間編制施工計劃。

2施工單位進度控制方法(1)目標確定以后,關鍵在實施,在落實,所以組織是實現各項目標的主要因素。在進度目標的實現上,一個好的組織將決定一個好的進度目標不折不扣的實施,所以必須建立健全房屋建筑工程的項目管理組織體系。因此,作為施工方的項目管理者,籌劃和組織一個具有較好管理水平的組織成員班子就顯得尤為重要,在組織結構中應當有專門的工作部門和符合進度控制崗位資格的專人負責進度控制,對于施工各環節要跟蹤檢查執行情況,及時采取糾正措施調整進度計劃,所有這些問題的落實需要大量的協調工作,而開會是組織和協調的重要手段,切不可忽視。(2)進度控制的管理和經濟措施。管理措施包括各種規章制度,規章制度是施工單位的管理者對該項目工程的管理思想、方法、手段的綜合體現,現實施工中,大家都知道,往往是計劃畫在紙上、貼在墻上,最終變成一個裝飾品,作用幾乎沒有發揮,這主要是缺乏進度計劃系統的概念,編制的計劃是相互獨立而互不聯系的計劃,缺少動態控制的觀念,只注重編制,不重視及時調整,缺乏比較優先的觀念,所以在管理上要多方法選擇各種不同的方案,定優并將付諸實施,同時要注重風險因素的考慮,重視信息技術的應用,與此同時對涉及資金需求計劃、資金供應條件和經濟激勵措施等都要全部落實,以確保進度目標的實現。

3選擇一個好的施工方法組織施工編制施工進度計劃的方法很多,如有雙代號網絡計劃、單代號網絡計劃、搭接網絡計劃、時標網絡計劃、等節奏流水施工計劃、異節奏流水施工計劃等,他們有各自的優點和弱點,但不論是哪一種方法都要認真對待,仔細研究,選擇出最佳施工計劃。下面舉某民用住宅一棟四單元五層樓房基礎施工計劃為例:經對圖紙認真研究分析,對該工程的基礎工程進行分解得知:挖土、地圈梁、砌基礎磚、組合柱、房心回填土等施工過程,由于挖土和回填土施工時間長,故定為主導施工過程,共劃分為2段,按工程量配備一組灰土工,計算等節奏流水節拍為5d,于是可編制出等節奏流水施工計劃。在施工中貫徹執行達到確保進度目標控制的目的。最低,且澆注混凝土過程中的土體垮塌會影響其厚度,往往成為危險截面。采用沉井方法的最大優點是護壁厚度和強度有保證。因此,在富水的滑坡體松散層中施工抗滑樁時,若人工填土、碎石土厚度較大,在可以保證其垂直度和有效克服下沉阻力的條件下,采用沉井方法不失為一種經濟而有效的施工方法。

4結束語

(1)滑坡治理工程施工人工挖孔抗滑樁必須充分重視地質編錄和地質編錄所反饋的信息,這些信息是設計優化和施工決策的依據。(2)人工挖孔抗滑樁護壁成孔施工難度很大,疏水排水是根本措施。(3)在滑坡治理工程中,對于富水松散層和流砂地層,開挖后及早進行有效支護是至為重要的。

參考文獻:

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[3]張倬元,等.工程地質分析原理[M].北京:地質出版社,1994,3.

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1.1自然排煙設施不能達到排煙要求

按照《高層民用建筑設計防火規范》中的要求,對于建筑高度不超過50m的一類公共建筑和建筑高度不超過l00m的民宅,最好設置自然排煙系統。自然排煙是一種建造經濟、設置簡單、容易操作、維護也十分方便的排煙系統。但是,一些使用自然排煙系統的工程在設計、施工過程中不能按規范進行,導致了工程完工之后,所設置的自然排煙設施并不能達到要求或根本不具備排煙作用,具體來說,問題主要表現在如下幾個方面:

1.1.1自然排煙窗的位置設置不當

從排煙的效果方面考慮,排煙窗應該設置在盡量靠近屋墻上部的位置。但是,現在相當數量的工程中,可能是出于外墻美觀,甚至僅僅為了工程建設的方便,自然排煙窗并不是設置在墻上部的,而設置在了中部甚至下部,距頂板的距離較大,非常不利于自然排煙。

1.1.2自然排煙窗的開窗面積不符合規范

《高層民用建筑設計防火規范》對采用自然排煙部位的開窗面積均有明確的規定,但由于部分設計人員未按規范要求進行認真計算,或將固定窗的面積計算在排煙窗面積之內,導致部分工程排煙窗面積達不到規范要求,直接影響排煙效果。

1.2機械防煙設施的設置問題

在機械防煙設施方面,設計和建造時容易出現送風道截面尺寸過小,送風口尺寸、正壓送風系統余壓值達不到規范要求的現象,這些現象會直接導致送風口實際送風量嚴重不足,開啟門洞處風速近似于零的情況,造成這個問題的原因相對復雜,下面進行具體分析:

1.2.1風機選型不當

按規范要求,防煙樓梯間及前室、消防電梯前室及合用前室的機械加壓送風量應由計算確定,當計算值和規范規定的值不一致時,應取兩者中較大值。有少數設計者因忽略這一點而直接按規范給定的值確定送風量,就有可能會導致所選用的風機風量偏小,不能滿足要求。

1.2.2送風道設計阻力大導致風壓損失

在實際工程驗收時,有時會發現送風口尺寸以及所選用的風機風量和風壓均能滿足設計規定,但送風口實測風速卻很小,或是離風機較近的風速很大,但稍遠一些的風口卻沒有風現象,這種情況顯然是難以滿足設計要求的。究其原因,一般都是由于送風豎井的施工達不到標準,漏風嚴重所導致的。出現這些問題的工程,有相當多的一部分送風道的尺寸偏小,磚、混凝土風道內壁粗糙未用水泥砂漿抹平整,管道連接不嚴實,常閉風口關閉不嚴密,漏風十分嚴重,導致送風口的風速、風量達不到規范要求。

1.2.3重復設置自然排煙系統與正壓送風系統

對于建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過l00m的居住建筑,按《高規》要求,應設置機械加壓送風系統,有的工程在上述部位同時又采用了自然排煙,導致火災情況下,機械加壓送風系統與自然排煙窗同時開啟時,防煙樓梯間難以形成正壓,達不到防煙效果。

2.防排煙風機的配電不符合規范要求

2.1風機的供配電達不到高層民用建筑負荷級別要求

防排煙風機屬于消防設備,其供電應為一、二級用電負荷。但實際工程中有的供電線路不是接自消防電源,而是引自普通配電箱,有的設計采用單回路配電線路,有的設計未設末端電源自動切換裝置,上述供配電均達不到一、二級用電負荷要求的專用雙電源回路且設末端自動切換裝置的規定。

2.2配電線路的敷設安裝不符合要求

按規定,排煙風機、正壓送風機的配電線路應采用耐火或阻燃電纜、導線在封閉式防火電纜橋架及封閉式防火金屬線槽內或穿焊接鋼管敷設,暗敷時應敷設在混凝土內且保護層厚度不小于30mm,明敷時金屬線槽、金屬管均應涂防火涂料保護。但檢查中發現有的施工班組因交底不到位,隨意地將防排煙風機配電線路穿PVC塑料管,或在吊頂內敷設時雖然穿金屬管但未涂刷防火涂料,并存在用普通電纜線取代耐火、阻燃電纜線現象,難以滿足線路的防火性能和應急用電的需求。

2.3防排煙系統失效

一般說來,防排煙系統僅是火災時使用,平時除了例行的定期檢查外,系統基本上是不運行的。參照達爾文“用進廢退”理論,合格的系統如果長期閑置,也有可能由于人為因素:如產品制造局限,防排煙閥門易熔片脫落;維護管理不當,傳動機構銹蝕,控制系統失靈無法響應動作等等。平時未被發現的隱患,在火災發生的關健時刻往往引起運行故障,使得系統不僅不能起到控制煙氣、幫助撲救和人員疏散的作用,反而使系統的風道成為煙火蔓延的“走廊”。

3.解決上述問題的對策

3.1從職能部門監督管理方面抓落實

首先,消防監督部門加強防排煙系統工程的設計審核與竣工驗收監督工作。其次,明確建筑工程項目中的防排煙系統,必須由具有消防工程施工資質的工程公司來安裝施工。

3.2從功能劃分上,強調防排煙設施的重要性

所謂“消防防排煙系統”,就是一個包括排煙風機、送風風機、風管或風井、各種排煙防火閥門、風口以及聯動系統等設施,直接受消控中心控制的、具有獨特功能的、與生活通風和空調系統完全分開的系統。只有把它作為一個獨立的消防系統,與“自動報警系統”、“水滅火系統”、“氣體滅火系統”等平行分列在一起,才能促進人們在消防工程實踐中重視它、完善它,而不至于把它忽略。

3.3從施工環節加強工程中監督檢查

施工過程是將工程設計轉化為成品的關鍵過程,因此,施工單位不僅要在建筑時嚴格按照規范施工,還要建立施工質量管理體系。而對于防排煙系統來說,在建設前,其主要材料、構配件和設備在安裝之前要先進行現場驗收,以確定如防火閥和排煙閥這一類的設施符合相關的消防產品標準,而涉及隱蔽工程的,要在工程隱蔽前,經監理人員驗收及認可簽證后方得執行隱蔽。另一方面,防排煙系統建成之后,要進行聯合試運行,發現問題及時調試,直至其符合設計與消防的規定,在條件允許的情況下,最好能夠進行模擬狀態下安全區正壓變化測定及煙霧擴散試驗等,直觀地對系統的整體質量加以檢驗和驗證。

4.結語

只有端正了對防排煙系統的態度,認識到其單獨的系統屬性和重要性,才能在施工過程中不斷的完善防排煙系統的設計,保證其設計以及安裝施工都符合國家建筑要求,保證每個建筑項目的防排煙系統設施配置齊全,功能完善,真正發揮其防火減災的作用。

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Keywords: high building; Structure system; Economic rationality

中圖分類號:TU97文獻標識碼:A 文章編號:

引言:隨著經濟社會的不斷發展,城市規劃設計中的高層建筑越來越廣泛。為了更好的使設計建筑結構設計工作在現實生活中得到合理的運用,這就需要設計師從概念設計為基礎進行設計。而本文主要是探討高層建筑的結構體系以及如何進行結構體系的選擇。

1高層建筑結構的設計特點

高層建筑結構不同于低層多層建筑結構的設計。在低層建筑結構中,水平荷載產生的內力和位移都很小,通??梢院雎浴K缘蛯咏ㄖY構承受的外部作用主要是以自重為代表的豎向荷載。而高層建筑結構要同時承受豎向荷載和水平荷載。設計中必須重點考慮高層建筑遇到巨大風力和偶然的地震力時所產生的水平側力。因為隨著建筑物高度的增加,高寬比的增大,盡管豎向荷載對結構設計仍產生重要影響,但水平荷載對結構產生的內力和位移不斷增大,將成為結構設計時的控制因素。由于高層建筑高度較大,地震作用對它的影響也較大。因此,高層建筑結構設計的關鍵是抗側力結構設計和良好的抗地震性。除此之外還得嚴格控制高層建筑體型的比例,以保證其穩定性。使建筑平面、體型、立面的質量和剛度盡量保持對稱和勻稱,使整體結構不出現薄弱環節。

2常見的高層建筑結構體系

2.1框架結構體系

框架結構由梁、柱構件組成,是早期多采用的結構體系??蚣芙Y構構件類型少,可以在構建工廠標準化生產,也可以在施工現場采用定型模板進行現澆制作,整體性好和抗震性能較好。并且框架結構平面布置靈活,空間大,能適應較多功能的需要。

在框架結構建筑中,外墻可使用非承載構件,使立面設計靈活多變;內墻采用輕質隔墻,可以按需要選擇拆除以適應更多樣的空間需求。并且這些輕質隔墻和外墻的采用,大大降低了建筑物自重,節省了材料。因此成為高層建筑的主要結構形式。但是,框架結構的抗側移剛度較小,在一般節點連接情況下,當承受側向的風力或地震作用時,將會有較大的剪切變形。因此,限制了框架結構的使用高度??傊谛藿ǜ叨炔淮蟮母邔咏ㄖ飼r,框架結構體系性能表現良好。

2.2剪力墻結構體系

剪力墻結構體系是利用現澆配筋墻體作為承受豎向荷載和水平荷載的結構。剪力墻結構具有較高的抗側剛度,對抵抗水平風力十分有利,并且現澆的墻體也可以作為房屋的分隔構件,因此,它適用于小開間的高層建筑,比如賓館、住宅樓等。而且建造的高度遠遠高于框架結構。剪力墻結構的主體都是現澆的鋼筋混凝土,整體性很好,縱觀世界各地的歷次地震危害情況可知,剪力墻的地震破壞相對比較輕,所以適合在地震區推廣建造。

值得注意的是,剪力墻結構的高層住宅樓中,部分中間隔墻是剪力墻。這個不同于框架結構中的非承載輕質隔墻,是絕對不能拆除的,因為它也屬于承重結構體系的一部分。因此,剪力墻結構體系的空間使用限制很大,不能符合公共建筑的使用要求,而且整體的現澆鋼筋混凝土墻體也造成整個建筑物自重的增大,使建材用量增加,地震力增大,上部結構和基礎設計將變得困難。

2、高層建筑的結構體系

目前國內的高層建筑目前最廣泛基本結構體系有:框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構、鋼結構等五種體系。

篇13

自國家“七五”規劃實施以來,我國能源事業取得突飛猛進的發展,滿足了因經濟發展而帶來的用電量大幅度增加的需要,然而,建筑電氣火災發生的頻率也隨之日益提高,給國家和人民的生命財產造成巨大損失。不斷尋找相對有效的建筑電氣防火安全措施工作必須堅持不懈常抓不放。

一、強調建筑電氣線路的火災防范

據統計,建筑電氣火災中,電氣線路引發的火災占電氣火災的60%以上。而其中最為常見電氣線路火災又屬短路故障引發的火災和線路長期過載引發的火災。

1.1短路故障火災防范短路,俗稱連電,是指電氣線路中相線與相線、相線與零線之間短接起來的現象。發生短路時,線路中的電流增加為正常時的幾倍甚至幾十倍,而產生的熱量又與電流的平方成正比,使得溫度急劇上升,大大超過允許范圍。如果溫度達到可燃物的引燃溫度,即引起燃燒,從而導致火災。

引起建筑電氣短路的原因多樣。當電氣設備的絕緣老化變質或受到高溫、潮濕或腐蝕的作用而失去絕緣能力,即可能引起短路事故。絕緣導線直接纏繞、勾掛在鐵釘或鐵絲上時,由于摩擦或鐵銹腐蝕,很容易使絕緣破壞而形成短路。由于設備安裝不當或工作疏忽,可能使電氣設備的絕緣受到機械損傷而形成短路。由于所選用設備的額定電壓太低,不能滿足工作電壓的要求,可能擊穿而短路。由于維護不及時,導電粉塵或纖維進入電氣設備,也可能引起短路事故。由于管理不嚴,小動物或生長的植物也可能引起短路事故。在安裝和檢修工作中,由于接線和操作錯誤也可能造成短路事故。此外,雷電放電電流極大,有類似短路電流且比短路電流更強的熱效應,也可能引起火災。

防止建筑電氣線路短路的措施主要有:第一,嚴格按照《電氣設計規程》的規定,設計、安裝、調試、使用和維修電氣線路。第二,防止電氣線路絕緣老化,除考慮環境條件的影響外,還應定期對線路的絕緣情況進行檢查。第三,不同的工作環境,電氣線路中導線和電纜的選擇和敷設,應根據相應的國家標準規定進行。第四,加強電氣線路的安全管理,防止人為操作事故和未經允許情況下亂拉亂接線路。

1.2線路長期過載火災防范過載,也稱過負荷運行,是指超過電氣線路和設備允許負荷運行的現象。負荷是指電氣設備和線路中通過的功率或電流。線路發生過載的主要原因是導線截面積選用過小,實際負荷遠遠超出了導線的安全載流量,或在線路中加入過多或功率過大的設備等原因所造成的。

防止建筑電氣線路長期過載的措施主要有:第一,要做好導線材料的選擇。由于國家“以鋁代銅”的政策影響,許多地方一般采用鋁芯導線,但對于電路要求較高的建筑,為提高截面載流能力,便于敷設,應多采用銅芯線。同時進行精確的負荷計算,合理選擇導線的截面。第二,根據不同的環境不同的功能確定導線的敷設方式。一般吊頂內的電線應使用不燃或難燃材料管配線,如PVC管,也可以用金屬管配線,或帶金屬保護的絕緣線,用來避免導線短路時引燃可燃物。消防用電的傳輸線路應采用穿金屬管,經阻燃處理的硬質塑料管或封閉式線槽保護方式布線。第三,高溫表面燈具附近的導線應采用耐熱絕緣導線(如玻璃、石棉、瓷珠等護套的導線)而不應采用具有延燃性絕緣導線。

隨著工業的發展和人民生活水平的提高,電熱設備從工業到家庭應用越來越廣泛,如電爐子、電烤箱、電暖氣、電熨斗等,而這些設備都容易使線路過載。這些電熱設備是把電能轉化成熱能的設備,具有功率大、加熱溫度高、控溫時間長的特點。據統計,許多電熱設備火災都是違反操作規程,將電熱器放到易燃材料上長時間烘烤未拔掉插頭等烤燃周圍可燃物而引起的。根據電熱設備的火災危險性,應采取的防火措施,一是電熱設備功率比較大,應防止線路過載,最好采用單獨的配線供電。二是電熱器具,如電烤箱、電熨斗、電烙鐵等,一般通電時,人員不能離開,應養成人走斷電的好習慣。為了確保家用電器的使用安全、防止火災,必須嚴格遵守電器安裝、使用的有關規定。

二、重視建筑電氣照明的火災防范

建筑電氣照明已經成為建筑體不可缺少的重要組成部分,如果管理不善和使用不當也會發生火災。建筑電氣照明是把電能轉化成為光能而發光的一種光源。照明燈具在工作過程,往往要產生大量的熱,致使其玻璃燈泡、燈管、燈座等表面溫渡較高。其火災危險性十分顯著。電器照明設備,品種數量多,線路復雜,如果設計、安裝、使用不慎,極易引起火災。

防止建筑電氣照明火災的措施主要有:第一,要根據燈具的使用場所、環境要求選擇不同類型的燈具。第二,照明燈具在把電能轉換成光能的過程中,都伴隨有能量損耗,致使燈具表面溫度較高。所以要根據環境場所的火災危險性來選擇照明燈具,而且照明裝置應與可燃物,可燃結構之間保持一定的距離,嚴禁用紙、布或其他可燃物遮擋燈具。第三,燈具應安裝在不燃的基座上,盡可能安裝表面溫度較低的燈具,采用埋入式安裝在吊頂里面的燈具,與吊頂之間應作隔熱處理。照明光源盡可能采用冷光源,沒有條件的應保證燈具與可燃物之間的安全距離或采取隔熱措施。第四,鎮流器與燈管的電壓和容量應相匹配,鎮流器安裝時應注意通風散熱,不能讓鎮流器直接固定在可燃物上。第五,安裝有表面溫度較高的燈具時,應對燈具正面和散熱孔加裝鉛絲防護網或不燃材料制作的擋板,以減輕燈具爆裂時玻璃碎片和熾熱的燈絲飛濺造成危害。第六,采用霓虹燈時要特別注意安全問題,一般霓虹燈的工作電壓高,火災危險性大,安裝霓虹燈的燈柄、底板應采用不燃材料制作,或對可燃材料進行陰燃處理。當霓虹燈變壓器安裝在人員能接觸到的部位時應設防護措施。第七,要避免在燈光裝置區域懸掛旗幟或發射彩帶等空中移動物體,以防這些物品與高溫燈具直接接觸并發生纏繞或碰撞而引發火災。

三、抓好建筑電氣系統輔助設備的火災防范

建筑電氣系統中配有許多開關、接觸器、繼電器等電氣接插件,由于在安裝、使用及維護方面的原因電氣接插件容易產生電弧、發熱現象,其火災危險性很大。有的建筑為了測試的需要,還安裝有臨時電源插座。有的建筑電氣把幾十個用電器同時開啟且持續時間長,火災危險極大。

防止建筑電氣系統輔助設備火災的措施主要有:第一,認真按照規定選型并按規定正確安裝,不應安裝在易燃易爆、受震、潮濕、高溫或多塵的場所,應安裝在干燥明亮、便于進行維修及保證施工安全、操作方便的地方。第二,避免安裝臨時插座,有實際需要的應充分考慮到電源線路的負荷承載能力,選擇適當型號的電插座,在承載力范圍內聯接用電器,并要注意它的運行狀態。第三,開關、接觸器、繼電器等電氣接插件應慎重選擇,要選擇優質合格產品。

四、加強建筑電氣的監督管理

國家對建筑電氣各項工作都進行了規范,但在實際中往往執行不到位,因此,當務之急是提高各方的意識,按照規范建立完善的責任問責制度,調動各方的積極性,盡可能避免火災的發生。建筑電氣監督管理重點可以從以下幾個方面著手:

4.1制定建筑電氣設備使用的安全技術條件第一,對于地面和人身容易觸及的帶電設備,采取可靠的防護措施。第二,設備的帶電部分與地面及其他帶電部分保持一定的安全距離。第三,易產生過電壓的電力系統,采用避雷針、避雷線、保護間隙等過程電壓保護裝置。第四,低壓電力系統有接地、接零保護裝置。第五,對各種高壓用電設備采取裝設高壓熔斷器和斷路器等不同類型的保護措施;對低壓用電設備采用相應的低電器保護措施進行保護。第六,在電氣設備的安裝地點設安全標志。

4.2完善建筑電氣設備作業人員要求第一,無證不能上崗操作;如果發現非電工人員從事電氣操作,應及時制止,并報告領導。第二,嚴格遵守有關安全法規、規程和制度,不違章作業。第三,對管轄區電氣設備和線路的安全負責。第四,認真做好巡視、檢查和消除隱患的工作,及時、準確地填寫工作記錄和規定的表格。第五,架設臨時線路和進行其他危險作業時,完備審批手續,否則應拒絕施工。第六,積極宣傳電氣安全知識,制止違章作業和拒絕違章指揮。

4.3熟悉建筑電氣設備起火時操作要點當發現電氣設備或線路起火后,首先要設法盡快切斷電源。切斷電源要注意以下幾點:第一,起火后,由于受潮或煙熏,開關設備絕緣能力降低,因此,拉閘時最好用絕緣工具操作。第二,高壓應先操作斷路器而不應先操作隔離開關切斷電源;低壓應先操作磁力啟動器,而不是先操作閘刀開關切斷電源,以免引起弧光短路。第三,切斷電源的地點要選擇適當,防止切斷電源后影響滅火工作。第四,剪斷電線時,不同相電位應在不同部位剪斷,以免造成短路;剪斷空中電線時,剪斷位置應選擇在電源方向的支持物附近,防電線切斷后斷落下來造成接地短路和觸電事故。

五、運用建筑電氣火災防范新技術

5.1電弧故障斷路器電弧故障斷路器(APCI)包括它的硬件和軟件的基本實現方法。其通過電流互感器感應AC(交流)電流的大小和di/dt,然后用OP(運放)進行處理后,將信號再輸入MCU(微控制器單元)進行A/D(模數轉換)處理,MCU將采樣數值進行分析,如果符合故障電孤的特性,MCU將發出斷珞器脫扣信號,使斷路器斷開。

傳統的斷路器只對過流、短路起保護作用,電弧故障斷路器(APCI)是在傳統的斷路器的基礎上添加了嶄新的功能——對電弧故障起保護作用,以防范電弧引發的火災。而電弧故障斷路器(APCI)是將傳統的過流、短路和漏電保護功能集成,再增加一個電流互感器。電弧斷路器(AFCI)硬件原理見下圖:

5.2自動探測定位的水炮滅火系統自動探測定位的水炮滅火系統如圖2所示。該滅火系統可以對大空間的火災位置做出高精度的自動定位,并自動瞄準火災位置噴水滅火,適用于大面積、大范圍的體育場館、火車站,大的批發市場、商城,大型影劇院的自動定位滅火。

5.2.1通過紅外線探測裝置探測火災,并自動定位火災的位置-紅外線探測裝置是由紅外線火災探測器2和圖像處理盤3構成,進行高精度的火災判斷,并自動定位火災的位置。紅外線火災探測裝置的監視范圍為水平方向200°,垂直方向90°,最遠距離200m。

5.2.2滅火水炮瞄準火源位置噴射水柱,進行有效滅火。滅火水炮可以自動瞄準被紅外線火災探測裝置所定位的火災探測位置,進行噴水滅火。通過操作控制盤可以分別控制滅火水炮的俯仰角度、噴霧角度以及噴水壓力;并可根據火災位置的距離,自動選擇最適當的噴水途徑。而且可根據不同的使用情況進行自動噴水方式和手動噴水方式的切換。

5.2.3通過中央操作臺15對系統進行集中監視。中央操作臺15是進行系統集中監視以及進行總控制的裝置。在顯示信息的CRT裝置上,實時顯示系統狀態,并通過清晰易懂的圖表顯示,可準確掌握火災發生時的狀況以及噴水情況。另外,在中央操作臺15的操作部分可以遠離操作水炮和ITV監視器。

5.2.4通過ITV監視器確認火災情況。ITV監視器(攝像機)能夠瞄準紅外線火災探測裝置所定位的火災位置,并且把火災狀況顯示在中央操作臺15的彩色顯示器上。因此,ITV監視器發揮著滅火活動中的支持作用。

參考文獻:

91综合网人人