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从其本质上来讲,谐波是电流中交流电所含有的频率是基波的整数倍的电量。简而言之,就是非正弦的电量进行的傅里叶级数的分解产生的电量。在我们的日常生活中交流电为一般频率,因此在广义的谐波概论中分有:分级谐波,间谐波和次谐波等多种分类方法。谐波原被定义为声学,后来由于使用静止汞弧变流器造成了电压电流波形的畸变。由此谐波与电气系统有了深刻的结合,也有了广泛的运用。造成谐波的主要非线性负载有ups,开关电源,整流器,变频器等。
(2)谐波的产生:在一般的供电系统中
电流和电力系统相应产生的额定电压值就会因为电磁共振而有非正弦波的产生。所以当我们把该种波形进行简易的分解从而产生出现的一种波就是谐波,因此在一个电力系统中,谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,其所承受的电流可能会有不稳定的非正弦电流出现,由此而形成的非正弦电流就是谐波。因为在一个电力系统中出现的频率不同,我们也可以把谐波分为奇次谐波,偶次谐波和分量谐波。
(3)在平衡的三相电力系统中
直流与工频之间的间谐波是由非正弦性电流叠加在主电流上的,所以谐波通过谐震在民用建筑管理方面也有诸多运用。我国也在谐波领域有极好的检测和管理。例如电能质量测量仪。该设备可以有效的利用谐波来监测电力系统是否已经平衡。可以测量三相电压、三相电流的谐波和序分量。该产品可以广泛的应用于变电场、风电场以及民用建筑的电力系统的维护中。
2谐波给民用建筑的电力系统带来的影响和危害
(1)谐波容易降低电力系统容量,如变压器、断路器、电缆等。
当在一个电力系统中系统的容量降低,会引起阻抗的变化,从而导致电流系统的不稳定和电压的不稳定,长此以往容易加速设备老化,缩短设备使用寿命和家庭电路电器的电能耗损,使电能被浪费,加重了居民的电费开销。在理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。然而谐波电压和谐波电流的出现对公用电网是一种污染。它使电设备的环境被恶化。也对周边的电磁讯号造成了干扰。如当我们接听电话,看电视都会因为谐波的影响而造成通讯不良等情况。
(2)谐波在电力系统中的出现对电力造成了浪费,更重要的是使供电的可靠性降低。
如果谐波不加治理,那么它是不会自然消除的,就如永恒磁场一样,它会干扰很多设备的正常运行,因此谐波也会干扰整个电力系统的平衡,使大量游集在电网中的谐波电压电流增加损耗,从而使得电力设备过热,从而电网的电阻增大。严重时会使整个电力系统瘫痪,导致大面积停电。如果电网中的谐波源太过密集,则可能会出现电磁共振现象。可致使家用变压器和电器产生负载。这些电气设备长期处于谐波引起的电磁共振中,容易发生串联和并联谐振条件,危及整个电力系统的运行。
(3)谐波容易引发电力系统的不平衡运行。
当输电电网与通讯线路相临近时,由于两者间的电磁感应。使谐波分量产生异讯号的声波干扰,破坏信号的正常传输,严重情况下会使电讯号中断。谐波对电容器的影响也是造成电力系统不平衡的因素。当电容器与谐波发生共振时,会引起电流谐波的超标。谐波使工频正弦发生畸变,产生锯齿状类顶波,长时间的局部放电,容易加速介质的老化导致电容器的损坏。其次对电力变压器的影响,当谐波产生时。会干扰到变压器变压器的参数使电力系统不够稳定。
(4)谐波对于避雷设备也会有较大的影响。
如避雷针、以及避雷网等避雷设施在与有谐波的干扰时会使其在高负荷的情况下运作。致使相关避雷设施由于放电时间过长或者过热而损坏。
3如何抑制谐波在在民用建筑电力体系中的危害
(1)为解决电子设备装置和其他谐波的污染问题通常会从两方面着手。
一是装配谐波补偿装置,使谐波频率发生平衡。从而致使整个电力系统平衡。这是一种比较经济的治理措施;二是对电力电子装置进行改进,从其波源的产生来抑制谐波的产生,以消除波源为目标,从源头上把谐波的产生扼杀在摇篮中。这就要在设备的本身上下功夫,才能用最直接最有效的方法来处理谐波的污染,采取切实可行的治理措施。
(2)现如今谐波滤除装置已经逐渐的应用于民用建筑的电力系统中
它通过分析、检测可以把每一组谐波产生的频率在不干扰电力平衡的情况下给稳定的过滤出来,然后在多组滤波器的过滤下使谐波频率不再为非正弦。但是多组滤波器常常会带来电力体系的控制电路过度复杂,增加配电难度,成本增高,并且由于谐波所产生的频率过于密集,因而想要将谐波全部滤除在电力系统中,是滤波器的一个难题。所以我们会增加无源滤波器的阻抗,通常会使谐波源产生更大的谐波电流,由此会带来滤波器装置自生带来的谐波干扰。我们常常会把并联滤波器安装前后的谐波情况做过对比,就会发现,即使我们在电力系统中安装滤波器使谐波频率和电流频率完全稳定,但是滤波器本身在控制电路和主电路中所造成的电流负荷增大,从侧面增加了谐波的产生。所以在工业和民用建筑中我们常常会将无源滤波器进行适当的串联或者并联使用。从而达到机械平衡,电力平衡以及谐波频率平衡。
(3)无源串联滤波器也是一种常见的消除谐波的有效方法
当滤波器在无源串联的作用下,电力体系中的电流会处处相等,使滤波器的频率时时保持在一个稳定的情况下,如此就能保证谐波可以在不额外产生的情况下被滤除的条件。当谐波由内网设备产生而影响系统时,接入无源串联滤波器,电网设备的阻抗会增大,从而减小电流不平衡运行的因素。值得我们关心的是,串联滤波器使电网体系的电流减小,电阻增大。可以有效而稳定的节约电力,经济而效益的解决了谐波的隐患。而并联滤波器并不能减小谐波源产生的谐波,相反的是它扩大了谐波的范围将谐波的密集度给大幅度的扩散化,避免谐波电流污染系统,是一种以大化小的治标手段。不仅如此,因为并联滤波器对谐波的阻抗很低,人们常常会采用并串联结合的方式或者单纯采用串联方式来消除谐波的隐患。
(4)有源滤波装置也是抑制谐波的重要装置。
有源滤波装置主要是由电力电子元件组成电路,在电力系统中产生一个频率磁场域,同幅度、反方向的来对谐波进行抵消,以达到中和的效果,避免谐波发散。它能促进和引导谐波的稳定。所以在民用建筑中是抑制谐波的重要装置。
(5)无源滤波器主要是由电感器与电容器构成。
无源滤波器装配简单,且不会为电力系统带来负荷。为民用建筑带来了经济、效益、安全的美誉。所以抑制谐波使用无源滤波器已经成了民用建筑的一种共识。
1.2用工单位教育资源利用不充分当前人才培养模式下,学校聘任的大量实践教师大多只会做不会讲,更难以胜任理实一体化教学。另外,由于企业技巧熟练的老员工不能有效参与到教学中去,因而这些人所在的建筑工地也不能很好地为教学服务。这些珍贵的企业教育资源得不到有效利用,严重影响了高职教育教学质量的提高。
2完善工业与民用建筑专业学生实践能力培养的对策
针对以上问题,高职院校应当从建立健全学生实践能力评价体系,加强教师队伍建设,健全实践教学体系,丰富实践教学内容,创建校企合作实践基地等五个方面实施完善工业与民用建筑专业学生实践能力培养。
2.1建立健全学生实践能力评价体系从当前高职院校学生实践能力培养模式来看,普遍存在着学生实践能力评价缺失的问题。按照教育学的相关理论,激励制度对学生学习有重要的推动作用。对此,高职院校应当结合学生实际建立并健全学生实践能力评价体系,以鼓励学生开展实践能力的培养。具体来说,首先可以改革学生奖学金制度,提高实践能力考核在奖学金评比的比重;其次,通过举办建筑实践科研立项、实践能力大赛等形式多样的学生活动提高学生参与的积极性。最后,要把学生实践能力,纳入学生学分积累制度,为高职院校健全学生实践能力评价体系提供制度性的保障。
2.2加强教师队伍建设要培养学生的实践能力,首先要使教师具备相应的实践经验,从这个意义上讲,实践能力指导教师也必然是具有建筑工程项目施工经验的专职教师。对此,高职院校应当在教育法规的范畴内,按照“请进来,送出去”的原则,加强教师队伍建设。一方面,高职院校要深化与用工单位的合作,并从用工单位中选取一批有资历、有经验、有素质的建筑工程师聘用为临时制的学生实践指导教师。另一方面,高职院校也要积极地加强理论课程教师的实践能力培训,通过派遣制的形式,把理论课程教师“送出去”,安排他们到用工单位挂职锻炼,进而提升他们的实践教学能力。
2.3健全实践教学体系针对工业与民用建筑专业实践能力的培养,还要通过健全实践教学体系来完善。具体来说,高职院校工业与民用建筑专业实践教育体系应当包括建筑项目实训、实务综合类实践与社会实践技能培训等三个环节。首先,在建筑项目实训环节,可以采用“师徒双向选择”的方式进行,即由教师开出实践技能项目,学生根据具体开出的项目选择培训教师,利用每天的课余实践完成实践项目,逐步提升实践能力。其次,在实务综合类实践环节,可以使学生以寝室为单位组成学习小组,通过实地考察的方式,学习建筑综合事务要点,总结经验,并定期开展总结汇报。最后,在社会实践能力培养环节,可以以高职院校社会实践类社团为载体,通过寓教于乐的社会实践社团活动,提升学生的综合素质。
2.4丰富实践教学内容按照原有的教学方案,高职院校工业与民用建筑专业学生的理论学习与岗位实习往往都是分别进行集中培养的。从某种意义上讲,这种教学方式在一定程度上突出了教学内容的目的性,但往往也会使学生在学习理论中欠缺动手能力的培养,或是在生产第一线中又忽视了理论性的思考与经验的体系化总结。对此高职院校应当在结合自身实际的基础上,不断丰富实践教学内容,创新学习形式,使理论知识与实践能力有机结合。此外,丰富实践教学内容也离不开必要的物质基础,高职院校应当加强校内实训基地建设,一方面能够使学生接触到建筑项目施工的器具,另一方面也可以使学生头脑中呈现全方位、多层次的理论体系。
2.5创建校企合作实践基地从现实来看,建立用工单位与高职院校合作的实习基地,是提升工业与民用建筑专业学生实践能力的关键性步骤。具体来说校企合作实践基地必须具备多样化的功能,既要有钢筋混凝土结构建筑项目的实践基地,也要有砌体结构等各种典型建筑结构的实践基地。同时,校企合作实践基地可以采用“2+1”的培养模式,即学生首先要通过两年的在校理论学习与基本能力培养,且通过考核后,再于次年由专业教师的指导下,进入建筑用工单位进行为其一年实地的岗位实习。
2)热工因素。在民用建筑这一完整的能耗结构当中,围护结构的传热系数同样对能耗水平有着非常明确的影响。当前,工作人员多建议通过对民用建筑围护结构热工性能进行优化改造的方式以达到提高建筑节能效应的目的。在围护结构热工性能方面,对建筑能耗影响最为显著的部分是外窗传热系数,然后是屋面传热系数,然后是外墙传热系数。特别是在夏季高温状态下,太阳辐射通过外窗进入建筑室内,由此导致室内维持热量稳定前提下所产生的冷负荷水平增大,导致能耗问题更为严重。同时,民用建筑内窗墙比例的增大会导致室内空调系统运行期间所产生的能耗水平上升,两者之间呈线性相关的关系。除此以外,有关研究中认为遮阳系数与民用建筑能耗水平之间同样存在一定关系,举例来说,在窗墙比例为30%的情况下,遮阳系数下降0.1,则建筑室内空调能耗会对应下降4%~7%比例。
2民用建筑节能对策
煤矿民用建筑主要包括行政办公楼,职工食堂,职工宿舍,以及联合建筑等,其建筑能耗是普通民用建筑的20~30倍,因此在节能方面有着非常巨大的潜力。根据煤矿民用建筑的一般特点,认为在对建筑节能节能设计的过程当中,主要有以下几个方面的优化策略:
1)朝向方面。已有的研究证实:在煤矿的大部分冬冷夏热地区居住建筑的总体规划和建筑单体设计中,为居住建筑的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善室内热环境的设计,是最基本的节能设计手段。以某煤矿为例,矿区内包括工业园区,生活福利区,居住区在内的相关民用建筑朝向均设置为南—北朝向,在这种朝向设计下,为民用建筑的采光通风创造了便捷条件。
2)绿化方面。区域绿化率的提高对居住区和工业区气候条件起着十分重要的作用,如果草坪温度是32℃,同一地段的水泥地面温度就可达到57℃。根据这一规律,认为从民用建筑节能的角度上来说,民用建筑用地绿化率需要至少符合35%的基本要求,而对于能耗问题非常严重的矿区民用建筑而言,若其绿化率能够达到60%以上标准,则对于控制热岛效应能够起到非常确切的效果。矿区可在政府部门资金扶持下,对矿区地面及其周边绿化进行建设与维护,通过绿地覆盖与绿化遮阳的方式,使建筑室内的空调系统运行成本得到有效控制。除此以外,在风沙季节下,绿化换环境周边沙尘量可得到有效控制,在节能的同时减缓风速,改善环境空气质量。
3)既有建筑节能改造。针对矿区既有的民用建筑而言,由于其之前的能耗问题非常严重,故而节能潜力是非常显著的。在对既有民用建筑进行节能改造的过程当中,可以采取的技术方案类型众多。例如,针对以往建筑内所使用的木质门,可以在木门中间或内外两侧粘贴聚苯乙烯板,以达到改善保温效果的目的;同时,民用建筑屋顶可进行平改坡技术,配合内置保温材料的方式,促进屋顶热工性能的改善,同时达到理想的防水效果,当然也可在屋顶进行绿化处理,根据本建筑所处地区的气候环境条件,选择合适的植物进行配置;而从照明系统角度上来说,也可通过选用节能灯具,对照明布线进行智能优化,与自然光源充分结合等方式,促进建筑室内节能效果的提升。
4)建立健全法规标准。为了能够使明用建筑的节能改造与优化有理可循,有法可依,避免在节能设计与改造的过程当中出现操作不规范等问题,就需要政府部门以及相关职能机构从自身工作的角度入手,促进相关法规标准与的建立与健全。例如,可以在民用建筑节能领域当中大力推行节能建筑认定制度,鼓励企业将相关节能技术应用于建筑施工与改造过程当中,通过认定的建筑能够享受相应的优惠政策,从而激发企业参与建筑节能的主动性,促进民用建筑节能管理质量的提升。
1引言
随着社会的发展与进步,人们对于生活居住条件的要求越来越高,这就要求建筑设计者转变传统的建筑设计理念,将绿色建筑理念融入到建筑设计中,大力发展绿色建筑生态节能设计,而这也是新时期经济环境建设的的发展方向。因此,应通过相关手段和措施,使绿色建筑生态节能设计更加完善,推进绿色建筑生态意识的发展,真正地促进绿色建筑生态节能设计水准的提高。那么如何更好地实现绿色建筑的生态节能设计是工作者重点思考的问题。
2绿色建筑生态节能设计原则
2.1实现与自然相和谐的绿色生态原则
绿色建筑生态节能设计的宗旨是实现建筑与自然的和谐共处,真正实现在建筑过程中的生态化、绿色化和可持续性。与自然相和谐的绿色生态原则是绿色建筑最基本的因素,对有限的生态资源进行合理运用,并且实现经济有效增长与自然规律相统一,实现建筑结构合理化。此外,在将自然生态的绿色植被融入到建筑过程中,真正实现了建筑与自然相和谐,为人们创造和谐的居住环境,体现绿色建筑真正存在的价值,促进建筑行业有序健康发展,进而为社会和人们带来更多的经济效益。
2.2体现经济适度、高效健康原则
现代绿色建筑是一种新型的建筑模式,除了充分实现与自然相和谐的生态原则,保证绿色建筑的生态化、绿色化和环境可持续性的基础上,还应该坚持绿色建筑的经济适用性、高效健康性的原则。在建筑实施过程中,考虑人们在建筑的外观设计以及性能上的实际需求,以此来满足消费者日益增长的消费意识和审美观意识的转变。这就要求建筑设计者在设计建筑过程中不仅仅要考虑建筑的生态节能性,还要重视人们对建筑外观设计和审美的实际需求,实现绿色建筑的经济适度原则和高效健康原则,不断优化建筑设计过程,节约资源和降低成本,更好地促进绿色建筑生态节能设计工作的发展,从而实现社会的长远发展。
3绿色建筑设计在高层民用建筑设计中的应用
3.1高层民用建筑设计规划
常规情况是,开发商首先固定了建筑项目的场地,所以建筑的设计者只能尽可能多的利用当地的地理环境,开发可利用的自然资源,考虑施工的难易程度等一系列因素来确定建筑物的规模,格局和朝向,合理地安排并组织建筑与其它领域相关因素之间的关系,使其与环境之间成为一个有机组合体的构筑物。
3.2合理利用自然环境
①对高层建筑的地下空间进行充分利用,通过对地下空间结构的合理利用可以削弱地上建筑设计中存在的不利因素的负面影响,从而为工程整体设计方案的优化垫底基础。在居住区域内进行绿色建筑施工时,会存在噪音等,噪音的来源主要为中水处理站以及泵房。所以在设计过程中可将设备放置于地下,有效控制噪音源。在设计居住区的相关建筑时,需通过通风、消防以及防渗防水优化设计方法实现地下室的最大化利用。在设计过程中,相邻建筑之间存在一些空间,可以利用这些空间设计半地下车库,并配置相应的绿化带,节约土地资源,改善整体绿化效果。②设计透水地面。在建筑区域设计过程中,主干道以及人行道等采用的材料有所差异,应采用差异化设计方法。例如,对于主干道可以使用沥青混凝土材料,但是人行道位置需选用透水性能较为突出的材料,对于地面的停车场可以使用植草砖进行铺设,用于地面积水消纳。③设计科学合理的道路系统。需对道路景观各要素进行综合考量,满足人们的生活及安全要求。在居住区域内,需要区分车道以及园路,按照功能的不同进行合理配置,保证交通顺畅,也避免安全隐患。这样可形成有规律的环形结构,保证交通的快捷通畅,同时可以使消防隐患大大减少。在设计车行道的时候,在保证消防使用的基础上,使各条道路的宽度满足正常的需要。对于园路而言,宽度以1.5~2.5m为宜。
4实例分析高层民用绿色设计
某项目总建筑面积313063m2,建筑高度达200m,属超高层建筑。项目地上层数45层,地下层数3层,建筑面积90895.9m2,地下建筑面积10832.30m2。4.1室外风环境本项目建筑群统筹布局,采用连廊架空设计,改善了导风性能。通过对该建筑所处地区各主导风向下的室外风环境进行计算机模拟,项目建筑周围室外全年风速均小于5m/s,满足规范要求;部分区域存在少量风影区;总体室外风环境较为理想。①当主导风北风时,气流可通过住宅区内架空层流入中心广场地带,项目内各建筑周围室外气流组织较均匀,流场形态简单,且在行人高度大部分区域风速在1.7~3.0m/s之间。部分住宅楼的北风面有较长的风影区,该区域风速小于0.6m/s。②当主导风向为东风时,项目东侧小区建筑并未对来流风速产生明显不利影响,反而起到了对来流的“导风作用”,气流透过项目内各建筑之间的开阔地带进入项目中心广场地带,并有一部分气流穿过架空层向北流走。该工况下,大部分区域风速在1.1~1.9m/s之间,风速较为舒适。③当主导风向为东南风时,和东风工况相似,只是该工况下,项目西北侧有面积较大的风影区,该区域内风速在0.6m/s以下,但其他大部分区域风速在1.7~3.0m/s的适宜区间内。4.2围护结构设计项目在围护结构节能方面尤其注重幕墙的遮阳性能。采用单元式和框架式的幕墙系统,幕墙玻璃主要采用TP8(Low-E)+12A+TP6mm中空钢化玻璃和TP8(Low-E)+12A+TP6+1.52PVB+TP6mm中空钢化夹胶玻璃,玻璃自遮阳系数≤0.30,可见光透射比≥0.40,较好地兼顾了采光与节能的需求;幕墙竖向挑出300mm铝合金装饰条,具有一定的固定外遮阳效果,但效果较不明显;同时,主要功能房间内设有窗帘;综合上述自、外、内遮阳措施,项目整体提高了幕墙的遮阳效果,有效减少夏季空调能耗,改善室内热舒适性。4.3室内质量环境在室内自然通风方面,项目幕墙设有大量上悬式可开启扇,开启扇执手高度适宜,方便室内人员自由调节开启。此外,各层人员密度较高且随时间变化较大的区域,如地下一层超市等区域的空调系统采用了CO2监控系统,地下车库采用CO监控,实时监测室内CO2/CO浓度并与通风空调系统联动,在保证室内的新风需求的同时按需调节送风工况,兼顾健康与节能。项目住宅楼造型方正,部门商业功能区域室内布局主要围绕核心筒采用大开间,办公室和会议室主要沿外区布置,房间进深均在9m以内。隔断内区功能以资料室、储物室等辅助功能房间为主,避免内区压抑空间对室内人员的影响。通过对部分标准层的自然采光模拟分析,主要功能房间采光系数均可满足要求,模拟结果见表1。同时,为了改善地下空间采光效果,在项目用地东北角设计下沉式广场,大大加强了该区域的自然通风、采光环境。并且首层地面绿化带设置了12根导光管,使负一层部分地下空间也可享受到室外自然光。
5结束语
绿色建筑是一个非常复杂且宏观的概念,要考虑的因素非常多且范围大,包括循环利用建筑材料和自然资源,包括开发利用新能源,应放眼大局,不能只停留在独立的建筑上,应将其与整个城市的规划相结合进行设计。要实现这一目标,需要建筑师同其它方面的工程师相互协作,相互配合,运用科学的设计方法和手段,不仅仅依靠政府机构,还需调动全社会的积极性,共同参与到构建绿色建筑的过程里,促进绿色建筑在我国建筑领域的应用。
作者:胡 娟 单位:成都基准方中建筑设计有限公司重庆分公司
参考文献
[1].绿色建筑设计在高层民用建筑设计的应用[J].四川水泥,2014,13(11):239.
2民用建筑在中清水混凝土施工技术的要点分析
2.1清水混凝土的施工测量分析
在清水混凝土施工的过程中,测量放线是非常重要的环节,混凝土结构的表面平整度和外形尺寸会直接受到测量放线的位置和尺寸等准确性的影响。因此,要做好施工测量工作,首先要根据原设测控点来引射到民用建筑上,从而落实相关保护工作,并且对测量的控制点与中心线等进行复测控制,从而确保其准确性。其次,在对民用建筑的控制点进行放样定位的过程中,采用三角形网对平面控制进行布量,而其三角网边可以是控制板的中轴线。在底板上部立模处进行点位放样,可以直接以轴线控制点将底板与孔中心线测放出来,其误差应该小于2毫米。
2.2清水混凝土模板工程分析
首先,模板可以和外部混凝土直接接触。
在对模板进行选材与设计时,要严格控制面板材料,厚度一般都不会小于5毫米,其型号至少是Q235A。在切割钢板之后,应该对其进行抛边处理。在进行模板设计的过程中,要注意其拼缝必须最小,不宜采用明缝。而除了板底模板和梁之外,模板的设计应该是拼装或者整体式大模板。除此之外,还应该根据混凝土浇筑情况和拉螺栓的布置来对模板背部进行合理的计算,从而确定其设计值。
其次,就是模板安装。
在进行模板安装之前,应该在面板上将无色轻机油涂刷上去,其吸水率应该适中,而且其厚度要均匀。同时,需要对其进行不断擦拭,直到流状液体不再出现为止。在模板的拼缝间,应该设置15mm×2mm双面泡沫胶带,还要注意其脐带不应该露出面板,从而使得拼缝具有一定严密性。根据放样图来对模板进行编号,从而可以在安装的过程中对号入座,然后定位使用。相邻的两个模板间,其高差不应该低于1毫米。另外,柱和墙模板的脚下不能出现漏浆。因此,要在模板的周边采用比例为122:的水泥砂浆来进行找平,而找平层顶面应该和模板处于相同的标高位置,从而避免落差。再在找平层上将弹性塑料铺垫上去,而且要在模板地步进行下脚限位的布置。因此,可以在预留短钢筋上焊接上50毫米的L50×5限位角钢,而且每一边都不应该少于两块。
最后就是拆除模板。
在这个方面,需要考虑气温条件。当混凝土在浇筑完成18小时至24小时之后,就可以将模板拆除。而在拆除模板之前,还需要检测混凝土强度,并且制定拆除转向方案,再严格执行其相关要求。在拆除模板之后,要采用涂刷养护剂对其进行养护。对于梁侧模板和墙体来说,其混凝土在浇筑完成7d之后,可以将模板拆除,再将其表面的混凝土浆液进行及时清除,或者将其表面的油污进行及时清洗。在选用混凝土原材料时,其粗细骨料和水泥都应该符合相关规范的要求。除此之外,混凝土配合比应该符合其设计强度,并且符合耐久性的技术要求。同时,混凝土配合比还需要达到泵送和色泽一致的相关要求。在对混凝土进行试配之后,还需要根据配合比来对外加剂和掺和料的掺量和品种进行配置,不能随意对其配合比进行改动。混凝土在进场之前,需要具备出厂合格证,要确保混凝土拌合物的工作性能较佳,并且检查混凝土的和易性及其外观。混凝土拌合物外观的颜色应该保持一致,不能出现分层现象和离析现象。在运输混凝土时,每辆车的混凝土坍落度检测应该达到相关要求。除此之外,试验人员应该在施工现场根据相关规定对混凝土外观进行检查,还要检验坍落度,并且在现场取样制作。
3清水混凝土施工的质量控制对策分析
在民用建筑工程中,清水混凝土施工的质量控制内容主要有三种,即钢筋工程控制、清水混凝土的原材料控制及其浇筑控制。第一,在对钢筋工程进行控制时,应该确保其钢筋表面都没有出现污渍、锈斑等现象,避免对混凝土造成污染。不能外露绑扎钢筋的铁丝,否则会导致混凝土表面出现锈蚀污染现象。因此,应该将铁丝向钢筋骨架中间折好,避免锈蚀现象的发生。如果要使得钢筋保护层的厚度不出现变形,则应该在混凝土保护层布置比较均匀的塑料垫块。第二,在清水混凝土原材料的控制方面,要优先选择使用硅酸盐水泥,而其批号和强度等级都一致,生产厂商应该为同一家,确保清水混凝土没有差异。粗骨料的规格、颜色和产地也都应该相同,其粒径范围应该为5毫米至25毫米。同时,还要有较高的强度和较好的连续级配,含泥量至多是0.8%。粉煤灰的细度和供应厂商应该一致,而且不含任何杂物。除此之外,要严格根据试验来确定清水混凝土的生产投料比例,对水灰比与搅拌时间进行严格控制。当气候出现变化时,应该对砂子和碎石等进行抽验,确定其含水率,从而对用水量进行及时调整。第三,在清水混凝土浇筑的控制过程中,应该根据相关规定来对现场组织措施和施工技术保证措施进行落实。而且要对运输的混凝土坍落度进行逐车测量,确保每个批次的清水混凝土都可以保持一致。要对每次下料的厚度与高度进行严格控制,分层厚度至多是30厘米。振捣操作要正确,不要过振或者漏振。在一次振捣不够充分的情况下,可以采用二次振捣法,确保清水混凝土的均匀性,也能够将其表面气泡减少。除此之外,还要对振捣时间进行严格控制,其振捣棒在插入下一层混凝土时,其深度范围一般都是5厘米至10厘米。振捣时间通常都是十五秒,避免清水混凝土的表面出现气泡问题和翻浆下沉现象、
(2)局部抗震设计。局部抗震设计主要包括以下几个方面:其一,在详细的分析了地震的破坏机理之后,发现地震纵波的传播速度比地震横波快,地震纵波在建筑结构的主体部位以及连接构件之间形成了一个相对容易被破坏的环节,当地震横波抵达后会直接作用在工业与民用建筑结构主体,导致工业与民用建筑出现倒塌的问题,通过对工业与民用建筑发生的地震资料进行分析,工业与民用建筑的后砌墙结构和楼板很容易出现损坏与坍塌的问题,因此,应该充分的考虑建筑主体结构与连接构件之间的质量,科学的设计截面形式以及接触面积,同时深入探讨和设计后砌墙和模板之间的连接状况,有效的提高工业与民用建筑结构设计的抗震能力;其二,科学的选择建设场地,工业与民用建筑场地对建筑的抗震性能具有直接的关系,全面的分析工业与民用建筑场地的岩土工程、工程地质遗迹地形地貌等环境条件,确定最为合理、科学的场地条件,尽可能的降低建筑上部结构对建筑接触的影响,以此降低在地震作用下对建筑结构的损坏程度,因此,在选择建筑场地时,应该尽可能的避免选择软弱粘土区、采空区、非岩质陡坡区等,如果需要在软土地基中上建筑工业与民用建筑,应该采取合理的地基处理基础有效的提高地基的整体性与刚性,以此保证工业与民用建筑在地震作用下具备较强的抗震能力;其三,提高施工质量,根据近几年较大地震的相关资料显示,影响工业与民用建筑抗震能力的原因与施工质量具有直接的关系,因此,为了保证人们的生命和财产安全,工业与民用建筑的抗震设计人员以及施工人员,应该以国家、社会以及人们的生命财产安全为出发点进行抗震设计和施工,以此保证工业与民用建筑具备足够的抗争能力。
2强化工业与民用建筑结构抗震设计的有效措施
(1)选择合适的抗震结构形式。目前,我国工业与民用建筑的结构形式相对较多,主要包括钢筋混凝土结构、砖混结构、钢结结构等形式,各种建筑结构形式的抗震性能存在一定的差异。因此,为了提高工业与民用建筑的抗震性能,应该根据建筑现场的具体状况,选择具有较强承载能力、变形能力、柔性以及抗争能力的抗震结构形式,防止工业与民用建筑在地震作用下受到破坏。
(2)选择合适的建筑场地。全面的熟悉和了解我国相关的抗震减灾法,尤其是对于可能发生自然灾害的地区的工业与民用建筑工程来说,更应该重视工业与民用建筑的抗震性能,通过评价工业与民用建筑的抗震性能符合国家的相关标准之后,设置相应的抗震标准。通常状况下,抗震设防主要分为甲、乙、丙、丁四种,对于容易发生地震灾害的工业与民用建筑,在选择建筑场地时,应该选择能够降低或者消除地震影响的地理位置,尽量避免在容易影响工业与民用建筑工程安全的区域建造工业与民用建筑,特别是软弱地基,在地震的作用下很容易出现液化现象,降低工业与民用建筑地基的抗震能力,导致工业与民用建筑出现倾斜甚至倒塌的问题。
2建筑设计中平面布局对建筑防火的影响
合理的建筑平面布局能有效地提高建筑防火能力,同时当建筑发生火灾后,还能有效地降低火灾带来的损失,因此,设计人员在进行民用建筑平面设计时,要严格的按照相关建筑防火规定进行设计,确保建筑平面设计及布局均符合《建筑防火规范》的各项规定,对于不同的场所,其平面布局存在一定的差异,以商场平面布局为例,商场是人员、物资高度集中的场所,如果发生火灾,人员的紧急疏散是十分重要的,因此,商场的营业厅不能设置在地下三层,只有这样才能为人员安全撤离提供方便。对于幼儿园,由于幼儿园的小孩子比较多,他们的火灾逃生能力十分弱,因此,设计人员不能将幼儿园设计在高层建筑物的高楼层中,同时为确保幼儿的安全撤离,还要专门设计幼儿出入口。
3民用建筑设计的安全疏散问题
安全疏散是民用建筑防火设计的重点内容,设计人员在对民用建筑的安全疏散进行设计时,要从疏散的宽度、距离、楼梯间等三方面进行考虑,其中疏散的距离为安全疏散的重中之重,设计人员在进行安全疏散距离设计时,不仅要符合《建筑设计防火规范》的具体规定,还有注意以下问题:在具体的民用建筑防火设计中,对于公共性活动空间的安全疏散距离,最近疏散口的最短距离要控制在30m,房间最远点距离疏散口的距离要控制在15m。这两点虽然在建筑设计防火规范中没有明确的规定,但设计人员必须重视这两点。对于房间内部与房门的距离,设计人员要将其控制在走道两侧最大间距范围内,当建筑内部装有自动喷水灭火器,房间内部与房门的距离可以在相关规定中增加1/4的距离。对于丁字形内走道等特殊情况,设计人员要对两安全出口的距离进行考虑,同时对于袋形走道的长度,设计人员需要加倍进行计算。这里的安全出口是指能够直接通到室外的楼梯间或者外门,同时通往防火区的防火门也可以当成安全出口,设计人员要保证防火区的安全出口不少于2个,当防火墙上有防火门相连,并且相邻两个防火分区的面积没有超过一个防火分区面积的1.4倍,设计人员可以设计1个安全出口。
4民用建筑的防火区和防烟区
设计人员在确定防火分区面积时,要重点考虑最大防火分区面积的限定,由于设计人员很容易忽略防烟区的设计,仅仅将防烟区设计在地下车库中,这对建筑火灾救援带来极大的不便,因此,设计人员在进行民用建筑防火设计时,要特别注重防烟区的设计。在《高层民用建筑设计防火规范》中规定:对于净高不超过6米的房间,需要设计相应的挡烟垂壁,并对防烟分区进行划分,确保各个防烟分区的面积小于500平方米,同时设计人员还要保证不能将防火分区和防烟分区混淆,严禁防烟分区跨入防火分区。对于地下车库,设计人员要根据实际情况,设置合理的机械排烟系统,并保证防烟分区的面积小于2000平方米。对于高层建筑的固定窗扇房间、无窗房间、地下公共场所、超过20米的无自然排烟走道,设计人员要严格的按照《高层民用建筑设计防火规范》设计防火区及防烟区,从而有效地提高民用建筑防火能力。
5民用建筑结构中的防火技术
在民用建筑设计中,建筑的构造很容易处理,但也容易被设计人员忽视,从而在建筑防火设计中存在一定的问题。对于L型、C型高层建筑,其内转角不便设计防火墙,如果设计人员将防火墙设计在高层建筑内转角周围,要将两墙之间门窗洞口最小边缘水平距离控制在4米;当墙面的一侧设置有固定乙级防火窗,这不需要对水平距离进行考虑;对于紧邻防火墙两侧的门窗,要将最边缘距离控制在2米,如果相邻防火墙门窗水平距离小于2米,设计人员需要根据实际情况,设计固定乙级防火窗对其进行弥补。设计人员要根据楼板的极限耐火性,选用合理的不燃烧体,每隔2-3层将楼板分隔开来,从而提高民用建筑的整体防火能力,当民用建筑的总体高度超过100米,要每层均使用不燃烧体对楼板进行分隔,同时,还要将井壁检修门设计成丙级防火门。对于同层的封闭楼梯间内墙及防烟楼梯间前室,设计人员要设计合理的疏散门,除了疏散门以外,严禁设置其他门窗;对于消防电梯,要保证每层都能停靠,同时还要将电梯前室设置在靠近墙外的位置;对于通往直通室外的出口,设计人员要保证其距离不超过30米。由于当前的《建筑防火设计规范》中,只对钢筋锈蚀问题进行规定,没有考虑到火灾对钢筋的影响,因此,设计人员还要分析火灾对钢筋的影响。由于建筑发生火灾后,钢筋会发生变形,与混凝土的粘结力下降,因此,设计人员要根据实际情况,适当的加大钢筋的保护层厚度,从而有效地提高建筑耐火性。在《建筑设计防火规范》中规定,预应力钢筋混凝土结构的保护层需要小于普通混凝土保护层,这无疑会降低预应力钢筋混凝土构件的防火能力,因此,设计人员要采用吊装后下表面抹灰的方法,来提高预应力钢筋混凝土构件的耐火能力。
1问题的提出
城区房地产的开发和旧城改造,使深入市中心的变电站越来越多,其建设难度也越来越大,主要面临下列几个问题:
a)用地紧张,站址难觅,即使能征得用地,面积也非常小,设计难度大、要求高。
b)征地拆迁费用非常昂贵,已远远超出建变电站的费用,致使每千伏安造价很高。
c)市中心往往为繁华的商业用地,有着极高的商业价值,特别对于广州这样的城市来说,土地资源十分有限和宝贵,如仅建1座3~4层的变电站,则土地得不到充分利用,是一种极大的资源浪费。
d)与周围环境协调的要求高,建筑的格调与景观和环境要融为一体。
e)防火、防爆、防噪声的要求特别高。
由于上述原因,我们在对变电站进行设计时,就必须综合考虑,全面衡量各方面的利与弊。为解决这些问题,借鉴国外的经验,特别是如何降低造价,提高土地的利用价值,考虑在地下建变电站,地面上进行物业开发,不失为一种新的途径、新的思路。
2基本技术原则
由于变电站建设在繁华的商业区,对消防、噪声的要求特别高,因此,在这种特殊环境中建地下变电站,就必须确定以下几点作为主要设计原则:
a)简化接线,尽量采用线路-变压器组单元接线形式,10kV采用单母线分段接线,分段开关设备自投。当1台主变或1条线路故障时,可保证不间断供电。
据了解,香港已投入运行多年的地下变电站,也是采用线路-变压器组单元接线方式;但变压器高压侧不设开关,只设负荷开关,且负荷开关装在SF6气体绝缘变压器上,成为一整套装置。多年的运行表明这一做法是成功的,不仅节省了投资,且可减少占地面积。
b)设备选型宜小型化,以减少占地面积,使整体布置趋于紧凑合理。
c)全站设备无油化,包括主变压器采用进口的SF6气体绝缘变压器。这样全站无易燃、易爆物,既能简化消防系统,又可将火灾的影响局限在地下,而不致影响到地面。
d)简化总体布置,尽量减少挖方量,减少设备布置层数,以方便运输和安装,简化消防、通风系统,同时为将来的运行维护创造良好的条件。
e)按无人值班站考虑,设“四遥”系统。
通过以上几项措施,简化设计,减少运行维护工作量,从而为地下变电站结合地面民用建筑的建造提供了现实的可行性。下面以一个100kV终端变电站为例进行阐述。
3变电站建设规模及主设备选型
3.1建设规模
由于变电站地处繁华市区的负荷中心,其负荷密度相当高,故应尽量提高主变压器容量。考虑到10kV开关拒的容量一般为3150A,最大不超过4000A,所以主变压器容量取50MVA为宜。如确需采用63MVA的主变压器容量,也可将2台开关柜并列运行,当然需要设置平衡保护。为此,可按表1规模考虑。
3.2主要设备选型
a)主变压器选用进口的SF6气体绝缘、三相双卷风冷有载调压变压器。
b)110kV设备采用GIS,或组合式电器。使采用的负荷开关可直接与主变压器组成一整套装置,使设备布置更简明紧凑。
c)10kV高压开关柜可选用合资厂生产的中置式手车柜,或采用XGN型箱式固定封闭开关柜,内装真空开关。
d)无功补偿装置选用干式成套电容器装置。
表1110kV地下变电站推荐考虑规模
名称规模
主变压器3×50MVA
110kV出线回路数3回
10kV出线回路数3×12回
无功补偿6×4200kvar
e)变电站用变压器、接地变压器选用干式变压器,且可将两者功能合为一体,以减少设备用房。
f)蓄电池选用阀控式全封闭酸性电池。
g)二次设备全站采用微机保护装置,同时装设综合无功自动调压装置。
当然上述的设备选型只是根据地下变电站建在城市商业区的特点进行的,主要从节省用地,满足消防,方便维护的角度考虑,也可作适当的修改。
4总体布置与建筑结构的考虑
鉴于征地情况的千变万化,不可能给出一种特定的模式,这里我们仅讨论总体布置方案的一些原则性要求,以说明地下变电站的技术可行性。
首先,要考虑的是大型设备的运输通道。而且,既要考虑地下部分通道,也要满足地面上运输和消防通道的要求,同时还有垂直通道的要求。一般地面上可利用公路或规划路等;垂直通道则可在人行道、绿化带上预留吊物井,井口设可拆装盖板,平时盖上板,必要时掀开盖板,即可进行吊装运输。如吊物井设在绿化带上,则该通道还可以作为通风系统的风口。
其二,应考虑一次主设备间的连接。由于采用了简化接线,变压器高压侧设备的连接较易解决。110kV如采用负荷开关与ST6气体绝缘变压器整套设备,则只需将电缆引出即可。而主变压器低压侧与10kV高压开关柜之间既可用电缆,也可采用母排连续。当然采用电缆具有灵活方便的优点,但由于电流大,使电缆的截面和数量也随之增大,并使电缆与高压开关柜的连接难度增大,有可能加多一个过渡连接柜。这将使本已有限的空间更为困难。母排则具有载流量大,连接直观的优点,但一般要求变压器与高压室靠近布置。在受地形条件限制时,则难以采用。
其三,应考虑地下变电站的结构与地面上民用建筑结构的协调关系。既要满足地下变电站的工艺要求,又要满足地面上民用建筑间隔和采光的合理性。特别对高层建筑,整幢大楼的电梯井简力筒位于中央,应注意其对地下站布置的影响。协调关系的好坏,是整个项目的关键,也是我们进行设计的重点,因为这直接影响到整个综合建筑的经济性。
众所周知,主变压器室和10kV高压室占的空间最大,也是变电站的核心部分。因此,设计时应充分考虑到其运行维护的方便性,使布置清晰,便于操作、便于巡视,梁柱结构简单,且能满足上层民用建筑的合理性要求,使间隔合理,采光充足,不产生暗间。上层民用建筑的功能可根据具体情况而定,或为写字楼,或为商住楼等。一般,裙房可考虑首层为商铺,第2~4层为停车场。
其四,尽量使设备布置在1层,使之清晰明了,紧凑合理,便于电缆的敷设连接,便于运输安装和操作维护。
最后,应根据站址周围的环境来确定地面上民用建筑的功能,以获得最佳的经济效益。同时还应考虑与环境的协调,增强城市建筑的美学效果。
曾对广州地区某站进行了方案研究。该站总用地面积1512m2,可用地面积1100m2左右。总体方案布置:地下为变电站,主变压器、高压室分布在南北两侧,中间设大楼的电梯井,其它如控制室、电容器室布置在东西端。除主变压器在-8.00m层外,其它设备均布置在-5.50m层,下方设电缆层以利电缆敷设。变压器低压侧采用母排连接。站内设U型通道,另外在东北和西北角各设1个楼梯专供地下变电站平时巡视维护和疏散人员用。整个站的布置清晰明了,紧凑合理,既便于运输安装,也便于操作维护。地面上首4层为裙房;第5~28层为住宅,每层的建筑面积488.9m2,分为6户。间隔有两房一厅和三房一厅,面积由55.2~81.4m2不等。由此可见,采用地下变电站与民用建筑合建的形式,技术上是可行的。
5消防、通风及噪声处理
5.1消防系统
变电站常用的灭火装置通常有以下几种:水喷雾灭火系统、固定式气体灭火系统以及移动式或手提式气体灭火器。
地下变电站的上部为民用高层建筑,地处繁华的商业区,所以对消防的要求特别高。这一点在我们进行设备选型时就已经充分地考虑到了。由于采用无油化设备,如变压器为SF6气体绝缘,10kV高压柜采用真空开关,变电站用变压器、接地变压器为干式变压器,以及采用干式电容器等,使得全站无易燃、易爆物,从根本上解决了消防难题,从而相应地简化了消防系统,也提高了防火的安全性。为此,可不再设水喷雾系统和固定式灭火系统,只需在各电气设备间配备移动式或手提式CO2灭火器。当然,楼层走道分层设置CO2气瓶,并设安全指示灯或指示牌,便于火灾时人员疏散。
站内各电气设备间、电缆层均应设置火警探测器,可采用感温感烟探头、线型感温电缆等。由于地下站环境潮湿,尚应考虑探测器的防潮功能。
控制系统应具有监视、自动、手动、远动等功能,且可将报警及控制信号通过RTU传输到调度中心或消防部门。
5.2通风系统及噪声处理
地下变电站的通风系统与地面站不同,其设备的散热通风必须依靠机械通风。主变压器是全站最大的热源,有水冷和风冷2种冷却方式。由于水冷方式的复杂性及给运行维护带来的困难,一般尽量采用风冷方式。
为此,可考虑采用由地面绿化带自然进风,流经各设备用房,然后由排风机通过风管将室内的热空气抽至室外。主控室和10kV高压室可设空调。
值得注意的还有对噪声控制的要求。由于所有设备均放置在地下,而混凝土墙及楼板本身已具有良好的隔声效果,因此只要在进、排风口采取消声措施,就可有效降低噪声。
降低噪声的主要措施:
a)采用低噪声轴流风机;
b)进出风井处设置厚片式消声器;
c)进出风口处设绿化带吸声;
d)降低风管的设计风速。
另外,还可通过加装吸音材料来降低噪声。一般,经上述方法处理后,均能满足环保要求。
另一个必须考虑的问题是电磁干扰问题。首先,在设计中,我们应尽量避免选用对外电磁干扰大的设备,如空芯电抗器等。其次,在地面层设置好的屏蔽层,以减少对外界的电磁干扰影响。除此之外,还可采用一些屏蔽电缆以免受电磁场的干扰。
6综合利用的经济性
通过前面的阐述,我们知道,为满足消防要求,我们选用SF6气体绝缘变压器和小型化、无油设备,从而使部分设备需从国外进口。为此,设备购置费成倍增长,整个地下变电站的投资约为常规地面站的2倍及以上。但综合利用后,将地面上民用建筑产权出售,则可收回投资。曾对广州地区某站进行的可行性研究表明,对1个110kV终端站(规模如前所述),其技术经济指标如下:
总用地面积1512m2
总建筑面积15231.6m2
裙房2280m2
住宅11733.6m2
地下站1218m2
建筑密度37.7%
容积率10.0
土方量9744m3
变电站投资6386万元
工程总投资9580万元
住宅等销售价9520万元
在征地费用不变的情况下,虽然地下站比地面站的费用增多约3400万元,但考虑在地面上建1幢28层的商住楼后,收益与支出基本持平。
7结束语
城区房地产的开发和旧城改造,使深入市中心的变电站越来越多,其建设难度也越来越大,主要面临下列几个问题:
a)用地紧张,站址难觅,即使能征得用地,面积也非常小,设计难度大、要求高。
b)征地拆迁费用非常昂贵,已远远超出建变电站的费用,致使每千伏安造价很高。
c)市中心往往为繁华的商业用地,有着极高的商业价值,特别对于广州这样的城市来说,土地资源十分有限和宝贵,如仅建1座3~4层的变电站,则土地得不到充分利用,是一种极大的资源浪费。
d)与周围环境协调的要求高,建筑的格调与景观和环境要融为一体。
e)防火、防爆、防噪声的要求特别高。
由于上述原因,我们在对变电站进行设计时,就必须综合考虑,全面衡量各方面的利与弊。为解决这些问题,借鉴国外的经验,特别是如何降低造价,提高土地的利用价值,考虑在地下建变电站,地面上进行物业开发,不失为一种新的途径、新的思路。
2基本技术原则
由于变电站建设在繁华的商业区,对消防、噪声的要求特别高,因此,在这种特殊环境中建地下变电站,就必须确定以下几点作为主要设计原则:
a)简化接线,尽量采用线路-变压器组单元接线形式,10kV采用单母线分段接线,分段开关设备自投。当1台主变或1条线路故障时,可保证不间断供电。
据了解,香港已投入运行多年的地下变电站,也是采用线路-变压器组单元接线方式;但变压器高压侧不设开关,只设负荷开关,且负荷开关装在SF6气体绝缘变压器上,成为一整套装置。多年的运行表明这一做法是成功的,不仅节省了投资,且可减少占地面积。
b)设备选型宜小型化,以减少占地面积,使整体布置趋于紧凑合理。
c)全站设备无油化,包括主变压器采用进口的SF6气体绝缘变压器。这样全站无易燃、易爆物,既能简化消防系统,又可将火灾的影响局限在地下,而不致影响到地面。
d)简化总体布置,尽量减少挖方量,减少设备布置层数,以方便运输和安装,简化消防、通风系统,同时为将来的运行维护创造良好的条件。
e)按无人值班站考虑,设“四遥”系统。
通过以上几项措施,简化设计,减少运行维护工作量,从而为地下变电站结合地面民用建筑的建造提供了现实的可行性。下面以一个100kV终端变电站为例进行阐述。
3变电站建设规模及主设备选型
3.1建设规模
由于变电站地处繁华市区的负荷中心,其负荷密度相当高,故应尽量提高主变压器容量。考虑到10kV开关拒的容量一般为3150A,最大不超过4000A,所以主变压器容量取50MVA为宜。如确需采用63MVA的主变压器容量,也可将2台开关柜并列运行,当然需要设置平衡保护。为此,可按表1规模考虑。
3.2主要设备选型
a)主变压器选用进口的SF6气体绝缘、三相双卷风冷有载调压变压器。
b)110kV设备采用GIS,或组合式电器。使采用的负荷开关可直接与主变压器组成一整套装置,使设备布置更简明紧凑。
c)10kV高压开关柜可选用合资厂生产的中置式手车柜,或采用XGN型箱式固定封闭开关柜,内装真空开关。
d)无功补偿装置选用干式成套电容器装置。
表1110kV地下变电站推荐考虑规模
名称规模
主变压器3×50MVA
110kV出线回路数3回
10kV出线回路数3×12回
无功补偿6×4200kvar
e)变电站用变压器、接地变压器选用干式变压器,且可将两者功能合为一体,以减少设备用房。
f)蓄电池选用阀控式全封闭酸性电池。
g)二次设备全站采用微机保护装置,同时装设综合无功自动调压装置。
当然上述的设备选型只是根据地下变电站建在城市商业区的特点进行的,主要从节省用地,满足消防,方便维护的角度考虑,也可作适当的修改。
4总体布置与建筑结构的考虑
鉴于征地情况的千变万化,不可能给出一种特定的模式,这里我们仅讨论总体布置方案的一些原则性要求,以说明地下变电站的技术可行性。
首先,要考虑的是大型设备的运输通道。而且,既要考虑地下部分通道,也要满足地面上运输和消防通道的要求,同时还有垂直通道的要求。一般地面上可利用公路或规划路等;垂直通道则可在人行道、绿化带上预留吊物井,井口设可拆装盖板,平时盖上板,必要时掀开盖板,即可进行吊装运输。如吊物井设在绿化带上,则该通道还可以作为通风系统的风口。
其二,应考虑一次主设备间的连接。由于采用了简化接线,变压器高压侧设备的连接较易解决。110kV如采用负荷开关与ST6气体绝缘变压器整套设备,则只需将电缆引出即可。而主变压器低压侧与10kV高压开关柜之间既可用电缆,也可采用母排连续。当然采用电缆具有灵活方便的优点,但由于电流大,使电缆的截面和数量也随之增大,并使电缆与高压开关柜的连接难度增大,有可能加多一个过渡连接柜。这将使本已有限的空间更为困难。母排则具有载流量大,连接直观的优点,但一般要求变压器与高压室靠近布置。在受地形条件限制时,则难以采用。
其三,应考虑地下变电站的结构与地面上民用建筑结构的协调关系。既要满足地下变电站的工艺要求,又要满足地面上民用建筑间隔和采光的合理性。特别对高层建筑,整幢大楼的电梯井简力筒位于中央,应注意其对地下站布置的影响。协调关系的好坏,是整个项目的关键,也是我们进行设计的重点,因为这直接影响到整个综合建筑的经济性。
众所周知,主变压器室和10kV高压室占的空间最大,也是变电站的核心部分。因此,设计时应充分考虑到其运行维护的方便性,使布置清晰,便于操作、便于巡视,梁柱结构简单,且能满足上层民用建筑的合理性要求,使间隔合理,采光充足,不产生暗间。上层民用建筑的功能可根据具体情况而定,或为写字楼,或为商住楼等。一般,裙房可考虑首层为商铺,第2~4层为停车场。
其四,尽量使设备布置在1层,使之清晰明了,紧凑合理,便于电缆的敷设连接,便于运输安装和操作维护。
最后,应根据站址周围的环境来确定地面上民用建筑的功能,以获得最佳的经济效益。同时还应考虑与环境的协调,增强城市建筑的美学效果。
曾对广州地区某站进行了方案研究。该站总用地面积1512m2,可用地面积1100m2左右。总体方案布置:地下为变电站,主变压器、高压室分布在南北两侧,中间设大楼的电梯井,其它如控制室、电容器室布置在东西端。除主变压器在-8.00m层外,其它设备均布置在-5.50m层,下方设电缆层以利电缆敷设。变压器低压侧采用母排连接。站内设U型通道,另外在东北和西北角各设1个楼梯专供地下变电站平时巡视维护和疏散人员用。整个站的布置清晰明了,紧凑合理,既便于运输安装,也便于操作维护。地面上首4层为裙房;第5~28层为住宅,每层的建筑面积488.9m2,分为6户。间隔有两房一厅和三房一厅,面积由55.2~81.4m2不等。由此可见,采用地下变电站与民用建筑合建的形式,技术上是可行的。
5消防、通风及噪声处理
5.1消防系统
变电站常用的灭火装置通常有以下几种:水喷雾灭火系统、固定式气体灭火系统以及移动式或手提式气体灭火器。
地下变电站的上部为民用高层建筑,地处繁华的商业区,所以对消防的要求特别高。这一点在我们进行设备选型时就已经充分地考虑到了。由于采用无油化设备,如变压器为SF6气体绝缘,10kV高压柜采用真空开关,变电站用变压器、接地变压器为干式变压器,以及采用干式电容器等,使得全站无易燃、易爆物,从根本上解决了消防难题,从而相应地简化了消防系统,也提高了防火的安全性。为此,可不再设水喷雾系统和固定式灭火系统,只需在各电气设备间配备移动式或手提式CO2灭火器。当然,楼层走道分层设置CO2气瓶,并设安全指示灯或指示牌,便于火灾时人员疏散。
站内各电气设备间、电缆层均应设置火警探测器,可采用感温感烟探头、线型感温电缆等。由于地下站环境潮湿,尚应考虑探测器的防潮功能。
控制系统应具有监视、自动、手动、远动等功能,且可将报警及控制信号通过RTU传输到调度中心或消防部门。
5.2通风系统及噪声处理
地下变电站的通风系统与地面站不同,其设备的散热通风必须依靠机械通风。主变压器是全站最大的热源,有水冷和风冷2种冷却方式。由于水冷方式的复杂性及给运行维护带来的困难,一般尽量采用风冷方式。
为此,可考虑采用由地面绿化带自然进风,流经各设备用房,然后由排风机通过风管将室内的热空气抽至室外。主控室和10kV高压室可设空调。
值得注意的还有对噪声控制的要求。由于所有设备均放置在地下,而混凝土墙及楼板本身已具有良好的隔声效果,因此只要在进、排风口采取消声措施,就可有效降低噪声。
降低噪声的主要措施:
a)采用低噪声轴流风机;
b)进出风井处设置厚片式消声器;
c)进出风口处设绿化带吸声;
d)降低风管的设计风速。
另外,还可通过加装吸音材料来降低噪声。一般,经上述方法处理后,均能满足环保要求。
另一个必须考虑的问题是电磁干扰问题。首先,在设计中,我们应尽量避免选用对外电磁干扰大的设备,如空芯电抗器等。其次,在地面层设置好的屏蔽层,以减少对外界的电磁干扰影响。除此之外,还可采用一些屏蔽电缆以免受电磁场的干扰。
6综合利用的经济性
通过前面的阐述,我们知道,为满足消防要求,我们选用SF6气体绝缘变压器和小型化、无油设备,从而使部分设备需从国外进口。为此,设备购置费成倍增长,整个地下变电站的投资约为常规地面站的2倍及以上。但综合利用后,将地面上民用建筑产权出售,则可收回投资。曾对广州地区某站进行的可行性研究表明,对1个110kV终端站(规模如前所述),其技术经济指标如下:
总用地面积1512m2
总建筑面积15231.6m2
裙房2280m2
住宅11733.6m2
地下站1218m2
建筑密度37.7%
容积率10.0
土方量9744m3
变电站投资6386万元
工程总投资9580万元
住宅等销售价9520万元
在征地费用不变的情况下,虽然地下站比地面站的费用增多约3400万元,但考虑在地面上建1幢28层的商住楼后,收益与支出基本持平。
7结束语
引言
纵观这些年民用建筑的质量问题,例如“上海在建13层住宅楼倒塌”、“成都歪歪楼”等,让社会开始重新审视工程质量。而作为工程承建方的施工单位,首当其冲地吸引了绝大部分人的关注。
一、施工质量与下列因素有关
1.1工程材料
在材料验收方面:对材料的外观、性状、数量、尺寸等进行核查,不能出现“缺斤少两”的现象;在材料质量方面:每种材料都应有相应的质量证明文件,对于设计方有特殊要求的材料,应严加查验,不能有以次充好的现象发生,同时还应做好材料的抽样复查工作;在材料的存放方面:要根据材料的性质,由专人进行保管,对可能出现的各种情况,应有相应的预案存档。
同时应做好材料的档案管理工作,对每种材料的供应商,验收人员,存放地址,存放环境,使用情况等做好记录,使得领导对每种工程材料的具体情况能够一清二楚,在保证工程质量的前提下,降低工程造价,提高工程进度。
1.2施工人员
要保证能正确的指导技术工作业,就要求工程技术人员熟记相应的规范,并能正确理解它,同时要经常给自己“充电”,对可能会出现的情况,要有明确的方案可以提出。对技术工的作业情况和工程进度,要有准确的了解。技术资料的完善,也应本着从实从准的心态进行,切勿弄虚作假。
对于技术工,保质保量的完成任务是首要目标。在保质保量的前提下,技术工也应努力提高自己的业务水平,对于一些平常容易出现的技术问题,尽量做到能自己解决。
1.3责权明确
目前出现的众多工程事故中,有很大一部分是施工现场责权不明造成的。要想实现施工质量的提高,必须明确责权,每个人的首要任务是做好自己的本职工作,在领导没有具体另外安排的情况下,完善自己的工作。这对工地领导提出了新的要求,不能用人唯亲,要因材善用,具体人安排到具体的岗位上,责权分清。
1.4工序
一个成功的建筑肯定是依据科学的工序进行的。很多劣质工程的产生都是由不合理的工序引起的,盲目抢进度,不按合理的工序进行,只会给工程带来安全隐患甚至是直接倒塌。因此,对施工工序的质量控制也是至关重要的。对施工工序的质量控制包括两个方面:①对施工工序活动条件的监控;②对施工工序活动效果的控制。对施工工序活动条件的监控是指对保证工序活动科学合理进行的若干因素的监控。具体包括对人的监控,对材料的监控以及对施工机械的监控等。同时,还应考虑到施工过程中如遇特殊情况,施工组织方案的调整工作要及时跟上,以免盲目施工,影响工期。
二、合理完善的管理制度
2.1工程参与各方的关系协调
一个成功的建筑,绝不是哪个人或哪单独一方的成就,是所有人共同创造了它。所以工程各方应多展开交流,正确认识彼此间的关系。重庆某居民楼盘,在5.12地震发生时,17楼以上的楼层均出现了不同程度的裂缝,有的裂缝甚至达到3cm。居民楼出现这种情况,肯定是不能允许的。至于到底是施工方还是设计方或是监理方的责任,一时间也不得而知。但是造成的影响肯定是很恶劣的。设计方严格按照相关规范来设计,施工方也严格按照设计图纸施工,监理严格按照监理手册执行,遇到特殊情况,三方一起探讨解决,是不会出现上述情况的。个别工地有以下情况发生:设计单位和开发商相互勾结,降低设计标准,不完全按相应的规范设计,监理方对此也熟视无睹,质检部门也收受贿赂,大开方便之门,到最后,受骗的是房子的业主。我们对这种工程方之间彼此“和谐关系”要坚决抵制。我们需要的是合法的,合理的,公开的,真正的和谐。只有这样,才能保证工程的质量,保障彼此长期的利益。
2.2安全管理
人员的安全,在某种意义上来说,比工程的安全更重要。一旦工地上发生安全问题,不但影响工程进度,同时也在施工人员的心灵上蒙上了一层阴影,严重影响工作情绪和工作效率。除了安装必要的安全防护设施和配发安全设备外,还应定期对其进行安全培训,根据具体施工环境,给予施工人员相应必备品。
在对施工人员进行安全保护的同时,还应做好对周围非工程人员的保护。设置栅栏,划定施工区等都是行之有效的办法。但是即便做好了这些防护措施,还应安排专人对施工周围巡查,及时排除因非工程人员不按要求走而造成安全事故的险情发生。
2.3培训工作
为了能够提高工程质量,除了上述几点外,对工程人员的培训是必不可少的。市场经济体制下,很多施工单位一味只顾产值,忽略了对员工的培训。“磨刀不误砍柴工”,对员工进行专业技能培训,能有效的提高工作效率,减免工程事故的发生,对公司成本也是一种节约。
2.4管理制度的执行
2提高民用建筑现场施工管理水平的对策和建议
2.1制定科学合理的施工方案
施工方案是后期施工活动的指引,直接关系到整个工程项目进度和质量。施工方案是在综合分析项目地址条件、工程规模、技术特点、工程器械以及经济条件等各方面因素基础上编制而成的,科学合理的施工方案能够优化配置施工资源,提高人、物、财综合利用效率,提高工程项目综合效益。施工单位要高度重视施工方案设计工作,要委托具有相应资质的第三方设计单位负责编制工作,施工方案一旦确定后,要在施工过程中加强监督指导,确保施工活动严格按照施工方案推进。
2.2严格实行项目经理负责制
项目经理制在我国已实行了相当长时间,这是建筑施工行业国际化发展必然趋势。项目经理制要求项目经理必须取得建造师资格证书,以保证项目经理在技术、管理和领导等方面具备良好的素质,以满足现代建筑项目现场管理发展要求。但是在实际工作中,施工单位对项目经理的监督和约束机制存在诸多漏洞,导致一些不具备上岗资格的项目经理参与项目管理,严重影响了项目管理水平提高,这种现象在当前建筑施工领域十分普遍。因此,当务之急要促使施工单位严格贯彻落实项目经理负责制,坚持持证上岗,保证项目经理满足施工管理要求,切实提高施工现场管理水平。
2.3加强施工现场材料管理
在建筑项目中,建筑材料采购成本在工程预算中占了相当大的比重,这个比例一般在60%~70%之间,同时建筑材料质量直接影响到整个工程项目质量,因此,施工现场材料管理工作十分重要。但是在实际工作中,一些施工单位并没有建立完善的现场材料管理制度,导致施工现场材料堆放凌乱、材料出现损害或自然生锈、材料使用浪费严重等问题,这不仅影响了工程项目质量,也降低了工程项目施工效益。因此,施工单位要加强施工现场材料管理,建立完善的材料申领和管理制度,严格按照管理规定申领、使用和管理施工材料,有效控制材料质量和施工成本。
2.4做好工程档案管理工作
工程资料是指在施工过程中形成的各种技术、管理、质量、图纸等资料,既有纸质材料也有电子数据,还有图片等,工程资料从不同角度反映了施工具体环节,是开展工程竣工验收和质量隐患排查的重要信息依据。在实际中,涉及工程项目施工的材料种类十分多样化、数据容量较大,虽然一些施工单位建立了电子化档案管理系统,但是在实际工作中由于管理流程不规范、人员不重视等因素影响,导致出现一些工程资料没有及时归档、部分重要数据丢失等情况,严重影响了工程项目质量管理。因此,施工单位要高度重视工程资料管理工作,要建立一套完善的资料归档管理制度,切实提高档案管理人员专业水平和工作责任感,保证档案工作有条不紊开展下去,为工程项目管理提供可靠的数据资料支持。
2.5提高施工现场安全管理水平
对于建筑工程来说,施工现场安全管理十分重要,安全管理涉及防火、防电、防高空坠物、防意外人身伤害事故等,发生任何安全事故都会给工程进度和工程预算管理造成不利影响。目前,建筑工程项目都要按照行业管理规定设置安全管理岗位,以加强施工现场安全管理。除此之外,还要做好日常安全检查和安全教育工作,要建立安全巡查机制,安全管理人员要定期巡查施工现场,及时发现安全隐患并采取有效措施加以应对。同时,要加强对施工人员安全教育和培训,通过举办安全讲座、发放安全手册、制定安全管理奖惩制度等方式,切实提高施工人员安全防范意识,严格按照施工安全管理规定作业。
2.6提高施工现场管理人员业务素质
从近年来发生的工程建筑安全事故来看,许多事故都与施工现场安全管理人员业务素质低有直接关系,这应该引起施工单位的高度重视。项目经理的团队管理水平、业务熟悉程度以及遵纪守法意识都会影响到整个施工项目的进度、质量和效益。另外现场管理人员业务素质低下也会导致各种问题频频发生,严重影响工程顺利推进。因此,必须要加强施工现场管理人员综合业务培训工作,通过为他们提供系统完善的培训来提高其职业素质,同时加大人才引入力度,将更多专业性人才吸收到施工现场管理队伍中来,不断提高施工现场管理队伍综合素质。
支架制作、风管安装、水管安装、冷凝水排水管安装等项目是民用建筑暖通工程施工的重点,需要根据国家和行业的规范和强制规定进行有效监控和管理。民用建筑通风工程施工技术人员应该亲临现场主动参与监控与施工之中。在进行支架制作安装中,要注意组件的规格,各管道和设备对支架的负荷,支架的防腐处理;对风管的施工和安装过程成中必须保证风管的平直,特殊部分做好软连接;水管安装平直,减少空气驻留,过建筑变形缝接软管;冷凝水排水管应单独成系统,不应与其它排水管共用,减少系统内的阻力。对于风口、灯具和消防喷头应该注意布置的规范性和饰面与造型的相互协调性。
1.2民用建筑暖通工程施工的要点
民用建筑通风工程设计和施工应该尽量减少地热的损失,尤其要防止向下层户和外墙的散热;卫生间地热工程时,防水层应作在地热层的上面;冬季施工时应特别注意盘管内存的水应该及时排出,防止冻坏管路;盘管应该外穿波纹管,用来降低对混凝土膨胀作用和减缓盘管的氧化进程;暖通工程使用的混凝土配合比应该严格把握,水泥、沙子、水的比率要遵从设计比率。
1.3民用建筑暖通工程材料的质量
强化民用建筑暖通工程使用材料质量和规格的监督和检查工作,建立完善的监督制度,选择具有相应资质的供货商,需要提供完善的合格证书以及相关部门出具的质量检测报告。安排专门的技术人员对材料进行检查,只有达到相关标准的材料才能够进入施工现场,防止质量存在问题的材料对民用建筑暖通工程施工造成的负面影响。
2民用建筑暖通工程施工的技术要点
在进行民用建筑暖通工程施工过程当中,应该根据工程的实际情况,施工季节以及工程的进度情况,结合过往的民用建筑暖通工程施工经验,确定关键位置作为质量和技术控制的要点,提高对这些关键点的监督、检查和技术控制,从而保证整个民用建筑暖通工程施工的质量。根据整个工程的施工顺序安排好各个施工环节的前后顺序,然后利用民用建筑暖通工程施工经验对现有的工程施工中常见问题作为技术上的参考,同时结合本次工程的实际情况,参照国家相应的标准和规范,优化对民用建筑暖通工程施工实际的技术和质量控制体系,有针对性的增加和删除一部分环境,最终形成本次工程的技术要点。在根据过往经验中以往技术控制点管理的相关内容,同时参考现有工程的实际情况建立一套完善的技术管理制度,这样可以保证对技术控制点的有效管理和科学规范。施工的过程当中可以按照技术的控制要点进行重点的控制和管理,在管理过程当中应该随时根据工程的实际情况对没有设置控制点的位置进行相应的技术管理,对现有的控制点进行调整,使其最大限度的符合本次工程的实际情况。等到最后,将本次的工程技术控制点以及相对应的监督管理办法输入到数据库当中,这样为日后施工质量的控制提供了参考。