張喜軍

摘 要：對(duì)已有建筑進(jìn)行的綠色改造，不僅要在提高其應(yīng)用功能的前提下，還要提高房屋的安全性和抗震特性，從而提高其使用年限。此外，還必須對(duì)已有的結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行合理、高效的利用，要防止進(jìn)行大的拆除大的改動(dòng)，設(shè)計(jì)出一套安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的加固方案，如此，才可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：綠色化改造；結(jié)構(gòu)加固技術(shù)；實(shí)踐研究

1 前言

在建筑改造工程建設(shè)過(guò)程中，為了確保建筑工程的質(zhì)量，必須按照建筑工程的特定需要，采用適當(dāng)?shù)慕ㄖこ碳夹g(shù)，才能有效地利用該技術(shù)。采用了結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，既可以確保房屋的建設(shè)品質(zhì)，又可以最大限度地實(shí)現(xiàn)建筑本身的使用功能，在很大程度上可以提升房屋建設(shè)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上實(shí)行綠色節(jié)能化的房屋改造可以節(jié)約成本以及減少對(duì)環(huán)境的污染。

2建筑綠色化改造中結(jié)構(gòu)加固的重要性

隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)年久的建筑已經(jīng)到了需要加固改造的時(shí)候了，應(yīng)重視對(duì)建筑物的構(gòu)造進(jìn)行加強(qiáng)。因此，有關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)住宅的研究力度，為改善住宅的服役年限及工程品質(zhì)提供依據(jù)。若能將綠色環(huán)保概念引入到建筑改造中，則可提升使用者的生活感受，提升產(chǎn)業(yè)建筑的穩(wěn)定性。在建筑改造工程中，有關(guān)部門應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)建筑工程的加固工作，根據(jù)工程的具體情況，適時(shí)地對(duì)建筑工程的加固方案進(jìn)行修改，從而增強(qiáng)建筑工程的整體穩(wěn)定性。在工程實(shí)踐中，應(yīng)盡量降低工程所需的工程物料用量，以達(dá)到工程的最大經(jīng)濟(jì)效益。

3建筑綠色化改造中結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的案例分析

3.1工程概況

本文以杭州某煙廠廠房的改造為實(shí)例，這座工廠是在1995年建成的。并按照89系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和建設(shè)，該建筑的占地面積為三萬(wàn)多平方米，包括了地上三層和一層地下室。建筑高24米，占地68800平方米，地面建筑面積66210平方米，地下2600平方米，建筑基礎(chǔ)面積16161平方米，容積比2.06，外墻采用白漆，局部采用橘黃色的鉛板，部分房頂為瓦屋面，外墻沒(méi)有設(shè)置隔熱措施。在大樓的入口和一些拐角處安裝了少量玻璃窗。一樓位置部分設(shè)置有卷簾門。經(jīng)過(guò)幾年的工業(yè)化運(yùn)行，主體建筑部分部位混凝土出現(xiàn)了一定的碳化、腐蝕和裂縫，部分部位出現(xiàn)了水浸。砌筑墻體部分部位出現(xiàn)了明顯的開裂現(xiàn)象。屋頂?shù)姆莱睂佑妹黠@老化現(xiàn)象。此外，局部經(jīng)過(guò)改造，有些地方與原來(lái)的設(shè)計(jì)圖有出入。

3.2改造規(guī)劃

3.2.1場(chǎng)地規(guī)劃

該工程在前期的改建方案中，為了保證場(chǎng)地車輛和行人交通的流線設(shè)計(jì)的合理性，保留了場(chǎng)地的原始地貌又節(jié)約了資金。在周圍的建設(shè)道路上，可以基本達(dá)到消防車的通行需要，為汽車提供停車場(chǎng)，并在部分區(qū)域上沿著公路的兩邊進(jìn)行停車位的布置，整個(gè)建設(shè)地點(diǎn)的車行、人行路線都是明確、合理的，而且還有一條流暢的車行路線，這就使得這里的交通與消防的通行需求得到了更好的解決。在該項(xiàng)目的兩個(gè)中心綠地上，都采用了喬、灌、草相結(jié)合的復(fù)合植被，栽植區(qū)的覆蓋土壤厚度及排水性都符合植被的要求。

3.2.2改造后的功能區(qū)劃分

改造項(xiàng)目非常重視建筑的總體構(gòu)造的協(xié)調(diào)，降低了建筑裝飾的用量。按照修舊如舊的原則，合理地調(diào)整了房屋的外形。添加了小會(huì)議室和展廳區(qū)域和周圍的走廊，構(gòu)成了一個(gè)豐富多變的內(nèi)部空間，在不大拆、不大建的基礎(chǔ)上，對(duì)殘破的倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行了建筑的外部改造，并對(duì)建筑的室內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，從而讓建筑、院落等都具有了中國(guó)傳統(tǒng)建筑的特征。改建后的主要功能區(qū)劃分清楚，各區(qū)域的各部分通過(guò)有組織且清晰的空間框架，構(gòu)成了一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的整體。根據(jù)樓層數(shù)量和用途，共設(shè)有12臺(tái)電梯以及部分自動(dòng)扶梯，逃生通道的寬度和長(zhǎng)度都符合消防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3外墻屋頂保溫層的改造

原先的外墻主要白色為主，有些地方用的是黃色的鋁板，有些地方用的是沒(méi)有隔熱的瓦頂。在這一次的改建中，按照目前的國(guó)家規(guī)定，對(duì)屋頂、外墻和架空層進(jìn)行了外部保溫。在此基礎(chǔ)上，選用隔熱效果更好的窗戶，并在窗戶外面加遮陰。屋面使用：水泥砂漿+碎石鵝石混凝+擠出塑聚苯板+防水卷材、聚氨醋+水泥砂漿+爐渣混凝土、水泥砂漿+鋼筋混凝+石灰水泥砂漿，屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)K=0.46 W/（mf·K）。在室外使用的材料：聚合物抹面防裂泥漿+巖棉板+蒸壓加氣混凝土砌塊+水泥砂漿，外墻傳熱系數(shù)Kp=0.70 W/（nf·K）。在底層傳熱通風(fēng)，使用了以下材料：碎石，鵝石混凝土+鋼筋混凝土+巖棉板（擺錘法）+高分子表面防裂砂漿。窗戶采用隔熱的多空洞密閉金屬窗KS5.0，窗戶面積≥21%，傳熱系數(shù)為320 W/nfk，該產(chǎn)品具有0.86的避光系數(shù)，4級(jí)的氣密性和0.71的透光率。地板由：碎石，鵝石混凝土+水泥砂漿+鋼筋混凝土+夯實(shí)泥土組成。地板的傳熱率為K=1.04 W/（nf·K）。

4改造部分及結(jié)構(gòu)加固

4.1增加中庭采光井

原來(lái)的工廠沒(méi)有采光井。原有的廠房因其作為工業(yè)用途而存在，其進(jìn)深比較大，內(nèi)部的空間品質(zhì)不高。在改建的時(shí)候，增加了一個(gè)長(zhǎng)方形形狀的天井，讓各個(gè)區(qū)域的功能都變得井井有條，形成了一個(gè)可以分享樂(lè)趣的公共區(qū)域。經(jīng)過(guò)改造中庭能夠使各個(gè)功能區(qū)域的采光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境和室內(nèi)景觀環(huán)境得到明顯的改善。冬天，天井為密閉的大型溫室，春、秋天，天井為開放的，室內(nèi)外都能有很好的通風(fēng)。夏季，南窗百葉可以很好地遮擋太陽(yáng)，形成一個(gè)典型的遮蔭處。

4.2改造后的結(jié)構(gòu)加固

該工程在改造前后，其承載力、功能等方面都有了很大的改變，從而對(duì)相應(yīng)的建筑構(gòu)件產(chǎn)生了很大的沖擊。經(jīng)過(guò)分析，原來(lái)的設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)部件雖然都有一定的承載力和耐用性，但是它們都無(wú)法充分地達(dá)到未來(lái)的使用性能需求，因此需要對(duì)原有的部件進(jìn)行加固，這樣就可以將其從工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)綜合性的建筑。

4.2.1建筑結(jié)構(gòu)的鑒定

按照目前的國(guó)家相混凝土結(jié)構(gòu)加固的規(guī)定，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固進(jìn)行評(píng)估，并出具相應(yīng)的檢測(cè)報(bào)告。對(duì)原有建筑的可靠度進(jìn)行了評(píng)估，并對(duì)其抗震系數(shù)進(jìn)行了檢測(cè)。在改建之前，進(jìn)行建筑的安全可靠度評(píng)估，主要包含靜態(tài)評(píng)估和抗震評(píng)估，以便確定重建的范圍和內(nèi)容；對(duì)改造后的可靠性進(jìn)行評(píng)估，以確定改造后的使用壽命。

4.2.2改造技術(shù)以及材料的選用

由于建筑使用性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，造成了負(fù)荷的變更，需要對(duì)局部上空進(jìn)行拆除，因此需要對(duì)工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)。加固措施有：鋼筋混凝土澆筑工藝、碳素纖維加強(qiáng)工藝、鋼筋植入工藝等，碳纖維采用的HRB400鋼材碳纖維以聚丙烯腈基12 K及以下的小絲纖維，用特制的改良的A級(jí)環(huán)氧樹脂膠，阻銹劑用的是烷氧基或胺基的噴霧式防銹涂料。砌筑：底層下方的墻面由M0型水泥MU15型混凝實(shí)心磚砌筑而成。為緩解荷載作用，降低結(jié)構(gòu)的受力，為其他結(jié)構(gòu)的填充型墻和隔墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊其容重不得大于8 kN/m。

4.3加裝暖通空調(diào)

本項(xiàng)目在改建之前未安裝暖通空調(diào)，改建時(shí)應(yīng)參照我國(guó)對(duì)民用建筑的供暖的設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行具體的熱負(fù)荷和冷負(fù)荷的計(jì)算。分析了該大樓的使用特性及實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，提出了以大溫差、大容量、高效率的制冷機(jī)組及以真空熱水機(jī)組為主的新型制冷供暖的方案。在夏季的時(shí)候，所選用的三個(gè)離心冷水機(jī)和一個(gè)螺桿式冷水機(jī)，在所采用的空調(diào)水系統(tǒng)中，它的溫度為6度到13度，在使用離心式冷水機(jī)組時(shí)，為了提升在部分負(fù)載情況下的主機(jī)的能量效率采用主變頻技術(shù)，冬季采用兩個(gè)煤氣式的真空加熱單元，其供回水的水溫為55到60攝氏度。在此基礎(chǔ)上，對(duì)冷暖兩種不同類型的冷暖水進(jìn)行了一次水泵的可變流量和可變頻率的控制，使其能夠依據(jù)終端負(fù)載的改變來(lái)調(diào)整所需的給水，從而節(jié)約了能源。并對(duì)所有用能單位進(jìn)行分項(xiàng)測(cè)量收費(fèi)。

4.4供水和排水管網(wǎng)

4.4.1給水管網(wǎng)

根據(jù)本項(xiàng)目的最高用水量和最低用水量。在對(duì)給排污進(jìn)行改造的時(shí)候，要以建筑的種類和當(dāng)?shù)氐墓┧闆r為依據(jù)，對(duì)生活給水壓力進(jìn)行全面地使用，并通過(guò)城市自來(lái)水壓的方式進(jìn)行直接供水，以防止再進(jìn)行加壓。要針對(duì)每一個(gè)用戶的用水特點(diǎn)，在管道入口增設(shè)一個(gè)降壓閥門，將分配水點(diǎn)出水壓力控制在0.2 MPa及以下，這樣就可以降低由于水龍頭出水壓力過(guò)大而導(dǎo)致的水資源的消耗。在室內(nèi)的給水系統(tǒng)中，采用了MFPPR與FPPR的塑膠供水管，熱接合的方式。在室外埋管巷道中，采用的是球墨鐵制或鋼塑鋼制鋼管，二者采用的方法為橡皮墊片的承插式和絲扣聯(lián)結(jié)。選擇使用的是具有高性能的閥門和零泄漏閥門，并進(jìn)行了管道水壓測(cè)試，防止出現(xiàn)泄漏。在原有廠房的基礎(chǔ)上，大多數(shù)的給水和排水管線得以保存。

4.4.2節(jié)水設(shè)備

據(jù)相關(guān)資料顯示，目前全市用水中，生活用水已超過(guò)45%。用水器具是公用水網(wǎng)絡(luò)的最終一環(huán)，是與使用者有最大的關(guān)系，它的用量很大，而且它的應(yīng)用廣泛，與人們的日常生活有很大的關(guān)系，因此，要想在城鎮(zhèn)中實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源，最重要的方法就是強(qiáng)化對(duì)水資源的管理。

4.4.3對(duì)非常規(guī)水資源的開發(fā)

在國(guó)內(nèi)，因?yàn)橛^念和技術(shù)等方面的因素，非常規(guī)水源并未被充分地使用。但是，伴隨著水資源的日趨匱乏，水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)非常規(guī)水資源的使用已經(jīng)受到了越來(lái)越多的認(rèn)同和關(guān)注。非常規(guī)水資源的開發(fā)與應(yīng)用對(duì)于緩解水資源短缺，提高水資源的使用效率，減少水的污染具有重要的意義。由于在設(shè)計(jì)時(shí)就已將非常規(guī)水源的開發(fā)與建設(shè)納入到了規(guī)劃之中，因此，在建筑改造中采用了非常規(guī)水源，達(dá)到了節(jié)水的目的。本工程的屋頂上的雨水通過(guò)一套虹吸式的下泄裝置被集中到集水池里，經(jīng)過(guò)過(guò)濾和消毒后進(jìn)入中間儲(chǔ)存罐。通過(guò)再生水的變頻器增壓后，用于園林池塘的補(bǔ)充和綠化灌溉。

4.4.4其他節(jié)水方法的改造

本工程的其他節(jié)約水資源的方法有：在園林草地上推廣節(jié)水灌溉方式，如微型噴灌和滴灌；空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水為制冷塔回路，為了保持空調(diào)系統(tǒng)的平衡，在冷卻塔的蓄液區(qū)設(shè)置了連接管路。

5節(jié)電設(shè)計(jì)改造

5.1電力供應(yīng)和分配

在本工程的供配電體系，最主要的節(jié)約措施是：首先采用10 kV供電，在1層盡量靠近到負(fù)荷中心，并在地上設(shè)置10/0.4 kV變配電所，將中壓供電延伸到負(fù)荷中心，以此降低供電的距離，從而降低線路的損失。第二：根據(jù)民用建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)措施，本項(xiàng)目的變壓器安裝指數(shù)按照一個(gè)大型的商業(yè)大廈的變壓器的安裝指標(biāo)，其設(shè)計(jì)為170 VA/m%，并且其總的總裝機(jī)能力為9700 kVA。第三：根據(jù)負(fù)荷分布情況，選擇高效、低耗、節(jié)能的SC（B）11-Dyn11型變壓器，選用與其匹配的負(fù)載能力，以增加其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的操作模式（采用雙機(jī)結(jié)合的操作模式，且每個(gè)設(shè)備的負(fù)載比例約為75%）的操作。對(duì)相位進(jìn)行適當(dāng)?shù)胤植?，使三相盡量維持平衡，進(jìn)而對(duì)變電所的通風(fēng)降溫環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)變壓器的工作溫度進(jìn)行有效地控制。

5.2燈光裝置

在燈光的設(shè)計(jì)上，該工程將采用如下的節(jié)能措施：首先，選擇節(jié)能高效的光源和燈具，光源的選擇要根據(jù)其顯色性和啟動(dòng)時(shí)間的要求來(lái)進(jìn)行，在辦公樓中，則多采用節(jié)能燈和LED燈。

第二：在如鎮(zhèn)流器等照明配件的選用時(shí)：電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器用于日光燈，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器用于高壓鈉燈和鹵化物燈，其單個(gè)燈的能量系數(shù)不得小于0.95。

最后，在符合炫目極限及光照分布需求的情況下，要選擇具有高效率及高性能的照明設(shè)備。

5.3用電計(jì)費(fèi)制度

本項(xiàng)目的能量管理計(jì)量方式，包含：電力分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)、能量計(jì)量系統(tǒng)、流量計(jì)量系統(tǒng)及燃油計(jì)量系統(tǒng)，其中，分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁┤磕芎墓?jié)點(diǎn)的電耗計(jì)量。

6結(jié)論

結(jié)合該煙廠老舊廠房的綠色改建工程，論述了老舊廠房綠色改建中的一些重要技術(shù)問(wèn)題。本工程在“適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況對(duì)其進(jìn)行了針對(duì)性的調(diào)整。在綠色環(huán)保方面，做了大量的研究。包括采用的環(huán)保建造技術(shù)及特殊的加強(qiáng)構(gòu)造。具體內(nèi)容如下：灌膠、粘鋼碳纖維、植筋等高性能加固技術(shù)，綠色灌溉技術(shù)低壓無(wú)功補(bǔ)償和諧波降低技術(shù)以及能量管理測(cè)量系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)督管理系統(tǒng)等。綠色施工技術(shù)的運(yùn)用，注重的是最優(yōu)的結(jié)合，而不是盲目的堆積。該廠房的改建將各個(gè)單一施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了整合，并進(jìn)行了系統(tǒng)的整合和革新，從而獲得了很好的節(jié)約效果，為綠色化改造中結(jié)構(gòu)加固提供了有利的參考。

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