时间:2022-11-19 15:04:49
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑规范论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
函授本科毕业论文写作个人工作总结
在作毕业设计的这段时间,我按照预期进度安排,在老师、同学还有建筑公司的同事们的指导帮助下终于完成了设计任务。设计初期,我复习了《结构力学》、《钢结构》、《钢筋混凝土》等课本所学知识,查阅了《建筑设计规范》《荷载规范》等规范。在设计中期,利用所学专业知识进行建筑、结构设计。设计后期,主要进行图纸的绘制。
毕业设计是对函授本科所学知识的综合应用,是理论联系实际的训练。透过毕业设计,我复习了以前在课堂上学习的专业知识,学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。我深刻的认识到:作为工程师,就应具备严谨的科学态度,本着建筑以人为本的思想,力求做到安全、经济、实用、耐久、美观;设计过程中,就应严格按照建筑规范的要求,同时也要思考各个工种的协调和合作,还有建筑周边环境的考虑等等。这些就要求工程设计人员具备较高的综合素质,不仅仅要抓住建筑结构设计的主要矛盾,同时也要思考一些细节的问题。在毕业设计的过程中,我深刻认识到规范是设计的航标,务必多思考、多体会,在设计中严格遵守规范要求,同时在以后的学习和工作中,更加注重对建筑规范的学习,不断加强对建筑规范的理解,只有这样,才能较少错误的出现。
“三人行,必有我师”。在毕业设计的过程中,我与同学们相互学习,注重交流。遇到很多设计上的问题,我都做到不耻下问,不断向优秀的前辈们学习,得到了他们的很大帮助,同时自己也学习到了很多专业课堂上面没有学习到的实战经验。脚踏实地,认真严谨,实事求是的学习态度,不怕苦难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练,是对我实际潜力的一次提升,也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。
通过两年多的本科函授学习,我学到了很多土木工程专业知识,更重要的是有了较快掌握一种新事物的能力,建筑专业知识是我之前从未接触过的领域,不仅对我工作有很大的帮助,也提高了我相信继续努力必能成功的自信心。在思想觉悟上,我对自己始终有较高要求,能用科学发展观来认识世界认识社会,能清醒的意识到自己所负担的社会责任,对个人的人生理想和发展目标,有了更加成熟的认识和定位。毕业设计的写作是对两年多函授知识的实际运用,包括工程力学、岩土工程、结构工程的基本理论和知识,还有工程制图、工程测量、结构设计和施工等方面。在毕业设计的过程中,不仅巩固了我的这些专业知识,还使我掌握了文献检索和资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。
写作毕业设计的这两个月是我的一段难忘回忆。在我倘佯书海查找资料的日子里,面对无数书本的罗列,最难忘的是每次找到资料时的激动和兴奋;在设计论文大纲的步骤中,记忆最深的是每一步小小思路实现时的那种幸福感和成就感;为了毕业设计熬夜画图,但看着绘制好的图纸,心里满满的只有喜悦。这段时光看似荆棘密布,实则蕴藏着无尽的宝藏。
毕业设计写作期间得到了指导老师、函授站老师及一起做设计的同学们和公司同事们的指导、帮助,在此深表感谢。
在求职中,一份好的简历往往能为自己在面试的时候加不少分。由此可见,求职不单单是你有能力,有才华就能横行霸道的地方。往往,那些能力那么好,才华没那么出众,但在简历上下了不少功夫的人机会更大。
目前住地: 广州 民
族: 汉族
户 籍 地: 广东省 身高体重: 168 cm 65 kg
婚姻状况: 已婚 年
龄: 43 岁
求职意向及工作经历
人才类型: 普通求职
应聘职位: 建筑施工管理:初级工程师、建筑施工管理、基础地下工程/岩土工程:
工作年限: 19 职
称: 初级
求职类型: 全职 可到职日期: 随时
月薪要求: 8000--12000 希望工作地区: 广东省 广州 深圳
工作经历: 公司名称: 起止年月:2009-09 ~ 2010-02恒域建筑工程公司
公司性质: 民营企业所属行业:房地产,建筑,安装,装潢
担任职务: 兰乔圣菲花园四期——现场技术负责人
工作描述: 该项工程建筑面积为107580㎡地下一层直通地上三十层,也属于超宽超长工程而且抗震、抗收缩与防水要求都较为严格。特别是万科地产现时对建筑质量的要求和标准化做法,都有一套超越规范标准。作为现场施工技术负责人对施工组织设计的编写与现场技术操作管理与后浇带的安排、设置操作以及现时代的建筑规范规定都是能否和万科地产要求接轨及符合万科地产质量。如何保证在现时建筑市场进行科学施工管理与交付使用的直接因素。
离职原因: 在选择
公司名称: 起止年月:2006-09 ~ 2009-08广州市金辉建筑置业集团有限公司
公司性质: 民营企业所属行业:房地产,建筑,安装,装潢
担任职务: 金碧海岸花园1—15栋现场技术负责人
工作描述: 该项工程建筑面积为217580㎡地下一层直通地上三十二层,也属于超宽超长工程而且抗震、抗收缩与防水要求都较为严格。作为现场施工技术负责人对施工组织设计的编写与现场技术操作管理与后浇带的安排、设置操作以及现时代的建筑规范规定都是最后能否进行科学施工管理与交付使用的直接因素。
离职原因: 个人原因
公司名称: 起止年月:2004-09 ~ 2006-08广州市协强建筑工程有限公司
公司性质: 所属行业:房地产,建筑,安装,装潢
担任职务: 现场技术负责人
工作描述: 任电白县第一中学学生宿舍楼土建、装饰技术骨干,对质量、工期、投资三大目标进行控制,达到预期目标,受到建设单位和本单位领导的高度好评。
离职原因: 个人原因
公司名称: 起止年月:2001-09 ~ 2004-08广州市第四建筑有限公司
公司性质: 民营企业所属行业:房地产,建筑,安装,装潢
担任职务: 现场技术负责人
工作描述: 河南省开封市电信发射大楼项目(技术负责人)本工程才16层、全高达77.2m其中一层高达16m也属于超高工程。其高支模与外排栅的安全要求也是现建筑行业规范最大要求。本人作为施工现场技术负责人对施工组织设计编写与现场技术、安全操作管理都是最后能否进行正常施工与交付使用的关键工作。
离职原因: 个人原因
公司名称: 起止年月:2000-01 ~ 2001-08茂名市建筑工程有限公司
公司性质: 民营企业所属行业:房地产,建筑,安装,装潢
担任职务: 现场技术负责人
工作描述: 年珠海市中山大学教学楼项目(技术负责人)
长1080米,宽38.6米。面积约41688㎡,该工程最大特点是工期仅为300天,施工难度大,最后提前顺利验收,并得到珠海市建筑质量监督站及省建委高度好评。被评为“省级样板工程”。
离职原因: 个人原因
公司名称: 起止年月:1994-02 ~ 1999-12电白县第二建筑工程有限公司
公司性质: 民营企业所属行业:房地产,建筑,安装,装潢
担任职务: 现场技术负责人
工作描述: 1994-1995年广州市芳村区人民法院职工商住楼项目现场(技术负责人)
1995-1996年广州市同德村桥德花园商住楼项目现场(技术负责人)1997—10广州市越秀北路越良大厦项目商住楼项目现场(技术负责人)该项工程建筑面积为48800㎡地下二层地上二十八层,长135.46m、宽68.35m。也属于超宽工程而且抗震、抗收缩与防水要求都较为高。作为现场施工技术负责人对施工组织设计编写与现场技术操作管理与后浇带的安排、设置操作都是最后能否进行正常施工与交付使用的关键工作。
离职原因: 个人原因
公司名称: 起止年月:1993-01 ~ 1994-01茂名市建筑工程有限公司
公司性质: 民营企业所属行业:房地产,建筑,安装,装潢
担任职务: 现场主管施工员
工作描述: 广东省工业大学学生宿舍住宅楼项目现场(施工员)该工程首层内设学生舞台与会议厅,跨度分别为18m、25m,属于大跨度砼结构综合楼。其结构性能达到7级以上地震与安全使用要求;该项目完工调试使用达到设计要求。房间设备均能在正常范围。该项工程被评为“广东省重点工程”。 作为施工单位施工现场专业技术主管施工员,全面负责本专业统筹安排和协调工作。
离职原因: 个人原因
公司名称: 起止年月:1991-07 ~ 1992-12茂名市建筑工程有限公司
公司性质: 民营企业所属行业:房地产,建筑,安装,装潢
担任职务: 现场施工员
工作描述: 广州市火车南站工人宿舍住宅楼项目现场(助理施工员)建筑面积约12000㎡,层数七层,该项目作为优良工程要求来进行施工管理。经过精心施工,效果达到预期设计要求,并被评为“优良工程”。本人 协助本单位现场工程师进行施工技术管理、与资料整理现场签证等工作。
离职原因: 个人原因
教育背景
毕业院校: 北京自修大学
最高学历: 本科获得学位: YC200114213131 毕业日期: 2005-07-01
所学专业: 土木工程 第二专业: 土木工程
培训经历: 起始年月 终止年月 学校(机构) 专 业 获得证书 证书编号
1988-09 1991-07 华南理工大学 工业与民用建筑 毕业证书 9123198
2001-09 2005-07 北京自修大学 土木工程 毕业证书 YC100085132005214131
语言能力
外
语: 英语 良好
国语水平: 精通 粤语水平: 精通
工作能力及其他专长
本人在建筑行业经过多年的施工工作和实践经验,直接利用现代建筑科学基本知识。在建筑施工的组织和管理方面都有较强能力。对施工规范规定及安排施工人员工作方面都有很高的专业技能。最是特殊施工作业(深基坑的支撑支护,描杆描索;后浇带,大体积砼浇筑超高大支模,外排脚手架,出料平台,塔吊、人货梯等)组织设计与施工方案篇写才是本项。
详细个人自传
关键词:外墙渗漏;裂缝;天花板
中图分类号:TU761.11
1.教学楼中的渗漏现象
通过平时对教学楼内、外墙面,天花板等的观察,经过与建筑规范及博硕论文的对照分析,并与实地考察获得实物图片,重点挖掘其存在的安全隐患和不合理性。
2.1 天花板渗漏
2.3 治理方法[2]
(1)是如果防水层混凝土表面出现起壳、起砂及表面风化、疏松等现象,应先将损坏的部分剔除,表面凿毛并清理干净,然后宜用聚合物水泥砂浆(厚度不应小于10mm)分层抹平,压实至原混凝土防水层的标高。
(2)是有条件时,在修补后可在刚性防水层表面增加防水涂膜保护层。
3 教学楼中的裂缝现象
3.1 外墙裂缝
建筑物的外墙易被大雨、暴雨浇淋。而西安每年降水量较多,尤其是如今的夏季更是连绵几天下雨,因此,修远教学楼的外墙就更易出现裂缝,从而出现渗漏现象。见上图
3.2 原因分析
(1)墙体砌筑裂缝。1砌筑砂浆强度等级偏低,砂浆类别使用不当,可造成强度降低,砌筑整体性差,易过早出现风化、酥松。2砌体施工过程中砂浆不密实、不饱满而产生的通缝、空缝、瞎缝引起的裂缝。
(2)墙体装饰面层裂缝[3]。1根据建筑外墙防水防护技术规程(JGJ/T 235-2011),墙面勾缝处的砂浆强度等级不够,厚度不够,疏密不均。2未掌握不同外墙砖的材质、材性和其含水率施工要领、操作方法。
3砂浆外粉刷施工工序掌握不当,基层处理过湿或过干,浇水不足或浇水过度均会引起面层脱缩。
(3)变形引起裂缝
地基不均匀沉降横墙间距过大,砖墙转角应力集中处未加钢筋,门窗洞孔过大,变形缝设置不当等因素都可以使砌体墙身因强度、刚度,稳定性不足产生结构变形裂缝。
(4)湿、温度变形引起裂缝。墙身因材质膨胀系数不一致,日照的时间、方位不等,经过西安较大幅度的湿差变化,以及风压和温差的变化,产生不均匀的收缩和膨胀而引起裂缝。3.3 治理办法
(1)标本兼治,综合治理[4]。外墙渗漏现象涉及到建筑材料、建筑施工、建筑设计、建筑管理等多个学科。我们应根据外墙的渗漏原因、程度,选择适当的材料和工艺,有针对性地治理。另外,外墙各构造层次之间应粘结牢固,并宜进行界面处理。界面处理材料的种类和做法应根据构造层次材料确定。建筑外墙防水防护材料选用时应根据工程所在的地区的环境以及施工时的气候、气象条件选取。建筑外墙外保温的相应做法要求按《外墙外保温工程技术规程》JGJ 144规定执行[5]。
(2) 治理外墙渗漏的一般方法。
1用喷水枪将应防水补强的外墙面清洗干净,外墙面做到无油,缝隙中不留尘土和水泥松散颗粒;
2待墙面干燥后,将孔、洞、缝隙补实,并达到与原墙面颜色一致;
3最后用外墙防水剂从上到下,从左到右,密实的喷涂2遍,每遍间隔24h;
4检查发现漏补、漏喷处,重复上述三项。
4 结 论
外墙渗漏严重将会降低工程结构的耐久性、安全性,因为砼中存在空隙裂缝,砌体的块材和砂浆中也存在空隙和裂缝,外墙渗漏后,水进入其中,如遇气温降至零度以下,则水结成冰,其体积膨胀约90%,将直接挤压材料,致使材料表层剥蚀;同时内部剩余水被挤压,使材料内部也产生压应力,从而引发裂缝,或致使裂缝进一步扩展,这种现象称之为冻蚀。材料的孔隙率越大、裂缝越多、含水量越大及湿度越低,则冻蚀越严重。虽然目前修远教学楼的裂缝较小,还构不成危险,但随着使用年限的增加,若置之不理,冻蚀会越来越严重。冻蚀的结果导致材料的截面不断减小及裂缝不断增多增宽增长,材料的承载能力也不断下降。砼保护层被破坏,还会导致钢筋锈蚀,则钢筋的截面会不断减小;另外钢筋锈蚀其体积膨胀约1-4倍,则会挤压砼,从而引发裂缝或裂缝进一步扩展,甚至崩脱砼保护层。所有这些都将会导致结构耐久性和安全性降低。
参考文献:
[1]沈春林,王玉峰,苏立荣等.建筑的渗漏与防治[M].北京:中国建材工业出版社,2008.
[2]沈春林,苏立荣,李芳.建筑防水工程问答实录[M].北京:机械工业出版社,2008.
[3]王新民.新型住宅小区防水工程施工与渗漏治理实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[4]王新民.外墙渗漏原因及治理要点[J].中国建筑防水,1998(2).
他不是医务人员,却比医务人员懂得的专业知识更广,医务人员有了问题来向他咨询;
全市有多少座专科医院精于哪些专科,坐落在哪,他了如指掌;
医院怎么建更科学,他说得让人心悦诚服;
他是搞设计的,他跑了好几趟到外地,为的不是要揽到一个项目,而是说服人家不要上这个项目;
他及他的设计团队获设计大奖,声名远扬,邀标者日众,应接不暇;
他就是天津市建筑设计院医疗建筑设计所所长孙鸿新。
让我们从迁安市人民医院中标工程开始来认识孙鸿新及其团队。
2007年11月26日,迁安市人民医院建设招标现场,来自加拿大及中国香港、台湾地区的多家大型建筑设计公司以及内地多家大型建筑设计企业云集在此。这一天,是该医院建设工程开标的日子。
高手云集,每个参赛设计者都惴惴不安。这是一个“效益工程”,因为设计方案若中标,一等奖仅奖金就100万元;二等奖奖金60万元;三等奖奖金也有40万元;这还是一个“面子工程”,参赛者都是医疗建筑设计领域中的高手,如若中标,那就是强中夺魁,设计水平非优秀所能概括和形容。因此,竞标者都铆足了劲。天津市建筑设计院医疗建筑设计所也在其中,他们已经过初评、复评,由参赛的20多家设计单位进入到决赛阶段,与5家设计单位进行最后的博弈。
会议从上午9点一直持续到下午4点钟,当所有的设计单位介绍完标书之后,天津市建筑设计院医疗建筑设计所所长孙鸿新已成竹在胸。果然,经过专家评委的投票推选,建院医疗所的方案获得第一名。他们的实力与水平在与高手的博弈中得到了验证。 迁安市人民医院是他们众多设计成果中的一个。此前,天津市建筑设计院已完成了天津市人民医院、海河医院、天津市中心妇产科医院等20多个大型重点医疗单位的方案设计,改造的中小型医院更是遍布天津市。孙鸿新是天津市建筑设计院副总建筑师、正高级建筑师。多年的医疗设计经验、独特的设计理念、突出的成就使他还荣任全国建筑设计协会医疗建筑设计分会理事和中国卫生建设专家咨询委员会委员,成为天津市获此殊荣的惟一一名医疗建筑专家。凭借医疗建筑设计的深厚功底,他在专业学术理论上也取得了显著的成就。他撰写的《浅谈天津市新建人民医院工程设计》、《天津市中心妇产科医院》等多篇学术在《建筑创作》等刊物上,还在中国医院协会与中国建筑学会举办的“2006北京医院建筑设计及装备国际研讨会暨展示会”上发表了《从辽原市中心医院火灾谈住院部防火设计》的论文。多年来,他的设计作品多次获奖:天津市人民医院荣获全国十佳医疗建筑设计奖、天津市规划设计一等奖;天津医科大学第二医院外科系统综合楼荣获天津市优秀勘察设计三等奖。
战略调整为专业做精创造条件
天津市建筑设计院医疗建筑设计从建筑设计中独立出来始于5年前。
为顺应国家医疗事业发展的形势,2003年底,天津市建筑设计院党委决定进一步加强专项设计力量,集中优势兵力,在专项设计领域做精做专,将孙鸿新从原来的综合设计所调出来,成立医疗建筑设计所,全力研究医疗建筑设计。
院领导班子决定后,孙鸿新毫不迟疑地放弃综合设计所副所长的职务,组织一群年轻人专攻医疗建筑领域设计。成立初期,所里不足10人,大部分还是初涉医疗建筑的年轻人,而且院里划拨的资金相当有限,以至于首个医疗项目的装修设计费用都是所里自发筹款。这种情况丝毫没有动摇孙鸿新和所内成员把项目做精、打造天津市建筑设计院医疗设计品牌的决心。
刻苦钻研为专业做精积蓄能量
战略调整,无疑为孙鸿新及其团队集中力量把医疗建筑设计做精做专提供了施展才能的舞台。
医疗所成立后,为了紧跟国际发展趋势,把握新技术,孙鸿新带头学习国内外医疗建筑设计的先进理念,钻研建筑技术与医用科学知识。图书馆里有他翻阅文献的身影;电脑里、工作薄上记载的是他搜集的大量医疗资料;书柜里、办公桌里是他摞起的厚重的医疗书籍。
为把专业知识融入实践、融入设计,孙鸿新带领团队去现场、进工地,实地研究医疗建筑作品。几年来,他们走访了国内外大大小小的城市,详细研究医疗建筑的每一个细节、每一个创新点,实地考察的笔记装满了整整3个柜子。
除了医务工作者,一般人是不愿进医院的,但是孙鸿新却有空就往医院跑。他实地考察怎样的设计更满足医疗需要,更符合人性化要求。他还经常和医学专家交流、和投资方沟通,与医生和病人交谈。他对医疗专业知识的精通连医疗卫生部门的专业人士都惊叹,对医疗设备的了解比专业人员还专业。一些专业人员可能只对某一方面的设备了解,而他却对哪个方面的设备都熟悉。甚至有的医院进设备,医务人员要请教他,可不可以进这样的设备,放在哪里合适;有的医院要扩建也来向他咨询。前两年,某医学院附属眼科医院要扩建,为了节省投资,他们购得一处办公用房想改造成为眼科医院用房。该院书记、院长到所里来咨询,孙鸿新了解情况后,认为改建并不经济。孙鸿新列举了眼科医疗设施所需要的条件,如,手术室操作台的高度按规范标准,要求房屋的净高必须达到3.5米,而这座办公楼的层高达不到;一般办公楼的电路是一路,而医院需要三路电,用电必须增容;医院窗户的气密度要求高,而办公楼窗户的气密度是达不到要求的,窗户必须得换;楼梯的宽度也不符合医院要求,电梯也没有,如要在楼内改造加电梯,地坑问题不好解决,要加在楼外,规划上能否允许,等等。这样算下来,不但不省,还不符合医疗建筑规范要求。孙鸿新的分析,使咨询者佩服得赞不绝口:你真是比我们还专业!
孙鸿新是专家,凡是接触过他的人无不为他专业知识的丰富而折服。但是他知道,自己不仅是专家,还是所长,他要把全所的人都带成专家。
建所之初,除所长孙鸿新、副所长梁晓明和王秋利等少数同志有过医疗建筑设计经验外,其他大部分同志都对医疗设计不甚了解,有的是刚刚走出校门、从未接触过医疗设计的大学生。针对这种情况,所领导班子制定了一系列学习提高措施,如定期开展方案研讨和学术交流会,将工程实例分析与医疗建筑规范学习相结合,让职工在灵活的学习方法中掌握医疗设计规范;所里还将每周五下午定为所内青年读书活动时间,交流设计心得,探讨技术难题,使大家的设计水平在交流中得到提高。
厚积薄发赋予医疗建筑新的生命力
经过对医疗建筑的长期专业化研究,孙鸿新对传统医疗建筑存在的弊端、需要改进和优化的地方已经了然于胸,他的脑子里不时地闪现出理想的医疗设施模式。这就是:在功能上尽最大可能满足医患需求,对投资方来说,要最大化的发挥投资效益;对患者来说,要有最舒适的就医环境;从建筑设计的角度讲,建筑的设计、布局应该具有时代感,总之,这种模式是建筑艺术与医疗功能相结合的完美作品。
医疗建筑设计不仅对设计专业有较高的要求,而且要求设计师具有展望未来发展的能力,因为随着社会的发展,人们的需求也会随之发生变化,医疗建筑一旦建成,设计师就很难有校正的机会。为了尽可能地减少遗憾,孙鸿新尽管有着丰富的设计经验,每接到设计任务他都要设计出很多方案进行比对。如一个出入口,他要设计出七八个方案,反复考虑,哪个最合理,不但现在适用,将来也不会有缺憾。
采访中,我们深切地感到,迁安市人民医院项目设计方案之所以中标,最重要的原因就是他们把这种尽量不留遗憾的理想医疗建筑模式在这里付诸实施,并倾注了全部情感。
迁安市地处“京津唐秦承”城市圈的中心位置,矿产资源丰富,经济实力雄厚。首钢的70%%已经迁往该市,今后还将更快发展,但该市缺少与人口配套的综合性大型医院。为此,迁安市政府决定建设一所总建筑面积159384平方米,总床位数1039人,集医疗救助、保健康复、疗养休闲于一体的综合医院。
面对这样一个建设项目,更坚定了他们按照科学、合理的原则去设计的信念。接到标书后,他们没有完全按照建设方的要求去设计,而是根据多年的设计经验,融入新的理念,提出改进建议。如建设单位在设计任务书中要求设置1000个停车位,并要求75%%为室内停车位。经过分析,他们认为这种设置既不经济,也不方便就医者。其一,室内停车占去三万多平方米的建筑面积,势必挤占其他医用建筑面积;其二,将病人的车辆置于室内或地下,就医者面对复杂的标识,繁忙出入的人流、车流并不适宜。为此,他们建议,室内停车数量不超过总停车数量的40%%。而且,室内停车场主要作为医院员工车辆使用,因为,医院内部车辆出行时间比较有规律,便于管理,有利于地面人、车、物流的组织。这个既入情入理,又经济适用的建议很让建设单位佩服。
又如,建设单位要求建设一个中心血站,并规定了具置。孙鸿新经过分析认为,血站采集的血要经过医院血库技术处理后才能给患者使用,没必要离患者近,其位置应该临街,方便献血者。
建设方想到但是不周到的,孙鸿新想到了;建设方没有想到的,孙鸿新也想到了。在前期考察中,孙鸿新发现迁安是一个以钢铁带动发展的城市,有矿产、钢铁厂、化工厂,而且,所处位置四通八达,这无形中增加了突发危险事件的几率。为此,他们建议在急诊区域增设创伤及突发事故、群发事故抢救设施,其能力要覆盖周边地区。
除了医患双方外,他们还考虑到陪诊人员。将门诊大厅与两侧的门诊科室之间的区域留给陪诊人员,并设计种植绿色植物,既调节病人及家属紧张的心情,又能够美化环境。
在整个医院的建设布局中,也处处体现着这种以人为本的设计理念。
医院的出、入口因不同的需要而分向设置,最大程度地减少大型医院对城市道路的压力。在医疗区的布局上,改变过去传统设计的“王字型”和“山字型”结构,主体建筑采取现代化的医疗街模式,简化了就医环节。建筑物采用“V”字形平面设计能够让北朝向的房间也能得到些阳光,满足了采光的均好性。从空中俯瞰,“V”字形的建筑似“燕山脚下两只飞翔中的燕子,即寓意健康和活力,又暗合了迁安市燕山脚下的位置特点,如同一件现代雕塑,极具个性”,达到了建筑的外在美与医疗建筑使用功能完美结合的效果。
这样一个充满着人文关怀的设计方案,这样一个将建筑艺术与医疗使用功能完美结合的设计方案,怎能不一举夺魁。
此方案中标后不久,陕西省渭南市要建一座医院,该市书记、市长亲自在全国多家设计单位中经反复考察比较后,将这座规模1000张床位、总建筑面积10万平方米的现代化医院的设计项目交给了他们。以人为本有所为有所不为
秉承天津市建筑设计院“服务社会、做良心设计”的理念,多年来,以维护国家利益、患者利益为出发点,该干的干,不该干的坚决不干。
山东某市政府曾找到孙鸿新准备建造一大型医院。孙鸿新在对当地人文情况进行调查后,认为拟建项目规模过大,建成后可能会使医院的使用效率低下。于是,他往返几次,劝说业主不要建如此规模的医院,不仅对资源造成浪费,还大大加剧了日后管理难度。听了他的建议,当地政府不无感慨地说:“你们让我们看到了真正的专业精神。”
乡镇医院改造及建设工程的设计费用很低,但孙鸿新觉得这是一项功在当代、利在千秋的事,设计费再少也值得。一次,孙鸿新带领几位设计人员到蓟县一所乡镇医院考察。一进门,大家就被眼前的景象惊呆了,一排破旧的砖房组成门诊室、手术室、病房和药房,整个医院的医生、护士连同门卫等工作人员加在一起只有五六个人。在砖房的一侧立着几只大水缸,水缸中的水就是用来进行各种手术的。昏暗的病房里面是锈迹斑斑的病床,其简陋程度令人难以想象。从医院出来,大家心情都很沉重,一路上大家一言不发,但人人心中都有一个信念,那就是一定要设计好每一座乡镇医院。
那时候,医疗所刚刚起步,所里还没有自己的办公用车,蓟县最远的一个施工现场,往返路程打车费就要400多元。在设计费不高的情况下,设计成本加大,但是,大家仍然没有耽误工程进度。
作为二十世纪最具影响力的建筑史家之一,意大利著名建筑理论和建筑历史学家弗雷多・塔夫里以其精深的哲学思辨名扬建筑学内外。塔里夫的作品中对意识形态的批判和历史计划的先锋研究对于我国世界史理论和实践的发展以及学科建设,都提供了众多有益的启示。本文通过对塔里夫作品的背景、内容与方法进行诠释与分析,希望对建筑微观史学研究有所借鉴。
关键词:塔夫里 建筑设计 建筑微观史 研究
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
威尼斯的尾声(Venetian Epilogue)是塔夫里《文艺复兴诠释》的最后一章,这一章的副标题是“雅各布・桑索维诺:从创新到程式” (Jacopo Sansovi o from Inventio to Consuetudo
),在本章中,塔夫里用微观史学的研究方法,对文艺复兴晚期建筑师雅各布・桑索维诺在威尼斯的一系列建筑实践进行了诠释解读,作者所选的四个作品分别是:
为维托・ 格里马尼所做的未实现的设计(The unrealized palace for Vettor Grimani)
多浮林府邸(Palazzo Dolfin)
科纳府邸(Palazzo Corner)
列昂那多・ 莫罗府邸 (The Case Moro)
1.背景
塔夫里对于Machuca和Siloe在西班牙的建筑设计活动的研究,从他们诠释人文主义信息的不同方式引出了欧洲如何接受这一新的建筑语言的问题。而这实际上又是对研究1527年的罗马大劫,以及这场劫难对城市赞助和实践所产生的影响之后的一种承接,查理五世位于格拉纳达的宫殿,以及桑索维诺在威尼斯的建筑,都是一种“大劫的灾难性大火后遗留下的某些最重要的灰烬”。
塔夫里认为,某一文化体系在接受一种非本地的语言模式所主导的更新时,会遇到延迟(delay)、抵制(resistance),并会涉及到一些精神上的决定因素(mental determinants),而这一过程产生了适应、变形、演绎和混合(adoptions, distortions, interpretations & hybrids)。 和前一章一样,塔夫里的研究过程并非针对整个外来语言如何被接受的问题,而是关注于一些特定的建筑。因为“针对某一领域的杰出人物的研究并不能产生一个一般性的假说,但是针对他们的那些富有史学说服力的片段(episodes selected for their historiography hypothesis )进行深入分析会对研究产生特殊的价值”,这也是作者使用微观史学方法的意图所在。
如同将凯旋门放在圣马可广场一样,外来语言在融入的过程中遇到了与原有城市结构的冲突和与基本前提(basic presuppositions)的冲突等问题。在经历了1527年的罗马浩劫后,威尼斯与罗马教廷开始经历持续的、公开的政治对抗,对“新”的接受在一定程度上意味着威尼斯放弃其独立的地位。威尼斯的特质被认为是神圣的,贵族成员之间相互协调的理念以及宗教自豪感和市民自豪感的融合更多的提供了一种参照标准,而缺少自,缺少发挥余地。15世纪的“新拜占庭主义”是威尼斯在面临与教廷关系紧张的背景下,对其自身特质的再次肯定,在这时的语境下,古代的建筑学被认为具有罗马的含义(acquired a “Romanist” significance)。 建筑师只能采用具有反抗意义的形式(patterns of resistance),并且被政府工程和经验主义知识所限制。例如,应用穹顶来表达威尼斯共和国“初始的平等”(original equality)这一理念。
然而,如同在西班牙那样,混合和交汇的形式仍然是16世纪的威尼斯建筑学的一个重要组成部分,展示了一段与“新拜占庭主义”缠绕的历史。塔夫里选择分析罗马大劫后离开罗马的建筑师桑索维诺,分析其“现代”罗马建筑语言与其实际身处的威尼斯语境之间的斗争。
2.内容
为维托・ 格里马尼所做的未实现的设计(The unrealized palace for Vettor Grimani)
塔夫里关注了这一作品中出现的轴线旋转这一罗马传统,这有助于在不规则的场地上获得规则的几何空间。同样,庄严的楼梯、没有柱廊、两个连在一起的院子也是罗马传统的要素。方案对于罗马特征的炫耀使其在在威尼斯和罗马之间紧张的政治气候下并没有获得实现。
多浮林府邸(Palazzo Dolfin)
这一方案的主题是混合,即某种杂交形式。例如建筑的正立面中含有多立克、爱奥尼和科林斯全部三种罗马柱式。但搁于底层两个矮拱之上、二三层连续的四个开间则具有威尼斯群窗的传统,巨大的中厅从正立面到背立面,穿过整个建筑。
科纳府邸(Palazzo Corner)
这一方案是桑索维诺在威尼斯所做的最令人印象深刻的作品,也是最“罗马式”的――业主需要使府邸表现一种古罗马精神。塔夫里认为底层贴以粗面石的三个一组的拱门、上层拱边的双柱可能与罗马的拉斐尔宅邸相关。建筑也采用了一些罗马风格的装饰,创新被更多的服从于世俗,彰显出这一家族的地位以及业主对于罗马的忠诚。
同样这一作品将罗马和威尼斯实例进行了的综合,具有威尼斯本地化的一些特征,除了群窗之外也包括平面上更加伸长的中庭――因为其中的生活模式与其他威尼斯贵族相比并没有多少不同。这一建筑的重要性在于它使威尼斯府邸建筑规范化,具有了更为纯正的古典色彩。
列昂那多・ 莫罗府邸 (The Case Moro)
最后一个作品被认为是某种巅峰之后的转折――因为它看上去完全服从于威尼斯传统,这一做法被视作对主导性的罗马古典语言的批判。建筑师运用地方建筑的简单元素如单拱和三拱、烟囱以及大门,在正立面中获得一种节奏,它和某种室内的类型学紧密相连。从业主的角度看,也反映了列昂那多・ 莫罗对展示奢侈所做的批判。
3.方法
3.1.对象选择
微观史学试图通过研究某一微观现象时折射出更多的内容,因此这一研究的一个重要的基础是对于研究对象的选择。许多人仅仅强调研究对象的独特性,理解为一种不寻常的意外事件或者新奇的传记经历。有关它的史料也是不一般的,非典型的。但另一些微观史学家则强调,理想的是寻找一种既独特,又正常的研究对象。它本身是正常的、非病态的,但它又是特殊的、独特的、个别的――它被事件后来的发展挤到了历史过程的边缘。
正如塔夫里选择的桑索维诺,出生于佛罗伦萨,19岁时来到罗马并成为伯拉孟特圈子中的一员,在后来的20多年中一直在罗马和佛罗伦萨以建筑师的身份进行艺术活动。可以说在一开始桑索维诺所活跃的地区,罗马和佛罗伦萨均是文艺复兴的中心城市,但是1527年的罗马浩劫导致了他移住威尼斯,两年后被任命为威尼斯共和国的总建筑师,其后便主要在这里从事建筑实践,这实际上意味着他“被挤到了历史过程的边缘”。
这一选择的成功在于:
第一,对桑索维诺的研究可以描绘出16世纪意大利文艺复兴的中心地区(即受影响较大的地区)与边缘地区(即受影响较小的地区)之间的差异和相互关系。
第二,从桑索维诺的一些特定的建筑,可以在一定程度上反映文艺复兴的“现代”罗马建筑语言作为一种“外来语言”如何被接受的问题,可以描绘出一段适应、变形、演绎和混合的过程。
另外从侧重点上讲,塔夫里的这一研究更侧重于意大利微观史学研究的“文化微观史”,即通过历史资料的重新挖掘和整理,运用大量细节的描述、深入的分析重建一个微观化的个人、家族或是社区。
3.2.切入点
在选择好了研究对象之后,塔夫里选择了两个重要的切入点:
第一,桑索维诺想如何做,他一开始进行的思索和解决方法可以反映出他之前所受到的文艺复兴“罗马语言”的影响。
第二,桑索维诺受到了哪些限制和影响,这些限制和影响即可以是客观的,比如地段、结构、预算,也可以是主观的,比如当地的生活传统,以及他的贵族业主的政治取向(political orientation)和艺术品位(artistic tastes)。
这是一个互动的过程,在受到限制和影响后,桑索维诺最初的想法无法实现(第1个实例),需要作出修改。而在修改的过程中,出现了坚持和放弃两种结果。坚持的部分可以视作桑索维诺在威尼斯的语境中作出的探索和改造,放弃的部分则可以视作为一种妥协。
3.3.资料寻找
塔夫里的天才还表现在他选择史料的方法。对微观史学来说,史料的特殊性和多样性是十分重要的。除了有关政府、国家机构、经济、统计等通用的各类史料外,有关低层民众的史料、个人的和私人的档案、地方的档案、口述的史料,关于普通人日常生活、精神生活等的各类资料,都需特别注意,并应设法收集和保存。而塔夫里的文献学探寻不仅延伸到文献原典中,而且延伸到建筑模型、草图和建造作品本身,以及它们相互之间的关系中。
在这一研究中,资料的寻找与两个切入点密切相关。
第一,研究桑索维诺想如何做,塔夫里去寻找当时他的一些手稿(包括保留下来的他的日记、书信以及草图),文章中有几处直接引用了他自己的话语。
第二,研究桑索维诺受到的限制和影响,塔夫里对桑索维诺接手这一项目时的背景进行了深入研究。
塔夫里对当时威尼斯府邸建筑和业主资料的掌握达到了惊人的程度,例如,他可以列举出桑索维诺接手某一项目时,同时期有哪些其他的府邸正在建设,哪些府邸已经建成并且获得一定的认可。在这个基础上,塔夫里便可以判断出对于威尼斯来讲哪些语言是本地的,哪些是外来的,哪些外来的语言正在被接受,哪些不被接受,更重要的是哪些语言是桑索维诺独创的。同样对于业主资料的掌握,可以使塔夫里解读出哪些建筑的业主支持展示荣耀和奢侈,哪些对此持批判态度。
综上所述,塔里夫为维托・ 格里马尼所做的未实现的设计、多浮林府邸、科纳府邸及列昂那多・ 莫罗府邸的设计理念,反映出其研究的过程和整个设计过程密切相关,是对当时设计过程的再现与思考。 塔夫里最为重要的是抓住了桑索维诺的设计的某个具备 “罗马语言”的出发点,这一出发点一直被他以某种形式保留下去,与这一出发点引发的冲突链被不断的以妥协的方式消解。塔夫里的《文艺复兴诠释》展示的观点对建筑微观史学的研究与借鉴发挥着重要的作用。
参考文献
学术期刊
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王挺之.社会变动中的群体与个人――新微观史学述评[J].史学理论研究,2002(4)
像长兴县这样的新时期档案馆建筑,目前浙江省不断涌现,如功能布局合理、充分体现文化名城内涵和水乡文化个性,因而获得“全国档案馆建筑综合设计优秀奖”的嘉兴市档案馆,今年已投入使用。自2000年到2004年6月底,浙江省竣工、在建、设计和立项的档案馆共有37个。其中已竣工的新馆13家,正在建设的5家,正在设计的8家,已立项的11家。
回顾和展望
浙江省的新馆建设,大致经历了以下三个发展阶段:
第一阶段,酝酿筹备阶段。在2001年召开的全省档案馆工作会议上,明确提出“十五”期间全省档案馆工作的首要任务是:抓住文化大省建设契机,大力推进档案馆基础设施建设,通过新建、改建和扩建等办法,建成一批选址得当、功能齐全、结构合理、符合档案馆建筑规范、面向社会开放的现代档案馆,以解决当时档案馆普遍存在的馆址闭塞、面积偏小、功能不全、设施陈旧等问题。在建筑规模上,首次提出市县区的档案馆面积应不低于8000m2、5000m2、4000m2,在馆库功能设计上,提出采取密集架库房、技术用房和大开间服务场所三者整体配套的新模式。同时,对准备设计和立项的杭州、宁波、温州、湖州、海盐等20多个综合档案馆进行调查摸底、重点指导、积极引导,使大家对综合档案馆新馆建设的认识提升到一个新的高度,抛开传统的建馆就是建库房的陈旧观念,为全省新一轮档案馆建设的顺利、健康、稳步发展打下基础。
第二阶段,发动推进阶段。随着越来越多的档案馆建设项目列入规划和获得实质性进展,如何加强档案馆建筑的宏观指导和政策引导,在建设前期规范和推进这项工作?熏逐渐成为档案馆工作的迫切问题。2002年10月在杭州召开的全省档案馆建筑研讨会上,国家档案局有关领导和国内档案馆建筑方面的专家作专题报告,同时发放了国内外优秀档案馆建筑汇编图册,省内正在设计和建造的几家档案馆也以论文形式总结和交流了建馆经验和教训。会议的召开使大家在新馆设计理念、建设规模、功能布局等方面澄清了认识,理清了思路,增强了建馆紧迫感和责任感。会后,不少正在争取立项和设计的单位根据会议精神,及时调整了原先的新馆申请报告和设计方案,在选址、建设规模、功能布局等方面重新规划,并积极争取当地领导和有关部门的支持。为了巩固会议成果,省局随后会同省建设厅联合印发了《浙江省实施〈档案馆建筑设计规范〉的补充意见》和《关于对全省综合档案馆新馆立项及建筑设计方案上报省档案局审查备案制度的通知》,并将档案馆基础设施建设明确列入省委办公厅、省政府办公厅“关于加强新时期档案工作的意见”。同时,指定专人负责档案馆新馆的监督和指导,及时审核和调整设计方案。通过这些措施,极大调动了各地的建馆积极性,档案馆基础设施建设开始进入了历史高峰期。
第三阶段,总结提高阶段。2004年,省档案局组织正在设计、建设的22家召开了新馆建设情况交流会,会议以实施新时期档案馆建筑新理念,建设一个开放性、文化性、现代性、标志性、多功能的档案馆为主题,主要目的是进一步做好新馆设计和建设,搭建一个在建、设计单位之间互相取长补短、总结经验、获取教训的交流平台。会前和会议期间,省局组织有关单位参观了外省新馆的建设、布展、设备配置情况,深入交流、探讨当前新馆建设中的突出问题和当前影响新馆建设的一些主要因素。根据各地意见,省局决定,组建由已建、在建档案馆中有一定经验的人组成的专家咨询组,帮助各地把好设计关,解答新馆建设中的问题;不定期以简报、信息等形式在网站、杂志、信息上公布各地建馆进度、经验和教训等;专门成立档案馆智能布线课题组,对新馆建设中的弱电、智能布线、设备采购、现代化管理等新问题加强研究。随着不少新馆的建成,省局及时把业务指导重点转移到新馆的陈列展览、功能布局和设备配置上,帮助出点子,把好业务关。
成绩和变化
通过几年的努力,浙江的档案馆新馆建设在规模上开始由零星突破走向整体发展,在建馆理念上开始由传统走向开放,在新馆功能布局上开始由强调保管走向多功能、人性化设计。主要变化有:
1. 新时期档案馆建设新理念深入人心,已成为各地拓展服务功能、推动自身发展、实现“四位一体”要求的迫切需要。主要表现在:
第一,选址得当。大多数正在设计和建造的档案馆,已改变过去档案馆深居行政大院角落的封闭状况,选址时就开始考虑如何与周围自然环境、城市总体风格、文化氛围相适应,尽量选择靠近政府区和文化区、交通便利、城市公共设施较完备的地域独立建造。在37个竣工、在建、设计的档案馆中,位于文化中心的8个,行政中心16个,其他位置独立建造的4个。
第二,功能设计上,开始体现出开放性、多功能性、服务性、人性化等新时期档案馆的功能需求。档案展厅、对外查阅大厅、培训教育用房、休闲场地等社会服务用房用地,以及展示档案馆开放形象的档案馆门厅,都在一定程度上得到各建馆单位的重视。档案馆“四位一体”功能用房的分配布局趋向合理,普遍设置了服务教育区、库区、办公区、技术用房区、公众活动区等功能区域,每个功能区既保持相对独立,又留有一定的发展余地,并突出开放性和社会服务功能,能通盘考虑档案馆合理的工作流程,重视实用性,兼顾美观性,同时坚持档案馆“内紧外松”的设计原则,既确保档案的安全保管,又不影响利用者查阅。
第三、新馆建筑规模普遍达到《浙江省实施<档案馆建筑设计规范>的补充规定》的要求。从已完成设计的新馆建筑规模看:市级档案馆一般在9000~15000m2,县级档案馆一般在5000~10000m2。杭州市、宁波市、温州市、金华市、衢州市等市级档案馆达到9000m2以上。义乌市、上虞市、杭州市萧山区、杭州市余杭区、乐清市、东阳市等档案馆达到了8000m2以上,长兴县、海盐县、慈溪市、普陀区、宁波市鄞州区等档案馆也都达到了5000m2以上。在考虑现有规模的同时,不少档案馆如金华、嘉兴、东阳等都考虑了今后扩展的需要,实现一期、二期工程分批建设。
第四,“大档案”理念开始从理论探索步入实践。建立城市档案信息综合管理体制,实现对多种档案实体的统一管理,做到资源共享,优势互补,使有限的档案资源得到合理配置,并有效减少重复建设,降低整体成本,发挥规模优势,这种新型的档案馆建筑设计理念,是金华市、上虞市等新馆建设的重要指导思想。目前,金华市档案馆已进入土建。上虞市档案馆初步设计也已完成。
论文摘要:为了探究影响节能住宅推广的原因,本文运用层次分析法从消费者购买决策的角度进行分析,发现节能住宅的价格和时节能环保内涵的了解是影响消费者购买节能住宅的最主要影响因素。因此,要将节能住宅推向市场,关键是要降低节能住宅的造价,并且要让购房者深入了解节能住宅带来的好处。
1引言
近年来,我国的房地产业一直处于快速发展阶段,已经成为国民经济的重要增长点,其中住宅产业对我国经济保持持续增长起到了举足轻重的作用。随着环境污染日益严重、能源供给日趋紧张,2004年的中央经济工作会议上明确提出了要大力发展节能省地型住宅。这也是在城乡建设工作中落实科学发展观、实现住宅建设可持续发展的具体要求。
尽管与普通住宅相比,节能住宅有着无可比拟的优势,而且还有政府的大力提倡、专家和舆论的高声呼吁,然而节能住宅的推广最重要的是必须得到消费者的认可。本文将从消费者理性决策过程的分析入手,在影响消费者购房行为的诸多因素中,找出造成节能住宅建设推进缓慢的关键所在,并提出相应的对策。
2节能省地型住宅的内涵及住宅业的发展现状
“节能省地型住宅”这一概念是我国从基本国情考虑,从人与自然和谐发展、节约能源、有效利用资源和保护环境角度出发所提出的,其核心是节能、节地、节水、节材与环境保护,注重以人为本,强调可持续发展。从这个意义上讲节能省地型住宅与目前提倡的绿色建筑、生态建筑、可持续建筑的基本内涵是相通的。
住宅产业在整个国民经济中所占的地位十分显著。在我国的房地产开发投资中,住宅投资占了总投资的绝大部分。资料显示,2006年前五个月住宅的投资额达3892.28亿元,占房地产开发投资额的68.8%。住宅产业对资源的占用、能源的消耗、环境的负荷是相当大的。据统计,城市用地的30%用于住宅建设;住宅能耗占全国总能耗的20%左右;城市水资源的32%在住宅中消耗;住宅建设耗用的钢材占全国用钢的20%;水泥用量占全国总用量的17.6%。
现阶段我国节能住宅建设的总体情况并不理想。我国现有城乡住宅建筑总量约330亿平方米,而节能型住宅不足2%。这些现有住宅还在无节制地消耗着大量的能源,比发达国家建筑能耗高2~3倍,这势必进一步加剧我国能源紧缺的矛盾。
从目前形势来看,一方面住宅建设的任务还很繁重,另一方面又面临着越来越严峻的资源、环境、生态压力,继续沿用传统的方式进行住宅建设,各个方面都将难以承受。为了推进节能降耗重点项目建设,促进土地集约利用,鼓励发展节能降耗产品和节能省地型建筑,建设部与国家质检总局在2006年上半年联合了(住宅建筑规范》、(住宅性能评定技术标准》和《绿色建筑评价标准》三部国家标准,这将有利于进一步提高我国住宅和公共建筑品质。
3理性消费决策对节能住宅推广的影响分析
尽管节能住宅呼声渐高,但一个现实的情况是,节能住宅的推广雷声大、雨点小,似乎不太被市场所接受,处境尴尬。那么,大多数消费者为什么不愿意接受节能住宅呢?
为了便于对购房行为进行分析,以我国房地产市场发育较为成熟的北京市为例,根据搜房(soufun.com )研究院2006年的(北京市最新购房需求调查报告》(以下简称”报告)中所提供的数据进行分析。(报告》对消费者购房影响因素进行了调查统计,具体数据如图1所示(随机抽取样本近1000个,其中有效样本894个)。以下将用层次分析法(AHP )3,结合(报告》中消费者购房影响因素的调查数据,对消费者购房的理性决策过程进行分析,揭示节能住宅推广的关键因素。
假设一消费者准备购买一套住房(A),有两个方案可供选择,即普通住宅(C1)和节能型住宅(C2)。消费者通过对比发现两个方案只在造价和小区环境方面有所差别,其他如交通、地段、户型结构等条件基本相同,而消费者做出购房决策的过程是完全理性的。为了研究方便只选取影响购房因素中的前五个因素,即交通(B1)、地段(B2)、房屋价格(B3 ),小区环境(B4)、户型结构(B5)进行评价。影
响因素重要性的值=(1,2,3,4,5,6,7,8,9},即各因素间重要性程度为:1,相等;3,稍重要;5,重要;7,明显重要;9,绝对重要;2,4,6,8介于上述判断的中间值。各因素之间重要性程度大小就是(报告》中的排序,重要性程度值可以认为取决于选取某因素的人数分别占选取比其更重要的所有因素的人数的百分比(如果选取两因素的人数比较接近,说明重要程度相当;反之说明重要程度相差较大),具体数值按以下规则确定:
如选择价格因素的人数分别占选择交通和地段因素人数的66.37%和81.17%,则交通和地段相对于价格的重要性程度值分别为3和2。另外,设对于价格因素,普通住宅相对于节能住宅的重要性程度值为a;对于小区环境因素,节能住宅相对于普通住宅的重要性程度值为b(一般来说节能住宅价格比普通住宅高,环境优于普通住宅)。
在确定了各因素间重要性程度的值之后,构造判断矩阵:
进行层次单排序及一致性检验,结果如下:
可以看出层次总排序的CR
4结论及对策
目前,节能住宅的推广处于一种尴尬的境地。一方面,出于节约能源、保护环境,中央大力提倡发展节能省地型住宅,中央和地方政府也颁布了一系列的标准和法规来积极推动;另一方面,节能型住宅的建设相对于整个住宅产业的快速发展,表现差强人意。因此,要让节能住宅被广大消费者所接受,必须抓住问题的症结所在,对症下药。
从前文的分析可以看出,节能住宅的价格和消费者对节能住宅优点的认识是大力推进节能省地型住宅建设的两个关键因素。要想使消费者接受节能住宅,必须使a的值增加并同时减少匕的值,以影响消费者的购买倾向。具体对策包括:
第一,降低节能住宅开发成本
由于建造节能建筑的工艺与传统方法不同,设计和施工比普通建筑复杂,施工要求非常高,还要采用新型节能建筑材料,因此与普通建筑相比开发成本要高。一般来说,达到节能60%标准的建筑,节能住宅比普通住宅造价高出5%-7%,造成了节能住宅价格的水涨船高。因此,要降低节能住宅的价格就必须降低其开发成本。可以采取的措施包括:促进新型节能环保建材的研发和产业化;大力提倡和发展建筑专业化施工;加快形成节能省地型住宅产业链等。
第二,使消费者真正了解节能住宅带来的好处
必须加大宣传力度,让消费者树立节能环保的意识,深刻认识到节能住宅的优点和购买节能住宅的必要性,在购房时更多地考虑节能、环保的因素。由于目前大多数消费者的观念还不到位,加上绿色住宅存在超额成本、具有溢出价格,他们不愿多花费比普通住宅高5%-7%的价格来购买节能住宅。此外,绿色消费也往往意味着购房者必须放弃某些利益(如对舒适度的追求),而且绿色消费具有较强的利他性,环保效果缓慢4,这些都让消费者望而却步。
其实,使用节能建筑可以大幅降低建筑的能耗、节约后期使用成本,从长期来看是划算的5。但由于没有亲身体验,消费者往往认识不到这一点。因此,必须要通过大力宣传让消费者真正了解节能住宅的优点和购买的必要性,强调节能住宅给购房者自身带来的益处。
关键词:渠道,湿陷性黄土,处理
1、湿陷性黄土概况及影响
黄土湿陷性是指黄土状土在浸水后强度显著降低,在附加压力或附加压力和土的自重压力下,土的结构迅速破坏,强度随之降低,并且发生显著的湿陷变形。
我国的湿陷性黄土约占黄土地区总面积的60%以上,且多出现在地表浅层,如晚更新世(Q3)及全新世(Q4)新黄土或新堆积黄土。如果在工程设计和施工中忽略了湿陷性黄土的特性,没有采取相应的措施,则一旦浸水湿陷,将会影响建筑的正常使用和安全,造成损失,反之,如果采取措施过于保守,则会增加基建投资,造成浪费。因此,湿陷性黄土地基的处理措施选择非常重要。
以南水北调中线工程河南某段渠道工程为例,沿渠线分布的湿陷性黄土累计长度约占渠道总长度的98.5%,严重危及渠道安全。该段湿陷性黄土多为非自重湿陷性黄土,但局部具自重湿陷性。沿线黄土状土湿陷性在空间分布上的随机性较大,相同地层相邻地点的湿陷性差异很大,同一地点不同深度的湿陷性差异亦很大;部分地段垂直湿陷不连续,呈层状相间湿陷;反映了黄土状土的湿陷性无论水平方向还是垂直方向都具有不均匀性。根据湿陷性黄土的特征和湿陷原理,受水浸湿是湿陷发生所必需的外界条件;而黄土的结构特征及其物质成分是产生湿陷性的内在原因。因此,处理时应综合考虑渠道的挖填情况、湿陷土层分布、湿陷程度、地下水位、建筑物及施工条件等,对不同的渠段采取不同的处理措施。
2、湿陷性黄土处理措施
湿陷性黄土地基的处理方法一般有预浸水法、换填法、夯实法、挤密法、深基础、硅化法等等。
预浸水法一般使用于湿陷深度大于10m的自重湿陷性黄土,浸水后可消除地面下6m以下土层的湿陷性, 6m以上的土层还应辅助其他处理措施。它耗水量大、处理时间长,因南水北调中线工程河南段自重湿陷性黄土分布不多,且湿陷深度大多在10m以内,因此不考虑该处理方法。
换填法是用灰土(三分石灰七分土)或素土(就地挖出的粘性土)分层夯实回填,处理厚度一般为1.0~3.0m。
夯实法是用重锤提到高处使其自由落下给地基以冲击和振动,从而消除黄土湿陷性并提高其地基承载力。夯实法适用于地下水位以上,Sr适用于地下水位以上,Sr≤60%的湿陷性黄土处理,根据起吊设备、锤重、落距的差别可分为重夯法和强夯法。重夯法可消除在1.0~1.5m深度内土层的湿陷性,强夯法可消除4~6m范围内土层的湿陷性。
挤密法是用打入桩、冲钻或爆扩等方法在土中成孔,然后用素土、石灰土或将石灰与粉煤灰混合分层夯填桩孔而成,用挤密的方法破坏黄土地基的松散、大孔结构,达到消除或减轻地基的湿陷性,适用于消除5~10m深度内地基土的湿陷性。
硅化法是用硅酸钠溶液通过有孔的注射管压入土中,它与土中原有的大量水溶性盐类相互作用后形成硅胶,把土胶结,使土产生不透水性和谁稳定性,提高土的强度。
3、渠道中湿陷性黄土地基设计
非自重湿陷性黄土浸水后在自重压力下并不会产生湿陷变形,只有当土层自重压力与附加压力之和大于土的湿陷起始压力时才发生湿陷,故黄土状土的湿陷性对渠道挖方渠段影响不大,一级马道以下过水断面的衬砌可按一般渠道进行处理,一级马道以上坡面常年遇雨水冲刷易形成鱼鳞沟,需采取加强保护措施,可用C15预制混凝土六棱体框格埋入坡面固坡,并在框格内填土种植草皮。
半挖半填及填方渠段因在原地层上增加了荷载,则要考虑黄土状土(特别是具中等和中等~强湿陷性的黄土状土)的湿陷变形对渠坡和渠基稳定的不利影响;对于自重湿陷黄土状土渠坡,不论渠道的挖填类型,均应考虑湿陷变形对渠坡和渠基稳定的不利影响。由于夯实法处理效果显著成本低,已成为处理湿陷性地基广泛采用的方法。
对渠底、渠堤下湿陷性黄土地层厚度在1~2.5m左右的,不必计算消除湿陷性黄土层的处理深度,直接确定用重夯法进行处理。
对渠底、渠堤及由外水控制的非标准堤基础湿陷起始压力小于附加压力与上覆土的饱和自重压力之和的所有土层进行消除湿陷性处理深度的计算,依据计算结果选择不同的夯实方案,即:计算处理深度小于2.5m的,采用重夯法,大于或等于7m的,采用挤密桩法,其余采用强夯法处理。
4、方案设计
4.1土挤密桩处理方案设计
桩直径0.4m,桩长超出湿陷性土层厚度约0.5m。桩间距按以下公式计算:
式中S---桩中心距离(m)。
d---桩直径(m)。
---桩间土的最大干密度(t/m3)。
---地基处理前土的干密度(t/m3)。
---桩间土经成孔挤密后的平均挤密系数。重要工程≥0.93,一般工程≥0.9。
---成孔挤密深度范围内桩间土的平均干密度(t/m3)。。
经计算,桩间距为1.3m。。按正三角形布置。挤密填孔后,3个孔之间土的最小挤密系数,可按如下公式计算:
式中 ---土的最小挤密系数:甲、乙类建筑物不宜小于0.88;丙类建筑不宜小于0.84。
---挤密填空后,3个孔之间形心点部位土的干密度(g/cm3)。
桩内回填土的平均压实系数应不小于0.97,桩间土的最小挤密系数不低于0.88。土挤密桩处理范围超出基础外缘的宽度,每边不宜小于处理土层厚度的1/2,并不应小于3m。土挤密桩处理典型断面图见图1,桩位布置图见图2。
图1 土挤密桩处理典型断面图
图2 土挤密桩桩位布置图
4.2强夯处理方案设计
单击夯击能2000kN?m或3000kN?m。
夯锤:锤重20t。
夯锤底面直径:2.5m
夯锤落距:按式Z=a计算
式中Z---处理地层的埋深(m)
Q---夯锤质量(t)
H---夯锤落距(m)
a---因土质而异的修正系数,一般取0.3~0.5。
初步拟定夯锤落距10m或15m。
设计采取10击3遍,第一遍夯点按正三角形布置,中距6.5m,第二遍夯点在第一遍夯点之间布置,第三遍满堂布置,夯锤落距可降低至4~6m,夯击3次。
强夯处理范围超出基础外缘的宽度,每边不宜小于处理土层厚度的1/2,并不应小于3m。强夯处理典型断面图见图3,强夯夯点布置图见图4。
图3 强夯处理典型断面图
图4 强夯夯点布置图
4.3重夯方案设计
夯锤:锤重3t。
夯锤落距:6m或9m
锤底直径:1.4 m
夯击点布置:满夯布置。
夯击击数及遍数:夯击3遍,累计夯12击。
重夯处理范围超出基础外缘的宽度,每边不宜小于处理土层厚度的1/2,并不应小于2m。重夯处理典型断面图见图5,夯点布置图见图6。
图5 重夯处理典型断面图
图6 重夯夯点布置图
由于沿线黄土状土的湿陷性差异大,设计中只能对处理方案的各项参数提出理论设计值,在各段施工之前要进行生产性试验,其目的是通过试验,对处理效果进行综合分析比较,选择适合工程地质条件的施工参数。
5、湿陷性黄土处理中的几种特殊情况
南水北调中线工程渠道线路长,沿线布置有大量的桥梁、涵洞、倒虹吸等交叉建筑物,且各段黄土状土的湿陷性、地下水情况以及施工条件均有很大差异,因此必须对不同情况采取针对性处理措施。
5.1施工顺序
在基础处理当中,为减少施工时振动对建筑物产生不利影响,应先进行夯实处理,再进行土挤密桩处理,最后进行建筑物施工。
5.2含水量
采用夯实法处理湿陷性黄土地基时,土的天然含水量宜低于塑限含水量的1%~3%,施工时应通过增湿、晾晒或其他措施使土的含水量达到最优含水量以保证夯实效果。
5.3地下水
地下水的水位对黄土状土的湿陷性有着决定性的影响,南水北调工程大,设计与实际施工时间间隔长,施工前应探明地下水情况,若与设计时采用的地下水位相差大,黄土状土的湿陷深度有可能改变,则需根据施工期实际情况重新修改设计方案。另外,如遇地表层为细粒土,且地下水位高的情况,为保证夯实质量,夯实处理时铺设一定厚度的碎石垫层或人工降低地下水,目的是防止夯坑积水或夯击效率降低。
5.4村庄
对采用夯实处理措施的渠段范围附近有建筑物的,为防止夯实振动对周围建筑物的影响,在夯实边缘处设置减振沟。
5.5高压线
为保证施工安全及质量,对高压线下不能进行强夯施工的渠段,应改用挤密土桩或换填法进行处理。。
5.6地下管线
湿陷性黄土处理时应查明处理范围内的地下构筑物及各种地下管线的埋设情况,尽量避免在其上进行强夯施工,否则应根据强夯的深度影响,估计可能产生的危害,必要时采取措施,以免强夯施工造成损坏。
6、结论
(1)由于湿陷性黄土的存在,渠道建成后可能发生浸水湿陷,影响渠道安全运行。因此需要研究湿陷土层的性质及其对渠道的影响,考虑是否需要采取工程处理措施。
(2)在以往的湿陷性黄土地基处理当中一般采用强夯法处理。渠道线路长,分布范围广,沿线各段湿陷性黄土分布及工程情况均不一样,采用单一的处理措施可能导致局部处理不完全或是部分工程量太大造成浪费,处理时尽量根据各段实际情况采取不同处理措施,综合考虑安全与经济因素。
参考文献:
[1]《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)
[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)
[3]龚晓南等.地基处理手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2000,8.
[4]顾晓鲁等.地基与基础(第三版).北京:中国建筑工业出版社,2003,5.
关键词:绿色建筑;环境;政策
中图分类号:X321;TU-9 文献编码:A DOI:10.3969/j.issn1003-8256.2014.06.009
1 引言
作为全球最大能源使用国以及二氧化碳排放国,中美两国越来越重视颁布有关能源效率的政策。举个例子,中国制定了2006-2010年以及2011-2015年单位GDP能源强度的强制性减排目标。中国还明确了截止2020年单位GDP的碳减排目标,应该控制在2010年水平的40%-45%。能源效率以及气候变化越来越受重视,绿色建筑近年来万众瞩目,受到建筑师、房地产商以及居住者的广泛关注。绿色建筑部门的很多工作内容都是围绕标识项目展开的,例如:美国能源与环境先导设计以及中国绿色建筑评价标识等。
美国绿色建筑的发展始于20世纪90年代初期。当时,绿色建筑风潮席卷美国多个城市的房地产市场。美国绿色建筑协会成立于1993年,并于1998年提出1.0版能源与环境先导设计。美国绿色建筑协会对该版本作了大幅修正并于2000年推出了能源与环境先导设计2.0版本。修正内容包括评定量表以及建筑认证四个等级。该认证已经发展成为9个相互关联的评级程序。超过140个国家和地区采用了此评级程序。现行能源与环境先导设计评级程序原定于2012年进行修正,但截止2013年11月尚未公布最新版本的具体内容。本论文的研究对象并非最新版本评级程序,因为截止论文誊写阶段很多细节仍然未被公布。与美国相类似地,中国对绿色建筑的关注同样始于上个世纪90年代。“中国绿色建筑系统研究”被列为中国国家科学基金的重点领域。然而,绿色建筑评分系统以及标识并无实质性进展,直到10年之后,住房和城乡建设部于2006年6月1日正式引进民用住宅以及商业性建筑的非强制性绿色建筑评级标准。2007年6月的技术性支持文件为绿色建筑的规划、设计、建设以及管理提供了详细指导,建立非强制性绿色建筑评价标识项目(Geng et al. 2012)。新版的绿色建筑评价标准同样将在2014年正式,替代2006年的版本,但最终版本尚未。
2 美国能源与环境先导设计项目
2.1 能源与环境先导设计系统
分三步以超过半数以上意见为准的公开的评级流程是美国能源与环境先导设计系统的重要特征。第一步:美国绿色建筑协会的志愿者委员会、(委员会下属的)专门小组以及工作小组的成员以及工作人员制定评级程序草案。能源与环境先导设计指导委员会以及美国绿色建筑协会董事会将对该草案作出审查和批复。随后,美国绿色建筑协会成员将投票决定是否通过。表1所展示的是不同的能源与环境先导设计评价系统的当前状况。总共有超过54,000个项目在美国绿色建筑协会登记申报能源与环境先导设计项目,涉及的建筑面积超过101亿平方英尺(9.38亿平方米)。在这些项目当中,超过19000个项目已经通过某个等级的能源与环境先导设计,涉及32亿平方英尺(2.93亿平方米)的建筑面积。
表1 2013年8月,能源与环境先导设计系统以及项目
能源与环境先导设计评价系统 发起时间 通过认证的项目 登记在册的项目
新建筑以及重大革新 2000 9,200 18,800
既有建筑:运行与维修 2004 2,500 6,400
直接控制区域&各自区域(结构体) 2006 1,300 4,500
商业建筑内部装饰 2004 3,800 3,800
学校 2007 600 1,400
零售商店 2010年11月 400 500
健康保健 2011 2 200
住宅 2008年2月 41,400 116,000
小区 2010年4月 103
来源:美国绿色建筑协会 2013a
2.2 能源与环境先导设计评级以及认证流程
能源与环境先导设计认证流程的第一步:项目参与者选择登记申报何种评级程序。有时候,某个项目需要在其满足条件的众多评级程序当中作出抉择。一旦项目完成美国绿色建筑认证协会的在线登记并支付相关费用,该项目组便有权使用软件工具,并建立起与美国绿色建筑认证协会之间的联系。美国绿色建筑认证协会是美国能源与环境先导设计认证项目的管理者,负责独立完成能源与环境先导设计的第三方技术审查以及认证。在完成认证之后,项目团队开始准备项目申请工作,明确希望获得的能源与环境先导设计分值并将相关任务分配给团队成员。对于每一个分值,责任团队的成员需要收集信息并完成计算,证明他们已经满足前提条件并达到所选分值。所有必要文件都应当在线上传至能源与环境先导设计网站并由能源与环境先导设计的项目管理员提交。
LEED认证以及评级程序是基于满分为100分的基础分以及10分附加分用于设计(或者运作)创新以及区域优惠得分项目。附加分鼓励项目团队积极寻求创新战略以及或者解决地理性特定环境问题。40-49分的分值区间内为合格认证,50-59分的分值区间内为银级认证,60-79分的分值区间内为金级认证,而80分以上的分值区间则为白金级认证。
在各个评级程序当中,获得LEED特定认证所需的分值是完全相同的。但是,各个评级程序获得分值的必要条件以及类别可能存在差异。特定分值获得的分数高低(也就是分数权重)是由特定分值项目能够对建筑相关环境造成影响的相对重要性决定的。换句话说,价值最高的分值所代表的是能够直接解决建筑类别当中最为重要问题的项目。针对每个分值,《评级程序参考指南》指出达到分值要求可用的两种甚至更多选择并辅以潜在技术以及战略。表2所展示的是LEED新(商业)建筑评级程序(2013年4月1日正式生效)分值类别以及每个类别当中的可能得分点。
表2 LEED新(商业)建筑评级程序分值类别概览
类别 可能得
到分值 分值占比 分值概览
永续性基地开发 26 24% 施工活动污染防治(必要条件)
基地选择、开发密度、受污染基地再开发、替代通方案
暴雨径流控制设计、热岛效应以及光化学污染防控
用水效率 10 9% 降低日常用水量(必要条件)
植物栽培灌溉用水效率
创新废水处理技术
能源与大气 35 32% 基本建筑能源系统功能验证(必要条件)
最低能源效率要求(必要条件)
基本冷媒控管(必要条件)
能源效率优化
现地可再生能源以及绿色能源
系统测量与认证
材料与资源 14 13% 回收资源储存与收集(必要条件)
既有建筑再利用
营建废弃物管理
资源再利用以及回收再生材料
物料选择:当地开采的材料、快速可再生材料以及认证木料使用
室内环境质量 15 14% 最低室内空气质量要求(必要条件)
环境烟害控制(必要条件)
室外空气交换情况监测以及外气通风量的增加
低逸散性材料、室内化学物质以及污染源控制
系统可控制性、舒适热环境度、自然采光与视野
创新与设计过程 6 5% 创新设计手法
LEED认证专业人员(AP)
区域优惠得分项目 4 4% 区域优惠得分项目
可能得到的最高分 110 100%
来源:USGBC 2013b.
LEED建造与重大创新评级程序的审查方法通常包括仅设计申请审查、仅建造申请审查以及两种申请审查兼而有之。既有建筑的LEED认证,申请者应当提交某个指定时间段内的运作数据以及文本资料。对于绝大多数必要前提以及分值1 ,运作周期必须至少达到3个连续自然月度。既有建筑的LEED认证申请同样必须在运作周期结束之内的60天内(包括周末以及假期)提交评审。
正式申请审查始于完成了的申请被接收的时间节点,每种评分系统以及审查办法所涉及的申请审查流程大同小异。
总而言之,最早完成的是初步审查。初步审查期间主要完成对材料的完整性的检查,表将被归成两类,即“审核通过”和“审核未通过”。每个前提条件以及分值也将成为审查对象,被指定为“预期达成的”、“未定的”或者“被否决的”。审查团队还会给出技术性建议。初步审查结束之后,项目团队可以选择将审查结果视为最终结果,也可以选择提供额外的补充文件,接受可选最终审查。在完成最终审查流程后,项目团队可以选择接受最终决定,或者于25天内提出诉请复审并缴纳相关复审费用。如果通过认证,LEED认证项目将获得正式认证信函,并获知如何订购额外市场营销资料。项目团队还可以选择是否将项目列入在线LEED项目目录以及美国能源部的高性能建筑数据库当中。对于LEED既有建筑的运行与维修评级,项目可以每年均申请换发新证,但每五年至少换一次新证。
3 中国绿色建筑评级标准以及标识项目
3.1 中国的评级程序
中国的国家绿色建筑评估标准区别对待民用住宅和公共建筑(例如:商业建筑以及政府所有的建筑)。除了支持国家标准之外,GBEL项目旨在从上至下加速环保绿色建筑的市场准入并且使得绿色建筑评估制度化和大众化。自愿性GBEL项目是由绿色建筑设计标识(GBDL)和运作性绿色建筑标识(GBL)两部分组成。两个标识均采用三星评级程序。其中,三星级是专门授予得分最高的绿色建筑,而一星级则被授予得分最低的绿色建筑。
GBDL协助完成对绿色建筑的预认证,根据绿色建筑评估标准,将建筑设计分为一至三星级。该分级的有效期为2年。绿色建筑设计评估系统是由三类标准组成的。其中,每类标准涵括六个类别的评估内容:建筑当中必须涵括的强制性因素、一般因素以及优选因素。建筑设计当中每涵括一个项目便可以获得一分。
举个例子,民用住宅的强制性节能项目包括满足供热以及采暖通风与空调设计的节能标准要求、在带有中央供暖或者中央空调的建筑内安装植入性温控装置以及供热计量表等。一般节能项目包括高效率设备、照明、能量回收机组以及可循环使用能源技术(例如:太阳能热水器、太阳光电以及地源热泵系统)的使用。优选项目包括更为高效的供热、空调以及超强可再生能源集成(住房和城乡建设部2007)。该评级程序与LEED的相似之处在于:强制性因素是至关重要的前提条件,一般因素是分值类别,而优选因素则可用来获得较高星级的附加分值。
标识星级评级的最终结果是由六项各自的最低分而不是总分决定的;因此,为了达到一定分值,建筑必须同时满足六项内容当中的最低数量的要求。这种做法使得六项内容权重相当,不允许出现用某项当中表现特别优异的抵消另一项当中表现相对较差的情况。
实际上,三星级绿色建筑必须在六个评估项目当中表现得非常出色,包括优选因素。表3和表4分别展示了民用住宅和商业建筑的最低要求以及评级程序。
与GBDL相比,运作性GBL的绿色建筑预认证的评估内容的综合性更胜一筹,因为它还将建设过程当中的质量控制考虑在内。GBL仅需为期至少一年的建设运作即可授予,有效期为三年(Song 2008)。GBL评估流程同样要求实地探访;建设物料及其来源的记录;水、能源以及物料的保存的资产管理计划;逐条记载的财务记录,比如:工程量表(Zhang 2011)。然而,对实际运作当中的能量消耗量的报告并不做要求,因为GBL的主要考量对象是建筑设计以及设计内容是否能够在建筑流程当中得以成功完成。
表3 民用住宅的绿色建筑设计标识的相关标准
评级水平 所含强制性项目(27) 一般项目 优选项目
基地使用&室外环境 能源效率 用水效率 资源使用
效率 室内环境 运作管理
合计: 8 合计: 6 合计: 6 合计: 7 合计: 6 合计: 7 合计: 9
是 4 2 3 3 2 4 0
是 5 3 4 4 3 5 3
是 6 4 5 5 4 6 5
来源:住房和城乡建设部2007
表4 公共建筑的绿色建筑设计标识的相关标准
评级水平 所含强制性项目(26) 一般项目 优选项目
用地&室外环境 能源效率 用水效率 资源效率 室内环境 运作管理
合计: 6 合计:10 合计: 6 合计: 8 合计: 6 合计: 7 合计: 14
是 3 4 3 5 3 4 0
是 4 6 4 6 4 5 6
是 5 8 5 7 5 6 10
来源:住房和城乡建设部2007
表5 中美LEED以及GBEL认证项目和建筑面积的比较
年份 '00 '01 '02 '03 '04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12
LEED项目美国 2 6 17 44 111 180 297 517 938 2210 2938 3309 3653
LEED项目中国 -- -- -- -- -- 2 4 8 30 65 82 110 101
GBEL项目中国 -- -- -- -- -- -- -- -- 10 20 83 113 494
LEED建筑面积美国 0.1 0.2 0.4 1.0 2.2 4.3 7.5 12.9 24.7 65.2 116.5 164.1 201.4
LEED建筑面积中国 -- -- -- -- -- 0.1 0.1 0.1 0.7 2.7 7.9 12.4 16.3
GBEL建筑面积中国 -- -- -- -- -- -- -- -- 不可得 不可得 7.0 不可得 不可得
注意:所有数据均针对认证合格的项目。建筑面积的单位是百万平方米。
从表5当中可以看出,从2008年到2011年,参与GBEL认证的建筑项目的数量出现了大幅上升。绝大多数项目都被授予了设计标识。其中,与民用住宅项目相比,商业性建筑项目所获得的设计标识数量稍多。项目数量及其增长率水平与LEED项目早期发展(2000-2004年)极为相似。
3.2 中国绿色建筑评级认证流程
GBEL项目是由住房和城乡建设部下属的能源效率科技部负责管理的。管理责任具体划分给两个机构的办公室,包括隶属于科学技术建设中心的绿色建筑管理办公室以及隶属于中国城市科学研究会的绿色建筑发展研究中心。仅有上述两个国家办公室有权完成对三星级建筑标识申请的审批,而一星级以及两星级标识的申请则可以由住房和城乡建设部的21个地方办事处受理(Li 2011)。
一旦申请被接受,绿色建筑标识申请审查流程即告开始。收到申请的权力部门将对申请材料作出初步审查,决定申请材料及其证明材料是否充分完整。在完成初步审查之后,申请材料将被递交给特派专家或者具备相关资质的办事人员,并由他们完成对证明材料细节的专业审查。如果申请材料顺利通过上述两轮审查,绿色建筑标识管理办公室将组织专家(在超过400个专家数据库当中选择)讨论会,对申请作出审查和评估,决定授予几星级标识(Li 2011)。评级结果将上报住房和城乡建设部备案,而建筑则将在公开审查流程结束之后,被正式授予标识。
虽然GBEL是一个国家级的评级程序,但在省市层面具备一定的灵活度,因为各个地方性评估认证权利机构拥有根据当地的地理或者气候条件排除标准当中的某些不兼容项目的自由裁量权。举个例子,位于中国东北的沈阳市要求所有参与绿色建筑评级认证的公共建筑均考虑使用地源热泵用于取暖,但是这个要求对其它地区而言,则是不存在且不合理的(Geng et al. 2012)。各个省份之间的评级严苛程度同样存在差异。
4 中美绿色建筑评级程序的比较
4.1 项目管理
虽然中美两国的绿色建筑评级项目均是自愿参与的,但美国LEED项目是由非政府机构美国绿色建筑认证协会监管的,而中国绿色建筑评价标识则是由中央以及省政府机构负责监管。特别地,LEED评级程序的发展以及完善是由美国绿色建筑认证协会委员表决通过的。委员会成员来自各行各业,包括建筑师、房地产商、业主、律师、环保主义者以及行业代表。LEED项目登记以及认证 LEED是由绿色建筑认证协会负责管理的。该协会是美国绿色建筑委员会的支持下建立的第三方组织,独立完成对专业化证明以及项目认证的监督。然而,中国GBEL评级标准以及标识申请和认证的发展均接受住房与城乡建设部的建筑节能技术部门的政府机构的管理。在评级程序的涵括范围层面,中国GBEL项目区别对待民用住宅与公共建筑,但并不像LEED那样具备专门针对特定建筑类型的评级程序。两个项目均为设计建筑与运作设立不同评级项目,但是运作评级的报告要求存在差别。对于绝大多数LEED既有建筑运作和维修分值,LEED所要求的运作周期仅为三个月。但是,中国运作性GBL的每个分值都需要长达1年的居住以及使用。然而,中国绿色建筑运作评级并不要求提交实际运作能源消耗量的报告。在中国,仅有那些成功获得设计评级标识的绿色建筑才有资格申请运作性评级标识,虽然LEED新建筑以及既有建筑项目是独立的、单独存在的项目。
4.2 评级程序
对于特定评级程序,LEED与中国的GBDL项目存在相似以及不同之处。两个项目的关键相似点在于它们均采用分值制,但建筑开发商拥有决定分值或者措施的自由裁量权。与此同时,认证必须满足强制性要求。对于新建筑设计,LEED和GBDL同样采用相类似的评级标准,重点关注土地、能源、水、资源/物料效率以及室内环境质量。图1所展示的是各个评级标准类目所占的权重对比情况。
图1 中国绿色建筑设计标识与LEED评级标准和权重因素对比
注意:中国三星级绿色建筑评级图是根据公共建筑的分值分配绘制的,不考虑优选项目。优选项目未被分配给以上六个类别。LEED评级是基于2009LEED新(商业)建筑评级程序绘制的。
从图示当中可以看出,GBDL的六个供选类别之间的权重分配更为平均,虽然能源效率以及资源/物料能效的分值占总分值的比重略微高于其余四项内容的占比。LEED同样将最高比例的分值给予能源和大气类别,永续性基地开发所占比重位列第二,而资源/物料能效占比则排在第三位。鉴于两国的不同国情,在每个分值或者选择类别中,两个评级程序可得分值的侧重点也不尽相同。在用水效率方面,LEED分值着重强调水保护计划、废水循环使用以及水资源保护,而GBEL则更看重雨水利用、污水再生以及海水再生(Geng et al. 2012)。此外,中国评级程序还提出了减少建筑总土地使用量的独特要求,因为中国的人口密度非常高,而LEED的永续性基地开发分值则关注其他环境因素,例如:替代通方案、热岛效应以及基地开发等。对于那些与能源相关的分值或者选项,中国GBDL评级程序明确地将能源效率置于其他专门用于节能设备、节能措施以及设计等选项之上。与此不同的是,LEED新建筑不仅强调节能,还非常重视其他与能效无关的项目,比如:可再生能源以及绿色能源、冷媒控管、性能测量以及认定。
LEED和GBDL之间的另一关键差异在于如何针对特定建筑决定应当授予的等级。根据中国的GBDL评级体系,最终评级等级是由达到各个类别的最低评级要求或者分数决定的,而LEED评级则是由所有类别所得分值的总和决定的。因此,获得GBDL三星级标识的建筑应当满足所有类别当中的最低要求,而差不多级别的LEED建筑则在争取获得最高的铂金级别认证过程当中拥有更多选择余地。LEED建筑可以在某些方面优胜,但在其他方面表现较弱。举个例子,根据中国GBDL项目,.三星级商业建筑必须满足能源效率类别的10项要求当中的8项内容,而从理论上说,获得LEED铂金认证的商业建筑只需争取在除能源与大气类别之外的其他项目获得满分或者高分,能源与大气类别仅获得较低分数也是没有问题的。
5 中美绿色建筑所面临的障碍以及扶持政策
除了绿色建筑评级程序所存在的差异之外,中美两国的绿色建筑产业的发展面临着不同的障碍以及政策形态,虽然相似之处也同样存在。某些障碍是中美两国所共有的特征。举个例子,对医疗卫生、火灾安全、土地以及其他公共服务等实施监管的政府机构可能并不乐于修正相关规范,更好地服务绿色建筑(制度障碍)。中美两国的绿色建筑所需的设计以及建造成本均较为高昂,因为它们对系统集成化的要求更为严格,涉及更多的建筑控制和测量点。高昂的前期投资通常会给旨在建设集成化绿色建筑的建筑和设计公司带来资金问题以及资金风险。最后一点,中美两国的建筑行业均存在很多惯例。这些惯例使得各种利益相关者不愿意轻易尝试新的或者不同的做法。建筑流程当中的次级承包商通常会将绿色节能技术视为固有风险。因此,他们会担心在项目施工过程当中植入新技术可能带来的法律责任,因为他们才是项目的最终责任人。
与美国相比,中国同样面临着某些独有或者更为显著的障碍。首先,类似于LEED认证专业人士流程的绿色建筑经理人认证流程的缺失限制着中国绿色建筑从业人员的能力发展(信息障碍)。虽然中国各地陆续创办了很多建筑研究所,绿色建筑设计的教育在大学建筑以及工程项目当中并不常见。.其次,与美国相比,财政障碍在中国更为显著,因为中国建筑产业的发展更不成熟。房地产开发商将较高的增量成本视作绿色建筑行业投资的最大障碍。最后,中国的绿色建筑产业需要更多监管力量,改善建筑质量(确保其达到设计要求)以及建筑材料(确保他们确实履行承诺)。
中美两国均采用了五项政策机制,以期解决这些障碍,促进绿色建筑产业的发展。表6对中美两国所采用的扶持政策作了对比和总结,覆盖政策支持的五个主要方面的内容。在建筑规范以及标识当中,中美两国均未能提出详细改善计划,明确如何建立规范以及标识项目,使得高效绿色建筑具备更高的渗透性。然而,两国均拥有综合性的规范和标识系统,虽然更新频次各不相同。在美国,各州可以自由决定是否施行建筑能效规范。这些规范通常是由职业协会(例如:ASHRAE以及IECC)制定和定期更新的。在中国,国家建筑能效规范是由政府委员会建立的,且更新频次不及美国。
表6 中美绿色建筑政策对比
政策 美国 中国
建筑规范以及标识计划 规范:国家实施规范主要基于职业协会所制定的规范样本。合规水平存在较大差异。
标识:建立于2000年的LEED系统非常受欢迎,发展平稳,定期更新其要求。最新版本是在2013年11月份正式的。 规范:国家层面提出针对民用住宅以及商业建筑的能效规范。合规性出现在设计阶段。
标识:GBEL系统建立于2007年,起步阶段发展缓慢,但如今已经进入发展快车道。预计2014年GBEL将推出新版本。
政府导向型目标以及示范宣传 市政和联邦政府的表率行为有效地刺激了早期的LEED活动。 第12个五年计划要求80%的新建大型公共建筑获得GBEL评级认证。很多城市的发展目标更为大胆。
教育以及知识普及项目 LEED教育以及职业发展是成功的关键所在。LEED委员会成员来自于产业以及专业协会,使得LEED标准的质量、可行性以及受欢迎程度与日俱增。 GBEL流程是完全政府驱动的,其他利益相关者没有机会参与系统内容制定;人力资源发展以及教育匮乏。
财政政策 地方上可以获得小额补助,享受物业税优惠政策;证据显示,LEED认证合格的建筑的租赁价格以及售价均高于普通建筑。 GBEL两星级和三星级建筑可以获得分层奖励措施;预先支付的费用较高,这是现存最大障碍。
集成化设计推广 加利福尼亚州推出早期推广以及集成化设计奖励措施。 无
中美两国绿色建筑评级体系的共同之处在于政府主导型的目标及其模范带头作用。在美国,联邦政府机构率先采用LEED标准。在项目的早期,占到LEED认证总数的40%以上(Payne & Harris 2004)。联邦政府的认证行为逐渐引致更大规模的市场转型(更为资深的建筑师和承建商、更为低廉的费用以及相对较少的障碍),进而使得绿色建筑评级程序被广泛采用。LEED最近四年发展迅猛,扩张速度甚至超过前八年。目前,已经有14个联邦机构或者部门、30个国家政府部门以及超过400个地方政府选择了LEED。中国也开始了类似的尝试。第12个五年(2011-2015年)发展计划要求80%的新建公共建筑参与GBDL评级,并且提出2015年认证合格的绿色建筑建筑面积达到10亿平方米的奋斗目标,期待政府导向行为能够刺激GBDL市场的长足发展。2012年,整个美国LEED认证合格的建筑面积总量仅为2.34亿平方米。此外,深圳、南京以及重庆等城市为提升各自绿色建筑占新建筑的比重(从30%到80%均有)所树立的2015年和2020年的远景目标更富挑战性。
虽然两国以政府为主导以期实现发展目标的做法是相似的,但是中美两国用以支持绿色建筑投资的财政政策存在明显差异。
在美国,为了刺激更多人参与LEED项目,参与者仅仅可以获得小额补助,享受物业税优惠政策。但是,中国政府为了吸引更多房地产开发商设计并建造二星级甚至三星级绿色建筑,按照建筑平方数量为房地产开发商提供相对应的物质激励。然而,这种处理方式上的差异可能是由以下原因引致的:对于相对不成熟的中国房地产产业而言,一次性投资所需的建设费用才是最大的拦路虎;而美国,尽管也存在着费用方面的问题,越来越多的证据显示LEED认证合格的建筑的更为高昂的租赁费用以及销售价格才是LEED认证的魅力所在。根据对多个研究成果的综合分析(Watson 2011),LEED认证合格的建筑的租金比普通建筑高出5-17%,而销售价格则比普通建筑高出11-25%。
中美两国民众对绿色建筑的受教育以及了解程度也存在差距。USGBC有条不紊地大规模推进LEED的宣传教育工作,对LEED的专业化发展而言,功不可没。近年来,LEED越来越受到美国民众的欢迎。此外,绝大多数主导着LEED评级程序发展方向的委员会成员都是产业内人士。这就使得LEED的要求能够与时俱进,具备较强可行性,能够与绿色建筑产业内的现行最佳做法保持步调一致。GBEL评级流程的发展是政府主导的,产业意识可能跟不上产业以及市场发展的节拍,接受度也相对较差。这也就意味着GBEL评级程序的发展需要更多专业人士的参与,才能激发民众使用GBEL评级程序的浓烈兴趣。
6 结论
随着能源效率以及气候变化受到越来越多海内外人士的重视,中美两国的绿色建筑市场均呈现出良好的发展态势。虽然两者有着截然不同的扩张速度以及管理方式,但是所采用的评级程序以及发展目标是极为相似的。美国LEED项目是由非政府机构美国绿色建筑协会发起的,比GBEL项目整整早了十年。该项目的重大决策是由产业利益相关者协商一致作出的。从2008年开始,一个独立的第三方团体(GBCI)接手LEED的管理事宜,包括登记申报、认证以及职业资格认证。然而,中国GBEL项目则是由中国住房和城乡建设部从中央到地方的各级政府办公室负责管理的。项目管理层面的这些差异直接影响了各自国家普通民众对这两个标识项目的认知程度以及接受程度。对于GBEL项目而言,信息障碍、制度障碍以及能力障碍等都是该项目所面临的重大发展障碍。
美国LEED和中国GSEL评级程序存在着众多相同的特质,包括区别对待新设计与建设运作、民用住宅与商业建筑、强制性与积分制评分项目。评级程序内容的覆盖面同样存在差异。与GBEL相比,LEED评级程序的建筑类型针对性更强。更为重要的是,LEED所选用的是按照分值类别分别计分,而不是直接采用总分制。这些差别可以被视为是由两国住房管理部门之间所存在的差异导致的。我们可以从中看到对政策制定以及市场发展的导向意义。
在未来发展潜力层面,美国联邦以及各州政府的授权使得政府导向型的绿色建筑在21世纪的第一个十年大放异彩。LEED项目依然处在快速发展过程当中,因为LEED认证合格的专业人才遍布全国,各地政策利好,而且越来越多的证据表明绿色建筑的租金以及售价更为可观。另一方面,中国的绿色建筑产业依然非常年轻,时刻准备着开启至关重要的发展阶段。除了雄心勃勃的2015年国家绿色建筑发展目标之外,很多城市均为自己设立了奋斗目标,将新建筑获得GBEL认证的比例目标定在30%-80%之间。但是,房地产开发商依然提不起对绿色建筑的兴趣,因为绿色建筑的建设成本一次性投入较高而国家财政激励政策却未能落实到位。中国是否能够实现其已设定的绿色建筑目标,我们拭目以待。但是,如果目标确实得以实现,中国将轻松成为全球最大的绿色建筑市场。
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From Platinum to Three Stars: Comparative Analysis of U.S. and China Green Building Rating Programs
Nina Z. Khanna1, John Romankiewicz1, ZHOU Nan 1,FENG Wei1,YE Qing2
(1. Lawrence Berkeley National Laboratory;2. Shenzhen Institute of Building Research,Shenzhen 518049)
关键词:寿命周期;成本;碳纤维增强复合材料;混凝土桥梁。
引言
据估计,美国大约有30%的桥梁由于钢筋腐蚀需要立即修复,费用估计超过80亿美元[Won等.2007;美国联邦公路管理局2001]。腐蚀的主要原因是外曝于氯化物中,这种氯化物常常存在于除冰化学品和海水中。腐蚀使得产品钢的体积增加3-6倍,而锈蚀钢膨胀使得周围的混凝土遭到破坏。这一直是混凝土桥梁构件维修中的一个重大而且费用高的问题。尽管也尝试了各种减少损坏的方法,其中包括使用掺合料和改变混凝土配合比设计来防止氯离子侵蚀或作用、增加钢筋上面的混凝土保护层、阴极保护以及使用环氧涂层钢筋等,但总体来说,这些方法成功性有限。(美国联邦公路管理局,2001;史密斯和维尔马尼,1996)。
针对这个问题,过去二十年产生了兴起了无腐蚀性替代材料(如纤维增强复合材料)(FRP),这种材料在少数桥梁中取代了传统钢筋。尽管该材料没有编纂在AASHTO桥梁设计规范(2007)和ACI-318[美国混凝土协会(ACI) 2008]结构混凝土建筑规范要求中,但美国混凝土学会(ACI)发行的出版物ACI-440.1-R(ACI 2006):纤维增强结构混凝土型材设计与操作和ACI 440.4 R(ACI 2004):FRP筋预应力混凝土结构为使用纤维增强复合材料(FRP)代替钢筋提供了设计指导。最近AASHTO制定了一个类似的文件(AASHTO 2009),专门用于使用玻璃纤维增强聚合物筋的桥面。
目前,全世界桥梁中有各种FPR补强的实例。在美国桥梁(后跟建造年度)中有:俄亥俄州利马皮尔斯街桥梁(1999)、俄亥俄州代顿市萨勒姆大道桥梁(1999)、新罕布什尔州罗林斯福德罗林斯桥梁(2000)、德克萨斯州波特县西雅里塔德拉克鲁兹克里克大桥 (2000)、爱俄华州贝顿多夫53号大道桥梁(2001)、密歇根州萨斯菲尔德布里奇街桥梁(2001)、威斯康辛州渥潘151号公路上的桥梁(2005)和密苏里州布恩县Y路桥梁(2007)等等。
由于FRP补强桥梁的初期建造成本通常比钢结构桥梁高很多, 而且FRP潜在的经济优势只有在考虑延长期费用才能实现。也就是说,使用无腐蚀性的FRP材料和钢结构相比,降低的维修费用最终可能高于初期建造成本。因此,必须用寿命周期费用分析(LCCA)来确定是否能最终节约成本、什么时候可以实现成本节约。这种方法可协助运输机构量化经济效应,是时间和桥梁用筋替代材料的函数。由于施工成本、时间和众多维护事件中的相关费用很难确定,因此LCCA是考虑这些不确定性因素的重要组成部分。
通过把LCCA临界参数作为随机变量,包含的不确定性因素使得结果可以用概率意义来表示。例如,一种补强替代性材料比另一种材料费用更低的概率是时间的函数。
近二十年来,大量著作论述了土木工程结构和设施的寿命周期成本分析(LCCA),而且很多研究把LCCA应用到道路 (布拉帝等,1995; 韦德,2001; 普拉提科等, 2011)和桥梁结构中,还有许多作品集中在桥梁构件替代性选择成本效率的评估 (费根和法雷斯,2000)或特定恶化桥梁构件的处理方法,这些方法可能涉及混凝土结构(穆哈马迪等,1995;巴斯卡伦恩等,2006)或钢桁桥(扎耶德等,2002;韦耶斯和古德温,1999) 的钢筋锈蚀。作者纷纷利用LCCA来开发桥梁管理工具,这样通过优化维护活动可以获得桥面和其它构件的最低寿命成本(拉费格等,2005;赫嘎滋等,2004;凯托等,2001;黄等,2004);国家合作项目研究(NCHRP)第483号报告 [美国运输研究委员会(TRB)2003]概括了桥梁结构LCCA的通用方法。最近,研究者试图采用LCCA中的环境成本对桥梁结构的可持续性进行研究(格里亚西欧和达・希尔瓦,2008;肯德尔等,2008)。LCCA也一直运用于预制复合桥面(哈斯塔克等,2003;艾伦和马歇尔,1996;艾伦,1999;梅亚拉斯等,2002;尼斯特若姆等,2003;钱德勒,2004)。其它有关LCCA的著作主要强调成本、恶化以及负载的不确定性(弗拉恩果珀尔等,2001;2009;索弗特・克里斯腾森,2009;戴格尔和劳尼斯,2006;弗鲁塔等,2007)。然而,除众多作者的初始著述外(延森等,2009),还没有人对使用CFRP加强筋索来代替钢筋的预应力混凝土桥梁进行寿命周期成本分析,特别是要考虑调度和成本不确定性的情况下。目前的研究非常重要,因为它考虑了在混凝土桥梁结构中选择性使用CFRP来代替钢筋,而早期的研究都集中在用复合材料代替整个桥梁组件(即钢铁和混凝土),而且本研究考虑的方法要比之前的研究具有更大的经济可行性(尼斯特若姆等,2003;艾伦,1999)。
因此,本研究的目的是确定采用CFRP加强筋索预应力混凝土桥梁是否是对传统的钢筋预应力混凝土桥梁有经济效益的替代。本研究的具体目标有:(1)基于费用和维护的不确定性确定典型的裸钢、环氧涂层钢和CFRP预应力混凝土桥梁的寿命周期费用(LCC);(2)确定费用更低的CFRP补强材料的概率是时间的函数。
结构考虑
我们希望所代表的各种实际桥梁配置对补强替代性材料LCC的考虑可分为有利的、不利的和典型的几种。因此,在应用计算费用更高的LCCA概率之前,已完成各种桥梁和交通配置的一系定性LCCA,以确定可合理提供宽范围结果概率的情况。根据跨度并结合两种桥主梁形式、三种跨度长度和两至三个交通量来确定26个LCCA临界量。
梁的类型为并列预应力混凝土箱梁和AASHTO预应力标准梁。该箱梁桥是以使用MDOT现存的典型双车道设计为基础。这是一座预制、预应力桥,横向后张,有原施工图纸。该桥位于密歇根东南部的奥克兰县,连接96号州际公路上方的希尔南路。
此处,希尔南路(桥上)有两个并排车道;而I-96(桥下)在两个方向上有三个车道。该桥总长为74.4米(244英尺),由两个37.2米(122英尺)长的简支跨构成。桥面宽13.7米(45英尺),厚15.2厘米(6英寸),铺有单层钢筋。桥由11个并排预制预应力的箱梁组成,各个箱梁的截面积见图1。除了考查分析37.2米(122英尺)跨度的桥梁外,同时也考查分析了短跨度13.7米(45英尺)和中等跨度18.3米(60英尺)的桥梁结构。对于这两种其它情况,原来大跨度的结构构件为这些新的长度进行了重新设计。现有桥梁和两个短跨度假设性结构是以AASHTO LRFD桥梁设计规范(ASSHTO 1998)为基础的密歇根桥设计手册(MDOT 2001,2003)而设计。同样,假设的大跨度、中等跨度和短跨度预应力混凝土AASHTO梁式桥是以MDOT实例为基础。 除22.9厘米(9英寸)厚的面板之外这些MDOT实例拥有箱梁桥相同的整体几何图形。中等跨度的AASHTO梁式桥横截面如图2所示。
每座桥考虑了两种交通量:低交通量-初始年平均日交通量(AADT)为1000;大交通量,初始AADT为10000。年增长率取2%,最大平均日交通量为26000,这是根据公路容量手册(TRB,2000)畅通车道容量计算出来的。桥的交通量见表1,年增长率为1%。短跨度、中跨度和大跨度桥梁的交通车道分别假定为4、6、8。
结合桥的主梁类型、跨度和交通量得出了26种确定性LCCA。每种情况考虑三种补强替代材料。
a.低跨、中跨和大跨的最大年平均日交通量(Max. AADT)分别为120,000、200,000、250,000。
本研究的重点:(1)碳钢(即没有环氧涂层)阴极保护钢筋(2)环氧涂层钢筋(3)CFRP筋。CFRP桥梁是根据ACI 440.1(ACI 2006)和ACI 440.4(ACI 2004)设计指南设计,并使用典型的CFRP补强筋性能(强度965-1030MPa(140-150ksi)。这样设计的CFRP具有和钢筋桥梁相同的抗弯和抗剪设计能力。
根据下面(即把维修时间和成本随机变量作为等同于其意义的确定性值)详细介绍的活动时间安排和费用的确定性,发现碳钢和环氧涂层钢筋的LCC彼此相差很少,但是他们与CFPR有很大不同。交通量是最有影响的参数,因为由于维修而导致交通延误,从而可能导致重大用户成本。案例发现对CFRP对不利的是桥上和桥下的低交通量(LL案例)。而对CFRP最有利的情况是桥上和桥下的大交通量(HH案例)。CFRP典型的结果是桥下的中等交通量和桥上的低交通量(ML案例)。中等跨度桥梁代表了这些情况。因此,考虑到交通量LL、ML和HH,选择概率LCCA、中等跨度桥梁(两中梁类型)作为总体6种
情形。
寿命周期成本模型
LCCA包括初期建设的费用和活动定时,检验、修理和维护、拆除、更换以及相关的用户成本。
活动时间
美国联邦公路管理局建议(FHWA,2002),分析周期必须足够长,包括各种补强替代性材料的恢复活动。为了满足该要求,实行LCCA多达100年。然而,这项研究的结果是逐年累计的,共100年,因此LCC可指任何更短的实际周期。
为了一致比较各种情况的LCC,重要的是要从维护活动按计划进行,这样,任何一年预期的桥梁状况在三种补强替代性材料下都相同。为了保持相同的性能水平,要确定不同的经营、维护保养(OM&R)策略,以考虑各种类型桥梁的补强替代材料。
桥梁恶化是由于材料退化、疲劳和过载导致的。在钢筋混凝土桥梁中,使用CFRP来减轻的主要损坏是腐蚀损坏。目前已经开发了基于腐蚀混凝土恶化的模型(例如,吴和斯图尔特,2005;瓦尔, 2007)。然而,尽管恶化的模型有用,但不能解释影响某一点对恶化反应情况的众多因素。
这些模型可能不能很好地预测实际维修活动时间。因此,对于碳钢(有阴极保护)和环氧涂层钢桥梁,本研究中的维护保养(OM&R)策略是根据MDOT实际情况,用于时间间隔内检查、桥面和有关梁的维护工作、上部结构拆除和更换。目前,MDOT使得阴极保护碳钢桥梁和环氧涂层钢筋桥梁的维修计划没有差别。对于AASHTO梁式桥,活动时间安排与箱形梁桥梁相同,除了桥面更换工作是换成桥面深覆层。根据MDOT,钢筋高速公路桥梁的上部结构预计的使用寿命大约为65年,而且在整个寿命期间要实施各种预期的维护活动。
钢筋桥梁LCCA中代表维护活动时间的随机变量(RVs)如表2所示。注意,调度RVs不是独立的,它是一个活动的调度,该活动取决于完成另一项活动的时间,这总结在表2的“初始”列中。RVs呈正态分布,其活动时间的平均值为是以当前MDOT维修计划实际情况为基础,而变异系数(COV)是根据MDOT目录中32个预应力混凝土公路桥梁样本计算的,MDOT目录的历史性调度信息可供使用。其结构相似,体现在年龄(都建于20世纪60年代)、地理位置(密歇根州东南部)和交通量(都位于主要州际公路上)方面,本研究考虑了结构的结构形式(AASHTO梁)。100年LCCA期间维护活动时间RVs的平均价值如图3(a)所示。由于MDOT在其目录中没有CFRP补强桥,我们参考了日本[高级复合电缆协会(ACC)2002,Itaru等,2006]和加拿大(Fam等,1997) 现存补强桥梁的OM&R策略,为平均定时活动来建立一个预期的维护计划。基于这些计划,CFRP筋桥梁桥在其使用寿命期间只需桥面铺上一层浅浅的覆盖物和一次桥面更换,见图3(b)。这些RVs的平均值分别取其为50和80年,变异系数 COVs取自表2对应相应的钢筋桥。这大大减少了预期的维修活动,因为使用CFRP的目的是消除腐蚀的混凝土构件。
在MDOT实际情况的基础上,检查计划表一般不会改变,而且它是每隔一年进行日常检查的一个确定性活动,每隔5年对钢结构桥详细检查,每隔10年对CFRP补强桥进行详细检查(但不在上部结构更换期间检查)。
成本
(即DOT)成本包括材料费用、人员费用以及初始建设、日常检查、详细检查、碳钢阴极保护、桥面铺设、桥面更换、梁端修理、梁更换,上部结构拆除和上部结构更换相关的设备费用。注意,对于桥梁拆除,MDOT没有明确地考虑残值。然而,如果包括重要残值, LCCA结果可能改变。
碳钢(BS)、环氧涂层钢(ES)和CFRP补强材料情形的成本随机变量如表3所示,它们都是正态分布。许多平均变量成本以子成本组合为基础。材料的平均成本如混凝土、钢筋和CFRP是根据2009年MDOT和CFRP生产商估计的。剩下的平均成本是根据MDOT估计和其它来源(ACC 2002; MDOT 2006, 2008)。为了计算与成本有关的COVs,从各个相关源集中了资料。建造成本COVs是以桥梁分析和建造工程成本变量为基础(塞托等,1998;斯基特莫尔和恩格,2002),而维修和维护成本COVs取自DOT桥维修成本记录(索巴聂奥和汤姆普森,2001)。
用户成本
在建造和维护过程中,交通延误,事故率增加。施工导致的延误成本包括时间价值都因为出行时间增加、额外的车辆运营成本和应急成本增加而失去了。因此,平均用户成本为出行时间成本、机动车辆运营成本和应急成本的总和。公式(1)-(3)用来计算这些成本的,如下所示:
出行时间成本=
机动车运营作成本=
应急成本=
L为车辆行驶路段受影响的道路长度;Sa为道路维修期间是交通速度;Sn为正常交通速度;N为道路维修天数;W=司机每小时的价值;r为每小时机车运营成本;Ca为每件事故的成本;Aa和An分别为施工期间事故率和每一百万英里正常事故率。
这些参数的数值如表4所示。分析期间每年的AADT值是根据起始AADT和交通增加率(前面已给出)计算,交通增加率受最大AADT值的限制。其它参数值是根据现成的文献(艾伦和马歇尔, 1996;艾伦, 1999;黄等,2004;MDOT, 2010; AAA 2008; U.S. DOT 2002)取值。出行时间成本COV(0.12)是根据美国DOT编撰的数据分析结果(U.S. DOT 1997),而机动车辆运营成本COV(0.18)是从不同类型机车运营成本计算出来的(AAA 2008; U.S. DOT FHWA 2007)。机车应急成本COV(0.13)是根据FHWA编撰的与桥梁工地相关的应急几何数据资料取值的(FHWA 2005)。产生的用户成本RVs见表5, 并视作正态分布。本文不包括与疏忽、环境破坏、噪音污染和地方业务影响有关的外部因素。考虑这些成本可能会影响LCCA的结果。
a由于初期的阴极保护成本,起初BS要比 EC费用更高。
b箱梁桥的成本。对于AASHTO梁式桥,BS、EC和 CFRP的 AC1平均值分别为6,84,000, 5,87,500和7,40,700。
寿命周期成本
总寿命周期成本是所有年度部分成本的总和。因为美元在不同的时间花费有不同的现值(PV),所以在时间t的未来成本Ct要通过使用实际贴现率r调整未来成本的方法将其转换为一致的美元现值,然后对结果T年求和如下(艾伦,1999):
aL和N值根据活动情况从低 (常规检查)到高(上部结构更换)变化。
aCOV值在分析中不断变化,它是COVs以出行时间成本(0.12)、营运成本(0.18)和应急费用(0.13)的函数。
实际贴现率反映时间的机会价值,用于计算通货膨胀和贴现的影响。实际折现率取值为3%(美国联邦公路管理局,2002)。
本研究的初期建造成本发生在第0年,桥梁建造后的第一年定义为年1,任何后续活动相关的成本在实际贴现率的基础上以现值表示。
LCCA程序
对于概率分析所考虑的每种桥梁配置(HH、ML和LL交通量的箱式和AASHTO梁中等跨度桥梁),采用蒙特卡洛模拟(MCS)首先生成模拟工作时间。然后,生成模拟费用。对于所考虑的每种桥梁和补强形式,每年实施100,000次模拟。具体的LCCA方法如下(基于每个MCS模拟i):
1. 桥梁的维护计划是依据表2所示统计参数和关系对时间RV取样来生成。该维护计划与图3所示类似,但是模拟i的具体时间由随机取样确定;
2.如果维修计划是在步骤1中生成的,对每个年j,采用MCS模拟年j的RV成本,方法是使用该年度表3和表5的RV统计参数。对于大于0的年份,年j的累计成本是由前一年的成本转换为现值,并使用方程(4)将直至j年的值求和来确定。所有年度(从j=0到j=100)的累计成本也用这种方式确定。
3. 步骤1和步骤2重复三次,三种补强替代材料(BS、EC、CFRP)每种一次,用来比较;
4. 为进行概率分析,需要极限状态函数(g)。在本研究中,利润是成本的极限状态函数,这可以用不同的等效方法来表达,最直接的是:gj=CCFRP -Calternative,CCFRP是CFRP补强桥梁的累计费用,Calternative是碳钢或环氧涂层钢桥的累计成本,以任何一个都可以用在年j作比较的为准。如果gj < 0,那么CCFRP对那年的模拟量i更便宜。该结果(即,如果gj > 0 或gj< 0)是每年j的记录;
5. 步骤1-4重复i=1-100,000次模拟。每个年j的成本概率 (P)就可通过传统MCS过程,使用公式(5)确定如下:
结果
表6总结了补强替代材料的平均初始成本(第0年)和寿命周期成本(第100年)。如图所示,使用碳钢(BS)或环氧涂层钢(EC)在初始成本和寿命周期成本方面不会有大的差异,只是BS在桥的整个寿命中的费用稍高(即使初期首次阴极保护的成本包含在桥梁初期建造成本中),差异随着时间不断增加,在第100年范围约为5-11%。然而,与CFRP相比,差别相对较大。CFRP在初期的费用更高 (最差情况下,要比钢筋高60%),但在第100年费用显著降低,钢桥的寿命周期成本LCC要比CFRP桥高53 - 205%。在该范围内,CFRP最好情形是大交通量的AASHTO梁式桥,而最差的情况是小交通量的箱梁桥。表7详细提供了在第100年LCC的衰弱。对于钢桥,费用最高的是桥面的覆盖层,桥面和上部结构更换。注意,对于钢筋桥梁,用户成本在桥的寿命期远远超过成本,这就是为什么在大交通量下减少对CFRP桥的维修计划可以比钢桥降低寿命周期成本的主要原因。
图4和图5提供了每年累计寿命周期成本的概率结果。所有情况下,在桥的寿命期内环氧涂层钢EC比碳钢BS成本稍低。
CFRP起初的概率很低,是费用最低的选择 (各种情况下概率大约为4-40%),但最终成为成本最低的选项,而且所有情况下的概率都很高。累计概率图说明在低交通量使用箱形梁的桥是CFRP最不好的情形(图4、LL情形),尽管在这种情况下CFRP也最便宜。注意,在这些情况下, CFRP成本效率的峰值概率发生在接近第75年的地方,然后逐渐降低。很可能在相当长的时期内,传统的钢筋桥可能在小交通量情况下再次成为成本效率最高的。表8提供了该年CFRP补强桥成本低于碳钢或环氧涂层材料的概率≥0.5 (预期的“平衡”年),以及该年最低CFRP成本的概率≥0.95。如表所示,平衡年的范围为6-40,CFRP最佳情形发生大交通量的AASHTO梁式桥,而最糟糕的情况发生在低交通量的箱梁桥。类似的趋势表明,当考虑CFRP很可能是最便宜的替代材料(即,≥0.95)的年份是在初建后的第23-77年。
aCFRP成本概率在稳步下降到第100年的0.91。
bCFRP成本的最大概率在第76年是0.86,并稳步下降到第100年的0.82。
结论
基于箱梁和AASHTO梁有三种不同的交通量,本文对预应力混凝土桥进行了寿命周期成本分析(LCCA),目的是为了确定无保护钢与阴极保护、环氧涂层钢和CFRP筋的累计寿命周期成本和相对成本效率为时间的函数。通过运用统计资料,在分析中以维护实际情况和密西根 DOT成本为基础,结果发现,尽管CFRP筋桥比钢筋桥在期初可能代价更高,但CFRP补强材料在结构的寿命期间已成为最便宜的选择。具体发现如下:
1. 交通量对LCC和CFRP筋桥对钢筋桥的成本效率有显著影响。使用CFRP筋表明在大交通量区域可使钢筋桥最大化减少寿命周期成本(LCC)。
2. 在AASHTO梁式桥中,使用CFRP补强材料与箱梁桥相比,寿命周期成本(LCC)更低。因此,最有效利用CFRP筋是在大交通量区域的AASHTO梁式桥。
3. 虽然使用CFRP筋起初更加更昂贵,但其可能大大降低寿命周期成本,100年中钢筋桥的寿命周期成本要比CFRP桥的寿命周期成本多53-205%。收支平衡年限范围为6-40年,而CFRP在初建后的23-77年中可能是费用最低的替代性材料(≥0.95),但要依据桥的情况而
定。
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作者简介
1密西根州底特律韦恩州立大学土木与环境工程副教授,48202(作者通讯地址)。电子邮件:eamon@eng.wayne.edu
2密西根州萨斯菲尔德劳伦斯科技大学研究生院副长,48075。
3密西根州萨斯菲尔德劳伦斯科技大学工程学院院长和特聘教授,48075。
4密西根州萨斯菲尔德劳伦斯科技大学土木工程系研究生,48075。