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新型建筑工业化就是指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的生产方式,来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。新型建筑工业化的基本内容是采用先进、适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少手工劳动作业;发展建筑构配件、制品、设备生产并形成规模经营,为建筑市场提供各类通用建筑构配件和制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准,合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准等;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,建设节能环保的现代化建筑。
一、建筑工业化的发展历史
建筑工业化在国外的发展历程,主要经历三个阶段。第一阶段是在20世纪50年代末开始新型建筑工业化,注重数量和效率。表现为二战结束以后,在巨大的社会需求下建造了大量的建筑。进入20世纪80年代以来,人们要求的不再是建筑的面积或规模,而是多样性。“标准化”开始向“多样化”转变,这就是第二阶段。现在已经进入了第三阶段,重点转向节能、降低物耗、降低对环境的压力以及资源循环利用的可持续发展阶段。
我国建设部于改革开放初期颁布实施了行业标准JGJ1-79装配式大板居住建筑结构设计和施工暂行规定,后来修订为《装配式大板居住建筑设计和施工规程》。但由于种种原因,我国新型建筑工业化的步伐曾一度停滞。
二、新型建筑工业化发展的设计要点
1、建筑图纸的绘制。新型建筑工业化的图纸绘制是根据建筑构建的类型、规格、质量材料等,将其中建造量最大、使用面积广、共性多、通用性强的建筑配件和零部件、设备装置经过综合研究编制而成的标准设计图。图纸绘制分为两个阶段,第一阶段是初步设计阶段,它是在工程开始前针对工程的建设目的、施工方案、平面和结构要求等绘制的参考图纸;第二阶段是施工中为了修改和完善初步的施工设计,对出现的一些变动的再设计。新型建筑工业化对建筑工程的效率、环保、成本和技术都有很高的要求,建筑图纸的准确绘制便可以在很大程度上满足新型建筑工业化的各项要求,将工程的各项资源得到最合理的配置,减少问题出现的几率,保证工程的质量。
2、建筑材料的采购。建筑材料是整个项目工程进行的基础,它与建筑结构共同搭建起整个工程的框架。现代建筑工程对材料的要求是高强度、轻质量和多功能,而这些材料正是新型建筑材的特点,所以加强新型建筑材料的研制开发,着重推广高性能、低能耗以及可再生的建筑材料是新型建筑工业化的要求,更是现代建筑工程的发展趋势。
3、建筑模数的利用。建筑模数是指在建筑设计中,统一选定的协调建筑尺度的增值单位。它是建筑物、建筑构配件、建筑制品以及相关设备尺寸相互协调的基础,所以每项建筑工程的启动,都必须进行相应模数的分析。目前世界上统一采用的基本模数数值用M表示,也就是1M=1000mm,在它的基础上又分为扩大模数和分模数。其中扩大模数的基数是3M、6M、12M等,我国一般采用3M为标准建筑模数,可以满足使用的要求,又能减少构配件规格类型。建筑部件的构造都应该按照模数进行设计,这样就有利于生产企业生产出工程所需规格的生产预制构建。
4、建筑结构设计。建筑结构设计就是设计人员对施工建筑的表达。安全性是建筑工程首先需要保证的,在工业化建筑施工前就要对建筑结构体系进行深入的思考与核算。常见的房屋建筑结构有砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、框架结构、剪力墙结构、钢结构等,每种结构各有自己的特点,但是这些传统的建筑类型,并不是我国现阶段发展新型建筑工业化的主要模式,新型建筑工业化设计需要的建筑结构体系主要有以下几种类型,分别是全预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构、全预制装配式框架结构和全预制装配式板柱结构体系等。这些结构形式全采用工厂化的制作,产品质量有保证;外墙装饰面和外墙板同时预先制定减少了现场的装饰工作量,提高了建筑工程的进度;此外减少现场的作业量降低了粉尘和污染比较环保。
5、构造节点的安排。新型建筑工程的开展会产生一些交接口,这些交接点就是问题经常出现的地方,所以在交接点材料的使用上必须慎重,既要保持其经济适用性更要保证其安全性。通常在工业化的建筑工程中,各构造节点的施工设计是整个建筑工程的重中之重,任何节点出现问题可能导致影响整个工程项目。而构造节点包括三个方面,分别是组件之间的连接点、预制构件和设备管线的组合、建筑构件与预制品的组合等方面。对这些构造节点的设计要从整个工程的大结构下进行,能不设置这些节点就最好少设置,而节点的材料之间的类型和特点也要相适应,在使用这些节点材料的同时,更要注重对这些材料的研发。
三、新型建筑工业化设计发展的优势
新型建筑工业化设计发展的优势主要体现在以下几个方面。
1、设计的简化。当新型建筑工业化实现时,建筑的构件也会标准化,结构设计不再需要对每一种荷载都设计一种截面,也不再需要画出很多的图纸,而只要选择合适型号的构件就可以了。
2、方便施工现场的管理。新型建筑工业化要求的机械化程度很高,需要的人工就相对减少了。更少的人员和更多的机械化使得现场更接近于工厂的形式,很大程度上方便了现场的管理。
3、施工效率的提高。建筑的各部件几乎均在工厂预制完成,甚至装修也在工厂完成,现场只是完成吊装和拼接。国外的经验表明,采用预制装配式建造方式与现场手工方式可节约30%的工期。
4、施工质量的提高。工厂预制则是在稳定的工厂环境中,大规模机械化生产,使得各部件都有相似且可靠的质量,从而有利于结构整体的可靠性保证。
5、环境的影响减小。大部分建筑部件都在工厂内预制完成,现场作业大大减少,其带来的噪音、粉尘等污染也得到很好的控制。工厂的加工速度快,整个工期也较短。
6、节约成本。据统计,与传统现场施工方式相比,新型建筑工业化方式每平米建筑面积的水耗降低64.75%,能耗降低37.15%,人工减少47.35%,垃圾减少58.89%,污水减少64.75%,对资源节约的贡献非常显著。
结束语
随着经济社会的发展,新型建筑工业化必将成为我国建筑工程未来的发展方向。新型建筑工业化对于建筑工程质量的整体提升,具有十分重要的影响。在新型建筑工业化发展中,设计师应改变传统的操作模式,抛开独立思维,将设计与研发相结合,从而促进我国建筑业的发展。
参考文献:
[1]史晓燕等.谈我国建筑工业化的实施途径[J].山西建筑,2011
[2]李本悦,徐成,樊启广.建筑工业化的发展现状与对策[J].山西建筑,2014
【关键词】化工工业;建筑;防爆措施;平面及空间;结构
Discussion on the explosion precaution of chemical industrial architecture design
Yang Wen-yang
(Hubei Institute of Aerospace Chemotechnology Xiangyang Hubei 441003)
【Abstract】 In the defence chemical industry, the production of initiators and pyrotechnics is an important component. There are great explosion hazards during the production and storage of initiators and pyrotechnics and their auxiliaries, so a series of explosion precautions are usually employed to prevent accidental explosion in the chemical industrial architecture design. In my paper, the definition, source and classification of explosion are stated firstly, and then the explosion precautions of the chemical industrial architecture design are discussed from such aspects as building plane and space design, anti-explosion design of structures and building explosion-proof measures. Reasonable decoration of general layout and selection of flat form are two factors in the building plane and space design. Explosion venting and anti-knock are two other factors in the anti-explosion design of structures. In addition, some measures, such as natural ventilation, heat insulation and cooling, surface insulation of electrostatic conductivity, misfiring floor as well as new antiknock materials, can also be used in the building explosion-proof area.
【Key words】Chemical industry;Building;Explosion precaution;Plane and space;Structure
国防化工工业是我国国民经济生产中重要的组成部分,其中火工品在国防化工产品中占据重要地位。就火工品生产的特点来说,其所使用的原料,半成品到成品有相当多的是易燃和有毒的,这些物质往往在高温、高压或冷冻的条件下,通过密闭的设备、容器和管线进行连续的反应和输送,因此,生产过程中存在很大的爆炸危险性。
火工品建筑是指用于火工品生产、存放和储存的一类建筑,其设计区别于普通的建筑设计特点,重点应考虑其各项工艺生产需求。在火工品生产存储过程中,会产生许多可燃气体、可燃蒸汽、可燃粉尘等物质,在“跑、冒、滴、漏”情况下,极易与空气混合在一起,逐渐形成浓度达到爆炸极限的混合物,遇到火源立刻就会引起爆炸,造成人身伤亡和财产损失。因为爆炸是突发性的,其危害范围及后果一般难以预测,甚至不能及时进行消防和扑救,给火工品生产带来严重影响及重大损失,并可能造成人员的伤亡,因此根据爆炸发生原理,可在火工品建筑设计中采取一系列防爆设计与措施来有效防止爆炸事故的发生。
1. 爆炸的定义、根源和分类
1.1 爆炸的定义。
爆炸是大量的物理能量或化学能量在瞬间迅速释放或急剧转化成功或机械、光、热等能量形态的现象。
1.2 爆炸的根源。
爆炸需要三个条件:达到爆炸上下限之间浓度的爆炸危险源、空气(氧化剂)和火源。三者缺一不可,共同作用产生爆炸。
1.3 爆炸的分类。
1.3.1 爆炸包括物理爆炸(如:蒸汽锅炉爆炸)、化学爆炸(分为火、炸药的爆炸,以及各种爆炸性能混合物的爆炸)、原子爆炸(如原子弹)等种类。从爆炸发生的位置和建筑物相对的关系来说有下列两种情况:
(1)内爆:指爆炸在建筑物内部发生,亦称“有爆炸危险”的建筑。在现行《建筑设计防火规范》中,称之为有爆炸危险的甲、乙类厂房。
(2)外爆:指爆炸在建筑物外部发生,亦称“有爆炸危险环境”的建筑。爆炸危险环境按现行《爆炸和火
灾危险环境电力装置设计规范》的分法可分为三类,8区。
1.3.2 在防爆设计中,需要根据不同情况,采取相应的防爆对策。在内爆情况下,主要采用“泄爆”;在外爆情况下,主要采用“抗爆”。
2. 建筑平面及空间设计
2.1 合理布置总平面。
(1)具有爆炸危险的厂区要避开居民点、学校、工业区、旅游区重点建筑物、铁路和公路运输线、高压输电线等,对有爆炸危险的建筑物尽可能布置在厂区边缘。山区建厂,应利用地形和自然屏障,减少爆炸事故的危害。
(2)另外厂区围墙的结构形式和高度,应根据企业性质、规模确定。围墙至建筑物、道路、铁路和排水明沟的最小间距,应符合表1的规定。
注:(1)表中间距除注明者外,围墙自中心线算起;建筑物自最外边轴线算起;道路为城市型时,自路面边缘算起;为公路型时,自路肩边缘算起;
(2)围墙至建筑物的间距,当条件困难时,可适当减少;当设有消防通道时,其间距不应小于6m;
(3)传达室、警卫室与围墙的间距不限;
(4)当条件困难时,准轨铁路至围墙的间距,当有调车作业时,可为3.5m;当无调车作业时,可为3.0m。窄轨铁路至围墙的间距,按准轨铁路的相应条件,可分别为3.0m和2.5m。
2.2 合理选择平面形式。
(1)有爆炸危险的厂房和仓库在生产工艺允许的条件下尽量采用单层建筑,以利泄爆和人员疏散。另外屋顶可采用泄压轻质屋盖,加大泄压面积,有利于尽快释放爆炸时产生的大量气体和热量,以降低室内爆炸压力。
(2)厂房的形式尽量采用敞开式或半敞开式建筑。其优点为:自然通风良好,生产过程中产生的可燃物质很快稀释扩散,浓度很难达到爆炸极限,不容易形成爆炸混合物,可以有效地排除爆炸的发生。假如爆炸不可避免地发生时,敞开式或半敞开式建筑泄压面积大,能够很快地释放大量气体和热量,使厂房的破坏损失大大降低。
3. 建筑结构的防爆设计
3.1 泄爆。
(1)有爆炸危险的厂房设置足够的泄压面积后,可大大减轻爆炸时的破坏强度,避免因主体结构遭受破坏而造成重大人员伤亡和经济损失。因此,防爆厂房围护结构要求有相适应的泄压面积,承重结构以及重要部位应具备足够的抗爆性能。
(2)框架或排架结构形式便于墙面开设大面积的门窗洞口或采用轻质墙体作为泄压面积,能为厂房设计成敞开或半敞开式的建筑形式提供有利条件。此外,框架和排架的结构整体性强,较之砖墙承重结构的抗爆性能好。因此规定易爆厂房尽量采用敞开、半敞开式厂房,并且采用钢筋混凝土柱、钢柱承重的框架和排架结构,能够起到良好的减爆效果。
(3)泄压设施可为轻质屋盖、轻质墙体和易于泄压的门窗,但宜优先采用轻质屋盖。泄压面位置应避开人员集中的场所和主要交通道路,宜靠近容易发生爆炸的部位。
(4)对于有爆炸危险的厂房,《建筑设计防火规范》中按照爆炸物的特性进行了较为详细的规定,泄压比采用0.03~0.25不等,并给出计算泄压面积的详尽方法。有爆炸危险的甲、乙类厂房,其泄压面积宜按下式计算,但当厂房的长径比大于3时,宜将该建筑划分为长径比小于等于3的多个计算段,各计算段中的公共截面不得作为泄压面积。
A=10CV2/3 (1)
式中,A——泄压面积,m2;V——厂房的容积,m3;C——厂房容积为1000m3时的泄压比,可按表2选取,m2/m3。
注:长径比为建筑平面几何外形尺寸中的最长尺寸与其横截面周长的积和4.0倍的该建筑横截面积之比。
3.1.1 轻质屋盖和墙体。
(1)《建筑设计防火规范》中规定:泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危险的部位。作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60Kg/m2。屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。
(2)泄压面积的构配件在材料的选择上除了要求容重轻以外,最好具有在爆炸时易破碎成碎块的特点,以便于泄压和减少对人的危害。同时,泄压面设置最好靠近易发生爆炸的部位,保证迅速泄压。对于爆炸时易形成尖锐碎片四散喷射的材料不能布置在公共走道或贵重设备的正面或附近。
(3)有爆炸危险的甲、乙类厂房爆炸后,用于泄压的门窗、轻质墙体、轻质屋盖将会被摧毁,高压气流夹杂大量的爆炸物碎片从泄压面冲出,如邻近人员集中的场所、主要交通道路就可能造成人员大量伤亡和交通道路堵塞,因此,泄压面积应避免面向人员集中场所和主要交通道路。
(4)对于北方和西北寒冷地区,由于冰冻期长、积雪时间长,易增加屋面上泄压面积的单位面积荷载而使其产生较大静力惯性,导致泄压受到影响,因而设计时要考虑采取适当措施防止积雪。
(5)总之,在设计中应采取措施尽量减少泄压面积的单位质量(即重力惯性)和连接强度。
3.1.2 门窗。
用于泄压设施的门窗,具有重量较轻、玻璃较薄、选用的五金断面较小、构造节点的处理上要求易摧毁、脱落等特点。用于泄压的门窗可采用楔形木块固定,门窗上用的金属百页、插销等可选用断面小一些的。为防止开关时碰撞二产生火花,不采用钢窗而采用木窗,不采用钢制五金零件而采用铜质零件。开启形式为外开中悬窗,这样一旦发生爆炸,因室内压力大,原关着的门窗上的小五金可能遭冲击波而被破坏,门窗则可自动打开或自行脱落,达到泄压的目的。
3.2 抗爆。
抗爆墙是耐爆炸压力较强的墙体,亦称防爆墙、耐爆墙,是抵抗外爆的重要措施。必须由工艺提出爆炸冲击波数值,结构专业据此计算后确定具体构造。抗爆墙既要具有抵抗冲击波的能力,又要具有良好的耐火性能。火工品建筑设计通常采用钢筋混凝土抗爆墙。
4. 建筑防爆的其它措施
根据发生爆炸的原理,在建筑设计中还可以采取以下措施来有效防止爆炸事故的发生。
4.1 采取自然通风措施。
采取自然通风措施,特别是穿堂风,可使生产过程中可燃物质很快地稀释扩散,浓度难以达到爆炸极限,可以排除形成爆炸的条件。南方地区可采用天窗通风;寒冷地区可采用机械排风;厂房内如存在比空气轻的可燃气体,可在屋顶设置排风帽。
4.2 采取隔热降温措施。
采取隔热降温措施,防止生产或储存的化学药品或火工品,在受热升温作用时发生化学变化而引起爆炸,可以排除形成爆炸的条件。隔热,可采用双层轻质屋面隔热、架空板隔热、吊顶隔热等屋顶隔热措施,可设置遮阳板、百叶窗、磨砂玻璃等设施,排除阳光直射引起的爆炸。
4.3 采用导静电绝缘面层措施。
根据建筑物的防雷等级按照《建筑物防雷设计规范》,采取措施。通常做法为采用涂刷导静电涂料。
4.4 采用不发火地面措施。
不发火地面可排除与地面发生摩擦、撞击产生火花而引起的爆炸。不发火地面按照材料的性质可分为金属地面和非金属地面。不发火花金属地面通常采用砼板、铝板、铅板等有色金属材料。不发火花非金属地面通常做法是配制不发火花水泥/沥青砂浆、不发火花混凝土和不发火花水磨石,作为楼面和地面。
4.5 抗爆新型材料的选用。
当前,国内外许多科研机构研制了多种抗爆建筑物材料,利用该类材料设计多层的复合结构成为建筑物抗爆研究的热点。抗爆材料质地多是泡沫金属材料以及高分子材料,具体的类型有:钢纤维泡沫铝材、高阻抗混凝土材料,硬质聚氨酯泡沫塑料、橡胶混凝土等。实践证明 抗爆、抗震材料的运用,极大地提高了建筑物结构的抗爆功能。
5. 结语
综上所述,在化工工业建筑设计中采取一系列防爆设计与措施可有效防止爆炸事故的发生。对于防爆问题的处理,往往涉及到各个专业设计,总平面、建筑、结构、工艺、自控仪表、给排水、暖通、电气等,设计过程中各专业必须紧密配合、综合考虑,深入分析不同火工品建筑工艺生产特点,因地制宜、制定周密的防爆设计方案,才能确保建筑物建成后投入安全生产和使用。
参考文献
[1] 建筑设计防火规范GB50016-2006(S). 北京: 中国计划出版社. 2006.
[2] 石油化工企业设计防火规范GB 50160-92(S). 北京: 中国计划出版社. 1999.
[3] 陈莹. 工业防火与防爆. 北京: 中国劳动出版社. 1996. 25~36.
[4] 应付钊. 抗爆建筑物的抗爆设计浅谈. 医药工程设计, 2007, 12(4): 52~54.
【关键词】工业建筑设计;优化方案;探讨
【 abstract 】 now, the traditional industrial building design concept and scheme has not able to adapt to the trend of the development of high-tech era. The application of new technology, new material to the design of the industrial architecture concept and scheme optimization, reflect modern industrial building of the spirit of The Times, is we need to do. In this paper, the design of the industrial architecture in China's status as a starting point, personally, to the design of the industrial architecture optimization scheme thoroughly discussed.
【 key words 】 the design of the industrial architecture; Optimization scheme; explore
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
引言
伴随着科学技术的发展和建筑科学的不断进步,我国工业建筑取得了很大的成就,尤其是在改革开放的指引下,无论在量还是在质方面都取得了很大程度的提高。但是,很多工业建筑在设计时只考虑了满足工业生产的需求,而忽视了环境保护和节能等原则的体现,从而使工业建筑几乎成为了生产设备外壳的简单包装。因此,现代工业建筑不仅仅要满足企业生产的需求,同时还应满足工业建筑的人性化、造型个性化、节能化、可持续发展等原则的体现。所以在新的时代背景下,如何进行工业建筑设计方案的优化,进一步提高工业建筑的设计水平,是我们亟须完成的任务。下面从我个人的角度,通过以下几个方面的论述,来对工业建筑设计优化方案进行探讨。
一、工业建筑应符合人性化设计
缺少人性化设计因素的工业建筑设计给人们的感觉仅仅会是一个简单的用以生产的外壳,这也是在传统工业建筑设计亟待改善的一个方面。工业建筑不同于公共建筑,它是人们在其中高强度、快节奏、长时间工作的地方,因此,它的设计应该融入更多的人性化因素。良好的工作条件和人性化的内部环境不仅可以缓解工作疲劳,还能促进职工身心的健康发展。所以,当我们在进行工业建筑设计时,应将“一人文本”的思想作为工业建筑设计的出发点,尊重职工的心理感受,改善建筑内部的工作条件和环境。努力创造安全、健康、舒适且符合生产工艺要求的工作空间,从而充分激发出人们劳动和创作的积极性,提高工作效率,增强企业的团队凝聚力和活力。江苏一家食品厂在进行厂房设计时便做到了这一点。厂房内部除了应有的生产设备之外,还出于对员工身心健康的考虑,在厂房内部设置了休息室,员工们在工作疲惫的情况下,可以进入休息室进行休息。车间原本只是个执行生产任务的地方,但是该食品厂却大胆地作出了这样的决策。然而这样的做法不仅仅没有降低生产效率,还大大地增强了员工工作的积极性,在员工们感受到人性关怀的情况下,会更加努力地投入到工作中去。
二、强调工业建筑造型的个性特征
工业建筑虽然在外观上和民用建筑有很大区别,但是其基本原理是一样的。它在满足生产需求的同时,还应创造优美、时尚、有文化内涵的建筑空间及环境。所以,工业建筑也应流露出一定的文化内涵。其次,从工业建筑的形象意义来看,工业建筑尽管以生产为特征,但并不意味着他们总是以笨、脏、重的形式出现。在进行工业建筑设计时,加强对场所性、地域性等因素的理解,给工业建筑赋予独特的个性特征,有助于加强企业形象的树立和公众的认同。广州羊城晚报印务中心的设计便是一个很好的例子。该建筑在设计时,建筑师以展现企业文化为出发点,将现代化的高科技技术融入其中,通过内部供参观的廊道的穿插设计,把通风管道设计在屋面上和外墙两侧,并且在管道上涂上了鲜艳的颜色,在外墙上安装了白色的板墙,用银白色的反色玻璃来增加建筑的光学色彩效果,成功的创造出一座赏心悦目且具有独特风格的新型工业建筑。
三、工业建筑外环境设计应符合节能性原则
高耗能是我国工业生产的普遍现象。在追求使用清洁资源,提倡低碳节能的现代社会,在进行工业建筑设计时,也应注重节能性原则的体现。工业建筑在选址时常常受到工艺选址的制约,这直接影响了建筑物内外热环境和建筑耗能的多少。因此,我们在进行制定工业建筑设计方案时,应以建筑物当地的气候条件为出发点,充分了解建筑所在区域的自然条件及建筑所用材料等相关资料,将建筑技术设计与能源消耗有效地结合起来,并对建筑的选址和是否影响节能性原则进行客观评价。其次,要对建筑物的体形和空间组织进行深入的分析,这是建筑节能必须考虑的要素之一。建筑体形系数是指建筑物和室外大气接触的外表面积与其包围的建筑空间体积的比值。建筑空间布局越规整,体形系数越小,就能够有效减少供暖或制冷的冷热量损耗。所以在选择建筑设计方案时,应在满足功能要求的条件下,尽量控制建筑的体形系数。
在沈阳某化工厂设计项目中,设计人员将变配电室与抗暴控制室建在相邻的位置,建筑物体形系数为0.25,变配电室使用了单层钢筋混凝土的框架结构进行砌体围护;出于控制室是恒温恒湿抗爆性建筑的考虑,选择了钢筋混凝土框架结构,墙体采用了钢筋混凝土防暴墙体。根据变配电室和控制室结构体系的不同,以变形缝为界,各自采用了不同的墙体保温体系,采暖房间围护墙体采用了加气混凝土砌块外墙自保温体系。配电室、值班室、维修间需要采暖保温,而变压器室不需采暖。在采暖房间中,配电室设计温度比休息室和维修间低,休息室和维修间在功能上属于配电室的服务用房,通过配电室缓冲室外冷空气。这种设计方式既充分考虑了沈阳地区对于冬季保温的要求,又能够在一定程度上降低建筑物能量消耗。
四、工业建筑设计应遵循绿色建筑设计的原则
在进行工业建筑设计方案选择时,也应遵循绿色建筑设计的原则。建立绿色的工业建筑体系对工业圆来说是一个高度复杂的系统工程。尤其是在一些传统工业园区实现这一工程,不仅需要政府的整体规划,更需要环境工程师和建筑师运用可持续发展的设计方法和手段,还需要公众的良好监督,共同参与营建。这种多层次合作关系的介入,必然会将绿色建筑设计的理念深入到建设设计的实体中,从而使人工环境的营造对生态环境的作用可以从不同层面尽力显示其好的一面。此外,绿色建筑设计的运用影响还涉及到其他一些重要方面的因素,如社会经济、历史文化、物理环境的影响以及意识形态的内容等,而对这些因素影响很难用一种清晰的因果关系来表达。绿色建筑设计理念是针对这一复杂系统的决策思维、规划设计、实施建设、管理使用等过程进行全面的考虑,从而使工业建筑符合绿色建筑设计的要求。
绿色建筑设计理念对工业建筑设计具有非常深刻的影响,而随着时代的不断发展和变化,绿色建筑设计与技术设计也会随之相应改变,并且也会在实践中不断增加新的内容,这就使研究现代工业建筑的发展趋势,成为一个十分重要而且不可回避的问题。在现代建筑设计中,工业建筑始终都占有一席重要之地,它的叙述性设计理念和结构美学特征曾给现代建筑和建筑师以重要影响,而建筑多元化和地方性的创作理念对工业建筑的发展会有多大的影响—正是建筑师今后需要思考和付诸行动证实的问题。
结语
综上所述,现代建筑设计应当是注入了人的思想和理念的过程。工业建筑也不再单单是工业厂房那么简单,它已经融入了人们的生活。同时应借助先进的科学技术和设计理念来对工业建筑的设计方案进行优化,让人们享受现代工业建筑的独特建筑风格和艺术魅力,使工业建筑更好地融入到经济文化建设的氛围中去。
【参考文献】
[1]曾勋,王小华.新思维新空间一现代工业建筑设计观浅析[J].工程建设与设计,2005.
[2]高志华.工业厂房的内部环境设计[J].中外建筑,2001,(4).
[3]黄铭铭.浅谈现代工业建筑设计[J].广州建筑,2007,(12):194一195.
工业建筑是用于工业生产的建筑物,其不仅包括生产车间及仓储空间,同时还包括宿舍、食堂、办公楼等配套建筑。在现代管理理论及实践经验日渐丰富的今天,企业对生产效率、管理效率的重视日渐增强。如果工业建筑结构设计不合理,不仅增加了生产、储运环节的成本,同时还造成了人力、物力的浪费。针对现代企业生产管理需求,企业的建筑结构设计中必须引入优化理念。通过对管理流程、生产流程、生产设备、生产工艺等内容的分析与掌握,可以实现科学的工业建筑结构优化设计,促进企业生产环节成本最优化目标的实现。根据厂房的层数与建筑高度,工业建筑可分为单层、多层以及高层,比较常见的结构类型有门式刚架,框架结构等,其需要根据企业产品的生产特点进行选择,并以优化的设计实现科学的管理流程。
1 工业建筑结构设计优化基本概念分析
传统的结构设计优化是对结构进行分析、校核及设计优化。现代意义上的工业建筑结构设计优化是从工业生产工艺、流程、设备放置等角度出发,对工业建筑结构的使用性能、成本、结构等进行分析与评价,确定结构设计科学性。利用工业建筑结构设计优化能够最大限度的为投资建设单位提供最为科学的工业建筑结构,并满足现代市场经济体制下企业生产效率、管理效率及综合成本控制的目的。
2 工业建筑结构设计优化的探讨
2.1 工业建筑结构设计优化的目的
在现代工业建筑结构设计优化中,根据优化需求可以将其目的分为两类。一类是传统意义上的建筑结构设计优化目的,其包括了结构成本设计优化、提高设计质量、保障结构设计科学性、满足低碳环保需求等。而另一类建筑结构设计优化目的是以企业工业生产环节为核心,对结构布局、设备布局、工艺流程等进行分析,以此为基础提高生产工作效率、降低企业生产成本。
2.2 工业建筑结构设计优化开展的基础――团队建设
受建筑结构设计优化人员专业性因素影响,工业建筑结构设计优化需要企业以科学的优化团队为基础开展优化工作。工业建筑结构设计优化团队中应具备建筑专业工程师对结构主体设计进行分析优化,同时具备工业生产相应工艺技术人员对工艺布局、工艺流程需求进行分析,提出建筑结构布局要求,并分析建筑结构设计的实用性、科学性。另外,优化团队中还需要加入机械设备工程,对设备的安装、布局等进行分析,保障设备运行安全性及运行成本。以基础团队建设为中心,可以确保工业建筑结构设计优化工作的科学开展。
2.3 工业建筑结构设计优化中的常见问题
在现代建筑结构设计优化的经验总结及经验分享中,多数优化团队及个人提出了常见的问题。首先,钢结构应用日益增加,对概念性设计及空间美学产生了极大的影响。另外,许多工业建筑结构设计优化项目中,设计人员缺乏对结构布局的认识,缺乏对工艺的深入了解与探讨,造成了优化项目效果不明显,造成了多数企业对工业建筑结构设计优化工作的不认可问题。在一系列的问题中,土建工程含钢量问题也是设计优化的重点。工业建筑土建项目中的成本70%以上为材料费,其中钢材价格高达几千元每吨。科学的减少含钢量能够有效降低工程造价。因此在工业建筑结构设计优化中应在保障工程设计要求前提下,合理优化含钢量,实现减低造价的目标。
在目前的工业建筑物结构设计优化中,由于概念性设计缺乏具体量化标准,因此设计优化存在较大的差异,影响了建筑物的设计与施工。针对这一问题,现代工业建筑物结构设计优化中应灵活运用结构设计优化方法,以数值为参考依据,提高优化效果。
在工业建筑物结构设计优化中,虽然考虑了管理工作需求以及数字化办公对管理工作的影响,但是在实际的工作中仍需要各岗位人员不断出入各工序,因此结构设计优化中还需要考虑结构布局。根据质检工作、工艺管理等工作的实际行进路线,根据各岗位沟通及管理工作需求,对工业建筑物结构设计进行布局优化,实现高效率管理、提高工作效率,促进企业综合成本的降低的目的,借以提高工业企业综合市场竞争力。
2.4 工业建筑结构设计优化注意事项的分析
现代工业建筑结构设计优化理论指出,设计优化的主要目标是在保障建筑安全、技术可行、配合并促进建筑设计的前提下,通过优化工作实现最经济的工业建筑投资预期效果。根据工业建筑物的使用特点及设计特点,优化工作需要从每一个环节及步骤的分析入手,深入挖掘。但是,在优化过程中不能以牺牲结构安全度及抗震性能实现经济效益。设计师需要通过对工业建筑投资建设的目的进行深入掌握,以实质内涵的理解及灵活的优化方法为基础,实现优化目的。
优秀的工业建筑结构设计优化是美观与实用、经济与质量相结合的系统工作,以满足工业建筑结构安全性能、设备布局及人员通路需求为基础的活动。工业建筑结构设计优化活动以设计方案为基础,以工艺需求及设备布局为重点,实现工业建筑物内部生产及管理活动的需求。
2.5 建立工业建筑结构设计优化模型,提高优化质量
为了实现科学的工业建筑结构设计优化工作,在优化工作开展前应建立结构设计优化模型。从诸多变量参数中选出重点参数,并建立函数模型,以此为基础实现最佳优化方案。在这一过程中,应首先确定各种变量是重点,针对影响工业建筑结构设计的重点确定模型中参数内容。其次,选定函数模型及优化方向,以此使各类约束性条件符合既定标准,满足优化工作需求。
3 建立完善的优化管理体系,保障工业建筑结构设计优化质量
在目前的工业建筑结构设计优化中,由于优化活动缺乏统一的指导、缺乏具体的管理,常会造成优化质量效果不明显的问题。因此,现代工业建筑结构设计优化必须建立相应的管理体系,且该体系具有动态完善性。通过对管理体系的实时评测,及时掌握管理体系中存在的问题,并采取针对性措施对管理体系进行完善,以此实现管理目标。另外,对相关的岗位工作人员也应采取相应的管理方式,以岗位职责的不断完善,指导设计优化人员的具体工作,实现对工业建筑结构设计优化质量管理目标。
4 结束语
随着我国现代工业的不断发展,行业领军企业的规模不断加大,新建工业园区过程中企业对工业建筑的要求也不断提高。针对工业建筑的特殊性,工业企业加强了对建筑结构设计的关注。利用工业建筑结构设计优化方法、优化技巧,降低工程总体投资。同时,满足工业建筑结构使用功能需求。随着市场竞争的日益激烈,企业的管理成本成为了影响企业发展的关键因素。工业建筑结构设计优化能够通过优化活动,缩短管理过程中人员、物料移动距离,提高工作效率、减低综合成本。
参考文献
[1]宋辉.工业建筑结构设计优化方法及模型应用[J].工业建筑资讯,2013,9.
关键词:信息化;顶层设计
引言
随着信息化技术在建筑施工企业应用层次和水平的不断提高,企业对信息化建设的顶层设计或总体规划的重要性有了更加清醒的认识。越来越多的建筑施工企业决心以顶层设计推动信息化建设的科学开展,以破解系统集成性差、扩展性不足和信息孤岛等难题,促进企业的跨越式发展。
1.建筑施工企业信息化顶层设计的总体思路
1.1信息化建设对建筑施工企业的重要性
随着新技术的飞速发展,以互联网和信息技术为代表的技术因素,将成为对所有组织和行业影响最关键的因素。建筑施工企业项目的过程管理,将广泛采用基于移动互联网、物联网的智能终端工具与技术来控制;项目的施工过程,将通过机械化自动施工技术来完成;管理经营所需的决策信息,将通过大数据与云计算技术来产生。信息化已成为企业经营生产不可或缺的工具和手段。
1.2建筑施工企业信息化存在的问题
目前,建筑施工企业的信息化建设仍存在一些亟待解决的问题:系统建设缺乏统一的基础编码、统计口径与计算标准,“信息孤岛”与“烟囱式”的建设现状普遍存在,信息化应用“两张皮”与重复性工作的情况尚未得到有效解决,使得信息化在变革管理体制、创新业务模式、引领战略转型的驱动力得不到充分发挥。
1.3建筑施工企业信息化顶层设计的思路
基于对发展战略、业务特点、运营模式等方面的理解,建筑施工企业应树立以“管理信息化、施工自动化、建筑智能化”为核心的信息化建设思路,将信息化应用到房屋建筑、基础设施、海外总承包、投资、地产、设计等各业务板块中,为推动企业战略目标提供有效的信息技术支撑。
2.建筑施工企业信息化顶层设计的目标
2.1管理信息化
以“满足员工业务需求、支撑企业管理决策”为核心,以标准化、信息化深度融合为目标,围绕工程项目管理,统一业务标准、规范业务模式、简化业务流程,通过“管理标准化、标准表单化、表单信息化、信息集约化”的方式,推动企业标准化与信息化融合的落地,实现系统间的集成整合,业务间的互联互通,数据间的分析共享,企业管控的精细集约。
2.2施工自动化
以“工厂化标准生产,机械化自动施工”为目标,设计标准化、模块化的建筑产品,为工厂标准化流水施工打下基础;开展自动化、无人化施工机械的研究,减少劳动数量与劳动强度,降低人为因素对建筑质量的影响,保证施工安全与产品质量。
2.3建筑智能化
以实现建筑智能化管理为目标,通过综合布线、楼宇自控、网络通信、物联网、多媒体应用、安全防范等相关技术,建立建筑智能化管控系统。根据用户的需求,对建筑物的结构、系统、服务与管理进行最优化组合,为用户提供高效、舒适、环保、便利的人性化建筑环境。
3.建筑施工企业信息化顶层设计的技术线路
构建以“平台、移动物联、大数据、云计算”为核心的企业信息化技术框架,采用“平台+模块化”的技术结构,支持移动互联网、物联网等应用扩展;并以信息数据从产生到利用的过程周期为对象,通过随需应变的个性化配置,推动企业的战略转型与跨越式发展。
3.1基础平台
通过统一基础编码,统一数据标准,统一计算口径,将企业基础的信息编码、组织机构、人员关系、岗位角色、权限分配等初始化参数进行配置,打破系统与数据交互的壁垒,为各类业务管理信息应用提供基础数据支撑与统一化的服务。基于标准化要求,搭建企业适用的模块化系统,将整个业务链管理划分成若干可组合、分解和更换的模块化单元。在模块化系统深化应用的基础上,通过灵活、易操作的二次开发工具,自主对个性化、自定义的功能进行变更与优化调整,提高系统“柔性”开发能力,实现业务应用的模块化建设与平台化管理。
3.2移动物联
将移动互联网与物联网有机结合,实时采集项目施工现场的过程信息,进行场景还原与业务梳理,构建基于PC端与移动APP端的业务应用。通过二维码、RFID与蓝牙近场传感等技术,将项目管理要素的静态属性与施工过程的动态属性进行电子标识,并通过移动APP端,对检查信息进行定点、定位与巡检轨迹留痕,对施工过程进行动态实时记录;通过物联网,对设备、材料、温度、湿度、用电等信息进行数据收集、跟踪查询、运行托管与信息记录。最终,在PC端生成工作记录单据列表,并自动进行数据积累与多维度分析,形成核心数据,以满足对工作轨迹的实时记录和对施工过程的远程监控。
3.3大数据
基于互联网开放平台,在各业务模块化系统建设与应用的基础上,强化各类信息数据的收集与管理,实时从各业务数据库中抽取管理决策所需的信息数据,并通过对各类信息数据的全面化收集、主题化存储、专业化分析、统一化服务,建立企业数据共享中心;同时,通过对共享中心数据的挖掘、筛选、收集、整理,使企业由“大量数据”到“大数据”的方向转变;通过数据仓库搭建BI分析模型,支持企业管理与战略决策。
3.4企业云
基于虚拟化技术,实现资源集约化管控及应用,动态分配计算、存储与网络资源,搭建企业云平台,使终端用户能够通过终端设备或终端软件,随时随地开展业务操作与应用。
3.5自动化施工
基于标准化和工业化,对建筑构件等进行模块化、模数化设计,在工厂进行流水批量生产,通过信息化的中央控制系统,实现数据间的互联互通、指令下达,驱动各类机械手,实现判断、抓取、调位等功能,通过标准化、工业化、信息化及机械化的深度融合,最终达到自动化。3.6智能建筑基于BIM与物联网等技术,开展智能建筑管控平台的研发。通过互联网和智能终端,对建筑信息进行采集与整合,实现质量监管、视频监控、能耗监测、智能家居、安全防护等统一管理与集中监控,保障建筑物的安全、绿色、高效运营,为用户提供节能、环保、安全、舒适、方便快捷的建筑环境。
4.建筑施工企业信息化顶层设计的实施路径
4.1管理信息化
搭建“平台+模块化”的系统。基于企业基础信息平台,开展平台业务模块的建设。模块化系统的建设需要统筹各业务板块的资源配置,重点放在工程项目管理信息数据产生、筛选、采集、存储、处理、传播、分享和利用的过程管理。以“三化演进”(项目管理标准化、标准管理表单化、表单管理信息化)为指引,实时把握对项目进度、质量、安全的管控,重点关注产值、成本、利润的实时生成,最终实现业务、商务、财务一体化。构建企业数据共享中心。在各业务模块化系统建设与应用的基础上,通过平台系统间的数据交互与资源共享,对数据资源进行抽取、存储,形成“共享资源池”。数据共享中心将从数据源头实现企业数据管理模式的变革,集中管理,为主营业务系统集中化部署与集约化运营奠定数据基础,为业务报表编制、数据统计分析、资金集中支付及业务、商务、财务一体化提供便利条件。建立综合业务管控平台。以成本管理为核心,进度管理为主线,实现材料、劳务、设备、合约、质量、安全、进度等各业务系统的协同应用与流程对接。通过数据共享中心对数据的抽取、筛选、转换与多维度分析,发现背后的“潜在规律”与“变化趋势”,为企业管理决策提供信息数据支撑。
4.2施工自动化
4.2.1施工过程自动化研究钢筋骨架自动绑扎、混凝土自动浇筑、钢结构自动焊接等,实现工厂从放样到构件堆放的自动化流水作业;研究钢筋自动放样加工、钢结构深化设计、砌体、饰面排版等,实现施工现场策划的信息化;建立远程会议、远程监控与预警系统,实现方案远程会审、超深基坑自动检测预警、群塔作业防碰撞预警;研究利用GPS、北斗等工程测量与定位的信息化技术,建立特殊工程测量处理数据库,解决大型复杂或超高建筑工程中传统测量方法难以解决的测量速度、精度、变形等技术难题,实现施工过程测量的信息化、自动化;研究扫描、成像、编码与信息化预拼装技术,解决实物预拼装带来的场地和费用问题,实现建筑施工模拟的信息化。全面推进BIM技术应用,建立BIM族库,对各类建筑的“DNA”信息进行解码、分类,提高建模效率,全面推动BIM技术在双优化(施工图优化、施工方案优化)中的应用,全面推广BIM技术在复杂工艺技术交底中的应用。4.2.2自动化集成应用研究应用包括变频控制技术、高精度高速度操作技术、液压比例技术、传感器技术(视觉、听觉、触觉传感器等)、高度判断机能技术(认识、判别学习、适应机能、人工智能等)、遥控技术、导向(定位)技术、可靠性技术(耐振、密封、抗干扰性能)、自动化和机器人化的相关技术,以及自动化相关的材料和元件的开发技术,打造适合工业化建筑施工的构件自动取放、吊运安全路径自动规划、构件空中自动调姿与寻位的技术与装备,实现装配式建筑施工自动化。深入开展BIM5D(建筑三维模型+时间+成本)技术应用,通过BIM模型集成进度、预算、资源、施工组织等关键信息,对施工过程进行模拟,及时为施工过程中的技术、生产、商务等环节提供准确的形象进度、物资消耗、过程计量、成本核算等核心数据,提升沟通和决策效率,对施工过程进行数字化管理,从而达到节约时间和成本,提升项目管理效率的目的。
4.3建筑智能化
基于平台+模块化的设计理念,研发视频监控系统、能耗监测系统、智能家居系统、安防系统。通过硬件组装开发、软件集成设计、安装调试等实现对建筑数据的有效采集,对汇集的各类信息进行分析、归类、处理和判断,采用最优化的控制手段,对建筑物进行监控与管理。搭建一套基于BIM与物联网的智能建筑管控平台,集成现有成熟的子系统,使各子系统和设备有条不紊、协调一致在同一平台高效、有序的运行。通过界面定制和应用支持,充分发挥各子系统的功能,打通数据交换共享途径,真正实现“两化融合”的物联理念。遵循“试点-反馈-改进-推广”的模式,选取试点项目,示范应用智能建筑管控平台,在实施过程中发现问题,持续改进,不断完善,待平台相对成熟后进行推广应用。
结语