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關鍵詞:工業;防腐設計;預防防護
中圖分類號:TU761.13 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)03-0130-02
1 基本概念
由于腐蝕的范圍很廣,介質種類繁多,腐蝕形式多種多樣,文本中的腐蝕是狹隘意義上的感念,即在工業生產中,由于酸、堿、鹽及溶劑、粉塵等介質的作用,使建筑材料發生物理或化學破壞的現象。
2 腐蝕分類
腐蝕從宏觀方面可以分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕兩大類。文本中從腐蝕性介質角度分為三類:酸性腐蝕、堿性腐蝕、鹽的腐蝕。
在實際工業建筑工程設計過程中,這種單一性腐蝕性介質是很少見的,往往是多種介質共同作用,這就需要設計人員認真分析各種腐蝕介質情況,還要綜合考慮各種腐蝕介質作用量、溫度、環境條件等因素,預估生產以后的管理水平和維修條件,和工藝、設備、通風、排水等專業一起采取綜合措施,才能取得較好的效果。
3 工業建筑防腐設計的要點
3.1 了解、熟悉生產工藝
首先應該對工藝流程有足夠的了解,應該清楚整個流程由哪些裝置組成、每個裝置的作用以及哪些裝置中的介質具有腐蝕性,其腐蝕性介質的強度和濃度,以及腐蝕性介質的作用機理。
3.2 熟悉設計規范,做好主要部位的防腐
(1)地面的防腐。地面,在有腐蝕性介質存在的建筑物中,它是基礎的第一道防線,倘若地面的防腐做不好,那么基礎的安全性將受到嚴重的威脅。
目前金川集團公司絕大多數的工業廠房地面防腐做法如下(自上而下):
(a)300×200×65或45耐酸缸磚用環氧煤焦油膠泥鋪砌,縫寬2~3mm;
(b)4~6厚環氧煤焦油膠泥結合層;
(c)二底三布二面一砂環氧煤焦油玻璃鋼;
(d)基層。
從使用效果來看,總體還可以,但由于設計及施工過程中地面變形縫設置不當,加之在后期使用過程中“跑冒滴漏”現象嚴重,地面鼓包、開裂等問題普遍存在。因此,在O計過程中應充分考慮地面變形,不僅基層要設縫,面層也要設縫,還要考慮一定的坡度。
(2)構件表面的防腐。c辜礱嫻母賜怯善凸燙勰蔥越櫓試斐傻摹F蔥越櫓實母醋饔檬怯捎謁糠值娜芙庥誑掌械乃?形成腐蝕性溶液而產生的。固態腐蝕性介質的腐蝕作用是由于它吸收了空氣中的水分,形成飽和的腐蝕性溶液而產生的。因此,對于構件表面的防腐,要特別注意廠區的氣候條件,先弄清楚平均相對濕度后,才能決定對氣態和固態腐蝕性介質是否需要防護。
在確定構件表面的防腐方案時,除了嚴格遵照國家規范、正確選材之外,還應當注意一些細部的處理,如混凝土構件中經常結露的部位,受干濕交替的作用,會導致局部腐蝕加重。
另一個不容忽視的問題,是地面埋件的防腐處理。地面埋件是用以固定支撐在地面的鋼構件的重要部分,由于種種原因地面常會積存一些腐蝕性液體,若地面埋件不加以防護,會很快被腐蝕掉,進而導致鋼構件失去支撐。
在這里,特別強調一下鋼構件表面的防腐問題,尤其是處于強腐蝕環境下的鋼結構,腐蝕問題非常嚴重,有些不僅已影響正常生產,而且已存在安全隱患(詳見圖1)。
(3)維護結構的防腐。1)墻體的腐蝕:除了遇到強腐蝕性等級,需在水泥砂漿表面再刷厚度≥80μm的涂料或聚合物水泥砂漿兩遍之外,其余的腐蝕性等級抹水泥砂漿面層即可。2)門窗的防腐:一般情況下,應首選塑料窗,并且塑料窗的配件應采用不銹鋼和工程塑料,工廠大門宜選用平開鋼木大門,并刷防腐涂料,不宜選用金屬推拉門、卷簾門等。在氯、氯化氫、氟化氫、硫酸酸霧等氣體或碳酸鈉粉塵作用下,按《工業建筑防腐蝕設計規范》(GB50046-2008)第5.3.2條規定:“不應采用鋁合金門窗”。3)屋面的防腐:為了防止含有腐蝕性介質的雨水漫流而腐蝕墻面,屋面宜采用有組織排水,且排水構件也應選用玻璃鋼或硬聚氯乙烯制作。為了防止具有腐蝕性的粉塵大量堆積在屋面而加重腐蝕,《工業建筑防腐蝕設計規范》(GB50046-2008)第5.4.2條規定:“不應采用剛性防水屋面和水泥、混凝土的瓦屋面。當采用彩涂壓型鋼板屋面時,屋面坡度不應小于10%。且不宜設置女兒墻”。
4 結語
在防腐設計中最重要的一個環節就是材料的選擇。 設計人員需要了解各種材料的特點,并結合工程的具體情況,從以下幾個方面進行分析比較:
首先,要考慮的是使用對象。它涉及到腐蝕性介質的物理性質和化學性質,以及其存在的狀態和濃度(對液態而言)。
第二,要考慮是適用條件。與此相關的是:當地的氣候特點,若屬于嚴寒地區,就應選擇耐低溫的材料;若屬于炎熱地區,就應選擇耐較高溫度的材料。除此之外,還要考慮需防腐的部位是否受壓力、震動、撞擊和摩擦等。
第三,要考慮的是經濟條件。對于公司的經營管理思路,應該以經濟觀念為重,在各個環節上精打細算,在防腐設計,尤其是選材方面,在不違反規范的條件下,考慮經濟有效性。
第四,要考慮的是施工條件。有些防腐材料對施工過程中的原料配比、操作方法及養護等各個步驟的要求都比較嚴格。所以我們在防腐材料的選擇上要看施工單位的能力、水平和經驗是否能勝任來決定。否則,雖選擇了最佳的防腐材料,但收效卻大打折扣、甚至為零了。
參考文獻
工程進度是影響建筑施工的一項重要因素,特別是對于工業建筑施工而言,現場進度管理與控制更是影響工程質量及施工單位綜合效益的重要環節。本文結合工業建筑施工現場進度管理的相關經驗,分析了影響施工現場進度管理與控制的因素,就如何做好施工現場進度控制提出了合理化對策,以期對相關工作有所啟示作用。
【關鍵詞】
進度管理;施工現場;工業建筑
伴隨我國經濟建設的蓬勃發展,各地工業建筑項目工程也如雨后春筍般涌現出來,現代工民建項目工程規模不斷擴大,施工過程中也涉及到更多方面的內容,工程進度管理與控制工作面臨新的挑戰。施工現場的進度管理與控制對于保障工程順利開展,實現項目預期效益具有重要作用。基于上述背景,施工企業應該結合工業建筑施工的特殊性,提高對工程進度管理與控制的重視程度,特別是抓好施工現場的進度管理,以此來提高工程管理水平。本文就上述問題進行研究探討,具有一定的參考意義。
1關于工業建筑施工現場進度管理的概述
所謂的進度控制與管理,指的是項目建設階段的工作程序和持續時間進行規劃,實施、檢查、調查和管理等一系列活動的總稱。在工業建筑工程項目中,現場進度管理是一項極為重要的管理內容。通過有效的施工現場進度管理,可以保障工程順利按時完工,保障工程質量,提升建筑工程項目效益,提高施工單位信譽,使工程項目及施工企業的效益得以最大化發揮。
2影響工業建筑施工現場進度管理與控制的因素
受主觀因素和客觀因素的雙方面影響,施工現場的進度管理控制工作常常會遇到各種問題,具體表現在以下方面。
2.1資金因素
資金是建筑施工的基礎保障,當前我國很多的工業建筑工程項目,都是由于資金短缺而導致現場施工無法順利進行,甚至最終導致工程失敗。資金充沛,且能夠良好的運轉,可以為施工現場提供充足的建筑材料,先進的施工技術,以及優秀的管理團隊,進行有效對現場進度控制提供保證。然而在實際施工過程中,或是由于施工方,或是由于業主原因,工程預算無法滿足現場施工要求,很多在項目立項時已經討論完的問題,在廠房建設后,后續資金無法到位,直接對工程進度造成影響。
2.2技術因素
對于現場施工進度管理與控制而言,施工技術無疑是管理與控制的重要方面,它屬于工業建筑施工的核心管理內容。一般來說,施工單位都有一定的技術儲備來應對施工現場的各種技術問題,但在一些特殊條件下,如對施工項目特點及施工現場條件考慮不周,技術人員對施工技術評估錯誤,缺乏對施工技術的全面細致分析等,都會出現施工現場技術水平不足,難以保證工程順利推進等問題。
2.3人為因素
人為因素是影響工業建筑施工現場進度管理與控制的最主要因素。一方面,施工設計中存在缺陷,現場施工人員在施工過程中存在安全質量問題,如不按相關標準要求施工,隨意更改設計圖紙,施工操作失誤等,都會影響施工進度控制;另一方面,現場施工管理水平不高,如施工進度計劃不完善,缺乏科學有效的施工管理制度,施工組織管理結構混亂不合理,施工安排不當,施工管理人員能力不足等,都會影響到工程進度管理與控制。
2.4其他因素
在施工現場進度管理中,還有一些影響工程進度控制的因素需要引起重視。首先,是施工現場的條件變化。工業建筑施工不可避免的要面對各種復雜的自然環境,其中地質條件及氣候因素的變化對工程進度影響較大。其次,相關主管單位及協作單位也會對工程進度造成影響,項目內部與項目外部的各方因素如果出現變更,都可能在不同程度上對施工現場的進度管理造成影響。
3做好工業建筑施工現場管理進度控制的對策建議
3.1做好施工前的準備工作
建筑工程進度的控制工作不能等到施工開始前再進行,做足施工前的準備工作是有效控制施工現場進度管理的基礎。首先,要與當地政府及相關部門取得密切聯系,加強協調溝通工作,落實項目法人責任制。科學選擇高水平的施工團隊,為現場施工的有效開展打好基礎。其次,在施工開始前需要對施工人員加強培訓教育,特別是做好施工圖紙的會審工作,落實好技術交底工作,明確施工的具體實際和要求,保證施工按階段有序進行。最后,要建立嚴密的合同管理體系,明確反應工程進度情況,避免在施工過程中出現不必要的麻煩與糾紛。
3.2嚴格制度現場施工項目進度計劃表
施工單位需有針對性的加強進度管理工作,做好進度計劃管理,編制并重視施工項目進度計劃表,并以此為依據,控制好現場施工的各階段工作。一般來說,進度計劃表可以按時間階段的日、周、月編制工程進度計劃,各個部門按照本部門的進度計劃要求按時完成工作。施工項目進度計劃表的制定,可以使施工總的進度計劃細化落實,分階段進行。此外,進度計劃表的制定也需要配套相應的管理責任制度,將具體階段,具體工作責任落實到位,明確部門負責人,當某一階段的工程出現問題時,部門負責人需及時上報,采取有效的補救措施,盡量保障工程按計劃提前完工。
3.3提高管理人員和技術人員水平
科學有效的施工現場管理能保證工程的順利有序進行,而這其中人為因素無疑發揮著極為重要的影響。一方面,要加強對施工現場的監管力度,特別是要發揮工程監理人員的作用,在施工過程中規范好各個工序的各項環節,并把施工安全和質量放在首要地位,實現對施工進度的控制。另一方面,要提高施工管理水平,加強對施工人員的培訓,提高施工人員的進度控制意識,特別是加強技術人員的專業培訓,滿足工程進度控制的需要。
3.4抓好影響現場工程進度的關鍵環節
在施工現場管理中,由于條件復雜,工作量大,因此必須有針對性的對重點環節加強管理,從整體上把握施工進度環節。首先,要創設一個良好的施工環境,即施工組織開展井然有序,施工上下溝通協調順暢,部門間交流合作緊密。其次,要加強對現場施工材料的管理。工業建筑施工現場中涉及到大量的施工材料,要對進入施工現場的施工材料質量進行嚴格審核,并有專人管理,避免因材料問題影響工程進度。
4總結
綜上所述,施工現場進度管理與控制工作是一項系統且復雜的內容,需結合現代工業建筑施工項目的特點,認識到進度管理對于工程施工的意義,分清影響工程施工進度的因素,有針對性的加強管理,提升施工現場進度控制管理水平,保障工民建項目工程的質量與效益。在當前建筑行業不斷蓬勃發展的今天,施工單位需抓住發展機遇,做好施工現場管理的各項細節工作,推動工民建行業發展邁向一個新高度。
作者:李棟 單位:寧夏共享集團股份有限公司
參考文獻
在國家沒有出臺統一的節能標準之前,工業建筑的節能設計可以從以下幾個方面著手。
1.1建筑節能標準的取用
(1)確定工業建筑節能設計標準時可先按建筑所在區域做氣候分區,這是按氣候條件劃分,與建筑使用功能無關。氣候分區可按《公共建筑節能設計標準》分為北方嚴寒和寒冷地區、中部夏熱冬冷地區和南部夏熱冬暖地區。
(2)工業廠房(倉庫)等工業屬性的建筑宜按有無采暖、空調要求分類。
(3)有采暖或空調要求的工業建筑或部位可參照執行《公共建筑節能設計標準》中有關熱工設計的要求,含體形系數、屋面外墻的傳熱系數K、外門窗的傳熱系數及夏季綜合遮陽系數等限值。但是工業建筑是以滿足生產工藝而設定的室內環境,不像民用建筑是以滿足人的活動而設定的室內環境,讓工業建筑完全套用民用建筑相關標準不是很適宜,所以在確定以上限值時只能參照而不是套用。
(4)無采暖、空調的工業建筑(或部位)包括生產中產生余熱的鑄鍛造車間、熱處理車間等需滿足一般建筑熱工要求。
(5)廠區的倒班宿舍、職工住宅等居住性建筑屬于民用建筑,直接按國家或地方的《居住建筑節能設計標準》執行。
(6)廠區的辦公樓、科研樓、理化計量樓、食堂等公共性建筑,無論單獨修建或與廠房毗鄰,其本身還是公共性質的民用建筑,直接按國家或地方的《公共建筑節能設計標準》執行。
1.2建筑節能措施
1.2.1建筑總體布局
工業建筑設計首先要滿足生產工藝要求,在工業建筑的布局以及確定室內環境等方面設計人員沒有多少調整余地。但工業建筑設計需要工藝、建筑、結構、水、電、暖通、動力等許多專業相互配合、共同完成。不同專業對建筑的空間及環境都有各自的要求,建筑師若能在方案之初對各專業的要求做充分了解,對建筑的總體布局、廠房的布置和室內環境條件統籌考慮,優化方案,即可到達節能的目的,這正是整個工業建筑節能設計的關鍵所在。
1.2.2建筑總平面布置
建筑總平面布置宜充分利用冬季日照和避開冬季主導風向,利用夏季自然通風降低建筑物熱量,提高人的舒適度,能縮短空調時間,是經濟、高效的節能措施。
1.2.3建筑體形系數
建筑體形系數是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其包圍的建筑空間體積之比。建筑簡單規整,體型系數就小,可以減小通過外界面的熱工損耗。尤其是在嚴寒地區,板式建筑可比點式建筑節能10%~14%,體形系數每增加0.01,能耗會增加2.5%。對工業建筑來說,控制體形系數的最佳方法是采用聯合廠房。也就是將不同的生產車間包括其輔助用房組合在一起,形成一個建筑整體。聯合廠房不僅工藝布置緊湊,縮短運輸和管線距離,還改良建筑體型系數,減少護墻,節省空調能耗。
1.2.4圍護結構保溫隔熱措施
(1)墻體節能。工業建筑外墻(包括不同溫區之間的隔墻,下同)的熱損耗是整個建筑耗能的大戶,因此,工業建筑外墻的保溫隔熱可以起到很好的節能效果。常用的工業建筑外墻保溫形式的三種,具體采用何種類型的外墻保溫,應根據外墻的類型、節能標準選擇,同時確定保溫材料的厚度。
(2)屋面節能。工業建筑多是單層工業廠房(倉庫),就單層工業廠房而言屋面面積通常都接近甚至超過其墻體面積。因此,屋面是工業建筑熱工設計中極重要的圍護結構。屋面保溫材料的選用應注意兩點;一是不宜采用密度大、導熱系數高的保溫材料,以免加大屋面自重(特別是屋面自重很輕的輕鋼屋面);二是防水層以上的保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防保溫層吸水而降低保溫效果。工業建筑的屋面隔熱還常采用淺色飾面來反射太陽輻射熱,在彩鋼屋面上采用非常簡單有效。
(3)門窗節能。建筑外門窗是冬季冷風入侵、夏季陽光輻射的主要通道。要彌補這一薄弱環節,可采用以下措施:①減少開窗面積,在滿足采光、通風要求的前提下盡可能少開窗以降低窗墻比,尤其是在西、東面效果更顯著;②提高門窗的熱工性能,采用中空玻璃或雙層窗,選用導熱系數小的門窗框如塑鋼門窗代替鋼門窗;③增強門窗的氣密性,采用新型的密封性能好的門窗材料。④其它,夏熱地區設窗簾、遮陽板,嚴寒地區設防風門斗。
(4)自然通風。夏熱地區建筑的自然通風比提高圍護結構的傳熱系數更影響節能效果。良好的自然通風,不僅能改善室內舒適度,還可減少空調運行,降低建筑耗能。工業建筑改善自然通風的常用方法是在屋面設置通風屋脊、天窗、通風帽等出風口,同時在墻面設置通風窗、百頁窗、通風口等進風口。出風口應盡可能設置在高處(屋脊或其附近)及熱源上方,相反,進風口應盡可能設置在低處(地面附近),以利于空氣的對流。
2結束語
一、項目概況
一汽—大眾天津工廠項目建成后年產乘用車30萬輛,選址于天津開發區泰達寧河工業園內,主要建設有:沖壓車間、焊裝車間、涂裝車間、總裝車間及原料庫房、成品車停車場、試車跑道、車間生活間(食堂、休息)及技術中心等設施。生產單元包括沖壓、焊裝、涂裝和總裝等。項目總用地面積為108.1萬m2,總建筑面積為103.94萬m2。沖壓車間、焊接車間、涂裝車間、總裝車間采用鋼結構廠房,聯合站房、污水處理站采用框架結構。貫徹工廠建設“三同時”的方針,加強安全、環保、節能措施,提高生產安全,節能降耗,防治污染的水平,滿足國家和地方法規要求。
二、規劃方案階段綠色技術應用
建設單位在前期多個整車廠建設綠色實踐的基礎上,利用本項目搭建企業綠色工業建筑標準化流程。在項目規劃階段明確綠色工業建筑的星級目標、總投資增量以及技術路線,并在選址、總圖規劃、可再生能源利用、環境保護等方面重點考慮綠色技術的應用。2.1項目選址總體規劃和廠址選擇是節地的重要組成部分,與交通運輸也密切相關,一汽—大眾天津工廠位于天津市未來科技城內,廠址選擇主要考慮因素如下表。2.2總圖規劃項目選址及用地確定后,總圖規劃是綠色工業建筑節地技術應用的關鍵點。考慮后期為新能源汽車發展預留場地,項目一次規劃分期建設。物流組織結合以往整車廠規劃經驗,基于精益理念、以物流配送為中心建設超大型聯合廠房。此類總圖布置方式是目前發展方向,較過去U型、或平行布置,節地、物流路線短捷優勢明顯。結合項目工藝流程,項目沖壓車間、沖壓件存放地、焊裝車間聯合布置,減少物料運輸距離;項目焊裝車間及涂裝車間通過空中連廊連接,負責構件的傳送,盡量縮短運輸過程的物流消耗,并節約用地;總裝車間、檢測返修間、技術中心組成總裝聯合廠房。以往設計中SLP法常用于廠區整體布局,隨著物流行業發展,EMplant等軟件在廠區物流、生產線物流分析方面得到小規模應用,物流模擬分析對于精益生產、零庫存等具有重大意義,合理的廠區物流布置是節地章節中為運行單位節約成本的最主要措施之一。2.3可再生能源利用可再生能源包括光伏、光熱、地熱、空氣能等,根據項目地質氣候條件,確定項目可采用的可再生能源主要為太陽能。利用形式包括:光伏發電、太陽能熱水。天津屬于太陽能資源三類地區,并且并網接入條件優越,電量就地消納能力強,擁有較好的的分布式光伏發電條件。綜合考慮建筑外觀的要求、屋頂面積利用率及發電量,利用焊裝車間總裝車間和技術中心等屋面區域,共布置功率為280W的太陽電池組件約4萬塊,總容量11MW。電站所發電量升壓至10kV直接并入地區電力網10kV系統。太陽能熱水用于生產部門人員洗浴,在聯合站房內設集中生活熱水系統,分別輸送至各使用部門。采用太陽能熱水系統,輔助高溫熱水加熱。采用的太陽能集熱器為Z-QB/0.06-WF-2.50/30-58型,全玻璃雙真空玻璃管共30支組成。控制系統:控制器采用西門子可編程S7-200PLC(中文)控制器。具有時間、溫度、水位、運行工況、能耗計量、故障報警、手機APP遠程監控等參數顯示功能;具有防雷、防漏電、防高溫等功能。控制箱內預留網絡接口。
三、設計階段綠色技術應用
一汽—大眾天津工廠在設計階段規范綠色工業建筑設計流程,初步設計文本、施工圖中加入綠色工業建筑專篇,實現綠色建筑設計、咨詢一體化。并詳細計算綠色技術投資及回收期、評估綠色工業建筑總得分、優化施工圖設計。3.1技術經濟分析3.1.1涂裝車間烘干爐余熱利用為進一步降低涂裝車間的能耗和熱能排放損失,將烘干爐的廢氣熱能進行重新回收利用,將該部分熱能引入前處理工序預水洗或預脫脂工序,進一步釋放能量,減少熱能直接排放損失。根據計算結果,將烘爐廢氣的能量直接用于前處理預水洗工序進行日常生產時的熱量供給,解決預水洗生產熱損失約549.3kw的能量;按照生產線設計數據,則一年可節約的能耗為Q=6.3×109KJ,折合標煤為215噸。3.1.2太陽能利用洗浴熱水由太陽能熱水系統提供,根據《民用建筑節水設計規范》GB50555-2010版,確定本項目用水定額為:公共浴室淋浴:35L/人.次;職工食堂:7L/人次。本建筑太陽能集熱器面積為1575m2,全年產生熱水量為20708.61m³,可再生能源提供熱水量占總熱水量34%。年節約費用為81.43萬元。天津市年日照在2200小時左右,近年水平面平均年太陽輻射量5016MJ/m2。屬我國第三類太陽能資源區域,適合建設太陽能光伏發電項目。天津工廠太陽能光伏項目采用合同能源管理形式,在焊裝車間、總裝車間和技術中心安裝太陽能光伏板,屋面預留光伏荷載0.2kN/m2,計入靜載,充分利用廠區建筑屋面空間,減少土地資源利用。太陽能光伏敷設面積初步估算為210000m2,裝機容量為11Mw。經初步核算,可減少二氧化碳排放量14330.72t/a。項目年用電總量為1215.50萬kwh/a。3.2施工圖優化設計3.2.1模擬分析平時開啟車間外門窗通風,通過模擬車間內速度場、矢量場、平均空氣齡、流動跡線、靜壓等分布情況,對暖通設計新風口位置的選取、排風口位置的確定以及自然通風的方式提供參考,尤其在提升車間內環境空氣品質、建筑系統節能、環境保護等方面起到重大作用。沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大車間內自然通風效果較好,通風情況相對均勻,空氣流通順暢,風速分布在0.2~1.3m/s之間,局部達到1.4m/s,風速較小,換氣次數均大于2.00次/h。為合理利用自然光,減少照明能耗,在保證圍護結構節能要求的情況下,盡量提高外窗的比例,并設置天窗,確保自然采光效果。項目在廠房車間設置天窗,天窗的設置可有效的改善廠區內的自然采光效果,降低室內照明運行能耗。屋面采光窗選用圓拱型電動采光排煙天窗,采光材料采用厚16mm三層雙腔;顏色為半透明乳白色(透光率32%-35%),模克隆板,其技術指標符合《JG/T116-1999聚碳酸酯(PC)中空板》規定的指標。3.2.2景觀植物選擇優化設計中的綠化品種均適合大眾工廠栽植,篩選出的品種具有抗風性、耐旱性、耐寒性、具有較好的適應性。同時也具有很好的凈化空氣的特性,對于降塵降霾可以起到很好的作用。有些香氛植物也有緩解疲勞清醒大腦的功效。項目選用綠化物種充分考慮地區土壤性質及氣候特點,選用耐鹽堿、耐澇、抗SO2、耐寒性能中強性植物,部分苗木表如下表。
四、施工階段綠色技術應用
施工階段,綠色技術落實與材料收集是關鍵。項目開工后已完成施工招標綠色工業建筑專篇編制,施工前期影像資料收集,建設期材料清單編制與收集管理制度制定等工作。4.1開工前期資料收集(1)拍攝地貌圖照片應反映建設前地貌、地勢;(2)場地內如有名木古樹應拍攝其遷移過程或保護措施;(3)場地內如有淺層或地表水系,應拍攝其所在位置并記錄保護措施;(4)表層土壤如可利用,應拍攝表土分布情況,將表土堆放后期用于綠化應有記錄影像;(5)臨山、臨水工業建筑的防護措施竣工圖及相關影像資料。4.2建設期材料收集建設期保留項目重要節點影像資料。確定建設期材料收集聯系人,開工后開始收集資料,監理配合收集工作。收集材料清單如下:(1)各公用設備能效值(產品說明書或銘牌,制冷機應保存說明說);(2)外門、外窗產品說明書;(3)外墻、屋面保溫材料性能檢驗報告,外窗傳熱系數檢驗報告;(4)冷庫、溫室、烘房等的墻體和門的保溫材料檢驗報告(必要時提供現場抽樣檢驗報告);(5)外窗氣密性檢驗報告、現場抽樣檢驗報告;(6)減少設備和管網漏損所采取的措施實景影像資料(施工期間拍攝);(7)水處理設備產品說明(附能耗等級、效率、噪聲值參數資料等);(8)土建工程和裝飾裝修工程決算書;(9)涂料工程驗收報告;(10)抗腐蝕或抗滲透混凝土進廠驗收單;(11)混凝土抗腐蝕或抗滲透性檢驗報告;(12)廢棄物為原料的建材產品說明書、出廠證明和進場記錄;(13)混凝土、預制建筑構件和鋼材的供貨合同;(14)裝修建材產品有害物含量檢測報告;(15)裝修建材進場報告;(16)玻璃幕墻主材的產品說明書及其反射比性能檢測報告等。
五、總結
一汽—大眾汽車有限公司在佛山、青島等工廠建設的基礎之上,以天津工廠為實踐對象,逐步完善了綠色工業建筑建設標準體系,將綠色理念融入建設開發的各個環節,并形成汽車整車廠綠色工業建筑適用技術名錄。項目在施工及后期運行中綠色工業建筑標準化流程將得到進一步完善。一汽—大眾綠色工業建筑實踐經驗對汽車行業整車廠建設具有參考意義。
參考文獻:
1陳福軍.生產與運作管理(第三版)[M].人民大學出版社,2013
關鍵詞:建筑;節能;工業建筑設計;應用
建筑節能,是指在進行建筑設計的過程中,對建筑布局進行合理的設計,采用適當的建筑材料,對建筑構造進行合理的設計,從而從根本上達到設計節能的作用目的。在具體的實施過程中,它的應用得到了較好的發展,為環境保護做出了貢獻,切實執行了國家可持續發展戰略的目標要求,符合了人們對節能環保建筑的應用需求。
1建筑的總體布局方面
根據工業建筑設計的本身性質來說,它的設計必需要滿足生產工藝的要求,因此,在進行工業建筑的布局設計上沒有相應的調整余地,對于室內環境方面的設計也同樣如此。但是工業建筑的設計需要很對專業的相互配合,例如:設計工藝,結構,動力,暖通等多方面的共同完成。針對不同的專業來說,他們對建筑的環境和空間要修也都不同,這就需要建筑師在進行方案設計之前對各個專業進行全面的了解。從而對建筑的整體布局進性考慮設計,對廠房的布局和室內的環境需求做出具體的優化方案,從而達到節能的目的,也是整體方案設計的關鍵。
2總平面布置方面
對于工業建筑設計來說,它的總平面布置設計要想實現建筑節能的根本目的,需要利用冬季的日照,同時要將冬季的主導風向進行避開,針對夏天較熱,減少空調使用的節能設計來說,可以利用自然通風的效果來降低建筑屋物的熱量,提高人們的舒適度,從而實現減少空調使用率的節能效果,這也是較為經濟和建筑措施。
3維護結構保溫隔熱的措施
3.1針對墻體的節能
在工業建筑中,它的外墻設計是整各建筑中對熱損耗耗能最多的部分,因此,將它設計進行節能改變,可以有效減少耗能量。在具體的實施過程中,將保溫隔熱結構進行運用,其保溫形式可與分為三種,他們是根據不同的設計需求而存在的不同形式,在具體的應用過程中,設計者要根據不同的外墻類型和節能標準進行不同的選擇,與此同時,還要根據不同的需求對保溫材料的厚度進行選擇。
3.2針對屋面節能
工業建筑的設計,大多是采用單層的工業廠房結構,也就是所謂的工業倉庫,針對這樣的單層工業廠房來說,它的屋面面積在設計上通常都與它的墻體面積差不對大,甚至有一些會超過墻體面積。這就導致屋面設計成為工業建筑的熱工設計中,較為重要的圍護結構。因此,在屋面保溫設計中的材料選擇要注意兩個方面,一個就是在材料的選擇上,不能選擇密度過大的,或是導熱系數較高的保材料,因為這樣材料會在很大程度上增加屋面的自重,尤其是針對一些自重很輕的輕鋼屋面設計來說,而第二個需要注意的是針對防水層以下的材料來說,它的選擇不宜是吸水率較大的保溫材料,從而有效避免保溫層進行吸水,降低保溫效果的情況發生。而且針對建筑無眠的隔熱設計,還可以采用顏色較淺的飾面畸形裝飾,從而使它來反射太陽的輻射熱,達到節能的效果,這樣的方法在彩鋼屋面的設計上具有簡單有效的作用效果。
3.3針對門窗節能
對于工業建筑來說,它的外門窗設計對于整體設計非常重要,他不僅是冬季冷風進行入侵的主要通道,而且也是下季進行陽光輻射的主要通道。它對人們的室內環境起到極為重要的影響,對人們的舒適度起到了一定作用。因此,要想有效避免夏熱冬冷問題的發生,同時促進節能設計的實施,就需要對它的設計采取一定的措施。首先,可以減少相應的開窗面積,促進設計的規劃性,在具有充足的陽光和通風效果的基礎上,減少開窗的需求,降低窗墻的設計比重,這樣的設計針對東西面對設計效果更為明顯,能夠有效達到節能設計的需求。其次,可以提高門窗的熱工性能,在門窗的選擇上,選擇中空玻璃或是雙層窗設計,選擇導熱系數較小的門窗框來代替鋼門窗,例如塑鋼門窗就是很好的選擇。再次,這樣的節能設計和減少問題的發生辦法要,也可以通過增強門窗的氣密性來進行實現,在進行材料選擇的時候,選擇新型的密封性較好的門窗。最后,在進行節能設計的過程中,針對夏熱地區,可以適當的采設窗簾或是遮陽板來進行處理,針對嚴寒地區,則可以設置相應的防風門斗,從而有效的實現人們對舒適度的需求,達到節能設計的目的。
3.4針對自然通風
對夏熱地區來說,工業建筑設計的自然通風設計要比提高防護結構達到傳熱效的節能方法更有效,更受到人們的喜愛與追捧。良好的通風效果,可以在很大程度上改善室內的舒適度,減少空調的運行,減低相應耗能產品的使用,促進節能的實現。這樣的節能方法在具體的使用過程中,可以在屋面設置通風的天窗或是屋脊,也可以在墻面設置百葉窗或是通風口,有利于通風的形成。
4結束語
在工業建筑設計中應用節能建筑,可以有效的降低耗能的使用,對環境進行保護,促進可持續發展戰略的落實,使行業得以進一步發展,為國家做出更多的貢獻。
參考文獻
[1]肖體全.建筑節能在工業建筑設計中的應用探討[J].機械,2013(S1):38-39+42.
1.制度上的挑戰
我國工業建筑設計院為了更好地迎合社會發展的需要,已經由原有的事業體制改為企業,大部分工業建筑設計院都實行企業化管理。但在發展的過程中由于受到利益的驅使,不注重發展民用建筑,使得民用建筑的發展較為緩慢,不能夠有效的跟上時代步伐,喪失了發展的動力。
2.技術水平的挑戰
技術水平是衡量工業建筑發展的關鍵,對于其提高未來競爭性意義重大。未來我國工業建筑技術的重點主要在于全面實行清潔化生產,有效提高工業建筑發展的靈活性,加強人類工程學在工業建筑中的應用與發展,使得可以更好地適應國情,要加強新材料、新技術的應用與發展,適應新形勢下大跨度、多高層工業建筑的需要,然而由于我國現有工業建筑技術水平的情況來看,要想達到這一目標,還有一定的路段要走,因此,加強工業建筑發展水平就成為擺在我們面前的一個重要課題。
二、未來工業建筑的發展格局
面對新時期社會競爭的加劇,工業建筑必須要有效適應新時期的發展需要,使其可以更好地為社會發展服務,具體來講,未來工業建筑的總體是要滿足生產產品的全面清潔化及微型化,能夠切實以人為中心,未來的發展格局主要有以下幾個方面:
1.城市設計化
城市設計化并不是只是簡單的模仿城市的建筑,而是要在城市規劃原理的基礎上,通過一定的發展技術,實行廣義的建設來有效指導工業建筑的發展,從深層次上來講,就是工業建筑不管在設計還是建設方面都要能夠很好地城市整體群進行充分融合,有效的體現整體性,真正實行建筑、地景及城市群體的有效統一。
2.工業建筑的趨同及多元化
隨著我國科學技術發展速度的不斷增加,使得人們之間的聯系越來越密切,信息網絡將人與人之間的距離拉得更近,在這種發展格局下,讓工業建筑體的模仿成為可能。人們可以任何地方根據自身所處的環境需要及人的需要,隨意設計工業建筑,使他們可以更好地符合自身要求。隨著模仿與趨同建筑越來越多,也充分地說明了建筑趨同現象已經徹底超越了地域的界限,全體工業建筑一體化的趨勢正在越來越明顯,各個地域之間可以更充分地享受共同發展成果帶來的便利。
3.技術高級化
高技術建筑已經成為當前城市發展的一個代名詞,哪個城市建筑體的技術應用越充分,前沿技術越多,則代表著哪個城市的經濟發展越好,城市發展的競爭力越強。由于工業建筑在整體感覺上可以給人一種充滿力度的造型,給人一種可以無限延伸及擴張的空間視覺。這些都是以高新技術為代表的。相對于傳統的工業建筑,新時期的工業建筑廠房跨度更大,在空間構成上也更好開闊。大面積的玻璃,不僅可以讓陽光直接照射,節省生產成本,而且還體現了工業建筑的發展技術。在未來的發展形勢下,工業建筑要能夠在空間、結構上與社會整體保持一致,開發出更適合人類生存的建筑體。
4.可持續的建筑格局
1.1城市發展現狀與趨勢
在改革開放的這36年中我國城市飛速發展,城市人口不斷增加,城市建設規模不斷加大。僅2013年我國就完成城鎮保障性安居工程住房新開工630萬套,建成470萬套。據周干峙院士預測,我國到2020年城市化可達到60%的水平,在生產和生活上也都還比較適宜。而根據《2013中國人類發展報告》預測,到2030年我國城鎮化水平將達到70%,城市人口總規模將突破10億。可見,我國的城市化正保持并將繼續保持一個快速發展的勢頭。
1.2既有工業建筑的概念
既有工業建筑是城市化過程中的產物,談“既有工業建筑”就需要先明確什么是“工業建筑”。顧名思義,工業建筑就是供工業化生產中各類活動使用的建筑和構筑物。其不僅包括各類直接服務生產活動的生產廠房;包括提供能源、動力的廠房和設施;也包括除塵、除煙、除濕的各類構筑物;還包括一系列倉儲、中轉、儲存空間和具有特殊功能的水塔、棧橋等構筑物。因城市發展過程中各種各樣的歷史原因和現實需要,工業建筑在特定的歷史條件下被修建起來。而隨著時間的推移和現實狀況的變化,這些工業建筑不再發揮原有的服務工業生產的功能。為了將這些建筑區別于正在用于工業生產的建筑,而將這些已經退出歷史舞臺的工業建筑稱為既有工業建筑。
1.3既有工業建筑的特點
首先,既有工業建筑具有對歷史和文化獨特的承載力。既有建筑的產生和淡出都有其歷史的必然性,在既有建筑上可以尋找到難以人為再造的歷史痕跡,并具有別具一格的藝術性和裝飾性。其次,既有工業建筑通常具有特殊的結構或特異的形式。既有工業建筑往往為滿足工業生產而修建,其結構與當時的機器設備和科學技術有關,因而在建筑上體現出具有特異性的結構和形式。一些特殊結構的煙囪、冷卻塔、水塔、燃燒爐、煤氣倉等,可以具有特殊的象征意義和標志性。再次,既有工業建筑具有較大的面積或較強的體量感。既有工業建筑一般規模都比較大,有的狹長深邃,有的寬敞開闊,還有的為適應工業生產的需要而具有較高的舉架。既有工業建筑的這些特點是改造設計中不可回避的問題,利用好這些特點就能改造出較好的作品。
2既有工業建筑改造需求
既有工業建筑作為工業建筑已經退出了歷史的舞臺,但其中蘊藏多個方面的潛在價值。這些潛在價值都有轉化并進行利用的必要,且存在對既有工業建筑進行改造的現實需求,具體而言包括以下三個方面。
2.1經濟效益需求
既有工業建筑在修建之初往往位于城郊或遠離城市中心的偏遠地段,隨著城市的擴張和服務業的遷入,工業建筑所在位置會越來越接近城市中心或變得越來越重要。人和地的矛盾會改變土地和房屋的供求關系,進而推動地價的變化。對既有建筑進行改造有利于對土地和區位資源的合理利用,可以創造出新的就業機會和更高的經濟效益。
2.2環境效益需求
新建筑的修建通常需要耗費大量的資源,而舊建筑的拆除則會產生大量的垃圾。不論是磚瓦建筑還是鋼筋混凝土建筑,在這一拆一建的過程中都會產生建筑垃圾而對環境產生不利的影響。且在這一過程中對周圍經過若干年才變得郁郁蔥蔥的樹木、草地以及周邊的生態環境,都會造成破壞性的惡劣影響。故而,從環境效益的角度考慮,對既有工業建筑進行改造是合理可行的。
2.3社會效益需求
既有工業建筑承載著城市的發展與變遷,見證了文化的交流與融合,積淀了幾代人的點滴回憶。脫離和拋棄這些進行建筑的拆除重建,不僅是對建筑沒有情意,更是對歷史的割裂和對文化的摧殘。城市化的過程原本就是一個文化積淀的過程,讓既有工業建筑既能夠保留城市的“記憶”,又能夠適應城市未來發展的需要,才符合可持續發展的需要。
3既有建筑改造設計方法
既有工業建筑改造設計的手法豐富多樣,具體的改造設計可以按改造程度和改造方式的不同分成以下四種較實用的方法。
3.1室內重裝的改造法
室內重裝的改造法主張對既有工業建筑外部立面進行保護,盡可能多的保留建筑本來的面貌,同時盡可能少的觸及建筑的結構。用最少的投資,使既有建筑中有歷史和文化氣息的元素得以保留和再現。室內重裝的過程是對既有工業建筑功能的革新和再造,原本用于工業服務的建筑部件或室內設施在經過改造和再設計之后,可以使新裝修的室內空間具有與眾不同的效果。“沈記菜館”的主人將既有工廠廠房重裝成一個類似江南酒館的民國風茶餐廳,為消費者提供別具一格的餐飲服務。
3.2格局重構的改造法
既有建筑較大的空間和較高的舉架為格局重構留足了做文章的余地,當簡單的“重裝”不能滿足既有建筑改造需求的時候,就需要考慮對建筑內部的格局進行重構。格局重構的改造法可以分為水平重構、垂直重構和延伸重構三種不同的手法。水平重構主要是改變既有建筑對高度方向空間的利用,通過增加隔層、錯層或樓梯來改變空間布局,增加空間的趣味性提高空間的利用率。垂直重構主要是對平面空間進行重新劃分和規劃,從實際使用需求出發考慮各部分所需要的空間大小,用墻體、隔斷、玻璃、帷幔、植物、家具或者屏風等設施對空間進行重構。與水平重構不同的是,垂直重構并不必然改變建筑的物理結構,通常也可以通過改變人們的心理認同讓人感覺空間進行了重構。延伸重構是要突破現有隔層和墻體的限制,在必要的部位或者以“加”的手法使空間獲得實質的延伸,或者用“減”的手法去除建筑中多余的部分,使視覺可以獲得延伸。如拆除部分磚墻并在原來的位置修建透明玻璃墻,使空間更加通透。通過格局重構的改造,可以改變建筑原來的使用功能,使既有工業建筑重新煥發生命的光彩。
3.3景觀重置的改造法
這里所述的景觀不僅包括既有建筑周邊的花草樹木、溪流湖泊、道路廣場和各類設施,還包括既有工業建筑中可用作室內外布景的老舊機器部件、輔助設施和建筑部件等。既有工業建筑的景觀重置與拆除再造新的景觀并不一樣,是通過重新組合既有的景觀并適當的增加新的景觀來實現對景觀的改造。這種景觀重置可以包括內部景觀外用、外部景觀內用、景觀位置變換、景觀組合重構等具體方法。景觀重置的過程中需要對景觀進行一定的藝術加工,使原有的物件具有一定的美感,符合人們的審美需要。經過藝術加工的景觀可以保留更多的記憶,又可以減少改造的投入,減少資源的浪費。
3.4建筑重建的改造法
對既有建筑進行重建的改造與室內重裝和格局重構相比,是投入較高的一種改造方法,在重建改造中可以分為外立面重建、擴建加建和整體拆除再建等不同的做法。既有建筑的外立面通常是要首先予以保留的,但有時候也需要進行外立面重建改造才能使建筑獲得新的生命力。溫州創意街區運用設計大師蒙德里安慣用的表現手法進行了建筑外立面的改造設計,獲得了較好的改造效果。在既有建筑已經不適合城市發展的情況下,將既有建筑整體拆除并進行重建有時也不可避免。在重建改造過程中需要更多的利用舊有的材料,盡可能的進行新舊交織的再生設計,這樣才能使既有工業建筑符合社會發展的需求。
4既有工業建筑改造評價
有對既有工業建筑的改造,也就必然要有對其的改造評價。筆者認為這種評價應具有三個層面,即改造前的診斷評價,改造中的方案評價,以及改造后的效果評價。在評價過程中可以采用層次分析法、模糊評價法、灰色評價法以及能值分析法等不同的方法來進行。既有工業建筑改造評價之重要,作用之大,意義之深遠是毋庸置疑的。可喜的是2014年年初,由建設部及中國建筑科學研究院主編的《既有建筑改造綠色評價標準》征求意見稿已經公布,現在正在征求有關專家意見。從這一征求意見稿中可以看到,該標準擬將既有建筑改造的評價分為了設計評價和運行評價兩大方面,并設定規劃與建筑、結構與材料、暖通空調、給水排水、電氣與自控、施工管理、運行管理等7個方面具有不同權重的指標。預計這一標準很快就會正式實施,今后我國的既有建筑改造評價便有標準可依,有章法可循了。
5結語
現狀分析
隨著市場經濟建設的深入和國有企事業單位體制改革的深化,以往大、中型工業企業的項目建設必須依托,甚至指定由某個國有大中型建筑設計院設計的情況已經很少出現了。市場競爭的壓力和可供選擇對象的增多,使許多企業在進行廠區建設時,不僅僅停留在滿足基本生產流程上,他們對企業的發展和形象有了更多的關注。因此,如何提高生產區的環境質量,創建優美、宜人的工作氛圍,如何使工業建筑在使用上有更大的靈活性和更高的生產效率,如何通過建筑形象來提升企業知名度,在工業建筑的設計中起著越來越重要的作用。現代企業對工業建筑的設計質量這種更新、更高的要求,為建筑師的構思創作提供了寬廣的舞臺。建筑師作為設計方,為建設單位提供優質、高效的服務是其職責所在,新的技術創新成為必然。工業建筑在審美和精神方面的價值已經引起了足夠的重視,設計服務的觀念正在深入人心,這為建筑設計的創新提供了很好的外部條件,工業建筑設計面臨著前所未有的巨大機遇。
工業建筑的創作誤區
從事工業建筑設計的建筑師們為了在最短時間里改變人們心目中工業建筑“傻、大、笨、粗”的印象,從改變工業建筑的外部形象入手,做了大量的嘗試。從某大型熱電廠投標方案可以看出,建筑師為了使廠房的外部形象得到改善,不顧工業建筑內部的使用要求而直接借鑒民用建筑的手法,將民用建筑立面處理的許多手法搬用到工業建筑的設計中,主廠房外掛了花崗石和鋁板,高達2m的女兒墻將屋面鋼屋架所形成的折線完全隱藏了起來,局部造型的處理與其內部的使用更是毫無關系,特意做出的一個玻璃幕墻的三角形轉角,不但使用很不方便,也給工藝專業的管道布置帶來了很大的困難。在煙囪的處理上,更是“花招迭出”,先做了四根70m高的鋼煙囪,在其外面又用弧形的鋼筋混凝土將其包裹了起來,形成了一個“獨特”的造型,其原因就是“使廠房看起來不像一個廠房,煙囪看起來不像一個煙囪”。工業建筑其特殊的工業生產要求,注定了它不可能具有民用建筑那樣的外貌,否則就只能是扭曲其個性,也有悖于其正常的生產運轉。在工業建筑方案設計中大量應用干掛石材和玻璃幕墻等,就認為是對建筑造型的重視,工業建筑也就會相應地有了新時代的面貌,這實在是一種誤解。忽視了工業建筑與民用建筑不同的功能使用、材料使用和構造處理,片面地追求奇形怪狀,一味地迎合建設單位,這可能是一條“快速建筑設計”和得到設計任務的“捷徑”,但其后果卻是不容忽視的。這種過于追求表面的光鮮,忽略使用要求所導致的結果是:首先,這類方案在投標時,由于建設單位的不懂行,可能容易中標。但是,一旦深入到技術設計階段,工業建筑的一些特殊技術要求使得其從民用建筑中借鑒來的設計手法很容易成為“無源之水,無本之木”。這給下一步從事初步設計和施工圖設計的建筑師造成了很大的困難,變成了為形式而形式的“創作”,與現代建筑所倡導的“實用、經濟、美觀”的原則背道而馳。其次,在施工圖的設計和制作中,工藝制造流程的特殊要求與建筑外部造型之間不可調和的矛盾使其“打架”現象時有發生。建筑師若“屈從于”外部造型的特殊要求,就可能造成在生產使用中出現無法解決的問題。若滿足工藝使用的要求,則因其最終造型與方案設計差別太大,而對建設單位無法交待,這樣做最終也會失去市場。最后,由于造價等條件的限制,在實際工程中,這種表面的光鮮效果往往堅持不到最后就被換掉,因為當建設單位發現要滿足立面效果需投入大量資金時,往往會降低裝修標準去滿足基本的生產要求。因此,工業建筑設計的方法,從學術研究的角度看,它與民用建筑的交叉點決不應該在外表的光鮮和新奇上,關注建筑基地與總平面、地形的關系,重視使用功能,關心自身的建造邏輯與使用材料的搭接,進行構造節點的精美設計,這應是所有建筑的“內核”,也應該是建筑設計的出發點,是建筑師走出工業建筑設計“誤區”的出路所在。
理論的引入
張永和在《向工業建筑學習》[1]中指出:“在中國,工業建筑由于沒有受到過多的審美及意識形態的干擾,反而比民用建筑更接近于建筑的本質”。工業建筑由于本身專業條件的“苛刻”要求和對建筑藝術問題的“遲鈍”反應,將建筑師推到了必須直接面對建筑本質的位置,這也許更有利于我們對建筑本質問題的進一步認識。而工業建筑在思考和解決建筑的基本問題上更加樸實和實際,工業建筑的美也應由此而產生。近些年來,“建構(Tectonic)”理論的引入對思考和解決建筑師們在如何忠實體現結構邏輯和清晰表達建造邏輯上提供了理論指導。肯尼斯•弗蘭姆普頓[2]將“建構”稱為“詩意的建造”,認為建筑是對基本重力關系、材料連接和構造方式詩意的表現。“建筑具有本質上的建構性,所以,它的一部分內在表現力與它的具體結構形式是分不開的”。“細節決不應該成為建筑作品隨隨便便得以實現的無關緊要的技術手段”。“建構”理論對建造過程本身的關注和對結構邏輯、材料邏輯、構造邏輯和設備邏輯的尊重,促使我們對中國現代建筑進行全新的思考,改變大量形式主義的創作道路,將我們再一次拉回到建筑起源時所思考的問題上,對當代中國的工業建筑設計,有著綱領性的意義。我們身邊的許多建筑新奇和夸張的形式比比皆是,建筑不再關心構成自身的基本東西:材料、結構、構造和空間,他們表達和象征著自身以外的主題:權利、財富、階層和附貼的文化標簽。建筑師精心構筑的細節和繁縟的形體并不是建立在人與建筑相互尊重的真實基礎之上。密斯曾說過:“沒有理性的力量,建筑只不過是一種玩弄形式的空洞游戲,而不受非理性因素啟發的建筑也只能是一項乏味的工程”。“建構”理論的探討對于目前我國工業建筑的設計有著重要的意義。今天,信息技術和計算機的發展所帶來的高、精、準的制造工藝和建造水平早已遠勝于工業革命的時代,但建筑的本質并沒有改變。工業建筑由于其功能要求和采用材料的不同,外部形象肯定會與普通辦公樓、會展中心有所區別,找出其中的不同,忠實地表現工藝流程、材料特性,利用精致的節點設計來展現出材料本身的美,對于當前我國大量建造的工業建筑有著積極的意義。北京首都國際機場四機位機庫工程是我國工業建筑設計領域一個比較成功的作品(圖3),它體現了20世紀末我國工業建筑設計的進步,而其中一個重要的原因就是,建筑師在機庫的設計中對適合其建造的新材料、新技術,如彩色梯形鋼板、地板采暖、超大跨度的屋蓋系統等,沒有采取回避的態度,而是進行了認真細致的研究,從墻體到屋面,從門窗到防、排水,都無一例外地應用了新材料和新技術,并做出了精致、可靠、美觀的設計。認真、正確、嚴謹的設計態度,是這項規模巨大、技術要求高的工程得以順利實現的保證,因此,“建構”理論的具體應用不僅需要建筑師要有審美能力和創造力,更要對新技術和新材料保持巨大的熱情并進行不懈的探索。#p#分頁標題#e#
應對策略
要提高我國工業建筑的創作水平,可以歸納出以下三個應對策略:第一,建筑師不但要具備較高的美學修養,更要對材料的性能和特性有精深的了解。建筑師在設計中必須從工業建筑的整體設計來考慮選擇合適的材料,因為不同材料、不同的施工工藝具有不同的視覺和觸覺效果,只有熟悉其特點和做法,才能創造出符合建筑師要求的效果,而整個建筑物就是由無數的“小效果”所組成的。在很多工業建筑設計方案招投標中,建筑透視圖都非常漂亮,但建成后則被改得面目全非。其重要的原因之一就是建筑師對建造材料不夠熟悉,對材料的構造做法不夠了解,對當地慣用的建筑材料知之甚少,這樣的建筑建成后肯定與透視圖相去甚遠。這樣的建筑設計注定不會有市場支持,也就更談不上什么經久不息的感染力。其次,在滿足工業生產基本需要的前提下,關注工業建筑的結構選型至關重要。從某種意義上講,工業建筑物采用的結構形式對建筑物最后的造型、體量、空間具有決定性的意義。隨著社會經濟的不斷發展,環保和節能的觀念已經深入人心,大家普遍認識到建筑結構的本身是一個客觀存在,以其真實的面目示人,符合建造邏輯也體現了當代社會的美學追求,這種觀念的日益深入無疑給我們提升工業建筑的建構美學提供了舞臺。最后,應該充分關注工業建筑的構造細部,使工業建筑經得起細看和推敲。長期以來,建筑師在國內大學所受到的大多是學院派的教育,注重建筑美學,忽視建筑技術。我國建材行業的相對落后和施工隊伍的技術素質不高,造成了建筑質量低下,但這絕不能成為建筑師忽視構造節點的借口。建筑師設計支撐構件和構造做法不僅是為了滿足支撐和保護建筑物的需要,同時也須體現出在美學上的追求,要在滿足結構和設備專業要求的前提下,設計“耐看”和經得住推敲的節點。目前,國內各個地區由于氣候和地質、環境等的不同,各種構造做法差異很大,但是建筑師在設計時對其重視程度明顯不夠,往往簡單地套用本地區的“習慣”做法來做“標準化設計”。無視當地的傳統工藝做法,一味追求自己的所謂恢宏、大氣的想法,這不但是對當地數百年、甚至上千年來形成的營造做法的褻瀆,更與當地建筑人文環境相背離。
國民經濟發展階段,建筑師的作用逐步得到認可
到了19世紀70年代以后至80年代,盡管我國的社會經濟有了一定的發展,但是與國際上的經濟發展速度還是有很大的差距。所以國家當時強調加速發展工業經濟。特別是十年結束之后,全國上下摩拳擦掌,一心要把時期損失的時間搶回來。當時的建材供應,特別是水泥及鋼材的生產已有了一定的發展,但還是較為緊缺。當時的鋼筋混凝土結構已普遍采用,預應力技術普遍得到應用。如鋼筋混凝土預應力屋架、桁架,鋼筋混凝土預應力行車梁,鋼筋混凝土預應力板等。為了適應工業快速發展的速度,加快工業廠房的建設進度,國家大力推廣建筑模數制、構件模塊化。建設部組織編制了大量的標準化設計圖集,包括各類鋼筋混凝土構件圖集、單層鋼筋混凝土排架結構體系等。以便于大規模的工廠化生產,有利于縮短設計周期及加快工地現場的建設進度。以上的這些工作,都是在當年大干快上的時代背景下,為當時的工業大發展起到了不可小覷的作用。在那個階段,建筑師的作用開始逐步得到了社會的認可。建筑師本身也已開始認識到了自己在工業建筑設計中的責任。但在當時的大干快上的環境中,以及當時的社會經濟實力的影響下,建筑師還是較難很好地發揮其應有的作用。當年的基本建設還是沿用了“經濟、適用、在一定程度上適當注意美觀”的政策。工業建筑的建筑設計工作基本上還是停留在給工藝設備做個較簡單的包裝,給操作工人做個遮風擋雨的圍護。沒有把工業建筑的設計置于一個城市建設的大環境中來統一考慮。許多項目的土地利用率很低,建筑能耗也很高,操作工人的工作環境及生活條件均較差,廠區的環境也較簡陋,廠房建筑的形象單一。這些都是當年工業建筑的時代特征,也是經濟發展過程中的一個難以回避的階段。
國民經濟有了一定規模,建筑師的才能逐步得到了發揮
上個世紀90年代以后,我國的經濟發展速度已明顯加快,鋼鐵產量已基本能滿足經濟發展的需求。由于鋼鐵產量的快速提高,鋼結構廠房大量出現,有單層鋼構廠房,也有多層甚至高層鋼結構廠房;有門式鋼架結構形式,亦有鋼網架結構形式。由于鋼結構的特性,廠房的跨度越做越大。這就給建筑師提供了更多的選擇余地。如果廠房的單向柱間尺寸大,可采用門式鋼架結構;如雙向柱網尺寸均很大,則可選用網架結構形式。所以鋼結構廠房滿足了大跨度生產工藝的需求,且能滿足工藝上的各種靈活變化布局的要求。更主要的是由于鋼結構構件可以工廠化制作、現場裝配,這就大大加快了工程建設的進度。且由于鋼結構的自身重量遠較鋼筋混凝土結構輕,所以對地基礎處理的成本也大為減少,特別適合在軟土地基區域使用,而且鋼結構屬可回收材料并可重復使用。正是有上述的種種優勢,所以鋼結構廠房被普遍采用。在這個時期中,社會經濟的發展及改革開放的程度日新月異,人們的思想意識掙脫了長期的束縛,建筑師們也不例外。在社會經濟快速發展的支持下,在廣大民眾對提高城市品位的呼聲日益高漲的背景下,建筑師的地位日益提升。建筑師在工業建筑設計中的作用開始得到了重視,建筑師的才能逐步得到了發揮。建筑師已不再滿足于給工藝設備做個較簡單的包裝,而是針對不同的企業對工業廠區的不同要求,越來越多地追求多樣化、差別化。對廠區的環境綠化要求公園化;對工業建筑的外觀要求美觀、有個性化;對操作工人的作業環境力爭適當舒適,要做到有良好的采光、通風;對員工生活設施的要求也有了很大的提高;特別是對廠前區的設計要求更高,要求與城市街景相匹配。換句話說,建筑師在這個時期里,在社會經濟實力的支持下,在工業建筑設計中有了很大的施展才華的余地。
國民經濟持續發展,建筑師需要深入考慮的問題
在國民經濟持續發展的今天,建筑師在工業建筑設計上,將真正開始發揮作用,并將越來越得到重視。建筑師們將結合現代工業建筑的發展狀況,不斷地歸納工業建筑的發展思路,以城市設計理論為主導思想,將建筑學、城市規劃學及園林景觀理論相結合,將人性化設計思想不斷引入工業建筑。以“以人為本”為宗旨,為工人提供一個健康的操作環境,為企業創造一個更為舒適的工作環境;采用現代建筑材料,運用建筑設計手段,注重工業廠房的美學與城市環境的結合;著重于廠區總體規劃與地形地貌相結合,與城市規劃相匹配;保護自然環境,保持工業建筑的可持續發展的可行性。
隨著城市化進程的不斷推進,我國的土地資源日益緊缺,政府已經把土地政策提升為國策的高度。所以今后對工業建設土地利用率的要求將會越來越高。對于這一點,建筑師將從二個方面來考慮。一個是對新建的工業建筑,我們將進一步優化生產空間的組合,盡可能地將各種功能集合成大體量廠房,將倉庫、車間及生產管理、輔助設施合理地組合起來,減小無效空間,減少室外交通面積。這樣的組合方式,不僅加大了土地利用率,同時也對廠房內的使用方式的靈活變化提供了更大的可能性。當然這種組合方式要充分考慮消防疏散,通風排煙等其它要求。節約土地的另一個方面是要重視對舊有工業建筑的改造。工業建筑不是一次性的用品。由于現代科技的迅猛發展,工業產品不斷地更新換代,其更新換代的周期遠比一個建筑物的使用周期短。所以利用舊有廠房的改造以適應新產品的生產,在節約土地,減少投資,加快建設進度方面均有不可忽視的意義。所以我們在新設計工業建筑時,就要對今后的適應性改造留有最大的可能性。
如何進一步降低在工業建筑中的建筑能耗,也是建筑師們需思考的問題。如何最大可能地利用被動式的能源技術。如合理的總平面布局,盡量地利用自然通風、天然采光,以減少照明、暖通的耗能;如利用太陽能為生產及生活提供熱水;利用地源熱能為車間及管理用房提供舒適的環境;將有空調要求的空間盡量地組合在一起,以最大可能地減少熱損耗。我國的現有規范對民用建筑有具體的節能要求,而對工業建筑未有具體要求。事實上在工業建筑中,有許多行業的廠房都有空調要求,因此在這些廠房的設計均應考慮適當的節能措施。在設計大體量的廠房時,通風是需重點考慮的。我們曾經在博雷控制系統(中國)有限公司的廠房中設計了一種預熱型通風方式。即將室外的新風通過地埋式的管道引入車間內部,利用地源熱能進行預熱,給車間送入冬暖夏涼的新風,在很大程度上降低了建筑能耗,提高了廠房操作環境的舒適度,取得了很好的效果。#p#分頁標題#e#
隨著時代的發展,工業建筑的人性化設計將日益得到重視。人性化設計就是將人類行為學引入到現代工業生產中,體現在現代工業建筑學里。在工業生產的過程中,操作生產的核心因素是人,以人為本來創造一個良好的生產和生活環境,是保證產品質量的最基本的要素。建筑師們在滿足生產工藝要求的前提下,將更加重視人的行為和心理上訴求,在以人為本的理念上,努力體現對人的關懷,創造一個讓人產生歸屬感和親切感的良好工作環境,讓全體員工更有尊嚴地工作和生活。
從城市設計者的眼光來看,工業建筑與其它的建筑之間的界限是越來越模糊了。因為工業建筑的設計將回歸于城市設計的理念中,工業建筑將進一步融入到城市建筑群中去。具有個性特征的工業建筑雖然不能完全等同于民用建筑,但其基本原理是一致的。在滿足其工藝生產要求的同時,也將遵循城市設計的理念,創造一個宜人、優美、有文化內涵的建筑空間及環境,并融入城市的大環境中去。工業廠區的對外交通將充分考慮與城市道路交通的妥貼結合,將更加注重廠區的環境對周邊景觀的影響,廠區內建筑物的高度對城市天際線的整體考慮。