氣候變化對房屋建筑工程的影響分析

摘要 伴隨著氣候變化影響程度、范圍的加深，房屋建筑工程也不可避免的受到它的影響，本文系統(tǒng)的總結(jié)了氣候變化對房屋建筑工程(包括建筑環(huán)境、建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)性能)的影響。

關(guān)鍵詞氣候;環(huán)境;建筑;結(jié)構(gòu);混凝土;性能;影響

中圖分類號TU746文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2009)111-0035-01

氣候變化會對對建筑環(huán)境、建筑結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)性能造成直接或間接地影響。

1氣候變化對建筑環(huán)境的影響

1.1 氣候變化對建筑室內(nèi)熱環(huán)境的影響

建筑熱環(huán)境是室內(nèi)溫度、相對濕度、氣流速度和壁面平均輻射溫度的總稱。舒適的室內(nèi)熱環(huán)境是維護人體健康的重要條件。

隨著全球變暖，極端天氣事件發(fā)生的頻率和強度也將加大，兩者綜合因素將使得目前很多室內(nèi)熱環(huán)境滿足舒適度要求的建筑在未來不再滿足要求，給建筑設(shè)計帶來更大的挑戰(zhàn)。

1.2 氣候變化對建筑施工環(huán)境的影響

氣候變化會對建筑施工過程中施工技術(shù)措施、工期、材料的儲存運輸使用、大型設(shè)備的安裝使用、現(xiàn)場安全等多方面造成影響。連續(xù)的降雨或是長期的冰凍期會使土方工程無法進行而導致工期的延誤;大風氣候會給塔吊等大型設(shè)備的安裝和使用帶來安全隱患;極端氣候常常會影響材料及預制構(gòu)配件的運輸;高溫、潮濕等會減短水泥等材料的存放時間等。

1.3 氣候變化對建筑能源消耗的影響

建造和維護現(xiàn)有建筑物所消耗的能源占全球能源消耗總量的30%到40%，其中建筑使用期的能耗占建筑總能耗的80%左右，而建筑使用期的主要耗能來自于建筑的冬季供暖和夏季制冷的能量消耗。

2氣候變化對建筑材料的影響

2.1 溫度對混凝土材料性能的影響

溫度變化對混凝土材料的強度、變形等性能有影響，通常溫度升高導致混凝土材料強度、彈性模量降低，變形加大。對于混凝土材料，溫度對其有兩個相反的效應(yīng):一方面，溫度升高加快了水化反應(yīng)速率;另一方面，溫度升高導致水分蒸發(fā)速度加快。因此，高溫炎熱氣候又延緩了水化反應(yīng)的進程，甚至引起水化反應(yīng)的完全停止，高溫對混凝土的后期強度有不利影響。

2.2 濕度對混凝土材料性能的影響

環(huán)境濕度的變化會造成混凝土內(nèi)部含水率的變化，混凝土含水率的增加會減小其抗壓強度和環(huán)壓抗拉強度;烘爐干燥會增大混凝土的抗壓強度和劈裂抗拉強度，但會使其環(huán)壓抗拉強度急劇下降;各種氣候因素幾乎都會對建筑材料造成影響。如金屬、石材、玻璃、木材、磚瓦等建筑材料均會受到氣候因素的影響和危害。

3氣候變化對建筑結(jié)構(gòu)的影響

3.1 氣候變化對建筑基礎(chǔ)的影響

粘土的體積會隨著含水率的變化而變化。由于氣溫升高或氣候炎熱使土壤含水率下降、土壤的霜凍現(xiàn)象以及由于降雨或大風造成的土壤沖蝕風化現(xiàn)象等均會對建筑物基礎(chǔ)帶來影響和危害，這種危害常見于層數(shù)不多基礎(chǔ)較淺的民用建筑中。土壤的干縮濕脹特性是造成建筑物基礎(chǔ)受到侵害的根本原因。當氣溫較高或是出現(xiàn)霜凍現(xiàn)象時，土壤膨脹則會使地基隆起，引起相應(yīng)的基礎(chǔ)位移，基礎(chǔ)位移則會進一步引起建筑結(jié)構(gòu)的變形、沉降、開裂等損害。3.2 氣候變化對上部結(jié)構(gòu)的影響

3.2.1大風

風荷載作為施加在建筑結(jié)構(gòu)上的動態(tài)荷載是建筑荷載中極為重要的荷載因素，它可以造成結(jié)構(gòu)失效。風對建筑物的破壞主要有:對高層結(jié)構(gòu)的破壞;對簡易房屋，尤其是輕型屋蓋房屋造成的破壞，這主要是結(jié)構(gòu)屋頂?shù)腻^固強度達不到要求;對外墻飾面、門窗玻璃和玻璃幕墻的破壞。 在氣候變化背景下，對風載的設(shè)計應(yīng)該適當加大安全系數(shù)。

3.2.2暴雨

通常，暴雨通過墻壁上的縫隙向室內(nèi)滲透時導致墻體內(nèi)部發(fā)潮，從而降低熱工性能;會使屋面油氈鼓泡、變形、裂縫，造成滲漏;會使墻面出現(xiàn)斑跡。雨水沖刷建筑物的外壁，使之受到更嚴重的風化侵蝕。大暴雨給建筑帶來的影響主要有以下幾點:暴雨發(fā)生頻率較高時，完全加心墻將不能使用，除非墻體采取額外的保護;暴雨強度的增加意味著結(jié)構(gòu)面臨更大的侵蝕風化作用，因此結(jié)構(gòu)需要更高的維護條件;隨著暴雨強度的增加，屋頂、檐溝、基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計必須能應(yīng)對短時間內(nèi)出現(xiàn)的大量雨水。

3.2.3暴雪

除上面提到的影響因素外，暴雪造成的建筑物失效也是不容忽視的。

4氣候變化對混凝土結(jié)構(gòu)性能的影響

氣候變化會使混凝土發(fā)生損傷，影響混凝土的材料性能，引起混凝土結(jié)構(gòu)性能的變化，如承載力、耐久性、變形等。

4.1 氣候變化對混凝土構(gòu)件承載力的影響

極端氣候作用使混凝土材料的強度發(fā)生退化，如抗壓強度、抗拉強度等?；炷翗?gòu)件的承載能力，與其材料強度緊密相關(guān)，同時混凝土材料變形也對其構(gòu)件的承載能力有很大的影響，如混凝土梁構(gòu)件發(fā)生徐變變形，撓度不斷增加，對其抗彎承載力影響很大。

4.2 氣候變化對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響

4.2.1環(huán)境溫度

隨著環(huán)境溫度的升高，混凝土碳化速度顯著增大;環(huán)境溫度對鋼筋銹蝕速度的影響。隨著溫度升高，鋼筋銹蝕速度明顯提高。

4.2.2相對濕度

環(huán)境相對濕度的提高，鋼筋銹蝕速度明顯提高?？諝庀鄬穸仍礁撸炷林械乃衷蕉?，鋼筋腐蝕越快。實際工程養(yǎng)護混凝土時的相對濕度對混凝土的耐久性非常重要。在干燥氣候條件下的養(yǎng)護，不僅損害了混凝土的強度，而且嚴重降混凝土的耐久性。

4.2.3二氧化碳:濃度

環(huán)境中二氧化碳濃度越大，混凝土內(nèi)外二氧化碳濃度梯度就越大，二氧化碳越易擴散進入孔隙，也使化學反應(yīng)速度加快。除此外，暴雨后的烈日暴曬是兩種極端氣候的組合，表現(xiàn)為混凝土內(nèi)部水分在短時間內(nèi)吸收量和蒸發(fā)量都非常大。這種濕度的變化對混凝土材料性能的影響比單一極端氣候要大得多，混凝土損傷劇烈發(fā)展。

4.3 氣候變化對混凝土結(jié)構(gòu)變形的影響

氣候變化對混凝土的強度、彈性模量、內(nèi)部相對濕度等影響較大，這些因素都會對混凝土的變形產(chǎn)生很大的影響，如徐變變形、撓度、收縮變形等。

5結(jié)束語

氣候變化對建筑工程的影響是多方面的，我們應(yīng)該重視對氣候變化趨勢及其對房屋建筑工程影響的研究，這樣對今后的建筑設(shè)計、建筑施工和建筑材料發(fā)展等都能提供相應(yīng)的發(fā)展方向和改進措施，使我們的建筑環(huán)境更舒適、更節(jié)能、更安全。

參考文獻

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