建筑綠色化改造中結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的實踐研究

張喜軍

摘 要：對已有建筑進行的綠色改造，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，還必須對已有的結(jié)構(gòu)部件進行合理、高效的利用，要防止進行大的拆除大的改動，設(shè)計出一套安全可靠、經(jīng)濟合理的加固方案，如此，才可以實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的目標。

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

1 前言

在建筑改造工程建設(shè)過程中，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?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)的社會和經(jīng)濟效益。在此基礎(chǔ)上實行綠色節(jié)能化的房屋改造可以節(jié)約成本以及減少對環(huán)境的污染。

2建筑綠色化改造中結(jié)構(gòu)加固的重要性

隨著時代的發(fā)展，我國年久的建筑已經(jīng)到了需要加固改造的時候了，應(yīng)重視對建筑物的構(gòu)造進行加強。因此，有關(guān)部門應(yīng)加大對住宅的研究力度，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)注意加強對建筑工程的加固工作，根據(jù)工程的具體情況，適時地對建筑工程的加固方案進行修改，從而增強建筑工程的整體穩(wěn)定性。在工程實踐中，應(yīng)盡量降低工程所需的工程物料用量，以達到工程的最大經(jīng)濟效益。

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例，這座工廠是在1995年建成的。并按照89系列標準進行了設(shè)計和建設(shè)，該建筑的占地面積為三萬多平方米，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)過幾年的工業(yè)化運行，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)過改造，有些地方與原來的設(shè)計圖有出入。

3.2改造規(guī)劃

3.2.1場地規(guī)劃

該工程在前期的改建方案中，為了保證場地車輛和行人交通的流線設(shè)計的合理性，保留了場地的原始地貌又節(jié)約了資金。在周圍的建設(shè)道路上，可以基本達到消防車的通行需要，為汽車提供停車場，并在部分區(qū)域上沿著公路的兩邊進行停車位的布置，整個建設(shè)地點的車行、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。在該項目的兩個中心綠地上，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。添加了小會議室和展廳區(qū)域和周圍的走廊，構(gòu)成了一個豐富多變的內(nèi)部空間，在不大拆、不大建的基礎(chǔ)上，對殘破的倉庫進行了建筑的外部改造，并對建筑的室內(nèi)結(jié)構(gòu)進行了重新設(shè)計，從而讓建筑、院落等都具有了中國傳統(tǒng)建筑的特征。改建后的主要功能區(qū)劃分清楚，各區(qū)域的各部分通過有組織且清晰的空間框架，構(gòu)成了一個相互關(guān)聯(lián)的整體。根據(jù)樓層數(shù)量和用途，共設(shè)有12臺電梯以及部分自動扶梯，逃生通道的寬度和長度都符合消防設(shè)計標準。

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，有些地方用的是沒有隔熱的瓦頂。在這一次的改建中，按照目前的國家規(guī)定，對屋頂、外墻和架空層進行了外部保溫。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，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

原來的工廠沒有采光井。原有的廠房因其作為工業(yè)用途而存在，其進深比較大，內(nèi)部的空間品質(zhì)不高。在改建的時候，增加了一個長方形形狀的天井，讓各個區(qū)域的功能都變得井井有條，形成了一個可以分享樂趣的公共區(qū)域。經(jīng)過改造中庭能夠使各個功能區(qū)域的采光環(huán)境、風環(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。夏季，南窗百葉可以很好地遮擋太陽，形成一個典型的遮蔭處。

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，從而對相應(yīng)的建筑構(gòu)件產(chǎn)生了很大的沖擊。經(jīng)過分析，原來的設(shè)計中的結(jié)構(gòu)部件雖然都有一定的承載力和耐用性，但是它們都無法充分地達到未來的使用性能需求，因此需要對原有的部件進行加固，這樣就可以將其從工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€綜合性的建筑。

4.2.1建筑結(jié)構(gòu)的鑒定

按照目前的國家相混凝土結(jié)構(gòu)加固的規(guī)定，對建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固進行評估，并出具相應(yīng)的檢測報告。對原有建筑的可靠度進行了評估，并對其抗震系數(shù)進行了檢測。在改建之前，進行建筑的安全可靠度評估，主要包含靜態(tài)評估和抗震評估，以便確定重建的范圍和內(nèi)容；對改造后的可靠性進行評估，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，造成了負荷的變更，需要對局部上空進行拆除，因此需要對工程進行結(jié)構(gòu)的加強。加固措施有：鋼筋混凝土澆筑工藝、碳素纖維加強工藝、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)

本項目在改建之前未安裝暖通空調(diào)，改建時應(yīng)參照我國對民用建筑的供暖的設(shè)計的相關(guān)規(guī)定，進行具體的熱負荷和冷負荷的計算。分析了該大樓的使用特性及實際情況的基礎(chǔ)上，提出了以大溫差、大容量、高效率的制冷機組及以真空熱水機組為主的新型制冷供暖的方案。在夏季的時候，所選用的三個離心冷水機和一個螺桿式冷水機，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組時，為了提升在部分負載情況下的主機的能量效率采用主變頻技術(shù)，冬季采用兩個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，對冷暖兩種不同類型的冷暖水進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)終端負載的改變來調(diào)整所需的給水，從而節(jié)約了能源。并對所有用能單位進行分項測量收費。

4.4供水和排水管網(wǎng)

4.4.1給水管網(wǎng)

根據(jù)本項目的最高用水量和最低用水量。在對給排污進行改造的時候，要以建筑的種類和當?shù)氐墓┧闆r為依據(jù)，對生活給水壓力進行全面地使用，并通過城市自來水壓的方式進行直接供水，以防止再進行加壓。要針對每一個用戶的用水特點，在管道入口增設(shè)一個降壓閥門，將分配水點出水壓力控制在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，并進行了管道水壓測試，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)中實現(xiàn)節(jié)約水資源，最重要的方法就是強化對水資源的管理。

4.4.3對非常規(guī)水資源的開發(fā)

在國內(nèi)，因為觀念和技術(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，對非常規(guī)水資源的使用已經(jīng)受到了越來越多的認同和關(guān)注。非常規(guī)水資源的開發(fā)與應(yīng)用對于緩解水資源短缺，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)計時就已將非常規(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，達到了節(jié)水的目的。本工程的屋頂上的雨水通過一套虹吸式的下泄裝置被集中到集水池里，經(jīng)過過濾和消毒后進入中間儲存罐。通過再生水的變頻器增壓后，用于園林池塘的補充和綠化灌溉。

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)計措施，本項目的變壓器安裝指數(shù)按照一個大型的商業(yè)大廈的變壓器的安裝指標，其設(shè)計為170 VA/m%，并且其總的總裝機能力為9700 kVA。第三：根據(jù)負荷分布情況，選擇高效、低耗、節(jié)能的SC（B）11-Dyn11型變壓器，選用與其匹配的負載能力，以增加其技術(shù)經(jīng)濟性為目標，對其進行經(jīng)濟的操作模式（采用雙機結(jié)合的操作模式，且每個設(shè)備的負載比例約為75%）的操作。對相位進行適當?shù)胤植?，使三相盡量維持平衡，進而對變電所的通風降溫環(huán)境進行改進，對變壓器的工作溫度進行有效地控制。

5.2燈光裝置

在燈光的設(shè)計上，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)其顯色性和啟動時間的要求來進行，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：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用電計費制度

本項目的能量管理計量方式，包含：電力分項計量系統(tǒng)、能量計量系統(tǒng)、流量計量系統(tǒng)及燃油計量系統(tǒng)，其中，分項計量系統(tǒng)能夠為用戶提供全部能耗節(jié)點的電耗計量。

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)問題。本工程在“適用、經(jīng)濟、美觀”的基礎(chǔ)上，根據(jù)當?shù)貙嶋H情況對其進行了針對性的調(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)低壓無功補償和諧波降低技術(shù)以及能量管理測量系統(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單一施工技術(shù)的優(yōu)點進行了整合，并進行了系統(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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