建筑绿色化改造中结构加固技术的实践研究_张喜军.pdf

佛 山 陶 瓷2023 年第 4 期（第 321 期）1前言在建筑改造工程建设过程中，为了确保建筑工程的质量，必须按照建筑工程的特定需要，采用适当的建筑工程技术，才能有效地利用该技术。采用了结构加固技术，既可以确保房屋的建设品质，又可以最大限度地实现建筑本身的使用功能，在很大程度上可以提升房屋建设的社会和经济效益。在此基础上实行绿色节能化的房屋改造可以节约成本以及减少对环境的污染。2建筑绿色化改造中结构加固的重要性随着时代的发展，我国年久的建筑已经到了需要加固改造的时候了，应重视对建筑物的构造进行加强。因此，有关部门应加大对住宅的研究力度，为改善住宅的服役年限及工程品质提供依据。若能将绿色环保概念引入到建筑改造中，则可提升使用者的生活感受，提升产业建筑的稳定性。在建筑改造工程中，有关部门应注意加强对建筑工程的加固工作，根据工程的具体情况，适时地对建筑工程的加固方案进行修改，从而增强建筑工程的整体稳定性。在工程实践中，应尽量降低工程所需的工程物料用量，以达到工程的最大经济效益。3建筑绿色化改造中结构加固技术的案例分析3.1 工程概况本文以杭州某烟厂厂房的改造为实例，这座工厂是在 1995 年建成的。并按照 89 系列标准进行了设计和建设，该建筑的占地面积为三万多平方米，包括了地上三层和一层地下室。建筑高 24 米，占地 68800 平方米，地面建筑面积 66210 平方米，地下 2600 平方米，建筑基础面积 16161 平方米，容积比 2.06，外墙采用白漆，局部采用橘黄色的铅板，部分房顶为瓦屋面，外墙没有设置隔热措施。在大楼的入口和一些拐角处安装了少量玻璃窗。一楼位置部分设置有卷帘门。经过几年的工业化运行，主体建筑部分部位混凝土出现了一定的碳化、腐蚀和裂缝，部分部位出现了水浸。砌筑墙体部分部位出现了明显的开裂现象。屋顶的防潮层用明显老化现象。此外，局部经过改造，有些地方与原来的设计图有出入。3.2 改造规划3.2.1场地规划该工程在前期的改建方案中，为了保证场地车辆和行人交通的流线设计的合理性，保留了场地的原始地貌又节约了资金。在周围的建设道路上，可以基本达到消防车的通行需要，为汽车提供停车场，并在部分区域上沿着公路的两边进行停车位的布置，整个建设地点的车行、人行路线都是明确、合理的，而且还有一条流畅的车行路线，这就使得这里的交通与消防的通行需求得到了更好的解决。在该项目的两个中心绿地上，都采用了乔、灌、草相结合的复合植被，栽植区的覆盖土壤厚度及排水性都符合植被的要求。3.2.2改造后的功能区划分改造项目非常重视建筑的总体构造的协调，降低了建筑装饰的用量。按照修旧如旧的原则，合理地调整了房屋的外形。添加了小会议室和展厅区域和周围的走廊，构成了一个丰富多变的内部空间，在不大拆、不大建的基础上，对残破的仓库进行了建筑的外部改造，并对建筑的室内结构进行了重新设计，从而让建筑、院落等都具有了中国传统建筑的特征。改建后的主要功能区划分清楚，各区域的各部分通过有组织且清晰的空间框架，构成了一个相互关联的整体。根据楼层数量和用途，共设有 12建筑绿色化改造中结构加固技术的实践研究张喜军（甘肃省建筑科学研究院(集团)有限公司，兰州730000）摘 要：对已有建筑进行的绿色改造，不仅要在提高其应用功能的前提下，还要提高房屋的安全性和抗震特性，从而提高其使用年限。此外，还必须对已有的结构部件进行合理、高效的利用，要防止进行大的拆除大的改动，设计出一套安全可靠、经济合理的加固方案，如此，才可以实现节能、环保的目标。关键词：绿色化改造；结构加固技术；实践研究113Vol.33No.04（Serial No.321）FOSHAN CERAMICS台电梯以及部分自动扶梯，逃生通道的宽度和长度都符合消防设计标准。3.2.3外墙屋顶保温层的改造原先的外墙主要白色为主，有些地方用的是黄色的铝板，有些地方用的是没有隔热的瓦顶。在这一次的改建中，按照目前的国家规定，对屋顶、外墙和架空层进行了外部保温。在此基础上，选用隔热效果更好的窗户，并在窗户外面加遮阴。屋面使用：水泥砂浆+碎石鹅石混凝+挤出塑聚苯板+防水卷材、聚氨醋+水泥砂浆+炉渣混凝土、水泥砂浆+钢筋混凝+石灰水泥砂浆，屋顶的传热系数 K=0.46 W/(mf K）。在室外使用的材料：聚合物抹面防裂泥浆+岩棉板+蒸压加气混凝土砌块+水泥砂浆，外墙传热系数 Kp=0.70 W/(nf K）。在底层传热通风，使用了以下材料：碎石，鹅石混凝土+钢筋混凝土+岩棉板（摆锤法）+高分子表面防裂砂浆。窗户采用隔热的多空洞密闭金属窗 KS5.0，窗户面积21%，传热系数为 320 W/nfk，该产品具有 0.86 的避光系数，4 级的气密性和 0.71 的透光率。地板由：碎石，鹅石混凝土+水泥砂浆+钢筋混凝土+夯实泥土组成。地板的传热率为 K=1.04 W/(nf K）。4改造部分及结构加固4.1 增加中庭采光井原来的工厂没有采光井。原有的厂房因其作为工业用途而存在，其进深比较大，内部的空间品质不高。在改建的时候，增加了一个长方形形状的天井，让各个区域的功能都变得井井有条，形成了一个可以分享乐趣的公共区域。经过改造中庭能够使各个功能区域的采光环境、风环境和室内景观环境得到明显的改善。冬天，天井为密闭的大型温室，春、秋天，天井为开放的，室内外都能有很好的通风。夏季，南窗百叶可以很好地遮挡太阳，形成一个典型的遮荫处。4.2 改造后的结构加固该工程在改造前后，其承载力、功能等方面都有了很大的改变，从而对相应的建筑构件产生了很大的冲击。经过分析，原来的设计中的结构部件虽然都有一定的承载力和耐用性，但是它们都无法充分地达到未来的使用性能需求，因此需要对原有的部件进行加固，这样就可以将其从工厂转变为一个综合性的建筑。4.2.1建筑结构的鉴定按照目前的国家相混凝土结构加固的规定，对建筑的结构稳固进行评估，并出具相应的检测报告。对原有建筑的可靠度进行了评估，并对其抗震系数进行了检测。在改建之前，进行建筑的安全可靠度评估，主要包含静态评估和抗震评估，以便确定重建的范围和内容；对改造后的可靠性进行评估，以确定改造后的使用寿命。4.2.2改造技术以及材料的选用由于建筑使用性质的转变，造成了负荷的变更，需要对局部上空进行拆除，因此需要对工程进行结构的加强。加固措施有：钢筋混凝土浇筑工艺、碳素纤维加强工艺、钢筋植入工艺等，碳纤维采用的 HRB400 钢材碳纤维以聚丙烯腈基 12 K 及以下的小丝纤维，用特制的改良的A 级环氧树脂胶，阻锈剂用的是烷氧基或胺基的喷雾式防锈涂料。砌筑：底层下方的墙面由 M0 型水泥 MU15 型混凝实心砖砌筑而成。为缓解荷载作用，降低结构的受力，为其他结构的填充型墙和隔墙采用蒸压加气混凝土砌块其容重不得大于 8 kN/m。4.3 加装暖通空调本项目在改建之前未安装暖通空调，改建时应参照我国对民用建筑的供暖的设计的相关规定，进行具体的热负荷和冷负荷的计算。分析了该大楼的使用特性及实际情况的基础上，提出了以大温差、大容量、高效率的制冷机组及以真空热水机组为主的新型制冷供暖的方案。在夏季的时候，所选用的三个离心冷水机和一个螺杆式冷水机，在所采用的空调水系统中，它的温度为 6 度到13 度，在使用离心式冷水机组时，为了提升在部分负载情况下的主机的能量效率采用主变频技术，冬季采用两个煤气式的真空加热单元，其供回水的水温为 55 到 60摄氏度。在此基础上，对冷暖两种不同类型的冷暖水进行了一次水泵的可变流量和可变频率的控制，使其能够依据终端负载的改变来调整所需的给水，从而节约了能源。并对所有用能单位进行分项测量收费。4.4 供水和排水管网4.4.1给水管网根据本项目的最高用水量和最低用水量。在对给排污进行改造的时候，要以建筑的种类和当地的供水情况为依据，对生活给水压力进行全面地使用，并通过城市自来水压的方式进行直接供水，以防止再进行加压。要针对每一个用户的用水特点，在管道入口增设一个降压阀门，将分配水点出水压力控制在 0.2 MPa 及以下，这样就可以降低由于水龙头出水压力过大而导致的水资源的消耗。在室内的给水系统中，采用了 MFPPR 与 FPPR的塑胶供水管，热接合的方式。在室外埋管巷道中，采用的是球墨铁制或钢塑钢制钢管，二者采用的方法为橡皮垫片的承插式和丝扣联结。选择使用的是具有高性能的114佛 山 陶 瓷2023 年第 4 期（第 321 期）阀门和零泄漏阀门，并进行了管道水压测试，防止出现泄漏。在原有厂房的基础上，大多数的给水和排水管线得以保存。4.4.2节水设备据相关资料显示，目前全市用水中，生活用水已超过 45%。用水器具是公用水网络的最终一环，是与使用者有最大的关系，它的用量很大，而且它的应用广泛，与人们的日常生活有很大的关系，因此，要想在城镇中实现节约水资源，最重要的方法就是强化对水资源的管理。4.4.3对非常规水资源的开发在国内，因为观念和技术等方面的因素，非常规水源并未被充分地使用。但是，伴随着水资源的日趋匮乏，水处理技术的不断发展，对非常规水资源的使用已经受到了越来越多的认同和关注。非常规水资源的开发与应用对于缓解水资源短缺，提高水资源的使用效率，减少水的污染具有重要的意义。由于在设计时就已将非常规水源的开发与建设纳入到了规划之中，因此，在建筑改造中采用了非常规水源，达到了节水的目的。本工程的屋顶上的雨水通过一套虹吸式的下泄装置被集中到集水池里，经过过滤和消毒后进入中间储存罐。通过再生水的变频器增压后，用于园林池塘的补充和绿化灌溉。4.4.4其他节水方法的改造本工程的其他节约水资源的方法有：在园林草地上推广节水灌溉方式，如微型喷灌和滴灌；空调系统的冷却水为制冷塔回路，为了保持空调系统的平衡，在冷却塔的蓄液区设置了连接管路。5节电设计改造5.1 电力供应和分配在本工程的供配电体系，最主要的节约措施是：首先采用 10 kV 供电，在 1 层尽量靠近到负荷中心，并在地上设置 10/0.4 kV 变配电所，将中压供电延伸到负荷中心，以此降低供电的距离，从而降低线路的损失。第二：根据民用建筑的节能设计措施，本项目的变压器安装指数按照一个大型的商业大厦的变压器的安装指标，其设计为 170 VA/m%，并且其总的总装机能力为 9700 kVA。第三：根据负荷分布情况，选择高效、低耗、节能的 SC(B)11-Dyn11 型变压器，选用与其匹配的负载能力，以增加其技术经济性为目标，对其进行经济的操作模式（采用双机结合的操作模式，且每个设备的负载比例约为75%）的操作。对相位进行适当地分布，使三相尽量维持平衡，进而对变电所的通风降温环境进行改进，对变压器的工作温度进行有效地控制。5.2 灯光装置在灯光的设计上，该工程将采用如下的节能措施：首先，选择节能高效的光源和灯具，光源的选择要根据其显色性和启动时间的要求来进行，在办公楼中，则多采用节能灯和 LED 灯。第二：在如镇流器等照明配件的选用时：电子镇流器或节能型电感镇流器用于日光灯，节能型电感镇流器用于高压钠灯和卤化物灯，其单个灯的能量系数不得小于 0.95。最后，在符合炫目极限及光照分布需求的情况下，要选择具有高效率及高性能的照明设备。5.3 用电计费制度本项目的能量管理计量方式，包含：电力分项计量系统、能量计量系统、流量计量系统及燃油计量系统，其中，分项计量系统能够为用户提供全部能耗节点的电耗计量。6结论结合该烟厂老旧厂房的绿色改建工程，论述了老旧厂房绿色改建中的一些重要技术问题。本工程在“适用、经济、美观”的基础上，根据当地实际情况对其进行了针对性的调整。在绿色环保方面，做了大量的研究。包括采用的环保建造技术及特殊的加强构造。具体内容如下：灌胶、粘钢碳纤维、植筋等高性能加固技术，绿色灌溉技术低压无功补偿和谐波降低技术以及能量管理测量系统、建筑设备监督管理系统等。绿色施工技术的运用，注重的是最优的结合，而不是盲目的堆积。该厂房的改建将各个单一施工技术的优点进行了整合，并进行了系统的整合和革新，从而获得了很好的节约效果，为绿色化改造中结构加固提供了有利的参考。