寒地校园建筑改造与加固技术研究_夏天.pdf

d o i:1 0.3 9 6 3/j.i s s n.1 6 7 4-6 0 6 6.2 0 2 3.0 1.0 2 7寒地校园建筑改造与加固技术研究夏 天(兰州铁道设计院有限公司,兰州7 3 0 0 0 0)摘 要:现今我国高校事业处于快速发展阶段,呈现出“一校多区”的管理开展模式。相对于新校区的建设,老校区在建筑施工中,普遍的存在着建材选料和设计等使用效率低以及观赏性差等多种问题,如一味拆建,与我国的可持续发展理论相悖,而校园建筑改造,就凸显出自身投资小、工期短以及见效快等多种优势,已经成为高校建设工作开展的重点所在。关键词:建筑改造;结构加固;改造成本R e s e a r c ho nR e c o n s t r u c t i o na n dR e i n f o r c e m e n tT e c h n o l o g yo fC a m p u sB u i l d i n g s i nC o l dR e g i o n sX I AT i a n(L a n z h o uR a i l w a yD e s i g nI n s t i t u t eC o,L t d,L a n z h o u7 3 0 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:A tp r e s e n t,t h ec a u s eo f c o l l e g e sa n du n i v e r s i t i e s i nC h i n a i s i na r a p i dd e v e l o p m e n t s t a g e,s h o w i n ga o n es c h o o lw i t hm u l t i p l ed i s t r i c t s m a n a g e m e n tm o d e.C o m p a r e dw i t ht h e c o n s t r u c t i o no f t h en e wc a m p u s,i nt h e c o n s t r u c-t i o no f t h eo l dc a m p u s,t h e r ea r em a n yp r o b l e m s,s u c ha s l o wu s ee f f i c i e n c yo fb u i l d i n gm a t e r i a l ss e l e c t i o na n dd e s i g na n dp o o ro r n a m e n t a l p e r f o r m a n c e.F o re x a m p l e,b l i n d l yd e m o l i s h i n ga n dc o n s t r u c t i n gi sc o n t r a r yt ot h et h e o r yo fs u s-t a i n a b l ed e v e l o p m e n t i nC h i n a.H o w e v e r,t h ec a m p u sb u i l d i n gr e c o n s t r u c t i o nh a sh i g h l i g h t e d i t sa d v a n t a g e so f s m a l l i n-v e s t m e n t,s h o r t c o n s t r u c t i o np e r i o da n dq u i c ke f f e c t,w h i c hh a sb e c o m e t h e f o c u so f t h eu n i v e r s i t yc o n s t r u c t i o nw o r k.K e yw o r d s:b u i l d i n gr e n o v a t i o n;s t r u c t u r a l r e i n f o r c e m e n t;t r a n s f o r m a t i o nc o s t收稿日期:2 0 2 2-1 2-3 1.作者简介:夏 天(1 9 8 9-),硕士生.E-m a i l:2 4 5 7 3 0 5 0 7q q.c o m1 项目实际案例某学院时我国一所工学为主的省属普通本科高校,成立于2 0 0 0年,由我国三所全国示范性高等工程专科重点合并组建而成。现今学校有两个不同的校区,总占地面积为4 5.8m2,校园内部共计设置了1 9个教学院,其中开设的本科专业有5 9个。现今学校有本专科生、研究生、留学生共计1.6万多人,教职人员为13 0 0余人。在2 0 2 1年,为了迎接学院建校7 0周年华诞,对校园的形象加以整改。2 寒地校园建筑改造的影响因素2.1 高校建设的影响我国高校现今正处于高等教育大众化发展阶段,国内在不断扩大学生招收规模,现今高校学生数量在不断增加,导致原本的教学资源无法满足工作开展需求,就需要随着时代的发展加以更新,各大高校现今已经开始了校园建设工作,主要是为了提升自身的硬件条件,完成办学工作开展的根本任务1。网络的发展为教育工作提供了新型网络数字化教学模式,高校也需要掌握这一发展趋势,提升对使用效率低、设备陈旧等建筑的改造与加固,融入共享空间、可变空间等多种全新理念,更换原本的教学设备,这是现今高校校园建设的有效方式。89建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期2.2 规划用地的影响城市规划是对城市今后的发展进行研究,也是城市合理布局与各项工程建设的综合部署,对城市经济发展起到重要作用,城市内部规划需要随着社会的发展进行调整与修改。在我国改革开放初期,对于老城区的规划有着较大的随意性,政府部门为了追求政绩,让出土地大力的发展经济,并且见缝插针的进行建设工作,造成道路交通受到很大的挤压2。随着现今国内经济的快速发展,私家车拥有量的提升,老城区呈现出人口密度大的特点,现有的城市道路数量与宽度,无法满足人们的实际需求,呈现出比较严重的交通堵塞问题,为了更好地解决交通拥堵的问题,国家出台了一系列的政策。城市的内部规划建设与校园建设之间有着密切关联,随着房价的上调降低市区建设高校的可能性,而城市道路规划设计,也会影响到高校的市区建设,且校园周边建筑对于日照的需求,也限制了高校建筑的实际高度。2.3 法律法规的影响我国在法律法规中,明确的告知人们事物或行为的合法性,在建筑行业的发展中也有着相适应的法律法规条文,提升对建筑工程施工质量的保障,强化对各个主体权益的保护。我国使用在建筑行业的立法,是在2 0世纪8 0年代创立的,经过长达4 0多年的发展在不断完善,目前可以应用在建筑设计与工程建设中的法律法规已经达到了4 0 0多项3。我国在2 0世纪8 0年代建造的房屋,在现今的改造设计中,要保障每一项工作的开展符合行业现行规范,当出现与规定相违背的情况时,需要进行及时的拆除、补充与修正,以此满足建筑功能与技术要求的同时,进一步满足建筑工程施工对于环境与造型的需求。2.4 成本资金的影响高校在进行校园建设时,主要使用的资金来自于政府部门的财政投入,其占据校园使用经费的4 0%以上,其余部分则为学生的学杂收入、社会各个方面的捐助与银行贷款等4。学校在保障不缩减教育经费的基础之上,提升办学规模需要使用的资金,大多数会以银行贷款的方式,所以高校会在建设过程中承担起较大的债务负担与风险。2.5 社会发展的影响在长时间的发展中,对生态环境的发展呈现出保护不足、资源开发不合理等多种情况,就导致全球的生态系统面对恶劣的发展环境,早在1 9 8 7年时,世界环发委员就已经提出了可持续发展的理念,在1 9 9 4年国务院的批准下,我国成为了第一个国家级可持续发展战略5。为了让我国的子孙后代,都能够享受到大自然为我们提供的优良资源与环境,实现自然与经济发展的和谐统一,摒弃以往大拆大建的发展形式,在现今的建筑改造与加固中,已经成为经济发展与人口、资源、环境之间有效协调的方式,在国家的引导下建立起节约型社会,减少对不可再生资源的使用,强化全民环境保护意识的提升,实现社会的健康发展,注重在经济发展中探索长远发展利益。对已有建筑的改造与加固,能够有效地解决建筑行业逐渐衰退这一问题,拉动我国社会发展的内在需求,促进中华民族实现伟大复兴。3 寒地校园建筑改造与加固技术应用策略3.1 选择合适加固方法在寒地校园建筑改造与加固中,优化结构加固的方法,是有效节省建筑空间的方法之一。增大截面法也被称之为外包混凝土法,使用到的加固工艺比较简单,其花费的费用也比较低,在后期使用中基本不需要进行维护,但是能够非常明显的增加构建截面的面积,将其应用在室内可以减少空间,其产生较大的外观变化,在混凝土的保护下,有着比较强的耐锈蚀能力,通常将其应用在门厅、卫生间等公共区域柱体的加固中。而外包型钢加固法,就是使用型钢固定的方式,将其固定到梁或柱的四个角,以此不断的提升整个结构构建的承载能力,在实际应用中并不需要使用支模板,施工的速度比较快,有着较高的造价,但是在完成加固之后基本上其后截面不会出现大的变动,会将其应用在房间空间有限、截面不允许过分增大的梁、柱等加固中。使用黏贴钢板加固方法时,施工需要的时间比较短,且原材料购买费用低,对于建筑的外观不会产生影响,但是选择使用黏贴材料作为胶黏剂,其自身的耐久性比较差,对周边环境有着比较高的要求,所以不适合将其应用在一些温度高或湿度大的环境中,该材质与构件形状物体之间,有着比较高的适用性能,可以解决大部分存在的问题,同样也适合应用在异形柱中。99建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期3.2 清洁能源的应用对于分布在纬度较高的严寒地区来讲,如果只是单独依靠墙体外部的保温与建筑内部的热量,在没有供暖的情况下,建筑内部的温度无法保障达到人体所需温度,且高校的教学楼在上下课时间,呈现出人员流动量密集的情况,室内外频繁的进行冷热交替,导致内部出现大量的热量损失,就需要使用到新型清洁能源进行供热,从而满足室内对于舒适热环境的实际需求。在使用空气源热泵时,可以将一些无法直接转换成为空气低位热能,转变为可以进行使用的高位热能节能装置,该系统在实际应用中主要由空气源热泵循环系统与蓄水箱两个不同部分构成,在我国的北方地区有着广泛的推广与应用。但是在使用过程中也存在着一些不足之处,工作性能会受到周边温度环境的影响,如果室外的温度比较低的话,供热系统自身的性能就会不断降低,同时实用性能也变得更差。对于这一点不足之处来讲,市场上又随之研发了空气源热泵-太阳能蓄热互补供暖系统,工作原理则是建立在空气源热泵的基础之上,将太阳能蓄热装置应用其中,以此不断地提升空气源热泵入口的温度,减少对室内环境温度变化的影响,在外部环境处于恶劣情况下,供暖系统依旧具备适用性。也有使用土壤源热泵的方法,与上述方法一样借助低位热能,将其转变为高位热能的应用原理,在室外的地下安装一些换热装置,将土壤内部所有的热量收集起来,将其传输到室内进行供热,土壤在该环节中会逐渐的丧失热量,积存大量的冷气,等到夏季到来之后,就可以将土壤所聚集的冷气再次传回到室内,实现了对冷热能源的循环使用。地层5m以下的土壤,其温度变化受外界的影响比较小,所以长期处于一种室外温度的平均值,所以在使用土壤热泵时,不仅具有较高的稳定性能,同时其相对于空气源热泵来讲,能够节约3 5%的能源。3.3 碳纤维低损修复在碳纤维加固中,主要使用的是碳纤维布加固与碳纤维板加固两种方式,该方法最早是起源于日本地区,现今在我国的结构加固领域中已经成为工作开展重点,该方法的应用可有效避免传统方法对建筑物外貌造成化学腐蚀、锈蚀等多种问题。构件的表面使用粘性较好的粘结剂,最大程度上增加结构构建的约束面积,促使结构抗剪能力的提升,强化成体的稳定性。单位体积下的碳纤维,自身所具有的抗拉强度是建筑钢材的十倍,只要